Agregat - Vjezba 3

AGREGAT

Agregat

1

Podjela agregata

Agregat

Prirodni

Prirodno nevezane stijene-šljunak i pijesak

Agregat

Umjetni

Drobljeni kameni agregat

Otpadni materijali i industrijski nusprodukti

Specijalni proizvodi

2

Šljunak i pijesak Agregat

Drobljeni agregat 3

Prirodni pijesak i šljunak • Prirodni pijesak i šljunak je sedimentnog porijekla, a dobiva se iz nevezanog riječnog nanosa koji je nastao raspadanjem brdskih masiva i njihovim daljnjim trošenjem i brušenjem u potocima i rijekama. • Najčešće je smjesa raznih minerala i stijena. • Oblik zrna mu je različit, ovisan o mineralnom porijeklu i načinu postanka Agregat

4

• Pijesak ili sitni agregat ima zrna krupnoće (granulaciju) 0 - 4 mm • Šljunak ili krupni agregat ima zrna krupnoće (granulaciju) 4 - 125 mm. • Pijesak i šljunak se eksploatiraju na posebno organiziranim nalazištima - šljunčarama sa specijalnom mehanizacijom; buldožeri, bageri i dr. ovisi o mjestu i položaju. • Uz šljunčare - separacija - mehanička postrojenja za pranje i klasifikaciju materijala po veličini zrna - podjela na frakcije. Agregat

5

Drobljeni agregat • Drobljeni agregat se dobiva usitnjavanjem lomljenog kamena u odgovarajućim uređajima (drobilicama ili mlinovima) i njegovim prosijavanjem u frakcije, te pranjem ili odprašivanjem. • Drobljeni agregat je obično ujednačenijeg mineralnog sastava i vrlo povoljne hrapave površine, koja osigurava dobru prionljivost cementnog kamena.

Agregat

6

Štetne primjese u agregatu • Nečistoće koje ometaju hidrataciju cemena u betonu organske primjese - humus ili organski mulj, drvo, ugljen (zato je potrebno pranje) • Opne koje prekrivaju površinu zrna agregata i slabe prionljivost cementnog kamena (često je to glina ili mulj čestice < 0,09 mm) • Slaba ili nepostojana zrna agregata • Nepoželjni: liskuni, škriljci, lapor, opal, čert... Agregat

7

Umjetni agregati Otpadni materijali i industrijski nusprodukti: • Leteći (elektrofilterski) pepeo se dobije nakon sagorijevanja ugljena usitnjenog u prah u termoelektranama gdje se na specijalnim eletrofilterima zadržava fini mrko-crni prah sastavljen od zrnaca promjera 0,005 - 0,1 mm. • Zapreminska masa je 500 - 800 kg/m3. • Primjena: – kao dodatak pri proizvodnji cementa – kao dodatak pri proizvodnji betona Agregat

8

• Ložišna zgura - je ostatak nakon sagorijevanja ugljena ili koksa. • Zapreminska masa je 600 - 1500 kg/m3. • Primjena: – kao materijal za nasipe – za izradu šljako-betona, šljako-blokova (potrebno je prethodno ispitivanje radi npr. sumpora)

Agregat

9

• Kristalasta zgura visokih peći se dobije sporim hlađenjem rastopljene zgure visokih peći. • Relativno je porozna, ali i čvrsta • Zapreminska masa je 500 - 1700 kg/m3. • Primjena: – nasipi – podloge u cestogradnji – željeznički zastori – za izradu mortova i betona.

Agregat

10

• Granulirana zgura se dobije naglim hlađenjem postupkom potapanja u vodu. • Relativno krte i trošne granule • Zapreminska masa mala - 800 kg/m3 • Primjena: – dodatak cementu – proizvodnja lakih betona

Agregat

11

• Pjenušava zgura se dobije naglim hlađenjem mlazevima vode. Uslijed pare koja se pri tome stvara zgura će unutar svoje mase dobiti veliki postotak pora, a i povećati će volumen. • Zapreminska masa mala - 300 - 750 kg/m3 • Primjena: – kao toplinska i zvučna zaštita ili izolacija, kao ispuna između pregradnih zidova

Agregat

12

Specijalno proizvedeni agregati • Ekspandirana glina - keramzit - glinopor - primjena: kao agregat za proizvodnju betona Espandirana glina, glinopor

sušenje gline

meljava i homogenizacija dodavanje vode-glineno tijesto propuštanje tijesta kroz usnike, sjeckanje okretanje mase u bubnju, granule pečenje granula na 1100-13000C

hlađenje

Agregat

13

• Ekspandirani perlit - staklasti kamen uglavnom silikatnog sastava koji se stvara prilikom vulkanskih erupcija. • Proces proizvodnje: drobljenje te izlaganje temperaturi 700 - 1200oC. • Zapreminska masa mala - 100 - 500 kg/m3 • Primjena: kao agregat za mortove i lagane betone, kao termoizolacija λ = 0,052 - 0,070 W/m·oC, pri vlažnosti 2%

Agregat

14

• Ekspandirani vermikulit se dobiva iz stijene vermikulita koja nastaje kao rezultat mjenjanja liskuna. • Drobljeni vermikulit se kratkotrajno (3 - 5 min.) izloži temperaturi 800 - 1000oC, pri čemu materijal ekspandira i može povećati volumen i 20 puta. • Veoma porozan materijal • Zapreminska masa veoma mala - 50 - 200 kg/m3 • Primjena za proizvodnju mortova vrlo visokih termoizolacionih svojstava.

Agregat

15

Granulometrijski sastav agregata

• Granulometrijski sastav agregata je odnos između količina zrna raznih veličina. • Granulometrijski sastav agregata ima presudan utjecaj na obradivost i svojstva betona. • Granulometrijski sastav se sastavlja tako da u agregatu ostane što manje šupljina

Agregat

16

• Granulometrijski sastav mora biti takav da: - sitnija zrna popunjavaju prostor koji zatvaraju krupnija - istovremeno osigura i dobru obradljivost svježeg betona - dobru stabilnost smjese betona pri transportu i ugradnji - dobru kompaktnost ugrađenog betona. • Uobičajeno su u primjeni frakcije: 0-4, 4-8, 8-16, 1631,5, 31,5-63 i 63-125 mm.

Agregat

17

• Granulometrijski sastav agregata određuje se prosijavanjem na normiranim sitima, sljedećih kvadratnih otvora: 0.063, 0.090, 0.125, 0.250, 0.50, 0.71, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0, 11.2, 16.0, 22.4, 31.5, 45.0, 63.0, 125.0. • Dobivena krivulja naziva se granulometrijska krivulja uzorka agregata

Agregat

18

frakcija 0-4

frakcija 4-8

frakcija 8-16

frakcija 16-31,5

100

postotak prolaza (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

0,125

0,25

0,5

1

2

4

8

16

31,5

63

125

otvori sita (mm)

Primjer krivulja prosijavanja za 4 frakcije agregata – granulometrijska krivulja agregata Agregat

19

Proračun referentnih granulometrijskih krivulja za zadano maksimalno zrno agregata Krivulja A predložena je od švicarskog instituta EMPA:  d d   (%) A = 50 + dm   dm Fuller je predložio krivulju koja se izračuna prema izrazu: d B = 100 dm

A, B d dm Agregat

(%) - ordinate granulometrijske krivulje - otvori sita (mm) - najkrupnije nominalno zrno agregata (mm) 20

Granulometrijska krivulja Agregat

21

• Područje A - B - preporuka prema starom PBABu • Područje C - D (E) - novi propisi, većina svjetskih • Gornje krivulje daju betone s više sitnog materijala, više cementa, betoni visoke obradivosti podoban za transport pumpanjem • Donje krivulje daju betone slabije obradivosti koji ima manje stezanje i veću čvrstoću. • Diskontinuirani granulometrijski sastav s izostavljanjem zrna srednjih veličina daje betone s minimalnom količinom morta Agregat

22

Npr. za dm = 50 mm : d (mm)

0,12

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

8,0

16,0

31,5

63

A (%)

2

3

6

8,0

12

18

28

44

71

100

B (%)

4

6

10

14

20

28

40

57

79

100

Grafički prikaz referentnih granulometrijskih krivulja

Agregat

23

Proračun kumulativnog granulometrijskog sastava Opći oblik jednadžbi glasi: frakcija frakcija frakcija frakcija

0-4 mm 4-8 mm 8-16 mm 16-32 mm

a11 ⋅ x1 + a12 ⋅ x 2 + a13 ⋅ x 3 + a14 ⋅ x 4 = A1 a 21 ⋅ x1 + a 22 ⋅ x 2 + a 23 ⋅ x 3 + a 24 ⋅ x 4 = A 2 a 31 ⋅ x1 + a 32 ⋅ x 2 + a 33 ⋅ x 3 + a 34 ⋅ x 4 = A 3

a 41 ⋅ x1 + a 42 ⋅ x 2 + a 43 ⋅ x 3 + a 44 ⋅ x 4 = A 4

gdje je: amn - % prolaza na sitima pojedinih frakcija. A1- odabrani kumulativni prolaz na situ 4 mm x1 - izračunati prolaz na situ 4 mm A2- na situ 8 mm x2 na situ 8 mm A3- na situ 16 mm x3 na situ 16 mm A4- na situ 32 mm x4 na situ 32 mm Agregat

24

NUMERIČKI GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA amn Frakc ija (mm)

sito (mm)

0,12

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

8,0

16,0

31,5

63

0-4

%

8

13

28

39

66

98

100

100

100

100

4-8

%

0

0

0

0

1

13

94

100

100

100

8-16

%

0

0

0

0

0

4

12

96

100

100

16-32

%

0

0

0

0

0

0

1

10

97

100

ZADANI KUMULATIVNI GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA sito (mm)

0,12

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

8,0

16,0

31,5

63

zadano (mm)

4,1

8,2

18,4

28,1

30,5

37,8

50,9

66,1

99,4

100

Agregat

25

Jednadžbe glase: x1 = 45 % x2 = 14 % x3 = 19 % x4 = 22 %

98x1 +13x2+ 4x3+0x4 = 37.8 100x1+94x2+ 12x3+1x4 = 50.9 100x1+100 x2+96x3+10x4 = 66.1 100x1+100x2+100x3+97x4 = 99.4

NUMERIČKI GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA amn Frakcij sito a (mm) (mm)

0,12

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

8,0

16,0

31,5

63

0-4

45 %

3.6

5.9

12.6

17.6

29.7

44.1

45.0

45.0

45.0

45

4-8

14 %

0.0

0.0

0.0

0.0

0.1

1.8

13.2

14.0

14.0

14

8-16

19 %

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.8

2.3

18.2

19.0

19

16-32

22 %

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.2

2.2

21.3

22

SUMA

100 %

3.6

5.9

12.6

17.6

29.8

46.7

60.7

79.4

99.3

100.0

Agregat

26

0-4

4-8

8 - 16

16 - 32

SUMA

Zadano

120

Postotak prolaza kroz sito  (%)   

100

80

60

40

20

0 0,12

0,2

0,5

1

2

4

8

16

31,5

63

Dimenzije otvora na sitima  (mm)

Krivulje prosijavanja svake frakcije, te zadanog i proračunatog kumulativnog sastava Agregat

27

Utjecaj vlažnosti i apsorpcije agregata m ZPS − m d Aw = ⋅ 100 md

(%)

m w − md W= ⋅ 100 md

(%)

 A  m w − m d 1 + w   100  ⋅ 100 As = md

Agregat

(%)

28

Ocjena oblika zrna agregata Oblik zrna agregata ocjenjuje se obzirom na omjer duljine zrna (L) i debljine zrna (E) koristeći kljunasto mjerilo. Indeks oblika zrna računa se tako da se izmjeri masa zrna agregata kod kojih je L/E > 3 (M2) i izrazi u postotku ukupne mase (M1): SI=(M2/M1)*100 (%) Razred SI

Indeks oblika (SI)

Namjena

SI40

≤40

SI20

≤20

Betoni do uključivo klase C 12/15 Ostali betoni

Agregat

29

Izgled agregata Agregat

30

Maksimalno zrno agregata: x D max = d m + ∆D = d m + ( d m − d m −1 ) ⋅ y dm - nominalno najkrupnije zrno agregata. • Maksimalno zrno agregata ne smije biti veće : – od 1/4 najmanje dimenzije presjeka elementa (za ploče 1/3) • Primjena: – max. zrno do 31,5 mm - uobičajeno – max.zrno do 16 mm za tankostjene gusto armirane elemente – max.zrno do 125 mm za masivne hidrotehničke objekte Agregat

31

Kraj!

Agregat

32