Betonet Me Rezistence Te Larte

dnd 2012 [email protected]

Betone me rezistencë te larte

Betonet me rezistence te larte HSC ( High Strength Concret) karakterizohen nga një rezistence e larte mekanike ne shtypje me e larte nga ato te betoneve të zakonshëm NR ose NSC (Normal Strength Concrete).

Sipas klasifikimit, i takojnë kategorisë së betoneve HSC, ato materiale rezistenca karakteristike ne shtypje e te cilave rezulton me e larte se sa ajo maksimale e lejuar nga rregullat kombëtare në fuqi në secilin vend.

Sot, kufiri minimal i rezistences mekanike të materialeve HSC eshte identifikuar në 60 N/mm2 .

Standarde dhe kushtet teknike për betonet strukturore përcaktojne si betone me rezistence te larte ato betone me Rck qe variojnë ndërmjet 85 dhe 115 N/mm² , ndërsa ne udhëzimet mbi betonet strukturore me rezistence te larte ato qe kane nje rezistence kubike , me te madhe se 75 N/mm2 dhe ≥ 115 N/mm2 dhe një raport u/ç më pak se 0.35 .

Deri disa dekada më parë keto lloj betonesh, kane qene vetëm çështje kërkimore per shume institute shkencore.

Por me zhvillimin e teknologjisë së këtyre materialeve, ka pasur një rritje të shpejtë në aplikime strukturore të betoneve HSC.

Aktualisht, është e lehtë për të prodhuar beton me rezistence ne shtypje deri rreth100 N/mm2 , madje edhe me shume.

Ky fakt është i lidhur ngushte edhe për shkak të:

- Nje përmbajtje më të lartë të mineralit “alite” në çimento (përbërësi që kontribuon me teper në rezistencen mekanike);

1


- Perdormit te nje sasie me te madhe çimento (400-550 kg/m3)

Oksid kalcium, 64% Oksid silic 21% Oksid alumini 6.5%Oksid hekuri 4.5%Oksid magnezi 1.5%Squfur 1.6%Perberes të tjerë1%, duke përfshirë veçanërisht dhe ujin.

- Rritje te cilesise të çimentos ne bluarje;

- Përdorimi i aditivëve superfluidifikante te gjeneratës se fundit (akrilik),qe ka lejuar reduktimin në mënyrë drastike te raportit u/ç ( 0,25-0,35) pa ndikuar ne punueshmerine e betonit;

2


- Përdorimi i microsilicës nje shtese minerale, e cila ka reduktuar porozitetin e brumit te çimentos dhe përmirësuar kompaktesine e sajë si dhe të reduktimit të cilësise se zonës së tranzicionit.

- Përdorim i fibrave të çelikut për të reduktuar brishtësinë(thyerjen) e betonit.

Perparesite Fizike dhe elasto - mekanike

Konditat teknike apo edhe standardet në secilin vend në lidhje me projektimin e strukturave zakonisht bazohen ne testet eksperimentale te kryera ekskluzivisht me betone qe kane rezistence ne shtypje jo më pak se 40 deri 50 N/mm² .

Pra, korrelacionet që përcaktojnë karakteristikat themelore të betoneve, si sjellja sforcim-deformim, rezistenca ne tranzicion, moduli elastik, etj., nuk ndikohen drejtespersedrejti tek betoni me rezistence më të lartë se 60 N/mm2 .

Sjellja “ sforcim - deformim” në shtypje

Shqyrtimi i diagrameve sforcim-deformim ne shtypje te betoneve HSC në krahasim me betonet e zakonshme tregohet si në vijim:

3


diagrama sforcim-deformim per çelikun e ndertmit

Në betonet e zakonshem mikrokokrrizat ne nderfaqe te pasta agregat- per shkak te perkuljes te degës në ngjitje,fillojne te manifestojne kur sforcimi arrin 65 % terezistences ne kompresim ,ndërsa në betonet me rezistence te larte ky fenomen shkaktohet kur arrin sforcimi 80% e te rezistences ne kompresim .

4


Moduli i Youngut - koeficenti i Poisson dhe rezistencës në tërheqje

Testim mekanik ne shtypje

koeficenti i Poisson

5


Kerkime të shumta eksperimentale kanë treguar se moduli i elasticitetit dhe rezistenca në tërheqje ndryshojnë pak me rritjen e rezistences mekanike ne shtypje.Të dhënat në dispozicion tregojnë se betonet HSC janë karakterizuar nga një rënie e shpejtë në fazën pas ekspozimit ndaj avujve te pangopura në atmosferë, në krahasim me betonet NSC. Në afate të gjatë nuk ka dallime thelbësore në vlerën e tkurrje ndermjet dy llojeve te betonit. Të dhënat eksperimentale tregojnë se deformimi e betonit me rezistencë të lartë është shume më e ulët se ajo e betonit të zakonshëm.

Aplikime strukturore

Betonet me rezistence te larte , janë përdorur gjerësisht në ndërtimin e platformave(struktura offshore) në det të hapur, ne ura me hapësirë te medha, të tilla si ura në Danimarkë “Storebelt” dhe ura “Perthuiset” në Francë , ku perdorimi i betoneve NSC nuk ka qene i rekomanduar .

Aplikime të tjera të betonit me rezistence te larte i perkasin ndërtimit të ndertesave ne “Grande Arche” de la defense në Paris , le Two Union Square e Pacific First Center di Seattle , dhe tani se fundmi në uren “Ponte della Musica” në Romë .

Ponte della Musica

Klasat e Rezistencave

Betoni me rezistence më të madhe se 55 MPa ndahen më tej në 3 kategoritë e mëposhtme:

-Betoni me rezistencë kubike nën 55 MPa dhe me raport u/ç më pak se 0,55 (beton të zakonshëm ose - NR)

-Betoni me rezistencë kubike më te lartë se 55 MPa dhe më të ulët se 75MPa me raport u/ç më pak se 0,45 (beton me performancë të lartë HPC)

6


-Betoni qe Karakterizohet nga një raport u/ç me te vogel se 0,35 dhe një rezistencë kubike më teper se 75MPa dhe më poshtë se 115MPa (beton me rezistence te larte).

Betonet AR janë karakterizuar nga nje raporti i ulet ne peshe të ujit / lidhës ( U / l) , me dozim të lartë të lidhësit, nga përdorimi i shtesave te minerale active kundrejt hidroksidit të kalciumit (hira fluturues, argjila të kalcinuara, pozzolana natyrale, microsilica etj.) qe nderhyjne ne vetitë fizike – mekanike dhe ne qëndrueshmërine e betonit si dhe aditivet kimike te tipeve superfluidifikante .

Dozimi e lidhësit ndryshon në intervalin 400-550 kg/m3 dhe përfaqëson totalin e lendes lidhese çimento e tipit Portland, plus shtesat e mineraleve aktive. Raporti u/ l luhatet zakonisht ne intervalin 0,25-0,35 .

Provat para-kualifikuese

Studimet e laboratorike kanë si qellim për të identifikuar ato lende te para te tilla qe sigururojne përputhshmërinë bashkëkohore të tre kërkesat bazë të një përzjerje betoni destinuar per rezistence te larte :

- Kërkesat Teknologjike - me nivel minimal te raportit uje/ çimento,- Kërkesat - punueshmeri te larte dhe cilesi te larte estetike te punimeve,- Kërkesat Mekanike - Rezistence ne shtypje sipas kerkesave te projektit.

Zgjedhja e komponentëve dhe dozimeve të ndryshme për betonet HR realizohet me:- Agregatë të natyrës bazalte, dmth grupi shkembinjve me natyre vullkanike,- Çimento te tipit CEM I/52,5 R,- Aditive superfluidifikante,- Shtesa te llojit mikrosilicë, ne trajte pluhuri shume te imet “ tym”

LËNDET E PARË – AgregatëtAgregatet e imet

Betonet me rezistence te larte kanë një sasi me te larte të lidhesit çimentos se betonet e zakonshme

Agregatet e trashë

Zgjedhja e agregatit te trashe është thelbësore për këtë lloj të përzierjesh ku vlera minimale e raportit uje/ çimento ( ~ 0,30 ), i jep matricës se çimentos nje vlere te rezistences shumë të ngjashme dhe nganjëherë të njejte me vete agregatin.

Në këto raste çdo reduktimi i mëtejshëm të raportit uje/ çimento nuk krijon asnjë lloj përparësie në aspektin e rezistences në shtypje .

E vetmja mënyrë, në raste të ngja shme, është që të ndryshojë llojin e agregatit me një tjeter që ka vetitë mekanike me te mira .

7


Ne fazeepara-kualifikimit te përzierjes, rezultatet në shtypje përjashtojne përdorimin e disa agregateve dhe zëvendësimin e tyre me te tjere.

Më poshtë ështe sjelle nje shembul ku dy lloje përzierjeje ( A dhe B) dhe rezultatet në aspektin e qendrushmerise, në të cilat komponentët janë permasuar në masë të barabartë , por lloji i agregatit te trashë, në rastin e përzierje B , është një bazalt (Tabela 1 - Figura 1).

Fig 1.Rezistenca ne kompresion A dhe B

Siç shihet, zhvillimi i rezistencës në betonet HR me raport ujë / çimento nen 0,35 është ndikuar shumë nga natyra lithologjike dhe nga karakteristikat mekanike te agregatit te trashe . Forma dhe permasat e kokrrizave te agregatit te trashe ndikojne ashtu si, edhe agregati iholle, ne vetite e përzierjes dhe kërkesën për ujë.

I preferuar është një lloj agregati i trashë me një sipërfaqe të thyer(ashper) , sepse ata gjenerojnë një lloj efekti inkastrimi(lidhjeje) mekanike te mire brenda përzierjes . E thene ndryshe, preferohet të shmangen ashtu si edhe në rastin e betoneve të

8

TabeRezistenca ne shtypje A dhe B, N/mm²

DitetR85 me agregate normale

R85 me agregate basaltici

3 gg 63 70,17 gg 78,7 84,514 gg 81 86,328 gg 81,4 87,8

te dhenat jane ne Mpa


zakonshëm, agregatë qe kane grimca me forma të zgjaturura(gjilpera) , te cilat mund të krijojnë, ne fazen e ngurtësuar , zona te mospërputhura .

Çimentot

Për këtë lloj produkti është thelbësore perdorimi tipi i cimentos CEM I 52,5 ® në mënyrë të tillë që të sigurojë kërkesat e nevojshme per qendresen mekanike .

Shtesat – “tym silici” ose “Silicë tymi” ose “microsilica” është një nga-produktet qe fitohet gjate prodhimit te silicit dhe lidhjeve hekur-silic .

Mikrosilica, për shkak të karakteristikave të saj, ka disa funksione , aktualisht më të njohur jane:

- Funksioni "Fillerizante", ose mbushes

Mikrosilici paraqitet me grimca sferike me madhësi ndermjet 0,1 μm dhe 2 μm dhe sipërfaqe specifike ( Blaine) me vlerat ndërmjet 15.000 dhe 25.000 m² /g , e krahasuar me karakteristikat e permasave te çimentos “gadi 10 herë më pak” .

Kjo ju lejon kokrrizave të Mikrosilices te “ ngjiten ” ne brendesi të matricës se çimentos, duke krijuar një strukture shumë më kompakte .

- Funksioni "pozzolanic", ose aktiv

Karakteristikat mineralogjike dhe perberja kimike e Mikrosilices e bën produktin shumë aktive dhe për këtë arsye të vlefshme, jo vetëm si një shtesë brenda përzierjes të agregateve, por edhe per një kontribut në dozimin e çimentos . Përdorimi i mikro silicës ne trajte tymi, është një mjet për të rritur dhe për të arritur klasën projektimit dhe punueshmerine e dëshiruar te betonit .

Mikrostructure dhe zonat e tranzicionit

Në betonet e zakonshme , me raport u / ç ndermjet 0.45 dhe 0.65 , mikrostruktura e matricës është e karakterizuar nga nje porozitet i lartë dhe një zonë tranzicioni me agregate qe kane permasa prej rreth 50μm . Zona e tranzicionit është paraqitur me një porozitet , nje dendësi dhe morfologjia është krejtësisht e ndryshme nga perbersit e çimentos (Figura 2).

9


Figura 2 - Pamja e zonës së tranzicionit (4)

Dallimet morfologjike dhe te densitetit sjellin një "defekt", në brendesi te zones dhe te kontaktit, gjë qe shkakton një transferim te veshtire te gjendjes se nderur nga pasta e çimentos tek agregatet.

Ne betonet me HR zona e kontaktit është praktikisht zero dhe vetitë mekanike të agregatit janë shumë të ngjashme me ato të brumit te çimentos ,gje qe e bën te kete një transferim më të mirë të gjendjes se nderur ndërmjet materialit lidhes dhe agregatit ,keshtu nje sjellje shume me teper elastiko-lineare madje edhe deri në nderje shumë afër momentit te thyerjes.

Përdorimi i Mikrosilices rrit qëndrueshmërine për shkak te largimit të të gjithave ose një pjese të zonës së tranzicionit dhe nuk lejon elementet e " dëmshme " te përshkojne betonin brenda tij .

Shembull i nje PERZIERJE PROVE

Më poshte janë disa rezultate te testimeve të kryera në laboratorët e betoneve gjatë projektimit ne klases betonit R ck 85, përdorur per prodhimin e betonit në UrënPonte della Musica, Itali

Kater përzierjet e projektuara janë emertuar A - B - C - D , më poshtë paraqiten sasite e përbërësave.

Tabela 2 - Perberesit e përzierjes

10


Për çdo përzierje janë verifikuar karekteristikat reologjike në permjet matjeve te uljes së konit Abrams ( S SH EN 12350-2 ) në intervale të paracaktuara (Tabela 3 - figura 3).

Figura 3 - Vlerësimi i konsistencës (S SH EN 12350:2)

11

Perberesit sasia A B C D

Çimento 52.5 R kg 530 530 480 530

Microsilice kg 50 40

Rera kg 526 654 745 630Agregat i trashe i

zakonshem kg 908Agregat i trashe i

Bazalti kg 1140 1054 990Add.

Superfluidificante Lt 8 6,9 7,2 10,6

Add. SRA Lt 4,8

Add. Espansivo kg 20

MV Teorica kg/mc 2382 2411 2364 2386

Tabela 3-konsistenca e perzierjeve, mm

A B C Dulja t = 0’ 180 270 180 260ulja t =30’ 0 230 170 240ulja t =60’ 0 180 140 210


Ne nje faze te dyte, jane verifikuar rezistencat ne shtypje( S SH EN 12390-3 ) , përkatësisht, pas 3 , 7dhe 28 ditësh te trajtimit në kushte standarde, W= 80-100% dhe 20±2°C, (Tabela 4 - Figura 4).

Tabela 4 - Rezistencat ne kompresim te përzierjeve, N/mm²

Figura 4 Vlerë simi i rezistences n e

kompresionim (UNI EN 12390:3)

Duke marrë konsideratat e duhura në lidhje me llojin e kërkesës nga ana e projektuesit dhe sidomos duke pasur parasysh veçorite e kryerjes se punimeve , kompleksitetin dhe dendësine e armaturave te hekurit në brendesi te këmbëve mbajtese, përzierja e më e përshtatshme eshte konsideruar ajo e emertuar “D” .

Një tjetër konsideratë qe duhet marre ne konsiderate eshte ajo që lidhet me rezistencen ne shtypje të rezistences karakteristike te projektimit.

Rm =Rck + k *σ

Rm =85 + (1.65*5)=93.2 Mpa

Në vlerësimin e rezistences se projektimit është marrë në konsideratë edhe grafiku i ndryshimit te rezistences se betonit pergatitur me ç imento te tipit 52.5® . Siç mund ta shikoni nga Figura 5, zhvillimi i rezistencës ne lidhje me raportin shume te ulet ujë /çimento ndikohet nga ndonjë ndryshim i vogël .

12

MPa MPa MPa MPaA B C D

Rezistenca ne shtypje 3 ditë 78 80,5 63 71,3Rezistenca ne ne shtypje 7 ditë 80 82,3 78,7 86,8Rezistenca ne ne shtypje 28 ditë 84,6 86,5 81,4 106,3


Figura 5 Lakorja e betonit me cimento te tipit 52,5 ®

Ndryshime të vogla në raportin ujë / çimento mund të krijojnë ndryshime të mëdha tek rezistencat , për këto arsye projektimin e përzierjeve në objekt është bërë me vlerat e rezistences 28 ditore, rreth 100 MPa .

Vleresimi i marre ne nje laborator të akredituar

Në projektimin e përzierjeve është e dobishme të verifikohen disa karakteristika e përzierjes, pas ngurtësimit , qe do te thote; fabrika e betonit në bashkëpunim me një laborator të miratuar nga Ministria e Punëve Publike ka realizuar në përzjerje per testet në vijim :

- Verifikimi i tkurrjes,

- Verifikimi i modulit te elasticitetit ne shtypje.

TKURRJA

Vlerësimi i tkurrjes është kryer në intervale të percaktuara kohore duke ju referuar një vlere" zero", ekuivalente me kohën përfundimtare te marre ne testim nga betoni.

Kontraktimet që ndodhin në beton dhe qe shkaktojnë tkurrje mund të ndahet në dy lloje :

Tkurrja Autogjene

Kjo ndodh kryesisht për shkak të arsyeve të brendshme të betonit si ndodh edhe kur nuk ka ndryshime në lagështi dhe temperature ne ambjentin e maturimit . .

Ky fenomen shkaktohet nga hidratimi i çimentos , produktet që rrjedhin nga reaksioni zënë një vëllim më të vogël ndaj atyre që kanë marrë pjese ne bashkeveprim .

13


Kjo vlere e tkurrjes, kryesisht varet nga sasia e çimentos të përdorur për kryerjen e testimit te përzjerjes .

Tkurrja higrometrike (nga hidratimi)

Shkaqet qe shkaktojne kte tkurrje ndryshe nga ajo e përshkruar më sipër ,janë për shkak të gjendjes të jashtme të produktit .

Avullimi i ujit i përfshire në përzierje, në ambjentin e jashtem shkakton fillimin e kontraktimeve brenda masës se betonit .

Ky fenomen, varet ekskluzivisht nga faktorët mjedisore të tilla si, lagështia relative, temperatura e jashtme dhe shpejtësisë se ajrit dhe nga raporti i u/ç ,që një tepricë e ujit të lirë do të shkaktonte një rritje të tkurrjes .

Zakonisht kur flitet për tkurrje i referohet tkurrjes hidraulike duke konsideruar si deformim total qe vjen nga shuma e përgjithshme e tkurrjes autogjene dhe tkurrjes higrometrike .

Më poshtë janë rezultatet e marra në laborator për përzierjen R ck 85 (Tabela 5 Figura 6).

Tabela 5-Percaktimi i tkurrjes hidraulike

Ngurtësimi(h/ditë) 24h 48h 3ditë 6 ditë 7 ditë 14 ditë 28 ditëTkurrja μm/m -10 -110 -170 -230 -240 -330 -390

Figura 6 Diagrami i Tkurrjes hidraulike

Vjen keshtu më pas një tkurrje hidraulike pas 28 ditësh te maturimit me -390 μm / m dhe pastaj vlerat i atribuohen betoneve të zakonshëm .

14


Gjithashtu, është përcaktuar eksperimentalisht moduli i elasticitetit si pas 7 d te maturimit ,si dhe pas 28 d maturimi .

Moduli elastik është një parametër themelor në projektimin dhe aplikimet strukturore,kjo, ndryshe nga çeliku, varet nga shumë faktor. Në literaturë ekzistojnë shume marrëdhënie midis forces ne shtypje dhe modulit elastik prerës.

Më poshtë janë renditur vlerat e marra pas 7 d te maturimit dhe pas 28 d te maturimit dhe krahasohen me marrëdhëniet e pranishme në NTC .

Tabela 6 - Percaktimi i modulit preres te elasticitetit ne kompresim, N/mm²

Nga tabela 6, mund të verehet se ekziston një perputhshmeri e mire, sidomos në 28 d e trajtimit ndermjet vlerës eksperimentale dhe asaj qe llogaritet përmes lidhjes qe paraqitet.

15

prova1 2 Xmes.

Rezistenca ne shtypje 7 d28 d

75,692,9

75.192.4

7593

Moduli i elasticitetit ne prerje7 d28 d 40363

429374028242867

4032242902

Moduli eksperimental i elasticitetit 7 d28 d

4134642269

4176743700

4155742958

Documents

Betonet Me Rezistence Te Larte