Osobine očvrslog betona

8/11/2019 Osobine ovrslog betona

1/30

Predavanje, 19.11.2013.

Pripremili:Doc.dr. Merima ahinagi-Isovi

Asis. Marko eez

Osobine ovrslog

betona


2/30

SADRAJ Struktura ovrslog betona Voda u ovrslom betonu

Prsline i pukotine Fiziko-mehanike osobine ovrslog betona

Osnovni zakoni vrstoe materijala

vrstoa betona pri pritisku

vrstoa betona pri zatezanju

vrstoa betona pri istom smicanju

Vodonepropustljivost betona

Otpornost prema dejstvu mraza Otpornost prema dejstvu mraza i soli

Otpornost na habanje

Otpornost na hemijske agense

Deformacije pod uticajem kratkotrajnih optereenja


3/30

Struktura ovrslog betona Svojstva ovrslog betona zavise: Karakteristika komponenata Strukture mjeavine

Formiranje strukture: I etapa: poetna etapa, etapa formiranja poetne strukture, cementna masa

svjeeg betona poinje da prelazi u vrsto agregatno stanje (usljed vezivanja) II etapa: postepeno formiranje strukture ovrslog betona koju prati poveanje

vrstoe III etapa: stabilizacija strukture, kada se dostignuta vrstoa tokom vremena

bitnije ne mjenja


4/30

Struktura ovrslog betona Tipovi makrostrukture ovrslog betona: struktura I:

zrna agregatasu na velikim rastojanjima, meudejstvo ne postoji, utiu samo nadijelove cementnog kamena sa kojima su u dodiru (uticaj zrna proporcionalansadraju zrna i specifinoj povrini)

struktura II cementni kamen obavija zrna (do 0,06mm) i ispunjava praznine izmeu njih,

dejstva pojedinih zrna se preklapaju, javlja se dopunski efekat trenja struktura III

manjak cementnog kamena, obavija zrna agregata u slojevima male debljine, apraznine izmeu njih ispunjava samo djelomino

1

1

a cp p

cp ck

ck p a

v v v

v v

v v v

+ + =

=


5/30

Struktura ovrslog betona Osnovni strukturni elementi: Agregat

Cementni kamen Mikrostruktura betona: Poroznost:

agregat: nije od interesa sa aspekta upijanja, kvaenja zidova zrna

cementni kamen: gelska (pG), kapilarna (pk) i p (neefikasno ugraivanje,primjena aeranata,


6/30

Voda u ovrslom betonu Cementni kamen sadri: hemijski vezanu vodu: cementni gel

meuslojnu vodu: dio gelske vode, 10-6mm apsorbovanu vodu: gelska voda cementnog kamena

slobodnu vodu: kapilarne pore cementnog kamena

vodenu paru: kapilarne pore i vee upljine cementnog kamena

Prsline i pukotine u betonu Prsline: defekti sa otvorima < 0,3mm

Pukotine: defekti sa otvorima 0,3mm

Uzroci nastajanja: skupljanje cementa i termiki naponi (nije izloen optereenju)

izloenost optereenjima

fenomen samozaljenja: hidratacija nehidratisanih estica i karbonatizacija


7/30

Fiziko-mehanike osobine ovrslog betona Osnovni zakoni vrstoe betona Odnos vrstoa betona - koliina vode za mc=const, ma=const., te isti

postupak kompaktiranja

podruje a: nedovoljno kompaktiran beton (kruta konzistencija)

podruje b: najbolje kompaktiranje, optimalni sadraj vode (plastinakonzistencija)

podruje c:

vrsto

a opada, poroznost raste (te

na konzistencija)

podruje d: segregacija betona


8/30

Fiziko-mehanike osobine ovrslog betona Osnovni zakoni vrstoe betona vrstoa betona (za mc=const) zavisi: od vodocementnog faktora i

stepena zbijenosti (kompaktnosti) Empirijski obrasci:

Beljajev:

rijeni ljunak k=4,0

drobljeni kamen k=3,5 Fere:

Bolomej:

A=0,55-0,65 (manje vrijednosti za betone niih vrstoa, agregate loije granulom.kompozicije)

,28 1,5

pc

k

ff

k=

,28 2

1

=

+

k

sc

sv

kf

,28

1 0,5k pc

f A f

=


9/30

Fiziko-mehanike osobine ovrslog betona Osnovni zakoni vrstoe betona Promjena vrstoe betona u funkciji vremena

beton spravljeni od PC betoni spravljeni od PC sa dodacima

vrstoa betona u funkciji reima ovravanja

Kriva 1 normalni uslovi

Kriva 2 zaparivanje pod atmosferskim pritiskom(T= 85C)

Kriva 3 autoklavno ovravanje pod pritiskom

(vodena para na 0,8MPa,T=175C)


10/30

Fiziko-mehanike osobine ovrslog betona Osnovni zakoni vrstoe betona Struktura betona je grubo nehomogena

krupan agregat i malterski dio (vazdune pore i depovi) cementni kamen i pijesak

cementni kamen (znaajna koliina pora, nehidratisana zrna cementa)

Mehanizmi loma: tri osnovna tipa

vrstoa agregata vea od vrstoe na zatezanje cementnog kamena (fck) vrstoa agregata manja od vrstoe na zatezanje cementnog kamena (fck) vrstoa agregata i vrstoa na zatezanje cementnog kamena (fck) bliske


11/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri pritisku

cilindar, prizma, kocka

nema znaajnijih promjena vrstoe (h/a3) kocka 20x20x20cm

Koeficijentikonverzije

Oblik i veliina ispitivanog tijelaOdnos vrstoe pri pritisku kocke

ivice 20cm i odnosnog tijela

Kocka

10 cm 0,90

15 cm 0,95

20 cm 1,00

30 cm 1,08

Prizma12x12x36 cm 1,25

20x20x60 cm 1,25

Cilindar

10x20 cm 1,17

15x30 cm 1,20

20x40 cm 1,26

10x10 cm 1,02

15x15 cm 1,05

20x20 cm 1,10


12/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri pritisku t=2min, brzina porasta optereenja (0,2-0,8MPa/s) Na rezultate ispitivanja utie:

postupak ugraivanja betona

reim njege uzorka

nominalno najkrupnije zrno agregata

vrstoa agregata (20%) cementa (klasa i koliina)

voda (v/c faktor)


13/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri pritisku Promjena vrstoe tokom vremena:

a- konstanta koja odgovara vrstoi betona starog 1 dan

b- konstanta koja se odreuje na bazi poznate vrstoe dovoljno starog betona

( ),( ) 1

( ) ln

at

p p

p

f t f e

f t a b t

=

= +


14/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Uticaj temperature i vremena na vrstou betona:

normalne (radne) temperature 15-20C

-10C hidratcija prestaje, 30C hidratacija se ubrzava

Beton sa PCRH=100%


15/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Funkcija zrelosti (vrijemetemperatura):

uslovi zimskog betoniranja

kod viih temperatura, pri odreivanjuvrstoe betona mlaih od 7 dana

1-fk,28=20MPa2-fk,28=25MPa

( )0 rT T t= ( )1

0

1

r

j j

j

T t t

=

=


16/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri pritisku Marka betona

normirana (uslovna) vrstoa, 20x20x20cm, 28 dana

204h u kalupima, T=20C do ispitivanja u vodi ili u prostoriji sa RH=95% i T=20C

prirast napona od 0,2-0,8MPa/s

MB10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60

Tri kriterijuma: Kriterijum 1 (3,6,9,12 ili 15 uzoraka)

Kriterijum 2 (10n30)

poznata vrijednost standardne devijacije Kriterijum 3 (15n30)

procjenjena vrijednost standardne devijacije

21

13

kMBx

kMBm

+

o

no

i

ino

non

xm

S

=

= 1

2)(

1

)(

1

2

=

=

n

xm

S

n

i

in

n)(4

3,1

1 MPaMBx

SMBm nn

+

)(4

25,1

1 MPaMBx

SMBm nono

+


17/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri zatezanju:

Zavisi od: vrste i koliine agregata, sadraja cementa, v/c faktora,

tehnolokog procesa spravljanja, ugraivanja, njege i dr. drobljeni agregat vee fz od rijenog agregata

poveavanjem sadraja cementa fz se poveava u manjoj mjeri od fp poveavanjem v/c faktora fz manje opada u odnosu na fp

direktno aksijalno zatezanje

MPafza

MPafza

MPafza

p

p

p

5007,0

3010,0

2012,0

==

==

==

zp ff /=


18/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri zatezanju:

savijanjem (JUS U.M1.010 i JUS U.M1.011)

cjepanjem putem linijskog pritiska (JUS U.M1.022)

dl

Pf

gr

zc

2= 85,0/ =zcz ff

2

6

hb

Mf

gr

zs

=25,11/ =zzs ff

60,045,0/ =zsz ff


19/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri zatezanju: Kriva (1)- rezultati ispitivanja direktnom metodom

Kriva (2)- rezultati ispitivanja metodom cijepanja Kriva (3)- rezultati ispitivanja putem savijanja jednom koncentrisanom silom

Kriva (4)- veliine izraunate putem izraza (a)

Kriva (5)- veliine izraunate putem izraza (b)

(a)

(b)

230,25zm bk

f f=

4

0,400,60 1zs

z

f

f h

= +


20/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona vrstoa betona pri istom smicanju: zavisi od:

otpornosti na smicanje krupnog agregata (modanici),

vrstoe spoja (adhezije izmeu agregata i cementnog kamena)

pretpostavka je da su naponi smicanja pri lomu ravnomjerno rasporeenipo povrini presjeka po kojoj se vri smicanje

zs

zps

ff

fff

2

)08,007,0(

=


21/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Vodonepropustljivost betona zavisi od: vodocementnog faktora, stepena hidratacije cementa, od

poroznosti cementnog kamena, strukture pora (otvorene i zatvorenepore), svojstva cementa i agregata, naina ugraivanja, njege i dr.

mikrokapilari do 10-7mm (gelske pore)ne utiu na ovu osobinu

makrokapilari preko 10-7mm (kapilarne pore) utiu na ovu osobinu

VDP (koeficijent filtracije):

( )ilifv

f

Q a

m cmk s sS p t

=


22/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Vodonepropustljivost betona JUS U.M1.015: VDP Cilindar:150/150mm (ili ploa: 200x200x150mm) donja povrina prenika 100mm ohrapavi se i izlae pritisku uzorci stari 28 dana, 7 dana prije poetka ispitivanja u prostoriju sa

RH=65% i T= 20C marka vodonepropusnosti:

V-2 (3 uzorka)

V-4, V-6, V-8 i V-12 (6 uzoraka)

DIN 1048: dubina kvaenja kocka:20cm, 3 uzorka 1bar 48h, 3bara 24h, 7 bara 24h h


23/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Otpornost prema dejstvu mraza JUS U.M1.016

zavisi od: kompaktnosti betona (kapilarne pore preko10-7

mm) ispitivanje vrstoe pri pritisku, min 75%, gubitak mase 5%

marke otpornosti na mraz: M-50,M-100,M-150,M-200

15 uzoraka kocke od 15cm ili 20cm, ili cilindri 15cm (9 etalona, 6 za ispitivanje)

za M-50, 9 uzoraka (6 etalona, 3 za ispitivanje) smrzavanje -20C (4h ili 6h) odmrzavanje 203C (4h ili 6h) Ekvivalentna starost etalonskih uzoraka:

ta=28 dana

n-broj ciklusa

c-parametar koji zavisi od broja ciklusa u 24h

c at t c n= +

Tri ciklusa Dva ciklusa Jedan ciklus

Kocke a=15 cm i cilindri =h=15 cm(ciklus 4+4 sata)

0,20 0,35 0,80

Kocke a=20 cm (ciklus 6+6 sati) -- 0,25 0,70


24/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Otpornost prema dejstvu mraza i soli JUS U.M1.055

troprocentni rastvor NaCl nakon djelovanja rastvora 25 ciklusa (smrzavanja-odmrzavanja) :

16-18h T=-20C, 6-8h na sobnoj temperaturi(T =20C)

Stepen oteenjaGubitak

mase(mg/mm)

Dubinaoteenja

najvie (mm)Vizuelni opis

Kriterijum za

cijenu

0 bez ljutenja 0 0Nema promjene

na povriniOtporan

1 slabo ljutenje 0,20 1Oteenje finog

materijalaOtporan

2 srednje ljutenje 0,50 4Oteenjepovrine vidljiva

pojedina zrnaagregata

Neotporan

3 jako ljutenje 1,00 10Vidljiva zrna

agregata na cijelojpovrini

Neotporan


25/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Otpornost na habanje JUS B.B8.015: kocke od 7,1cm (A=50cm2)

drobljeni agregat (krupne frakcije, min sitnih frakcija) cementi visokih klasa

niski vodocemnetni faktori

njega betona

Otpornost na hemijske agense zavisi od hemijske otpornosti cementa i kompaktnost betona

niski vodocemnetni faktori efikasno ugraivanje (kompaktiranje)

njega betona

Praktino: dokae se hemijska otpornost cementa


26/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Deformacije pod uticajem kratkotrajnih optereenja cementni kamen i agregat: linearna zavisnost

beton: kontaktna povrina cementnog kamena i agregata (mikroprsline pri srazmjernoniskim nivoima naprezanja)

radni dijagram

modul elastinosti

Poasonov koeficijent


27/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o

vrslog betona Deformacije pod uticajem kratkotrajnih optereenja

radni dijagram (-) 1betoni veih vrstoa: reim diktiranog poveanja napona 0,50,3MP/s 2betoni manjih vrstoa: reim diktiranog poveanja dilatacija

tangnetni modul elastinosti tgtg sekantni modul elastinosti tg

(0,3-0,5)fp podruje radnih napona

== tgE


28/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o


modul elastinosti JUS U.M1.025

2h/a4,a4D,d=0,5MPa, g=fp/3

Prema PBAB:

=E

3 1025,9 += kfE


29/30

Fizi

ko-mehani

ke osobine o


Poasonov koeficijent () odnos poprenih i podunih dilatacija uzorka

=0,15-0,25 (u podruju radnih napona)

=0,4-0,5 neposredno pred lom (pop.deformacije 0,8-1,0mm/m1)


30/30

Slijedee predavanje:

REOLOKA SVOJSTVA

OVRSLOG BETONA ITRAJNOST

Documents

Osobine očvrslog betona