Proizvodnja Betona 2

BETON

• Beton je umjetni građevni materijal dobiven miješanjem cementa krupnog i sitnog agregata s vodom, sa ili bez kemijskih i mineralnih dodataka, koji očvršćuje hidratacijom cementa.

PODJELA BETONA • • • • • •

sastavu gustoći konzistenciji prema mjestu proizvodnje prema postignutoj tlačnoj čvrstoći prema zahtjevnim osobinama

PREMA SASTAVU:

• cementni beton • asfaltni beton • polimerni beton • Cementni betoni se dobivaju uporabom hidrauličnog veziva cementa. Mješavina su cementa, krupnog i sitnog agregata, vode zraka, s ili bez kemijskih i mineralnih dodataka.

• Asfaltni betoni se dobivaju uporabom organskih veziva katrana i bitumena.

• Polimerni betoni se dobivaju uporabom epoksidnih ili poliesterskih umjetnih smola kao veziva.

PREMA GUSTOĆI:

• Običan beton (B), gustoće u suhom stanju od 2000 do 2600 kg m-3

• Lagani beton (LB), gustoće u suhom stanju 800 do 2000 kg m-3

• Teški beton (TB), gustoće u suhom stanju veće od 2600 kg m-3

PREMA KONZISTENCIJI:

• • • •

krut slabo plastičan plastičan tekući

PREMA MJESTU PROIZVODNJE:

• Beton proizveden u tvornici betona (centralnoj betonari) • Beton proizveden u betonari na gradilištu, za potrebe gradilišta • Beton proizveden u pogonu betonare za predgotovljene betonske elemente

PREMA POSTIGNUTOJ TLAČNOJ ČVRSTOĆI:

• Beton normalne čvrstoće postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća ≤ 55 MPa

• Beton visoke čvrstoće postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća > 55 MPa i ≤ 100 MPa

• Beton jako visoke čvrstoće postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća > 100 MPa

PREMA ZAHTJEVNIM OSOBINAMA:

• Projektirani beton je beton čija su svojstva i dodatne osobine zahtijevane projektom, dok proizvođač odgovara za pripremu i isporuku betona traženih svojstava i dodatnih osobina

• Beton zadanog sastava je beton čija su svojstva i dodatne osobine zahtijevane od uvjetovatelja (projektant, proizvođač, kupac, izvođač) Uvjetovatelj je odgovoran za beton zadanog sastava

• Normirani beton zadanog sastava je beton čiji je sastav dan u normi važećoj na mjestu korištenja betona i za njega je odgovorno normizacijsko tijelo

CEMENTNI BETON Prednosti cementnog betona: • ekonomičnost proizvodnje • niska cijena sastojaka • niska cijena ugradnje • niska cijena održavanja • dostupnost sastojaka (agregata, cementa, vode) • nizak utrošak energije pri proizvodnji • požarna otpornost • vodootpornost • mogućnost recikliranja Nedostatci: • niska vlačna čvrstoća • obujamske promjene, skupljanje i puzanje

PROSTORNI MODEL UZORKA SVJEŽEG BETONA Va + Vcv + u = 1 V- obujamski udio sastojka a – agregat cv – vezivo u – Vv + Vz

OBUJAMSKI UDIO SASTOJAKA Vz = 1 do 7 vol.% Vv = 14 do 21 vol.% Vcv = 7 do 15 vol.%

Vb = Va + Vc + Vv +Vz + Vd

Va = 60 do 70 vol.%

PROSTORNI MODEL UZORKA OČVRSNULOG BETONA Vh = fh ⋅ Vc

Vh-obujamski udio hidrata fh – faktor širenja hidrata (1,52)

Vpg = fp ⋅ Vc

Vpg – obujamski udio pora fp – faktor poroznosti cementnog kamena (0,54)

VCK = VPA Vpk = VCK – (Vh + Vpg)

Va + Vh +Vpg + Vpk = 1

Vpk – obujamski udio kapilarnih pora i šupljina

VELIČINE I VRSTE PORA U OČVRSNULOM BETONU Radijus (mm) 10-5 – 10-6

Vrsta pora

1-10-6

Kapilarne pore

0-10

10-10-1

Zračni mjehurići i šupljine

1-10

Pore cementnog kamena

Udio (%) 2-28

Podrijetlo Hidratacija cementa

Višak vode za obradivost Zbijanje, izlučivanje vode, aerant

PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONA Projektiranje sastava betona je postupak određivanja relativnog udjela sastojaka betona potrebnih za dobivanje jediničnog obujma ugrađenog i zbijenog betona zadanih svojstava u svježem i očvrsnulom stanju. Redoslijed izrade projekta: • podaci o sastojcima betona • način miješanja sastojaka • sredstva otpreme betona • način ugradnje betona • postupci zbijanja betona • razina vlastite i neovisne kontrole

ZAHTJEVNE OSOBINE SVJEŽEG I OČVRSNULOG BETONA ZADANE PROJEKTOM

• • • • • • • • •

obradivost (konzistencija) svježeg betona obujamski udio zraka u svježem betonu gustoća svježeg betona tlačna čvrstoća vlačna čvrstoća otpornost na smrzavanje otpornost na habanje otpornost na sulfate maseni udio klorida u betonu

ZAHTJEVI KOJE TREBA ZADOVOLJITI PRORAČUNOM

• zahtjev tlačne čvrstoće za projektirani razred betona

Izbor razreda tlačne čvrstoće ovisi o tipu betonske konstrukcije i razredu izloženosti konstrukcije okolišu

• zahtjev konzistencije svježeg betona

Izražava se jednim od 4 razreda konzistencije svježeg betona

• Zahtjev trajnosti betona

Ovisi o razredu izloženosti betona okolišu, prema (TPBK) najmanje 50 godina

ZAHTJEV TLAČNE ČVRSTOĆE Razred betona predstavlja tlačna čvrstoća betona starog 28

dana, određena ispitivanjem valjka 150 mm ⋅ 300 mm i kocke brida 150 mm, koja se propisuje projektom betona.

C 40/50 (N mm-2) fck, valj

fck, koc

fck, valj – karakteristična tlačna čvrstoća valjka 150 mm ⋅ 300 mm nakon 28 dana očvršćivanja fck, koc – karakteristična tlačna čvrstoća kocke brida 150 mm m nakon 28 dana očvršćivanja

RAZREDI TLAČNE ČVRSTOĆE ZA OBIČAN I TEŠKI BETON Razred tlačne čvrstoće

fck, valj (N mm-2)

fck, koc (N mm-2)

C 8 / 10 C 12 / 15 C 16 / 20 C 20 / 25 C 25 / 30 C 30 / 37 C 35 / 45 C 40 / 50 C 45 / 55 C 50 / 60 C 55 / 67 C 60 / 75 C 70 / 85 C 80 / 95 C 90 / 105 C 100 / 115

8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100

10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115

RAZREDI TLAČNE ČVRSTOĆE ZA LAGANI BETON Razred tlačne čvrstoće

fck,valj (N mm-2)

fck,koc (N mm-2)

LC 8 / 9 LC 12 / 13 LC 16 /18 LC 20 / 22 LC 25 / 28 LC 30 / 33 LC 35 / 38 LC 40 / 44 LC 45 / 50 LC 50 / 55 LC 55 / 60 LC 60 / 66 LC 70 / 77 LC 80 / 88

8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80

9 13 18 22 28 33 38 44 50 55 60 66 77 88

ZAHTJEV TRAJNOSTI BETONA Norma HRN EN 206-1 dijeli okoliš u kojem je beton na 6 razreda izloženosti okolišu: 1 Kada nema rizika korozije X0 - za nearmirani beton u okolišu bez smrzavanja, abrazije ili kemijskog djelovanja i za armirani beton u vrlo suhim uvjetima uporabe. 2 Korozija uvjetovana karbonatizacijom XC1 – suh ili stalno vlažan okoliš XC2 – vlažan, rijetko suh okoliš XC3 – umjereno vlažan okoliš XC4 – izmjenično vlažan i suh okoliš

3 Korozija uvjetovana kloridima koji nisu iz mora XD1 – umjereno vlažan okoliš (beton izložen Cl- iz zraka) XD2 – vlažan, rijetko suh okoliš (Cl- iz otpadnih voda) XD3 – izmjenično vlažan i suh okoliš (Cl- iz soli za otapanje) 4 Korozija uvjetovana kloridima iz mora XS1 – okoliš uz more izložen solima iz zraka XS2 – okoliš stalnog djelovanja mora (betoni u moru) XS3 – zona plime i oseke i zona zapljuskivanja valovima 5 Djelovanje smrzavanja i odmrzavanja sa ili bez soli za odmrzavanje XF1 – umjerena zasićenost vodom bez soli za odmrzavanje

XF2 – umjerena zasićenost vodom sa solima za odmrzavanje XF3 – visoka zasićenost vodom bez soli za odmrzavanje XF4 – visoka zasićenost vodom sa solima za odmrzavanje 6 Kemijsko djelovanje XA1 – lagano kemijsko djelovanje XA2 – umjereno kemijsko djelovanje XA3 – jako kemijsko djelovanje

DEBLJINA ZAŠTITNOG SLOJA BETONA ZA ZAŠTITU ARMATURE Razred izloženosti 2 XC1 XC2 XC3 XC4 3 XD1 XD2 XD3 4 XS1 XS2 XS3

Najmanja debljina zaštitnog sloja betona Cmin., (mm)

Dopuštena odstupanja Δc, (mm)

20 35 35 40

10

15 55

PRORAČUN SASTOJAKA BETONA Vb = Va + Vc + Vv + Vd + Vz ma mc mv md Vb = ρa(ZPS)+ ρc + ρv + ρd + Vz ma mc ma 1 1 mv V b m Vb = ρa(ZPS)+ ρc + v mc = mc ⋅ ρa + ρc + mc mv mc = w, vodocementni omjer ma mc = A, agregatnocementni omjer mc = C, cementnobetonski omjer Vb

PRORAČUN MASENIH UDJELA SASTOJAKA BETONA • • • •

masa cementa za 1 m3 betona masa vode za 1 m3 betona masa agregata za 1 m3 betona ispravak mase vode za površinsku vlažnost agregata • omjere masenih postotaka pojedinih frakcija agregata • obujamski udio zraka u 1 m3 betona • masu dodatka (aditiva)

Vc =

mc ρc

1 masa cementa mc se izabire iz tablica 2 masa vode mvr se računa iz w, koji se izabire iz tablica mvr = w · mc = Vv 3 ispravak mase vode mv = mvr – Asm vol .% zraka Vz = ⋅ Vb 100

4 obujam zraka Vz Vz = 1 do 2 vol.% za D = 31,5 mm

5 masa agregata ma

6 masa dodatka md

Va = Vb – (Vc + Vv + Vz) ma = Va · ρ a ili ma = A · mc mas .% dodatka md = ⋅ mc 100

MASE CEMENTA ZA POJEDINE RAZREDE BETONA • D = 31,5 mm Razred tlačne čvrstoće (N mm-2) 12/15 20/25 30/37 40/45 45/55 i više

Razred cementa 32,5 (kg) 200 300 350 400 pokusom

Razred cementa 42,5 (kg) 180 270 320 350 pokusom

Za D = 16 mm povećati masu cementa za 10% Za D = 8 mm povećati masu cementa za 20%

VODOCEMENTNI OMJER ZA POJEDINE RAZREDE BETONA Razred tlačne čvrstoće (N mm-2)

Vodocementni omjer (w)

40/50 + dodatak 20/25 do 40/50 20/25 i niže

0,40 do 0,45 0,45 do 0,60 0,60 i više

Razred Najmanji izloženosti v/c omjer okolišu

Najmanji Najmanja Najmanji Drugi razred masa obujamski zahtjevi tlačne cementa % zraka čvrstoće (kg) 1 Nema rizika od korozije (suh okoliš) X0 C 12/15 2 Korozija uvjetovana karbonatizacijom XC1 0,65 C 20/25 260 XC2 0,60 C 25/30 280 XC3 0,55 C 30/37 280 XC4 0,50 C 30/37 300 3 Korozija uvjetovana kloridima koji nisu iz morske vode XD1 0,55 C 30/37 300 XD2 0,55 C 30/37 300 XD3 0,45 C 35/45 320

4 Korozija uvjetovana kloridima iz morske vode XS1 0,50 C 30/37 300 XS2 0,45 C 35/45 320 XS3 0,45 C 35/45 340 5 Djelovanje smrzavanja i odmrzavanja sa ili bez soli za odmrzavanje XF1 0,55 C 30/37 300 Agregat s dovoljnom XF2 0,55 C 25/30 300 4a otpornošću a XF3 0,50 C 30/37 320 4 na XF4 0,45 C 30/37 340 4a smrzavanje 6 Kemijsko djelovanje XA1 XA2 XA3

0,55 0,50 0,45

C 30/37 C 30/37 C 35/45

300 320 360

Sulfatno otporni cementb

PRORAČUN RECEPTURE Zadano: a) CEM II / B-M (P-S) 42,5 N, ρc = 3,10 kg dm-3 b) 4 frakcije agregata, ρa = 2,7 kg dm-3 , granulometrijski sastav frakcija i površinska vlažnost dani su u tablicama c) dodatak Glenium ACE se dodaje u masenom udjelu od 0,45% prema preporuci proizvođača Traži se: a) projektirani razred betona C 40/50 b) slijeganje svježeg betona, S2 od 50 do 90 mm c) maseni udjeli pojedinih frakcija i dodatka d) receptura za 1 m3 zbijenog betona e) receptura za jedno miješanje u miješalici učinka 250 dm3

PRORAČUN SASTOJAKA BETONA Sastojci betona

Masa (kg)

Gustoća (kg dm-3)

Obujam (dm3)

CEM II/B-M (P-S) 42,5 N

350,0

3,10

112,9

w, omjer

0,45

Voda: gradski vodovod

157,5

1,00

157,5

%

Zrak

1,5

Dodatak: Glenium ACE 30

0,45

15,0 1,57

1,07

Ukupno: Agregat: Agregat:

1,48 286,9

1925,4

2,70

713,1

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

UKUPNO:

2434,5

1000

Sastojci betona

PRORAČUN SASTAVA RECEPTURE Maseni udjeli Ispravak za Ispravljeni Udjeli za vlažnost agregata udjeli za 1 m3 250 dm3 %

(kg)

%

(kg)

(kg)

(kg)

Frakcija 0-4 mm

45

866,4

4,0

34,6

901

225,2

Frakcija 4-8 mm

14

269,6

1,2

3,2

272,8

68,2

Frakcija 8-16 mm

19

365,8

0,7

2,6

368,4

92,1

Frakcija 16-32mm

22

423,6

0,4

1,7

425,3

106,3

UKUPNO:

100

1925,4

42,1

1967,5

491,9

157,5

115,4

115,4

28,8

1,57

1,57

0,39

Cement

350,0

350,0

87,5

UKUPNO:

2434,5

2434,5

608,6

Voda: Dodatak:

0,45

GRANULOMETRIJSKI SASTAV GREGATA Broj Veličina frak. mm

Brojčani granulometrijski sastav agregata, amn Prolaz % 0,125 0,25

0,5

1

2

4

8

16

31,5

63

1

0-4

8

13

28

39

66

98

100

100

100

100

2

4-8

0,0

0,0

0,0

0,0

1,0

13

94,0

100

100

100

3

8-16

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4,0

12,0

96,0

100

100

4

16-31,5

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

1,0

10,0

97,0

100

Preporučeni zbrojni granulometrijski sastav agregata, Ai Sito mm

0,125

0,25

0,5

1

2

4

8

16

31,5

63

Prolaz %

4

8

18

28

37

47

62

80

100

100

STVARNI GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA Frak. mm

Frak mas. %

STVARNI GRANULOMETRIJSKI SASTAVAGREGATA PROLAZ (%) 0,125 0,25

0,5

1

2

4

8

16

31,5

63

0-4 4-8 8-16 1631,5

45 14 19 22

3,6 0,0 0,0 0,0

5,8 0,0 0,0 0,0

12,6 0,0 0,0 0,0

17,5 0,0 0,0 0,0

29,7 0,14 0,0 0,0

44,1 45 45 45 1,8 13,2 14 14 0,76 2,28 18,2 19 0,0 0,2 2,2 21,3

45 14 19 22

zbroj

100

3,6

5,8

12,6

17,5

29,8

46,7 60,7 79,4 99,3

100

NAJVEĆE ZRNO AGREGATA (Dmax) Mora biti manje od: • a) ¼ najmanjeg presjeka betonskog elementa (za ploče 1/3 debljine) • b) 1,25 · najmanji vodoravni razmak armature

DIJAGRAM TOKA UTVRĐIVANJA SASTOJAKA BETONA Utvrđivanje sastava betona

čvrstoća

trajnost

obradivost

cijena

Zadano

Vrsta sastojaka (cement, agregat, dodaci) Usvaja se nakon rezultata početnih ispitivanja

Konzistencija Dmax, v/c omjer, masa vode Obujam zraka Masa dodataka

Iz projekta

Proračun sastojaka za početnu mješavinu Ispitivanje Izrada i podešavanje sastava

Odabir sastava Receptura

PROIZVODNJA OTPREMA I UGRADNJA BETONA • • • • • •

skladištenje sastojaka doziranje sastojaka miješanje sastojaka otprema betona kontrola proizvodnje kontrola kakvoće betona 1 spremnici dodataka 2 spremnik tople vode 3 spremnik hladne vode 4 spremnici cement 5 spremnik sitnog agregata 6 spremnik krupnog agregata 7 miješalica dodataka 8 miješalica dodataka i vode 9 miješalica sastojaka 10 kontrola procesa 11 ured otpreme 12 otprema betona

PROIZVODNJA BETONA

DIJAGRAM TOKA KONTROLE PROIZVODNJE OTPREME I UGRADNJE BETONA Dopremanje i skladištenje sastojaka

Laboratorij za beton

Doziranje sastojaka

Miješanje sastojaka betonare Vanjska otprema do 100 km

Gradilišna otprema

Ugradnja betona

Laboratorij na

Zbijanje betona

Završna obrada površine Njegovanje betona

gradilištu

DIJAGRAM KONTROLE KAKVOĆE SASTOJAKA Atesti Sastojci Cement Agregat Voda dodaci

Vizualni pregled Kontrolni uzorak

Osiguranj e kvalitete

Laboratorijsko ispitivanje Evidencija

Upravljanje kvalitetom

Silosi Skladišta

Proizvodnja

DOZVOLJENA ODSTUPANJA PRI MIJEŠANJU SASTOJAKA Sastojci

Dozvoljeno odstupanje

Cement Voda Ukupni agregat Mineralni dodaci pri dodavanju > 5% mase cementa

± 3% od tražene mase

Kemijski i mineralni dodaci pri dodavanju ≤ 5% mase cementa

± 5% od tražene mase

KONTROLA PROIZVODNJE • • • •

izbor sastojaka betona projektiranje sastava betona proizvodnja betona provjera i ispitivanje opreme, sastojaka betona, svježeg i očvrsnulog betona • kontrolu usklađenosti proizvedenog betona sa zahtjevima norme

PROVJERA NADZORNOG TIJELA • Ovlašteno nadzorno tijelo je tijelo koje je ovlastila

državna institucija za obavljanje njegovih zadataka

• Ovlašteno nadzorno tijelo treba provjeriti: • proizvođačev priručnik za kontrolu proizvodnje i ocijeniti odredbe sadržane u priručniku • dali se na odgovarajućim mjestima nalaze dokumenti za nadzor postrojenja i dali su dostupni osoblju • podatke dobivene tijekom početnog ispitivanja • podatke o sustavu kontrole proizvodnje koje primjenjuje proizvođač

• Certifikacijsko tijelo je tijelo koje obavlja

potvrđivanje usklađenosti proizvoda sa zahtjevima kakvoće propisanim normom

OZNAČIVANJE PROJEKTIRANOG BETONA-KRATICE • • • • • • •

poziv na preuzetu hrvatsku normu HRN EN 206-1 razred tlačne čvrstoće, npr. C 25/30 razred izloženosti utjecaju okoliša, npr. XD2 najveći maseni udio klorida, npr. Cl 0,20 najveću gornju veličinu agregata, npr. Dmax. 22 oznaku razreda gustoće, npr. D 1,8 konzistenciju, razredom konzistencije, npr. S2 ili zadanom vrijednošću i postupkom određivanja

TIPOVI BETONARA

VERTIKALNE TORANJSKE

HORIZONTALNE

SKLADIŠTENJE AGREGATA NAVLAČENJEM

SLOBODNO SKLADIŠTENJE AGREGATA

TORANJSKE BETONARE

V > 10 000 m3

TORANJSKA BETONARA 1 Usipni koš za agregat 2 Otpremni transporter 3 Razdjeljivač agregata 4 Spremnici agregata 5 Pokazivač napunjenosti spremnika 6 Sustavi za doziranje agregata 7 Vaga agregata 8 Spremnici cementa 9, 10, 11 Sustav za miješanje, pužnica, vaga cementa 12 Miješalica 13 Ispusni lijevak 14 Upravljački prostor 18 Vaga za vodu

HORIZONTALNE BETONARE

• betonare sa skladištenjem agregata navlačenjem

V > 2 000 m3

HORIZONTALNE BETONARE • betonare sa slobodnim skladištenjem agregata

PROIZVODNJA BETONA ZA MANJE RADOVE

MIJEŠANJE BETONA • prisilna tanjurasta protustrujna miješalica • miješalica sa slobodnim padom (bubnjasta)

OTPREMA BETONA • bubnjastom automiješalicom • kamionom-kiperom • agitatorom

OTPREMA BETONA NA GRAĐEVINI • • • • •

posudom ili korpom transportnom trakom žlijebom pneumatski pumpanjem D = 16 mm …400-600 kg m-3 D = 31,5 mm..360-420 kg m-3 D = 63 mm…..340-400 kg m-3 C > 0,20

UGRADNJA BETONA • uranjajući vibratori (pervibratori) • oplatni vibratori • vibroploče (vibrogrede)

UGRADNJA BETONA IZMEĐU OPLATE Pravila pri ugradnji: • beton ne smije padati s visine veće od 1 metar • beton ne smije udarati u prepreke, kao što su armatura i oplata • beton mora padati okomito na prethodno ugrađeni beton

URANJAJUĆI VIBRATORI PERVIBRATORI

• • • •

promjer 25 mm promjer 38 mm promjer 48 mm promjer 58 mm

OPLATNI VIBRATOR I VIBROPLOČE

UTJECAJ VLAGE NA UGRAĐENI BETON

VRIJEME NJEGOVANJA BETONA

UTJECAJ TEMPERATURE NA UGRAĐENI BETON

UTJECAJ TEMPERATURE SASTOJAKA NA TEMPERATURU MJEŠAVINE BETONA Tb =

c a (ma ⋅ Ta + mc ⋅ Tc ) + cv ⋅ mv ⋅ Tv c a ( m a + mc ) + c v ⋅ mv

(°C )

gdje je: Tb – temperatura svježe betonske mješavine ma, mc i mv – mase agregata, cementa i vode Ta, Tc i Tv - temperatura agregata, cementa i vode ca - specifični toplinski kapacitet agregata i cementa = 0,85 kJ kg-1 °C-1 cv – specifični toplinski kapacitet vode = 4,20 kJ kg-1 °C-1

PROIZVOĐAČI BETONA • • • •

1 GRADNJA OSIJEK 2 BETON LUČKO d.o.o. 3 NEXE GRUPA d.d. 4 SARAĐEN d.o.o.

• Gradnja Osijek proizvodi: • • • • • • •

gotov beton razreda čvrstoće C 8/10 do C 35/45 pumpani beton razreda čvrstoće C 20/25 do 35/45 vodonepropusni beton beton otporan na niske temperature lagani beton mikroarmirani beton beton u boji

• Beton Lučko d.o.o. proizvodi: • • • •

plastični beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda čvrstoće C 12/15 do C 35/45 plastični beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda čvrstoće C 8/10 do C 35/45 pumpani beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda čvrstoće C 16/20 do C 35/45 pumpani beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda čvrstoće C 16/20 do C 35/45

• • • •

vodonepropusni beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda čvrstoće C 16/20 do C 30/37 vodonepropusni beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda čvrstoće C 16/20 do C 30/37

• Nexe grupa d.d. proizvodi:

• plastični beton razreda čvrstoće C 16/20, C 25/30 i C 35/45 • pumpani beton razreda čvrstoća C 16/20, C 25/30 i C 35/45

• Sarađen d.o.o. proizvodi: • • • • • • • • • •

beton razreda čvrstoće od C 8/10 do C 30/37 armirani beton prednapeti beton beton otporan na mraz i sol beton donjeg sloja betonskog kolnika beton habajućeg sloja betonskog kolnika Beton se proizvodi u 3 betonare: betonari Veprštak učinka 60 m3 h-1 betonari Dubrava kod Tisna učinka 30 m3 h-1 betonari Biograd učinka 45 m3 h-1

ISPITIVANJE SVJEŽEG I OČVRSNULOG BETONA Svojstva svježeg betona određena su: • konzistencijom (tečljivošću) svježeg betona • gustoćom • razdvajanjem agregata • temperaturom • obujamskim udjelom pora

ISPITIVANJE KONZISTENCIJE SVJEŽEG BETONA I RAZREDI KONZISTENCIJE

Konzistencija betona je svojstvo svježeg betona kojom se on odupire trajnoj promjeni oblika Prema normama HRN EN 12350-1 do HRN EN 12350-7 1 Uzimanje uzoraka 2 Određivanje konzistencije slijeganjem 3 Određivanje konzistencije pomoću Vebeovog aparata 4 Određivanje konzistencije stupnjem zbijenosti 5 Određivanje konzistencije rasprostiranjem 6 Određivanje gustoće svježeg betona 7 Određivanje obujamskog udjela pora

ISPITIVANJE KONZISTENCIJE SLIJEGANJEM

RAZREDI SLIJEGANJA Dmax = < 40 mm Razred S1 S2 S3 S4 S5

Slijeganje (mm) Od 10 do 40 Od 50 do 90 Od 100 do 150 Od 160 do 210 > 220

Dopuštena odstupanja (mm) ±10 ±20 ±30 ±30

PRIBLIŽNE VRIJEDNOSTI SLIJEGANJA ZA KONSTRUKCIJE Tip konstrukcije Slabo armirani ili nearmirani temelji Armirani temelji, ploče nosači i stupovi Jako armirane ploče nosači i stupovi Cestovne ploče, industrijski podovi Masivni hidrotehnički beton Betoniranje pod vodom

Slijeganje (mm) 10 do 15 60 do 120 80 do 160 10 do 50 10 do 50 120 do 180

VEBE POSTUPAK

VEBEOVI STUPNJEVI Dmax. = 63 mm

V1 N = ⋅ t (Vebeovih stupnjeva) V0 V0 – obujam Abramsovog kalupa 5,50 dm3 V1 – obujam betona poslije zbijanja, t – vrijeme zbijanja (s) Razred Vebeov stupanj (s) Dopuštena odstupanja (s) V0 > 31 V1 (kruta) 21 do 30 ±3 11 do 20 ±3 V2 (slabo plastična) 6 do 10 ±2 V3 (plastična) 3 do 5 ±1 V (tekuća) 4

STUPANJ ZBIJENOSTI h C= h−s

h – unutarnja visina posude (mm) s – udaljenost od površine zbijenog betona do gornjeg ruba posude

RAZREDI STUPNJA ZBIJENOSTI Dmax. = 63 mm Razred C0 C1 C2 C3 C4

Stupanj zbijenosti > 1,46 1,26 do 1,45 1,11 do 1,25 1,04 do 1,10 < 1,04

Dopuštena odstupanja ±0,10 ±0,08 ±0,05

ISPITIVANJE KONZISTENCIJE RASPROSTIRANJEM

d2 d1

d1 + d 2 T= (mm) 2

RAZREDI RASPROSTIRANJA Dmax. = 63 mm

Razred T1 T2 T3 T4 T5 T6

Promjer rasprostiranja Dozvoljena odstupanja (mm) (mm) < 340 350 do 410 420 do 480 ± 30 za sve vrijednosti 490 do 550 560 do 620 > 630

KRITERIJI USKLAĐENOSTI KONZISTENCIJE SVJEŽEG BETONA Postupak ispitivanja

Najmanji broj uzoraka

Kontrola vidom

Svaka isporuka otpremljenog betona

Slijeganje

Prema tablici za tlačnu čvrstoću ili pri ispitivanju obujamskog udjela zraka ili u slučaju sumnje kontrolom vida

Vebe postupak

Stupanj zbijenosti Rasprostiranje

b

Broj prihvaćanja izvan graničnih vrijednosti

Najveće dopušteno odstupanje pojedinog rezultata od granične vrijednosti Donja granica

Gornja granica

Vidi tablicu 16.1.7b

-10 mm

+20 mm

Vidi tablicu 16.1.7b

-4 sekunde -6 sekundib

+2 sekunde +4 sekundeb

Vidi tablicu 16.1.7b

-0,05 -0,07b

+0,03 +0,05b

Vidi tablicu 16.1.7b

-15 mm -25 mmb

+30 mm +40 mmb

primjenjivo samo za ispitivanje konzistencije prigodom prvog istovara auto-miješalice

PRIHVATLJIVE VRIJEDNOSTI UVJETA USKLAĐENOSTI IZVAN GRANIČNIH VRIJEDNOSTI Tablica 16.1.7a AQL = 4%

Tablica 16.1.7b AQL = 15%

Broj rezultata ispitivanja

Prihvatljivi broj izvan graničnih vrijednosti

Broj rezultata ispitivanja

Prihvatljivi broj izvan graničnih vrijednosti

1 - 12

0

1-2

0

13 - 19

1

3-4

1

20 - 31

2

5-7

2

32 - 39

3

8 - 12

3

40 - 49

4

13 - 19

5

50 - 64

5

20 - 31

7

65 - 79

6

32 - 49

10

80 - 94

7

50 -79

14

95 - 100

8

80 - 100

21

ODREĐIVANJE GUSTOĆE SVJEŽEG BETONA m2 − m1 ρ= V

m1 V

-

(kg m 3)

ρ – gustoća svježeg betona (kg m -3) m2 – masa posude i zbijenog betona(kg) m1 – masa prazne posude (kg) V – obujam posude (m3)

DJELOVANJE VAN DER WAALSOVIH SILA

DJELOVANJE SLOJA MOLEKULA VODE

DJELOVANJE KAPILARNIH SILA

DJELOVANJE ORG. MOLEKULA, VODE I ČESTICA CEMENTA

ISPITIVANJE OČVRSNULOG BETONA Svojstva očvrsnulog betona određena su: • tlačnom čvrstoćom • vlačnom čvrstoćom cijepanjem • gustoćom • modulom elastičnosti • skupljanjem i puzanjem • vodoupojnošću • otpornošću na smrzavanje • otpornošću na habanje

ISPITIVANJE OČVRSNULOG BETONA HRN EN 12390-1 do HRN EN 12390-8 1 Oblik, dimenzije i drugi zahtjevi za uzorke i kalupe 2 Izradba i njegovanje uzoraka za ispitivanje čvrstoće 3 Ispitivanje tlačne čvrstoće 4 Uređaji za ispitivanje tlačne čvrstoće 5 Ispitivanje čvrstoće na savijanje 6 Ispitivanje vlačne čvrstoće cijepanjem 7 Gustoća očvrsnulog betona 8 Dubina prodiranja vode pod tlakom

OBLIK I DIMENZIJE ISPITNIH UZORAKA

d, mm

100

150

200

250

300

Dopušteno odstupanje od (d) manje od ± 0,5% . Dopušteno odstupanje ravnosti plohe je ± 0,0006 · d u mm . Dopušteno odstupanje okomitosti stranice manje od 0,5 mm.

d, mm

100

150

200

250

300

Dopušteno odstupanje od promjera (d) je 0,5%. Dopušteno odstupanje ravnosti na ispitnim plohama je ± 0,0006 · d u mm. Dopušteno odstupanje od okomitosti stranice je ± 0,5 mm. Dopušteno odstupanje visine (2d) je ± 0,5%.

d, mm

100

150

200

250

300

L ≥ 3,5 d Dopušteno odstupanje od normirane veličine (d) je 0,5% Dopušteno odstupanje okomitosti stranice je ± 0,5 mm. Dopušteno odstupanje ravnosti površine plohe je ± 0,2 mm.

PORAST TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA S VREMENOM

ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE

Fm Rmt = 2 ( N mm − 2 ) za valjak r ⋅π

Rmt

Fm = 2 ( N mm − 2 ) za kocku a

ČIMBENICI O KOJIMA OVISI TLAČNA ČVRSTOĆA BETONA

• • • • • • •

vrsti, razredu i masenom udjelu cementa kakvoći i masenom udjelu agregata vodocementnom omjeru poroznosti betona utjecaju dodataka načinu ugradnje načinu njege betona

TIPOVI LOMA BETONA

Relativna tlačna čvrstoća %

OVISNOST TLAČNE ČVRSTOĆE O VODOCEMENTNOM OMJERU 100 80 60 40 20 0 0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

Vodocementni omjer v/c

1,0

OVISNOST TLANE ČVRSTOĆE BETONA O SASTAVU 2

Feret (1987. godine):

  Vc Rmt = K ⋅  -2 (  Vc + Vw + a  N mm )

gdje je: Rmt - tlačna čvrstoća betona K- konstanta materijala određena eksperimentalno Vc – obujam cementa, Vw – obujam vode a – obujam zraka

Abrams ( 1919. godine): Rmt = gdje je: omjer

A v/c B

(N mm-2)

v/c – vodocementni A i B – su konstante

OVISNOST TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA O SASTAVU Popovics:

Rmt =

A

B

v / c + 0 , 000637 ⋅ c + 0 , 0279 ⋅ z

Rmt – tlačna čvrstoća betona A i B su konstante, A = 353,64 i B = 23,66 v / c – vodocementni omjer c – masa cementa u kg m3 z – obujamski udio zraka

Krstulović:

Rmt = C · (1 –

C i N su konstante, C = 152 i N = 15 Vpk – obujamski udio kapilarnih pora

N

Vpk)

-2

(N mm )

(N mm-2)

NAJMANJI BROJ UZORAKA ZA PRIHVAĆANJE USKLAĐENOSTI Proizvodnja

Najmanja učestalost uzimanja uzoraka Prvih 50m3 proizvodnje

Početna dok se ne dobije najmanje 35 rezultata Ustaljena kad se dobije najmanje 35 rezultata

3 uzorka

Nakon prvih 50 m3 proizvodnje Beton s certificiranom kontrolom proizvodnje

Beton bez certificirane kontrole proizvodnje

1 uzorak na 200 m3 ili 2 uzorka po proizvodnom tjednu

1 uzorak na 150 m3 ili 1 uzorka po proizvodnom tjednu

1 uzorak na 400 m3 ili 1 uzorka po proizvodnom tjednu

Kada je standardna devijacija posljednjih 15 rezultata ispitivanja iznad 1,37 · s učestalost ispitivanja treba povećati na onu traženu za početno ispitivanje za slijedećih 35 rezultata ispitivanja.

GAUSSOVA KRIVULJA NORMALNE RASPODJELE fcm =

∑ f ci i

∑( f cm − f ci ) 2 s= i 5%

∑( f cm − f ci ) 2 s= i −1 fcm = fck + 1,64 · s

fcm – srednja vrijednost, fci – pojedinačni rezultat, i – broj rezultata fck – karakteristična tlačna čvrstoća, s – standardna devijacija

RASIPANJE REZULTATA KOD DOBRE I LOŠE KONTROLE PROIZVODNJE

UVJETI USKLAĐENOSTI REZULTATA ISPITIVANJA TLAČNE ČVRSTOĆE ZA POČETNU I USTALJENU PROIZVODNJU

Proizvodnja

Broj rezultata fci u grupi

Uvjet 1 Uvjet 2 Srednja vrijednost Pojedinačni rezultati fci rezultata fci (N mm-2) fcm (N mm-2)

Početna

3

fcm ≥ fck + 4

fci ≥ fck - 4

Ustaljena

Ne manje od 15

fcm ≥ fck + 1,48 · s

fci ≥ fck - 4

fci – pojedinačni rezultat, fcm – srednja vrijednost fck – karakteristična tlačna čvrstoća, s – standardna devijacija

PRIMJER PRORAČUNA i

fci

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

37,8 36,4 39,2 30,8 32,6 41,7 25,9 32,6 37,1 34,0 35,3 39,8 36,3 40,9 37,2 36,8

∑i

574,4

fcm - fci

(fcm – fci)2

-1,9 - 0,5 - 3,3 5,1 3,3 - 5,8 10,0 3,3 -1,2 1,9 0,6 -3,9 -0,4 -5,0 -1,3 -0,9

3,61 0,25 10,89 26,01 10,89 33,64 100,00 10,89 1,44 3,61 0,36 15,21 0,16 25,00 1,69 0,81

244,46

fcm =

∑ f ci i

PRORAČUN =

574,4 16

= 35,9 MPa

=

s=

∑( f cm − f ci ) 2 i −1

=

244,46 = 15

4,0 MPa

Za ustaljenu proizvodnju s ne manje od 15 rezultata u grupi propisana su dva uvjeta usklađenosti: Uvjet 1 fcm ≥ fck + 1,48 · s

Uvjet 2 fci ≥ fck - 4 Karakteristična tlačna čvrstoća fck za faktor vjerojatnosti raspodjele 1,3 je: fck = fcm – 1,3 · s = 35,9 – 1,3 · 4,0 = 30,7 MPa Prema uvjetu 1 fcm ≥ fck + 1,48 · s, 35,9 < 36,6 Prema uvjetu 2 fci ≥ fck – 4,

25,9 < 26,7

KONTROLA USKLAĐENOSTI KONTROLNIM KARTICAMA

UVJETI USKLAĐENOSTI ZA ČLANOVE PORODICE BETONA Broj (fci) rezultata ispitivanja tlačne čvrstoće za pojedini beton

Uvjet 3

2

Srednja vrijednost od (fci) rezultata za pojedinog člana porodice fcm (N mm-2) fcm ≥ fck - 1

3 4

fcm ≥ fck + 1 fcm ≥ fck + 2

5

fcm ≥ fck + 2,5

6

fcm ≥ fck + 3

DIJAGRAM TOKA OCJENE USKLAĐENOSTI ČLANA PORODICE BETONA Dali je pojedinačni 28-dnevni rezultat jednak ili veći od uvjetovanog fci ≥ fck – 4 (tablica 16.4.2 uvjet 2)

Ne

Označi beton kao neusklađen

Da U svakom periodu provjeri za svakog člana porodice pripada li porodici prema kriteriju usklađenosti (tablica 16.4.3 uvjet 3)

Ne

Izdvoji tog člana iz porodice i označi ga kao pojedinačni beton

Da Dali srednja vrijednost čvrstoće svih rezultata odgovara uvjetu fcm ≥ fck + 1,48 · s (tablica 16.4.2 uvjet 1) Da

Označi porodicu kao usklađenu u cijelom periodu ocjenjivanja

Ne

Označi porodicu kao neusklađenu u periodu ocjenjivanja

ISPITIVANJE VLAČNE ČVRSTOĆE ČISTIM VLAČNIM OPTEREĆENJEM

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SAVIJANJE OPTEREĆENJE UZORKA JEDNOM SILOM

Rms = 1,5 ⋅ Fm ⋅ l (N mm-2) h3

OPTEREĆENJE ISPITNOG UZORKA S DVIJE SILE

Rms – čvrstoća na savijane (N mm-2)

Rms

Fm ⋅ l Fm – sila loma (N) −2 = ( N mm ) 2 a ⋅h a i h – dimenzije bridova prizme l – udaljenost između valjaka

ISPITIVANJE VLAČNE ČVRSTOĆE CIJEPANJEM

Rmc

2 ⋅ Fm = ( Nmm −2 ) π ⋅L⋅D

KRITERIJ USKLAĐENOSTI ISPITIVANJA VLAČNE ČVRSTOĆE CIJEPANJEM Proizvodnja

Broj Uvjet 1 rezultata Srednja vrijednost (fvi) u grupi fvi rezultata

Uvjet 2

fvm (N mm-2)

Pojedinačni rezultati fvi (N mm-2)

Početna

3

fvm ≥ fvk + 0,5

fvi ≥ fvk – 0,5

Ustaljena

Ne manje od 15

fvm ≥ fvk + 1,48 · s

fvi ≥ fvk – 0,5

fvi – pojedinačni rezultat, fvm – srednja vrijednost fvk - karakteristična vlačna čvrstoća betona, s – standardna devijacija

RADNJE U SLUČAJU NEUSKLAĐENOSTI

• • • •

prekinuti proizvodnju neusklađenog proizvoda izvođač treba obustaviti radove provjeriti rezultate ispitivanja, otkloniti greške ako se neusklađenost potvrdi ponovljenim ispitivanjima izvršiti provjeru postupaka za kontrolu proizvodnje • kod potvrđene neusklađenosti izvijestiti kupca

ODREĐIVANJE GUSTOĆE OČVRSNULOG BETONA

ma − [ ( m st + m w ) − m st ] m −3 ρ Z = (kg m ), V = V ρw

σZ - obujamska gustoća uzorka (kg m-3), V – obujam uzorka (m3) ma – masa uzorka određena na zraku (kg) mst – masa potopljenog držača (kg), σw - gustoća vode pri 20 ºC m – masa potopljenog uzorka (kg)

(998 kg m-3)

ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA U KONSTRUKCIJI Naknadna ispitivanja tlačne čvrstoće betona u konstrukciji provode se: • ako nisu zadovoljavajući rezultati ispitivanja kontrolnih uzoraka tijekom gradnje • ako dolazi do promjene u namjeni građevine • ako su pojave na građevini takove da je upitna sigurnost građevine • ako se sumnja u lošu izvedbu građevine • ako je građevina bila izložena požaru

ISPITIVANJE BETONA U KONSTRUKCIJI Beton u konstrukciji se ispituje prema normama HRN EN 12504-1, HRN EN 12504-2 i HRN EN 1542 a. izrezivanjem ispitnih tijela (valjak) b. pomoću odskočnog čekića (sklerometra) c. mjerenjem sile otkidanja (pull-off postupak) d. mjerenjem sile čupanja (pull-out postupak)

ODSKOČNI ČEKIĆ

1 čekić, 2 beton, 3 udarna masa, 4 kućište, 5 okidač, 6 jahač, 7 skala, 8 držač, 9 opruga

RAZLIČITI TIPOVI ODSKOČNIH ČEKIĆA

OVISNOST DALJINE ODSKOKA ČEKIĆA O TLAČNOJ ČVRSTOĆI

MJERENJE SILE OTKIDANJA PULL-OFF POSTUPAK

Fm 4 ⋅ Fm −2 Rm = = ( N mm ) 2 A π ⋅d Fm – sila otkidanja (N) A – ploština lijepljenja (mm2) d – promjer pločice (mm)

MJERENJE SILE ČUPANJA PULL-OUT POSTUPAK

Fm 2 Rm = ( N mm ) A

Fm – sila čupanja (N) A – ploština loma, stožac (mm2)

BETONI POSEBNE NAMJENE Betonom posebne namjene smatra se beton koji osim sastojaka običnog betona sadrži i sastojke, dodatke ili umetke koji mijenjaju njegova osnovna svojstva. U betone posebne namjene spadaju:

• • • • • • •

lagani betoni prepakt betoni betoni za podlijevanje i ispune prskani betoni (mlazni betoni) uvaljani betoni samougradivi betoni armirani betoni

LAGANI BETONI • betoni s laganim agregatom • betoni od jednozrnog agregata • porasti betoni • • • •

ekspandirana pečena glina granulirana šljaka visoke peći ekspandirani perlit ili vermikulit ekspandirani polimerni materijali

PORASTI BETONI Sirovine: cement, vapno, leteći pepeo, gips sitno samljeveni kvarcni pijesak i dodatak za širenje

• siporex (aluminijski prah → vodik) • ytong (kalcijev karbid → acetilen)

SIPOREX I YTONG • • • • • • •

PREDNOSTI: ekološki materijali lagani, 4 puta lakši od betona dobri toplinski i zvučni izolacijski materijali postojani na atmosferske utjecaje nezapaljivi lako se kombiniraju s drugim građevnim materijalima NEDOSTACI: manja čvrstoća i otpornost na habanje

• • • veće puzanje, skupljanje i bubrenje

Zidna ploča Zidni termoblok

PRSKANI (MLAZNI) BETON

SAMOUGRADIVI BETON • vrlo mekan, tečan, i stabilan beton bez razdvajanja koji ne zahtjeva dodatno zbijanje vibriranjem Dobiva se: • ograničenjem masenog udjela krupnozrnog agregata (Dmax.= 12-20 mm)

• povećanjem masenog udjela sitnozrnog praškastog agregata • povećanjem masenog udjela posebnih superplastifikatora koji smanjuju vodo cementni omjer

PREDNOSTI SAMOUGRADIVOG BETONA • brža izgradnja, nema zbijanja betona vibriranjem • bolja kakvoća, smanjena propusnost, bolja otprema • • • •

pumpom, bolji i ljepši izgled površine poboljšana trajnost betona zbog bolje zbijenosti u oplati i armaturi posebice u nedostupnim zonama gdje je zbijanje vibratorom otežano veća produktivnost, smanjen broj radnika, nema troškova zbijanja vibriranjem smanjena razina buke mogućnost projektiranja gušće armature

ISPITIVANJE SAMOUGRADIVOG BETONA • Rasprostiranje (obrnuti Abramsov kalup) 65-75 cm 50 cm doseći u 3-6 sekundi

• L-kutija (Švedska kutija) 40 cm 3-6 sekundi razlika u visini < 20%

ARMIRANI BETON

Armirani beton predstavlja spoj betona i armiranog čelika koji na jednom mjestu objedinjuje dobre osobine betona (relativno velika tlačna čvrstoća) i dobre osobine čelika (visoka vlačna čvrstoća). Pronašao ga i 1867 patentirao francuski vrtlar Joseph Monier.

ČELIK Čelik je legura željeza s ugljikom i drugim elementima. Sadrži najviše do 1,7 mas.% C, 0,8 mas.% Mn, 0,4 mas.% Si, 0,07 mas.% P i 0,0 6 mas.% S.

FIZIKALNO-MEHANIČKA SVOJSTVA BETONSKIH ČELIKA • • • •

naprezanje – deformacija granica razvlačenja, vlačna čvrstoća duktilonost žilavost i tvrdoća

DIJAGRAM DEFORMACIJA ČELIKA PRI VLAČNOM OPTREĆENJU A- granica proporcionalnosti Rp B- granica elastičnosti Re B-C-točke popuštanja (RT1 i RT2) D-granica čvrstoće Rm

• •

utvrđeno naprezanje rasterećenje

E-granica loma E’- stvarno naprezanje

TIPIČNI σ - ε DIJAGRAMI ZA BETONSKI ČELIK

DUKTILNOST

Duktilnost je svojstvo materijala da podnese plastičnu deformaciju bez loma.

KRHKI I DUKTILNI MATERIJAL <

>

Dijagram krhkog i duktilnog materijala

IZRAČUN IZDULJENJA (EL) I DUKTILNOSTI (A) EL =

L f − Lo Lo

⋅ 100%

EL – izduljenje (%) Lo – duljina uzorka prije naprezanja Lf – duljina uzorka nakon deformacije

A=

Ao − A f Ao

⋅ 100%

A – duktilnost (%) Ao – ploština uzorka prije naprezanja Af – ploština uzorka nakon deformacije

OZNAČIVANJE ČELIKA ZA ARMIRANI BETON • • • •

B 450 C B 500 A B 500 B

Prema normama HRN EN 10080-2

B 500 C

razreda: 450 i 500 i prema duktilnosti u

do 10080-6 betonski čelici su podijeljeni prema granici razvlačenja Re u dva

tri razreda: A, B i C. A – obična duktilnost (2,5%) B – visoka duktilnost (5,0%) C – vrlo visoka duktilnost (7,5%)

SVOJSTVA BETONSKIH ČELIKA Oznaka čelika Razred duktilnosti

B 500A

B 500B

B 450C

B 500A B 500B B450C

A

B

C

Način isporuke

kolutovi

šipke kolutovi

šipke kolutovi

mreže

Oblici

rebrasti glatki

rebrasti

rebrasti

rebraste

Promjer d (mm)

4-16

6-40 6-16

6-40 6-16

5-16

6-16

6-16

Re (N mm-2)

500

500

450

500

500

450

Rm/Re

1,05

1,08

1,15-1,35

1,05

A (%)

2,5

5,0

7,5

A

2,5

B

C

1,08 1,15-1,35 5,0

7,5

Re – granica razvlačenja, Rm – vlačna čvrstoća (N mm-2), A – duktilnost (%)

OZNAKE ZA UŽE I ŠIPKU Y 1860 S 7-16,0-A, uže

Y 1030 H-26-R, šipka

Y – čelik za prednapinjanje Y – čelik za prednapinjanje 1860 – vlačna čvrstoća (N mm-2) 1030 – vlačna čvrstoća (N mm-2) S – uže (strand) H – toplo valjana šipka 7 - broj žica ( hot-rolled bar) 16,0 - promjer (mm) 26 – promjer šipke (mm) A – razred duktilnosti R – rebrasta

HRN EN 10138-3 Y 1860 S7-16,0-A HRN EN 10138-4 Y 1030 H-26-R

OZNAČIVANJE ČELIKA ZA PREDNAPETI BETON

• Y 1770 C-5,0-I, žica • Y 1860 S 7-16,0-A, uže • Y 1030 H-26-R, šipka

Prema normama HRN EN 10138-1 do 10138-4 čelici za prednapeti beton su podijeljeni na: žice, užad i šipke. Oznake za žicu znače:

Y – čelik za prednapinjanje 1770 – vlačna čvrstoća (Rm) (N mm-2) C – hladno vučena žica (cold drawen wire) 5,0 - promjer žice (mm) I – izgled udubljena u presjeku (identation)

PROIZVODNI OBLICI I OZNAČIVANJE Norma

Proizvodni oblik

Ime

Broj

Promjer d (mm)

Vlačna čvrstoća (MPa)

HRN EN 10138-2

žica

Y 1860 C Y 1770 C Y 1670 C Y 1570 C

11353 11352 11351 11350

3-5 3,2-6,0 6,9-7,5 9,4-10,0

1860 1770 1670 1570

HRN EN 10138-3

uže

Y 1960 S3 Y 1860 S3 Y 1860 S7 Y 1770 S7

11361 11360 11366 11365

5,2 6,5-7,5 7,0-16,0 15,2-18,0

1960 1860 1860 1770

HRN EN 10138-4

šipka

Y 1100 H Y 1030 H Y 1230 H

11381 11380 11382

15,0-20,0 22,5-50,0 26,0-40,0

1100 1030 1230

UTJECAJI OKOLOŠA NA BETON Trajnost građevine se ostvaruje: • pravilnim projektiranjem građevine • pravilnim odabirom materijala za gradnju • pravilnim izvođenjem i održavanjem građevine

VIJEK TRAJANJA BETONSKIH GRAĐEVINA Betonski element

Životni vijek godine

Nosivi betonski elementi u visokogradnji Balkonske ograde Betonski crijep i vlaknima armirane betonske ploče Cestovni mostovi Željeznički mostovi Podvodni tuneli i brane Građevine u moru Rashladni tornjevi i termoelektrane

> 80 40 (80) 30 -50 60-80 (100) 70-115 100-200 30-50 25 (40)

UTJECAJI OKOLIŠA NA BETON • • • • •

fizikalni mehanički kemijski utjecaji biološki utjecaji elektrokemijski utjecaji

FIZIKALNI UTJECAJI NA BETON • • • • •

promjena temperature požar smrzavanja i odmrzavanja kristalizacija soli hrđe nastale korozijom armature

UTJECAJ PROMJENE TEMPERATURE

• • • •

iznad 40 °C gubitak slobodne vode iz pora na 100 °C gubi se sva slobodna voda pri 200 °C upijena voda na 400 °C gubitak vode vezane u cementnim hidratima • pri 500 °C smanjuje se granica popuštana čeličnih šipki u armiranom betonu • na 825 °C zrna agregata od vapnenca počinju prelaziti u kalcijev oksid, neznatne čvrstoće

UTJECAJ POŽARA • vrsti agregata i veziva • trajanju izloženosti betona požaru • pri temperaturama > 300 °C čvrstoća se smanjuje za 20% • na temperaturama > 500 °C za 40 % • na temperaturama > 700 °C za 70%

MEHANIČKI UTJECAJI NA BETON

• • • • •

udarna opterećenja opterećenja u ciklusima preopterećenja erozija i abrazija kavitacijska erozija

ABRAZIJA, EROZIJA, KAVITACIJSKA EROZIJA

• abraziv, sitna čestica pijeska velike

• • • •

tvrdoće pomoću koje se trenjem, brušenjem ili struganjem s površine betona skidaju sitne čestice betona erozija, proces trošenja betona djelovanjem vode, leda ili vjetra riječna erozija ledenjačka erozija eolska erozija

Kavitacijska erozija je pojava isisavanja slabije vezanih čestica betona na hidrotehničkim građevinama na mjestima gdje pri protoku vode velikom brzinom nastaje podtlak.

DEFORMACIJE BETONA Deformacije betona

Obujamske deformacije betona

Deformacije zbog promijene temperature Deformacije nastale skupljanjem i bubrenjem

Deformacije betona pod opterećenjem

Deformacije pod kratkotrajnim opterećenjem Deformacije pod dugotrajnim opterećenjem

DEFORMACIJE NASTALE SKUPLJANJEM I BUBRENJEM Bubrenje betona je deformacija povećanja obujma neopterećenog betonskog elementa uslijed povećanja vlažnosti Skupljanje betona je deformacija smanjenja obujma neopterećenog betonskog elementa uslijed smanjenja vlažnosti Plastično skupljanje je smanjenje obujma betona uslijed gubitka vode s površine betona dok je beton još u plastičnom stanju

OBUJAMSKE PROMJENE BETONA • zbog promjene temperature, α b = 1 · 10-5 za 1 ºC • zbog skupljanja i bubrenja

Tenzometar

Ovisnost skupljanja betona o masenom udjelu vode i veziva

DEFORMACIJE BETONA PRI KRATKOTRAJNOM I DUGOTRAJNOM OPTEREĆENJU Pri kratkotrajnom opterećenju deformacije betona su određene:

• modulom elastičnosti (E) • modulom posmika (G) • Poissonovim omjerom (ν) Pri dugotrajnom opterećenju deformacija betona je određena:

• puzanjem betona

TIPIČNI DIJAGRAM NAPREZANJEDEFORMACIJA ZA TLAČNO OPTEREĆENI UZORAK BETONA

Rmt – točka maksimalnog tlačnog naprezanja, Rp0,4 – granica proporcionalnosti εu – ukupna deformacija, Ecs – statički modul elastičnosti

ODREĐIVANJE STATIČKOG MODULA ELASTIČNOSTI IZ RADNOG DIJAGRAM

ODREĐIVANJE STATIČKOG MODULA ELASTIČNOSTI TRENIRANJEM ISPITNOG UZORKA

Ecs = tgα

ili Ecs =

∆σ (kN mm-2) ∆ε

OVISNOST MODULA ELASTIČNOSTI O RAZREDU I STAROSTI BETONA C razred betona

12/15

16/20

20/25

25/30

30/37

35/45

40/50

45/55

50/60

Ecs kN mm-2

26

27,5

29

30,5

32

33,5

35

36

37

IZRAČUN STATIČKOG I DINAMIČKOG MODULA ELASTIČNOSTI Prema HRN ENV 1992-1-1 statički modul elastičnosti se može izračunati: Ecs = 9,5 ·

3

f ck + 8

(kN mm-2)

fck – karakteristična tlačna čvrstoća betona Ecd =

v 2 ⋅ ρ ⋅ (1 + ν ) ⋅ (1 − 2ν ) (1 − ν )

(kN mm-2)

v – brzina prolaska ultrazvučnih valova ρ - gustoća betona -2 ) Ecs = 1,25 · Ecd –19 (kN mm ν - Poissonov omjer

POISSONOV OMJER (ν) • Poissonov omjer je omjer između poprečne deformacije (εp) i uzdužne deformacije (εu)

εp ν= εu

• MODUL POSMIKA (G) Ec G= 2 (1 + ν )

= 0,4 · Ec, za ν = 0,25

PUZANJE BETONA Puzanje betona je deformacija koja nastaje pod dugotrajnim djelovanjem opterećenja na beton bez deformacija skupljanja, bubrenja i temperaturnih promjena

DEFORMACIJE SKUPLJANJA I PUZANJA BETONA

∀ ∀ ∀ ∀ ∀

εe (t0) – elastična deformacija u t0 εs(t0) – deformacija skupljanja u t0 εs (t,t0)– deformacija skupljanja u t, pri stalnom opterećenju od t0 εp (t,t0)– deformacija puzanja u t, pri stalnom opterećenju od t0 εu (t,t0)– ukupana deformacija u t, pri stalnom opterećenju od t0

IZRAČUN DEFORMACIJA PUZANJA BETONA εp (t,t0 )

σ (to ) = ⋅ Φ (t , to ) Ec (t o )

σ (t0) – naprezanje u trenutku stalnog opterećenja E (t0) – modul elastičnosti u trenutku stalnog opterećenja Φ (t,t0) – koeficijent puzanja u vremenu t, pri stalnom opterećenju od t0

ε p (t ,t0 ) Φ (t,to) = ε e ( t0 )

εp (t,to) = εu (t,to) - εs (t,to) - εe(to) + εs (to)

VRIJEDNOSTI KOEFICIJENTA PUZANJA U OVISNOSTI O STAROSTI UZORKA Starost pri stalnom opterećenju t0 (dani) 1 7 28 90 365

Srednji polumjer konstrukcijskog elementa 2 Ac/u (mm) 50 150 600 50 150 600 Vrijednost koeficijenta puzanja Φc Suhi uvjeti 50% vlage Vlažni uvjeti 80% vlage 5,5 4,6 3,7 3,6 3,2 2,9 3,9 3,1 2,6 2,6 2,3 2,0 3,2 2,5 2,0 1,9 1,7 1,5 2,4 2,0 1,6 1,5 1,4 1,2 1,8 1,5 1,2 1,1 1,0 1,0

POVRATNO PUZANJE Povratno puzanje je deformacija betona koja nastaje nakon uklanjanja stalnog opterećenja

KEMIJSKI UTJECAJI NA BETON Korozija betona je kemijski proces razaranja betona uslijed kemijskih reakcija agresivnih tvari okoliša i sastojaka cementnog kamena. Posljedice korozije betona su: • otapanje ili kemijska razgradnja veziva • povećanje poroznosti i propusnosti • povećanje obujma novonastalih produkata reakcije uz mrvljenje betona • smanjenje pH vrijednosti što smanjuje pasivnu zaštitu armature

KISELINSKA KOROZIJA Kiselinska korozija betona nastaje kada lužnati sastojci iz betona kemijski reagiraju s anorganskim kiselinama ili solima, pri čemu nastaje nova sol topljiva u vodi.

• karbonatna korozija betona • sulfatna korozija betona

KARBONATNA KOROZIJA Karbonatnu koroziju uzrokuje: • ugljikov dioksid, CO2 iz zraka

• karbonatna kiselina, H2CO3 • Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O • Ca(OH)2 + 2 H2CO3 → Ca(HCO3)2 + 2 H2O • Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 +H2O

SULFATNA KOROZIJA Sulfatnu koroziju uzrokuje: • sulfatna kiselina • soli sulfatne kiseline

• Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2 H2O • Ca(OH)2 + MgSO4 + 2 H2O → CaSO4 ⋅ 2H2O + Mg(OH)2

• Izluživanje betona je smanjenje masenog

udjela kalcijevog hidroksida u betonu zbog kiselinske korozije betona.

ELEKTROKEMIJSKI UTJECAJI NA BETON Korozija armature u betonu je elektrokemijski proces. Da bi došlo do korozije armature trebaju biti ispunjeni slijedeći uvjeti:

• postojanje razlike elektrokemijskog

potencijala prema betonu između anode i katode na površini šipke armature • dovoljna zasićenost pora u betonu elektrolitom • mogućnost ulaska kisika iz zraka kroz pore

NASTAJANJE GALVANSKOG ČLANKA I KOROZIJE ARMATURE

A (+): Fe → Fe2+ + 2 e-

Fe2+ + 2 OH- → Fe(OH)2

K (-): H2O + ½ O2 + 2 e- → 2 OH-

hrđa

OŠTEĆENJA BETONA NASTALA KOROZIJOM ARMATURE

KOROZIJA ARMATURE (KLORIDI)

A (+) : Fe3+ + 3 Cl- → FeCl3 FeCl3 + H2 O + ½ O2 → Fe(OH)2 + 3 Cl-

hrđa

ZAŠTITA ARMATURE OD KOROZIJE • pocinčavanjem ili premazom

epoksidnom smolom prije ugrađivanja • katodna zaštita • premazivanje površine betona da se spriječi ulazak vlage, kisika i drugih štetnih tvari u beton • uporaba zaustavljača (inhibitora) korozije armature

ZAŠTITA ARMATURE ZAUSTAVLJAČIMA KOROZIJE

Nezaštićena armatura

Napad kloridnih iona

Zaštićena armatura