1

OSNOVE TEHNOLOGIJE BETONA 4. predavanje

SVJEŽI BETON I PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONA

2

Svježi beton

70-80% volumena svježeg betona agregatOstalo cementna pasta

30-50% volumena cementne paste cementOstalo voda

Cementna pasta, mort i beton koncentrirane suspenzije čestica različitih veličina

3

Svježi beton

Unutarnje sile u svježem betonu:Sile kohezije (površinske sile čestica cementa)Sile trenja i interferencije krupnih česticaKapilarne sile od površinske napetosti tekuće faze

Bingham-ov reološki model svježeg betona:Beton počinje teći naprezanje ≥ granice tečenja (τy) tj. dovoljno veliko da nadjača interferenciju krupnih čestica

4

Svježi beton

Sva svojstva očvrsnulog betona (čvrstoća, trajnost...) ovise o stupnju njegove zbijenosti i homogenosti u svježem stanju

Pretpostavka za kvalitetan očvrsnuli betonlako transportiranje i ugradnja u svježem stanju bez segregacija dobra zbijenost

5

Potrebna svojstva svježeg betona

Fluidnost – mora biti dovoljno tekuć da se može ugraditi u oplatu i oko armature uz odgovarajuću opremuZbijenost –uhvaćeni zrak bi trebao izaći pri zbijanju betona pomoću vibratoraStabilnost ili kohezivnost – beton bi trebao biti kao homogena masa (bez segregacija morta od krupnog agregata)

6

Potrebna svojstva svježeg betona

FluidnostZbijenost

Veća obradivost lakša ugradnja

Povećanje obradivosti dodavanjem:Vode NEPOŽELJNO manja čvrstoća i trajnostSuperplastifikatora POŽELJNO

OBRADIVOST

7

Definicije i zahtjevi za svježi beton

Brza homogenizacija u mješalici

Pokretljivost u transportu i ugradnji, bez unutrašnjih lomova mase, lagano zaobilaženje prepreka (armatura, izbočine...)

Stabilnost u pogledu homogenosti pri transportu, ugradnji i zbijanju te stabilnost na izdvajanje vode

Mala adhezija na kliznu oplatu odnosno cijev pumpe za transport betona

Dobra adhezija na podlogu

Dobra kompaktibilnost

Plastičnost za završnu obradu

8

Zahtjevi za svježi betonPraktični zahtjev Traženo svojstvo Tehnički pojmovi Reološka

svojstva

Pokretljivost pri transportu i ugradnji, te pumpabilnost

Mali otpor tečenjuTečenje i preoblikovanje bez unutarnjih lomova

Podmazivanje površinaFluidnostPlastičnost

Mali τy graničnog sloja paste i mala viskoznostVelika deformacija tečenja i kohezija

Stabilnost (homogenost pri transportu i ugradnji)

Zadržavanje vodeSposobnost paste pri sprečavanju kretanja krupnog agregata

Izdvajanje vode

Segregacija

Veća kohezija

Veća viskoznost

Kompatibilnost za dati postupak zbijanja

Mali unutarnji otporMala otpornost na površini

Unutarnje tranje

Adhezija

Mali τy

Mali modul kompresivnosti

Zagladivost površine

Pogodan udio kohezivne paste

Plastičnost

Izdvajanje vode

Velika plastična deformacijaVelika kohezija

9

SVJEŽI BETON - pojmovi

Pojmovi kojima se definiraju i mjere svojstva svježeg betona:

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

10

Obradivost - konzistencija

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

Definicija količina korisne unutrašnje energije potrebne za potpuno zbijanje betona tj. količina energije potrebna da se svlada unutrašnji otpor između pojedinih čestica u betonu

11

Obradivost - konzistencija

Prošireni pojam obradivosti svojstva tijekom miješanja, prijevoza, ubacivanja u oplatu, zbijanja i završne obrade površine (trenutka kada beton poprimi svoj konačni oblik i gustoću)

U praksi obradivost se najčešće izražava pomoću konzistencije betona

12

Konzistencija (reologija)

Definicija svojstvo materijala, kojim se ono odupire trajnom mijenjanju oblika i definirano je funkcijom posmično naprezanje – tečenje

Tako definirano svojstvo konzistencije iziskivalo bi komplicirane uređaje za ispitivanje i dugotrajna mjerenja

13

Konzistencija (građevinska praksa)

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

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

14

Metode mjerenja obradivosti

Mjerni postupci na principima reologije kompliciraniRazlog međuovisnost kod preoblikovanja svježeg betona koje se sastoji od tečenja, smicanja i zbijanja:

TEČENJE

ZBIJANJESMICANJE

15

Metode mjerenja obradivosti

Zastupljenost pojedine vrste preoblikovanja u ukupnom preoblikovanju ovisi o:

Stanju naprezanja i njegovu trajanjuSastavu betonaStanju zbijenostiPrethodnom oblikovanjuVanjskim uvjetima (temperatura, efekt zida)

Zbog toga se za mjerenje obradivosti koriste empirijske metode u određenim granicama pružaju zadovoljavajuću mogućnost mjerenja svojstava svježeg betona

16

Metode mjerenja obradivosti

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

17

Empirijski postupci mjerenja konzistencije

U našoj su zemlji normirani postupci ispitivanja konzistencije svježeg betona:

Postupak ispitivanja Norma

Slijeganje (Slump test) HRN EN 12350-2

Vebe postupak HRN EN 12350-3

Rasprostiranje (Flow test) HRN EN 12350-4

Stupanj zbijenosti (prema Walz-u) HRN EN 12350-5

18

SlijeganjePostupak ispitivanja slijeganjem sastoji se u tome, da se normirani kalup od lima, oblika krnjeg stošca napuni betonomKalup se zatim oprezno podigne i mjeri se koliko je nakon toga beton slegnuo

slijeganje

19

Postupak ispitivanja slijeganjaHRN EN 12350-2

20

Rasprostiranje

Kod postupka rasprostiranja sličan stožac (nešto niži) izradi se na ploči koja se može podizati i spuštati da padneNakon 15 takvih udaraca mjeri se promjer “pogače” nastale rasprostiranjem betona

Postupak ispitivanja rasprostiranjaHRN EN 12350-4

21

22

Vebe postupakHRN EN 12350-3Nešto složenija metoda preoblikovanja primjenjuje se samo pri prethodnim ispitivanjima

23

Faktor zbijanjaHRN EN 12350-5

Postupak određivanja stupnja zbijenosti:U kalup oblika prizme nasipa se beton i poravnaZatim se zbije na vibracijskom stolu do potpune zbijenostiKvocijent visine nasutog i zbijenog betona je stupanj zbijanja

24

Obradivost - konzistencijaSvi navedeni empirijski postupci zasnivaju se na oponašanju neke faze obrade svježeg betona grube indikacije o obradivosti betona

Uobičajena praksa u tehničkoj dokumentaciji obradivost svježeg betona se zadaje opisno i kvantitativno prema nekoj od mjera konzistencije

Prema tome se svježi betoni dijele u razrede konzistencije

25

Konzistencija

Konzistencija se svrstava u sljedeće razrede: (prema TPBK – Tehničkom propisu za betonske konstrukcije)

Razred slijeganjem

(mm)

Vebe razredi(s) Razredi zbijanjem

Razredi rasprostiranjem

(mm)

S1 10 - 40 V0 ≥ 31 C0 ≥ 1,46 F1 ≤ 340

S2 50 - 90 V1 30 - 21 C1 1,45 - 1,26 F2 350 - 410

S3 100 - 150 V2 20 - 11 C2 1,25 - 1,11 F3 420 - 480

S4 160 - 210 V3 10 - 6 C3 1,10 - 1,04 F4 490 - 550

S5 ≥ 220 V4 5 - 3 C4 < 1,04 F5 560 - 620

- - - - - - F6 ≥ 630

26

Utjecaj raznih čimbenika na svojstva svježeg betona

Osnovno polazište pri projektiranju sastava betona

SVJEŽI BETON MORA IMATI TAKVU OBRADIVOST (KONZISTENCIJU) DA SE MOŽE UZ RASPOLOŽIVA TRANSPORTNA SREDSTVA I SREDSTVA ZA ZBIJANJE, USPJEŠNO UGRADITI I ZBITI DO PROPISANE GUSTOĆE

27

Utjecaj raznih čimbenika na svojstva svježeg betonaKonzistencija, pa prema tome i obradivost svježeg betona se s vremenom mijenjaju

VAŽNO JE PROJEKTIRATI SASTAV SVJEŽEG BETONA TAKO DA IMA POTREBNU KONZISTENCIJU U TRENUTKU UGRADNJE U KONSTRUKCIJU

Povećana pažnja dulje vrijeme transporta i nepovoljne klimatske okolnosti (npr. velike temperature)

28

Utjecaj raznih čimbenika na svojstva svježeg betona

Prema današnjem stanju u tehnologiji betona sve se više betona spravlja u centralnim betonarama i transportira na velike udaljenosti, tako da ispravno projektiranje svježeg betona dobiva sve više na važnosti

Svojstva svježeg betona moraju se kontrolirati i na mjestu proizvodnje i pri preuzimanju na mjestu ugradbe

29

Količina vode i konzistencija betona

Za odabrane sastojke betona, konzistencija svježe mješavine u prvoj aproksimaciji zavisi jedino od količine vodeZavisnost količina cementa može se mijenjati u relativno širokim granicama, a da konzistencija ostaje istaPri tome se onda mijenja po volji vodocementni (v/c) faktor tj. svojstva očvrsnulog betona

30

Količina vode i konzistencija betonaKoličina potrebne vode u m3 ugrađenog svježeg betona može se raščlaniti na:

Va - vodu koju upije agregat (obično 0,5 do 1,5 % mase agregata)

Vp - vodu koja omoči površinu agregata, a zavisi od specifične površine agregata odnosno modula zrnavosti

∆Vp - dodatne vode, koja zavisi od oblika zrna, teksture i mineraloško petrografskog sastava agregata,

Vk - vodu potrebnu za normnu konzistenciju cementne paste∆Vk - dodatnu vodu za podešavanje željene konzistencije betona

31

Količina vode i konzistencija betona

Eksperimentalno je utvrđeno, da se ukupna količina vode prilikom podešavanja konzistencije betona, može izraziti u funkciji mjere slijeganjaUtjecaji temperature smjese i starosti svježeg betona na konzistenciju su veliki, pa ih treba posebno uvesti u projekt sastava betonaStvarne potrebne količine vode za projektirani sastav betona moraju se odrediti eksperimentalno

32

Sastav betona i sitne čestice

Za dobar sastav betona (bez segregacija i pretjeranog izdvajanja vode nakon zbijanja), nije dovoljno sastaviti dobar granulometrijski sastav, nego se još mora osigurati i dovoljna količina sitnih česticaNjih čini ukupna količina cementa i najsitnijih zrna pijeskaObično se za to uzimaju zrna pijeska do 0,25 mm

OPREZ glinene čestice djeluju nepovoljno na svojstva očvrsnulog betona

33

Sastav betona i sitne česticePotrebne količine sitnih čestica za m3 svježeg betona zavise od veličine maksimalnog zrna agregata u mješavini

Dmax

(mm)Volumni udio sitnih čestica

(m3/m3betona)

8,0 0,165

16,0 0,140

32,0 0,125

63,0 0,110

34

Stabilnost svježeg betona i utjecaj aeranata

STABILNOST sposobnost svježeg betona da:

agregat ne segregirase ne izdvaja voda plastično skupljanje i slijeganje zbijenog betona svede se na minimum

35

Segregacija

Segregacija odvajanje sastojaka heterogene mješavine tako da njihova distribucija nije više uniformna

U slučaju svježeg betona razlika u veličini i specifičnoj težini sastojaka (agregata i cementa) glavni uzrok segregacije

36

Faktori koji povećavaju sklonost betona segregaciji

povećanje maksimalnog zrna preko 25 mmpovećanje količine krupnije frakcije (promjenom iz kontinuirane u diskontinuiranu krivulju prosijavanja)povećanje gustoće krupne frakcije u odnosu na pijesaksmanjenje udjela pijeskasmanjenje udjela cementapovećanje udjela zrna nepovoljnog oblikapromjena u količini vode, tako da mješavina postane suviše suha ili suviše vlažna

37

Sprečavanje segregacijeIspravno projektiranje sastava betona, a naročito dodavanje mljevenog kvalitetnog pucolana ili aeranta

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

38

Izdvajanje vode

VODA

Oblik segregacije u kojem voda u svježem betonu ima tendenciju podizanja na površinu tek ugrađenog betonaUzrok nemogućnost agregata i cementa da zadrže svu vodu prilikom zbijanja

Voda ima najmanju gustoću od svih sastojaka podiže se na površinu

39

Utjecaj izdvajanja vode na svojstva očvrsnulog betona

Malo izdvajanje vode svojstveno za svaku betonsku mješavinu nije štetno

Evaporacija vode u konačnici manji v/c omjer veća čvrstoća

Znatno izdvajanje vode nepovoljna struktura betona u pogledu vodonepropusnosti i trajnosti

40

Utjecaj aditiva betonu na izdvajanje vode

Plastifikatori povećavaju izdvajanje vode, ako su svi drugi sastojci betona ostali u istim omjerima

Posebno izraženo u slučaju velike konzistencije mješavine i paralelnog korištenja usporivača vezanja

Prilikom korištenja plastifikatora, a naročito superplastifikatora, treba posebno paziti, da se osigura dovoljna kohezivnost mješavine

41

Utjecaj aditiva betonu na izdvajanje vode

Aeranti smanjuju izdvajanje vode povoljno njihovo dodavanje u beton

Cementi s većom početnom reaktivnošću (više C3A i C3S) manje izdvajanje vode

Dodavanje pucolana, silikatne prašine i letećeg pepela manje izdvajanje vode

42

Utjecaj vremena i temperature

Nakon spravljanja svježi beton s vremenom postaje sve kruće konzistencije, naročito u prvih nekoliko minuta

Dobrim dijelom takvo je ponašanje betona posljedica kemijskih reakcija cementa i vode

Za praksu se uzima kao mjerodavno ispitivanje konzistencije tek nakon 10 minuta

43

Utjecaj vremena i temperature4 faze kemijskih reakcija u procesu vezanja:

1. U prvom kontaktu s vodom otpočinje reakcija uz relativno veliko oslobađanje topline

2. Iza toga period od nekoliko sati, kada kemijske reakcije napreduju sporije

3. Period koji nazivamo “početak vezanja” 4. Zadnji period “kraj vezanja”

44

Utjecaj vremena i temperature

VRIJEME VEZANJA BETONA NIJE ISTO KAO I VRIJEME VEZANJA CEMENTA

VEĆA KOLIČINA VODE I NIŽA TEMPERATURA PRODUŽUJU VRIJEME VEZANJA, I OBRNUTO

45

Utjecaj vremena i temperaturePraktični interes određivanja vremena vezanja betonaprema potrebi može ga se podesiti odgovarajućim dodacima obzirom na udaljenosti transporta, potrebu betoniranja sloja na sloj bez radnih reški, klimatske prilike...

Vrijeme vezanja betona može se odrediti normiranim postupkom penetracije igle (Proctor) u svježi beton, slično kao i kod cementne paste (Vicat)

46

Utjecaj vremena i temperatureNa gradilištu se vrijeme kraja vezanja svježeg betona može odrediti postepenim izvlačenjem pervibratora iz betona u određenim vremenskim intervalima

Kraj vezanja je vrijeme proteklo od trenutka kada je beton zamiješan, pa do trenutka kada nakon izvlačenja pervibratora beton se više ne zatvara (ostaje rupa)

47

Utjecaj vremena i temperature

Temperatura betona znatno utječe na potrebnu količinu vode za odabranu konzistenciju svježeg betona

Promjena temperature više utječe na beton s većom količinom cementa

Preporučena temperatura svježeg betonaNe manja od 5°C i ne viša od 30°C

48

Plastično skupljanje betonaJoš dok je cementna pasta plastična, smanjuje joj se volumen (oko 1 % ukupnog volumena cementa) PLASTIČNO SKUPLJANJE

Posljedica gubitka vode evaporacijom sa slobodne površine betona ili upijanja vode u oplatu ili podlogu betona ili upijanja agregata, koji je prije miješanja betona bio suh

49

Plastično skupljanje betonaAutogeno skupljanje cementne paste (posljedicasmanjenja volumena cementne paste uslijed kemijskih reakcija pri vezanju cementa) povećano plastično skupljanje

Posljedica plastičnog skupljanja vlačnanaprezanja u površinskom sloju betona (deformacija je spriječena dijelom betona koji ne gubi vodu beton je u to vrijeme vrlo male čvrstoće) nastaju plastične pukotineTe pukotine su pri površini široke, ali su plitke

50

Mjesta nastanka plastičnog skupljanja betona

Beton koji sliježe zadržavaju krute šipke armature nastanak pukotinaNa mjestima naglih promjena presjeka,npr. prijelaz grede u ploču, apsolutni iznosi slijeganja betona su vrlo različiti plastične pukotine

51

Sprečavanje nastanka plastičnog skupljanja betona

PLASTIČNO SKUPLJANJE MOŽE SE NAJVEĆIM DIJELOM SMANJITI ISPRAVNIM SASTAVOM I NJEGOVANJEM MLADOG BETONA

52

Ispitivanje svježeg betonaVelika važnost ispitivanja svježeg betonanjegov preventivni karakter

Već male promjene u sastavu betona rezultiraju znatnim promjenama konzistencije betona može se intervenirati još prije nego je beton ugrađen

Prednost većine ispitivanja svježeg betona JEDNOSTAVNOST

53

Ispitivanje svježeg betonaProvode se češće nego ispitivanja očvrsnulog betona koja daju potrebnu informaciju o kvaliteti proizvedenog betona tek nakon 28 dana

Ispitivanja svježeg betona trebaju naročito biti učestala u početku proizvodnje određene partije betona, kada se ispituje praktično svaka zamiješana šarža

54

Redovna kontrolna ispitivanjaKonzistencijaGustoća betonaTemperaturaSadržaja zraka

Povremeno se provode još i složenija ispitivanja:

analiza svježeg betonapromjena obradivosti s vremenom i s temperaturomizdvajanje vodevrijeme vezanja betonahomogenost svježeg betona

55

Gustoća svježeg betonaGustoća svježeg betona ispituje se svaki puta pri:

mjerenju konzistencije,ispitivanju sadržaja zraka ili uzimanju uzoraka za ispitivanje čvrstoće betona

Ispituje se ugrađivanjem i zbijanjem u posudi poznatog volumena

Rezultat ispitivanja uspoređuje se s proračunskom gustoćom svježeg betona

56

Gustoća svježeg betonaBetoni s manjom količinom cementne paste (cementa + voda), tj. betoni s većom količinom agregata imaju veću gustoću

Najveći utjecaj na promjene u gustoći betona ima promjena u količini zraka mjerenjem gustoće betona ujedno se može odrediti i količina zraka u betonu

57

Sadržaj zrakaKoličina zahvaćenog zraka u svježem betonu obično se ne kontrolira tijekom redovne kontrole betona

Količina zraka je pokazatelj o kvalitetigranulometrijske linije agregata

Ako se radi o betonima s uvučenim zrakom (aeriranim betonima), onda se sadržaj zraka kontrolira pri svakom ispitivanju svježegbetona

58

Sadržaj zrakaMjeri se porometrom čiji se rad zasniva na Boyle-Mariotteovom zakonu

59

Analiza svježeg betonaAnalizom svježeg betona se provjerava stvarni sastav betona nakon:

miješanja u miješalici ilitransporta do gradilišta iliugradnje (najčešće u slučaju mlaznog betona)

Postupak analize svježeg betona iziskuje puno vremena i veliku vještinu u ispitivanju, jer je vrlo osjetljiv i na najmanje pogreške u proceduri i u mjerenjima

60

Analiza svježeg betonaKoličina vode određuje se sušenjem ili izotopima (oba postupka ne daju precizne podatke, a to je najvažniji podatak o sastavu betona)

Količina cementa se određuje ispiranjem in situ 0,25 mm (od dobivenih podataka oduzme se procijenjena količina sitnih čestica iz pijeska)I taj podatak podliježe vrlo grubim procjenama, pa i pogreškamaJedino na osnovu velikog broja ovih dugotrajnih ispitivanja moglo bi se doći do pouzdanijih rezultata

61

PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONAOsnovni pojmovi i definicije:

Projektiranje sastava betona je postupak utvrđivanja relativnog udjela sastojaka betona potrebnih za spravljanje jediničnog volumena ugrađenog (zbijenog) betona, zadanih svojstava u svježem i očvrsnulom stanju

Polazište za projektiranje sastava betona je projekt betona

62

Sadržaj projekta betona

zahtjevana svojstva betona u eksploatacijiuvjete za izbor, dobavu i rukovanje sastojcima betonapropisuje postupke spravljanja i rukovanja svježim betonom i betonom u faziočvršćavanjapropisuje način, kriterije i učestalost kontrole kvalitete i osiguranja kvalitete

63

Uvjeti projekta betona

Djelomično su sadržani u:

pravilnicima i normama za beton,

tehničkoj dokumentaciji (koju dijelom izrađuje projektant, a dijelom izvođač radova prema raspoloživoj mehanizaciji za izvođenje objekta)

64

Redoslijed izrade projekta betona

PODACI O KOMPONENTAMA BETONAPODACI O RASPOLOŽIVIM TEHNOLOGIJAMA

Način miješanja betonaSredstva vanjskog transportaSredstva unutrašnjeg transportaNačini ugradnjePostupci zbijanjaRazine kontrole (vlastite, nadzora i neovisne)

65

Redoslijed izrade projekta betona

PODACI IZ PROJEKTA KONSTRUKCIJEVrste presjeka (mali, srednji, veliki),% armiranjasvojstva koja proizlaze iz projekta konstrukcije, namjene objekta i uvjetabudućeg okolišapodaci o tehnologiji izvedbe (montažna/monolitna), moguće trajanje njegovanja, dostupnost elementima

66

Probne mješavineBez obzira na pretpostavljenu količinu vode u proračunu, konzistenciju betona treba podesiti tako, da je beton dobro obradiv za određenu namjenuPrilikom ispitivanja konzistencije kontrolira se:

• temperatura smjese,• kohezivnost,• završna obradivost (zagladivost)

površine

67

Uvjeti pri projektiranju sastava betona

U postupku projektiranja osim tehničkih uvjeta treba uzimati u obzir i cijene raspoloživih materijala i troškova izvođenja

Cijena cementa je višestruko veća od cijene agregata pa je jedna od osnovnih postavki u projektiranju što manja količina cementa

Kvaliteta betona najčešće se prosuđuje na osnovu tlačne čvrstoće, jer postoje dobre korelacije s mnogim drugim svojstvima očvrsnulog betona

68

Primjeri zahtjevanih svojstava

ObradivostKoličina zrakaGustoćaTlačna čvrstoćaVlačna čvrstoćaOtpornost na smrzavanjeOtpornost na habanjeVodonepropusnostOtpornost na sulfateOtpornost na udar itd.

69

Uvjeti zadovoljenja zahtjevanih svojstava

Pažljivo odabrati i definirati svojstva sastavnih materijala betona i neke značajke sastava betona:

max. v/c omjermax. zrno agregatakoličina zraka u svježem betonu i dr.

70

Proračun sastava

• Rabi se tzv. Metoda apsolutnog volumenazbijeni beton će zauzimati volumen (1m³)

jednak zbroju apsolutnih volumena svih sastavnih materijala

( )1000Vmmmm

zd

d

ZPSz

a

c

c

w

w =+ρ

+ρ

+ρ

+ρ

71

Proračun sastava

Za potrebe doziranja iskazuje se:težinski za cement i agregatvoda se iskazuje u litrama s tim da se uvijek specificira vodocementni faktor slobodne vode

To je voda koja sudjeluje u tvorbi cementne paste, bez vode koja je apsorbirana u agregatuVlažnost agregata izražava se u postotku težine agregata i obuhvaća upijenu i apsorbiranu voduvolumen vode izražene kao vlažnost agregata je: vlažnost agregata (tež. %) x masa agregata

72

Proračun sastavanamjerno uvučen ili slučajno zahvaćen zrak pri miješanju svježeg betona iskazuje se u postotku ukupnog volumena betona

dodaci betonu izračunavaju se u postotku od mase cementa i zatim izražavaju u litrama, ako su tekući (najčešće), ili u kilogramima ako su praškasti

73

Proračun sastava - zahtjeviKod prethodnih ispitivanja i utvrđivanja sastava betona potrebno je zadovoljiti sljedeće zahtjeve:

Zahtjev čvrstoćeZahtjev trajnostiZahtjev obradivosti

uz ekonomski prihvatljivu cijenu tj. uz zahtjev ekonomičnosti

74

Osnovne zavisnosti pri projektiranju sastava betona

Tri osnovne zavisnosti koje upravljaju postupkom projektiranja sastava betona:

1. zavisnost tlačne čvrstoće od vodocementnog faktora

2. zavisnost trajnosti betona od vodocementnog faktora

3. obradivost svježeg betona i količina vode

75

Zahtjev čvrstoćeWalzov dijagram

Čvrstoća betona (razred tlačne čvrstoće) određen je projektom konstrukcijeRazred čvrstoće betona

karakteristična vrijednost s 95% vjerojatnostiZahtjev: fcm>fck + (6 do 12)

76

Zahtjev trajnostiMinimalan životni vijek građevine 50 godina (prema TPBK)Trajnost betona u konstrukciji ovisi o razredu izloženostiZahtjevi za sastav betona za svaki razred izloženosti su:

Dopušteni tip i razred sastavnog materijalaMaksimalni v/c omjerMinimalna količina cementaNajmanji razred tlačne čvrstoćeMinimalna količina zraka u betonu

77

Razredi izloženosti –djelovanja iz okoliša

78

Razred Opis okoliša Informativni primjeri moguće pojave klasa izloženosti

11 Nema rizika korozijeNema rizika korozije

X0X0 Bez rizika djelovanja. Bez rizika djelovanja. Elementi bez armature u neagresivnom okolišu (npr. nearmirani temelji koji nisu izloženi smrzavanju i odmrzavanju, nearmirani unutarnji elementi) Za beton s armaturom ili ugrađenim metalom: vrlo suho.

22 Korozija uzrokovana karbonatizacijomKorozija uzrokovana karbonatizacijomaa

Kada je beton s armaturom ili drugim ugrađenim metalom izložen zraku i vlazi, izloženost treba svrstati u razrede kako slijedi:

XC1XC1 Suho ili trajno vlaSuho ili trajno vlažžnono Elementi u prostorijama obične vlažnosti zraka (uključujući kuhinje, kupaone, praonice rublja u stambenim zgradama); elementi stalno uronjeni u vodu

XC2XC2 VlaVlažžno, rijetko suhono, rijetko suho Dijelovi spremnika za vodu; dijelovi temelja

XC3XC3 Umjerena vlaUmjerena vlažžnostnostDijelovi do kojih vanjski zrak ima stalni ili povremeni pristup (npr. zgrade otvorenih oblika, tipa-šed); prostorije s atmosferom visoke vlažnosti (npr. javne kuhinje, kupališta, praonice, vlažni prostori zatvorenih bazena za kupanje, ...)

XC4XC4 CikliCikliččko vlako vlažžno i suho no i suho Vanjski betonski elementi izravno izloženi kiši; elementi u području kvašenja vodom (slatkovodna jezera i/ili rijeke)

33 Korozija uzrokovana kloridima koji nisu iz moraKorozija uzrokovana kloridima koji nisu iz moraKada je beton, koji sadrži armaturu ili drugi ugrađeni materijal, u dodiru s vodom koja sadrži kloride, uključujući soli za odmrzavanje, koji nisu iz mora, klase izloženosti treba klasificirati kako slijedi:

XD1XD1 Umjerena vlaUmjerena vlažžnostnost Područja prskanja vode s prometnih površina; privatne garaže

XD2XD2 VlaVlažžno, rijetko suhono, rijetko suho Bazeni za plivanje i kupališta; elementi izloženi industrijskim vodama koje sadrže kloride

XD3XD3 CikliCikliččko vlako vlažžno i suhono i suho Elementi izloženi prskanju vode s prometnih površina na koja se nanose sredstva za odleđivanje; parkirališne ploče bez zaštitnog sloja b)

44 Korozija uzrokovana kloridima iz morske vodeKorozija uzrokovana kloridima iz morske vodeKada je beton koji sadrži armaturu ili drugi ugrađeni metal u dodiru s kloridima iz morske vode ili solima iz mora nošenim zrakom, klase izloženosti treba klasificirati kako slijedi:

XS1XS1IzloIzložžen solima iz zraka, ali en solima iz zraka, ali ne u izravnom dodiru s ne u izravnom dodiru s morskom vodommorskom vodom

Vanjski elementi u blizini obale

XS2XS2 Stalno uronjenoStalno uronjeno Stalno uronjeni elementi u lukama

XS3XS3 U zonama plime i oseke i U zonama plime i oseke i prskanja vodeprskanja vode

Zidovi lukobrana i molova

79

5 Korozija uzrokovana smrzavanjem i odmrzavanjem sa ili bez sr5 Korozija uzrokovana smrzavanjem i odmrzavanjem sa ili bez sredstva za edstva za odmrzavanjeodmrzavanje

Kada je beton izložen značajnom djelovanju smrzavanja i odmrzavanja u vlažnom stanju, klase izloženosti treba klasificirati kako slijedi:

XF1 Umjereno zasićenje vodom, bez sredstva za odmrzavanje

Vanjski elementi

XF2Umjereno zasićenje vodom, sa sredstvom za odmrzavanje ili morska voda

Područja prskanja vode s prometnih površina, sa sredstvom za odleđivanje (ali drugačije od onog za XF4); područje prskanja morskom vodom

XF3 Jako zasićenje vodom, bez sredstva za odmrzavanje

Otvoreni spremnici za vodu, elementi u području kvašenja vodom (slatkovodna jezera i/ili rijeke)

XF4Jako zasićenje vodom, sa sredstvom za odmrzavanje ili morskom vodom

Prometne površine tretirane sredstvima za odmrzavanje; pretežno vodoravni elementi izloženi prskanju vode s prometnih površina na koja se nanose sredstva za odleđivanje; parkirališne ploče bez zaštitnog sloja b); elementi u području morske plime; mjesta na kojima može doći do struganja u postrojenjima za tretiranje voda iz kanalizacije

66 Kemijska korozijaKemijska korozija dd))Kada je beton izložen kemijskom djelovanju koje se javlja iz prirodnog tla i podzemne vode kako je dano u tablici 2-2, klase izloženosti treba klasificirati kako dolje slijedi. Klasifikacija morske vode ovisi o geografskoj lokaciji, pa treba primijeniti klasifikacije važeće na mjestu korištenja betona.

XA1 Slabo kemijski agresivna okolina Spremnici u postrojenjima za tretiranje voda iz kanalizacije, spremnici tekućih umjetnih gnojiva

XA2 Umjereno kemijski agresivni okolišBetonski elementi u dodiru s morskom vodom; elementi u agresivnom tlu

XA3 Jako kemijski agresivni okoliš Kemijski agresivne vode u postrojenjima za tretiranje otpadnih voda; spremnici za silažu i korita (žljebovi) za hranjenje životinja; rashladni tornjevi s dimnjacima za odvođenje dimnih plinova

7 Beton izlo7 Beton izložžen habanjuen habanju

XM1 Umjereno habanje Elementi industrijskih konstrukcija izloženi prometu vozila s pneumatskim gumama na kotačima

XM2 Znatno habanje Elementi industrijskih konstrukcija izloženi prometu viličara s pneumatskim ili tvrdim gumama na kotačima

XM3 Ekstremno habanje Elementi industrijskih konstrukcija izloženi prometu viličara s pneumatskim gumama ili čeličnim kotačima; hidrauličke konstrukcije u vrtložnim (uzburkanim) vodama (npr. bazeni za destilaciju); površine izložene prometu gusjeničara

a) Podaci o vlazi odnose se na uvjete unutar zaštitnog sloja. Može se općenito pretpostaviti da su uvjeti unutar zaštitnog sloja isti kao uvjeti okoline kojem je element izložen. Međutim, to nije nužno slučaj ako postoji barijera za sprječavanje isparavanja između betona i okoliša. b) Takve ploče zahtijevaju dodatnu površinsku zaštitu kao što je sloj za prekrivanje pukotina. c) Prvi niži razred čvrstoće ako se odabire aerirani beton za razred XF.d) Vidjeti HRN EN 206-1 tablicu 2 za granične vrijednosti komponenata sastava i svojstava betona

80

Zahtjev obradivosti

Izražava se pomoću konzistencije betona razreda konzistencijeIzbor razreda konzistencije ovisi o tipu konstrukcije i transportnom sredstvu za vanjski i unutrašnji transportPreko odabira razreda konzistencije i u ovisnosti o graničnoj krivulji, vrsti i Dmax agegata može se očitati potrebna količina vode za 1 m³ betona

81

Zahtjev obradivosti

Tip konstrukcije Transportna sredstva

Konzistencija -slijeganje, (mm)

Slaboarmirani ili nearmirani temelji i blokovi

trake, specijalne posude 10 - 50

Armirani temelji, zidovi, ploče, stupovi

pumpa, posuda na kranu 60 - 120

Jako armirani presjeci stupova i greda

pumpa, posuda na kranu 80 - 160

Kolničke ploče, industrijski podovi trake, kamioni 10 - 50

Betoniranje pod vodom pumpe cijevi 120 - 180Masivni hidrotehnički betoni trake, kamioni, silobusi 10 - 50Zalijevanje sidara, podlijevanje ploča strojeva posude 130 - 200

( )1000Vmmmm

zd

d

ZPSz

a

c

c

w

w =+ρ

+ρ

+ρ

+ρ

82

83

Upravljanje kvalitetom betonaIskustvo je pokazalo, da u praksi na promjene kvalitete betona odabranog sastava najviše utječu sljedeći karakteristični parametri sastojaka betona:

varijacije u granulometrijskom sastavu frakcija agregatapromjene u standardnoj konzistenciji cementapromjena količine zraka u mješavinipromjene u temperaturi svježe betonske smjesevarijacije u čvrstoći cementa

84

PRIRUČNIK ZA BETON

Tehnički propis za betonske konstrukcije s prilozima (od A do K)(NN br. 101 od 22.8.2005.)

http://www.nn.hr/HRN EN 206-1:2000 Beton– 1 dio: Specifikacije, svojstva, proizvodnja i sukladnosthttp://www.hzn.hr/

85

Tehnički uvjeti (TPBK)

Prema zahtjevima iz specifikacije (tehnički uvjeti) beton se proizvodi kao:

- projektirani beton – zadavanjem svojstava (odgovoran proizvođač)

- beton zadanog sastava(odgovoran uvjetovatelj)

- beton normiranog zadanog sastava(odgovorno normizacijsko tijelo)

86

Tehnička svojstva

Prema TPBK potrebno je specificirati:- svojstva svježeg betona(specificira izvođač)- svojstva očvrsnulog betona (specificira projektant)

Obavezno se specificira razred tlačne čvrstoće betona, a ostala svojstva prema potrebi.

87

POČETNO ISPITIVANJE

Prije proizvodnje i upotrebe novog betona ili porodice betona potrebno je provesti POČETNO ISPITIVANJE prema Dodatku Anorme HRN EN 206-1

Početnim ispitivanjem treba utvrditi sastav betona koji zadovoljava sva specificirana svojstva svježeg i očvrsnulog betona

88

Početno ispitivanje

Za početna ispitivanja odgovara: -- proizvo proizvođđačač za projektirani beton,-- uvjetovateljuvjetovatelj za beton zadanog sastava i -- normizacijsko tijelonormizacijsko tijelo za normirani beton zadanog sastava.

89

SPECIFIKACIJE ZA BETONUvjetovatelj kvalitete betona treba osigurati da svi relevantni zahtjevi za svojstva betona budu uključeni u specifikacije dane proizvođaču.Uvjetovatelj može biti:

projektant, proizvođač, naručitelj (kupac), izvođač.

Specifikacije različite za:projektirani beton, beton zadanog sastava i beton normiranog zadanog sastava