1

PREDMET:

OSNOVE TEHNOLOGIJE BETONA

2

Odgovori na pitanja iz OSNOVE TEHNOLOGIJE BETONA

1. Agregat kao komponenta betona : prednosti i mane prirodnog (riječnog), odnosno vještačkog (drobljenog) agregata, prema njihovim osnovnim osobinama.

a) Šta spada u prirodni agregat i koje su njihove osobine?

- Drobina: raspadnuti stijenski materijal sa nezaobljenim i uglastim zrnima homogenog

sastava, povećane mehaničke karakteristike - Šljunak: nevezani sediment sa manje ili više zaobljenim zrnima heterogenog

sastava, krupnoće od 4 do125 mm - Pijesak: stepen usitnjenosti znatno veći, zrna krupnoće do 4mm - Standardni pijesak: 96% SiO2 i 0,5% muljevitih sastojaka: -fina frakcija 0,09/0,5 mm 33% -srednja frakcija 0,5-1,0 mm 34% -krupna frakcija 1,0-2,0 mm 33%

b) Šta spada u vještački agregat i koje su njihove osobine

- Loţišna zgura (ostatak sagorijevanja uglja ili koksa): materijal za nasipanje, za izradu šljako betona ili šljako blokova za zidanje

- Leteći (elektrofiltarski) pepeo (ostatak na elektofilterima, nastaje sagorijevanjem uglja u termoelektranama); koristi se za izradu različitih elementa za zidanje, slojeva stabilizacije na putevima i sl.

- Kristalna zgura visokih peći ( nastaje sporim hlaĎenjem rastopljene zgure visokih peći) i koristi se za spravljanje maltera i betona, nasipanje podloga na putevima,

izrada zastora kod ţeljeznica i sl. - Granulisana zgura (naglim hlaĎenjem potapanjem u vodu troske visokih peći),

dodatak cementima, slična po sastavu klinker portland cementu - Pjenušava zgura (naglim hlaĎenjem mlazovima vode rastopljene zgure); materijal

pogodan za toplotnu i zvučnu izolaciju

c) Koje se vrste specijalno prozvedenih agregata koriste kod maltera i betona?

- Ekspandirana glina – keramzit (dobija se posebnim postupkom pečenja glinenog tijesta): koristi se kao agregat za lake betone

- Ekspandirani perlit (perlit-kamen silikatnog sastava koji nastaje prilikom vulkanskih erupcija. Ako se ovaj kameni material izloţi temperaturama od 700 do 1200ºC, onda se dobija porozan agregat u vidu pijeska):Ima malu toplotnu provodljivost. Koristi se izradu maltera za termoizolacione slojeve

- Ekspandirani vermikulit (vermikulit-stijena alumasilikat magnezija. Ako se izloţi kratkotrajno 3 do 5 min temperaturama od 800 do 1000ºC, materijal će ekspandirati): Od njega se pripremaju malteri i betoni visokih termoizolacionih osobina

3

2. Definisanje maksimalnih zrna agregata Dmax i nominalno najkrupnijeg zrna agregata u mješavini D.

Nominalno najkrupnije zrno je zrno koje predstavlja gornje granično zrno kojim je definisana najkrupnija frakcija agregata. (Ako je najkrupnija frakcija 16/32, nominalno najkrupnije zrno je D=31.5 mm) Stvarno najkrupnije zrno moţe se usvojiti prema velicini otvora na sledecem situ iza gornje granice deklarisane vrednosti za najkrupniju frakciju. (Ako je frakcija 16/32, moze se usvojiti da je Dmax=45 mm)

3. Fizička svojstva agregata kao komponente betona i uslovi domaćih propisa,

odnosno standarda u vezi s tim svojstvima.

a) Šta spada u fizička svojstva agregata?

- Zapreminska masa - Upijanje vode i vlaţnost - Drobljivost - Habanje

b) Koji su uslovi standarda prema datim svojstvima?

- Za spravljanje betona se upotrebljava agregat koji ispunjava uslove kvaliteta prema

propisima o standardima (JUS BB3.100 i JUS B.B2010) - Projektom betona se moţe predvidjeti upotreba agregata koji mora da is punjava i

posebne uslove - Prirodni, neseparisani agregat se moţe upotrijebiti samo za nearmirani beton, do

najviše MB 15 za ispune, i sl. - Granulometrijski sastav mješavine agregata mora biti takav da osigurava dovoljnu

obradljivost i zbijenost betona - Granulometrijski sastav agregata moţe se odabrati prema JUS U.M1.057 i

upotrijebiti za beton kategorije B.I. bez prethodnih ispitivanja, s tim da najkrupnija frakcija agregata bude veličine od 16 – 32 mm

- Veličina najvećeg zrna ne smije biti većaod jedne četvrtine najmanje dimenzije presjeka betonskog elementa (kod ploča – od jedne trećine debljine ploče), niti veća od 1,25 najmanje čistog horizontalnog razmaka profila armature

4. Značaj granulometrijskog sastava agregata i njegov neposredni i posredni uticaj na svojstva svježeg i očvrslog betona.

Agregat koji se koristi za pripremu betonske mješavine mora po granulometrijskom sastavu da bude takav da osigura pstizanje odreĎenih svojstava očvrslog betona, ali i da obezbijedi povoljnu ugradljivost i obradljivost betonske smješe. Ugradljivost i obradljivost betonske smješe zavisi od pokretljivosti zrna agregata kojom se obezbjeĎuje njegovo pakovanje, pri čemu ova pokretljivost zavisi kako od oblika i stanja

4

površine zrna garegata, tako i od stepena „podmazanosti“ zrna, odnosno od količine cementne kaše. Apsorpciona sposobnost agregata se povećava sa njegovom ukupnom površinom, pa zato što je agregat sitniji, betonska smješa zahtijeva veću količinu vode

5. Cement kao komponenta betona:vrste i klase cementa, prema važećem standardu

Glavni tipovi

Označavanje 27 proizvoda (tipovi običnih cemenata)

Sastav (maseni procenti a )

Glavni sastojci

Spore

dni d

od

atn

i sasto

jci Klinker

K

Troska visoke peći

S

Silikatna čaĎ

Db

Pucolani Leteći pepeo

Ţareni škriljac

T

Krečnjak

prirodni

P

prirodni kalcinirani

Q

silikatni

V

kalcijski

W

L

LL

CEM I Portland cement CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

CEM II

Portland cement

sa troskom

CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

Portland cement sa silikatnom

čaĎi

CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

Portland- pucolanski cement

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

Portland cement

sa letećim pepelom

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland cement sa ţarenim škriljcom

CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

Portland cement sa krečnjakom

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland- kompozitni

cement c

CEM II/A-M

80-94 ←------------------------------------------------6-20------------------------------------------- →

0-5

CEM II/B-M 65-79 ←--------------------------------------------21-35------------------------------------------- → 0-5

CEM

III

Metalurški

cement

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

CEM IV

Pucolanski cement

c

CEM IV/A 65-89 - ←----------------------11-35---------------- → - - - 0-5

CEM IV/B 45-64 - ←----------------------36-55---------------- → - - - 0-5

CEM V

Kompozitni cement

c

CEM V/A 40-64 18-30 - ←---------18-30-------- → - - - - 0-5

CEM V/B 20-38 31-50 - ←---------31-50------- → - - - - 0-5

a Vrijednosti u tabeli odnose se na sumu glavnih i sporednih dodatnih sastojaka b Sadrţaj silikatne čaĎi ograničen je na 10% c U portland –kompozitnim cementima CEM II/A-M i CEM II/B-M, u pucolanskim cementima CEM IV/A i CEM IV/B i u kompozitnim cementima

CEM V/A i CEM V/B glavni sastojci pored klinkera moraju biti deklarisani kod označavanja cementa (za primjer vidjeti tačku 8)

5

6. Osnovna svojstva portland cementa i njihov uticaj na svojstva betona; izbor vrste cementa za beton u odnosu na vrstu konstrukcije u uslove sredine u kojoj se konstrukcija gradi.

a) Šta spada u osnovna svojstva cementa prema standardu?

- Specifična i zapreminska masa - Finoća mliva - Gubitak ţarenjem - Standardna konzistencija - Vrijeme vezivanja - Stalnost zapremine - Čvrstoća cementa

b) Na osnovu kojih kriterija se vrši odabir cementa?

- Čvrstoće (klase) cementa - Toplote hidratacije - Hemijske otpornosti

c) Kako izabrati cement u odnosu na vrstu konstrukcije i uslova sredine?

- Najveći broj objekata - portland cementi sa dodacima (pucolana, zgure i pucolana) - Objekti velikih masa (brane, masivni zidovi i sl.) - cementi niske toplotne hidratacije i

niţih klasa (klase 25 i 35) - Objekti izloţeni djelovanju agresivnih tečnosti ili gasova cementi otporni na hemijske

agense (cementi sa većim procentom dodatka zgure ili/i pucolana, aluminatni cementi, sulfatno otporni i dr.)

7. Sulfatnootporni cementi na bazi portland-cementnog klinkera; koje vrste

cemenata treba primjenjivati u uslovima istovremene sulfatne i kloridne agresije i odgovarajuća objašnjenja u vezi s tim.

U slučaju betonskih konstrukcija koje će tokom eksploatacije biti izloţene djelovanju agresivnih tečnosti ili gasova, betonske mješavine se moraju spravljati sa cementima koji su otporni na date hemijske agense. U zavisnosti od karaktera i intenziteta agresije biraju se cementi sa većim procentom dodatka troske visoke peći ili pucolana, zatim metalurški ili pucolanski cementi, aluminatni cementi, kao i specijalni cementi sa visokom otpornošću na djelovanje odreĎenih hemijskih uticaja (sulfatnootporni portland cement, supersulfatni cement, idr.). Kao minimalna količina cementa za konstrukcije od armiranog betona najčešće se uzima količina od 250 kg/m3 ugraĎenog betona. Pri čemu ako se radi o konstrukcijama koje su izloţene atmosferskim uticajima, treba eksperimentalno dokazati da je beton izraĎen sa tom količinom cementa vodonepropustljiv i otporan na dejstvo mraza. Ukoliko je beton izloţen djelovanju agresivne sredine, onda količina cementa koja se upotrebljava ne smije da bude manja od 350 kg/m3

6

8. Osnovna jedinjenja i osnovni vještački minerali portland cementnog klinkera; doprinos pojedinih minerala osnovnim svojstvima cemenata.

Osnovna jedinjenja u cementu su: CaO (vezan), SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO (slobodni) i alkalije (Na2O i K2O). MgO i CaO izazivaju nepostojanost zapremine, tj. širenje cementa ukoliko se radi o njihovim kristalnim oblicima, dok alkalije utiču na povećanje čvrstoće u toku prva 3 dana, a u periodu nakon 28 dana utiču na usporavanje čvrstoća. Minerali portland cementnog klinkera su:

- C3S (trikalcijev silikat – alit koji doprinosi ranoj čvrstoći i ima veliku toplotu hidratacije) - C2S (dikalcijev silikat - belit koji doprinosi kasnoj čvrstoći i ima malu toplotu

hidratacije) - C3A (trikalcijev aluminat koji uzrokuje sulfatnu koroziju cementa ukoliko se radi o

količinama većim od 5 %) - C4AF (tetrakalcijev alumoferit koji popunjava prostor izmeĎu kristala alita ali mu se

ne pripisuje veliki udio u povećanju čvrstoće)

9. Aditivi kao komponente betona:vrste aditiva i uslovi njihove primjene.

Aditivi su hemijski proizvodi koji svojim fizičkim, hemijskim ili kombinovanim djelovanjem utiču na odreĎena svojstva svjeţeg ili očvrslog betona. Oni se dijele na:

- Plastifikatori i superplastifikatori - Aeranti - Akceleratori - Retarderi - Zaptivači - Antifrizi

10. Aditivi kao komponente betona: aditivi plastifikatori, odnosno superplastifikatori

a) Plastifikatori - poboljšavaju ugradljivost i obradljivost - smanjuju količinu vode od 10% do 15% - fino dispergovani materijali: bentonit, elektrofilterski pepeo, pucolani i dr. - doziraju se u količini od 0,2 do 3% u odnosu na masu cementa

b) Superplastifikatori - smanjuju količinu vode preko 30% - vodeni rastvori sulfonovanog melamin formaldehida,sulfonovanog naftalin formaldehida ili modifikovanog lignosulfonata - specifične mase od 1100-1200kg/m3

7

11. Aditivi kao komponente betona: aeranti (uvlačivači vazduha).

Aeranti (uvlačivači vazduha) utiču na: - povećavanje otpornosti na dejstvo mraza - formiraju mjehuriće vazduha od 0,01 do 0,3mm, koje smanjuju kapilarno upijanje vode, dobija se prostor za širenje leda - doziraju se u količini od 0,5-1%u odnosu na masu cementa - koriste se kod betonskih kolovoza, aerodromskih pista, kanala i sl. - kombinovano dejstvo mraza i soli

12. Aditivi kao komponente betona: aditivi za betoniranje po hladnom vremenu

U ovu vrstu aditiva spadaju Akceleratori (ubrzivači) i antifrizi.

a) Akceleratori - betoniranje po hladnom vremenu, brzi prirast čvrstoće, hitne intervencije i sl. - alkalni silikati i aluminati (od 0,1%), kalcijum hlorid CaCl2(od 0,2 do 2%), natrijum hlorid, natrijum sulfat, natrijum nitrat (od 2-5%)

b) Antifrizi - sniţavaju tačku smrzavanja vode - betoniranje na niskim temperaturama (<0ºC) - kalcijum hlorid, natrijum nitrat, natrijum hlorid (kuhinjska so) i dr. - kod nearmiranih konstrukcija dodaju se i do 10%, a kod armiranih je strogo ograničeno 13. Aditivi kao komponente betona aditivi za betoniranje po toplom vremenu.

U ovu vrstu aditiva spadaju Retarderi (usporivači) - betoniranje na visokim temperaturama, transportovanje na veće udaljenosti, betoniranje bez prekida i sl.

- sadra CaSO4⋅H2O, dekstrin, razne vrste šećera(glukoza, saharoza), glicerin, oksidi cinka i olova - dodaju se u količini od 0,1%

8

Svojstva svježeg betona

14. Struktura svježeg betona

Šta spada u osnovnu strukturu svjeţeg betona? struktura I:

- velika količina cementne paste, ima veliku fluidnost, izuzetna ugradljivost i obradljivost

- reološka svojstva kao kod viskoznih tečnosti struktura II:

- cementna pasta ispunjava prostore izmeĎu zrna agregata, efekat trenja, lošija ugradljivost i obradljivost (različiti postupci zbijanja)

- struktuirana tečnost – kohezivnost zrna agregata struktura III:

- mala količina cementne paste, fluidnost zanemarljiva, naročiti tehnološki postupci - reološka svojstva - uticaj tzv. suhog trenja

15. Reološka svojstva svježeg betona: reološki model, viskozimetri

a) Koja je osnovna karakteristika betonske smješe u reološkom smislu? Osnovna karakteristika betonske smješe u reološkom smislu elasto-plastično-viskoznog sistema je pojava tečenja do koga dolazi tek kada se dostigne granično smičuće naprezanje.

b) Kako glasi Bingamov izraz koji prestavlja izraz reološkog ponašanja svjeţeg betona?

smičuće naprezanje granično smičuće naprezanje

koeficijent viskoznosti

- brzina smicanja

c) Šta su viskozimetri i kakvi mogu biti?

Za odreĎivanje reoloških svojstava svjeţeg betona koriste se različiti aparati tipa viskozimetara. Ovi viskozimetri mogu da budu: - Viskozimetri na principu mjerenja vremena isticanja svjeţeg betona kroz otvor odreĎene veličine (koristi se samo za tečnije mješavine). - Viskozimetri na principu mjerenja dubine prodiranja u masu konusa ili nekog drugog tijela �(uglavnom za tečnije betone). - UreĎaji (statički ili vibracioni) na principu mjerenja vremena ili brzine tonjenja u beton kugle odreĎenog prečnika i mase.

9

- Viskozimetri na principu mjerenja sile potrebne za izvlačenje iz mase betona skupa pločica, �tapova ili cilindara. - Viskozimetri na principu mjerenja brzine rotacije koaksijalnih (koncentričnih) cilindara uronjenih u masu sjeţeg betona. 16. Faktori koji utiču na reološka svojstva svježeg betona

- Stepen zbijenosti svjeţeg betona - Kvalitetno ugraĎivanje, transport i završna obrada - Vremena podvrgavanja mehaničkim uticajima

17. Tehnološka svojstva svježeg betona

Šta spada u tehnološka svojstva svjeţeg betona?

- Ugradljivost - Obradljivost - Homogenost - Kohezija

18. Reološka i tehnološka svojstva tzv. "samozbijajućih betona“ (SCC betona)

- vrlo visoka sposobnost rasprostiranja, čak i kroz prepreke koje predstavljaju gusto rasporeĎene (nagomilane) šipke armature

- tiksotropnost (Sposobnost svjeţeg betona, kao i svih strukturiranih sistema, da pod uticajem mehaničkih dejstava mijenja svoja reološka svojstva i da se po prekidu ovih dejstava ponovo vrati u preĎašnje stanje u pogledu strukturne čvrstoće i viskoznosti

- otpornost prema spoljnoj segragaciji: izdvajanje krupnog agregata i izdvajanje vode - otpornost prema internoj segragaciji: ravnomjerna distribucija komponenata za

vreme unošenja u oplatu - otpornost na segregaciju pri rasprostiranju: nema meĎusobnog "uklještavanja" zrna

agregata i "sudaranja" sa šipkama armature i oplatom. 19. Ispitivanje reološko-tehnoloških svojstava „samozbijajućih betona“ (SCC betona)

SCC u suštini predstavlja Bingham-ov materijal sa pseudo-plastičnim ponašanjem, što znači

da njegova plastična viskoznost nije konstantna veličina, već se mijenja u zavisnosti od veličine smičućeg naprezanja. Vrednost plastične viskoznosti je niska (η1) pri niskim vrednostima smičućih napona, a u isto vrijeme je visoka (η2), kada su visoka i smičuća naprezanja . Sa porastom vrijednosti η1 raste i otpornost prema segregaciji, dok sa smanjenjem vrednosti η2 raste sposobnost rasprostiranja. Za SCC vaţe sljedeće konstatacije:

- Radi povećanja otpornosti prema segregaciji pri rasprostiranju, parametar η1, koji je po svojoj prirodi nizak, treba povećati

- Radi dostizanja bolje sposobnosti rasprostiranja, čak i pri tako niskim smičućim naprezanjima, kakva su ona koja proizvodi samo sopstvena teţina, bez ikakvih spoljnih uticaja, parametar η2, koji je po prirodi visok, potrebno je smanjiti.

10

20. Uticaj pojedinih faktora na tehnologičnost svježeg betona

Koji faktori utiču na tehnologičnost svjeţeg betona?

- Konzistencija - Homogenost - Ugradljivost (kompatibilnost) - Povezanost (kohezivnost) - Segregacija - Izdvajanje vode - Završna obradljivost površine svjeţeg betona

21. OdreĎivanje vremena vezivanja (vremena obradljivosti) betonskih mješavina putem mjerenja otpora utiskivanja igle.

Ova metoda je propisana standardom JUS U.M1.019 a zasniva se utiskivanju igala (poprečnog presjeka od 645 mm2 do 16 mm2) u izdvojeni malter (sita otvora 5 mm) do dubine 25 mm

- vrijeme početka vezivanja: otpor od 3,5 MPa - vrijeme kraja vezivanja: otpor od 28 MPa

22. Pritisci svježeg betona na oplatu.

Ovi pritisci su propisani standardom JUS U.C9.400., a zavise od sljedećih faktora:

- konzistencije, odnosno reoloških svojstava svjeţeg betona - karakteristike same oplate - visine elementa koji se betonira - brzine punjenja oplate svjeţim betonom

11

- zona visine h1: beton svjeţ i osjećaju se uticaji sredstava za ugradnju - zona visine h2: beton svjeţ, na početku vezivanja i ne osjećaju se uticaji sredstava

za ugradnju - zona visine h3: otpočeo proces vezivanja i očvršćavanja betona

23. Temperatura svježeg betona: osnovna i izvedena jednačina, primjer za zadatu jednačinu betona.

Temperatura svjeţeg betona mijenja se tokom vremena i zavisi od većeg broja uticajnih parametara: ● Početne temperature mješavine (na izlasku iz mješalice), ● Temperature sredine, ● Toplote hidratacije cementa, ● Razmjene toplote sa okolinom i dr. Početna temperatura se računa kao:

Tb0 =

Sa,Sc,Sv – specifični toplotni kapaciteti Ta,Tc,Tv – početne temperature ma, mc, mv – mase agregata, cementa i vode u 1m3 Sa ≈ Sc ≈ 0,84 J/g∙°C Sv ≈ 4,2 J/g∙°C

12

Fizičko-mehanička svojstva očvrslog betona

24. Struktura očvrsloga betona: mikro i makro struktura

a) Koja su dva osnovna strukturalna elementa koja se javljaju u betonu?

- Agregat - Cementni kamen

b) Šta podrazumijeva mikrostruktura betona?

Mikrostruktura betona podrazumijeva definisanje unutrašnje strukture agregata i cementnog kamena a to podrazumijeva njihovu poroznost. 25. Osnovni zakoni čvrstoće betona

Koje se formule primjenjuju kod definisanja čvrstoće betona?

a) Formula Beljajeva

fk,28 =

fpc – čvrstoća pri pritisku korištenog cementa k – parametar koji zavisiod vrste primijenjenog agregata (za riječni šljunak k= 4, a za drobljeni kamen k=3,5)

b) Formula Feera

fk,28 =

ɣsc – specifična masa korištenog cementa ɣsv – specifična masa vode k – parametar koji zavisi od klase korištenog cementa i koji ima sljedeće vrijednosti:

- Klasa 25; k = 180 MPa - Klasa 35; k = 250 MPa - Klasa 45; k = 320 MPa - Klasa 55; k = 390 MPa

c) Formula Bolomeja

fk,28 = A fpc

13

fp,c – čvrstoća pri pritisku korištenog cementa A – koeficijent čija se vrijednost kreće od 0,55 do 0,65

d) Ukoliko se fk,28 izrazi u funkciji odnosa mc/mv ( , onda se moţe koristiti formula

Skramtajeva:

Za

fk,28 = A1 ∙ fpc (

– 0,5)

Za

fk,28 = A2 ∙ fpc (

+ 0,5)

Kvalitet cementa i agregata A1 A2

Visok 0,65 0,43

Normalan 0,60 0,40

Nizak 0,55 0,37

26. Mehanizam loma betona

Kakva je razlika izmeĎu sile loma kod kocke i Sile loma kod prizme? Kod kocke izloţene silama pritiska uticaj trenja je izraţen cijelom njenom visinom, čime su poprečne deformacije u velikoj mjeri spriječene (utegnuta je po cijeloj svojoj visini), dok se kod prizme, taj uticaj osjeća samo u dijelovima prizme u blizini ploča kojima je opterećena, poprečne deformacije u srednjem dijelu se slobodno odvijaju. Krajnji rezultat je da se ispitivanjem betonske prizme dobija osjetno niţa čvrstoča nego kod kocke od istog betona istih dimenzija u osnovi. 27. Čvrstoća betona pri pritisku: značaj za primjenu betona, osnovni faktori uticaja

a) Kako se definiše čvrstoća betona pri pritisku?

Čvrstoća betona pri pritisku se definiše kao prosječan napon u uzorku izloţen aksijalnom pritisku pri sili loma, a za slučaj odreĎene starosti betona.

b) Koji su osnovni faktori uticaja na čvrstoću?

- Oblik i veličina uzorka - Brzina nanošenja opterećenja - Klasa i količina cementa koji se koristi - Postupak ugraĎivanja betona - Agregat - Nominalno najkrupnije zrno agregata - Temperatura

14

28. Uticaj temperature na rast čvrstoće

Proces hidratacije cementa na povišenim temperaturama značajno se ubrzava, pa je čvrstoća betona pri pritisku i funkcija temperature betona. Ispitivanja su pokazala da se hidratacija veoma usporava pri temperaturama sredine niţim od 5°C, a pri temperaturi od -10°C ona praktično prestaje, dok pri temperaturama iznad 30°C ona se značajno ubrzava. Imajući ovo u vidu, moţe se zaključiti da se sa povećanjem temperature njegovanja dobijaju kako betoni sa brţim prirastajem čvrstoće tako i betoni sa većim 28-dnevnim i konačnim čvrstoćama. Ipak, taj stav se ne moţe prihvatiti kao pravilo jer ispitivanja pokazuju da se zagrijavanjem betona dobijaju visoke rane čvrstoće ali kasnije čvrstoće mogu da budu čak i niţe od onih koje bi se dobile na normalnim temperaturama. 29. Marka betona i njeno dokazivanje; klase betona (C), prema važećem standardu Marka betona MB je nominalna (uslovna) čvrstoća betona pri pritisku izraţena u MPa, koja se dobija ispitivanjem betonskih kocki ivica 20x20x20 cm na 28 dana, a koja se zasniva na karakterističnoj čvrstoći pri fraktilu p=10%. Za konstrukcije i elemente u oblasti betonskih i armiranobetonskih konstrukcija koriste se marke betona MB 10, MB 15, MB 20, MB 25, MB 30, MB 35, MB 40, MB 45, MB 50, MB 55 i MB 60. Najniţa marka betona za izradu armiranobetonskih elemenata i konstrukcija je MB 15. 30. Koncept zrelosti betona:funkcija zrelosti

Zrelost betona predstavlja zajednicku funkciju vremena i temperature njegovanja. Definiše se kao proizvod vremena i temperature i sluţi za odreĎivanje čvrstoće betona pri pritisku. Na primjer: čvrstoća betona poslije 3 dana, njegovanog na 10°C jednaka je čvrstoći betona poslije 2 dana njegovanog na 20°C. Koncept zrelosti betona primjenljiv je do temperature od 30°C ili za više temperatura za starosti betona do 7 dana. Zrelost betona se izraţava u obliku:

M = (T – T0) * tr,

T – konstantna temperatura njegovanja, T0 – minimalna temperatura na kojoj se moţe odvijati hidratacija cementa (obično iznosi -10°C) tr – duţina trajanja njegovanja u danima ili časovima. MeĎutim, ako je temperatura njegovanja promjenljiva tokom vremena, izraz glasi:

vrijeme negovanja tr je izdijeljeno na (r-1) intervala, Δtj, a Tj je srednja temperatura u intervalu Δtj.

15

31. Čvrstoća betona pri zatezanju: veličina, metode ispitivanja

a) Koji su postupci ispitivanja čvrstoće pri zatezanju?

- Ispitivanje direktnim aksijalnim zatezanjem - Ispitivanje cijepanjem putem linijskog pritiska - Ispitivanje savijanjem

b) Kakav je odnos čvrstoće pri zatezanju i čvrstoće pri pritisku?

Čvrstoća betona pri zatezanju višestruko je niţa od čvrstoće pri pritisku: k = fbz /fbp 32. Vodonepropustljivost betona

Vodonepropustljivost (VDP) betona spada u grupu svojstava bitnih za trajnost betonskih konstrukcija. Analizom elemenata strukture betona sa aspekta VDP zaključeno je da se agregat smatra vodonepropustljivim, takoĎe kontaktna zona, agregat – cementni kamen ne utiče u značajnijoj mjeri na VDP. Dakle, cementni kamen je kapilarno porozan materijal i od veličine kapilarne poroznosti cementnog kamena zavisi i VDP betona. VDP betona zavisi od stepena hidratacije cementa odnosno od starosti betona, od poroznosti cementnog kamena i od strukture pora, tačnije od odnosa otvorenih i zatvorenih pora. Na povećanje VDP betona moţe se uticati smanjenjem vodocementnog faktora odnosno primjenom plastifikatora i superplastifikatora. TakoĎe, od značaja za VDP je i efikasnost ugraĎivanja koja doprinosi smanjenju dodatne poroznosti. Primjena hemijskih dodataka – zaptivača takoĎe moţe omogućiti bolju VDP betona. Vodonepropustljivost betona često se cijeni na osnovu koeficijenta filtracije kf koji je definisan izrazom

kf =

(m/h)

kf - količina vode u m3 koja proĎe kroz element debljine a = 1,0 m, površine S = 1,0 m2, pri razlici hidrostatičkog pritiska na dvjema graničnim površinama od Δp = 1,0 m vodenog stuba, a za vreme t = 1,0 s. 33. Otpornost betona prema dejstvu mraza:mehanizam razaranja betona usljed dejstva mraza, faktori uticaja na otpornost betona, mjere za povećanje otpornosti betona prema mrazu. Otpornost da dejstvo mraza podrazumijeva sposobnost betona da u stanju zasićenosti vodom podnese višekratno smrzavanje i odmrzavanje. Osnovni razlozi koji dovode do destrukcije betona su:

- povećanje zapremine (led ima 9% veću zapreminu od vode), - različiti koeficijent termičkog širenja cementnog kamena, agregata i armature, - hidrostatički pritisak, - osmotski pritisak.

16

Otpornost betona na dejstvo mraza zavisi od različitih faktora kao što su: stepen hidratacije cementa odnosno starost betona, vodocemetnog faktora, strukture pora i veličine pora. Na povećanje otpornosti betona na mraz moţe se uticati primjenom hemijskih dodataka – aeranata, zatim smanjenjem vodocementnog faktora (primjenom plastifikatora i superplastifikatora), kao i efikasnim ugraĎivanjem koje doprinosi smanjenju dodatne poroznosti. Za ispitivanje otpornosti betona prema dejstvu mraza primjenjuje se postupak naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja uzoraka zasićenih vodom. Najčesće se uzima da čvrstoća betona pri pritisku ne smije da se smanji više od 25 – 30%. Pri ovome se često propisuje i da gubitak mase uzoraka ne smije da bude veći od 5%. Prema standardu postoje sljedeće marke betona u odnosu na otpornost prema dejstvu mraza: M-50, M-100, M-150 i M-200, gde brojevi u okviru ovih simbola predstavljaju broj ciklusa smrzavanje – odmrzavanje koji je beton izdrţao bez većih oštećenja. Otpornost betona na dejstvo mraza se zahtijeva čak i u slučajevima kada u eksploataciji nije direktno izloţen ovoj vrsti agresija zbog obezbjeĎenja trajnosti. Trajnost betona će u opštem slučaju biti zadovoljena ako beton ima marku otpornosti na dejstvo mraza min M-100 a za mostovske konstrukcije min M-150. 34. Otpornost betona prema dejstvu mraza i soli.

Pored ispitivanja betona na dejstvo mraza često se nameće i potreba ispitivanja betona izloţenog istovremeno i uticaju soli za odmrazanje jer je praksa pokazala da otpornost betona na dejstvo mraza ne podrazumijeva i njegovu otpornost na kombinovano dejstvo mraza i soli. Kod ovakvih ispitivanja najčešće se primjenjuje postupak u okviru koga se u procesu smrzavanja i odmrzavanja površina uzorka, prema standardu, na tačno definisan način, podvrgava djelovanju 3%-og rastvora NaCl. Nakon toga, uzorak se podvrgava temperaturi od oko -20°C u trajanju 16 – 18 h, pa 6 – 8 h na sobnoj temperaturi. Poslije 25 ovakvih ciklusa mjeri se gubitak mase uzorka, a takoĎe se registruje dubina i površina ljustenja betona koja je bila pod uticajem rastvora soli. 35. Otpornost betona prema hemijskim uticajima U najvećoj mjeri zavisi od hemijske otpornosti upotrebljenog cementa i ostvarene kompaktnosti betona. To znači da treba dobiti cementni kamen sa minimalnom poroznošću, a to se moţe postići primjenom dovoljno niskih vodocementnih faktora Što niţi vodocementni faktori, uz uslov da agregat i voda ne sadrţe više od maksimalno dozvoljenih procenata hlorida (agregat: 0,10% za armirane, odnosno 0,02% za prethodno napregnute konstrukcije; voda: 0,03% za armirane, odnosno 0,01% za prethodno napregnute konstrukcije), garantuje i dobru otpornost konstrukcija na hemijske uticaje Pri istovremenom djelovanju sulfata i hlorida (morska voda), umesto sulfatno otpornih PC (C3A ≤ 3,5%), prednost treba dati cementima sa umjerenim sadrţajem C3A (8-10%), pošto višak ovog vještačkog minerala, koji nije reagovao sa SO3, ima sposobnost vezivanja slobodnih hlorida.

17

36. Radni (σ-ε) dijagram betona: veza sa radnim dijagramima za agregat i cementni kamen, modul elastičnosti i njegovo odreĎivanje. Radni (σ – ε) dijagram koji daje zavisnost izmeĎu napona i deformacija betona u slučajevima djelovanja kratkotrajnih opterećenja dobija se ispitivanjem uzoraka prizmatičnog ili cilindričnog oblika. Tokom ovih ispitivanja mjere se naprezanja i odgovarajuće dilatacije.

Kriva “1” u opštem slučaju odgovara betonima većih čvrstoća, ali se takva kriva dobija i kod svih betona ako se pri ispitivanju koristi reţim diktiranog povećanja napona. Kriva “2” predstavlja betone manjih čvrstoća, ali se i ovaj oblik krive moţe dobiti reţimom diktiranog povećanja napona. Analizom krivih dolazi se do zaključka da se pri jednokratnom izlaganju uzorka kratkotrajnom opterećenju na pritisak dobija deformacija koja se sastoji iz elastičnog i plastičnog dijela. Naime, pri opterećenju uzorak se ponaša saglasno krivoj OA, a pri rasterećenju saglasno krivoj AD tako da po rasterećenju uvek ostaje odreĎena trajna (plastična, zaostala) deformacija ε3. Veličina ove deformacije zavisi kako od brzine opterećivanja tako i od brzine rasterećivanja. OdreĎivanje modula elastičnosti betona vrsi se na prizmatičnim ili cilindričnim uzorcima sa odnosima poduţnih i poprečnih dimenzija većim od 2.

18

Kod rješavanja praktičnih problema, za odreĎivanje modula elastičnosti moţe se koristiti i empirijska zavisnost data prema Pravilniku BAB 87

37. Poasonov koeficijent kod betona.

Šta predstavlja Poasonov koeficijent? Poasonov koeficijent predstavlja odnos poprečnih i poduţnih dilatacija uzoraka iskazan u vidu apsolutnih vrijednosti i on se izraţava kao:

U najvećem broju slučajeva neposredno pred lomom se registruju vrijednosti = 0,4 – 0,5 Reološka svojstva očvrslog betona 38. Skupljanje betona: ukupne deformacije skupljanja, definicija, veličina, faktori uticaja i ispitivanje skupljanja betona.

a) Šta je skupljanje betona?

19

Pod skupljanjem betona se podrazumijevaju vremenske deformacije koje se ispoljavaju u vidu smanjivanja dimenzija neopterećenih betonskih elemenata u toku vremena, pribliţno proporcionalno u svim pravcima.

b) Od čega se sastoji ukupna deformacija skupljanja?

- Skupljanje usljed kontrakcije produkata hidratacije (hidrataciono skupljanje) - Skupljanje usljed isparavanja vode tokom perioda vezivanja cementa (plastično

skupljanje) - Skupljanje nakon završetka procesa vezivanja cementa (hidraulično skupljanje)

c) Od čega zavisi deformacija skupljanja Skupljanje betona zavisi od temperature i relativne vlaţnosti sredina, od dimenzija betonskog elementa, od vrste i količine cementa, od vodocementnog faktora, granulometrijskog sastava agregata, načina ugraĎivanja i njege betona i od starosti betona. Skupljanje je veće pri višim temperaturama i pri manjoj relativnoj vlaţnosti vazduha. TakoĎe, veće je kod elemenata manjih dimenzija i kod betona spravljenih sa cementima sa dodacima i sa većom količinom cementa. Granulometrijski sastav koji omogućava izradu betona optimalne kompaktnosti uz koristenje umjerenih količina cementa, obezbjeĎuje manje vrijednosti skupljanja. Veće količine vode doprinose većim vrijednostima hidrauličkog skupljanja. Način ugraĎivanja je značajan jer se efikasnim ugraĎivanjem utiče na smanjenje skupljanja. Njega betona koja podrazumijeva vlaţenje betona u prvim danima nakon ugraĎivanja, takoĎe smanjuje vrijednosti skupljanja.

d) Kako se ispituje skupljanje betona? U najvećem broju slučajeva mjere se skupljanja očvrslog betona, odnosno ona skupljanja koja mogu biti od značaja za naponska i deformaciona stanja konstrukcija pa tako vrijednosti koje se dobijaju ispitivanjima predstavljaju zbir hidratacionog i hidrauličkog skupljanja. Prema JUS standardu skupljanje betona se ispituje na prizmatičnim ili cilindričnim uzorcima kod kojih je zadovoljen odnos 2 ≤ ha ≤ 4. Poprečna dimenzija a mora da bude takva da je njena veličina jednaka najmanje četvorostrukoj vrijednosti nominalno najkrupnijeg zrna agregata u betonu. Uzorci, najmanje 3 komada, čuvaju se u kalupima u vlaţnom prostoru od najmanje 90% relativne vlaţnosti oko 24 h na temperaturi cca 20°C. Zatim se vade iz kalupa i 48 h drţe u pijaćoj vodi temperature oko 20°C. Poslije 72 h od završetka izrade vade se iz vode i izlazu kondicioniranim termohigrometrijskim uslovima: temperatura od 20°C i relativna vlaţnost od 40% (veoma suha sredina), 70% (srednje vlaţna sredina) ili 90% (veoma vlaţna sredina). Prvo mjerenje se vrši 72 h nakon završetka izrade uzoraka, a zatim poslije 4 i 7 dana; nakon ovoga, dalja mjerenja se vrše poslije svakih 7 dana do stabilizacije procesa skupljanja i to najkraće 3 mjeseca. Skupljanje se izraţava u mm/m.

20

39. Tečenje betona: definicija, veličina, način izražavanja, faktori uticaja i ispitivanje tečenja betona.

a) Šta se podrazumijeva pod tečenjem betona? Tečenje betona je proces razvitka deformacija materijala u toku vremena koji se odigrava bez promjene opterećenja, a kod betona se uslovno smatra da nastaje samo djelovanjem dugotrajnih opterecenja.

b) Kako se iskazuje u praksi deformacija tečenja? U praksi se deformacija tečenja najčešće iskazuje putem, tzv. koeficijenata tečenja (t,tk

(t,tk) =

(tk) – trenutna (elastična ) deformacija prourokovana konstantnim opterećenjem

c) Kako se ispituje tečenje betona? Ispitivanje tečenja betona uvijek se vrši primjenom specijalnih uredjaja koji su u stanju da tokom duţeg vremenskog perioda odrţavaju odreĎeni nivo naprezanja. Najrasprostranjeniji su ureĎaji sa moćnim oprugama (na slici, lijevo) ili uredjaji koji rade na principu poluge (na slici, desno).

Ako pretpostavimo da će beton biti izloţen konstantnom naponu beskonačno dugo ili dovoljno dugo, biće moguća dva karakteristična slučaja:

21

- slučaj stabilizacije procesa tečenja – kada deformacije teţe nekoj konačnoj vrijednosti i uzorci ne trpe lom, i

- slučaj kada ne dolazi do stabilizacije procesa, već deformacije tečenja teţe beskonačno velikim vrijednostima, što dovodi do loma uzoraka.

Prvi slučaj odgovara niskim vrijednostima napona, pa se moţe reći da beton ima ovakvo ponašanje u oblasti radnih napona. Drugi slučaj odgovara visokim naponima naprezanja pri čemu je vrlo teško sasvim precizno odrediti granicu koja razdvaja navedene slučajeve. Treba napomenuti da, ako su naprezanja u betonu visoka nakon odreĎenog vremena, a pri odreĎenoj veličini deformacije, doći će do loma. Lom o kome je ovde riječ nastupiće pri naponima koji su ponekad i 20 – 30% ispod čvrstoće koja odgovara djelovanju kratkotrajnih opterećenja, pa se često govori o čvrstoći betona pri djelovanju dugotrajnih opterećenja, tzv. trajnoj čvrstoći betona. 40. Veza izmeĎu napona i deformacija, s obzirom na efekte skupljanja i tečenja: slučaj konstantnog opterećenja u slučaju promjenljivog opterećenja.

- Za slučaj = σ(tk) = const.:⇒ (t,tk) – s(t) =

[1 + (t,tk)]

- Za slučaj diskontinuirane promjene napona

- za slučaj kontinualne promjene napona; algebarska veza izmeĎu napona i definicije

Koeficijent starenja

22

41. Relaksacija napona u betonu: definicija, način ispitivanja

Relaksacija betona, pod kojom se u opštem slučaju podrazumijeva promjena napona u materijalu pri konstantnoj deformaciji, jedan je od nedovoljno ispitanih fenomena betona. Najčesće su ispitivani uzorci oblika nosača sa prepustima, opterećeni koncentrisanim silama na slobodnim krajevima, kako pokazuje slika. Da bi se odrţala konstantna deformacija, odreĎenim intervencijama u toku trajanja opita odnosno promjenom sile P, odrţavan je nepromjenljiv ugib, u. Na ovaj način mjerena je sila P, koja se u toku vremena smanjuje, teţeći nekoj konačnoj vrijednosti. Promjena sila uslovljava i analognu promjenu napona po presjecima, pri čemu su ovi naponi najčesce odreĎivani kod oslonca (presjek B). Shodno svemu navedenom, relaksacija se moţe prikazati u obliku:

r(t) =Δσ(t)/σ0 100=k ΔP(t)/P0 100 %. Velicina k predstavlja koeficijent proporcionalnosti koji je funkcija armature prisutne u elementu koji se ispituje. U slučaju čisto betonskih elemenata k = 1,0, a za armirane elemente k <1,0.

Najveći praktični značaj, logično, ima vrijednost: =

koja, kao i sam tok

funkcije r (t), zavisi od: - Početnog napona σ0 (veće σ0 , veće r (t)), - Starosti betona u vrijeme izlaganja naponun σ0 , (manja starost , veće r (t)), - Temperature T (veće T, veće r (t)), - Sastava betona 42. Reološki modeli očvrslog betona.

23

Trajnost betona i betonskih konstrukcija 43. Koroziona otpornost agregata i cementnog kamena: alkalno-silikatna reakcija, sulfatna korozija, dejstvo mraza i soli.

a) Od čega zavisi koroziona otpornost agregata?

- funkcija genetskog tipa stijenskog masiva:

kamen magmatskog porijekla (granit, sijenit, gabro, bazalt, andezit)

kamen sedimentnog porijekla (krečnjaci, dolomiti, pješčari)

kamen metamorfnog porijekla (kvarcit,mermeri) - aspekt tzv. alkalno-agregatnih reakcija u očvrslom betonu:

alkalno-silikatna

alkalno-karbonatna (dolomitna) reakcija - proces vrlo spor (veći niz godina), manifestuje se u obliku potpunog raspadanja

betona - kod nas nema ovih pojava, koristi se cement sa dodacima (ne “čisti” PC)

b) Koji su osnovni oblici korozije cementnog kamena?

- Rastvaranje i ispiranje kalcijumhidroksida (korozija usljed djelovanja mekih voda) - Obrazovanje lakorastvorljivih jedinjenja pri meĎudejstvu hemijskih agenasa i

cementnog kamena-rastavranje dobijenjih jedinjenja i njihovo ispiranje (kiselinska i magnezitna korozija, korozija usljed djelovanja mineralnih Ďubriva)

- Obrazovanje u porama cementnog kamena takvih jedinjenja koja zauzimaju veći prostor od polaznih supstanci-izaziva pojavu unutrašnjih napona u cementnom

24

kamenu i destrukciju njegove strukture (sulfatna korozija i alkalno-agregatna reakcija)

c) Koji su osnovni oblici korozije betonskih konstrukcija?

- Fizička korozija:

Erozija: površina betona izloţena mehaničkim djelovanjima (na vazduhu ili u vodi)

Kavitacija:površinsko razaranje betona pod uticajem vode

Razaranje pod dejstvom mraza:nekompatibilnost koeficijenata termičke dilatacije cementnog kamena i agregata i smrzavanje vode i ekspanzija leda u kapilarnim porama cementnog kamena

Razaranje pod dejstvom mraza i soli: NaCl (kuhinjska so), CaCl2, tzv. osmotski pritisak

Razaranje pod dejstvom visokih temperatura: do 100°C gubi se slobodna kapilarna voda, do 400°C gubi se fizički vezana voda (apsorbovana)-gelska voda, a preko 400°C gubi se hemijski vezana voda koja ulazi u sastav hidrosilikata, hidroaluminata, hidroferita kalcijuma (osnovnih hemijskih konstituenata cementnog kamena)

- Hemijska korozija - Korozija armature u betonu

d) Kako se izraţava hemijska korozija prema PBAB?

- “slaba” – za elemente u unutrašnjosti objekta koji nisu izloţeni vlazi, atmosferskim i

korozionim uticajima; - “srednja” – za elemente koji su izloţeni vlazi, atmosferskim i korozionim uticajima; - “jaka”za elemente koji su izloţeni jačim korozionim uticajima, tečnim ili gasovitim,

uključujući i neposredan uticaj morske vode i vazduha u blizini mora. 44. Korozija armature u betonu, kao osnovni uticajni faktor destrukcije armiranobetonskih konstrukcija.

a) Šta utiče na koroziju armature u betonu?

- Hemijska i elektrohemijska korozija (proces korozije čelika u betonu) - Alkalnost sredine Ca(OH)2-antikorozivna zaštita čelika u betonu

b) Kakvi oblici korozionih razaranja mogu biti?

- površinska ravnomjerna - površinska neravnomjerna - mjestimična-plitka - mjestimična-duboka - tačkasta - slojevita - selektivna - meĎukristalna - transkristalna

25

45. Fizičko-mehanički i tehnološki faktori trajnosti betona i betonskih konstrukcija

- Zapreminska masa (gustina) - Upijanje vode, F(p) - Vodopropustljivost: koeficijent filtracije kf - Otpornost na dejstvo mraza - Homogenost - Prsline

Ispitivanje betona metodama bez razaranja 46. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – metoda ultrazvuka

a) Šta predstavlja ispitivanje bez razaranja? Skup metoda temeljen na principima fizike sa svrhom utvrĎivanja svojstava materijala ili komponenata sistema te otkrivanja različitih vrsta defekata, a da se pritom ne utiče na funkcionalnost objekta koji se ispituje.

b) Koji je princip ispitivanja metodom ultrazvuka? Metod ispitivanja bez razaranja kod kojeg se zrake zvuka visoke frekvencije emituju u materijal s ciljem otkrivanja površinskih i dubinskih grešaka. Zvučni talasi prodiru u materijal i odbijaju se od prelaznih površina. Stepen refleksije uglavnom zavisi od fizičkog stanja materijala na prelazu, a manje od osobina materijala.

c) Koje su prednosti ispitivanja ovom metodom?

- Jako dobra snaga prodiranja u dubinu materijala (nekoliko metara)

- Visoka osjetljivost na male greške

- Velika preciznost otkrivanja lokacije, veličine, orijentacije, oblika greške

- Dovoljno je da barem jedna površina bude dostupna

- Signal se lako obraĎuje elektronski

- Mogućnost skeniranja po zapremini

- Nema opasnosti po osoblje, opremu i materijale u okolini

- Portabilnost (prenosivost)

- Generiše izlaz koji se lako obraĎuje računarom

d) Koji su nedostaci ove metode?

- Manuelni način rada zahtijeva iskustvo i veliku paţnju

- Za razvoj procedura ispitivanja je potrebno veliko tehničko znanje

- Teško je ispitivati tanke dijelove, nepravilne oblike, hrapave površine

- Teško se otkrivaju defekti koji su neposredno ispod površine

- Potrebni su referentni standardi

26

47. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – metoda rezonantne frekvencije

a) Koji je princip rada ove metode? Ova metoda najviše se primenjuje za odreĎivanje dinamičkog modula elastičnosti ED, ali se isto tako moţe primijeniti i za odreĎivanje čvrstoće fp , zapreminske mase ɣ i dr. U slučaju odreĎivanja dinamičkog modula elastičnosti betona ED, mjeri se najčešće frekvencija longitudinalnih oscilacija prizmatičnih i cilindričnih uzoraka, kada se vrednost ED sračunava iz izraza: ED =4 ∙f 2∙l2∙ ɣ ∙10-6 (u MPa, za f u 1/s, l u m i ɣ u kg/m3 48. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – metoda gama zračenja

a) Princip gama zračenja? Ova ispitivanja zasnivaju se na ozračivanju komada koji se ispituju i registrovanju promjene zračenja na nehomogenim mestima pomoću foto metode. Gama zračenje, suprotno od rentgenskog, nastaje spontanom radijacionom emisijom posebnih materijala: prirodnih (radijum, radon, mezotorijum) ili veštačkih (veštački radioelementi), Ovi elementi emituju gama zrake odredjene i stalne talasne duţine, koji su karakteristični za svaki radioelemenat. Zahvaljujudi maloj talasnoj duţini ( 0,01 do 0,4 nm i uče-talosti 0,25.1018 do 0,60.1018 Hz) radioaktivni - zraci imaju svojstvo da prodiru kroz sve materijale u znatno većoj mjeri od rendgenskih zraka.

b) Koji je nedostatak ove metode? Zbog štetnog jonizujućeg dejstva γ - zraka mora se vršiti potrebna zaštita radnog osoblja. Za razliku od rentgenskog zračenja (gde je opasnost samo u radu) kod γ - defektoskopa ova opasnost je neprekidna, kako u radu tako i van rada, zbog stalnog zračenja izotopa. Stoga se obavezno poštuju propisi o radu sa izotopima, dozvoljenim dozama ozračenja osoblja, kao i njihovom skladištenju. 49. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – metoda mjerenja površinske tvrdoće

a) Šta se postiţe mjerenjem površinske tvrdoće na principu odskoka (sklerometar – Šmitov čekić)?

OdreĎivanje čvrstoća pri pritisku na velikom broju mjernih mesta u konstrukciji.

b) Koje se dvije metode koriste za odreĎivanje čvrstoće pri pritisku, a na osnovu mjerenja površinske tvrdoće:

- Metoda HPS, koja predstavlja poznatu Brinelovu metodu za ispitivanje čelika, modifikovanu za potrebe ispitivanja povšinske tvrdoće, odnosno čvrstoće pri pritisku, betona.

- Metoda Šmitovog čekića (sklerometra), koja se zasniva na mjerenju veličine elastičnog odskoka udarne mase, koja se nalazi u sastavu primijenjene aparature. Ovaj drugi postupak u praksi se mnogo češće primjenjuje, nego metoda HPS.

27

c) Koji su nedostaci ove metode? Glavni nedostaci ove metode vezani su za činjenicu da se mjerenja vše na površinama elemenata, gdje beton, u oštem slučaju, ima nţu čvrstoću nego masa betona u unutršnjosti, iz sledećih razloga:

- Usled neizbjeţnog efekta zida,

- Usled nemogućnosti dobrog vibriranja svjţeg betona u relativno tankim, zštitnim slojevima betona izmeĎu armature i oplate

- Usled slabije njege, koja se po pravilu sprovodi kvašenjem povšina betonskih elemenata

- Velika disperzija rezultata od jednog do drugog mjesta očitavanja, ali se taj nedostatak lako eliminiše, očitavanjem na većem broju mesta (20-25), u okviru unapred pripremljene ortogonalne mrţe, za svako mjerno mjesto na ispitivanom elementu u konstrukciji. Ovako dobijen rezultat ispitivanja, definše se kao „indeks sklerometra“.

50. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – metoda lokalne destrukcije

Princip rada metode lokalne destrukcije? Postoji veći broj metoda za ocjenu čvrstoće betona koje se zasnivaju na mjerenju sile, potrebne da se sa povšine betonskog elementa otkine komad betona odreĎene veličine. Jedan od takvih postupaka, koji je poznat pod imenom Pulaut (Pool Out): Ankeri mogu biti ubetonirani u element ili kasnije, kada beton očvrsne, ubacivanjem u izbušenu rupu na povšini elementa, zatim se specijalnim ureĎajem za apliciranje i očitavanje opterećenja ovakav anker čupa, zajedno sa dijelom betona. Na bazi paralelnih ispitivanja moţe se definisati zavisnost izmeĎu sile čupanja Z i čvrstoće pri pritisku betona fk: fk = fk (Z). 51. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – magnetna metoda Magnetna kontrola kvalitete (kratica: MK) je metoda kontrole bez razaranja, koja se koristi za otkrivanje površinskih i podpovršinskih grešaka (pribliţno do dubine 6 mm) kod feromagnetičnih materijala. Zasniva se na principu magnetske indukcije. Oko vodiča kroz koji prolazi električna struja (magnetski jaram, magnetske elektrode) stvara se magnetsko polje (istosmjerne ili izmjenične struje), čije silnice, po pravilu desne ruke, prolaze izmeĎu ostaloga i kroz feromagnetični materijal koji se ispituje, odnosno koji je u dodiru s magnetskim jarmom ili magnetskim elektrodama. Da bi se otkrila pukotina potrebno je da smjer silnica magnetskog polja bude što više okomito na pukotinu. Pospu li se magnetske čestice (suhe sitne čestice ili čestice pomješane sa vodom) po površini ispitivanog materijala, ako postoji pukotina okomito na smjer prolaska silnica magnetskog polja, sitne čestice će se okupiti oko pukotine. Ova je metoda kontrole kvalitete jeftina i brza, ali ima ograničenje s obzirom na ne feromagnetične materijale, greške duboko ispod površine, te nemogućnost odreĎivanja dubine pukotine koja je otkrivena kod feromagnetičnih materijala.

28

52. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – ISAT TEST a) Kako se definiše početna površinska apsorpcija? Brzina toka vode u jediničnu površinu betona u definiranim intervalima vremena za konstantnu temperaturu

b) Prednosti ISAT Metode?

- Brza i jednostavna za terensko nedestruktivno ispitivanje

- Moţe se koristiti za mjerenje prodiranje vode u površinu betona

- Moţe se koristiti i na mjestima gdje je izloţen agregat i oštećenoj površini (pod uvjetom da se postigne savršeno prianjanje

c) Nedostaci ISAT metode?

- Problem postizanja nepropusnog spoja u praksi je vjerojatno najveći nedostatak metode

- Mjereno svojstvo uvelike ovisno o vlaţnosti betona

- Problem vlaţnosti betona se javlja kod svih metoda ispitivanja površinskog upijanja plinopropusnosti

53. Ispitivanje betona metodama bez razaranja – linijska mikroskopska analiza

a) Šta se odreĎuje ovo analizom? OdreĎuje se sadrţaj zraka, specifična površina i faktor razmaka i betona u očvrsnulom stanju.

b) Šta se moţe dobiti kao rezultat ove metode?

- Mikroskopski sadrţaj pora,

- Specifičnu površinu zračnih pora,

- Faktor razmaka zračnih pora,

- Omjer zraka i cementne paste. OdreĎivanje sastava betona

54. Projektovanje sastava betona (projektovanje betonskih mješavina): izbor komponentnih materiala, osnovni stavovi, postupak.

a) Koje uslove nominalno najkrupnije zrno treba da zadovolji?

D ≤ amin / 3

D ≤ bmin / 4

D ≤ 1,25⋅ emin

29

b) Koje uslove efekta rešetke i efekta zida najkrupnije zrno treba da zadovolji? Efekat rešetke:

Er =

; ρ =

=

; b ρ = 0,5e

Er<1,4 za prirodni agregat Er<1,2 za drobljen agregat Efekat zida: 0,8<Ez<1,0; Ez≈0,9

Ez =

=

R =

c) Koje su osobine vaţne prilikom izbora cementa?

- Čvrstoća cementa

- Toplotsa hidratacije

- Hemijska otpornost

d) Koja vrsta cemenata se koristi prilikom izgradnje objekata koji su izloţeni djelovanju agresivnih tečnosti ili gasova?

Cementi otporni na hemijske agense (cementi sa većim procentom dodatka zgure ili/i pucolana, aluminatni cementi, sulfatno otporni i dr.)

e) Na osnovu čega se bira količina cementa koja će se koristiti za betone koji će ili neće biti lzloţeni hemijskoj agresiji?

Za betone koji neće biti izloţeni hemijskim agensima: minMc =

√

Za betone koji će biti izloţeni hemijskoj agresiji: minMc =

√

f) Koje uslove voda mora ispuniti prema JUS U.M1.058 da bi se koristila kod pripreman ja

betona?

- vodonikov pokazatelj (pH) u granicama 4,5-9,5pH

- sadrţaj sulfatnih jona < 2700 mg/l vode

- količina hloridnih jona do 300 mg/l

- indeks organskih sastojaka do 200 mg/l

30

- ukupna količina rastvorenih soli nije veća od 5000 mg/l 55. Projektovanje sastava betona: sastav betona B.I

a) Koliko postoje vrsta betona prema pravilniku o tehničkim normativima za beton i armirani beton i u čemu je njihova razlika? Prema Pravilniku o tehničkim normativima za beton i armirani beton postoje dvije vrste kategorije betona – betoni B.I i betoni B.II. Betoni prve kategorije (B.I) se mogu spravljati i bez prethodnih ispitivanja, što znači da sastavljanje mješavine za ove betone moţe isključivo da se vrši na bazi iskustvenih parametara.

b) Koje se minimalne količine cementa propisuju za betone u slučaju primjene klase cementa 32,5:

MB 10 220 kg/m3 MB 15 260 kg/m3

MB 20 300 kg/m3 MB 25 350 kg/m3 Ukoliko se koristi marka cementa 42,5, onda se gornje količine smanjuju za 10 %, a ako se koristi niţa marka cementa od 32,5, onda se gornje količine trebaju povećati za 10 %.

c) Kako se naprijed navedene količine cementa mijenjaju u zavisnosti od količine frakcije? Naprijed navedene količine cementa se moraju povećati za:

- 10 % pri najvećoj frakciji 8/16 mm

- 20 % pri najvećoj frakciji 4/8 mm

- 10 % ako se umjesto plastične traţi tekuća konzistencija svjeţeg betona

d) Koje eksperimentalne vrijednosti rezultata prethodnih ispitivanja betona trebaju da budu o granicama prema pravilniku o tehničkim normativima za beton i armirani beton:

- Srednja čvrstoća pri pritisku betonskih kocki sa ivicama duţine 20 cm pri starosti od 28 dana, fk,28 ≥ MPproj + 8 MPa

- Vodonepropustljivost, V ≥ Vproj + 2 bara

- Habanje, H ≤ Hproj

- Otpornost na mraz, M ≥ Mproj + 50 ciklusa

- Otpornost na mraz i dejstvo soli, MS MSproj + 5 ciklusa

- Otpornost na hemijske agense (koroziju), OK ≥ OKproj

31

56. Projektovanje sastava betona: sastav betona B.II.

a) Kako glasi definicija betona B.II prema pravilniku o tehničkim normativima? To su betoni sa markama 30 i više, ako i betoni sa posebnim svojstvima (vodonepropustljivost, otpornost na dejstvo mraza, i dr.) i transportovani betoni svih marki

b) Koji su kriteriji za sastav betona na osnovu zahtijevane čvrstoće pri pritisku? fk,28 ≥ MBpr + t1Sn fk,28 ≥ fk,min + t2Sn fk,28 - srednja vrijednost čvrstoće betona pri pritisku (kocka 20cm, 28 dana) MBpr - projektovana (zahtjevana) marka betona fk,min - minimalna očekivana čvrstoća (fk,min=MBproj-4MPa) t1 = 1,28 - parametar koji definiše karakterističnu vrijednost čvrstoće betona pri pritisku kao vrijednost koja odgovara fraktilu od 10% t2 = 2,05 (ili 2,33) - parametar preko kojeg se dopušta da 2% (ili 1%) rezultata ispitivanja bude ispod vrijednosti fk,min

c) Kojim redosljedom vršimo odabir komponenata za beton?

- Izbor vrste agregata, D i farakcija za sastavljanje mješavine agregata

- Komponovanje granulometijske krive agregata (na bazi usvojenog broja frakcija)

- Usvajanje vrste i klase cementa

- Usvajanje vode za spravljanje betona

- Eventulana upotreba odreĎenih dodataka

- Proračun sastava betona (računsko odreĎivanje) d) Koja se pravila koriste za podešavanje konzistencije?

- promjeni količine vode za ±1% odgovara promjena slijeganja ±1cm

- promjeni temperature za ±3C odgovara promjena slijeganja za ±1cm

- promjeni količine uvučenog vazduha za ±1% odgovara promjena slijeganja za ±3cm

- promjeni količine sitnog agregata za ±1% odgovara promjena slijeganja za ±1cm

57. Projektovanje sastava betona: eksperimentalna provjera sastava betona (prethodne probe).

a) Na koji način se verifikuju količine komponentnih materijala eksperimentalnim svojstvima?

- provjera svojstava svjeţeg betona

- provjera svojstava očvrslog betona

32

Spravljanje betona 58. Spravljanje betona: osnovni principi

a) Koji su osnovni principi spravljanja betona?

- Spravljanje betona u savremenoj tehnologiji betona se obavlja mašinskim putem

- Operacije doziranja i miješanja komponentnih materijala do dobijanja homogene betonske mješavine

- Beton se proizvodi samo na osnovu predhodno definisanih receptura sa tačno utvrĎenim količinama: agregata, cementa, vode i dodataka

- Za spravljanje betona mora se prethodno eksperimentalno dokazati da svojstva svjeţeg i očvrslog betona odgovaraju projektovanim svojstvima za konkretni objekat

59. Spravljanje betona: fabrike betona, osnovne tehnološke šeme proizvodnje betona

b) Šta svaka fabrika za pripremu betona mora sadrţavati?

- Bunkeri za frakcije agregata

- Silos za cement

- Dodaci betonu

- Sabirni bunker

- Mješalica za beton

- Bunker za svjeţi beton

- Kašika za punjenje

c) Kako se dijele fabrike betona prema kapacitetu?

- Male, sa kapacitetom do 20 m3/h

- Srednje, sa kapacitetom od 20 – 50 m3/h

- Velike, sa kapacitetom preko 50 m3/h 60. Spravljanje betona: mješalice za beton-podjela, tipovi, koeficijent izlaza betonske mješavine, teoretski kapacitet (proizvodnost)

a) Šta je svrha mješalica za beton?

Mješalice za beton obezbjeĎuju homogenost mase i omogućuju dobijanje predviĎene količine svjeţeg betona u jedinici vremena.

b) Kako se dijele mješalice?

- Mješalice prema reţimu rada (sa periodičnim radom i sa neprekidnim -kontinualnim radom)

- Mješalice prema odnosu poloţaja ose bubnja (vertikalne, horizontalne i kose)

33

- Mješalice u odnosu na način miješanja (gravitacione i sa prinudnim mješanjem (tzv. protivstrujne mješalice)

c) Kako glasi izraz za koeficijent izlaza betonske mješavine?

ki =

61. Oplate: osnovni tehnički uslovi

Koji su osnovni tehnički uslovi za oplatu?

- Preuzeti opterećenje od svjeţe betonske mješavine (4-5 x veće od teţine betona)

- Prenijeti opterećenje od vlastite teţine i od betona na podlogu, tj. skelu

- Ostati nedeformirane od opterećenja

- Formirati traţene presjeke betona

- Demontirati se bez udara i opterećenja oplate i betona Oplate

62. Oplate: neki osnovni tipovi savremenih oplata, drvene oplate.

Drvene oplate koriste se još uvijek u velikom obimu, naročito za unikatne graĎevine ili dijelove graĎevina. Čim se više koristi, tim je ekonomičnija. Minimalna debljina daske za oplatu je 24 mm. 63. Oplate: neki osnovni tipovi savremenih oplata, metalne oplate

Čelične oplate najviše se primjenjuju u prefabrikaciji betonskih elemenata 64. Oplate: tipizirani sistemi oplata

Koje oplate spadaju u tipizirane oplate?

- Oplatni stolovi

- Tunelske oplate

- Klizne oplate 65. Oplate: klizna oplata, pokretna oplata, specijalne oplate

a) Koje su prednosti klizne oplate?

Klasična gradnja sa zahtjeva 6-9 mjeseci, dok klizna oplata 13 – 20 dana. Za razliku od pokretne oplate, ne zahtijeva montaţu i demontaţu, nego se samo jednom montira, a pomiče se hidraulički ili mehanički. Primjenjuje se kod zidova visokih objekata, silosa, dimnjaka. Cijeli tlocrt objekta u visini sekcije se stavlja u oplatu.

34

b) Koje oplate spadaju u specijalne oplate?

- Izgubljene oplate

RaĎene od betona često se koriste OMNIA ploče

Ošupljene ploče

- Kartonske oplate

Jednostavne za rukovanje, lake

IzraĎuju se od vodonepropusnog recikliranog kartona.

Namijenjene su za betoniranje kruţnih stubova

- Gumene oplate

Predstavljaju najbrţu i najkvalitetniju izradu fasada i fasadnih elemenata prilikom izgradnje stambenih objekata.

Gumena oplata daje površinsku obradu fasada bez dodatnog napora s upotrebom skela, dodatne radne snage, troška materijala itd.

66. Oplate: mjere za smanjenje prianjanja izmeĎu betona i oplate: uslovljenost prianjanja.

- Povezivanje betona i oplate je neizbjeţno uslijed hrapavosti, poroznosti i izbočina oplate

- Pri kontaktu dva različita materijala uvijek se javlja athezija, čak ako su kontakti idelano ravni

- Vaţno je da beton ne kvasi oplatnu plohu 67. Oplate - mjere za smanjenje prianjanja izmeĎu betona i oplate: osnovni faktori prianjanja.

a) Kako se računa sila čupanja kojoj je beton izloţen?

Sila čupanja kojoj je beton izloţen se računa kao: P⊥ = kc ∙ f⊥ ∙ Aeo Aeo – površina oplate koja se uklanja kc – koeficijent koji uzima u obzir krutost elementa f⊥ - veličina prianjanja

b) Koji su slučajevi mogući prilikom demontaţe oplate? Prilikom demontaţe moguća su tri slučaja:

1. Athezija vrlo mala, kohezija velika – oplata se odvaja tačno po kontaktnoj površini (athezino razdvajanje). U praksi se teţi ovom slučaju

2. Athezija veća od kohezije – pri skidanju oplate dolazi do kidanja tankog sloja betona po površini (koheziono razdvajanje)

3. Adhezija i kohezija pribliţno jednake – otkidanje djelimično po kontaktu oplata – beton, a

35

djelimično po betonu (kombinovano razdvajanje) 68. Oplate – mjere za smanjenje prianjanja izmeĎu betona i oplate: sredstva za premazivanje unutrašnjih površina oplate.

a) Koje su četiri osnovne grupe sredstava za premazivanje?

- Vodene suspenzije

- Premazi za hidrofobizaciju površina

- Usporivači vezivanja cementa

- Kombinovani premazi

b) Šta su vodene suspenzije i gdje se koriste?

- Mješavina fino-disperznih materijala i vode

- Koriste se suspenzije od hidratisanog kreča, kamenog brašna, betonita, gline i dr.

- Rijetko se koriste je se uklanjaju priliko vibriranja betona i miješaju se sa betonom

c) Premazi za hidrofobizaciju površina

- Emulzije koje se primjenjuju dobiju se emulgovanjem u vodi različitih mineralnih ulja, masnih kiselina, tehničkih vazelina i sl.

- Najrasprostranjeni u praksi

- Sastoje se od dvije tečnosti: nerastvorljive i malo rastvorljive jedna u drugoj, od kojih je jedna neprekidna sredina, a druga diskretna i sastoji se od mnoštva zasebnih kapljica

d) Usporivači vezivanja cementa - Djeluju na površinski sloj betona - Nedostatak je u teškoći regulisanja debljine zaštitnog sloja

e) Kombinovani premazi

- Najefikasniji od svih navedenih

- U sastav ulaze hidrofobizatori i usporivači vezivanja

- Često se koriste i iskorištena motorna ulja koja su ekonomski isplativija

- Mogu da se koriste i bez vode, čista ili pomješana sa nekim rastvaračem (benzin, kerozin, nafta i sl.)

- Cijena dosta visoka u odnosu na druga sredstva

36

Transport svježeg betona

69. Transport svježeg betona: osnovni stavovi, generalna šema.

Transport moţe biti unutrašnji i vanjski. Generalna šema transporta je data na slici ispod.

70. Transport svježeg betona: transportovani betoni, sredstva spoljašnjeg transporta

a) Šta obuhvata transportovani beton kao pojam?

Transportovani beton kao pojam obuhvata proizvodnju betonske mješavine u fabrici betona, njeno ispuštanje u transportna sredstva i prevoz do raznih gradilišta. U slučaju ovih betona, radi se o velikim količinama koju treba bez zadrţavanja i što brţe dopremiti na razna gradilišta prema planu isporuke. Pri tom transportu treba što manje kompromitovati ostvarenu homogenost betonske mješavine i sačuvati potrebnu ugradljivost te mješavine.

b) Koja su sredstva spoljašnjeg transporta?

- Automikseri

Doziraju se sve čvrste komponente, a voda se dodaje pri ugraĎivanju

Brzina miješanja 2-6 obrt/min

Prema JUS U.M1.045 zabranjeno je ugraĎivanje ovakvog betona u nosivu konstrukciju

- Silobusi

Brzo punjenje i praţnjenje

Opremljeni ureĎajim za uzburkivanje mase betona

- Damperi i kiperi

Koriste se samo za betone krute i slaboplastične konzistencije

37

71. Transport svježeg betona: sredstva unutrašnjeg transporta

a) Šta obuhvata unutrašnji transport? Obuhvata transport od mjesta prihvata mase na gradilištu do mjesta ugradnje.

b) Koja su sredstva unutrašnjeg transporta?

- Ručna kolica sa jednim i dva točka

- Prenosne posude (kible) – ugradnja kranovima

- Trakasti transporteri

- Pumpe za beton 72. Transport svježeg betona: transport pomoću pumpi.

a) Na šta treba obratiti paţnju kod transporta betona pomoću pumpi?

Da bi se koristio transport pomoću pumpi, beton treba imati tečnu do plastičnu konzistenciju. Da bi betonska mješavina mogla dobro da se pumpa, potrebno je da njen granulometrijski sastav bude korektan i da sadrţaj cementa i sitnih zrna granulata (do 0,25 mm) bude 350 – 400 kg/m3, a najkrupnije zrno agregata manje od 1/3 prečnika betonovoda ( odnosno manje od ¼ prečnika betonovoda sa prečnikom manjim od 100 mm), a da ugradljivost betonske mješavine mjerena sleganjem konusa bude 6 – 10 cm.

b) Koje vrste pumpi postoje?

Postoje stacionarne i mobilne pumpe (autopumpe).

c) Koje su osobine autopumpi?

- Imaju najširu primjenu od svih pumpi

- Pumpe su montirane na kamione

- Omogućavaju brz i lak pristup

- Mogu biti montirane i na automješalice UgraĎivanje betona 73. UgraĎivanje betona: osnovni stavovi, punjenje oplate

a) Na šta treba obratiti paţnju prilikom ugradnje betona?

- Zahtijeva se ugradnja betona prije početka vezivanja cementa

- Ukoliko doĎe do vezivanja beton se ne smije ugraditi

- Beton krućih konzistencija, pri suhom i toplom vremenu treba ugraditi najkasnije 1 sat od spravljanja, a pri vlaţnom i prohladnom vremenu najkasnije 2 sata

- Za betone plastičnih konzistencija to je vrijeme uvijek duţe i moţe se prethodno utvrditi

38

b) Šta se podrazumijeva pod ugraĎivanjem betona?

- Punjenje oplate

- Zbijanje mase

- Završna obrada gornje površine (ukoliko postoji potreba)

c) Koja je procedura punjena oplate betonom?

- Oplata se mora očistiti, a njene unutrašnje površine premazati odgovarajućim sredstvima radi lakšeg odvajanja od očvrslog betona

- Na oplati treba predvidjeti otvore radi vizuelne inspekcije kao i da se kroz njih izbaci eventualne nečistoće

- Betonska mješavina mora imati propisanu ugradljivost

- Betonsku mješavinu unijeti što bliţe mjestu ugraĎivanja da ne bi došlo do segregacija komponenti

- Visina slobodnog pada betonske mješavine ne treba da preĎe 2 m

- Prilikom unošenja betonske mješavine u oplate, ona mora biti što ravnomjernije rasporeĎena, jer njeno naknadno rasporeĎivanje moţe dovesti do segregacije

74. UgraĎivanje betona: efikasnost ugraĎivanja betona putem vibracija

a) Koji je princip vibriranja kod ugraĎivanja betona?

Vibriranjem se vibracije prenose na čestice betonske mješavine, postepeno se smanjuje unutrašnje trenje i kohezija izmeĎu čestica, strukturna viskoznost iščezava i dolazi do tiksotropne fluidifikacije betonske mješavine koja onda lako ispunjava sve dijelove oplate uz istiskivanje vazduha iz sebe.

b) Koje vrste vibratora se koriste kod zbijanja betona?

- Površinski vibratori

- Unutrašnji vibratori

- Oplatni vibratori

- Vibrostolovi 75. UgraĎivanje betona: vrste vibratora: Površinski vibratori.

Površinski vibratori se vuku po površini koja se zbija, a njihov efekat zbijanja dopire do dubine od 20 cm. Ovi vibratori se koriste za zbijanje betonske mješavine u ploče, panele, kolovoze, aerodromske piste. Površinski vibratori mogu biti u vidu ploče, vibro daske, finišera, i sl..

39

76. UgraĎivanje betona:vrste vibratora. Dubinski vibratori.

a) Nabrojati neke karakteristike ovih vibratora i princip rada

- Imaju najširu upotrebu

- Sastoje se od od pogonskog motora (elektromotora), mehanizma za transmisiju i pervibratorske igle koja se uranja u betonsku masu

- Mehanizam za transmisiju je obično fleksibilno crijevo

- Radijus dejstva ovisi o konstrukciji i iznosi 25-75 cm

- Debljina sloja koji se vibrira treba da je manja od 70 cm

- Duţina vibriranja iznosi 20 – 40 sec u zavisnosti od konzistencije

- Igla ne smije da dodiruje oplatu i treba da se uvuče u donji, izvibrirani sloj radi povezanosti slojeva

- Preklop radijusa vibratora treba da iznosi 1,5Rd

- Pri betoniranju većih elemenata sipanje betonske mase i vibriranje izvode se paralelno 77. UgraĎivanje betona:vrste vibratora. Oplatni vibratori, vibrostolovi

a) Osobine oplatnih vibratora

- Pričvršćuju se za oplatu sa vanjske strane

- Koriste se ako nema prostora za korištenje pervibratora

- Česti su kod tankih elemenata

- Vrijeme rada na jednom mjestu je 50 – 90 sec

- Za korištenje ovih vibratora vaţna je konstrukcija i svojstvo oplate

- Dejstvo vibratora 25 cm

b) Osobine vibrostolova Vibrostolovi se primjenjuju uglavnom u pogonima za izradu betonskih elemenata. Kalupi se obično pričvršćuju za flanše na vibrostolu, što doprinosi boljem prenošenju oscilacija sa stola na kalup. Frekvencija oscilacija se kreće od 3000 – 6000 o/minuti, a amplitude su obično veće od 0,4 mm. 78. UgraĎivanje betona: završna obrada gornjih površina betona

a) Koji su najčešće primjenjivani postupci za završnu obradu betona? a1) obrada tek izbetoniranih površina

- ZaglaĎivanje koje moţe biti ručno i mehaničko (vibroureĎaji na pneumatski ili električni pogon, tanjirasta gladilica i helikopter gladilica

a1) obrada površina očvrslog betona Površina očvrslog betona se obraĎuje ručno (u manjem obimu) i mašinama za brušenje (u većem obimu). Neravnine na površini se skidaju ručno pomoću karborunduma. Za uklanjanje

40

cementne skrame moţe se upotrijebiti vodeni ili vazdušni mlaz pri čvrstoći betona od 0,4 MPa ili mehanička četka pošto beton dostigne čvrstoću od oko 1,5 MPa. a3) popravka oštećenja nastalih pri betoniranju Ukoliko su ispupčenja mala, onda se ona mogu izbrusiti ručno i manje rupe popuniti cementnim malterom, a veće rupe i jako segregisana mjesta treba paţljivo očistiti. Slabo vezani beton treba čekićem obiti, šupljinu izduvati vazduhom a zatim ugraditi i dobro zbiti novi beton iste klase. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija

79. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: betoniranje temelja.

a) Na koji način se ugraĎuje beton?

Postupci betoniranja zavise od tipa konstrukcije. Beton je najbolje ugraĎivati bez prekida, dok se za veće betonske elemente betoniranje vrši u više faza.

b) Kakav se beton ugraĎuje u slabo armirane temelje, a kakav u jako armirane temelje? U slabo armirane temelje ugraĎuje se beton slijeganja 1-3 cm, a u jako armirane 3-6 cm

c) Kod kojeg betoniranja je obavezan prekid? Prekid je obavezan kod upotrebe betona čije je slijeganje 4-6 cm.

d) Kako se ugraĎuje beton u tanke zidove (< 15 cm)? Tanki zidovi se betoniraju u lamelama i beton se ugraĎuje sa boka. 80. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: betoniranje zidova i stubova.

a) Koliko slijeganje betona treba biti kod betoniranja zidova čija je debljina veća od 35 cm?

Slijeganje kod ove vrste betoniranja treba biti od 4 – 6 cm.

b) Kako se vrši betoniranje sa visine veće od 3 m? Za visine H<3 m betoniranje se vrši u više tačaka, pomoću lijevkova–voĎica, a ne u jednu tačku, pa se onda razastire beton vibratorom

41

c) Na koji način se betoniraju stubovi?

- Gusto armirani stubovi manjih presjeka (do 80/80 cm) sa betonom čije je slijeganje 6-8 cm

- U stubove visina manjih od 1,5 m beton u oplatu, odnosno pervibrator, unosi se odozgo

- Betoniranje se prekida na spoju sa gredama (podvlakama), odnosno sa pločom iznad njih

- Vrlo visoki stubovi, sa gustom armaturom i uzengijama koje ih pregraĎuju, najefikasnije se betoniraju kroz otvore u oplati, uz koje se izvode i tzv. “dţepovi” ili uz upotrebu oplatnih panela 81. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: betoniranje meĎuspratnih konstrukcija.

a) Kako se betoniraju konstrukcije sistema proste grede?

Konstrukcije sistema proste grede po pravilu se betoniraju odjednom, a ako to iz odreĎenih razloga nije moguće (npr. kod nosača velikih raspona), postupak se moţe sprovesti i u dvije faze. Prekidi betoniranja u tom slučaju treba da budu u srednjoj trećini raspona, pri čemu faze betoniranja mogu da budu razdvojene i “dţepovima”.

b) Koje su faze betoniranja meĎuspratnih konstrukcija?

- Glavne grede, sekundarne nosače i ploče kod meĎuspratnih konstrukcija treba betonirati zajedno, osim kada su grede visine >80 cm

- Betoniranje moţe da se vrši u pravcu pruţanja glavnih, ili sekundarnih nosača

- Ukoliko nije moguće betoniranje odjednom, prekide treba locirati saglasno principima datim na slici ispod

- Za betoniranje u tom slučaju primjenjivati beton sa sleganjem od 6 – 8 cm

42

82. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: betoniranje lukova i ljuski.

- Pri izvoĎenju lukova koristiti mješavine sa slijeganjem 1-3 cm

- Dvozglobne i trozglobne lukove betonirati sa obje strane istovremeno ka tjemenu

- Kod lukova L>20 m, betoniranje izvršiti u lamelama, sa čepovima od 0,80-1,20 m.

- Čepove betonirati 6-8 dana kasnije, sa betonom krute konzistencije (slijeganje 0-1 cm)

43

- Duboke lukove betonirati u zatvorenoj oplati, beton se lijeva kroz specijalne otvore

- Cilindrične ljuske betoniraju se u lamelama 5-10 m

- Za L<15 m i d<20 cm, betonirati od oslonaca ka tjemenu

- Za L>15 m betonirati u kampadama

- Za ljuske sa većim odnsom f/L betoniranje vršiti u dvostranoj oplati

- Manje sferne ljuske izvode se neprekidnim betoniranjem, a veće u lamelama sa dvostranom oplatom

44

83. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: betoniranje konstrukcija tipa podloga, platformi i podova.

- Podloge od betona, podovi, platforme izvode se betonom krute konzistencije (0-2 cm)

- Podloge i podovi dijele se u trake 3-4 m

- Betonira se na preskok, formiranjem radnih spojnica

- Betoniranje se nastavlja poslije 2-3 dana

- Moguće i betoniranje “šahovskim poljima” sa prividnim spojnicama

- Ako je debljina ploče velika (>50 cm) betoniranje se izvodi ostavljajući “čepove” širine do 1,5 m

84. Postupci izvoĎenja nekih uobičajenih tipova konstrukcija – načini i faze betoniranja: prekidi betoniranja, radne razdjelnice i nastavci betoniranja.

a) Koji uzorci mogu dovesti do prekida betoniranja?

- Do prekida dolazi uslijed tehnoloških zahtjeva, smanjenja skupljanja betona – planirani prekidi

- Kvarovi na opremi za ugraĎivanje –nepredviĎeni prekidi

- Radne spojnice su osjetljiva mjesta na konstrukciji, u pogledu čvrstoće i vodonepropusnosti

- Problem predstavljaju spojnice koje se betoniraju sa prekidom duţim od 6-8 sati

- Na pojedinim mjestima treba uzeti u obzir pojavu “sjedanja” betona, pa se na tim mjestima predviĎaju radne spojnice i na ovim mjestima predviĎa se prekid u betoniranju do 2 sata

- Ako se radi o gredama većih visina, na spoju sa pločom predvidjeti spojnicu i ukoliko dolazi do prekida betoniranja po duţini nosača on se u pravilu radi na mjestima najmanjih statičkih uticaja (momenata) i upravno na pravac glavnih napona

b) Priprema mjesta prekida i nastavak betoniranja Mjesto pekida betoniranja mora se na adekvatan način pripremiti za nastavak betoniranja. To podrazumijeva uklanjanje očvrslog cementnog mlijeka sa površine betona (obično ne više od nekoliko mm) i dobro čišćenje površine vazduhom ili vodom pod pritiskom (min 2 – 3 bar-a). Umjesto ovoga, još je jednostavnije, brţe i jeftinije, nakon prekida sačekati period kraja vezivanja cementa, pa tada mlazom vode pod pritiskom ukloniti pomenuti sloj cementnog mlijeka. Na jedan, ili drugi način očišćena površina u svakom slučaju mora se neposredno prije nastavka betoniranja dobro nakvasiti, vodeći računa da se na površini “starog” betona ne zadrţi voda. Prije nastavka betoniranja elementa projektovanom betonskom mješavinom, potrebno je preko pripremljene površine nanijeti sloj sitnozrnog betona debljine 5 – 10 cm, dobijenog tako što se u mješalicu ne dozira najkrupnija frakcije agregata; ovaj sloj se ne vibrira posebno, već zajedno sa odmah iza toga unijetim slojem “normalne” betonske mješavine.

45

Njega ugraĎenog betona i demontaža oplate 85. Njega ugraĎenog betona i demontaža (uklanjanje) oplate: opšti stavovi.

a) Od čega se sastoji njega betona? - Sprečavanju isparavanja vode - Kvašenju površina vodom

b) Šta je cilj njege betona?

- Da spriječi gubitak vode iz betona, neophodne za odvijanje hidratacije cementa,

- Da eliminiše štetne posljedice skupljanja betona - pojavu prslina u vremenu kada beton još nije u stanju da podnese veća unutrašnja naprezanja

c) Od čega zavisi duţina njege betona? Duţina njege zavisi od većeg broja faktora (atmosferski uslovi, sastav betona, zahtijevani kvalitet i dr.), pri čemu mora da traje najmanje 7 dana, ali ne manje od vremena potrebnog da beton postigne 60% predviĎene marke betona.

d) Koji su postupci njegovanja betona pri temperaturama iznad 0°C, a koji za vrijeme niskih temperatura?

U toku očvršćavanja na temperaturama iznad 0°C, beton se najefikasnije i najjeftinije polijeva vodom, zatim nanošenjem slojeva pijeska od oko 5 cm koji se povremeno mora vlaţiti, zat im pokrivačima (platnima), itd.. Dok se pri niskim temperaturama koriste postupci čiji je cilj da u datim uslovima obezbijedi temperaturu koja će omogućiti hidrataciju i očvršćavanje betona, tako da se postigne čvrstoća dovoljna da se struktura betona odupre dejstvu mraza. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja 86. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: Tehnologija livenja i samozbijajući beton (SCC betoni).

a) Šta podrazumijeva tehnologija livenja, koja je njena svrha i primjena?

- Tehnologija zahtjeva veliku pokretljivost svjeţeg betona, odnosno korištenje betona tečne konzistencije, ovaj uslov je u prošlosti bilo moguće ostvariti samo upotrebom većih količina vode

- Pojava plastifikatora i superplastifikatora uslovila je bitne promjene u koncepciji livenih betona, tako da je danas moguće dobiti livene betone marki MB 40 i više

- Liveni betoni treba da imaju mjeru slijeganja preko 16 cm, pri čemu beton slobodno teče isključivo pod uticajem gravitacije. Iz ovih razloga za livene betone se često kaţe da su ˝samougradivi“

- Primjenjuje se pri izvoĎenju podvodnih dijelova tunela, mostovskih stubova, donjih ploča temelja i td.

- Koriste se mješavine tečne konzistencije, sa slijeganjem 16-20 cm

46

- Prečnik cijevi do 300 mm, iz sekcija duţine 0,50 do 1 m, koja mora da bude zaronjena u mješavinu min 1,0 m; na početku betoniranja

87. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: mlazni beton

a) Koji su postupci ugradnje mlaznog betona (torkreta)?

- Suhi postupak

- Mokri postupak

b) Objasniti faze suhog postupka

- Do ureĎaja za nabacivanje vodi se suha mješavina – agregat i cement, pri betoniranju dozira se voda

- D=8 mm, mv/mc=0,32-0,37; C:A=1:3 do 1:4,5; Brzina nabacivanja: do 100 m/s

- Odskok (najveći na početku): naniţe– 5-15%, na vertikalne i kose površine – 15-20%, naviše – 20-50%.

- Torkretni top udaljiti 70-100 cm od zida (oplate)

- Optimalna debljina sloja u jednom nabacivanju (nanošenju): 25-30 mm

c) Objasniti faze mokrog postupka

- Sve komponente miješaju se istovremeno

- D=20-25 mm; Količina cementa: manja nego kod suhog postupka.

- Brzina nabacivanja na zid (oplatu): oko 120 m/s

- Rastojanje torkretnog topa od zida (oplate): 1-1,2 m

- Debljina slojeva u jednom nanošenju: 50-70 mm

- Često se koristi dodatak vlakana

47

88. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: podvodno betoniranje

- Primjenjuje se pri izvoĎenju podvodnih dijelova tunela, mostovskih stubova, donjih ploča temelja i td.

- Koriste se mješavine tečne konzistencije, sa slijeganjem 16-20 cm

- Prečnik cijevi do 300 mm, iz sekcija duţine 0,50 do 1 m, koja mora da bude zaronjena u mješavinu min 1,0 m; na početku betoniranja cijev je na oko 20 cm od dna

- Cijevi su na svojim donjim krajevima snabdjevene poklopcima (klapnama) 89. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: prepakt – beton.

a) Način primjene prepakt betona?

- Kod konstrukcija manjih dimenzija, a sa gušćom armaturom, samo frakcija 30/40 mm+cementni malter, kod masivnih ili slabo armiranih dvije frakcije: 30/40 mm i 180/400 mm + cementni malter

- Cementni malter: pijesak 0/1 mm i cement, u odnosu cement: pijesak=1:1 do 1:2

- Za visine H do 1,2 m – malter se naliva gravitaciono, za veće visine injektiranje

- Za b>1 m, injektiranje kroz čelične cijevi, za b<1 m, kroz bočne otvore

b) Koje su prednosti, a koje mane ovog postupka?

- Prednosti: smanjuje se količina materijala koju treba miješati, nema spojnica, malo skupljanje

- Mane: teška kontrola ispunjenosti prostora izmeĎu zrna i potreba oplate visokog kvaliteta

90. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: vakumiranje. Koje su osnovne karakteristike vakumiranja?

- Iz betonske mješavine, spravljene sa većom količinom vode vakuum postupkom izvlači se “višak” vode.

- Sniţavanje vodocementnog faktora za 0,05 - 0,10

- Efikasnost postupka samo pri debljinama elementa do 30 cm

- Vakuumirani beton ima smanjeno skupljanje

- S obzirom da se prije samog vakumiranja betonski elementi izlaţu vibriranju, opisana tehnologija često se naziva i vibrovakuumiranje

48

- Efektivnost izrade ravnih elemenata od vrlo plastičnih mješavina značajno se povećava kombinovanjem vibracija, presovanja i vakuumiranja – vibrovakuumpresovanje, pa se ovakvim postupkom, čvrstoća betona moţe povećati za 10-20%

91. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: centrifugiranje

Koje su osnovne karakteristike centrifugiranja?

- Broj obrtaja kalupa za centrifugiranje: 400-900 o/min.

- RasporeĎivanje betona: do 8 min; kompaktiranje: 12 min.

- Cio proces traje 25-50 min.

- Beton za ovu vrstu tehnologije je sa slijeganjem 4-6 cm

- D=15-20 mm (16 mm); oslobaĎa se 20-30% vode

- Prednost: vrlo visoke čvrstoće, odmah po centrifugiranju element se moţe osloboditi kalupa

- Mana postupka: velika potrošnja cementa: 400-450 kg/m3 92. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: presovanje

Koje su osobine ovog postupka?

- Presovanjem (pritisci 5-15 MPa) se, uz male količine cementa (100-150 kg/m3) mogu dobiti vrlo visoke čvrstoće – za elemente manjih debljina

- Obično presovanje–za niske, filtraciono presovanje – za više v/c faktore (pritisci 2,5-3,0 MPa)

- Postupak presovanja često se kombinuje sa vibriranjem betonske mase – vibriranje pod opterećenjem

- Mana postupka je nepovoljno opterećenje vibrostola (Ovaj nedostatak eliminiše se primjenom vibriranja pod pneumatskim opterećenjem)

- Najrasprostranjeni postupak je primjenom vibroštampa – organ za istovremeno vibriranje i presovanje

93. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: vibrovaljanje Koje su osnovne karakteristike ovog postupka betoniranja?

- Osnovne prednosti uvaljanih betona su:

Velika brzina kojom se oni ugraĎuju

Mala potrošnja cementa – manje od 100 kg/m3

- Koristi se agregat do 75 mm (pri primjeni krupnijeg, zrna “bjeţe” iz mase svjeţeg betona).

- Odnos krupnog prema sitnom agregatu treba da bude ≈ 2:1

- U sitnom agregatu treba da bude min. 40% zrna < 0,6 mm

- Konzistencija treba da je kruta, sa slijeganjem Δh ~ 0.

- Beton mora da bude dovoljno suh da drţi valjak kojim se zbija, a sa druge strane da bude dovoljno “vlaţan” da cementna pasta pri razastiranju i zbijanju prodre dovoljno duboko u prostore izmeĎu zrna agregata.

49

- U mješavini se često primenjuju i razni pucolanski dodaci, naročito EF pepeo

- Razastire se u slojevima 20-70 cm, svaki sloj zbija se sa najmanje 3 prijelaza valjka: prva 2 sloja bez, a treći sloj sa vibriranjem

- UgraĎenom sloju treba obezbijediti visoku vlagu, ali ne razlivanjem vode po površini (mogućnost ispiranja veziva)

- Posle 5 – 10 dana njege, površinu sloja očistiti od očvrsle cementne paste, vazduhom pod pritiskom i intenzivno nakvasiti površinu “starog” betona

- Posle ovoga nanosi se sloj cementnog maltera debljine 2 – 3 cm i nastavlja sa betoniranjem slijedećeg sloja

94. Specijalni postupci i specifične tehnologije betoniranja: ekstrudiranje Koje su osnovne osobine procesa ekstrudiranja?

- Primjenom Ekstrudera betonski elementi se formiraju putem simultanog djelovanja ekstruzije (istiskivanja), presovanja i vibriranja svjeţeg betona

- Element se formira u zatvorenom prostoru, koji obrazuju čeoni i bočni zidovi komore, smješteni ispod prijemnog bunkera, kao i već završeni dio elementa

- Puţna presa, koja ima sa jedne strane funkciju transportera betonske mase, a sa druge strane ureĎaj za zbijanje, omogućava proizvodnju olakšanih betonskih ploča, čija je duţina jednaka duţni staze kretanja ekstrudera, širina 1–1,5 m, a debljina 20–40 cm.

- Sa količinom cementa 400- 420 kg/m3 i v/c faktorom 0,35-0,40, dobijaju se čvrstoće i do 60 MPa.

Ubrzano očvšćavanje betona 95. Ubrzano očvršćavanje betona: opšti stavovi i vrste ubrzanog očvršćavanja

Opšti stavovi i vrste ubrzanog očvršćavanja Očvršćavanje betona u normalnim uslovima je relativno dugotrajan proces, a nominalne čvrstoće betona se dobijaju pri starosti betona od 28 dana. U slučajevima kada u kratkom roku treba ostvariti visoke početne čvrstoće betona, mogu se koristiti različite metode za ubrzano očvršćavanje. Generalno posmatrano postoje tri osnovne grupe ovih metoda: tehnološke, hemijske i fizičke metode. Izbor metode zavisi od konkretnih okolnosti, a značajan uticaj imaju tehničko – tehnoloski i ekonomski faktori. 96. Ubrzano očvršćavanje betona: tehnološki stavovi Pod tehnoloske metode ubrajaju se:

- upotreba odgovarajuce vrste i klase cementa,

Upotrebljavaju se cementi CEM I i CEM II visih klasa (42,5 R i 52,5 N ili R) i specijalni cementi, npr. aluminatni cement.

50

- upotreba niţih vodocementnih faktora,

Podrazumijeva primjenu većih količina cementa pri nepromijenjenom sadrţaju vode. Niţi vodocementni faktori uslovljavaju brţe odvijanje procesa hidratacije cementa, pa se dobijaju i veće početne čvrstoće betona. Smanjenje vodocementnog faktora se moţe ostvariti na više načina: primjenom betona kruće konzistencije, primenom dodataka za redukciju vode, izvlačenjem vode iz ugradjenog betona (vakuumiranjem, centrifugiranjem, presovanjem i dr.) – na ovaj način vodocementni faktor se moţe smanjiti za 20 – 30%.

- revibriranje betona

Revibriranje betona je ponovno vibriranje betona nekoliko časova nakon završetka ugradjivanja, odnosno nakon prvog vibriranja. Revibriranjem se dobijaju povećane početne čvrstoće zbog povećanja gustine odnosno zapreminske mase betona i zbog zatvaranja finih prslina nastalih usljed plastičnog skupljanja betona. Primjera radi, revibrirani beton posle 14 dana ima 40% veću čvrstoću pri pritisku i za 25% veću čvrstoću na zatezanje. Početak i trajanje revibriranja treba paţljivo odrediti da ne bi doslo do mogućih destrukcija u formiranom cementnom kamenu. Sa revibriranjem se pocinje 1,5 – 3 h nakon prvog vibriranja, i treba da traje kraće od prvog vibriranja, najbolje ½ ili 1/3 trajanja prvog vibriranja. Revibriranje se moţe izvesti i 2 – 3 puta u okviru odreĎenog optimalno povoljnog vremenskog intervala. Sami efekti revibriranja zavise od niza faktora: vrste cementa, konzistencije betona, trajanja revibriranja, duzine intervala izmedju faza revibriranja i drugog. Posebno je značajna konzistencija betona jer se pokazalo da je revibriranje efikasnije kod tečnijih betona. Ispitivanja su pokazala da se najpovoljniji rezultati dobijaju kada se revibriranje izvodi 2 – 3 h od završetka prvog vibriranja. Revibriranjem se početne čvrstoće betona, do 7 dana starosti, mogu povećati za 15 do 20%.

97. Ubrzano očvršćavanje betona: fizičke metode - zaparivanje.

Zaparivanje predstavlja osnovni a ujedno je i najčešći postupak hidrotermalne obrade betona. Odvija se pri normalnim atmosferskim pritiskom, a sprovodi se u specijalnim tunelima ili komorama, ili se, pak, primenjuje relativno primitivan postupak u okviru koga se elementi pokrivaju odreĎenim prekrivačima koji sprječavaju gubitak pare (cirade, drvene ili metalne haube i slicno). Rezim zaparivanja u najvećoj mjeri zavisi od vrste cementa. Osim ako se ne primenjuje veoma ubrzan proces zaparivanja, mora se izvršiti izvesno “odleţavanje” betona u trajanju 1 – 4 h na temperaturi od oko 20°C. Reţim zaparivanja se tako podešava da se moţe obaviti u toku jedne radne smjene. Po završetku procesa zaparivanja, elementi se vade iz kalupa i nastavljaju da očvršćavaju na otvorenom prostoru, odnosno u normalnim uslovima. Efekti zaparivanja zavise od: vrste cementa (izuzetne rezultate pokazuju portland cementi za dodatkom zgure), konzistencije svjeţeg betona, vremena odleţavanja, trajanja izotermičkog procesa i temperature izotermičkog procesa. Posljedica procesa zaparivanja je manje skupljanje betona nego kod betona koji nisu izlagani ovom tretmanu.

51

98. Ubrzano očvršćavanje betona: fizičke metode – kontaktno zagrijavanje

Kontaktno zagrijavanje predstavlja vid termičke obrade betona pri kome element nije neposredno izloţen djelovanju zagrijane vodene pare, već se to obavlja preko metalne pregrade koja istovremeno predstavlja i kalup elementa. Ovaj postupak podrazumijeva primjenu tzv. kontaktnih kaseta, a trajanje ovakve termičke obrade iznosi 8 – 12 h. Vodena para u pojedinim fazama procesa moţe biti zagrejana i do blizu 100°C. Kontaktno zagrijavanje u vertikalnim kasetama je veoma ekonomičan postupak, a utrošak pare je relativno mali – od 150 do 200 kg/m3 betona. 99. Ubrzano očvršćavanje betona: fizičke metode – autoklaviranje Autoklaviranje predstavlja termičku obradu betona koja se sprovodi u uslovima povišenog pritiska i na temperaturama većim od 100°C. Ova tehnologija podrazumijeva upotrebu specijalnih čeličnih komora – autoklava – koji su sa spoljne strane obloţeni slojem termoizolacionog materijala radi smanjenja gubitka toplote. Temperatura vodene pare u autoklavima obično iznosi 180°C a pritisak najčešće oko 10 bara. Ovom postupku se najčešće izlaţu betoni sa dodatkom kvarcnog brašna ili elektrofilterskog pepela. Autoklavna obrada obuhvata 3 faze: povećanje pritiska i temperature, izotermički proces i smanjenje pritiska i temperature. Trajanje cijelog procesa zavisi od maksimalnog pritiska u autoklavu – povećanjem pritiska smanjuje se trajanje procesa, ali se kao orijentaciono vrijeme moţe uzeti da cio proces traje 9 – 12h. IzvoĎenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovima 100. IzvoĎenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovima: betoniranje na niskim temperaturama – sastav betona i primjena aditiva.

a) Koje se mjere preduzimaju prilikom betoniranja na niskim tempraturama?

- koriste se cementi viših klasa i cementi sa manjim dodatkom troske,

- izbjegavaju se cementi sa dodatkom pucolana,

- upotrebljavaju se veće količine cementa,

- koriste se niţi vodocementni faktori (uz upotrebu plastifikatora),

- upotrebljavaju se akceleratori

- koriste se antifrizi.

b) Primjena aditiva od betoniranja pri niskim temperaturama Antifrize (sredstva protiv smrzavanja svjeţeg betona) ne treba primjenjivati u betonima koji će tokom eksploatacije biti izloţeni temperaturama preko 60°C. Koristenje antifriza, osim sto doprinosi sniţavanju tačke smrzavanja, na odreĎeni način smanjuje destruktivne pojave prisutne pri smrzavanju relativno mladog betona. Njihovom upotrebom omogućava se izvoĎenje betonskih radova i na temperaturama niţim od 0°C (CaCl2 , natrijum nitrat,NaCl (so) i dr.). U slučaju nearmiranih konstrukcija primenjuju se u dozama i do 10%

52

101. IzvoĎenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovima: betoniranje na niskim temperaturama – principi zimskog betoniranja.

Koji su osnovni principi zimskog betoniranja?

- zagrijavati vodu na 40-70°C (Tv≥-1°C)

- zagrijavanje agregata: sistemi za zagrijavanje putem vodene pare (perforirane cijevi)

- termička zaštita bunkera za agregat i silosa za cement

- transportna sredstva sa odreĎenim sistemima termičke zaštite

- pri ugraĎivanju betona:

prekrivanje otvorenih površina betona (elementa i konstrukcija) prikladnim izolacionim materijalima

izrada oplata sa dodatnim izolacionim slojevima

postavljanje izbetoniranih elemenata i konstrukcija u zatvorene prostore

- direktno zagrijavanje elemenata i konstrukcija putem vodene pare, otvorene vatre, električne struje i dr.

- ne smije se dozvoliti naglo hlaĎenje betona u prvih 24h po završetku betoniranja

- max. dopušteni padovi temperature na površinama betona elemenata u prvih 24h po ugraĎivanju betona

- spasavanje “smrznutog” betona

neposredno po završetku procesa ugraĎivanja (etapa I), zagrijavanjem, kompaktiranjem i zaštitom od daljeg dejstva mraza

polijevanje “cementnim mlijekom” 102. IzvoĎenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovima: betoniranje na niskim temperaturama – termos metoda.

Koji su osnovni principi ove metode?

- pogodna kod masivnih konstrukcija, tj. konstrukcija koje su sa malim površinama kontakta sa spoljašnom sredinom

- stepen masivnosti je odreĎen tzv. modulom površine: Mp= F/V

- naročito uspješna kod konstrukcija kod kojih je Mp≤6

- kod većih modula površine koristi se u kombinaciji sa protivmraznim dodacima Kontrola kvaliteta betona 103. Kontrola kvaliteta betona: opšti stavovi Kontrola kvaliteta betona je podijeljena na dva dijela: kontrola kvaliteta proizvodnje i kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije. Za beton kategorije B.I obavezna je kontrola saglasnosti sa uslovima kvaliteta na mjestu ugraĎivanja, dok kontrola proizvodnje betona nije obavezna i nju zamjenjuje kontrola najmanje količine cementa što se sprovodi metodom propisanom standardom – OdreĎivanje sastava svjezeg betona metodom ispiranja.

53

Za beton kategorije B.II obavezna je kontrola proizvodnje betona i kontrola saglasnosti sa uslovima kvaliteta na mjestu ugraĎivanja. Kontrola proizvodnje betona obuhvata sve faze – od spravljanja mjesavine do njege ugraĎenog betona – pri čemu ovu kontrolu vrše, svaki u svom domenu, i proizvoĎač betona i izvoĎač betonskih radova. Drugim riječima, kontrolu proizvodnje vrse: proizvoĎač betona – do vremena predaje betona izvoĎaču radova, i izvoĎač betonskih radova – od vremena preuzimanja betona do završetka njegovanja ugraĎenog betona. Naravno, ovo vaţi u slučaju kada su proizvoĎač i izvoĎač različiti subjekti, a ukoliko izvoĎač radova sam za sebe proizvodi beton, on je duţan da vrši i kontrolu proizvodnje betona. 104. Kontrola kvaliteta betona: partije betona.

a) Šta je partija betona?

Partija betona je količina iste klase ili vrste betona koja se priprema i ugraĎuje pod istim uslovima. Partije betona predstavljaju odreĎene dijelove objekta ili odreĎene količine betona ugraĎene u objekat u nekom vremenskom periodu.

b) Kako se odreĎuju partije betona kod mostovskih konstrukcija?

Kod mostovskih konstrukcija partije se odreĎuju prema konstrucijskim elementima:

- sve ili samo odreĎeni broj šipova, temelja, stubova, naglavnih greda i dr.

- jedan ili oba obalna stuba

- glavni i sekunarni nosači u jednom ili više polja

- jedan glavni nosač u jednom polju

- kolovozna ploča u jednom ili više polja

- pješačka staza u jednom ili više polja i dr.

c) Kako se odreĎuju partije betona kod masivnih konstrukcija? Kod masivnih konstrukcija (brane, kolovozi) partije se odreĎuju prema blokovima (pločama) ili grupi blokova (ploča):

- da se beton jedne partije ne ugraĎuje duţe od 30 dana

- sa brojem uzoraka u jednoj partiji ne veći od 25 do 30 105. Kontrola kvaliteta betona: kontrola proizvodnje betona.

a) Šta se ispituje u okviru kontrole proizvodnje?

- Sve komponente betona

- Proizvodnu sposobnost fabrike betona

- Svjeţi beton

- Svojstva očvrslog betona

- UgraĎivanje i njegovanje betona

54

b) Šta obuhvataju kontrolna ispitivanja agregata?

- Granulometrijski sastav

- Vlaţnost sitnih frakcija

- Količina sitnih čestica

c) Šta obuhvataju kontrolna ispitivanja cementa?

- Standardnu konzistenciju

- Početak i kraj vezivanja

- Stalnost zapremine 106. Kontrola kvaliteta betona: kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije

a) Kako se sprovodi kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije?

Kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije sprovodi se ocjenjivanjem postignute marke betona i onih posebnih svojstava betona koja su zahtijevana projektom.

b) Koji kriteriji za marku betona (MB) se ocjenjuju prema PBAB? • Kriterijum 1 Ovaj kriterijum se primjenjuje ukoliko se raspolaţe rezultatima ispitivanja 3, 6, 9, 12 ili 15 uzoraka. Svaki skup – partija – od tri uzastopna rezultata ispitivanja treba da zadovolji uslov: mn≥MB+k1, x1≥MB-k2. Ovde je mn aritmeticka sredina tri uzastopna rezultata ispitivanja čvrstoće pri pritisku, a x1 je najmanji od tri posmatrana rezultata. U slučaju kada se beton dobija iz uhodane proizvodnje uzima se da je k1 = k2 = 3 MPa, a ako se radi o neuhodanoj proizvodnji, k1 = 4 MPa, a k2 = 2 MPa. • Kriterijum 2 Ovaj kriterijum se primenjuje u slučajevima kad je broj uzoraka n izmedju 10 i 30 i kada je poznata vrijednost standardne devijacije

mn – srednja vrijednost rezultata x1 – minimalna vrijednost rezultata

55

• Kriterijum 3 Ovaj kriterijum se primenjuje za definisanje marke betona velikih partija betona, 15 – 30 uzoraka, i kada nije poznata vrijednost σ, već se računa sa procijenjenom vrijednošću standardne devijacije:

mn – srednja vrijednost rezultata x1 – minimalna vrijednost rezultata