SAMOUGRAUJUI BETON (SCC)

Autor:

Duko Hini,dipl.in.gra.

2

Sadraj:

1. Uvod

2. Opti dio

3. Samougradljivi beton

4. Referense

5. Rezultati dosadanjih ispitivanja

6. Ispitivanje svjeeg SCC betona

7. Proraun receptura SCC betona

8. Rezultati ispitivanja SCC 60

9. Skupljanje SCC betona

10. Izbor tehnologije ugradnje

3

1. Uvod

Za potrebe betoniranja glavnih mostovskih nosaa ukazuje se potreba za betonom koji e moi zadovoljiti vie projektom zahtijevanih karakteristika. Uslovi se odnose na karakteristike svjeeg betona, njegovu ugradljivost i obradljivost, osobine mladog betona u fazi formiranja ranih vrstoa, te osobina ovrslog betona i kvaliteta betoniranih nosaa.

Uslovi koji se mogu nametnuti u projektu za beton su slijeganje konusom, vrstoa betona i koliina uvuenog vazduha.

Ponekad zbog visine nosaa i zapreka unutar nosaa, armature, zatitnih cijevi kablova, pomonih draa te dijelova opreme imamo suenje prostora i potencijalnu opasnost da e pri ugradnji betona doi do segregacije i stvaranja kavernoznih mjesta.

Da bi nosai po betoniranju imali po visini presjeka korektnu kompaktnost betona njegove karakteristike u svjeem stanju moraju biti takve da omoguavaju ispunjenje svih dijelova u oplati pa i onih teko pristupanih.

Pojavom aditiva nove generacije sa polimernom osnovom postiu se zahtjevane karakteristike betona. Adekvatnim izborom aditiva za konkretno upotrebljen cement sa lakoom se ostvaruju svi zahtjevi.

2. Opti dio

Iz razloga izgradnje mostova u Modrii i Doboju jedna od predloenih receptura za glavne nosae bila je i SCC 60 koja je slijedila zahtjeve iz projekta konstrukcije za navedene objekte. Obzirom da su pravilnici za beton i vaei standardi u BiH izostavili tretman ove vrste betona, jer je njegova pojava kao konstruktivnog materijala novijeg datuma, to se pri izradi ove vrste betona slijedila pozitivna praksa konstruktera Japana (Ouchi, Nakamura), preporuka asocijacije EFNARC i grupe AFGCKKK, pozitivnih iskustava laboratorija za beton korporacija Mapei, Degussa, Sika, kao i radova profesora Muravljeva, Aia, ivkovia.

3. Samougradljivi beton

Karakteristike samougraujueg betona su izuzetno lako obavijanje armature na nedostupnim, gusto armiranim presjecima, visokim zidnim elementima i geometrijski sloenim presjecima. Svojom samougradljivou i pokretljivou SCC beton nema potrebe za dodatnim vibriranjem. Proizvodnja, ispitivanje svjeeg SCC betona i ugradnja se razlikuju od dosadanjih naina i metoda.

Prednosti koje nudi SCC su sigurnije zapunjavanje i kompaktiranje po visini presjeka, ugradnja sa manjeg broja mjesta za ubacivanje u oplatu.

Sl. 1. Armaturni vor na fermentoru Banjaluke pivare

4

Do sada su u praksi upotrebljavani sljedei tipovi SCC betona: 1. SLC (Self Levelling Concrete) prektian za primjenu betoniranja gusto armiranih ploa 2. PSCC (Precast Self Compacting Concrete) primjenjiv u industriji prefabrikovanih elemenata 3. HSSCC (High Strength Self Compacting Concrete) namijenjen za izradu betona sa visokim

pritisnim vrstoama 60 MPa.

4. Referense

Praksa je nametnula da se pojedina rjeenja trae u okviru receptura za SCC beton koja se koristi za gusto armirane presjeke, mostovske nosae, kolektorske cijevi i za visoka lokalna naprezanja pojedinih betonskih elemenata. Ovom tehnologijom u Banja Luci su uraeni: glavni stubovi i nosea ploa fermentora banjaluke pivare, glavni prethodnonapregnuti nosai L=33 m pasarele 1 u Banja Luci, glavni klasino armirani betonski nosai L=33 m pasarele 2 u Banja Luci, kolovozne ploe mosta u Klanicama, glavni nosai mosta na Vrbasu u Banja Luci, cijevi 1500 L=3,2 m kolektora u Banja Luci, AB ploa eljeznikog mosta u Banja Luci, ploa filterskih polja glavnog vodobazena fabrike vode u Banja Luci kao i lokalna betoniranja na mostovima Mrkonji Grad, Klanice i Jasenovac.

Sl. 2 Pasrela 1 na zapadnom tranzitu Banja Luka

Sl.3 Pasrela 2 na zapadnom tranzitu Banja Luka

5

5. Rezultati dosadanjih ispitivanja

Ispitivanja u laboratoriji i ispitivanja uzetih uzoraka prilikom betoniranja navedenih objekata pokazuju usklaenost u rezultatima. Ispitivanja konstrukcija probnim optereenjem su pokazala znatno manje ugibe i deformacije od predvienih. Ponaanje pojedinih elemenata konstrukcije kroz vrijeme su stabilna i funkcionalna.

Prikaz rezultata iz postupka prethodnih proba SCC betona:

Tabela 1

pritisne vrstoe (MPa)

fbz (MPa)

datum probe

cement dozaa kg/m3

V lijevak

(s)

pijesak agregat bs kg/m3

4 7 14 28 45 60

26.02.2004. Dalmacija 45

530 12 Sava dolomit 2527 38 47 60 69 73 80

27.02.2004. Naice 45 570 12 Sava dolomit 2504 81 * 5.1 28.02.2004. Naice 45 550 12 Sava dolomit 2410 21 32 55 56 58 66 01.03.2004. Naice 45 550 12 Sava dolomit 2410 24 48 63 69 70 80 03.03.2004. Naice 45 550 20 Sava dolomit 2474 30 49 59 65 74 78 24.02.2004. Naice 45 570 15 Sava dolomit 2495 50 68 63 80 87 97 * 20.02.2004. Naice 45 570 15 Sava dolomit 2506 47 67 69 70 77 92 21.02.2004. Naice 45 570 10 Sava dolomit 2405 41 59 65 74 77 81 01.09.2004. Naice 45 570 11 dolomit dolomit 2468 57 63 76 83 * 03.09.2004. Naice 45 570 20 dolomit dolomit 2426 53 67 71 82 04.09.2004. Naice 45 570 15 dolomit dolomit 2430 50 60 68 70 26.07.2004. Dalmacija

45 570 13 Drina Drina 2420 55 64 70 78

14.04.2004. Naice 55 570 10 Sava dolomit 2506 63 80 84 87 * 18.05.2004. Naice 45 570 14 kvarc dolomit 2393 65 73 78 82 91 * 22.04.2004. Lukavac

45 430 kre. kre. 2465 34 45 58 60

13.04.2004. Naice 45 430 kre. kre. 2474 34 48 55 61 62 27.03.2004. Lukavac

45 430 Sava dolom. 2440 35 54 67 80

27.03.2004. Lukavac 45

430 Sava dolom. 2440 33 49 64 67

24.06.2004. Naice 45 430 26 dolomit dolomit 2465 36 46 49 58 61 70 25.06.2004. Naice 45 450 14 dolomit dolomit 2527 42 55 61 68 76 24.07.2004. Dalmacija

45 6000 8 Drina Drina 2450 53 59 62 64

13.05.2004. Naice 45 570 10 Sava dolomit 2504 48 77 80 12.05.2004. Naice 45 570 17 Sava dolomit 2450 54 68 72 95 18.02.2004. Naice 45 430 11 Sava dolomit 2450 38 47 54 15.11.2003. Naice 45 430 20 Sava dolomit 2462 18 38 47 58 75 15.11.2003. Naice 45 430 15 Sava dolomit 2444 46 66 29.11.2003. Naice 45 600 10 Sava dolomit 2444 55 68 14.11.2003. Naice 45 430 Sava dijabaz 2467 48 50 04.12.2003. Naice 45 370 Sava dolomit 2462 38 55 57 17.11.2003. Naice 45 400 Sava dolomit 2445 45 51

* Upotrebljen superplastifikatot Dynamon SX MAPEI Italija u koliini od 4 l/m3.

6

6. Ispitivanje svjeeg SCC betona

Ispitivanja karakteristika svjeeg SCC betona se razlikuju u odnosu

na dosadanja ispitivanja, u praksi uobiajenih betona.

Namjena SCC betona je da u vrlo kratkom vremenskom intervalu zapuni predvieni prostor i ostvari dobru zbijenost bez vibriranja na slabo dostupnim mjestima. Stim u vezi i ispitivanja pojedinih parametara uglavnom poivaju na mjerenju vremena za koje e SCC beton savladati odreene prepreke. Od uobiajenih testova mjeri se vrijeme isticanja iz V lijevka, vrijeme rasprostiranja, vrijeme izravnanja itd.

Na raspolaganju su nam V-lijevak, L- boks, U-cijev i sline aparature koje obino sadre zapreku koju beton mora da savlada za odreeno vrijeme.

Izmjereno vrijeme postaje indikator ponaanja betona u konstrukciji. Sl. 4 Mjerenje V lijevkom Preostalim klasinim ispitivanjem ostalih karakteristika ovrslog betona dolazi se do konanog rezultata o postizanju kvaliteta SCC betona.

7. Proraun receptura SCC betona

Za proraun receptura SCC betona koristi se teorija unutranjih upljina koja nema uporita u aktuelnim propisima i standardima te je razliita od autora do autora.

Osnovni smisao je kontrolisati raspored krupnih zrna frakcije u gelu koji mora imati odgovarajue osobine. Osobine gela se orjentaciono usvajaju a potom eksperimentalno dokazuju. Optimalni sadraj odnosa komponenti u puderu je onaj za koji gel ostvaruje potpunu hidrataciju cementa a temperatura hidratacije ide u korist poveanja otpornosti vrstoe na zatezanje.

U zavisnosti od tipa SCC betona: SLC, PSCC ili HSSCC vri se izbor aditiva. Na osobine svjeeg i ovrslog betona uticajne su i osobine cementa, mada je izbor aditiva presudan.

8. Rezultati ispitivanja SCC 60

Za potrebe izrade SCC 60 uraene su prethodne probe koje prate zahtjeve projekta. Rezultati se daju pregledno u tabeli.

Prikaz rezultata iz postupka prethodnih proba SCC 60 betona:

Tabela 2

pritisne vrstoe (MPa)

datum probe

cement dozaa kg/m3

V lijevak

(s)

pijesak agregat bs kg/m3

3 7 14 28 45 60

18.07.2005. Dalmacija 45

570 10 Bosna rjeni drobljeni

2410 44 50 - 66 - -

21.07.2005. Naice 55 570 10 Bosna rjeni drobljeni

2396 49 56 - 67 71 82

22.07.2005. Naice 55 570 8 evarl. rjeni drobljeni

2368 45 52 - 63 68 74

7

9. Skupljanje SCC betona

Mjerenja su obavljena u skladu sa standardom JUS U.M1.029. Na uzorku br. 1 komparaterom su

mjerena uzduna skupljanja. Ukupna skupljanja se oekuju u iznosu od 0,3 mm. Za ostvarenu starost uzorka od 90 dana daje se prikaz rezultata.

Uzorci su kondicionirani u uslovima sredine sa dnevnim temperaturama od 14-20 C. Uzorci pokazuju znatno manja skupljanja od PBAB-om predvienih za klasini beton.

Starost (dani) 7 14 28 40 90 Skupljanje (mm/m) 0,05 0,08 0,11 0,13 0,15 Skupljanje po PBAB 87 za klasini beton

0,112 0,157 0,213 0,26

Grafik 1 Sl. 5 Raspored mjernih mjesta

10. Izbor tehnologije ugradnje

Ugradnja SCC betona zahtijeva da se u kraem vremenskom periodu obavi betoniranje kompletnog elementa. Razlog je u rasprostiranju betona na veoj povrini od uobiajene i ne smije se desiti prekid betoniranja dui od 30 min.. U sluaju malog kapaciteta betonare ukljuiti i rezervnu betonaru.

Betoniranja se obavljaju sa mjesta koje e omoguiti dalje potiskivanje betona ka proguenim mjestima i zaprekama. Za dokaz zapunjenosti prostora betonom je pojava betona na suprotnom kraju od mjesta ubacivanja u oplatu. Nije uputno zasuti beton direktno na progueno mjesto ve beton utisnuti iz smjera i mjesta koje omoguava prijem vee koliine betona, a potom se vri distribucija samougraivanjem.

Ubacivanje u oplatu moe biti istovarom iz miksera, autopumpom, kiblom, lijevcima, cjevovodima ili ugradnjom do samoniveliranja (spojene posude).

Za izradu SCC betona i razumjevanje razloga zbog kojeg je nastao nema uporita u teorijama klasinog betona.

Dalja istraivanja i primjena, te sve vea popularnost SCC betona namee izradu propisa za primjenu ove vrste betona kao i standarda za ispitivanja svjeeg i ovrslog SCC betona.

U preporukama pojedinih asocijacija za beton kao i nacrtima propisa pojedinih zemalja moe se nai dio uputstava za izradu SCC betona dok preostali, vaniji dio, ini eksperimentalna proba sa konkretnim materijalima.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

7 14 28 40 90

1

Duko Hini(1)

NEKI REZULTATI ISTRAIVANJA SAMOZBIJAJUEG BETONA (SCC) Rezime:

Pojavom samozbijajuih (samougraujuih) betona stvoreni su uslovi da u tehnologiji betona, koristei osobine svjee betonske mase, pri ugradnji takvih betona moemo izostaviti fazu zbijanja i kompaktiranja. Upotreba prinudnih vibracija za kompaktiranje betona pokazuje se nepotrebnom. Razlog je u injenici da ovakva vrsta betona ima tehnoloka i reoloka svojstva koja omoguuju da se pod uticajem pritiska nastalog od sopstvene mase betona ostvaruje zadovoljavajua zbijenost betona. Primenom ove vrste betona izraeno je nekoliko konstruktivnih elemenata razliitog geometrijskog oblika, raspona i poloaja u konstrukciji inei delove pojedinih konstrukcija koje su trenutno u eksploataciji. Za izradu receptura samougraujueg betona posluila su iskustva dobijena laboratorijskim ispitivanjem u periodu 20002004 g. Rezultati ispitivanja pojedinih osobina ovrslog betona pokazuju da postoje odreene razlike u odnosu na klasine betone (uobiajenog sastava).

Kljune rei: samozbijajui beton, eksperimentalna ispitivanja, konstruktivni elementi

SOME RESULTS OF RESEARCH OF SELF-COMPACTING CONCRETE Summary:

By the self-compacting concretes occurrence the conditions in concrete technology have originated to omit the compaction phaze during their installment, using the characteristics of fresh concrete mass. Usage of forced vibrations for the concrete compaction proved to be needless. The reson lies in a fact that the self-compacting concrete has technologic and reologic characteristics which under the pressure of concrete gravity made possible the satisfactory concrete compaction to be realized. By such concretes usage several construction elements were made, having different geometric shapes, spans and locations at the construction, being parts of particular constructions which are already in exploitation. For the self-compacting concrete receipts composing the experience aquired by the laboratory testings during the period of time 2000-2004 have been used. The laboratory testings results of some characteristics show that the particular differences exists in relation to the classic concretes (having accustomed composition).

Key words: self-compacting concrete, experimental testing, construction elements...

(1) Duko Hini, dipl.in.gra. Institut za graevinarstvo IG Banja Luka, e-mail: beton@teol.net, www.betonrs.com

2

1. UVOD

Prilikom izrade pojedinih objekata bilo je konstruktivnih elemenata koji su po svom obliku, poloaju u konstrukciji, koliini armature i oteanim uslovima ugradnje nametnuli potrebu da se izvre nekonvencionalna betoniranja tih elemenata. Potrebne osobine svjeeg betona su bile: samougradljivost, bez poptrebe za vibriranjem, ugradnja bez segregacije, ostvarenje projektovanih osobina ovrslog betona. Pravim odgovorom na postavljene zahteve pokazao se samougraujui beton (SCC).

Betoni koji se nazivaju samozbijajuim, odnosno samougraujuim (Self Compacting Concrete), su betoni tekue konzistencije, pri kojoj ne sme da doe do segregacije [1]. Postojanje gusto armiranih vorita armature, nepristupanih mesta u oplati, poveanih dimenzija elemenata nametnuli su zahtev za fluidnost betona koja ne sme imati segregaciju u bilo kojem obliku [2]:

- spoljnu segregaciju: izdvajanje krupnog agregata (aggregate settlement) i izdvajanje vode (bleeding) - internu segregaciju: ravnomerna distribucija komponenata betona pri betoniranju - segregaciju pri rasprostiranju: nepostojanje meusobnog ukljetavanja zrna agregata i ipki armature

Da bi bili ispunjeni ovi zahtevi beton mora da ima odreenu tiksotropnost. Tehnolokim razvojem na polju hemijske industrije, koji je doveo do pojave

aditiva za beton sa novim hemijskim osnovama, omoguio je da se upotrebom superplasrtifikatora i modifikatora viskoziteta, kao i uz upotrebu mineralnih dodataka visoke finoe mliva (elektrofilterski pepo, zgura visokih pei, silikatna praina, filer ...) omoguio je ostvarenje ovakvih svojstava betona.

U radovima japanskih istraivaa [3] osim uobiajene primene agregata sa maksimalnim zrnom 20-25 mm dokazano je da je mogua primena i frakcija sa maksimalnim zrnom do 40 mm. Vodocementni faktori su najee manji od 0,4 tako da su sledstveno tome i postizane visoke vrstoe betona.

Ve primenjen u razvijenim zemljama Evrope, SAD-a i Japana, uz koritenje iskustava i preporuka pojedinih autora, rezultata ispitivanja u laboratoriji, pilot projekata u izradi pojedinih laboratorijski izraenih elemenata izvedeno je nekoliko konstruktivnih elemenata na pojedinim objektima u Banja Luci.

2. IZBOR KOMPONENTNIH MATERIJALA

2.1. USLOVI PROJEKTA I TEHNOLOKI ZAHTEVI

2.1.1. Osnovni zahtevi iz projekta konstrukcije za neke elemente

Prilikom izrade stubova i ploe na objektu banjaluke pivare osnovni zahtev za beton iz projekta konstrukcije bio je MB 40, V-8, MS-25. U postupku izrade prethodnih proba uz primenu uobiajenih receptura za ovakve zahteve ostvareni su zadovoljavajui rezultati. Obzirom na koliinu i raspored armature u prescima kao i ukrtanja armature u oupljenim ploama (otvori za fermentorske eline rezervoare) na mestima iznad stubova, izraena je sumnja da beton nee biti dobro ugraen zbog nemogunosti pravilnog ubacivanja betona u oplatu i nepristupanosti za vibro igle. Paralelno su u laboratoriji i prilikom betoniranja pojedinih stubova vrena testiranja ponaanja sveeg i ovrslog betona, a naroito njegove ugradljivosti (fluidnosti).

Rezultati su pokazali da je primena pojedinih receptura u laboratoriji ispunila zahteve u pogledu vrstoe i posebnih svojstava betona ali da se prilikom ugradnje javljaju potekoe oko ugradljivosti. U nekoliko navrata i uz primenu aditiva nove generacije sa polimernom osnovom i primenom principa samougradljivosti uspeno

3

je reen oekivani problem pri betoniranju ploe koja je sadravala vorita armature iznad stubova. U ovom sluaju razlog primene SCC betona bio je ugradljivost i adekvatna obavijenost armature betonom. Prikaz jednog takvog vorita vidljiv je na sl. 1.

Slika 1 vorite armature iznad stuba-Banjaluka pivara

Za istog investitora izveden je i objekat punionice flaa na kojem se zahtevala brzina izgradnje objekta koju su diktirali isporuioci opreme a i nailazei nepovoljni klimatski uslovi. Krovna konstrukcija je sainjena od ab stubova na kojima su betonske rigle "T" preseka nosioci elinih glavnih i sekundarnih reetkastih nosaa na kojima je krovni pokriva od sendvi lima. Uslov za beton je MB 30 bez posebnih svojstava. Obzirom da je bilo potrebno proizvesti vei broj "T" nosaa u to kraem roku uz minimalni utroak oplate i radne snage primenjen je SCC uz upotrebu podgrejavanja toplim vazduhom na poligonu za prefabrikaciju. Ispod pokrivaa ubacivan je topli vazduh u trajanju od 12 sati nakon ega je element ostao pokriven naredna tri dana. Nakon toga element je bio spreman za montau. Razlog primene SCC za ovaj element je bila brzina ovravanja i manji broj radnika. Na sl. 2 prikazan je detalj obavijanja armature betonom bez segregacije.

Slika 2 Obavijanje armature betonom bez upotrebe vibriranja-"T" nosa Punionoca flaa banjaluke pivare

Za izradu ab cevi banjalukog kolektora osnovni zahtev za beton iz projekta konstrukcije bio je MB 50, V-8, MS-25. Cevi promera 1500 izraivale su se u elinim kalupima uz primenu uobiajeno spravljenih receptura i uz upotrebu

4

oplatnih vibratora. Ugradnja je zahtevala stalnu prisutnost kompresora za vazduh koji je pokretao oplatne vibratore. Na poligonu jer organizovano podgrejavanje kaloriferom 3 kw uz pokrivanje elinog kalupa ceradama. Poto je u jednom periodu dolo do nedostatka radne snage, kvara na kompresorima i niskih temperatura za alternativnu metodu proizvodnje cevi primenjen je SCC. Pri ugradnji nije bio potreban veliki broj radnika kao do tada, vibracije za ugradnju betona nisu se koristile a brzina ovravanja je bila vea uz nepromenjen temperaturni reim zaparavanja (6 sati 40 C). Glatkoa cevi je pri ugradnji doprinela smanjenju pritiska na glavnim pumpama za podzemno utiskivanje cevi, veu otpornost betona na lokalne pritiske hidraulinih klipova podstanice te smanjene utroke bentonita. Karakteristian nain ugradnje betona u cev prikazan je na sl.3.

Slika 3 Ugradnja betona istovarom iz kible bez vibriranja-cev banjalukog kolektora 1500

Sve ekstremniji uslovi za eksploataciju pojedinih objekata nameu da se do maksimuma iscrpe raspoloive konstruktivne rezerve preseka a koje ujedno namee da se upotrebe i nekonvencionalni materijali [4]. Za izradu glavnih nosaa pasarele na zapadnom tranzitu u Banja Luci projektovani su klasino armirani betonski nosai raspona 33 m. Olakanje nosaa izvedeno je isecanjem dela betona u pojedinim poljima nosaa (rebrima) na ijim mestima su ubaene zatege od glatke armature, koje su osim prijema sila zateuanja ujedno imale i funkciju ograde. Gusta armiranja flani, visina i duina nosaa te praktinost za ugradnju (blizina saobraaja) ponovo su nametnuli SCC kao reenje. U postupku prethodnih proba ostvarene su visoke pritisne vrstoe (60-70 MPa) i zadovoljavajua fluidnost (V-lijevak 10 sec). Izgled pasarele (i glavnih nosaa) u upotrebi vidljiv je na sl. 4.

Slika 4 Pasarela na banjalukom zapadnom tranzitu

5

Na uobiajeno armiranoj ploi vodobazena u Banja Luci armatura nije predstavljala problem za ugradnju ve veliki broj dizni za raspravanje vode koje su morale zadrati projektovani poloaj. Mali prostor izmeu dizne i armature nije omoguavao ulaz vibro iglama ni malih promjera tako da se primjenio SCC. Lakoa ugradnje i dobro kompaktiranje betona, te zapunjavanje betonom i izuzetno nepristupanih mesta pokazala se opravdanim za upotrebu ovakvog betona. Samougradljivost betona na ovom povrinskom nosau bila je neophodna sl. 5.

Slika 5 Ploa filterskih polja vodobazena u Banja Luci

Izbor za beton glavnih nosaa "T" preseka raspona 15 m mosta Rakovake bare u Banja Luci bio je jednostavan jer su sljedei uslovi diktirali ugradnju: nedostatak radne snage, brzina izrade, estetski izgled te nedostatak opreme za vibriranje. Jednostavnim istovarom iz miksera beton je imao potrebnu fluidnost i samougradljivost tako da je betoniranje vremenski trajalo veoma kratko. Betoniranje je izvedeno istovarom betona iz miksera samo sa jedne strane nosaa sl. 6.

Slika 6 Betoniranje SCC betonom "T" nosaa raspona 15 m za most Rakovake bare u Banja Luci

6

2.1.2. Preliminarna mjerenja skupljanja SCC betona Obzirom da su neki projektanti izrazili sumnju (oekivano) na efekte skupljanja

zbog velike fluidnosti i psiholokog efekta koje ostavljaju ispitivanja rasprostiranjem (65-70 cm), u postupku prethodnih proba formirane su epruvete na kojima je mjereno skupljanje. Mjerenja su obavljena u skladu sa standardom JUS U.M1.029. Za ostvarenu starost uzorka od 90 dana daje se prikaz rezultata. Uzorci pokazuju znatno manja skupljanja od PBAB-om predvienih za klasini beton. Prikaz rezultata dat je u tabeli 1 i grafiku 1.

Tabela 1 Rezultati mjerenja skupljanja SCC betona starost (dani) 7 14 28 40 90

skupljanje (mm/m) 0.05 0.08 0.11 0.13 0.15 skupljanje po PBAB 0.112 0.157 0.213 0.26 -

0

0.1

0.2

0.3

0.4

7 14 28 40 90

Grafik 1 Prikaz rezultata merenja skupljanja SCC betona

2.2. RASPOLOIVI MATERIJALI NA TRITU

Na tritu Banja Luke u pogledu izbora agregata na raspolaganju su reni materijali iz reka Vrbas i Sava (sijani ili drobljeni), drobljeni krenjaci iz kamenoloma Jasenov do, Planina, Ljubaevo, Drenovaa, drobljeni dolomit iz kamenoloma Japra te drobljeni dijabaz iz kamenoloma Trnava. Od cemenata na tritu su prisutni pucolanski cementi domaih industrija Kaknja i Lukavca, te uvozni cemenati iz Splita i Naica (isti portland ili sa dodacima zgure). Od proizvoaa filera tradicionalno je prisutan proizvoa Japra Novi Grad (dolomitni filer 200 ) a u skorije vreme neki proizvoai vre usluna mlevenja dostavljenih stenskih frakcija.

Od komponentnih materijala za izradu SCC betona svakako najvei problem predstavljaju aditivi ije je prisustvo u ovakvim betonima presudno. Veliki broj eksperimenata izveden je sa aditivima raznih svetskih proizvoaa, u kombinacijama sa raznim cementima raspoloivim na tritu i raznim kombinacijama agregata. Ve u prvim eksperimentima raenim u periodu 2000-2003 g. primenom dolomitnog 200 filera proizvoaa Japra Novi Grad ostvaruje se bolja fluidnost u odnosu na krenjake i silikatne filere. Upotreba mikrosilike je znatno poskupljuje beton bez velikih poboljanja u odnosu na kljune parametre (vrstoa, fluidnost ...).

Konano usvojeni materijali za radne recepture SCC betona su:

- dolomitni filer 200 , Japra Novi Grad - superplastifikator Dynamon SX, Mapei Italija - modifikator fluidnosti Viscofluid SCC, Mapei Italija - drobljene ili sijane frakcije (nebitan izbor) - cementi Naicecement: CEM I 52,5 N, CEM II/A-M (S-V) 42,5 N;

Dalmacijacement: CEM II/ (A-S) 42,5 R, CEM I 42,5 R, CEM II/A-M (S-LL) 42,5N

7

)1(**5.0 lim AGG =

3. PROJEKTOVANJE SASTAVA BETONA

Za projektovanje receptura postoji na raspolaganju nekoliko polu-empirijskih predloga raznih autora [3], [5], uputstva i preporuke pojedinih acosijacija za beton [6], [7], te uputstva samih proizvoaa aditiva za beton [8].

U postupku izbora recepture za beton primenjuju se sledei koraci:

- definisanje zahteva za beton - izbor materijala (cement, agregat, dodaci, aditivi) - izrada probnih meavina (pilot probe, opsenije probe) - postizanje osobina sveeg betona (fliudnost, rasprostiranje, savladavanje

prepreka ...) - ostvarenje projektovanih osobina ovrslog betona - probna proizvodnja na betonari - izrada modela konstruktivnog elementa Predloeni algoritam za odreivanje komponentnih sastojaka (volumensko odreivanje) prema [14] sadri: - izbor koliine vazduha u betonu (2-4 % na 1 m3) - odreivanje nasipne mase krupnih estica 4-16 mm (Glim) - usvajanje 0.5*Glim za poetni volumen (razlog je postizanje dovoljnog

razmaka krupnih estica kako ne bi dolazilo do blokiranja i uklinjavanja u suene prostore oko armature i tome slino sl. 7)

- odreivanje optimalnog volumena G za SCC:

- odreivanje ostatka volumena za malter (ispuna: voda+puder+dodaci) - odreivanje optimalnog volumena finih estica S - pesak (0-4 mm) u

volumenu maltera (cca 40%) )1/()1(*4.0 stkGAS = - kst uzima se u obzir ako ima vie od 2% estica

8

Tabela 2 Projektovanje sastava za SCC beton prema [11] Agregat t/m3 %

usvojeno

preporueno 0-4 2.66 45.0 0.31 0.28-0.32 4-8 2.65 27.5 Z ( %) 8-16 2.65 27.5

agregata

2.654 3.0 1-3 cement 3.1 (67) U ( %)

filer 2.85 (33) pudera 3.013 43.0 40-45

Procentualna uea (po masi) betona (t/m3) p w agregat prividno oekivano mereno

26.751 8.293 64.956 2.401 2.329 2.370 Dozaa za 1 m3

Puder (kg)

Filer (kg)

cement voda 0-4 4-8 8-16

642 212 430 199 702 429 429

-vodopuderski faktor; Zzaostale upljine; Uukupne upljine; ppuder; w-voda

Obzirom da vrednosti dobijene merenjem na spravljenom betonu u pogledu zaostalog vazduha i zapreminske mase betona, a time vrednosti ukupnih upljina, mogu odstupati od pretpostavljenih vri se korekcija rauna (tabela 3). Korekcija za unutranje upljine vri se po formuli:

1*%100 U

AgAg

betstv =

Tabela 3 Korekcija sastava za SCC beton nakon merenja Izmerene vrednosti Korekcija1

Z ( %) 1.8 mereno 2.37 U1 ( %) 42.0 Nova procentualna uea

(po masi) betona (t/m3)

p w agregat prividno oekivano mjereno 26.54 8.227 65.232 2.403 2.360 2.360

Dozaa za 1 m3 Puder (kg)

Filer (kg)

cement voda 0-4 4-8 8-16

626 207 419 194 693 423 423

9

4. LABORATORIJSKA ISPITIVANJA BETONA

Prikaz pojedinih rezultata dobijenih u postupku laboratorijskih proba dat je u tabeli 4, dok su rezultati ispitivanja za SCC 60 i T nosa dati u tabelama 5 i 6.

Tabela 4 Rezultati laboratorijskih ispitivanja SCC betona cement pritisne vrstoe

(MPa) datum probe

tip kg/m3

Super plast. kg/m3

V levak

(s)

pesak agregat bs kg/m3

3 7 14 28 45 60 26.02.04. Dalm. 45 530 4 12 Sava dolomit 2527 38 47 60 69 73 80 27.02.04. Naice 45 570 4 12 Sava dolomit 2504 81 28.02.04. Naice 45 550 4 12 Sava dolomit 2410 21 32 55 56 58 66 01.03.04. Naice 45 550 4 12 Sava dolomit 2410 24 48 63 69 70 80 03.03.04. Naice 45 550 4 20 Sava dolomit 2474 30 49 59 65 74 78 24.02.04. Naice 45 570 4 15 Sava dolomit 2495 50 68 63 80 87 97 20.02.04. Naice 45 570 4 15 Sava dolomit 2506 47 67 69 70 77 92 21.02.04. Naice 45 570 4 10 Sava dolomit 2405 41 59 65 74 77 81 01.09.04. Naice 45 570 4 11 dolom

it dolomit 2468 57 63 76 83

03.09.04. Naice 45 570 4 20 dolomit

dolomit 2426 53 67 71 82

04.09.04. Naice 45 570 4 15 dolomit

dolomit 2430 50 60 68 70

26.07.04. Dalm. 45 570 4 13 Drina Drina 2420 55 64 70 78 14.04.04. Naice 55 570 4 10 Sava dolomit 2506 63 80 84 87 18.05.04. Naice 45 570 4 14 kvarc dolomit 2393 65 73 78 82 91 22.04.04. Lukavac

45 430 4 12 kre. kre. 2465 34 45 58 60

13.04.04. Naice 45 430 4 12 kre. kre. 2474 34 48 55 61 62 27.03.04. Luk. 45 430 4 11 Sava dolom. 2440 35 54 67 80 27.03.04. Luk. 45 430 4 12 Sava dolom. 2440 33 49 64 67 24.06.04. Naice 45 430 4 26 dolom

it dolomit 2465 36 46 49 58 61 70

25.06.04. Naice 45 450 14 dolomit

dolomit 2527 42 55 61 68 76

24.07.04. Dalm. 45 6000 4 8 Drina Drina 2450 53 59 62 64 13.05.04. Naice 45 570 4 10 Sava dolomit 2504 48 77 80 12.05.04. Naice 45 570 4 17 Sava dolomit 2450 54 68 72 95 18.02.04. Naice 45 430 4 11 Sava dolomit 2450 38 47 54 15.11.03. Naice 45 430 4 20 Sava dolomit 2462 18 38 47 58 75 15.11.03. Naice 45 430 4 15 Sava dolomit 2444 46 66 29.11.03. Naice 45 600 4 10 Sava dolomit 2444 55 68 14.11.03. Naice 45 430 4 12 Sava dijabaz 2467 48 50 04.12.03. Naice 45 370 4 Sava dolomit 2462 38 55 57 17.11.03. Naice 45 400 4 Sava dolomit 2445 45 51

Rezultati pokazuju porast vrstoa nakon perioda posle 45 dana iz razloga polimerne faze [9].

U tabeli 4 dat je prikaz rezultata dobijenih u periodu 2000-2004 g. dok su u tabelama 5 i 6 rezulati dobijeni na uzorcima uzorkovanim na mestu ugradnje za pojedine elemente. Zapunjavanje kalupa za uzorkovanje betona vreno je samo nalivanjem bez upotrebe vibracija i prinudnog zbijanja.

10

Tabela 4 Rezultati laboratorijskih ispitivanja SCC 60

cement agregat Superplast Pritisne vrstoe (Mpa) datum probe tip kg/m

3

V levak

(s)

pesak

Dynamon SX (MAPEI)

bs

kg/m3 3 7 14 28 45 60

18.07.05. Dalm 42,5 N 570 10 Bosna reni

droblj. 4,0 2410 44 50 - 66 - -

21.07.05. Naice 52,5 N 570 10 evar reni

droblj. 4,0 2396 49 56 - 67 71 82

22.07.05. Naice 52,5 N 570 8 evar reni

droblj. 4,0 2368 45 52 - 63 68 74

Tabela 5 Rezultati ispitivanja SCC 45 T nosa uzorci sa gradilita

cement agregat Superplast Pritisne vrstoe (Mpa) datum izrade Tip kg/m

3

V levak

(s)

pesak

Dynamon SX (MAPEI)

bs

kg/m3 3 7 14 28 45 60

24.03.06. Naice 52,5 N 430 8 Vrbas reni Vrbas 4,0 2353 43 55 61 67 69 71

07.04.06. Dal. 42,5 R 430 7 evar reni Vrbas 4,0 2343 - 43 - 54 - -

19.07.06. Naice 52,5 N 430 9 evar reni

droblj. 4,0 2356 - 52 - / - -

U postupku proba primeeno je variranje zapremina zbog osobine peska da bubri te je povoljnije raditi sa vlanim peskom i utvrenom vlagom. Ujedno je bolje usvojiti poveanu koliinu vode za isto rasprostiranje iz razloga poveanog kontakta izmeu estica. Dodavanjem kamenog brana prividno se poveava potreba za vodom ali odnos vezane vode prema volumenu kamenog brana ostaje stalan (0,7-0,8). Linearizacijom iz odnosa voda/puder i mjere rasprostiranja odreuje se kritini sadraj vode p kada je sva voda vezana za puder. Razlog za primenu sredstava za teenje je u injenici da samo slobodna voda utie na obradljivost betona i to stvara opasnost da poveanim doziranjem vode smanjimo viskoznost (obezbedimo pokretljivost-fluidnost) i poveamo rizik ka segregaciji meavine [2]. Uobiajene vrednosti: optimalan odnos voda-puder je 0,8-0,9 p, relativno rasprostiranje p=5 i protok od 9-11 sekundi mereno kroz levak za malter. U cilju definisanja ponaanja betona pri ugradnji postoji vie metoda za testiranje: L-boks, U-cev, V levak, Rasprostiranje ...

Zbog zahteva za centrima kristalizacije cementa [10] uoeno je da poveanjem doziranja bilo kojeg cementa preko 430 kg ne donosi poveanju vrstoe te se u daljim eksperimentima i primeni ta dozaa nije menjala.

5. PRIMERI PRIMENE SAMOZBIJAJUEG BETONA

Najei razlozi primene SCC betona su gusto armirani preseci, nemogunost vibriranja, komplokovana geometrija preseka, pojeftinjenje radova ili skraenje roka izgradnje. Pri izradi konstruktivnih elemenata livenih na licu mesta kao i u prefabrikaciji SCC beton se zbog svoje jednostavnosti pri ugradnji sve vie namee kao reenje. Komplikacija koju stvara ubacivanje prakastih dodataka svakako e biti predmet razmatranja tehnikog reenja za proizvoae betonara koje treba da pojednostavi doziranje u meae.

U svetu su do sada uraeni impozantni objekti kao to su: Akai most u Japanu, rezervoar za LNG kompaniju u Japanu, sanacija mosta te izrada ankernog bloka za

11

most Zaltbomel u Holandiji, stub Shoping centra "Midsamer Place", te uveliko u prefabrikaciji kao to je u kompaniji "Al Meraikhi".

Uvaavajui injenicu da na irem prostoru postoji potreba za sanacijama i rekonstrukcijama postojeih objekata primena SCC kao mogueg reenja je sve izvesnija. Ojaavanja stubova, greda i ploa koje su do sada raena sa karbon trakama i platnima u skorije vreme e imati i varijantno reenje sa SCC iz razloga mogunosti primene istog.

6. ZAKLJUAK

Sve vea primena, iskustva i teorijska napredovanja kao i nauno istraivaki rezultati omogui e konstrukterima da budu slobodniji u izboru i primeni SCC kao materijala novijeg doba. Praenjem stanja izvedenih konstrukcija u SCC betonu te pravilnog tumaenja uzroka i posledica u eksploataciji svakako e doprineti brem tehnolokom razvoju u novoj stranici betonskih konstrukcija.

LITERATURA [1] Simpozijum o istraivanjima i primeni savremenih dostignua u naem

graevinarstvu u oblasti materijala i konstrukcija, Zbornik radova, XXIII Kongres Novi Sad, JUDIMK 2005

[2] Samozbijajui beton beton 21. veka, Sekula ivkovi, Savremena teorija i praksa u graevinarstvu, I Nauno struni skup, Banja Luka, 2005, Zavod za izgradnju Banja Luka

[3] Self-Compacting Concrete-Development, Aplication and Investigation, Ouchi M., Kochi University of Tehnology, Japan, 1998

[4] Betonske konstrukcije / I. Tomii,DHGK, Struna biblioteka, Zagreb, 1996 [5] Applications of Self-Compacting Concrete in Japan, Europe and the United

States,Ouchi, Nakamura, Kochy University of Tehnology, Japan, 2003 [6] Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, EFNARC,

February,2002 [7] The European Guidelines for Self-Compacting Concrete,

Specification,Production and Use, EFNARC,ERMCO, May 2005 [8] Self-Compacting Concrete, Katalog firme MAPEI, Italija [9] Predavanja Sanacija konstrukcija, V. Radonjanin, FTN Novi Sad, 2006 [10] Concrete in different view, Dragomir Krsnik, Split, 1999 [11] Prirunik za asfalt, Petar Suboti, Institut za puteve, Beograd, 2002 [12] Guidelines, Task 9, End Product, Lars Goran, Brite EuRam Proposal, 2000 [13] Tehnologija betona, Zbirka zadataka, Mihailo Muravljov, Graevinski

fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, 2003 [14] Self-compactable high perfomance concrete, Hajime Okamura, International

Worksop on High Perfomance Concrete, ACI, Detroit, 1994

Duko Hini(1)

OSOBINE SVEEG SAMOUGRAUJUEG (SCC) BETONA I METODE ISPITIVANJA Rezime:

Osobine sveeg samougraujueg (scc) betona se delom razlikuju od osobina dosada, u praksi, uobiajenih betona. Razlog su sami zahtevi proistekli iz uslova ugradljivosti, obradljivosti, samozbijanja, fluidnosti, viskoziteta, odsustva segregacije i potrebe da se kroz izvesan period zadre pomenute osobine sveeg scc betona. Sam sastav scc betona namee potrebu da zbog prisustva pojedinih komponenti, koje izazivaju razliite efekte u sveem betonu, nekim povoljnijim metodama budu utvrena ponaanja samog betona u razliitim vremenskim intervalima (spravljanje, transport, ugradnja ...). Tehnoloka i reoloka svojstva potrebna pri ugradnji moraju biti definisana u postupku prethodnih proba i na adekvatan nain opisana kako bi na gradilitu primena bila pojednostavljena i bez potrebe za intervencijama. Pojedini konstruktivni elementi, poloaj ugradnje i niz drugih faktora su dodatna komplikacija koja se mora uobziriti kao bitan uslov za kvalitet sveeg betona. Sama pojava scc betona nametnula je potrebu za iznalaenjem novih metoda ispitivanja pojedinih osobina sveeg scc betona.

Kljune rei: samozbijajui, samougraujui, superplastifikator, fine estice, modifikacija, obradljivost, segregacija, viskozitet

THE QUALITIES OF FRESH SELF-COMPACTING CONCRETE AND THE METHODS OF INVESTIGATIONS Summary:

The features of fresh self-compacting concrete are quite different from the features of concrete which we have a chance usually to meet in practice. The reasons for that are demands which come from the conditions of constructing, modelling, self-compacting, fluidity, viscosity, the absence of segregations, and the need that through the certain period, already mentioned features of concrete are kept. The only composition of ssc-concrete obtrudes the need to determine an behaving of the concrete in different time intervals using some convenient methods, becuse of presence of some components which provoke different effects in the fresh concrete (transport, embedding, mixing...). The thecnological and the reologic conditions which are neccesery for embedding must be determined and described on the adequate manner during procedure in the previous probations in order to the use of it on the site is simple and without the need for intercede. The some elements of constructing, position of embedding and many other factors are additional complications which should be regarded as the important condition for the quality of the fresh concrete. The only need for scc concrete imposed the need for finding the new methods of investigations for individual features of fresh scc concrete.

Key words: Self-compacting, Self-placing Superplasticizer, Fine particles, Modification, Workability, Segregation, Viscosity

(1) Duko Hini, dipl.in.gra. Institut za graevinarstvo IG Banja Luka, e-mail: beton@teol.net, www.betonbih.com, www.concretebih.com

1. UVOD

esto se u graevinskoj praksi pojavljuju zahtevi za betoniranje pojedinih konstruktivnih elemenata u koje se, iz odreenih razloga, ne moe ugraditi beton uobiajenih osobina, odnosno uobiajenih postupaka ugradnje. Nekada je to u pitanju stanje konstruktivnog elemenata koji po svojoj geometriji, obliku, poloaju u konstrukciji, koliini armature i oteanim uslovima ugradnje namee potrebu da se izvre nekonvencionalna betoniranja. Potrebne osobine svjeeg betona za uspeno betoniranje bi bile: samougradljivost, bez potrebe za vibriranjem, ugradnja bez segregacije, ostvarenje projektovanih osobina ovrslog betona. Pravim odgovorom na postavljene zahteve pokazao se samougraujui beton (SCC).

Ve dui period primena scc betona u praksi pokazuje dobre rezultate sa vie aspekata: brzina ugradnje, smanjenje broja radnika pri ugradnji, osobine ovrslog betona, trajnost i poveanje opteg kvaliteta izvedenih radova. Betoni koji se nazivaju samozbijajuim, odnosno samougraujuim (Self Compacting Concrete), su betoni tekue konzistencije, pri kojoj ne sme da doe do segregacije [1]. Postojanje gusto armiranih vorita armature, nepristupanih mesta u oplati, poveanih dimenzija elemenata nametnuli su zahtev za fluidnost betona koja ne sme imati segregaciju u bilo kojem obliku [2]:

- spoljnu segregaciju: izdvajanje krupnog agregata (aggregate settlement) i izdvajanje vode (bleeding) - internu segregaciju: ravnomerna distribucija komponenata betona pri betoniranju - segregaciju pri rasprostiranju: nepostojanje meusobnog ukljetavanja zrna agregata i ipki armature

Da bi bili ispunjeni ovi zahtevi beton mora da ima odreenu tiksotropnost. Tehnoloki razvoj na polju hemijske industrije, koji je doveo do pojave aditiva

za beton sa novim hemijskim osnovama, omoguio je da se upotrebom superplasrtifikatora i modifikatora viskoziteta, kao i uz upotrebu mineralnih dodataka visoke finoe mliva (elektrofilterski pepo, zgura visokih pei, silikatna praina, filer ...) ostvare ovakva svojstva betona.

Pri eksperimentalnim ispitivanjima pojedinih istraivaa [3] osim uobiajenih metoda ispitivanja osobina sveeg betona primenjene su i inovirane metode ispitivanja iji je prvenstveni zadatak da to primerenije definiu pojedinu karakteristiku betona i da odrede granice primenljivosti.

Da bi smo dobili eljenu informaciju o postignutom kvalitetu betona ispitivanja u laboratoriji su od presudnog uticaja na uspeh u proizvodnji, transportu, ugradnji, kvalitetu ovrslog betona, kao i konstrukcije u celini.

2. IZBOR KOMPONENTNIH MATERIJALA I NJIHOV UTICAJ NA OSOBINE SVEEG SCC BETONA

2.1. USLOVI PROJEKTA I TEHNOLOKI ZAHTEVI

2.1.1. Osnovni zahtevi za kvalitet sveeg i ovrslog betona Uobiajeni zahtevi za kvalitet sveeg betona su: konzistencija betona, sadraj

vazduha, temperatura meavine, zapreminska masa te poetak vezivanja betonske smee.

Uobiajeni zahtevi za kvalitet ovrslog betona su: zapreminska masa, vrstoa betona na pritisak i zatezanje, modul elastinosti, kao i veliine skupljanja i teenja.

Za utvrivanje pojedinih osobina sveeg i ovrslog betona postoji niz razliitih metoda koje su standardizovane i u kojima se precizno definie predmet standarda, podruje primene, uzimanje uzorka, potrebna oprema za ispitivanje, postupak ispitivanja te ocena rezultata dobijenih ispitivanjem.

2.1.2. Posebna svojstva ovrslog betona Uobiajeni zahtevi za posebna svojstva ovrslog betona su: vodonepropusnost,

otpornost prema delovanju mraza, otpornost na hemijske agresije, te otpornost prema delovanju mraza i soli.

2.1.3. Zahtevana svojstva sveeg (scc) betona Potrebne osobine sveeg scc betona su: tiksotropnost, fluidnost, viskoznost te

odsustvo segregacije. Ovakav beton mora ujedno zadrati sve nabrojane perfomanse u trenutku ugradnje, u granicama tolerancije, koje omoguuju ugradljivost, samozbijanje, homogeni raspored sastojaka betona u matrici, popunjavanje nepristupanih mesta u oplati, zapunjenost preseka betonom po celom preseku i ostvarenje zahtevanih osobina ovrslog betona.

Obzirom da se radi o osobinama betona koja nisu prisutna u uobiajenim betonima, namee se potreba da se na adekvatan (univerzalan) nain definiu pojedine osobine i svojstva kao i naini i metode njihovog ispitivanja.

2.2. UTICAJ KOMPONENTNIH MATERIJALA NA SVE (SCC) BETON

2.2.1. Osnovni materijali Opte poznata stvar je da se za spravljanja uobiajenih betona upotrebljavaju

osnovni materijali: cement, voda, frakcije i dodaci. U radovima japanskih istraivaa [3] osim uobiajene primene agregata sa maksimalnim zrnom 20-25 mm dokazano je da je mogua primena i frakcija sa maksimalnim zrnom do 40 mm. Vodocementni faktori su najee manji od 0,4 tako da se sledstveno tome i postiu visoke vrstoe betona [4]. Upotreba cementa visoke finoe mliva i istih portland cemenata pokazuje da manje variraju osobine sveeg betona, dok kod cemenata sa dodacima osobine samih dodataka mogu dovesti u toku ugradnje potrebu za dodatnim intervencijama.

Laboratorijskim ispitivanjem se sa vie kombinacija osnovnih materijala mogu otkriti potencijalno negativni uticaji u samim osnovnim materijalima. Osobine frakcija: oblik zrna, upijanje vode, granulometrijski sastav meavine, koliina ukupnih upljina u agregatu i ostale fiziko-mehanike i petrografske karakteristike su svaka na svoj nain uticajne na osobine sveeg betona. Voda je generalno inertna na uticaj osim ako je prekomerno zagrejana i na taj nain u startu poveava temperaturu sveem betonu.

2.2.2. Dodaci i aditivi Nametanjem zahteva da beton ispuni uslove samozbijanja, samougradljivosti i

ostalih potrebnih osobina, neminovna je primena superplastifikatora nove generacije (polimerne osnove), prakastih dodataka visoke finoe mliva kao i modifikatora viskoznosti. U samom poetku izrade recepture i njenog sastava uputno je izvriti nekoliko eksperimenata u kojima se na osnovu kombinacija raznih proizvoaa aditiva, raznih tipova i klasa cementa, kao i prakastih dodataka, sa variranjem dozacija utvruju (izolovano) efekti komponenti meusobno. Ovo je potrebno jer uoavanjem da je za neku kombinaciju dobijen zadovoljavajui rezultat upuuje da za eventualni poremeaj konkretne uzroke treba traiti u ukupnom sadejstvu svih

komponenti. Prakasti dodaci, u zavisnosti od porekla i fiziko-mehanikih karakteristika, su gradivni supstituent cementnoj reakciji u formiranju centara kristalizacije [10] te se ispitivanjem fliudnosti cementne paste i relativne mere rasprostiranja dolazi se do optimalne kombinacije. Postizanjem adekvatne zapreminske mase pudera eliminiu se potencijalni uzroci segregacija [2]. U sluaju gubitka tiksotropnosti ili segregacije bilo koje vrste neminovna je primena modifikatora viskoziteta.

3. OSOBINE SVEEG SCC BETONA

Za projektovanje receptura postoji na raspolaganju nekoliko polu-empirijskih predloga raznih autora [3], [5], uputstva i preporuke pojedinih acosijacija za beton [6], [7], te uputstva samih proizvoaa aditiva za beton [8].

U postupku izbora recepture za beton primenjuju se sledei koraci:

- definisanje zahteva za beton - izbor materijala (cement, agregat, dodaci, aditivi) - izrada probnih meavina (pilot probe, opsenije probe) - postizanje osobina sveeg betona (fliudnost, rasprostiranje, savladavanje

prepreka ...) - ostvarenje projektovanih osobina ovrslog betona - probna proizvodnja na betonari - izrada modela konstruktivnog elementa U svim fazama beton mora imati zadovoljavajue karakteristike a prema [7] tabelarno su date karakteristike, metode i merene veliine:

Tabela 1 Svojstva i metode za ocenu sastava SCC beton prema [7] Karakteristika test metoda merena veliina

Slump-flow ukupno rasprostiranje rasprostiranje/ popunjavanje Kajima box vizuelno popunjavanje

T500 vreme rasprostiranja V-funnel vreme rasprostiranja O-funnel vreme rasprostiranja

Viskoznost/ rasprostiranje

Orimet vreme rasprostiranja L-box koeficijent prolaznosti U-box visinska razlika J-ring ukupno rasprostiranje

samoizravnanje Kajima box vizuelno samoizravnanje penetracija dubina utiskivanja

segregacija sijanjem procenat segregacije otpornost na segregaciju

izravnanje u cevima koeficijent segregacije

Osim ovih metoda u primeni su i metode Fill-box i GTM test [6]. Pogodne su za utvrivanja potencijalnog blokiranja prolaza zrna agregata u prostoru zapreenog ipkama i potencijalnoj segregaciji. Prikaz efekta blokiranja prema [11] dat je na sl. 1. U cilju odreivanja uticaja razliitih aditiva i doziranja moe se usvojiti referentna receptura na osnovu koje e se sprovoditi korekcije.

Slika 1 Blokiranje prolaza zrna (desno) u klasinom betonu

Prema [7] izvrena je klasifikacija pojedinih parametara za neke metode sa granicama prihvatljivosti. Formirane klase za pojedine metode daju se u narednim tabelama 2, 3, 4 i 5 a prikazi aparature na slikama 2, 3, 4 i 5:

Tabela 2 Klase za ocenu Slump-Flow metode SCC betona prema [7] Klasa test metoda merena veliina SF1 550 650 mm SF2 660 750 mm SF3

Slump-flow

760 850 mm

Slika 2 Slump-Flow test - aparatura i merene veliine

Tabela 3 Klase za ocenu viskoznosti Slump-Flow i V-funnel metode SCC betona prema [7]

Klasa test metoda merena veliina

VS1/VF1 Slump-flow T500 V-funnel 2 s 8 s

VS2/VF2 Slump-flow T500 V-funnel > 2 s

9 25 s

Slika 3 V-funnel test izgled i dimenzije aparature

Tabela 4 Klase za ocenu Passing ability metode (L-box) SCC betona prema [7]

Klasa test metoda merena veliina PA1 0,8 (2 armature) PA2

L-box 0,8 (3 armature)

Slika 4 L-box izgled i dimenzije aparature

Tabela 5 Klase za ocenu Segregation resistance metode SCC betona prema [7]

Klasa test metoda merena veliina SR1 20 % SR2

segregacija sijanjem 15 %

4. LABORATORIJSKA ISPITIVANJA BETONA I IZRADA "T" NOSAA

4.1 SASTAV BETONA

Za potrebe izrade glavnih nosaa "T" preseka raspona 15 m mosta Rakovake bare u Banja Luci izbor za scc beton je bio jednostavan jer su sledei uslovi diktirali ugradnju: nedostatak radne snage, brzina izrade, estetski izgled te nedostatak opreme za vibriranje. Jednostavnim istovarom iz miksera beton je imao potrebnu fluidnost i samougradljivost tako da je betoniranje vremenski trajalo veoma kratko. Betoniranje je izvedeno istovarom betona iz miksera samo sa jedne strane nosaa sl. 5.

Slika 5 Betoniranje SCC betonom "T" nosaa raspona 15 m za most Rakovake

bare u Banja Luci

U tabeli 6 daje se prikaz konano usvojenih dozaa za recepturu pri emu su upotrebljeni materijali za radne recepture SCC betona bili:

- dolomitni filer 200 , Japra Novi Grad - superplastifikator Dynamon SX, Mapei Italija - modifikator fluidnosti Viscofluid SCC, Mapei Italija - drobljene i sijane frakcije - Naicecement: CEM I 52,5 N - Dalmacijacement: CEM I 42,5 R,

Tabela 6 Dozae za SCC 45

cement agregat Superplast frakcije datum izrade Tip kg/m3

filer (dolomit)

kg/m3

pesak

Dynamon SX

(MAPEI)

0-4 4-8 8-16

24.03.06. Naice 52,5 N 430 200 Vrbas reni Vrbas 4,0 740 450 450

07.04.06. Dal. 42,5 R 430 200 evar reni Vrbas 4,0 740 450 450

19.07.06. Naice 52,5 N 430 200 evar reni

droblj. 4,0 740 450 450

4.2 ISPITIVANJE KARAKTERISTIKA SCC BETONA

4.2.1 Ispitivanje sveeg scc betona

Ispitivanja na sveem betonu su pokazala da su prisutna variranja pojedinih parametara za razliite cemente koji se moe dovesti u vezu sa potrebom za vodom i razliitim koliinama uvuenog vazuha.

Tabela 7 Rezultati ispitivanja sveeg SCC 45 uzorci sa gradilita

cement V levak Slump-Flow L-box

uvueni vazduh bs

datum izrade

Tip kg/m3 (s) (cm) % kg/m3

24.03.06. Naice 52,5 N 430 8 68 0,85 2,5 2371

07.04.06. Dal. 42,5 R 430 7 71 0,86 2,1 2343

19.07.06. Naice 52,5 N 430 9 65 0,83 2,4 2356

4.2.2 Ispitivanje ovrslog scc betona

Ispitivanja na ovrslom betonu imaju variranja u konanim vrstoama na 28 dana kao i porast vrstoa na 45 i 60 dana. Razlike u vrstoama potiu od razliitih klasa cementa kao i od koliina dodane vode. Rezultati pokazuju porast vrstoa nakon perioda posle 45 dana iz razloga polimerne faze [9]. Prikaz rezultata dat je u tabeli 8.

Tabela 8 Rezultati ispitivanja ovrslog SCC 45 uzorci sa gradilita

cement agregat Superplast Pritisne vrstoe (Mpa) datum izrade Tip kg/m

3

pesak

Dynamon SX (MAPEI)

bs

kg/m3 3 7 14 28 45 60

24.03.06. Naice 52,5 N 430 Vrbas reni Vrbas 4,0 2348 43 55 61 67 69 71

07.04.06. Dal. 42,5 R 430 evar reni Vrbas 4,0 2339 - 43 - 54 - -

19.07.06. Naice 52,5 N 430 evar reni

droblj. 4,0 2347 - 52 - 59 - -

5 RAZLOZI PRIMENE SAMOZBIJAJUEG BETONA

Najei razlozi primene SCC betona su gusto armirani preseci, nemogunost vibriranja, komplokovana geometrija preseka, pojeftinjenje radova ili skraenje roka izgradnje. Pri izradi konstruktivnih elemenata livenih na licu mesta kao i u prefabrikaciji SCC beton se zbog svoje jednostavnosti pri ugradnji sve vie namee kao reenje. Komplikacija koju stvara ubacivanje prakastih dodataka svakako e biti predmet razmatranja tehnikog reenja, za proizvoae betonara, koje treba da pojednostavi doziranje u meae.

U svetu su do sada uraeni impozantni objekti kao to su: Akai most u Japanu, rezervoar za LNG kompaniju u Japanu, sanacija mosta te izrada ankernog bloka za most Zaltbomel u Holandiji, stub Shoping centra "Midsamer Place", te uveliko u prefabrikaciji kao to je u kompaniji "Al Meraikhi".

Uvaavajui injenicu da na irem prostoru postoji potreba za sanacijama i rekonstrukcijama postojeih objekata primena SCC kao mogueg reenja je sve izvesnija. Ojaavanja stubova, greda i ploa koje su do sada raena sa karbon trakama i platnima u skorije vreme e imati i varijantno reenje sa SCC iz razloga mogunosti primene istog.

6 ZAKLJUAK

Sve vea primena, iskustva i teorijska napredovanja kao i nauno istraivaki rezultati omogui e konstrukterima da budu slobodniji u izboru i primeni SCC kao materijala novijeg doba. Praenjem stanja izvedenih konstrukcija u SCC betonu te pravilnog tumaenja uzroka i posledica u eksploataciji svakako e doprineti brem tehnolokom razvoju u novoj stranici betonskih konstrukcija.

LITERATURA [1] Simpozijum o istraivanjima i primeni savremenih dostignua u naem

graevinarstvu u oblasti materijala i konstrukcija, Zbornik radova, XXIII Kongres Novi Sad, JUDIMK 2005

[2] Samozbijajui beton beton 21. veka, Sekula ivkovi, Savremena teorija i praksa u graevinarstvu, I Nauno struni skup, Banja Luka, 2005, Zavod za izgradnju Banja Luka

[3] Self-Compacting Concrete-Development, Aplication and Investigation, Ouchi M., Kochi University of Tehnology, Japan, 1998

[4] Betonske konstrukcije / I. Tomii,DHGK, Struna biblioteka, Zagreb, 1996 [5] Applications of Self-Compacting Concrete in Japan, Europe and the United

States,Ouchi, Nakamura, Kochy University of Tehnology, Japan, 2003 [6] Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, EFNARC,

February,2002 [7] The European Guidelines for Self-Compacting Concrete,

Specification,Production and Use, EFNARC,ERMCO, May 2005 [8] Self-Compacting Concrete, Katalog firme MAPEI, Italija [9] Predavanja Sanacija konstrukcija, V. Radonjanin, FTN Novi Sad, 2006 [10] Concrete in different view, Dragomir Krsnik, Split, 1999 [11] Guidelines, Task 9, End Product, Lars Goran, Brite EuRam Proposal, 2000

Duko Hini1

KARAKTERISTIKE SVEEG I OVRSLOG MLAZNOG BETONA I METODE ISPITIVANJA

Rezime: Karakteristike sveeg i ovrslog mlaznog betona se delom razlikuju od osobina uobiajenih betona zbog zahteva koje treba da ispuni pri odreenoj starosti. Razlog su sami zahtevi proistekli iz uslova ugradljivosti, obradljivosti, fluidnosti, viskoziteta, odsustva segregacije i smanjenja odskoka pri ugradnji. Sastav sveeg mlaznog betona ine uobiajene komponente i ispituju se standardnim metodama za klasian beton. Poetak ovravanja mlaznog betona je bitan sa stanovita poloaja u konstrukciji i prostoru: stabilizacija kosine, tunelska podgrada, brza ojaanja konstrukcije, sanacije pojedinih elemenata i sl. Zbog prisustva pojedinih komponenti, koje izazivaju razliite efekte u trenutku nanoenja mlaznog betona, potrebno je povoljno izabranom metodom utvrditi ponaanje mlaznog betona u razliitim vremenskim intervalima nakon ugradnje. Oblik pojedinih konstruktivnih elemenata, poloaj ugradnje i niz drugih faktora su dodatna komplikacija koja se mora uobziriti kao bitan uslov za kvalitet sveeg i mladog mlaznog betona u razliitim starostima (sve, mlad, ovrsli beton pri starostoma od 1, 7 i 28 dana). Praktinu primenu mlaznog betona treba da prate i adekvatne metode za utvrivanje kvaliteta u svim fazama primene mlaznog betona kao i potreba da se utvrde i nove, praktinije, metode ispitivanja pojedinih karakteristika mlaznog betona. Kljune rei: mlazni beton, vrstoa na pritisak, vrstoa na zatezanje, ubrziva

THE QUALITIES OF FRESH AND HARDENED SHOTCRETE AND THE METHODS OF INVESTIGATIONS

Summary: The features of fresh and hardened shotcrete are quite different from the features of default concrete becuse of demands which should be fullfilled concerning the age. The reasons are demands which proceed from placeability, workability, fluidity, viskosity, the absence of segregation and reducing the rebond at setting. The content of fresh shotcrete are components which are usual for default concrete. They are tested by defaul methods as for clasical concrete. The starting of hardening of shotcrete is very important from the angle of position in construction and the space: the stabilization of the slope, the tunnel bar , the fast reinforcing of construction, the rehabilitation of some elements and etc. Becuse of presence of some components which cause the different effects in the moment of placing shotcrete , it is very important to identify the demeanour of shotcrete in different time intervals after setting. The shape of some constructing elements, the position of of setting and the whole range of other factors are additional complication which must be regarded as very important condition for the good quality of fresh and young shotcrete in different age ( fresh, young, hard at the age of 1,7, and 28 days). The simple use of shotcrete should be followed by the appropriate methods for quality test in all phase of placing of young shotcrete as if the need to identify the new methods, more simple and flexibile. The methods for investigation of some characteristics of shotcrete. Key words: Shotcrete, commpresion strenght, tension strength, accelerator

1 Duko Hini, dipl.in.gra. Institut za graevinarstvo IG Banja Luka, e-mail: beton@teol.net, www.betonbih.com, www.concretebih.com

1. UVOD

esto se u graevinskoj praksi pojavljuju zahtevi za betoniranje pojedinih konstruktivnih elemenata u koje se, zbog odreenih zahteva, ne moe ugraditi beton uobiajenih osobina, odnosno uobiajenih postupaka ugradnje. Nekada je to u pitanju poloaj konstruktivnog elementa, zahtev za ojaanjem konstrukcije, brzina ovravanja, sanacija dela ili konstrukcije u celini i tome slino. Potrebne karakteristike sveeg mlaznog betona za uspeno betoniranje bi bile: ugradljivost, obradljivost, odsustvo segregacije, smanjenje odskoka pri nanoenju, zahtev za prirastom poetnih vrstoa, ostvarenje projektovanih karakteristika ovrslog betona i posebnih svojstava. Pravim odgovorom na postavljene zahteve pokazao se mlazni beton.

Ve dui period primena mlaznog betona u praksi pokazuje dobre rezultate sa vie aspekata: brzina ugradnje, smanjenje broja radnika pri ugradnji, osobine ovrslog betona, trajnost i poveanje opteg kvaliteta izvedenih radova. Mlazni beton moe biti ugraen metodom suvog i mokrog postupka [19]. Ako ga primenjujemo kao zamenu za rudarsku podgradu mlazni beton mora ispuniti uslove sekundarnog stanja napona koje se formira posle iskopa tunelskog otvora [9]. U sluajevima stabilizacije kosina prije primene mlaznog betona potrebno je pravilno razmotriti parametre tla i njihovog odreivanja [10]. Sve vea primena pri sanaciji konstrukcija metodom ojaavanja preseka [16] kao i pogodnosti odravanja (maintability) [4] te pojava zakonske regulative [15] u projektovanju i izvoenju radova na sanaciji objekata u seizmikim podrujima, mlaznom betonu, kao racionalnom konstruktivnom materijalu, namee i zahteve koje mora da ispuni. Postojanje standardnih metoda ispitivanja sadranih u [11] potrebno je inovirati kako bi bila adekvatnija i omoguila primenu i pozitivnih iskustava iz prakse kao i prorauna konstrukcije na osnovu ispitivanja iz prakse [14]. U sveem betonu, pa i mlaznom, potrebna fluidnost ne sme biti naruena segregacijom u bilo kojem obliku [20]. Poveanje vrstoe na zatezanje ovrslog mlaznog betona, kao i postizanja niza povoljnih efekata postie se mikroarmiranjem [21]. Metode prorauna prikazane u [17], kao i uslovi za granulometrijski sastav datih u [13] su polazne osnove za projektovanje mlaznog betona.

Da bi bili ispunjeni pojedini zahtevi kvaliteta mlazni beton mora da ima odreenu tiksotropnost i zahtevanu brzinu ovravanja. Tehnoloki razvoj na polju hemijske industrije, koji je doveo do pojave aditiva za beton sa novim hemijskim osnovama, omoguio je da se upotrebom superplasrtifikatora i ubrzivaa, kao i uz upotrebu mineralnih dodataka visoke finoe mliva (elektrofilterski pepo, zgura visokih pei, silikatna praina, filer ...) ostvare ovakva svojstva betona. Mikroarmiranjem poveava se vrstoa na zatezanje mlaznom betonu.

Pri eksperimentalnim ispitivanjima osim uobiajenih metoda ispitivanja osobina sveeg i ovrslog mlaznog betona primenjuju se i inovirane metode ispitivanja iji je prvenstveni zadatak da to primerenije definiu pojedinu karakteristiku betona i da na praktiniji nain odrede granice primenljivosti. Da bi smo dobili eljenu informaciju o postignutom kvalitetu mlaznog betona ispitivanja u laboratoriji su orjentaciona a rezultati dobijeni na uzorcima sa probnih polja uraenih sa konkretnim tehnolokim postupkom i mainama su merodavna za ocenu. Iskustva steena na ugradnji slinih objekata ili postupaka obavezno se moraju proveriti sa konkretnim materijalima i tehnikom na opitnim poljima i ispitivanjima na uzorcima uzetim na mestu ugradnje.

2. IZBOR KOMPONENTNIH MATERIJALA I NJIHOV UTICAJ NA KARAKTERISTIKE SVEEG MLAZNOG BETONA

2.1. USLOVI PROJEKTA I TEHNOLOKI ZAHTEVI

2.1.1. OSNOVNI ZAHTEVI ZA KVALITET SVEEG I OVRSLOG BETONA

Uobiajeni zahtevi za kvalitet sveeg betona su: konzistencija betona, sadraj vazduha, temperatura meavine, zapreminska masa te poetak vezivanja betonske smee.

Uobiajeni zahtevi za kvalitet ovrslog betona su: zapreminska masa, vrstoa betona na pritisak i zatezanje, modul elastinosti, kao i veliine skupljanja i teenja.

Za utvrivanje pojedinih osobina sveeg i ovrslog betona postoji niz razliitih metoda koje su standardizovane i u kojima se precizno definie predmet standarda, podruje primene, uzimanje uzorka, potrebna oprema za ispitivanje, postupak ispitivanja te ocena rezultata dobijenih ispitivanjem.

2.1.2. POSEBNA SVOJSTVA OVRSLOG BETONA OVRSLOG BETONA

Uobiajeni zahtevi za posebna svojstva ovrslog betona su: vodonepropusnost, otpornost prema delovanju mraza, otpornost na hemijske agresije, te otpornost prema delovanju mraza i soli.

2.1.3. ZAHTEVANA SVOJSTVA SVEEG MLAZNOG BETONA

Potrebne karakteristike sveeg mlaznog betona su: tiksotropnost, fluidnost, viskoznost te odsustvo segregacije. Ovakav beton mora ujedno zadrati sve nabrojane perfomanse u trenutku ugradnje, u granicama tolerancije, koje omoguuju ugradljivost, samozbijanje, homogeni raspored sastojaka betona u matrici, kvalitetno zapunjavanje armature betonom, zapunjenost preseka betonom po celom preseku i ostvarenje zahtevanih osobina ovrslog betona. Za ovavanje mlaznog betona u prvih nekoliko sati i dana definiu se pritisne i zatezne vrstoe.

Obzirom da se radi o osobinama betona koja nisu prisutna u uobiajenim betonima, namee se potreba da se na adekvatan (univerzalan) nain definiu pojedina svojstva kao i naini i metode njihovog ispitivanja.

2.2. UTICAJ KOMPONENTNIH MATERIJALA

2.2.1. OSNOVNI MATERIJALI

Opte je poznato da se za spravljanje uobiajenih betona upotrebljavaju osnovni materijali: cement, voda, frakcije i dodaci. U preporukama za izradu sastava mlaznog betona [6] uobiajena je primena agregata do 8 mm ree 16 mm. Primena agregata sa maksimalnim zrnom 16 mm zahteva mlaznice veih otvora, jae kompresore za vazduh i ima sklonost sapuavanju mlaznice. Vodocementni faktori se znatno smanjuju uz

upotrebu superplastifikatora. Upotrebljivost cementa dokazuje se u postupku prethodnih proba na opitnim poljima.

Laboratorijskim ispitivanjem se sa vie kombinacija osnovnih materijala mogu otkriti potencijalno negativni meusobni uticaji osnovnih materijala. Osobine frakcija: oblik zrna, upijanje vode, granulometrijski sastav meavine, koliina ukupnih upljina u agregatu i ostale fiziko-mehanike i petrografske karakteristike su svaka na svoj nain uticajne na osobine sveeg mlaznog betona. Voda je generalno inertna na uticaj osim ako je prekomerno dozirana i na taj nain smanjuje tiksotropnost i poveava odskok pri nanoenju.

2.2.2. DODACI I ADITIVI

Nametanjem zahteva da beton ispuni uslove tiksotropnosti, ugradljivosti i ostalih potrebnih osobina, neminovna je primena superplastifikatora nove generacije (polimerne osnove), prakastih dodataka visoke finoe mliva kao i mikroarmiranja. U samom poetku izrade recepture i njenog sastava uputno je izvriti nekoliko eksperimenata u kojima se na osnovu kombinacija raznih proizvoaa aditiva, raznih tipova i klasa cementa, kao i prakastih dodataka, sa variranjem dozacija utvruju (izolovano) efekti komponenti meusobno. Ovo je potrebno jer uoavanjem da je za neku kombinaciju dobijen zadovoljavajui rezultat upuuje da za eventualni poremeaj konkretne uzroke treba traiti u ukupnom sadejstvu svih komponenti. Dodaci i aditivi, u zavisnosti od porekla i tipa se ispitivanjem karakteristika sveeg mlaznog betona i merenjem sleganja i rasprostiranja dolazi se do optimalne kombinacije. Postizanjem adekvatne tiksotropnosti eliminiu se potencijalni uzroci segregacija [20]. U sluaju gubitka tiksotropnosti ili segregacije bilo koje vrste potrebna je korekcija pre nego se izvri nanos na podlogu.

2.2.3. UBRZIVAI

Nametanjem zahteva da mlazni beton ispuni uslove ubrzanog ovravanja neminovna je primena ubrzivaa. U sluaju primene suvog postupka prakasti ubrziva se dozira neposredno po ubacivanju suve smee u mainu za prskanje a voda se dodaje na samoj mlaznici. U sluaju primene mokrog postupka ugradnje prilikom spravljanja mlaznog betona dodaju se plastifikatori i voda u sam mea a ubrziva se dodaje na samoj mlaznici. U oba postupka dovodi se komprimirani vazduh na mlaznicu.

2.2.4. MIKROARMATURA

Za poboljanje vrstoe na zatezanje mlaznom betonu se dodaje mikroarmatura koja moe biti u vidu elinih vlakana raznih oblika i veliina, polipropilenskih ili karbonskih vlakana. 3. KARAKTERISTIKE SVEEG MLAZNOG BETONA

Pri projektovanju receptura potrebno je ispuniti zahteve za granulometrijski sastav i koliine cementa. U tabeli 1 dat je prikaz zahtevanog granulometrijskog sastava po PBAB 87 (DIN 1045) preporukama EFNARC za meavinu sa maksimalnim zrnom 8 (16) mm.

Otvori sita EFNARC PBAB 87

16 100

8 90-100 100

4 73-100 61-74

2 55-90 36-54

1 37-72 21-42

0,5 22-50 13-27

0,25 11-26 5-11

0,125 4-12

Tabela 1. Zahtevani granulometrijski sastav za 0-8 (0-16) mm meavinu

Preporuene dozae cementa kreu se za meavine sa maksimalnim zrnima: 0-4 mm: 450 600 kg/m3 0-8 mm: 350 450 kg/m3 0-16 mm: 300 350 kg/m3

Primenom superplastifikatora i prakastih dodataka (mikrosilika, filer i sl.) kao i mikroarmiranjem ostvaruju se poboljanja karakteristika mlaznog betona pri ugradnji i redukuju se znatne koliine vode. Delovanjem ubrzivaa u konanom imamo smanjenje vrstoe na pritisak u odnosu na etalonske vrednosti.

Na sveem mlaznom betonu merimo: - sleganje (abramsovim konusom 18-22 cm) - rasprostiranje (potresna tabla) - sadraj uvuenog vazduha - zapreminsku masu - temperaturu betona Na mlaznom betonu pri starostima od nekoliko minuta meri se prirast vrstoe na

pritisak penetrometrom. Prema preporukama NATM dati su uslovi vrstoa u funkciji ostvarene sile u N mereno penetrometrom promera igle 9 mm tabela 2. Definisane su tri klase vrstoa u prva 24 asa grafik 1.

Starost Sila (N)

2 min >260

5 min >380

10 min >450

Tabela 2. Zahtevana sila N mereno penetrometrom sa iglom 9 mm

d (N/mm2)

Grafik 1. Zahtevane klase vrstoa

Utvrivanje vrstoe na pritisak vri se na uzorcima izvaenim iz ovrslog mlaznog betona pri starostima od 1,7 i 28 dana u skladu sa [7] i [8]. Namee se zakljuak da primenom JUS standarda za utvrivanje marke mlaznog betona gubimo 5 MPa obzirom na definisane klase vrstoa koje se utvruju na cilindrima i kockama 15/15/15 cm, odnosno 10 MPa ako ne uobzirimo in-situ korekcioni faktor . Ispitivanjem pritisne vrstoe na uzorcima 50 mm i to tri serije po tri uzorka ini neadekvatan izbor veliine ispitne epruvete i broja uzoraka (nepouzdanost rezultata). Marka mlaznog betona se ocenjuje prema sledeem kriterijumu [7]:

MMB m3 4 (MPa) MMB x1 + 2 (MPa)

gde je: m3 - aritmetika sredina od srednjih vrednosti rezultata tri grupe uzoraka x1 - najmanja srednja vrednost rezultata jedne grupe uzoraka. Pri izgradnji tunela u vajcarskoj, Austriji, Sloveniji i Hrvatskoj za utvrivanje

MMB koriteni su uzorci oblika cilindra 100 mm, kao i drugih oblika. Klase pritisnih vrstoa mlaznog betona (EN 206) definisanih na cilindrima 15/30 i kockama 15/15/15 cm,kao i in-situ utvrenim vrstoama i koeficijentima oblika dati su u tabeli 3,4 i 5 [3]:

Karakteristina vrstoa (MPa)

Klasa vrstoa C 24/30 C 28/35 C 32/40 C 36/45 C 40/50 C 44/55 C 48/60

Cilindar 24 28 32 36 40 44 48

Kocka 30 35 40 45 50 55 60

Tabela 3. Klase vrstoa mlaznog betona (EN 206)

MINUTI SATI5 15 30 1 2 3 6 9 12 24

0.1 0.2

0.5

1

2

5

10

20 15

5

2

t

v r s t o a n a p r i t i s a k

J3

J2

J1

Minimalne vrstoa (MPa)

Klasa vrstoa C 24/30 C 28/35 C 32/40 C 36/45 C 40/50 C 44/55 C 48/60

Cilindar 50/100 20,5 24 27 30,5 34 37,5 41

Tabela 4. Zahtev za in-situ vrstoe (EN 206)

Uvaavajui in-situ korekcioni faktor 0,85 vrednosti u tabeli 4 dobijaju vrednosti iz tabele 3.

Visina/prenik izvaenog kerna iz konstrukcije faktor ekvivalencije za kocku

faktor ekvivalencije za cilindar

2 1,15 1,00

1,75 1,12 0,97

1,50 1,10 0,95

1,25 1,07 0,93

1,10 1,03 0,89

1,00 1,00 0,87

0,75 0,88 0,76

Tabela 5. Korekcioni faktori oblika za razliite oblike kernova odnose visinaprenik (EN 206) [18]

Problematika usaglaavanja Evropskih propisa sa naim propisima i standardima vezanih za prelaz sa marke betona na klase betona [12] e biti izvesno prisutna u graevinskoj praksi.

Pri ispitivanju vrstoe na zatezanje zbog svoje praktinosti sve veu primenu ima pull-off metoda sl. 2.

Slika 1. Zapunjavanje armature betonom[16]

Pri ugradnji mlaznog betona kvalitet sveeg betona utie na dobro obavijanje armature betonom [1] i pravilno zapunjavanje preseka betonom sl. 1 .

Slika 2. Ispitivanje vrstoe pull-off metodom

4. LABORATORIJSKA ISPITIVANJA MLAZNOG BETONA I IZRADA

PRIMARNE OBLOGE TUNELA KLANICE-BANJA LUKA

4.1. SASTAV MLAZNOG BETONA

Za potrebe izrade primarne obloge tunela Klanice-Banja Luka nakon prethodnih proba u laboratoriji vrena su ispitivanja na opitnim poljima na kojima se, mokrim postupkom, uz pomo robota "Suprema" nanosio mlazni beton sl. 3.

Slika 3. Torkretiranje robotom tunela Klanice-Banja Luka (opitno polje)

U tabeli 6 daje se prikaz konano usvojenih dozaa za recepturu pri emu su upotrebljeni: - superplastifikator Dynamon SX, Mapei Italija - teni ubrziva AF 1000 , Mapei Italija za mokri postupak - prakasti ubrziva AF 300 DRY , Mapei Italija za suvi postupak - drobljene frakcije: 0-4 i 4-8 mm - Naicecement: CEM I 52,5 N, CEM II (A-S) 42,5 N - Dalmacijacement: CEM I 42,5 R

Radne recepture

frakcije (drobljene) Cement kg/m3 voda l/m3

Dynamon SX

(MAPEI)

AF 1000 (MAPEI) 0-4 4-8

Naice 42,5 N 420 175 0,8 % 4 % 1259 535

Naice 52,5 N 400 170 1,0 % 6 % 1289 547

Dalmacija 42,5 R 430 175 0,8 % 5 % 1255 530

Tabela 6. Dozae za MMB 30 mokri postupak

4.2. ISPITIVANJE KARAKTERISTIKA MLAZNOG BETONA

4.2.1. ISPITIVANJE SVEEG MLAZNOG BETONA

Ispitivanja na sveem betonu su pokazala da su prisutna variranja pojedinih parametara za razliite cemente koji se moe dovesti u vezu sa potrebom za vodom i razliitim koliinama uvuenog vazuha.

Radne recepture

poetne vrstoe Cement

sleganje rasprostiranje vazduh

2 min 5 min 10 min

Naice 42,5 N 22 44 4,7 % 293 315 359

Naice 52,5 N 19 49 3,4 % 244 350 420

Dalmacija 42,5 R 20 46 4,1 % 270 410 480

Tabela 7. Rezultati ispitivanja sveeg MMB 30 uzorci sa gradilita

4.2.2. ISPITIVANJE OVRSLOG MLAZNOG BETONA

Ispitivanja na ovrslom mlaznom betonu imaju variranja u vrstoama tokom starenja. Razlike u vrstoama potiu od razliitih klasa cementa kao i od rada cementa i ubrzivaa. Prikaz rezultata dat je u tabeli 8.

Radne recepture

Cement pritisne vrstoe cilindri 50/56 vrstoe na zatezanje cepanjem

1 dan 7 dana 28 dan 1 dan 7 dana 28 dan

Naice 42,5 N 5,4 34,4 40,6 0,2 1,3 2,0

Naice 52,5 N 11,8 36,9 47,8 0,5 1,4 2,2

Dalmacija 42,5 R 12,3 35,6 46,2 0,6 1,7 2,1

Tabela 8. Rezultati ispitivanja ovrslog MMB 30 uzorci sa gradilita

5. RAZLOZI PRIMENE MLAZNOG BETONA

Najei razlozi primene mlaznog betona su brzina ugradnje i skraenje roka izgradnje objekata. Obzirom da su razliiti uslovi ugradnje i zahtevi za karakteristike sveeg i ovrslog mlaznog betona razliiti za svaki sluaj nuno je ispotovati kompletnu proceduru od prethodnih proba u laboratoriji i ispitivanja sprovedenim na opitnim poljima sa to priblinijim uslovima stvarne ugradnje. Koritenjem aditiva nove generacije i pravilnog izbora ubrzivaa i cementa stvaraju se uslovi za kvalitetan mlazni beton.

Mlaznim betonom su od 2000 godine u regiji Banja Luke raeni objekti: tunel Klanice, tunel Balkana, tunel Dragoraj, tunel Crna Rijeka, tunel Jajce, stabilizacija kosina kanjon Vrbasa, sanacija cijevnog sistema odvodnje, a sve ee seizmika ojaanja objekata.

Uvaavajui injenicu da na irem prostoru postoji potreba za sanacijama i rekonstrukcijama postojeih objekata primena mlaznog betona kao mogueg reenja je sve izvesnija. Ojaavanja stubova, greda i ploa koje su do sada raena sa karbon trakama i platnima u skorije vreme e imati i varijantno reenje sa mlaznim betonom iz razloga mogunosti primene istog. 6. ZAKLJUAK

Sve vea primena, iskustva i teorijska napredovanja kao i nauno istraivaki rezultati omogui e konstrukterima da budu slobodniji u izboru i primeni mlaznog betona. Praenjem stanja izvedenih konstrukcija mlaznim betonom te inoviranjem propisa i koritenja pozitivnih iskustava zemalja iz okruenja svakako e biti od koristi projektantima i izvoaima.

7. LITERATURA

1. ACI 506R-90, Guide to Shotcrete 2. EN 206 3. European specification for Sprayed concrete, EFNARC,1996. 4. Foli Radomir, Predavanja Odravanje graevinskih objekata, FTN Novi Sad 5. Jobsite manager, MAPEI Underground Construction & Mining,Italija, Version 2000. 6. JUS U.M1.057 7. JUS U.M1.008 8. JUS U.M1.040 9. Kujundi B., Radosavljevi ., Sadejstvo stenske mase, betona i lima u tunelima i oknima

pod pritiskom, Institut za vodoprivredu Jaroslav erni, Beograd, 1980. 10. Milovi Duan, ogo Mitar, Greke u fundiranju, Univerzitet u Novom Sadu FTN, Novi

Sad, 2005. 11. Mlazni beton i mlazni malter, Tehniki uslovi JUS U.M2.008, 1994. 12. Muravljov Mihajlo, Perii ivota, Svojstva materijala, JDK, Beograd, 1995. 13. PBAB 1987 14. Perii ivota, Ai Mirko, Pakvor Aleksandar, Usvajanje Evropskih standarda u

graevinarstvu kao naih nacionalnih standarda, JDGK, 12 Kongres, Vrnjaka Banja, 2006.

15. Prirunik o tehnikim uslovima sanacije graevina visokogradnje, Ministarstvo za urbanizam, stambeno-komunalne djelatnosti, graevinarstvo i ekologiju Republike Srpske, Banja Luka, 1999.

16. Radonjanin V., Predavanja Sanacija konstrukcija, FTN Novi Sad, 17. Tomii I., Betonske konstrukcije, DHGK, Struna biblioteka, Zagreb, 1996 18. Tunnelinng line, Katalog firme MAPEI,2006, Italija 19. Vandewalle Marc, Tunneling the World, n.v. Bekaert s.a. 1996. 20. ivkovi Sekula, Samozbijajui beton beton 21. veka, Savremena teorija i praksa u

graevinarstvu, I Nauno struni skup, Banja Luka, 2005, Zavod za izgradnju Banja Luka 21. ivkovi Sekula, Jevti Dragica, Zaki Dimitrije, Savi Aleksandar, Neki rezultati

istraivanja mikroarmiranih samozbijajuih betona, Simpozijum o istraivanjima i primeni savremenih dostignua u naem graevinarstvu u oblasti materijala i konstrukcija, Zbornik radova, XXIII Kongres Novi Sad, JUDIMK 2005