Beton - Vjezba 4-novo

SVJEŽI BETON

Svježi beton

1

o

o

Sva svojstva očvrslog betona: trajnost, čvrstoća i deformabilnost zavise od stupnja njegove zbijenosti i homogenosti. Za kvalitetan očvrsli beton je nužna pretpostavka da ga se u svježem stanju lako transportira i ugrađuje, da ne segregira i, konačno, da se dobro zbije.

Svježi beton

2

DEFINICIJE I ZAHTJEVI NA SVJEŽI BETON o

Neki važniji zahtjevi, koji se postavljaju na svježi beton jesu: o brza homogenizacija u miješalici o pokretljivost u transportu i pri ugradbi (bez unutrašnjih lomova mase), lagano zaobilaženje zapreka, kao armature, izbočina u oplati i ugrađenih elemenata, o stabilnost u pogledu homogenosti za vrijeme transporta, ubacivanja u oplatu i zbijanja, uključivo stabilnost na izdvajanje vode,

Svježi beton

3

o o o o

što manja adhezija na kliznu oplatu cijev pumpe za transport betona, što bolja adhezija na podlogu, što bolja kompatibilnost, plastičnost za završnu obradu.

Svježi beton

odnosno

4

Najčešći pojmovi kojima se definiraju i mjere svojstva svježeg betona jesu: o o o o o o o o

obradljivost, konzistencija, izdvajanje vode, segregacija, vrijeme vezanja betona, homogenost betonske mješavine temperatura sadržaj pora u svježem betonu.

Svježi beton

5

Obradivost o

Obradivost svježeg betona je relativno svojstvo koje obuhvaća namjenu betona, način miješanja i ugradnju.

o

Obradivost bi se mogla definirati količinom korisne unutrašnje energije potrebne za potpuno zbijanje betona, tj. količinom energije koja je potrebna, da se svlada unutrašnji otpor između pojedinih čestica u betonu.

Svježi beton

6

o

Šire shvaćeni pojam obradljivosti obuhvaća svojstva tijekom miješanja, transporta, ubacivanja u oplatu, zbijanja i završne obrade površine, dakle do trenutka kada poprimi svoj konačni oblik i gustoću.

o

U praksi se obradljivost najčešće izražava pomoću konzistencije betona.

Svježi beton

7

Konzistencija

o

o

U reologiji se konzistencija definira kao svojstvo materijala, kojim se on odupire trajnom mijenjanju oblika i definirana je cijelom funkcijom smično naprezanje – tečenje. Tako definirano svojstvo konzistencije iziskivalo bi komplicirane uređaje za ispitivanje i dugotrajna mjerenja.

Svježi beton

8

o

Na gradilištu se najčešće pod konzistencijom podrazumijeva stanje svježeg betona izmjereno nekom empirijskom metodom, kojom se mjeri način preoblikovanja uzorka (npr. slijeganje ili rasprostiranje).

o

Konzistenciju svježeg betona mora se ispitivati vrlo često i to u kratkom vremenskom razdoblju od spravljanja do ugradnje svježeg betona.

Svježi beton

9

Metode mjerenja obradivosti

o

o

Zastupljenost pojedine vrste preoblikovanja u ukupnom preoblikovanju ovisi o stanju naprezanja i njegovom trajanju, sastavu betona, stanju zbijenosti, prethodnom oblikovanju i vanjskim uvjetima (temperatura, efekt zida). Mjerni postupci na osnovama fizike, koji se danas istražuju, pružaju mogućnost, da se mjere karakteristike koje su egzaktno definirane. Ta su istraživanja znatno doprinijela razumijevanju pojava, unapređivanju i razvoju u svježem betonu.

Svježi beton

10

EMPIRIJSKI POSTUPCI MJERENJA KONZISTENCIJE o

U našoj zemlji su normirani postupci ispitivanja konzistencije svježeg betona: o slijeganjem (slump), o rasprostiranjem (flow), o Vebe postupak, o određivanje faktora zbijanja

Svježi beton

11

Slijeganje (mm)

o

Postupak ispitivanja slijeganjem sastoji se u tome, da se normirani kalup od lima, oblika krnjeg stošca napuni betonom. Kalup se zatim oprezno podigne i mjeri se koliko je nakon toga beton slegnuo. Detalji postupka strogo su normirani.

Svježi beton

12

Rasprostiranje (cm)

o

Kod postupka ispitivanja rasprostiranja sličan stožac, ali nešto niži, izradi se na ploči, koja se može podizati i puštati da padne. Nakon 15 takvih udaraca mjeri se promjer “pogače” nastale rasprostiranjem betona.

Svježi beton

13

Vebe postupak

o

Nešto je složenija metoda mjerenja preoblikovanja svježeg betona prema postupku Vebe, pa se ona primjenjuje najčešće samo u prethodnim ispitivanjima

Svježi beton

14

Faktor zbijanja o

Postupak određivanja faktora zbijanja. U kalup oblika prizme nasipa se beton i poravna. Zatim se zbije na vibracijskom stolu do potpune zbijenosti. Kvocijent visine nasutog i zbijenog betona je faktor zbijanja. C=h/(h-s)

Svježi beton

15

Obradivost - konzistencija o

Svi empirijski postupci zasnivaju se na oponašanju neke faze obrade svježeg betona. Zato su to samo grube indikacije o obradivosti betona.

o

Uobičajena je praksa da se u tehničkoj dokumentaciji obradljivost svježeg betona zadaje opisno i kvantitativno prema nekoj od mjera konzistencije.

Svježi beton

16

Konzistencije svježeg betona Ispitivanje slijeganjem Ispitivanje Vebe aparatom Razred Slijeganje (mm) Razred Vebe Ispitivanje rasprostiranjem stupanj (s) S1 10 do 40 Razred Rasprostiranje V1 21 do 30 S2 50 do(mm) 90 Stupanj zbijenosti V 2 11 do 20 S 3 100 do 150 T1 350 do 410 Razred Stupanj V 3 6 do 10 S24 160410 do 210 T do 480 zbijenosti V4 3 do 5 S 5 > 220 T3 490 do 550 Z1 1,26 do 1,45 T4 560 do 640 Z2 1,11 do 1,25 T5 > 650 Z3 1,04 do 1,10 Svježi beton

17

STABILNOST SVJEŽEG BETONA o

Pod stabilnošću se podrazumijeva sposobnost svježeg betona da agregat ne segregira, da se ne izdvaja voda, a plastično skupljanje i slijeganje zbijenog betona svede na minimum.

Svježi beton

18

Faktori koji povećavaju sklonost betona segregaciji su sljedeći: o o o o o o o

povećanje maksimalnog zrna preko 25 mm, povećanje količine krupnije frakcije, npr. promjenom iz kontinuirane u diskontinuiranu krivulju prosijavanja, povećanje gustoće krupne frakcije u odnosu na pijesak, smanjenje udjela pijeska, smanjenje udjela cementa, povećanje udjela zrna nepovoljnog oblika, promjena u količini vode, tako da mješavina postane suviše suha ili suviše vlažna.

Svježi beton

19

o

Sklonost svježeg betona segregaciji može se spriječiti ispravnim projektiranjem sastava, a naročito dodavanjem mljevenog kvalitetnog pucolana ili aeranta.

o

Aerant uvlači u strukturu svježeg betona zatvorene pore sferičnog oblika, veličine 10 do 300 µm, koje poboljšavaju kohezivnost mješavine zamjenjujući odgovarajuću količinu sitnih čestica cementa ili pijeska.

Svježi beton

20

o

Plastifikatori povećavaju izdvajanje vode, ako su svi drugi sastojci betona ostali u istim omjerima. Zato prilikom korištenja plastifikatora, a naročito superplastifikatora, treba posebno paziti da se osigura dovoljna kohezivnost mješavine.

o

Aeranti smanjuju izdvajanje vode, pa je i s toga stajališta povoljno njihovo dodavanje u beton.

Svježi beton

21

SADRŽAJ ZRAKA o

Količina zahvaćenog zraka u svježem betonu obično se ne kontrolira tijekom redovne kontrole betona.

o

Ako se radi o betonima s uvučenim zrakom, onda se sadržaj zraka kontrolira pri svakom ispitivanju svježeg betona. Mjeri se porometrom, kojega se rad zasniva na Boyle-Mariotteovom zakonu.

Svježi beton

22

SASTAV BETONA ZADANE OBRADLJIVOSTI I ČVRSTOĆE Osnovni pojmovi i definicije o Projektiranje sastava betona je postupak utvrđivanja relativnog udjela sastojaka betona potrebnih za spravljanje jediničnog volumena ugrađenog (zbijenog) betona, zadanih svojstava u svježem i očvrslom stanju i performanci u eksploataciji. o Polazište za projektiranje sastava betona je projekt betona. Svježi beton

23

Projekt betona sadrži:

o o o o

zahtjevana svojstva betona u eksploataciji uvjete za izbor, dobavu i rukovanje sastojcima betona, propisuje postupke spravljanja i rukovanja svježim betonom i betonom u fazi očvršćavanja, propisuje način, kriterije i učestalost kontrole kvalitete i osiguranja kvalitete.

Svježi beton

24

Klasa betona o Klasa betona je normirana tlačna čvrstoća betona u starosti od 28 dana. Razlikujemo klase: C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 35/45 C 40/50 Svježi beton

C 50/60 C 55/67 C 60/75 C 70/85 C 80/95 C 90/105 C 100/115

25

4. 5. 6. 7.

8.

KORACI U PROJEKTIRANJU SASTAVA BETONSKE MJEŠAVINE ZADANE OBRADIVOSTI KORAK – BIRANJE KRITERIJA (obradivost, čvrstoća, trajnost) KORAK – PRORAČUN SASTAVA ZA POKUSNU MJEŠAVINU KORAK – IZRADA POKUSNIH MJEŠAVINA KORAK – ISPITIVANJE OČVRSLOG BETONA (ovisnost v/c-količina cementa, ovisnost v/c-tlačna čvrstoća) KORAK – ODABIRANJE SASTAVA BETONA

Svježi beton

26

1. Korak

Svježi beton

Obradivost

27

1. Korak

Svježi beton

Obradivost

28

Srednja čvrstoća za koju se projektira sastav betona određuje se pomoću dva simultana uvjeta: o

fcm ≥ MB + t1.s fcm ≥ fmin + t2.s fmin=MB-k2 o

Faktori vjerojatnosti ti uzimaju se zavisno od dopuštenog broja podbačaja odnosno minimalno dopuštene čvrstoće.

Svježi beton

29

o

Ako nisu poznate statističke karakteristike pogona koji će proizvoditi beton, uzima se kriterij koji je na strani sigurnosti: fcm ≥ MB + 8,0 (MPa).

Svježi beton

30

o

o o o o

3,0 ≤ s ≤ 3,9 MPa - postiže se vrlo dobro organiziranom tehnologijom betoniranja, suvremenom mehanizacijom i vrlo dobro organiziranom kontrolom proizvodnje; 4,0 ≤ s ≤ 4,9 MPa - postiže se dobro; 5,0 ≤ s ≤ 5,9 MPa - postiže se slabije; 6,0 ≤ s ≤ 7,9 MPa - postiže se zastarjelom ili zapuštenom; s ≥ 8,0 MPa - postiže se kod nepažljivog ili volumnog doziranja sastojaka betona, na mješalicama sa slabom sposobnošću homogenizacije i postrojenju uz koje ne postoji laboratorij

Svježi beton

31

1. Korak

Svježi beton

Čvrstoća

32

1. Korak

Svježi beton

Trajnost

33

Redoslijed projektiranja sastava betona  

PODACI O KOMPONENTAMA BETONA PODACI O RASPOLOŽIVIM TEHNOLOGIJAMA - Način miješanja betona, - Sredstva vanjskog transporta, - Sredstva unutrašnjeg transporta, - Načini ugradnje, - Postupci zbijanja, - Razine kontrole (vlastite, nadzora i neovisne).

Svježi beton

34



PODACI IZ PROJEKTA KONSTRUKCIJE - Vrste presjeka (mali, srednji,veliki), - % armiranja - svojstva i performanse koje proizlaze iz projekta konstrukcije, namjene objekta i uvjeta budućeg okoliša - podaci o tehnologiji izvedbe (montažna/monolitna), moguće trajanje njegovanja, dostupnost elementima.

Svježi beton

35

Upravljanje kvalitetom betona o

Iskustvo je pokazalo, da u praksi na promjene kvalitete betona odabranog sastava najviše utječu sljedeći karakteristični parametri sastojaka betona: o varijacije u granulometrijskom sastavu frakcija agregata, o promjene u standardnoj konzistenciji cementa, o promjena količine zraka u mješavini, o promjene u temperaturi svježe betonske smjese i varijacije u čvrstoći cementa. Svježi beton

36

PROIZVODNJA BETONA

o

Beton se spravlja u: o o o

betonarama na gradilištu ili u centralnim tvornicama betona, odakle se transportira na gradilište ili u betonarama tvornica prefabrikata.

Svježi beton

37

Faze u procesu proizvodnje betona su: o o o o o o o

doprema i uskladištenje sastojaka betona, doziranje i miješanje, vanjski transport, gradilišni transport, ugradba i zbijanje završna obrada slobodne površine betona njegovanje betona.

Svježi beton

38

Faze u proizvodnji betona

Svježi beton

39

Pogled i presjek moderne betonare toranjskog tipa

Svježi beton

40

1- miješalica, 2 - transportno sredstvo, 3 - nivo opsluživanja 4 - vaga za agregat, 5 - vaga za cement, 6 - agregat Svježi beton

41

Shema presjeka pogona za proizvodnju betona

Svježi beton

42

Betoniranje podne ploče

Svježi beton

43

BETONIRANJE U EKSTREMNIM KLIMATSKIM OKOLNOSTIMA o

o

o

Kada se očekuje betoniranje u vrlo hladnim ili vrlo vrućim klimatskim okolnostima, potrebno je pri spravljanju i pri njegovanju betona poduzeti posebne mjere zaštite svježeg i očvršćavajućeg betona. Pod ekstremnim klimatskim okolnostima podrazumijeva se dulje vremensko razdoblje temperatura nižih od +5oC odnosno viših od 30oC. U svakom slučaju beton treba zaštititi tako, da svježa smjesa u razdoblju obrade ne prijeđe izvan toga raspona temperatura. Često puta pri visokim temperaturama problemi su još složeniji radi vjetra koji ubrzava evaporaciju vode iz betona. Svježi beton

44

BETONIRANJE U VRUĆIM KLIMATSKIM OKOLNOSTIMA o U vrućim klimatskim okolnostima potrebno je sniziti početnu temperaturu svježeg betona. Naime, vrlo brzo s porastom temperature smjese iznad 20oC raste potreba betona za vodom uz održavanje stalne konzistencije. To dalje znači, povećanje vodocementnog faktora i slabljenje svih svojstava očvrslog betona. Postoji mogućnost, da se održi stalni vodocementni faktor na taj način da se poveća količina cementa. Međutim to povećava prirast temperature betona koji je već povećan i onako zbog ubrzane hidratacije u toplijim okolnostima. To sve povećava rizik od pojave pukotina. Svježi beton

45

o

Da bi se snizila početna temperatura betona ponekad je dovoljno rashladiti vodu potrebnu za spravljanje betona. Međutim, pri vrućim klimatskim uvjetima potrebno je betonu umjesto vode dodavati sitne kristale leda.

o

U novije vrijeme na nekoliko gradilišta uspješno je primijenjeno naknadno hlađenje svježeg betona u mikseru injektiranjem tekućeg dušika u smjesu tijekom agitiranja.

Svježi beton

46

BETONIRANJE U HLADNIM KLIMATSKIM OKOLNOSTIMA o

U hladnim klimatskim okolnostima potrebno je svježi beton zaštititi od smrzavanja, i zatim osigurati povoljne termohigrometrijske uvjete za proces hidratacije cementa odnosno očvršćavanje betona.

Svježi beton

47

Preporučene početne temperature svježeg betona za zimsko betoniranje

Minimalne dimenzije presjeka 90 do > 30 cm 30 do 90 180 cm < cm 180 cm Temperatur minimalna temperatura pri betoniranju i a zraka njegovanju o o o o o 13 C 10 C 7C 5C 5C < o o o o o 16 C 13 C 10 C 7 C -1 C > -18 do -1oC 18 oC 16 oC 13 oC 10 oC o o o o o 21 C 18 C 16 C 13 C -18 C < Svježi beton

48

Kraj!

Svježi beton

49