Komponente betona: Cement - GF:UNMO:BAgf.unmo.ba/resources/1/Downloads/Osnove tehnologije betona... · ⇒ Dvije etape hidratacije: ... CaO i MgO - Izazivaju nepostojanost volumena

Komponente betona: Cement

Predavanje, 29.10.2013.

Pripremili:Doc.dr. Merima Šahinagić-IsovićAsis. Marko Ćećez

SADRŽAJ

Vrste mineralnih vezivaOpćenito o cementuHidratacija cementa Tehnologija proizvodnje cementaPodjela cementa Osobine i postupci ispitivanja cementa

Vrste mineralnih vezivaNehidraulična (vazdušna) veziva(gips, kreč, magnezitna veziva, vodeno staklo)Hidraulična veziva(hidraulični kreč, razne vrste cementa)Autoklavna veziva (kreč-SiO2, kreč-zgura, kreč-pucalan)

10

0

20

30

40

2 4 6 8 10

CEMENT

HID.KRECKREC

12

3

4

fp (MPa)

hm

32322 %%%%

OFeOAlSiOCaOhm ++

=

Općenito o cementu

CEMENT (lat. caementum - zidarski kamen) skupno ime za hidraulično građivnsko vezivo koje samostalno očvrsne na zraku i pod vodom

CEMENT je praškasti materijal, koji pomiješan s vodom, hemijskim reakcijama i pratećim fizikalnim procesima prelazi u očvrslu cementnu pastu ili cementni kamen

CEMENT je hidraulično mineralno vezivo koje se dobija mljevenjem tzv. portland cementnog klinkera- vještačkog kamenog materijala koji se stvara pečenjem krečnjaka i gline (3:1), uz dodatak manje količine sadre ili anhidrita (portland cement)

Općenito o cementu⇒ Prirodni: laporac odgovarajućeg sastava (60-80% krečnjaka)⇒ Vještački: krečnjak:glina=3:1 (odnos masa)⇒ Osnovni sastojci portland cementa:

CaO(C), SiO2(S), Al2O3(A) i Fe2O3(F)⇒ Primjese: Na2O, K2O, SO2, MgO, CaO(slobodan)

Hemijski sastav portland cementa:- CaO (vezan) 62-67%- SiO2 19-25%- Al2O3 2-8%- Fe2O3 1-5%- SO3 najviše 3,5-4,5%- CaO (nevezan) najviše 2%- MgO najviše 5%- alkalije (Na2O i K2O) 0,5-1,3%

Općenito o cementuNa 1350-1450°C (temperatura sinterovanja) komponentne sirovine omekšavaju po površini, pri čemu se formiraju kompleksna jedinjenja koja ulaze u sastav portland cementaMineralni sastav portland cementa:

- C3S (alit) 45-60%- C2S (belit) 20-30%- C3A (celit) 4-12%- C4AF(zelit) 10-20%

Portland cementni klinker dobijen pečenjem melje se na zrna krupnoće od 0,001 do 0,1mm, specifične površine od 2000 do 5000cm2/gUsitnjenji kliner minerali sadrže i do 5% sadre ili anhidrita (gipsa)

Općenito o cementu

Nastajanje klinker minerala:

(KRECNJAK) +(supstance - nosioci hidraulicnosti)

zagrijavanjena 1450°C

klinkerminerali

CaO (C)

SiO (S)2

Al O (A)2 3

Fe O (F)2 3

trikalcijumsilikat3CaO·SiO (C S)2 3

dikalcijumsilikat2CaO·SiO (C S)2 2

trikalcijumaluminat3CaO·Al O (C A)3 3 2

tetrakalcijumaluminat- ferit4CaO·Al O ·Fe O (C AF)2 3 2 3 4

Hidratacija cementaVezivanje i očvršćavanje cementa

⇒ Hidratacija je složen fizičko-hemijski proces koji nastaje mješanjem portland cementa sa vodom

⇒ Dvije etape hidratacije:⇒ Vrijeme vezivanja (5-10h od momenta mješanja cementa i vode) ⇒ Vrijeme očvršćavanja (od nekoliko mjeseci do nekoliko godina)

⇒ Vrijeme vezivanja je vremenski period od momenta mješanja cementa i vode do trenutka kada cementna pasta izgubi svoju plastičnost

⇒ Očvršćavanje je dugotrajan proces, u početku vrlo intezivan (do oko jednog mjeseca), dok kasnije sve više i više usporava i asimptotski teži određenoj graničnoj vrijednosti

⇒ Hidratacija se može razmatarati sa dva osnovna aspekta:a) Kao prostorni (volumenski) procesb) Kao hemijski proces

Hidratacija cementaHidratacija kao prostorni (volumenski) proces

⇒ Mješanjem cementa i vode dobija se cementna pasta koja je jedan disperzni sistem (suspenzija): ⇒ voda je disperziona sredina⇒ zrna cementa su disperziona faza (djelomično se rastvaraju, samo po povšini)

⇒ Etapa vezivanja (započinje nekoliko minuta od momenta mješanja cementa i vode) ⇒ Hemijska reakcija na relaciji voda-C3A, na površinama zrna cementa i u vodi koja

ih okružuje dolazi do stvaranja tankih igličastih kristala ⇒ Nakon 8-10h cijeli volumen mješavine cement-voda biti će ispunjen skeletom

igličastih kristala, pri čemu dolazi do postepenog smanjivanja zrna cementa ⇒ Kristalni skelet dobiven na bazi klinker minerala C3A naziva se aluminatna

struktura⇒ Definitivno formiranje aluminatne strukture uzima se kao završetak

vezivanja i početak očvršćavanja cementa


⇒ Etapa očvršćavanja⇒ Silikatna struktura nastaje hemijskom reakcijom na relaciji voda-C2S i C3S ⇒ Sitni kompaktni kristali ispunjavaju praznine između igličastih kristala aluminatne

strukture, u početku manje intezivno, vremenom se uvećava, oni su stvarni nosioci čvrstoće cementnog kamena

⇒ Nakon 24h silikatna struktura počinje da potiskuje (prekriva) aluminatnu strukturu, tako da nakon 28 dana (4 sedmice) u cementnom kamenu dominira silikatna struktura

⇒ Hidratacijom je obuhvaćeno 80-90% mase cementa⇒ Neiskorištenih-nehidratisanih dijelovi (jezgra, veličine 0,4-0,6 u odnosu na vanjski

prečnik) cementnih zrna ima 10-20%⇒ Stepen hidratacije cementa: αh (“0”⇒cementna pasta do “1”⇒100% hidratacija)⇒ Cementni gel: gelske pore 10-7, ⇒ Cementni kamen: kapilarne pore 10-3


⇒ Čvrstoća cementnog kamena se povećava u vrlo dugom vremenskom periodu, a uzrok ove pojave su nehidratisani dijelovi cementnih zrna

⇒ Proces hidratacije (hidratacija klinker minerala) dijelimo u tri etape:⇒ (I) početna etapa, etapa vezivanja cementa, etapa formiranja aluminatne

strukture⇒ (II) etapa intezivnog očvršćavanja cementa, etapa postepenog potiskivanja

aluminatne strukture i nadvladavanje silikatne strukture⇒ (III) etapa stabilizacije silikatne strukture, kada se dostignuta čvrstoća cementnog

kamena tokom vremena bitnije ne mjenja

Hidratacija cementaHidratacija kao hemijski proces

⇒ Od C3S i C2S nastaju hidrosilikat kalcijuma C3S2H3(tobermoritov gel-trikalcijumsilikat-hidrat) i kalcijumhidroksid (CH→Ca(OH)2)

⇒ Od C3A i C4AF, dobiju se C3AH6 i C3FH6-tri kalcijumaluminat-hidrat i trikalcijumferit-hidrat

⇒ C3A, sadra (anhidrit) i voda daju mineralnu supstancu etringit (velika zapreminska ekspanzija)

3 3 2 3 1

2 3 2 3 2

3 3 6 3

3 2 3 4 2 4

4 3 6 3 6 5

2 6 3 ,2 4 ,

6 , 3 3 31 ,

2 10 .

C S H C S H CH qC S H C S H CH qC A H C AH qC A gips voda CaO Al O CaSO H O qC AF CH H C AH C FH q

+ = + +

+ = + ++ = ++ + = ⋅ ⋅ ⋅ ++ + = + +

etringit


⇒ Ukupna toplina hidratacije jednaka je zbiru toplota koje se razvijaju tokom hidratacije pojedinih klinker minerala

⇒ C3S i C3A odlikuju se visokim toplotama hidratacije, dok C3A ima i vrlo visok priraštaj ove toplote

⇒ Cementi niske toplote hidratacije se mogu dobiti ako se smanji sadržaj C3S i C3A, a poveća sadržaj C2S i C4AF

⇒ C3S ima vrlo veliki uticaj na čvrstoću cementnog kamena, pa se njegov sadržaj malo smanjuje, a značajnije se povećava sadržaj C2S

Toplota hidratacije (kJ/kg)


⇒ Produkti hidratacije klinker minerala razlikuju se i po čvrstoći:⇒ Produkti hidratacije minerala C3S su nosioci ranih čvrstoća⇒ Produkti hidratacije minerala C2S ne pokazuje tako brz prirast čvrstoće, no tokom

vremena se izjednačava sa produktima minerala C3S⇒ Glavni nosioci čvrstoće cementnog kamena su silikati kalcijuma


⇒ Brzina procesa hidratacije zavisi od: ⇒ finoće mliva (finije mlivo-brža hidratacija) ⇒ količine vode (niži vodocementni faktor-manja brzina) ⇒ temperature sredine (viša temperatura-brža hidratacija) ⇒ mineralnog sastava cementa i dr.

Stepeni hidratacije (%) u f (t)


⇒ Minerološki sastav bitno utiče na svojstva hidratisanog cementa (cementnog kamena)

⇒ Svako svojstvo se može kvantitativno izraziti u obliku:

⇒ Sc – brojna vrijednost nekog svojstva (npr.čvrstoće)⇒ A, B, C i D – procentni sadržaj minerala C3S, C2S, C3A, C4AF⇒ a, b, c i d - parametri koji karakterišu uticaj jednog procenta odgovarajućeg

minerala na posmatrano svojstvo

dDcCbBaASc +++=

Osnovni minerali u cementu

- Sporo hidratizira i očvršćava - Utiče na kasniji prirast čvrstoće (niska toplina hidratacije) - Za cemente niske topline hidratacije treba povećatikoličinu C2S

C2S

- Vrlo brzo hidratizira i očvršćava- Doprinosi ranoj čvrstoći (povećana toplina hidratacije)- Za cemente većih ranih čvrstoća treba povećati količinu C3S

C3S

Uticaj na osobine Sastojak

Osnovni minerali u cementu

- Nema značajnijeg utjecaja na svojstva - Utječe jedino na boju cementa (više C4AF ⇒ sivi cement, manje ⇒svjetliji cement)

C4AF

- Doprinosi ranoj čvrstoći (velika toplina hidratacije) - Reakcijom sa sulfatima stvara etringit - NEPOŽELJNO - Za sulfatnootporne cemente treba smanjiti količinu C3A C3A


Ostali minerali u cementu

- Dodaje se u cement prilikom završnog mljevenja - Spriječava trenutni proces vezanja - Osigurava potrebne sulfate za reakciju s C3A - Stvara etringit u ranijoj fazi očvršćavanja – POŽELJNO - Pomaže u reguliranju skupljanja uslijed sušenja - Utiče na čvrstoću do 28 dana

Gips

(kalcij sulfat)

- Izazivaju nepostojanost volumena cementaCaO i MgO

- Reagiraju s reaktivnim agregatima i uzrokuju razaranjebetonaNa2O i K2O


Tehnologija proizvodnjePostoje dvije varijante tehnologije:⇒ Mokri postupak⇒ Suhi postupak

Kod oba postupka postoje slijedeće faze proizvodnje:⇒ Osnovne sirovine usitnjavaju se i homogeniziraju mokrim ili suhim postupkom u

sirovinsko brašno (mulj)⇒ Sušenje i pečenje (sinterovanje) u rotacijskim pećima na visokim temperaturama

(1400-1500°C): grudvice portland cementnog klinkera⇒ Hlađenje klinkera koje se obavlja dovoljno brzo(do temperature 300°C): izbjeći

modifikaciju γ koja nema hidraulična svojstva⇒ Odležavanje u silosima 2-4 sedmice: izbjegavamo nestalnost zapremine

cementa, CaO slobodan uzimanjem vlage iz vazduha prelazi u gašeni kreč⇒ Mljevenje klinkera uz dodatak gipsa koji reguliše vrijeme vezivanja (spriječava

trenutno vezanje), i dodataka kao što su: granulisana zgura, pucolani i dr.⇒ Odležavanje u silosima najmanje 15 dana⇒ Pakovanje u vreće od 50kg ili u specijalne cisterne

Tehnologija proizvodnje cementa

a) Mokri postupak

b) Suhi postupak



Podjela cementaCementi na bazi portland cementnog klinkera:

⇒ Portland cement (JUS B.C1.011)⇒ Portland cement sa dodatkom zgure (JUS B.C1.011)⇒ Portland cement sa dodatkom pucolana (JUS B.C1.011)⇒ Portland cement sa mješanim dodatkom (JUS B.C1.011)⇒ Metalurški cement (JUS B.C1.011)⇒ Pucolanski cement (JUS B.C1.011)⇒ Metalurški cement sa dodatkom pucolana (JUS B.C1.011)⇒ Cementi niske toplotne hidratacije (JUS B.C1.013)⇒ Bijeli portland cement (JUS B.C1.009)⇒ Sulfatnootporni cement (JUS B.C1.014)

Specijalne vrste cementa:⇒ Aluminatni cement (JUS B.C1.015)⇒ Supersulfatni cement (specijalna narudžba)⇒ Ekspanzivni cement (kod nas se ne proizvode)

Podjela cementaCementi na bazi portland cementnog klinkera svrstavaju se u klase 25, 35S, 35B, 45S, 45B i 55⇒ S- sporiji prirast čvrstoće, B – brži prirast čvrstoće

KlasaMinimalne čvrstoće u MPa

1 dan 3 dana 7 dana 28 danafzs fp fzs fp fzs fp fzs fp

25 - - - - 2,5 10,0 4,0 22,0

35S - - - - 3,5 14,0 5,0 31,0B - - 3,0 14,0 - - 5,0 31,0

45S - - 3,0 14,0 - - 5,5 40,0B - - 3,5 18,0 - - 5,5 40,0

55 3,5 18,0 - - - - 6,5 49,0

Karakteristike vrsta cementa

Portland cement⇒ U svjetskim okvirima od ukupne proizvodnje cementa na PC otpada

oko 70%⇒ Specifična masa je minimalno 3000 kg/m3, a specifična površina

2400 cm2/g⇒ Oznaka je PC k

Portland cement sa dodatkom zgure⇒ Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i najviše 30%

granulisane zgure⇒ Karakteriše se smanjenim ranim čvrstoćama i porastom kasnijih

čvrstoća (sporija hidratacija)⇒ Specifična masa mu je manja od 3000 kg/m3, a specifična površina

veća nego za PC⇒ Oznaka PC 15z k i PC 30z k


Portland cement sa dodatkom pucolana⇒ Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i najviše 30%

pucolana⇒ Sporije očvršćaje (sporija hidratacija), no nakon dugog vremenskog

perioda čvrstoće su mu veće od PC⇒ Niska toplota hidratacije ⇒ Specifična masa mu je manja, a specifična površina veća od PC⇒ Oznaka je PC 15p k i PC 30p k

Portland cement sa miješanim dodatkom⇒ Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i mješani

dodatak koji se sastoji od granulisane zgure i prirodnog ili vještačkog pucolana

⇒ Oznaka PC 15d (z ili p)k i PC 30d (z ili p)k


Metalurški cement⇒ PC sa dodatkom zgure, sadržaj zgure je preko 30%, ide do 85%⇒ Specifična masa je manja i specifična površina veća u odnosu na

PC sa dodatkom zgure⇒ Velika otpornost u odnosu na PC na različita agresivna dejstva

(postojan u vodi sa hloridima, sulfatima, alkalijama, postojanost u morskoj vodi)

⇒ Oznaka je Mk

Pucolanski cement⇒ Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i preko 30%

pucolana⇒ Karakteriše se (još više) sporim očvršćavanjem(spora hidratacija) i

visokim kasnim čvrstoćama⇒ Specifična masa je manja i specifična površina veća od PC⇒ Otporan na djelovanje morske vode⇒ Oznaka Pk


Metalurški cement sa dodatkom pucolana⇒ Sadrži preko 30% granulisane zgure i 5-40% prirodnog ili

vještačkog pucolana, te PC klinker i sadra (anhidrit)⇒ Karakteriše se manjom specifičnom masom, većom specifičnom

površinom, manjom toplotom hidratacije i većoj otpornosti što je izražajnije sa povećanjem sadržaja dodatka

⇒ Oznaka je Mpk

Cementi niske toplote hidratacije⇒ Dobija se na nekoliko načina

⇒ Od PC klinkera sa malim sadržajem C3S i C3A⇒ Od PC klinkera kojem se pri miješanju dodaju veće količine zgure i/ili

pucolana ⇒ Miješanjem PC čiji mineraloški sastav uslovljava nisku toplotu hidratacije sa

određenim količinama zgure i/ili pucolana


Cementi niske toplote hidratacije⇒ Razlikuju se od sličnih cementa po oznaci “N”:

Naziv i oznaka cementaDodatak n(%) i m(%) zgure (z) i pucolana (p)

n m n+m

Portland cement – NPC k 0 0

Portland cement sa dodatkom zgure –NPC nz k ≤30 0

Portland cement sa dodatkom pucolana – NPC mp k 0 ≤30

Portland cement sa dodatkom zgure i pucolana – NPC nz mp k 1-29 1-29 ≤30

Metalurški cement – NM nz k 30-85 0

Metalurški cement sa dodatkom pucolana – NM nz mp k 31-84 1-30 ≤85

Pucolanski cement – NP mp k 0 ≥30

Pucolanski cement sa dodatkom zgure – NP mp nz k 1-30 ≥30


Cementi niske toplote hidratacije⇒ Klase cementa niske toplote hidratacije su:

⇒ Toplota hidratacije određuje se (JUS B.C8.028 i JUS B. C8.027):⇒ Metodom rastvaranja

⇒ Mjerenje i upoređivanje hemijskih energija cementa tj. količina toplote koju oslobađa hidratisani i nehidratisani cement, Q=Q(nehid.)-Q(hidr.)[J/g]

⇒ Rastvara se hidratisani i nehidratisani cement u smjesi azotne i hlorovodične kiseline

⇒ Metodom termos-boce⇒ Ova metoda je jednostavnija, ali ne omogućava duže praćenje procesa⇒ U bocu se stavlja cement sa vodom te se prate i registruju promjene u temperaturi

mješavine (termometrom)

Klasa

Najmanje čvrstoće (MPa)fzs fp

poslije 7 dana

poslije 28 dana

poslije 7 dana

poslije 28 dana

25 3,0 4,0 14,0 25,035 3,5 5,0 18,0 35,0


Bijeli portland cement ⇒ Izrađuje se od bijelog PC klinkera koji se dobija pečenjem bijelih

krečnjaka i kaolina, sadra (anhidrit), te neškodljive supstance za korekciju bijeline

⇒ Bjelina cementa izražava se u procentima i dobija mjerenjem koeficijenta reflektovane svjetlosti (refleksnim fotometrom)

⇒ Oznaka je B PC k x, gdje “x” označava grupu bjeline: ⇒ A(80%) ⇒ B(75%) ⇒ C(70%)

⇒ Od bijelog cementa obično se dobijaju obojeni cementi:⇒ Žuti (primjenom barijumhromata)⇒ Crveni (primjenom crvenog oksida gvožđa)⇒ Zeleni (primjenom oksida hroma)⇒ Crni (primjenom crnog oksida gvožđa), itd.


Sulfatnootporni cement⇒ Sadržaj C3A treba da je manji od 3,5% (prema JUS B.C1.014)⇒ Postiže se smanjivanjem sadržaja Al2O3 i povećanjem Fe2O3

⇒ Proizvode se u klasama 25, 35 i 45⇒ Oznaka je SPC k za sulfatnootporni portland cement i SM k za

sulfatnootporni metalurški cement

Aluminatni cement⇒ Dobija se žarenjem mješavine krečnjaka i boksita uz dodatak

silicijumdioksida i oksida željeza⇒ Žarenje se vrši pri temperaturi od 1500-1550°C u elekto-pećima⇒ Poslije finog mljevenja ovaj cement može se odmah upotrijebiti⇒ Sadržaj Al2O3 ne smije biti manji od 35%, pri čemu odnos

Al2O3/CaO je 0,90 do 1,15


Aluminatni cement⇒ Proizvodi se u klasama:

⇒ Ima vrlo brz prirast čvrstoće i brzu hidrataciju⇒ Oslobađa velike količine toplote⇒ Čvrstoća mu tokom vremena opada⇒ Otporan je u morskoj vodi i u vodi sa

sulfatima, nije otporan na vode koje sadrže alkalije

⇒ Ne smije se miješati sa krečom ili PC⇒ Oznaka je AC k

Klasa

Najmanje čvrstoće (MPa)

fzs poslije fp poslije

1 dan 3 dana 28 dana 1 dan 3 dana 28 dana

65 4,5 5,5 6,5 35,0 45,0 58,0

75 5,0 6,0 7,0 45,0 55,0 67,0


Supersulfatni cement⇒ Dobija se finim mljevenjem granulisane zgure (80-85%), anhidrita

(10-15%) i do 5% količine PC klinkera⇒ Velika finoća mliva (specifična površina veća od 4000 cm2/g), niska

toplina hidratacije⇒ Potrebna veća količina vode za hidrataciju u usporedbi sa drugim

cementima sa PC klinkerom⇒ Otporan na djelovanje sulfata, morske vode, solne kiseline, lanenog

ulja, fenola, organskih kiselina i td.⇒ Proizvodi se u klasi 25 (samo specijalna narudžba)

Ekspanzivni cement⇒ Sadrži supstance koje tokom hidratacije stvaraju etringit (C3A, sadra

i voda)⇒ U prvim danim od miješanja sa vodom ispoljava širenje cementnog

kamena⇒ Širi se do 25mm/m1

Ispitivanja cementaHemijski i mineraloški sastav Fizikalne i mehaničke osobine ⇒ Gustoća ⇒ Finoća mliva ⇒ Normirana konzistencija ⇒ Vrijeme vezivanja ⇒ Postojanost volumena ⇒ Čvrstoća ⇒ Skupljanje ⇒ Tečenje

Cement

Cementna pasta cement + voda = 1 : (0,26 - 0,33)

Cementni mort cement + pijesak + voda = 1 : 3 : 0,5

Osobine i postupci ispitivanja cementa

Uzimanje uzoraka za ispitivanje⇒ 18kg dijelimo na tri dijela:- za atestiranje- za komparativna ispitivanja proizvođača- čuva se do mjesec dana kod proizvođača po izdavanju atesta

Specifična masa: ⇒ metoda potapanja u terpentin- PC ⇒ gs>3 g/cm3

- PC sa dodacima, metalurški i pucolanski cementi ⇒ gs=2,6-3,0 g/cm3

- Aluminatni cementi ⇒ gs≥3,1 g/cm3

Zapreminska masa- u rastresitom stanju g=0.8 do 1.2 g/cm3

- u zbijenom stanju g=1.3 do 1.8 g/cm3

Specifična masa

LA-CHATELIER-ova TIKVICA

V2

V1

ZAŠTO SE ISPITUJE? - bitan parametar za proračun sastava

betona; ukazuje na kvalitetu cementa

POSTUPAK ISPITIVANJA: - ispuni se terpentinom do V1 - doda se uzorak cementa (65 g) - izmjeri se nivo V2 Normativ: JUS B.C8.023

3

2 1

2,9 3,15 γ = = = ÷−c c

scc

m m g cmV V V


Finoća mliva⇒ metoda prosijavanja kroz sito otvora 0,09mm (najviše 10%)⇒ mjerenjem specifične površine (S) po Blenu (najmanje 2400cm2/g)

Sema Blenovog permeabilimetra Uzorak za ispitivanje


Finoća mliva

ZAŠTO SE ISPITUJE? - finije mljeveni cementi daju veće

čvrstoće, brže očvršćavaju, razvijaju više topline prilikom vezivanja, više su skloni promjeni obujma, osjetljivi su na promjenu dodatka vode i na agresivne tvari

Normativ: JUS B.C8.024


Standardna cementna kaša i vrijeme vezivanje⇒ 400g cementa, 25-30% vode u odnosu na masu cementa⇒ valjak 5-7mm od staklene ploče = standardna konzistencija

⇒ valjak >7mm od staklene ploče = povećati količinu vode⇒ valjak <5mm od staklene ploče = smanjiti količinu vode

⇒ igla 3-5mm od staklene ploče = početak vezivanja⇒ igla do 1mm u masu obrnutog uzorka = kraj vezivanja

Lažno vezivanje⇒ posljedica prisustva gipsa

Vikatov aparat


Standardna cementna kašaZAŠTO SE ISPITUJE?

- za određivanje vremena početka i kraja vezanja cementa te za određivanje postojanosti volumena

- određuje se količina vode koja pomiješana s cementom daje cementnu pastu standardne konzistencije

- faktori koji utiču na standardnu konzistenciju: brzina miješanja, temperatura

Normativ: JUS B.C8.023

Osobine i postupci ispitivanja cementaVrijeme vezivanjeZAŠTO SE ISPITUJE?

- kako bi se odredila može li se ispitana vrsta cementa koristiti u određenim vrstama konstrukcija ili okolišnim uslovima

ako cement prebrzo veže, onda se beton (koji se s njim izrađuje) nećemo moći pravilno ugraditi u oplatu (prije početka vezivanja) u vremenu između početka i kraja vezivanja beton je najosjetljiviji na vanjske uticaje (udarce, mraz i sl) ako cement ima suviše dugo vrijeme vezivanja, onda je to znak loše kvalitete i možemo očekivati da će imati male čvrstoće

- vanjska temperatura može znatno usporiti ili ubrzati vezanje kod betoniranja u ekstremnim vremenskim uvjetima, poput ljetnih visokih ili zimskih niskih temperatura


Stalnost zapreminea) Ispitivanje uzoraka u obliku “kolača”⇒ dva uzorka na staklenim pločama⇒ prostor relativne vlage 95%, temperature 20°C(24h)⇒ sud sa vodom temperature 20±2°C⇒ ½ h do ključanja, 3h ključaju

b) Ispitivanje primjenom Šatelijeovog prstena⇒ dva uzorka sa staklenim pločama i tegovima u sud sa vodom

temperature 20°C(24h)⇒ uzorci bez staklenih ploča i tegova u drugi sud sa vodom (d1)⇒ ½ h do ključanja, 2,5h ključaju (d2)⇒ d1-d2≤10mm


Stalnost zapremineZAŠTO SE ISPITUJE? - Volumenska nepostojanost cementa - volumenska nepostojanost

betona - Pojava pukotina i šupljina unutar zadanog volumenaNormativ: JUS B.C8.023


Čvrstoća cementa⇒ trodjelni kalup: 40x40x160mm⇒ standardni trofrakcijski pijesak:cement=3:1 (po 450g), v/c=0,5⇒ 20-24h (20±2°C, RH=30%)⇒ u vodi koja se mjenja nakon14 dana (oko 20°C)⇒ čvrstoća pri savijanju (3) i čvrstoća pri pritisku (6)

o

grp A

Pf =

323blP

f grzs

⋅⋅=


Čvrstoća cementaNormativ: JUS B.C8.022

Uzorci ugrađeni u kalupe

Ispitivanje čvrstoće pri zatezanju savijanjem

Ispitivanje čvrstoće pri pritisku


Skupljanje cementa: ⇒ Tri komponente skupljanja su:a) skupljanje usljed kontrakcije produkata hidratacije (hidrataciono

skupljanje)b) skupljanje usljed isparavanja vode (plastično skupljanje)c) skupljanje nakon završetka procesa vezivanja (hidraulično skupljanje)

Granične vrijednosti skupljanja zavise od:• Vrste i količine cementa• Količine vode• Finoće mliva• Temperature i vlažnosti sredine• Starosti• Dimenzija uzorka


Skupljanje cementa:⇒ 3 uzorka: 40x40x160mm (cementni malter)⇒ 24h na temperaturi 20°C, RH=30%⇒ 48h u pitkoj vodi (20°C)⇒ 25 dana u prostoru (cca20°C, 55±5%)⇒ nulto očitavanje 72 ±0,5h⇒ mjerenja nakon 4, 7, 14, 21 i 28 dana Mjerenje skupljanja cementa

Vrijednosti skupljanja u mm/m1 pri starosti uzoraka u danima 2 5 7 14 28 90 180 360 1080

Cementni kamen 0,25 0,60 0,80 1,10 1,30 1,70 1,80 1,85 1,90 Cementni malter 0,12 0,30 0,35 0,50 0,65 0,70 0,76 0,80 0,85


Skupljanje cementa:ZAŠTO SE ISPITUJE?- Skupljanje cementnog maltera ispituje se

kao indikacija skupljanja betona. - POSTUPAK ISPITIVANJA: - GRAFF-KAUFFMANN-ov uređaj Normativ: JUS B.C8.029


Tečenje cementa: ⇒ linearno tečenje (opterećenja cca fp/3)⇒ Ukupna deformacija se sastoji iz:a) deformacije skupljanjab) trenutne (elastične) deformacijec) deformacije tečenja⇒ koeficijent tečenja

),()()()()()(

111

1

ttttttttttt

tečels

s

εεεεεε

++=>=<

)()(

),()(

),(),( i

i

iteč

iel

iteči tE

ttt

ttt

tt ⋅==σ

εεε

ϕ

Principi čuvanja cementa na gradilištu

⇒ Prostorija u kojoj se lageruje cement treba da je odignuta 50 cm iznad tla

⇒ U prostoriji treba izbjegavati pojavu propuha⇒ Visina slaganja cementnih vreća je 150 cm – unakrsno⇒ Korištenje cementa mora ići po datumima⇒ Prostorija u kojoj je uskladišten cement ne smije biti

vlažna, tj. mora se održavati određeni stepen vlažnosti.

Slijedeće predavanje:

KOMONENTE BETONA: AGREGAT, VODA I ADITIVI

Documents

Komponente betona: Cement - GF:UNMO:BAgf.unmo.ba/resources/1/Downloads/Osnove tehnologije betona... · ⇒ Dvije etape hidratacije: ... CaO i MgO - Izazivaju nepostojanost volumena