Sastojci betona

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.

CEMENTCement je polimorfno anorgansko hidraulično vezivo.

Polimorfno znači da je sastavljeno od više minerala različitog sastava i kristaliničnosti koji različito utječu na svojstva gotovog proizvoda.

Anorgansko je jer se sastoji od anorganskih oksida kalcija, silicija, aluminija i željeza koji su povezani u različitim molarnim omjerima u C3S, C2S, C3A i C4AF.

Hidraulično je, jer otvrdnjava djelovanjem vode, reakcijama hidratacije, a nastala kruta masa ne omekša ni pod vodom.

Vezivo je jer pod utjecajem određenih kemijskih reakcija otvrdne i veže, odnosno povezuje agregat i pijesak u čvrsti beton.

Podjela prema namjeni :

a. Cementi opće namjeneb. Cementi posebne namjene

Cementi opće namjene prema normi HRN EN 197-1:2003 su:

CEM I – čisti portland cement CEM II – PC s miješanim dodacimaCEM III – PC sa šljakom visoke pećiCEM IV – pucolanski cementCEM V – miješani cement

b. Cementi posebne namjene su:

Cementi niske topline hidratacije Sulfatno otporni cementi Bijeli cementi Aluminatni cementi

PROIZVODNJA PORTLAND-CEMENTA

1 Dobivanje sirovina 2 Drobljenje sirovina3 Sušenje sirovina4 Mljevenje sirovina5 Fino miješanje sirovina6 Pečenje sirovinskog brašna7 Hlađenje i uskladištenje PC klinkera8 Mljevenje klinkera i dodataka9 Skladištenje i otprema cementa10 Kontrola kakvoće proizvedenog cementa

Joseph Aspdin (1779-1855)

Vapnenac (VS) Drobilice s čekićima Glina (NS)

Silosi klinkera i dodataka, drobilica i mlin Silosi cementa i otprema cementa

Spremnik (VS) Sušara sirovine Spremnik (NS)

Mlin sirovine, odvajač i silos za miješanje Izmjenjivač topline, rotacijska peć i hladnjak

MODERAN TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE CEMENTA

DOBIVANJE SIROVINE

ROTACIJSKA PEĆ

l = 70 m, d = 4,4 m, učin 1500-1700 t/dan

T = 1400-1450 ºC

MLIN SIROVINE

l = 10,75 m, d = 4,2 m, učinak, 150t/h

SILOSI CEMENTA I OTPREMA

MINERALOŠKI SASTAV PORTLAND-CEMENTA

• Glavni sastojci: • trikalcijev-silikat, C3S, alit• dikalcijev-silikat, C2S, belit• trikalcijev-aluminat, C3A• tetra kalcijevaluminat-ferit, C4AF, feritna faza

• Sporedni sastojci:• kalcijev oksid, CaO• magnezijev oksid, MgO• alkalijski oksidi, Na2O, i K2O

KRATICE ZA KEMIJSKE FORMULE OKSIDA

C = CaO M = MgO S = SiO2

A = Al2O3 K = K2O N = Na2O

F = Fe2O3 H = H2O Ŝ = SO3

NASTAJANJE MINETALA PC-KLINKERA

3 CaO + SiO2 3 CaO • SiO2, skraćeno C3S, alit trikalcijev-silikat

2 CaO + SiO2 2 CaO • SiO2, skraćeno C2S, belit dikalcijev-silikat

3 CaO + Al2O3 3 CaO • Al2O3, skraćeno C3A, trikalcijev-aluminat

4 CaO + Al2O3 + Fe2O3 4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 tetrakalcijev aluminat-ferit

skraćeno, C4AF

KEMIJSKI I MINERALOŠKI SASTAV PC KLINKERA

Oksidi Maseni

udio %

Kratica Minerali Maseni

udio %

Kratica

CaO 64,7 C 3 CaO • SiO2 45,7 C3S

SiO2 21,0 S 2 CaO • SiO2 28,0 C2S

Al2O3 4,9 A 3 CaO • Al2O3 8,9 C3A

Fe2O3 2,4 F 4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 7,3 C4AF

CaO slo.

MgO

SO3

K2O

Na2O

Gubitak

žarenjem

2,0

1,1

2,6

0,4

0,2

1,4

C

M

ŜK

N

Gž

MASENI UDIO GLAVNIH MINERALA PC-KLINKERA

Kemijski naziv Formula Skraćena formula

Maseni udio (%)

Trikalcijev silikat 3 CaO • SiO2 C3S 50

Dikalcijev silikat 2 CaO • SiO2 C2S 25

Trikalcijev aluminat 3 CaO • Al2O3 C3A 12

Tetra kalcijev aluminat-ferit

4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 C4AF 8

Gips CaSO4 • 2 H2O CŜH2 3,5

Ostalo 1,5

BOGUEOVE FORMULE

C3S = 4,07 • CaO – (7,60 • SiO2 + 6,72 • Al2O3 + 1,43 • Fe2O3 + 2,85 • SO3)

C2S = 2,87 • SiO2 – 0,754 • C3S

C3A = 2,63 • Al2O3 – 1,69 • Fe2O3

C4AF = 3,04 • Fe2O3

RAZVOJ ČVRSTOĆA POJEDINIH MINERALA PC-KLINKERA

RAZVOJ ČVRSTOĆA PORTLAND-CEMENTA

HIDRATACIJA PORTLAND-CEMENTAHIDRATACIJA C3A

a) u odsutnosti sulfata Trikalcijev-aluminat + voda kalcijevi-

aluminat-hidrati + toplina

2 C3A + 21 H C4AH13 + C2AH8 + Q

b) uz dodatak sulfataTrikalcijev-aluminat + gips + voda etringit +

toplina (870 kJ kg-1)

C3A +3 C ŜH + 26 H C3A • 3 C ŜH • H32 + Q

IGLIČASTA GRAĐA KRISTALA ETRINGITA

HIDRATACIJA ALITA, C3S I

BELITA, C2S

Trikalcijev-silikat + voda kalcijev-silikat hidrat + kalcijev hidroksid + toplina

2 C3S + 6 H C3S2H3 + 3 CH + 500 kJ kg-1

Dikalcijev-silikat + voda kalcijev-silikat hidrat + kalcijev hidroksid + toplina

2 C2S + 4 H C3S2H3 + CH + 260 kJ kg-1

IGLIČASTAGRAĐA KALCIJEVOG-SILIKAT HIDRATA

CSH

HIDRATACIJA FERITNE FAZE C4AF

Feritna faza + gips + voda etringit + željezni-aluminijev hidroksid + kalcijev hidroksid + toplina

C4AF + 3 CŜH2 + 3 H C6(A,F) ŜH32 + (A,F)H3 + CH + 420 kJ kg-1

OBUJAMSKI UDJELI PRODUKATA HIDRATACIJE

• Etringita 15 do 20 vol.%

• Kalcijevog silikat-hidrata C-S-H 50 do 60 vol.%

• Kalcijevog hidroksida 20 do 25 vol.%

• Pora 5 do 6 vol.%

PRORAČUN TOPLINE HIDRATACIJE

• Q0 za C3A = 870 kJ kg-1

• Q0 za C3S = 500 kJ kg-1

• Q0 za C2S = 260 kJ kg-1

• Q0 za C4AF = 420 kJ kg-1

• Q = Σ Q0 • X/100 kJ kg-1

• Q7dana = 75% • QX – maseni% udjela pojedinog minerala PC-

klinkera

PRORAČUN TEMPERATURE SVJEŽE CEMENTNE PASTE

Tcp – temperatura cementne paste (°C)

Tc – temperatura cementa (°C)

Tv – temperatura vode (°C)

mc – masa cementa (g)

mv – masa vode (g)

cc – specifični toplinski kapacitet cementa, cc = 0,88 J g-1°C-1

cv – specifični toplinski kapacitet vode, cv = 4,20 J g-1°C-1

vvcc

vvvccccp cmcm

cTmcTmT

vvcc

vvvccccp cmcm

cTmcTmT

ISPITIVANJE FIZIKALNO-

MEHANIČKIH SVOJSTAVA CEMENTA • Prema normama HRN EN 196-1 do 196-7 propisano

je određivanje:

1 Tlačne čvrstoće2 Kemijska analiza cementa3 Vrijeme vezanja i postojanost obujma4 Kvantitativno određivanje sastojaka5 Pucolanske aktivnosti6 Finoće mljevenja7 Metode uzimanja uzoraka

TROSTRUKI KALUP ZA PRIZME

CEMENTNOG MORTA

1350 g pijeska + 450 g cementa + 225 mL vode

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SAVIJANJE

)(

5,1 23

mmN

b

lFRms

)(5,1 2

3

mmNb

lFRms

F – opterećenje na sredini prizmepri lomu (N)

l – razmak između podupirača (mm)

b – stranica prizme (40 mm)

ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE

F – opterećenje pri lomu (N) A – ploština na koju djeluje sila (40mm · 40 mm = 1600 mm2)

)( 2 mmNA

FRmt

)( 2 mmNA

FRmt

ODREĐIVANJE VREMENA VEZANJA I POSTOJANOSTI OBUJMA CEMENTA• Vrijeme vezanja određuje se promatranjem

prodiranja igle u cementnu pastu normirane konzistencije dok se ne postigne specificirana vrijednost.

• Postojanost obujma određuje se promatranjem širenja obujma cementne paste normirane konzistencije mjerenjem razmaka između dvije igle.

• Cementna pasta normirane konzistencije je ona cementna pasta koja ima specificirani otpor na prodiranje normiranog valjka. Masa vode za takvu pastu određuje se pokusima.

VICATOV UREĐAJ Louis Joseph Vicat

(1786 – 1861)

ODREĐIVANJE NORMIRANE KONZISTENCIJE CEM. PASTE

ODREĐIVANJE POČETKA I KRAJA VEZANJA CEMENTA

Nulto vrijeme je vrijeme završetka dodavanja cementa vodi.

LE CHATELIEROVI PRSTENOVI

d2 – d1 10 mm

ODREĐIVANJE FINOĆE MLJEVENJA

• metodom prosijavanja

• metodom propusnosti zraka po Blaineu

R1 = m0 100 (mas.%)m

R1 – ostatak na situ (mas.%)m0 – masa ostatka cementa na situm – početna masa uzorka cementa (10 g)

BLAINOV UREĐAJ

SPECIFIČNA PLOŠTINA CEMENTA

S = 0 √t

√t0

S0 (cm2 g -1)

S – specifična ploština uzorka cementaS0 – specifična ploština referentnog uzorka- gustoća uzorka cementa

0 – gustoća referentnog uzorka t – mjereno vrijeme cementa koji se ispitujet0 – prosjek triju vremena mjerenih na referentnom uzorku

VRSTE I RAZREDI CEMENTA PREMA HRN EN 197-1

• 27 vrsta cementa opće namjene kojima je dopušteno dodavati 9 različitih vrsta dodataka i mješavinu dodataka

• 3 razreda cementa: 32,5, 42,5, 52,5 prema 28-dnevnim tlačnim čvrstoćama

• 2 moguće rane čvrstoće: N, normalna i R, visoka

RAZREDI CEMENTA I NORMIRANA ČVRSTOĆA

Razred cementa

Tlačna čvrstoća (N mm-2) Početno

vrijeme

vezanja

(min)

Ispravnost

obujma

(mm)Rana čvrstoća Normirana

čvrstoća

2 dana 7 dana 28 dana

60

1032,5 N 16 32,5 i

52,532,5 R 10

42,5 N 10 42,5 i

62,542,5 R 20

52,5 N 20 52,5 45

52,5 R 30

OZNAKE ZA 9 DOPUŠTENIH DODATAKA

I MJEŠAVINU DODATAKA • zrnata šljaka visoke peći …. S

• elektrofilterski SiO2 prah …. D

• prirodni pucolan …. P

• prirodni pucolan toplinski obrađen .… Q

• leteći pepeo pucolanskih svojstava …. V

• leteći pepeo hidrauličnih svojstava …. W

• škriljevac pečen na 800 °C …. T

• vapnenac s najviše 0,20 % ugljika …. LL

• vapnenac s najviše 0,50 % ugljika …. L

• mješavina navedenih dodataka …. M

MASENI UDJELI DODATAKA

• PC sa 6 do 20 mas.% dodataka oznaka … A

• PC sa 21 do 35 mas.% dodataka oznaka .. B

OZNAKE ZA VRSTE CEMENTA• CEM I- čisti portland cement …. CEM I – k

• k– je jedan od tri specificirana razreda cementa, 32,5, 42,5 ili 52,5

• CEM II – PC s miješanim dodacima

• PC s dodatkom šljake …. CEM II/A-S k

• …. CEM II/B-S k

• PC s dodatkom SiO2 praha …. CEM II/A-D k

• .... CEM II/B-D k

• PC s dodatkom pucolana …. CEM II/A-P k

• …. CEM II/B-P k

• …. CEM II/A-Q k

• .... CEM II/B-Q k

• PC s dodatkom letećeg pepela …. CEM II/A-V k • …. CEM II/B-V k• …. CEM II/A-W k• …. CEM II/B-W k• PC s dodatkom pečenog škriljevca …. CEM II/A-T k• …. CEM II/B-T k• PC s dodatkom vapnenca …. CEM II/A-L k• …. CEM II/B-L k• …. CEM II/A-LL k• …. CEM II/B-LL k• PC s miješanim dodacima …. CEM II/A-M k• …. CEM II/B-M k

• CEM III – PC sa šljakom visoke peći• metalurški cement sa 35 do 65 % šljake .. CEM III/A – k• metalurški cement sa 66 do 80 % šljake .. CEM III/B – k• metalurški cement sa 81 do 95 % šljake .. CEM III/C – k

• CEM IV – pucolanski cement• pucolanski cement s 11 do 35 % pucolana ..CEM IV/A – k• pucolanski cement s 36 do 55 % pucolana ..CEM IV/B – k

• CEM V – miješani cement• miješani cement s 16-35 % šljake i 18-30 % pucolana• CEM V/A (S-V) - k• miješani cement s 36-50 % šljake i 31-50 % pucolana• CEM V/B (S-V) - k

UVJETI USKLAĐENOSTI ZA TLAČNU ČVRSTOĆU

Xsr – kA · s L i Xsr + kA · s U

• xsr – aritmetička sredina svih rezultata• kA – konstanta prihvatljivosti• s – standardna devijacija• L – donja propisana tlačna čvrstoća• U – gornja propisana tlačna čvrstoća

OVISNOST kA O n I POSTOTKU ODSTUPANJA OD L I U

Konstanta prihvatljivosti kA

n Pa = 5 % za L Pa = 10 % za U

40 do 49

50 do 59

60 do 79

80 do 99

100 do 149

150 do 199

više od 200

2,13

2,07

2,02

1,97

1,93

1,87

1,84

1,70

1,65

1,61

1,56

1,53

1,48

1,45

DOZVOLJENA ODSTUPANJA

Svojstvo Dozvoljeno odstupanje

Donja granica čvrstoće (L) 28 dana

2 dana

(7) dana

Gornja granica čvrstoće (U)

Vrijeme vezanja

Postojanost obujma

Gubitak žarenjem

Maseni udio sulfata

Maseni udio klorida

Netopiv ostatak

Pucolanska aktivnost

-2,5 N mm-2

-2,0 N mm-2

odstupanje nije propisano

-15 min

+1 mm

odstupanje nije propisano

0,5 mas.%

0,01 mas.%

odstupanje nije propisano

odstupanje nije propisano

DOKAZ POTVĐENE USKLAĐENOSTI

• XY/Z1Z2Z2

• XY- godina izdanja potvrde o usklađenosti

Z1 Z2 Z3 - oznaka ovlaštene osobe koja je potvrdila usklađenost

Znak CE mora biti otisnut na vrećama cementa ili na otpremnici

GUBITAK ČVRSTOĆE BETONA ZBOG ODLEŽANOG CEMENTA

Duljina odležavanja

(mjeseci)

Gubitak čvrstoće

(%)

3

6

12

24

54

15 – 20

20 – 30

30 – 40

40 – 50

50 – 60

CEMENTI POSEBNE NAMJENE• Cementi vrlo niske topline hidratacije

• Sulfatno-otporni cementi

• C3A 4 mas.%• C3A(cement) = C3A(klinker) maseni udio klinkera u cementu

• C3A(klinker) = 2,65 Al2O3 – 1,69 Fe2O3

• Bijeli cementi• Razredi bjeline: A, B i C

• Aluminatni cementi (AC)

ALUMINATNI CEMENT (AC)• AC- 65, AC- 75• Sirovine: vapnenac (60 mas.%) i boksit (40 mas.%)• Svojstva:• brzo očvršćivanje• visoka vatrootpornost i otpornost na sulfate• otpornost na slabe kiseline (pH 4)• visoka otpornost na abraziju• može se rabiti na temperaturi – 10 C

• Područje primjene:• kada je potrebno brzo očvršćivanje• betoniranje pri niskim temperaturama• vatrootporni betoni i opeke

PROIZVOĐAČI CEMENTA

1 NAŠICECEMENT d.d.

2 DALMACIJACEMENT – RCM Group d.d.

3 HOLCIM (Hrvatska) d.o.o. Koromačno

4 ISTRACEMENT d.o.o.

NAŠICECEMENT d.d.

• CEM I 52,5 N/ HRN EN 197 – 1: 2003

• CEM II/B – M (P-S) 32,5 N

• CEM II/A – M (S-V) 42,5 N

• NAMAL MC 5 – zidarski cement

DALMACIJACEMENT – RCM Group d.d.

• CEM I 42,5 R/HRN EN 197 – 1:2003

• CEM II/A – S 42,5 N

• CEM II/A – S 42,5 R

• CEM II/A –M (S – LL) 42,5 N

• CEM III/B 32,5 N SR - LH

HOLCIM (Hrvatska) d.o.o. KOROMAČNO

• CEM II/B – S 42,5 N/ HRN EN 197 –1:2003

• CEM II/A – LL 42,5 R

• CEM II/B – M (S –V) 42,5 N

• CEM II/B – M (V-LL) 32,5 R

• CEM I 52,5 N Bijeli

ISTRA CEMENT d.o.o.

AC 75/HRN B. C1. 015 : 1982

AC 75 je aluminatni cement razreda čvrstoće 75 MPa.

IZBOR CEMENTAVrsta cementa i maseni udio odabire se uzimajući u

obzir podatke primjene betona:

• krajnju uporabu betona

• uvjete njegovanja (npr. toplinska obrada)

• dimenzije građevine (razvoj topline hidratacije)

• uvjete okoliša kojima će građevina biti izložena

• potencijalnu reaktivnost agregata prema alkalijama iz sastojaka

AGREGAT

Agregat je zrnati mineralni materijal pogodan za uporabu betona, koji se sastoji od skupa istovrsnih čestica različite veličine.

Dijeli se prema: • podrijetlu: prirodni, proizveden, recikliran, i

umjetni• veličini zrna: krupni i sitni• prema gustoći: obične gustoće, lagan i težak

• Prirodni agregat se dobiva iz prirodnih mineralnih izvora, prirodnim drobljenjem bez mehaničke obrade.

• Proizvedeni agregat se dobiva mehaničkom obradom prirodnih mineralnih sirovina.

• Reciklirani agregat se dobiva drobljenjem građevnog materijala koji je korišten u građevinarstvu.

• Umjetni agregat je agregat dobiven umjetnim putem iz prirodnih i umjetnih materijala.

Kao umjetni agregat se upotrebljavaju:

• kristalna, zrnata šljaka visoke peći

• ekspandirana pečena glina

• leteći pepeo termoelektrana

• ekspandirani perlit

• ekspandirani polimerni materijali

• Sitni agregat: veličina zrna od 0 do 4 mm

• Krupni agregat: veličina zrna: od 4 do 125 mm

• Običan agregat, gustoće 2000 kg m-3 i 3000 kg m-3

• Lagan agregat, gustoće 2000 kg m-3

• Teški agregat, gustoće 3000 kg m-3

PROIZVODNJA KAMENOG AGREGATA

• drobljenje kamenja u drobilicama

• odvajanje pojedinih frakcija agregata prosijavanjem na sitima

• skladištenje i otprema frakcija agregata

• kontrola kakvoće proizvedenog agregata

PROIZVODNJA AGREGATA

UPORABA AGREGATA

INDUSTRIJSKI RAZDVOJEN AGREGAT

IDEALNO RAZDVOJEN AGREGAT

RAZDVAJANJE ZRNA AGREGATA (SEGREGACIJA)

SKLADIŠTENJE AGREGATA

IZVJEŠĆE O ISPITIVANJU AGREGATA

• podatke o agregatu za beton, uključivo i identifikacijsku oznaku

• podatke o proizvođaču• ime, sjedište, evidencijski broj i oznaku ovlaštenja

ovlaštene pravne osobe koja je provela ispitivanja• datum uzimanja uzoraka• podatke o razdoblju u kojem je ispitivanje

provedeno• rezultate ispitivanja• broj izvještaja o ispitivanju

VELIČINA ZRNA AGREGATAVeličina zrna agregata opisuje se:• granicom najmanjeg otvora sita (d)• granicom najvećeg otvora sita (D)

Agregat je određen kao:

GC (coarse) – krupni

GF (fine) – sitni agregat

GA (all-in) – miješani (nefrakcionirani) agregat

Zahtijevani maseni postoci prolaza za krupni agregat:• minimalni mas.% prolaza za D mora biti 90% ili 85%• maksimalni mas.% prolaza za d mora biti 10%, 15%, 20% ili

35%• za miješani agregat d je uvijek nula

OZNAČIVANJE FRAKCIJA KRUPNOG AGREGATA VELIČINE ZRNA 20 mm

PROPISANI RAZREDI AGREGATAVrsta

agregata Veličina čestica

Maseni % prolaza

Razred

(G)D d

Krupan

D/d 2 ili D 11,2 mm

85 do 99

80 do 99

0 do 20

0 do 20

GC 85/20

GC 80/20

D/d > 2 i D > 11,2 mm

90 do 99 0 do 15 GC 90/15

Sitan D 4 mm i d = 0 85 do 99 - GF 85

Prirodni D = 8 mm i d = 0 90 do 99 - GNG 90

Miješani D 45 mm i d = 0 90 do 99

85 do 99

- GA 90

GA 85

GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA

• 125 mm

• 63 mm

• 31,5 mm

• 16 mm

• 8 mm

• 4 mm

• 2 mm

• 1 mm

• 0,5 mm

• 0,25 mm

• 0,125 mm

• 0,063 mm

Granulometrijski sastav agregatapredstavljaju maseni% pojedinih frakcija

Normirana serija sita

ODREĐIVANJE MASENIH UDJELA POJEDINIH FRAKCIJA

GRANULOMETRIJSKA KRIVULJA

USTROJ BETONA S KRUPNOZRNIM AGREGATOM

USTROJ BETONA SA SITNOZRNIM AGREGATOM

USTROJ S KRUPNIM I SITNIM ZRNIMA AGREGATA

FULLEROVA KRIVULJA

.%masD

d

.%masD

d

D

d

p = 100

p = 50

EMPA KRIVULJA

p – maseni postotak prolaza pojedine frakcijed – veličina otvora sitaD – najveće zrno agregata

GRANULOMETRIJSKE KRIVULJE FULLERA I EMPA

F E

3 4.3 6.310.5

15.824.2

37.9

61

100

5.6 8 11.317.8

25.2

35.6

50.4

71.2

100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5

Otvori sita d, mm

Pro

laz

kro

z si

to m

as.%

DOBAR GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA

F E

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5

Otvori sita d, mm

Pro

laz k

roz s

ito

mas.%

AGREGAT S PREVIŠE SITNIH ZRNA I PREVIŠE KRUPNIH ZRNA

F E

0102030405060708090

100

0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5

Otvori sita d, mm

Pro

laz k

roz s

ito

mas.%

NAŠ NACIONALNI STANDARD

2 4 814

23

38

62

100

818

2837

47

62

80

100

0102030405060708090

100

0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 31,5

Otvori sita d, mm log d

Pro

laz

%

MODUL FINOĆE ZRNATOSTI

1001250

D

,op

MF 1001250

D

,op

MF

MFn

p

K

D

,p

1001250 MFn

p

K

D

,p

1001250

po – maseni postotak ostatka na situ

pp – maseni postotak prolaza na situ

D – najveće zrno agregata n – broj sita

PRORAČUN MODULA FINOĆE ZRNATOSTI (MF) I KOEFICIJENTA ZRNATOSTI (K) D = 4 mm

Sito (mm) Ostatak maseni (%)

Prolaz maseni (%)

4

2

1

0,5

0,25

0,125

6

29

52

71

85

95

94

71

48

29

15

5

ukupno 338 262

383100

338,MF

622100

262,K

GRANICE MODULA FINOĆE (MF)

• Sitnozrni agregat od 0 do 4 mm

MF = 2,3 do 3,6 (2,5 do 3)

• Agregat od 0 do 8 mm

MF = 3,7 do 4,3

• Agregat s najvećim zrnom do 31,5 mm

MF = 5,5 do 6,2

OBUJAMSKI OMJER OBLIKA ZRNA PO FAURYJU

zrno

najmanja

opisana kugla

L

k

s

V

VC

k

s

V

VC

k

s

V

VC

k

s

V

VC

Vs – stvarni obujam zrna

Vk – obujam najmanje opisane kugle oko zrna

Vk = L3 /6

Otvor sita

d(mm)

Ostatak na situ mo (g)

Prolaz kroz sito mp (g)

Postotak

prolaza (%)

Postotak

ostatka (%)31,5

16,0

8,0

4,0

2,0

1,0

0,5

0,25

0,125

517

9458

3125

3259

1182

1074

956

851

392

21138

11680

8555

5260

4078

3004

2048

1197

805

100,0

55,3

40,5

24,9

19,3

14,2

9,7

5,7

3,8

0,0

44,7

59,5

75,1

80,7

85,8

90,3

94,3

96,2

Dno 805 0,0 0,0 100,0

Zbroj 21655

PRORAČUN GRANULOMETRIJSKE KRIVULJE PROSIJAVANJA

1 m = 21750 g

2 gubitak mase = 21750 – 21655 = 95 g

3 mu = mo – 31,5 mo = 21655 – 517 = 21138

4 nmp = n+1mp – nmo; 16mp = 31,5mp - 16mo = 21138 – 9458 = 11680

5

6 po = 100 - pp

.%)mas(m

mp

u

pnpn 100

.%3,5510021138

1168010016

16 masm

mp

u

pp

GRANULOMETRIJSKA KRIVULJA PROSIJAVANJA

ISPITIVANJE KAKVOĆE AGREGATA HRN EN 1097-1 DO 1097 –10:1998

1 Otpornost na trošenje (mikro-Deval metoda)

2 Otpornost na lomljenje (metoda Los Angeles)

3 Nasipna gustoća i udio šupljina u rastresitom stanju

4 Udio šupljina sitnog agregata u zbijenom stanju

5 Maseni udio površinske vode

6 Gustoća čestica i upijanje vode

7 Gustoća sitnog agregata pomoću piknometra

9 Otpornost na trošenje abrazijom gumama

10 Visina upijanja vode

ODREĐIVANJE OTPORNOSTI NA TROŠENJE KRUPNOG AGREGATA

• bubanj promjera 200 mm

• čelične kuglice 9,5 mm

• mu = 500 g

• 2,5 L vode + 500 g kuglica

• Brzina okretaja 100 okr./min

• Ukupno 12.000 okretaja

• Prosijavanje na situ d = 1,60 mm

RAZREDI OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA TROŠENJE

micro-Devalov koeficijent Razredi

MDE

10

15

20

25

35

MDE10

MDE15

MDE20

MDE25

MDE35

Nema zahtjeva MDENR

ODREĐIVANJE OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA LOMLJENJE

• prosijavanje na situ d = 1,7 mm

• propisani broj čeličnih kugli

• brzina okretaja = 30 do 33 okr./min

• ukupno 500 okretaja

• ponovno prosijavanje na situ d = 1,7 mm

RAZREDI OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA DROBLJENJE

Los Angeles koeficijent Razred (LA) 15

20

25

30

35

40

50

LA15

LA20

LA25

LA30

LA35

LA40

LA50

Nema zahtjeva LANR• LA35 za betone opće namjene

• LA30 za betone razreda izloženosti XF1 do XF4

V

mm 12

ODREĐIVANJE NASIPNE GUSTOĆE I OBUJAMSKOG UDJELA ŠUPLJINA U

RASTRESITOM STANJU

r = (kg dm-3)

r – gustoća agregata u rastresitom stanju (kg dm-3)

• m2 – masa posude i agregata (kg)

• m1 – masa prazne posude (kg)

• V – obujam posude (dm3)

Najveće zrno

agregata (D) mm

Obujam posude

(dm3)

do 4

do 16

do 31,5

do 63

1,0

5,0

10

20

Vš = · 100 (vol.%)

Vš – obujamski udio šupljina (%)r – nasipna gustoća (kg dm-3)

a – gustoća osušenog uzorka određena piknometrom

a

ra

ODREĐIVANJE UDJELA ŠUPLJINA U ZBIJENOM STANJU

Vš – obujamski udio šupljina (vol.%)

m2 – masa zbijenog sitnog agregata

- unutarnji promjer cilindra (mm)

f – gustoća sitnog agregata (g cm-3)

h – visina zbijenog uzorka (mm)

.%)(100104

12

23

volh

mV

fŠ

ODREĐIVANJE MASENOG UDJELA POVRŠINSKE VLAŽNOSTI (Asm)

Voda se u agregatu nalazi u dva oblika:

• voda na površini zrna je površinska vlažnost agregata

• voda u porama je upijena voda

Asm – maseni udio površinske vlažnosti

Awm – maseni udio upijene vode

mw – masa vlažnog uzorka, md – masa suhog uzorka

mZPS – masa uzorka zasićenog vodom ali površinski suhog

.%)mas(m

mmA

d

ZPSwsm 100

.%)mas(m

Amm

Ad

wmdw

sm 100100

1

ODREĐIVANJE MASENOG UDJELA UPIJENE VODE (Awm)

Awm – maseni udio upijene vode

mZPS – mase vode zasićenog površinski suhog uzorka

md masa suhog uzorka

.%)mas(m

mmA

d

dZPSwm 100

ODREĐIVANJE GUSTOĆE I UPIJENE VODE

w

mmmm

)( 321

4

w

mmmm

)( 324

4

w

mmmm

)( 321

1

.%masm

mm100

4

41

ad = (g cm-3) a = (g cm-3)

ZPS = (g cm-3) WA24 =

a – gustoća agregata (g cm-3) m3 – masa žičane košare (g)ad – gustoća suhog agregata (g cm-3) m4 – masa agregata osušenog do stalne ZPS – gustoća suhog agregata (g cm-3) masem1 – masa agregata vodom zasićenog površinski suhog (g)m2 – masa agregata i žičane košare (g) WA24 – maseni postotak upijene vode nakon 24 sata

ODREĐIVANJE GUSTOĆE SITNOG AGREGATA POMOĆU PIKNOMETRA

f – gustoća sitnog agregata kod 25 ºC (g cm-3)

m1 – masa piknometra sa sitnim agregatom (g)

m0 – masa praznog piknometra s čepom (g)

m2 – masa piknometra s agregatom i tekućinom (g)

V – obujam piknometra ( 50 cm-3)

l – gustoća korištene tekućine kod 25 ºC (g cm-3)

)cmg(mm

V

mm

l

f3

12

01

OSTALA ISPITIVANJA• Ispitivanje masenog udjela sitnih čestica• Ispitivanje indeksa oblika zrna krupnog agregata• Ispitivanje masenog udjela sulfata topljivog u

kiselini• Ispitivanje masenog udjela ukupnog sumpora• Ispitivanje masenog udjela klorida• Ispitivanje otpornosti na smrzavanje• Ispitivanje površinske abrazije• Ispitivanje masenog udjela školjaka• Ispitivanje skupljanja uslijed sušenja

MASENI UDIO SITNIH ČESTICA Maseni udio sitnih čestica ispitan prema HRN EN 933-1 mora

zadovoljiti razrede prema HRN EN 12620Agregat Maseni % prolaza, sito 0,063 mm Razred (f)

Krupni 1,5

4

f1,5

f4

Prirodni 0/8 mm

3

10

16

f3

f10

f16

Miješani 3

11

f3

f11

Sitni

3

10

16

22

f3

f10

f16

f22

Nema zahtjeva fNR

INDEKS OBLIKA ZRNA (SI)Oblik zrna krupnog agregata (SI) zadaje se prema

HRN EN 12620 razredom indeksa oblika ispitanog prema HRN EN 933-4.

M2 - masa zrna kojima je omjer L/E > 3 (g)

M1 - ukupna masa zrna agregata (g)L - duljina zrna (mm)E - debljina zrna (mm)

.%)(1001

2 masM

MSI

RAZREDI INDEKSA OBLIKA ZRNA KRUPNOG AGREGATA

Indeks oblika Razred (SI) 15

20

40

55

SI15

SI20

SI40

SI55

Nema zahtjeva SINR

SI40 – za betone do uključivo razreda tlačne čvrstoće 12/15

SI20 – za ostale betone

MASENI UDIO SULFATA TOPLJIV U KISELINI (AS)

Ispitan prema HRN EN 1744-1 mora zadovoljavati razrede prema HRN EN 12620.

• AS0,2 za sve agregate osim sa zrakom hlađene šljake

• AS1,0 za zrakom hlađenu šljaku

Agregat Maseni % sulfata topljiv u kiselini

Razred (AS)

Agregat ili šljaka koja nije hlađena zrakom

0,2

0,8

AS0,2

AS0,8

Zrakom hlađena šljaka

1,0 AS1,0

Nema zahtjeva ASNR

MASENI UDJELI OSTALIH ŠTETNIH SASTOJCI U AGREGATU Maseni udio ukupnog sumpora ne smije biti veći od: • 1 mas.% za sve agregate osim zrakom hlađene šljake• 2 mas.% za šljaku hlađenu zrakomMaseni udio klorida izraženi kao ion (Cl-) ne smije biti

veći od:• 0,15 mas.% za nearmirani beton• 0,06 mas.% za armirani beton• 0,03 mas.% za prednapeti beton• Maseni udio školjaka (SC) mora zadovoljiti razred SC10

• Skupljanje agregata uslijed sušenja ne smije biti veće od 0,075 vol. % za betone s posebnim zahtjevima

• Silikatna zrna (alkalno-silikatna reakcija)

ALKALNO-SILIKATNA REAKCIJA

• SiO2 + 2 NaOH Na2SiO3 + H2O

povećanje obujma

ISPITIVANJE OTPORNOSTI NA SMRZAVANJE

• smrzavanje-odmrzavanje

• kristalizacija MgSO4 · 7 H2O

Gm – gubitak mase u masenim postotcima

md – masa suhe frakcije agregata prije potapanja

mp – masa frakcije agregata nakon n ponovljenih

smrzavanja – odmrzavanja, ili potapanja u MgSO4

.%)(100 masm

mmG

d

pdm

.%)(100 mas

m

mmG

d

pdm

OTPORNOST NA SMRZAVANJE (F) ILI (MS)

Otpornost na smrzavanje krupnog agregata ispitana prema HRN EN 1367-1 ili 1367-2 mora zadovoljiti razrede prema HRN EN 12620

Gubitak mase (mas.%)

Smrzavanje-odmrzavanje

Razred (F)

1

2

4

F1

F2

F4

Nema zahtjeva FNR

OTPORNOST NA SMRZAVANJE (MS)

Gubitak mase (mas.%)

Magnezijev sulfat

Razred (MS)

18

25

35

MS18

MS25

MS35

Nema zahtjeva MSNR

• FNR ili MSNR – za betone u suhom okruženju

• F2 ili MS25 – za betone razreda izloženosti XF1 i XF3

• F1 ili MS18 – za betone razreda izloženosti XF2 i XF4

Svojstvo Napomena Metoda ispitivanja Minimalna učestalost

Granulometrijskisastav

HRN EN 933-1HRN EN 933-10

1 puta mjesečno

Oblik zrna krupnogagregata

drobljeni šljunak HRN EN 933-4 1 u 6 mjeseci2 u 6 mjeseci

Maseni udio sitnihčestica

HRN EN 933-1 1 puta mjesečno

Kakvoća sitnihčestica

Ekvivalent pijeska SE, metilensko modrilo

HRN EN 933-8HRN EN 933-9

1 puta mjesečno

Nasipna gustoćaGustoća zrna iupijanje vode

HRN EN 1097-3HRN EN 1097-6

1 puta godišnje

Petrografski opis HRN EN 932-3 1 puta u 2 godine

MINIMALNA UČESTALOST ISPITIVANJA OPĆIH SVOJSTAVA AGREGATA ZA BETON

Svojstvo Napomena Metoda ispitivanja

Minimalna učestalost

Otpornost nadrobljenje

HRN EN 1097-2 2 puta godišnje

Otpornost naabraziju

Samo za agregate izložene abraziji

HRN EN 1097-8Dodatak A

1 puta godišnje

Otpornost nasmrzavanje iodmrzavanje

HRN EN 1367-1 ili

HRN EN 1367-2

1 puta godišnje

Maseni udio klorida

HRN EN 1744-1,t.7

1 puta godišnje

MINIMALNA UČESTALOST ISPITIVANJA SVOJSTAVA AGREGATA BITNIH ZA KRAJNU NAMJENU BETONA

UZIMANJE UZORAKA ZA ISPITIVANJE

• Uzimanje uzoraka sa hrpe

•

• pojedinačni uzorak

• skupni uzorak

• laboratorijski uzorak

DOBIVANJE PROSJEČNOG UZORKA ČETVRTANJEM

PROIZVOĐAČI AGREGATA

• 1 BETON LUČKO d.o.o.

• 2 KAMEN SIRAČ d.d.

• 3 NEXE GRUPA d.d.

• 4 SARAĐEN d.o.o.

Beton Lučko d.o.o. proizvodi:• šljunčani agregat za beton i drobljeni dijabaz za asfaltne

frakcije

• Iz eruptivnog kamena dijabaza proizvode se asfaltne frakcije od 0-2, 2-4, 4-8, 8-11, 11-16 i 60-120 mm.

Kamen Sirač d.d. proizvodi:• kameni agregat za beton i drobljeni kamen iz dolomita i

vapnenca• građevni kamen (300-500 mm) i lomljeni kamen (250-600

mm)• Iz dolomita se proizvode frakcije kamenog agregata za beton od

0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm, 16-32 mm i frakcija od 16-32 mm, te drobljeni kamen frakcije od 0-60 mm, 30-60 mm, 60 do 120 mm.

• Iz vapnenca se proizvodi drobljeni kamen frakcije 0-40 mm, 40-80 mm, 80-120 mm.

Nexe grupa d.d. proizvodi:• kameni agregat za beton, frakcije 0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm,

16-32 mm• prirodni pijesak i lomljeni kamen Sarađen d.o.o. u kamenolomu Veprštak proizvodi:• kameni agregat za beton, frakcije 0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm,

16-32 mm• lomljeni kamen

ISPITIVANJE KAKVOĆE VODE HRN EN 1008:2002

Prema podrijetlu razlikuju se:

• pitka voda

• voda iz procesa proizvodnje betona

• voda iz podzemnih izvora

• prirodna površinska voda i industrijska otpadna voda

• morska voda

• otpadna voda

UVODNA ISPITIVANJA

• ulja i masti, ne više od vidljivih tragova

• deterdženti, pjena mora nestati za 2 min.

• boja, svijetlo žuta ili svjetlija

• suspendirana tvar, najviše 4 mililitra taloga

• miris, bez mirisa

• kiselost, pH > 4

• huminske tvari, nakon dodatka NaOH, boja žućkasto-smeđa ili svjetlija

KEMIJSKA ISPITIVANJA

Maseni udio ne smije prijeći slijedeće vrijednosti:

Kloridi

• prednapeti beton 500 mg L-1

• armirani beton 1000 mg L-1

• beton bez armature 4500 mg L-1

Sulfati 2000 mg L-1

Alkalijski oksidi 1500 mg L-1

ISPITIVANJA OPASNIH ONEČIŠĆENJA

• Šećer najviše 100 mg L-1

• Fosfati (kao P2O5) 100 mg L-1

• Nitrati (kao NO3-) 500 mg L-1

• Olovo (kao Pb2+) 100 mg L-1

• Cink (kao Zn2+) 100 mg L-1

DODACI BETONUDodaci betonu su kemijski spojevi koji se dodaju betonu radi poboljšanja nekih njegovih svojstava ili mijenjanja jednog ili više svojstava radi postizanja željenih učinaka.

DODACIDODACI

MINERALNIMINERALNI KEMIJSKIKEMIJSKI

Tip IITip IITip ITip I

MINERALNI DODACI

Mineralni dodatak je fino usitnjeni materijal koji se dodaje betonu radi poboljšanja nekih svojstava ili dobivanja specijalnih svojstava.

• Tip I: punila, pigmenti, hidraulički neaktivni dodaci

• Tip II: leteći pepeo, amorfna SiO2 prašina, hidraulički aktivni dodaci

Kemijski dodatak je materijal koji se dodaje betonu za vrijeme miješanja u malim masenim udjelima na masu cementa, radi izmjene svojstava svježeg ili očvrsnulog betona.

Grupa I: • aeranti• plastifikatori• superplastifikatori• usporivači vezanja • dodaci za vodonepropusnost• Grupa II: • ubrzivači vezanja i očvršćivanja • dodaci za betoniranje na niskim temperaturama

KEMIJSKI DODACI (ADITIVI)

AERANTI• sapuni i deterdženti

• vinsol i vinsolska smola

Najveće zrno agregata (mm)

Obujamski % zraka

16

31,5

100

6 – 7

4 – 5

3 - 4

PLASTIFIKATORI

• smanjuju maseni udio vode u betonskoj mješavini• poboljšavaju obradivost betonske mješavine

• Ca ili Na soli lignosulfonske kiseline, lignosulfonati• soli hidroksikarboksilnih kiselina (limunska, vinska,

salicilna)

SUPERPLASTIFIKATORI • sulfonirani melamin-formaldehidni kondenzati• sulfonirani naftalen-formaldehidni kondenzati• sulfonirani lignosulfonati

USPORIVAČI VEZANJA• modificirani lignosulfonati koji sadrže šećere• hidrokarboksilne kiseline• šećeriS obzirom na stupanj djelovanja:• plastifikatori-usporivači (1 sat do nekoliko sati)• čisti usporivači (do 10 sati)• superusporivači (nekoliko dana)

DODACI ZA VODONEPROPUSNOST• masne kiseline, stearinska, oleinska• biljne i životinjske masti i ulja• emulzije voskova

UBRZIVAČI OČVRŠĆIVANJA• kalcijev klorid (CaCl2) aluminijev i natrijev klorid

(AlCl3, NaCl)

• aluminati, sulfati, karbonati, nitrati, urea, formaldehid

DODACI ZA BETONIRANJE NA NISKIM TEMPERATURAMA

• antifrizne tvari (NaCl, CaCl2, K2CO3, urea)

• kombinacija antifriznih tvari i ubrzivača očvršćivanja

PROIZVOĐAČI KEMIJSKIH DODATAKA (ADITIVA)

1 KEM-GRAD d.o.o. Dugo Selo

2 DEGUSSA COSTRUCTION CHEMICAL HRVATSKA d.o.o. Ludbreg

3 SICA CROATIA d.o.o. Zagreb-Lučko

Kem-grad d.o.o. proizvodi:• SUPER MEL-superplastifikator za beton• LEIQUOL 2000 - superplastifikator nove generacije• ANTIMRAZIN- dodatak za betoniranje pri niskim

temperaturama• POL KG-X - dodatak za betoniranje pri niskim

temperaturama i ubrzivač vezanja• CONCRET L-BV 10 - plastifikator i sredstvo za

vodonepropusnost• PLASTOAERANT A.E.A.- aerant i plastifikator• POROCEL C3 -dodatak za pjenobetone• USPORIVAČ VZ – dodatak za usporavanje vezanja

betona