Upload
api-3841190
View
5.347
Download
18
Embed Size (px)
Citation preview
BETON
• Beton je umjetni građevni materijal dobiven miješanjem cementa krupnog i sitnog agregata s vodom, sa ili bez kemijskih i mineralnih dodataka, koji očvršćuje hidratacijom cementa.
CEMENTCement je polimorfno anorgansko hidraulično vezivo.
Polimorfno znači da je sastavljeno od više minerala različitog sastava i kristaliničnosti koji različito utječu na svojstva gotovog proizvoda.
Anorgansko je jer se sastoji od anorganskih oksida kalcija, silicija, aluminija i željeza koji su povezani u različitim molarnim omjerima u C3S, C2S, C3A i C4AF.
Hidraulično je, jer otvrdnjava djelovanjem vode, reakcijama hidratacije, a nastala kruta masa ne omekša ni pod vodom.
Vezivo je jer pod utjecajem određenih kemijskih reakcija otvrdne i veže, odnosno povezuje agregat i pijesak u čvrsti beton.
Podjela prema namjeni :
a. Cementi opće namjeneb. Cementi posebne namjene
Cementi opće namjene prema normi HRN EN 197-1:2003 su:
CEM I – čisti portland cement CEM II – PC s miješanim dodacimaCEM III – PC sa šljakom visoke pećiCEM IV – pucolanski cementCEM V – miješani cement
b. Cementi posebne namjene su:
Cementi niske topline hidratacije Sulfatno otporni cementi Bijeli cementi Aluminatni cementi
PROIZVODNJA PORTLAND-CEMENTA
1 Dobivanje sirovina 2 Drobljenje sirovina3 Sušenje sirovina4 Mljevenje sirovina5 Fino miješanje sirovina6 Pečenje sirovinskog brašna7 Hlađenje i uskladištenje PC klinkera8 Mljevenje klinkera i dodataka9 Skladištenje i otprema cementa10 Kontrola kakvoće proizvedenog cementa
Joseph Aspdin (1779-1855)
Vapnenac (VS) Drobilice s čekićima Glina (NS)
Silosi klinkera i dodataka, drobilica i mlin Silosi cementa i otprema cementa
Spremnik (VS) Sušara sirovine Spremnik (NS)
Mlin sirovine, odvajač i silos za miješanje Izmjenjivač topline, rotacijska peć i hladnjak
MODERAN TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE CEMENTA
DOBIVANJE SIROVINE
ROTACIJSKA PEĆ
l = 70 m, d = 4,4 m, učin 1500-1700 t/dan
T = 1400-1450 ºC
MLIN SIROVINE
l = 10,75 m, d = 4,2 m, učinak, 150t/h
SILOSI CEMENTA I OTPREMA
MINERALOŠKI SASTAV PORTLAND-CEMENTA
• Glavni sastojci: • trikalcijev-silikat, C3S, alit• dikalcijev-silikat, C2S, belit• trikalcijev-aluminat, C3A• tetra kalcijevaluminat-ferit, C4AF, feritna faza
• Sporedni sastojci:• kalcijev oksid, CaO• magnezijev oksid, MgO• alkalijski oksidi, Na2O, i K2O
KRATICE ZA KEMIJSKE FORMULE OKSIDA
C = CaO M = MgO S = SiO2
A = Al2O3 K = K2O N = Na2O
F = Fe2O3 H = H2O Ŝ = SO3
NASTAJANJE MINETALA PC-KLINKERA
3 CaO + SiO2 3 CaO • SiO2, skraćeno C3S, alit trikalcijev-silikat
2 CaO + SiO2 2 CaO • SiO2, skraćeno C2S, belit dikalcijev-silikat
3 CaO + Al2O3 3 CaO • Al2O3, skraćeno C3A, trikalcijev-aluminat
4 CaO + Al2O3 + Fe2O3 4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 tetrakalcijev aluminat-ferit
skraćeno, C4AF
KEMIJSKI I MINERALOŠKI SASTAV PC KLINKERA
Oksidi Maseni
udio %
Kratica Minerali Maseni
udio %
Kratica
CaO 64,7 C 3 CaO • SiO2 45,7 C3S
SiO2 21,0 S 2 CaO • SiO2 28,0 C2S
Al2O3 4,9 A 3 CaO • Al2O3 8,9 C3A
Fe2O3 2,4 F 4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 7,3 C4AF
CaO slo.
MgO
SO3
K2O
Na2O
Gubitak
žarenjem
2,0
1,1
2,6
0,4
0,2
1,4
C
M
ŜK
N
Gž
MASENI UDIO GLAVNIH MINERALA PC-KLINKERA
Kemijski naziv Formula Skraćena formula
Maseni udio (%)
Trikalcijev silikat 3 CaO • SiO2 C3S 50
Dikalcijev silikat 2 CaO • SiO2 C2S 25
Trikalcijev aluminat 3 CaO • Al2O3 C3A 12
Tetra kalcijev aluminat-ferit
4 CaO • Al2O3 • Fe2O3 C4AF 8
Gips CaSO4 • 2 H2O CŜH2 3,5
Ostalo 1,5
BOGUEOVE FORMULE
C3S = 4,07 • CaO – (7,60 • SiO2 + 6,72 • Al2O3 + 1,43 • Fe2O3 + 2,85 • SO3)
C2S = 2,87 • SiO2 – 0,754 • C3S
C3A = 2,63 • Al2O3 – 1,69 • Fe2O3
C4AF = 3,04 • Fe2O3
RAZVOJ ČVRSTOĆA POJEDINIH MINERALA PC-KLINKERA
RAZVOJ ČVRSTOĆA PORTLAND-CEMENTA
HIDRATACIJA PORTLAND-CEMENTAHIDRATACIJA C3A
a) u odsutnosti sulfata Trikalcijev-aluminat + voda kalcijevi-
aluminat-hidrati + toplina
2 C3A + 21 H C4AH13 + C2AH8 + Q
b) uz dodatak sulfataTrikalcijev-aluminat + gips + voda etringit +
toplina (870 kJ kg-1)
C3A +3 C ŜH + 26 H C3A • 3 C ŜH • H32 + Q
IGLIČASTA GRAĐA KRISTALA ETRINGITA
HIDRATACIJA ALITA, C3S I
BELITA, C2S
Trikalcijev-silikat + voda kalcijev-silikat hidrat + kalcijev hidroksid + toplina
2 C3S + 6 H C3S2H3 + 3 CH + 500 kJ kg-1
Dikalcijev-silikat + voda kalcijev-silikat hidrat + kalcijev hidroksid + toplina
2 C2S + 4 H C3S2H3 + CH + 260 kJ kg-1
IGLIČASTAGRAĐA KALCIJEVOG-SILIKAT HIDRATA
CSH
HIDRATACIJA FERITNE FAZE C4AF
Feritna faza + gips + voda etringit + željezni-aluminijev hidroksid + kalcijev hidroksid + toplina
C4AF + 3 CŜH2 + 3 H C6(A,F) ŜH32 + (A,F)H3 + CH + 420 kJ kg-1
OBUJAMSKI UDJELI PRODUKATA HIDRATACIJE
• Etringita 15 do 20 vol.%
• Kalcijevog silikat-hidrata C-S-H 50 do 60 vol.%
• Kalcijevog hidroksida 20 do 25 vol.%
• Pora 5 do 6 vol.%
PRORAČUN TOPLINE HIDRATACIJE
• Q0 za C3A = 870 kJ kg-1
• Q0 za C3S = 500 kJ kg-1
• Q0 za C2S = 260 kJ kg-1
• Q0 za C4AF = 420 kJ kg-1
• Q = Σ Q0 • X/100 kJ kg-1
• Q7dana = 75% • QX – maseni% udjela pojedinog minerala PC-
klinkera
PRORAČUN TEMPERATURE SVJEŽE CEMENTNE PASTE
Tcp – temperatura cementne paste (°C)
Tc – temperatura cementa (°C)
Tv – temperatura vode (°C)
mc – masa cementa (g)
mv – masa vode (g)
cc – specifični toplinski kapacitet cementa, cc = 0,88 J g-1°C-1
cv – specifični toplinski kapacitet vode, cv = 4,20 J g-1°C-1
vvcc
vvvccccp cmcm
cTmcTmT
vvcc
vvvccccp cmcm
cTmcTmT
ISPITIVANJE FIZIKALNO-
MEHANIČKIH SVOJSTAVA CEMENTA • Prema normama HRN EN 196-1 do 196-7 propisano
je određivanje:
1 Tlačne čvrstoće2 Kemijska analiza cementa3 Vrijeme vezanja i postojanost obujma4 Kvantitativno određivanje sastojaka5 Pucolanske aktivnosti6 Finoće mljevenja7 Metode uzimanja uzoraka
TROSTRUKI KALUP ZA PRIZME
CEMENTNOG MORTA
1350 g pijeska + 450 g cementa + 225 mL vode
ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SAVIJANJE
)(
5,1 23
mmN
b
lFRms
)(5,1 2
3
mmNb
lFRms
F – opterećenje na sredini prizmepri lomu (N)
l – razmak između podupirača (mm)
b – stranica prizme (40 mm)
ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE
F – opterećenje pri lomu (N) A – ploština na koju djeluje sila (40mm · 40 mm = 1600 mm2)
)( 2 mmNA
FRmt
)( 2 mmNA
FRmt
ODREĐIVANJE VREMENA VEZANJA I POSTOJANOSTI OBUJMA CEMENTA• Vrijeme vezanja određuje se promatranjem
prodiranja igle u cementnu pastu normirane konzistencije dok se ne postigne specificirana vrijednost.
• Postojanost obujma određuje se promatranjem širenja obujma cementne paste normirane konzistencije mjerenjem razmaka između dvije igle.
• Cementna pasta normirane konzistencije je ona cementna pasta koja ima specificirani otpor na prodiranje normiranog valjka. Masa vode za takvu pastu određuje se pokusima.
VICATOV UREĐAJ Louis Joseph Vicat
(1786 – 1861)
ODREĐIVANJE NORMIRANE KONZISTENCIJE CEM. PASTE
ODREĐIVANJE POČETKA I KRAJA VEZANJA CEMENTA
Nulto vrijeme je vrijeme završetka dodavanja cementa vodi.
LE CHATELIEROVI PRSTENOVI
d2 – d1 10 mm
ODREĐIVANJE FINOĆE MLJEVENJA
• metodom prosijavanja
• metodom propusnosti zraka po Blaineu
R1 = m0 100 (mas.%)m
R1 – ostatak na situ (mas.%)m0 – masa ostatka cementa na situm – početna masa uzorka cementa (10 g)
BLAINOV UREĐAJ
SPECIFIČNA PLOŠTINA CEMENTA
S = 0 √t
√t0
S0 (cm2 g -1)
S – specifična ploština uzorka cementaS0 – specifična ploština referentnog uzorka- gustoća uzorka cementa
0 – gustoća referentnog uzorka t – mjereno vrijeme cementa koji se ispitujet0 – prosjek triju vremena mjerenih na referentnom uzorku
VRSTE I RAZREDI CEMENTA PREMA HRN EN 197-1
• 27 vrsta cementa opće namjene kojima je dopušteno dodavati 9 različitih vrsta dodataka i mješavinu dodataka
• 3 razreda cementa: 32,5, 42,5, 52,5 prema 28-dnevnim tlačnim čvrstoćama
• 2 moguće rane čvrstoće: N, normalna i R, visoka
RAZREDI CEMENTA I NORMIRANA ČVRSTOĆA
Razred cementa
Tlačna čvrstoća (N mm-2) Početno
vrijeme
vezanja
(min)
Ispravnost
obujma
(mm)Rana čvrstoća Normirana
čvrstoća
2 dana 7 dana 28 dana
60
1032,5 N 16 32,5 i
52,532,5 R 10
42,5 N 10 42,5 i
62,542,5 R 20
52,5 N 20 52,5 45
52,5 R 30
OZNAKE ZA 9 DOPUŠTENIH DODATAKA
I MJEŠAVINU DODATAKA • zrnata šljaka visoke peći …. S
• elektrofilterski SiO2 prah …. D
• prirodni pucolan …. P
• prirodni pucolan toplinski obrađen .… Q
• leteći pepeo pucolanskih svojstava …. V
• leteći pepeo hidrauličnih svojstava …. W
• škriljevac pečen na 800 °C …. T
• vapnenac s najviše 0,20 % ugljika …. LL
• vapnenac s najviše 0,50 % ugljika …. L
• mješavina navedenih dodataka …. M
MASENI UDJELI DODATAKA
• PC sa 6 do 20 mas.% dodataka oznaka … A
• PC sa 21 do 35 mas.% dodataka oznaka .. B
OZNAKE ZA VRSTE CEMENTA• CEM I- čisti portland cement …. CEM I – k
• k– je jedan od tri specificirana razreda cementa, 32,5, 42,5 ili 52,5
• CEM II – PC s miješanim dodacima
• PC s dodatkom šljake …. CEM II/A-S k
• …. CEM II/B-S k
• PC s dodatkom SiO2 praha …. CEM II/A-D k
• .... CEM II/B-D k
• PC s dodatkom pucolana …. CEM II/A-P k
• …. CEM II/B-P k
• …. CEM II/A-Q k
• .... CEM II/B-Q k
• PC s dodatkom letećeg pepela …. CEM II/A-V k • …. CEM II/B-V k• …. CEM II/A-W k• …. CEM II/B-W k• PC s dodatkom pečenog škriljevca …. CEM II/A-T k• …. CEM II/B-T k• PC s dodatkom vapnenca …. CEM II/A-L k• …. CEM II/B-L k• …. CEM II/A-LL k• …. CEM II/B-LL k• PC s miješanim dodacima …. CEM II/A-M k• …. CEM II/B-M k
• CEM III – PC sa šljakom visoke peći• metalurški cement sa 35 do 65 % šljake .. CEM III/A – k• metalurški cement sa 66 do 80 % šljake .. CEM III/B – k• metalurški cement sa 81 do 95 % šljake .. CEM III/C – k
• CEM IV – pucolanski cement• pucolanski cement s 11 do 35 % pucolana ..CEM IV/A – k• pucolanski cement s 36 do 55 % pucolana ..CEM IV/B – k
• CEM V – miješani cement• miješani cement s 16-35 % šljake i 18-30 % pucolana• CEM V/A (S-V) - k• miješani cement s 36-50 % šljake i 31-50 % pucolana• CEM V/B (S-V) - k
UVJETI USKLAĐENOSTI ZA TLAČNU ČVRSTOĆU
Xsr – kA · s L i Xsr + kA · s U
• xsr – aritmetička sredina svih rezultata• kA – konstanta prihvatljivosti• s – standardna devijacija• L – donja propisana tlačna čvrstoća• U – gornja propisana tlačna čvrstoća
OVISNOST kA O n I POSTOTKU ODSTUPANJA OD L I U
Konstanta prihvatljivosti kA
n Pa = 5 % za L Pa = 10 % za U
40 do 49
50 do 59
60 do 79
80 do 99
100 do 149
150 do 199
više od 200
2,13
2,07
2,02
1,97
1,93
1,87
1,84
1,70
1,65
1,61
1,56
1,53
1,48
1,45
DOZVOLJENA ODSTUPANJA
Svojstvo Dozvoljeno odstupanje
Donja granica čvrstoće (L) 28 dana
2 dana
(7) dana
Gornja granica čvrstoće (U)
Vrijeme vezanja
Postojanost obujma
Gubitak žarenjem
Maseni udio sulfata
Maseni udio klorida
Netopiv ostatak
Pucolanska aktivnost
-2,5 N mm-2
-2,0 N mm-2
odstupanje nije propisano
-15 min
+1 mm
odstupanje nije propisano
0,5 mas.%
0,01 mas.%
odstupanje nije propisano
odstupanje nije propisano
DOKAZ POTVĐENE USKLAĐENOSTI
• XY/Z1Z2Z2
• XY- godina izdanja potvrde o usklađenosti
Z1 Z2 Z3 - oznaka ovlaštene osobe koja je potvrdila usklađenost
Znak CE mora biti otisnut na vrećama cementa ili na otpremnici
GUBITAK ČVRSTOĆE BETONA ZBOG ODLEŽANOG CEMENTA
Duljina odležavanja
(mjeseci)
Gubitak čvrstoće
(%)
3
6
12
24
54
15 – 20
20 – 30
30 – 40
40 – 50
50 – 60
CEMENTI POSEBNE NAMJENE• Cementi vrlo niske topline hidratacije
• Sulfatno-otporni cementi
• C3A 4 mas.%• C3A(cement) = C3A(klinker) maseni udio klinkera u cementu
• C3A(klinker) = 2,65 Al2O3 – 1,69 Fe2O3
• Bijeli cementi• Razredi bjeline: A, B i C
• Aluminatni cementi (AC)
ALUMINATNI CEMENT (AC)• AC- 65, AC- 75• Sirovine: vapnenac (60 mas.%) i boksit (40 mas.%)• Svojstva:• brzo očvršćivanje• visoka vatrootpornost i otpornost na sulfate• otpornost na slabe kiseline (pH 4)• visoka otpornost na abraziju• može se rabiti na temperaturi – 10 C
• Područje primjene:• kada je potrebno brzo očvršćivanje• betoniranje pri niskim temperaturama• vatrootporni betoni i opeke
PROIZVOĐAČI CEMENTA
1 NAŠICECEMENT d.d.
2 DALMACIJACEMENT – RCM Group d.d.
3 HOLCIM (Hrvatska) d.o.o. Koromačno
4 ISTRACEMENT d.o.o.
NAŠICECEMENT d.d.
• CEM I 52,5 N/ HRN EN 197 – 1: 2003
• CEM II/B – M (P-S) 32,5 N
• CEM II/A – M (S-V) 42,5 N
• NAMAL MC 5 – zidarski cement
DALMACIJACEMENT – RCM Group d.d.
• CEM I 42,5 R/HRN EN 197 – 1:2003
• CEM II/A – S 42,5 N
• CEM II/A – S 42,5 R
• CEM II/A –M (S – LL) 42,5 N
• CEM III/B 32,5 N SR - LH
HOLCIM (Hrvatska) d.o.o. KOROMAČNO
• CEM II/B – S 42,5 N/ HRN EN 197 –1:2003
• CEM II/A – LL 42,5 R
• CEM II/B – M (S –V) 42,5 N
• CEM II/B – M (V-LL) 32,5 R
• CEM I 52,5 N Bijeli
ISTRA CEMENT d.o.o.
AC 75/HRN B. C1. 015 : 1982
AC 75 je aluminatni cement razreda čvrstoće 75 MPa.
IZBOR CEMENTAVrsta cementa i maseni udio odabire se uzimajući u
obzir podatke primjene betona:
• krajnju uporabu betona
• uvjete njegovanja (npr. toplinska obrada)
• dimenzije građevine (razvoj topline hidratacije)
• uvjete okoliša kojima će građevina biti izložena
• potencijalnu reaktivnost agregata prema alkalijama iz sastojaka
AGREGAT
Agregat je zrnati mineralni materijal pogodan za uporabu betona, koji se sastoji od skupa istovrsnih čestica različite veličine.
Dijeli se prema: • podrijetlu: prirodni, proizveden, recikliran, i
umjetni• veličini zrna: krupni i sitni• prema gustoći: obične gustoće, lagan i težak
• Prirodni agregat se dobiva iz prirodnih mineralnih izvora, prirodnim drobljenjem bez mehaničke obrade.
• Proizvedeni agregat se dobiva mehaničkom obradom prirodnih mineralnih sirovina.
• Reciklirani agregat se dobiva drobljenjem građevnog materijala koji je korišten u građevinarstvu.
• Umjetni agregat je agregat dobiven umjetnim putem iz prirodnih i umjetnih materijala.
Kao umjetni agregat se upotrebljavaju:
• kristalna, zrnata šljaka visoke peći
• ekspandirana pečena glina
• leteći pepeo termoelektrana
• ekspandirani perlit
• ekspandirani polimerni materijali
• Sitni agregat: veličina zrna od 0 do 4 mm
• Krupni agregat: veličina zrna: od 4 do 125 mm
• Običan agregat, gustoće 2000 kg m-3 i 3000 kg m-3
• Lagan agregat, gustoće 2000 kg m-3
• Teški agregat, gustoće 3000 kg m-3
PROIZVODNJA KAMENOG AGREGATA
• drobljenje kamenja u drobilicama
• odvajanje pojedinih frakcija agregata prosijavanjem na sitima
• skladištenje i otprema frakcija agregata
• kontrola kakvoće proizvedenog agregata
PROIZVODNJA AGREGATA
UPORABA AGREGATA
INDUSTRIJSKI RAZDVOJEN AGREGAT
IDEALNO RAZDVOJEN AGREGAT
RAZDVAJANJE ZRNA AGREGATA (SEGREGACIJA)
SKLADIŠTENJE AGREGATA
IZVJEŠĆE O ISPITIVANJU AGREGATA
• podatke o agregatu za beton, uključivo i identifikacijsku oznaku
• podatke o proizvođaču• ime, sjedište, evidencijski broj i oznaku ovlaštenja
ovlaštene pravne osobe koja je provela ispitivanja• datum uzimanja uzoraka• podatke o razdoblju u kojem je ispitivanje
provedeno• rezultate ispitivanja• broj izvještaja o ispitivanju
VELIČINA ZRNA AGREGATAVeličina zrna agregata opisuje se:• granicom najmanjeg otvora sita (d)• granicom najvećeg otvora sita (D)
Agregat je određen kao:
GC (coarse) – krupni
GF (fine) – sitni agregat
GA (all-in) – miješani (nefrakcionirani) agregat
Zahtijevani maseni postoci prolaza za krupni agregat:• minimalni mas.% prolaza za D mora biti 90% ili 85%• maksimalni mas.% prolaza za d mora biti 10%, 15%, 20% ili
35%• za miješani agregat d je uvijek nula
OZNAČIVANJE FRAKCIJA KRUPNOG AGREGATA VELIČINE ZRNA 20 mm
PROPISANI RAZREDI AGREGATAVrsta
agregata Veličina čestica
Maseni % prolaza
Razred
(G)D d
Krupan
D/d 2 ili D 11,2 mm
85 do 99
80 do 99
0 do 20
0 do 20
GC 85/20
GC 80/20
D/d > 2 i D > 11,2 mm
90 do 99 0 do 15 GC 90/15
Sitan D 4 mm i d = 0 85 do 99 - GF 85
Prirodni D = 8 mm i d = 0 90 do 99 - GNG 90
Miješani D 45 mm i d = 0 90 do 99
85 do 99
- GA 90
GA 85
GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA
• 125 mm
• 63 mm
• 31,5 mm
• 16 mm
• 8 mm
• 4 mm
• 2 mm
• 1 mm
• 0,5 mm
• 0,25 mm
• 0,125 mm
• 0,063 mm
Granulometrijski sastav agregatapredstavljaju maseni% pojedinih frakcija
Normirana serija sita
ODREĐIVANJE MASENIH UDJELA POJEDINIH FRAKCIJA
GRANULOMETRIJSKA KRIVULJA
USTROJ BETONA S KRUPNOZRNIM AGREGATOM
USTROJ BETONA SA SITNOZRNIM AGREGATOM
USTROJ S KRUPNIM I SITNIM ZRNIMA AGREGATA
FULLEROVA KRIVULJA
.%masD
d
.%masD
d
D
d
p = 100
p = 50
EMPA KRIVULJA
p – maseni postotak prolaza pojedine frakcijed – veličina otvora sitaD – najveće zrno agregata
GRANULOMETRIJSKE KRIVULJE FULLERA I EMPA
F E
3 4.3 6.310.5
15.824.2
37.9
61
100
5.6 8 11.317.8
25.2
35.6
50.4
71.2
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5
Otvori sita d, mm
Pro
laz
kro
z si
to m
as.%
DOBAR GRANULOMETRIJSKI SASTAV AGREGATA
F E
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5
Otvori sita d, mm
Pro
laz k
roz s
ito
mas.%
AGREGAT S PREVIŠE SITNIH ZRNA I PREVIŠE KRUPNIH ZRNA
F E
0102030405060708090
100
0,1 0,2 0,4 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5
Otvori sita d, mm
Pro
laz k
roz s
ito
mas.%
NAŠ NACIONALNI STANDARD
2 4 814
23
38
62
100
818
2837
47
62
80
100
0102030405060708090
100
0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 31,5
Otvori sita d, mm log d
Pro
laz
%
MODUL FINOĆE ZRNATOSTI
1001250
D
,op
MF 1001250
D
,op
MF
MFn
p
K
D
,p
1001250 MFn
p
K
D
,p
1001250
po – maseni postotak ostatka na situ
pp – maseni postotak prolaza na situ
D – najveće zrno agregata n – broj sita
PRORAČUN MODULA FINOĆE ZRNATOSTI (MF) I KOEFICIJENTA ZRNATOSTI (K) D = 4 mm
Sito (mm) Ostatak maseni (%)
Prolaz maseni (%)
4
2
1
0,5
0,25
0,125
6
29
52
71
85
95
94
71
48
29
15
5
ukupno 338 262
383100
338,MF
622100
262,K
GRANICE MODULA FINOĆE (MF)
• Sitnozrni agregat od 0 do 4 mm
MF = 2,3 do 3,6 (2,5 do 3)
• Agregat od 0 do 8 mm
MF = 3,7 do 4,3
• Agregat s najvećim zrnom do 31,5 mm
MF = 5,5 do 6,2
OBUJAMSKI OMJER OBLIKA ZRNA PO FAURYJU
zrno
najmanja
opisana kugla
L
k
s
V
VC
k
s
V
VC
k
s
V
VC
k
s
V
VC
Vs – stvarni obujam zrna
Vk – obujam najmanje opisane kugle oko zrna
Vk = L3 /6
Otvor sita
d(mm)
Ostatak na situ mo (g)
Prolaz kroz sito mp (g)
Postotak
prolaza (%)
Postotak
ostatka (%)31,5
16,0
8,0
4,0
2,0
1,0
0,5
0,25
0,125
517
9458
3125
3259
1182
1074
956
851
392
21138
11680
8555
5260
4078
3004
2048
1197
805
100,0
55,3
40,5
24,9
19,3
14,2
9,7
5,7
3,8
0,0
44,7
59,5
75,1
80,7
85,8
90,3
94,3
96,2
Dno 805 0,0 0,0 100,0
Zbroj 21655
PRORAČUN GRANULOMETRIJSKE KRIVULJE PROSIJAVANJA
1 m = 21750 g
2 gubitak mase = 21750 – 21655 = 95 g
3 mu = mo – 31,5 mo = 21655 – 517 = 21138
4 nmp = n+1mp – nmo; 16mp = 31,5mp - 16mo = 21138 – 9458 = 11680
5
6 po = 100 - pp
.%)mas(m
mp
u
pnpn 100
.%3,5510021138
1168010016
16 masm
mp
u
pp
GRANULOMETRIJSKA KRIVULJA PROSIJAVANJA
ISPITIVANJE KAKVOĆE AGREGATA HRN EN 1097-1 DO 1097 –10:1998
1 Otpornost na trošenje (mikro-Deval metoda)
2 Otpornost na lomljenje (metoda Los Angeles)
3 Nasipna gustoća i udio šupljina u rastresitom stanju
4 Udio šupljina sitnog agregata u zbijenom stanju
5 Maseni udio površinske vode
6 Gustoća čestica i upijanje vode
7 Gustoća sitnog agregata pomoću piknometra
9 Otpornost na trošenje abrazijom gumama
10 Visina upijanja vode
ODREĐIVANJE OTPORNOSTI NA TROŠENJE KRUPNOG AGREGATA
• bubanj promjera 200 mm
• čelične kuglice 9,5 mm
• mu = 500 g
• 2,5 L vode + 500 g kuglica
• Brzina okretaja 100 okr./min
• Ukupno 12.000 okretaja
• Prosijavanje na situ d = 1,60 mm
RAZREDI OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA TROŠENJE
micro-Devalov koeficijent Razredi
MDE
10
15
20
25
35
MDE10
MDE15
MDE20
MDE25
MDE35
Nema zahtjeva MDENR
ODREĐIVANJE OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA LOMLJENJE
• prosijavanje na situ d = 1,7 mm
• propisani broj čeličnih kugli
• brzina okretaja = 30 do 33 okr./min
• ukupno 500 okretaja
• ponovno prosijavanje na situ d = 1,7 mm
RAZREDI OTPORNOSTI KRUPNOG AGREGATA NA DROBLJENJE
Los Angeles koeficijent Razred (LA) 15
20
25
30
35
40
50
LA15
LA20
LA25
LA30
LA35
LA40
LA50
Nema zahtjeva LANR• LA35 za betone opće namjene
• LA30 za betone razreda izloženosti XF1 do XF4
V
mm 12
ODREĐIVANJE NASIPNE GUSTOĆE I OBUJAMSKOG UDJELA ŠUPLJINA U
RASTRESITOM STANJU
r = (kg dm-3)
r – gustoća agregata u rastresitom stanju (kg dm-3)
• m2 – masa posude i agregata (kg)
• m1 – masa prazne posude (kg)
• V – obujam posude (dm3)
Najveće zrno
agregata (D) mm
Obujam posude
(dm3)
do 4
do 16
do 31,5
do 63
1,0
5,0
10
20
Vš = · 100 (vol.%)
Vš – obujamski udio šupljina (%)r – nasipna gustoća (kg dm-3)
a – gustoća osušenog uzorka određena piknometrom
a
ra
ODREĐIVANJE UDJELA ŠUPLJINA U ZBIJENOM STANJU
Vš – obujamski udio šupljina (vol.%)
m2 – masa zbijenog sitnog agregata
- unutarnji promjer cilindra (mm)
f – gustoća sitnog agregata (g cm-3)
h – visina zbijenog uzorka (mm)
.%)(100104
12
23
volh
mV
fŠ
ODREĐIVANJE MASENOG UDJELA POVRŠINSKE VLAŽNOSTI (Asm)
Voda se u agregatu nalazi u dva oblika:
• voda na površini zrna je površinska vlažnost agregata
• voda u porama je upijena voda
Asm – maseni udio površinske vlažnosti
Awm – maseni udio upijene vode
mw – masa vlažnog uzorka, md – masa suhog uzorka
mZPS – masa uzorka zasićenog vodom ali površinski suhog
.%)mas(m
mmA
d
ZPSwsm 100
.%)mas(m
Amm
Ad
wmdw
sm 100100
1
ODREĐIVANJE MASENOG UDJELA UPIJENE VODE (Awm)
Awm – maseni udio upijene vode
mZPS – mase vode zasićenog površinski suhog uzorka
md masa suhog uzorka
.%)mas(m
mmA
d
dZPSwm 100
ODREĐIVANJE GUSTOĆE I UPIJENE VODE
w
mmmm
)( 321
4
w
mmmm
)( 324
4
w
mmmm
)( 321
1
.%masm
mm100
4
41
ad = (g cm-3) a = (g cm-3)
ZPS = (g cm-3) WA24 =
a – gustoća agregata (g cm-3) m3 – masa žičane košare (g)ad – gustoća suhog agregata (g cm-3) m4 – masa agregata osušenog do stalne ZPS – gustoća suhog agregata (g cm-3) masem1 – masa agregata vodom zasićenog površinski suhog (g)m2 – masa agregata i žičane košare (g) WA24 – maseni postotak upijene vode nakon 24 sata
ODREĐIVANJE GUSTOĆE SITNOG AGREGATA POMOĆU PIKNOMETRA
f – gustoća sitnog agregata kod 25 ºC (g cm-3)
m1 – masa piknometra sa sitnim agregatom (g)
m0 – masa praznog piknometra s čepom (g)
m2 – masa piknometra s agregatom i tekućinom (g)
V – obujam piknometra ( 50 cm-3)
l – gustoća korištene tekućine kod 25 ºC (g cm-3)
)cmg(mm
V
mm
l
f3
12
01
OSTALA ISPITIVANJA• Ispitivanje masenog udjela sitnih čestica• Ispitivanje indeksa oblika zrna krupnog agregata• Ispitivanje masenog udjela sulfata topljivog u
kiselini• Ispitivanje masenog udjela ukupnog sumpora• Ispitivanje masenog udjela klorida• Ispitivanje otpornosti na smrzavanje• Ispitivanje površinske abrazije• Ispitivanje masenog udjela školjaka• Ispitivanje skupljanja uslijed sušenja
MASENI UDIO SITNIH ČESTICA Maseni udio sitnih čestica ispitan prema HRN EN 933-1 mora
zadovoljiti razrede prema HRN EN 12620Agregat Maseni % prolaza, sito 0,063 mm Razred (f)
Krupni 1,5
4
f1,5
f4
Prirodni 0/8 mm
3
10
16
f3
f10
f16
Miješani 3
11
f3
f11
Sitni
3
10
16
22
f3
f10
f16
f22
Nema zahtjeva fNR
INDEKS OBLIKA ZRNA (SI)Oblik zrna krupnog agregata (SI) zadaje se prema
HRN EN 12620 razredom indeksa oblika ispitanog prema HRN EN 933-4.
M2 - masa zrna kojima je omjer L/E > 3 (g)
M1 - ukupna masa zrna agregata (g)L - duljina zrna (mm)E - debljina zrna (mm)
.%)(1001
2 masM
MSI
RAZREDI INDEKSA OBLIKA ZRNA KRUPNOG AGREGATA
Indeks oblika Razred (SI) 15
20
40
55
SI15
SI20
SI40
SI55
Nema zahtjeva SINR
SI40 – za betone do uključivo razreda tlačne čvrstoće 12/15
SI20 – za ostale betone
MASENI UDIO SULFATA TOPLJIV U KISELINI (AS)
Ispitan prema HRN EN 1744-1 mora zadovoljavati razrede prema HRN EN 12620.
• AS0,2 za sve agregate osim sa zrakom hlađene šljake
• AS1,0 za zrakom hlađenu šljaku
Agregat Maseni % sulfata topljiv u kiselini
Razred (AS)
Agregat ili šljaka koja nije hlađena zrakom
0,2
0,8
AS0,2
AS0,8
Zrakom hlađena šljaka
1,0 AS1,0
Nema zahtjeva ASNR
MASENI UDJELI OSTALIH ŠTETNIH SASTOJCI U AGREGATU Maseni udio ukupnog sumpora ne smije biti veći od: • 1 mas.% za sve agregate osim zrakom hlađene šljake• 2 mas.% za šljaku hlađenu zrakomMaseni udio klorida izraženi kao ion (Cl-) ne smije biti
veći od:• 0,15 mas.% za nearmirani beton• 0,06 mas.% za armirani beton• 0,03 mas.% za prednapeti beton• Maseni udio školjaka (SC) mora zadovoljiti razred SC10
• Skupljanje agregata uslijed sušenja ne smije biti veće od 0,075 vol. % za betone s posebnim zahtjevima
• Silikatna zrna (alkalno-silikatna reakcija)
ALKALNO-SILIKATNA REAKCIJA
• SiO2 + 2 NaOH Na2SiO3 + H2O
povećanje obujma
ISPITIVANJE OTPORNOSTI NA SMRZAVANJE
• smrzavanje-odmrzavanje
• kristalizacija MgSO4 · 7 H2O
Gm – gubitak mase u masenim postotcima
md – masa suhe frakcije agregata prije potapanja
mp – masa frakcije agregata nakon n ponovljenih
smrzavanja – odmrzavanja, ili potapanja u MgSO4
.%)(100 masm
mmG
d
pdm
.%)(100 mas
m
mmG
d
pdm
OTPORNOST NA SMRZAVANJE (F) ILI (MS)
Otpornost na smrzavanje krupnog agregata ispitana prema HRN EN 1367-1 ili 1367-2 mora zadovoljiti razrede prema HRN EN 12620
Gubitak mase (mas.%)
Smrzavanje-odmrzavanje
Razred (F)
1
2
4
F1
F2
F4
Nema zahtjeva FNR
OTPORNOST NA SMRZAVANJE (MS)
Gubitak mase (mas.%)
Magnezijev sulfat
Razred (MS)
18
25
35
MS18
MS25
MS35
Nema zahtjeva MSNR
• FNR ili MSNR – za betone u suhom okruženju
• F2 ili MS25 – za betone razreda izloženosti XF1 i XF3
• F1 ili MS18 – za betone razreda izloženosti XF2 i XF4
Svojstvo Napomena Metoda ispitivanja Minimalna učestalost
Granulometrijskisastav
HRN EN 933-1HRN EN 933-10
1 puta mjesečno
Oblik zrna krupnogagregata
drobljeni šljunak HRN EN 933-4 1 u 6 mjeseci2 u 6 mjeseci
Maseni udio sitnihčestica
HRN EN 933-1 1 puta mjesečno
Kakvoća sitnihčestica
Ekvivalent pijeska SE, metilensko modrilo
HRN EN 933-8HRN EN 933-9
1 puta mjesečno
Nasipna gustoćaGustoća zrna iupijanje vode
HRN EN 1097-3HRN EN 1097-6
1 puta godišnje
Petrografski opis HRN EN 932-3 1 puta u 2 godine
MINIMALNA UČESTALOST ISPITIVANJA OPĆIH SVOJSTAVA AGREGATA ZA BETON
Svojstvo Napomena Metoda ispitivanja
Minimalna učestalost
Otpornost nadrobljenje
HRN EN 1097-2 2 puta godišnje
Otpornost naabraziju
Samo za agregate izložene abraziji
HRN EN 1097-8Dodatak A
1 puta godišnje
Otpornost nasmrzavanje iodmrzavanje
HRN EN 1367-1 ili
HRN EN 1367-2
1 puta godišnje
Maseni udio klorida
HRN EN 1744-1,t.7
1 puta godišnje
MINIMALNA UČESTALOST ISPITIVANJA SVOJSTAVA AGREGATA BITNIH ZA KRAJNU NAMJENU BETONA
UZIMANJE UZORAKA ZA ISPITIVANJE
• Uzimanje uzoraka sa hrpe
•
• pojedinačni uzorak
• skupni uzorak
• laboratorijski uzorak
DOBIVANJE PROSJEČNOG UZORKA ČETVRTANJEM
PROIZVOĐAČI AGREGATA
• 1 BETON LUČKO d.o.o.
• 2 KAMEN SIRAČ d.d.
• 3 NEXE GRUPA d.d.
• 4 SARAĐEN d.o.o.
Beton Lučko d.o.o. proizvodi:• šljunčani agregat za beton i drobljeni dijabaz za asfaltne
frakcije
• Iz eruptivnog kamena dijabaza proizvode se asfaltne frakcije od 0-2, 2-4, 4-8, 8-11, 11-16 i 60-120 mm.
Kamen Sirač d.d. proizvodi:• kameni agregat za beton i drobljeni kamen iz dolomita i
vapnenca• građevni kamen (300-500 mm) i lomljeni kamen (250-600
mm)• Iz dolomita se proizvode frakcije kamenog agregata za beton od
0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm, 16-32 mm i frakcija od 16-32 mm, te drobljeni kamen frakcije od 0-60 mm, 30-60 mm, 60 do 120 mm.
• Iz vapnenca se proizvodi drobljeni kamen frakcije 0-40 mm, 40-80 mm, 80-120 mm.
Nexe grupa d.d. proizvodi:• kameni agregat za beton, frakcije 0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm,
16-32 mm• prirodni pijesak i lomljeni kamen Sarađen d.o.o. u kamenolomu Veprštak proizvodi:• kameni agregat za beton, frakcije 0-4 mm, 4-8 mm, 8-16 mm,
16-32 mm• lomljeni kamen
ISPITIVANJE KAKVOĆE VODE HRN EN 1008:2002
Prema podrijetlu razlikuju se:
• pitka voda
• voda iz procesa proizvodnje betona
• voda iz podzemnih izvora
• prirodna površinska voda i industrijska otpadna voda
• morska voda
• otpadna voda
UVODNA ISPITIVANJA
• ulja i masti, ne više od vidljivih tragova
• deterdženti, pjena mora nestati za 2 min.
• boja, svijetlo žuta ili svjetlija
• suspendirana tvar, najviše 4 mililitra taloga
• miris, bez mirisa
• kiselost, pH > 4
• huminske tvari, nakon dodatka NaOH, boja žućkasto-smeđa ili svjetlija
KEMIJSKA ISPITIVANJA
Maseni udio ne smije prijeći slijedeće vrijednosti:
Kloridi
• prednapeti beton 500 mg L-1
• armirani beton 1000 mg L-1
• beton bez armature 4500 mg L-1
Sulfati 2000 mg L-1
Alkalijski oksidi 1500 mg L-1
ISPITIVANJA OPASNIH ONEČIŠĆENJA
• Šećer najviše 100 mg L-1
• Fosfati (kao P2O5) 100 mg L-1
• Nitrati (kao NO3-) 500 mg L-1
• Olovo (kao Pb2+) 100 mg L-1
• Cink (kao Zn2+) 100 mg L-1
DODACI BETONUDodaci betonu su kemijski spojevi koji se dodaju betonu radi poboljšanja nekih njegovih svojstava ili mijenjanja jednog ili više svojstava radi postizanja željenih učinaka.
DODACIDODACI
MINERALNIMINERALNI KEMIJSKIKEMIJSKI
Tip IITip IITip ITip I
MINERALNI DODACI
Mineralni dodatak je fino usitnjeni materijal koji se dodaje betonu radi poboljšanja nekih svojstava ili dobivanja specijalnih svojstava.
• Tip I: punila, pigmenti, hidraulički neaktivni dodaci
• Tip II: leteći pepeo, amorfna SiO2 prašina, hidraulički aktivni dodaci
Kemijski dodatak je materijal koji se dodaje betonu za vrijeme miješanja u malim masenim udjelima na masu cementa, radi izmjene svojstava svježeg ili očvrsnulog betona.
Grupa I: • aeranti• plastifikatori• superplastifikatori• usporivači vezanja • dodaci za vodonepropusnost• Grupa II: • ubrzivači vezanja i očvršćivanja • dodaci za betoniranje na niskim temperaturama
KEMIJSKI DODACI (ADITIVI)
AERANTI• sapuni i deterdženti
• vinsol i vinsolska smola
Najveće zrno agregata (mm)
Obujamski % zraka
16
31,5
100
6 – 7
4 – 5
3 - 4
PLASTIFIKATORI
• smanjuju maseni udio vode u betonskoj mješavini• poboljšavaju obradivost betonske mješavine
• Ca ili Na soli lignosulfonske kiseline, lignosulfonati• soli hidroksikarboksilnih kiselina (limunska, vinska,
salicilna)
SUPERPLASTIFIKATORI • sulfonirani melamin-formaldehidni kondenzati• sulfonirani naftalen-formaldehidni kondenzati• sulfonirani lignosulfonati
USPORIVAČI VEZANJA• modificirani lignosulfonati koji sadrže šećere• hidrokarboksilne kiseline• šećeriS obzirom na stupanj djelovanja:• plastifikatori-usporivači (1 sat do nekoliko sati)• čisti usporivači (do 10 sati)• superusporivači (nekoliko dana)
DODACI ZA VODONEPROPUSNOST• masne kiseline, stearinska, oleinska• biljne i životinjske masti i ulja• emulzije voskova
UBRZIVAČI OČVRŠĆIVANJA• kalcijev klorid (CaCl2) aluminijev i natrijev klorid
(AlCl3, NaCl)
• aluminati, sulfati, karbonati, nitrati, urea, formaldehid
DODACI ZA BETONIRANJE NA NISKIM TEMPERATURAMA
• antifrizne tvari (NaCl, CaCl2, K2CO3, urea)
• kombinacija antifriznih tvari i ubrzivača očvršćivanja
PROIZVOĐAČI KEMIJSKIH DODATAKA (ADITIVA)
1 KEM-GRAD d.o.o. Dugo Selo
2 DEGUSSA COSTRUCTION CHEMICAL HRVATSKA d.o.o. Ludbreg
3 SICA CROATIA d.o.o. Zagreb-Lučko
Kem-grad d.o.o. proizvodi:• SUPER MEL-superplastifikator za beton• LEIQUOL 2000 - superplastifikator nove generacije• ANTIMRAZIN- dodatak za betoniranje pri niskim
temperaturama• POL KG-X - dodatak za betoniranje pri niskim
temperaturama i ubrzivač vezanja• CONCRET L-BV 10 - plastifikator i sredstvo za
vodonepropusnost• PLASTOAERANT A.E.A.- aerant i plastifikator• POROCEL C3 -dodatak za pjenobetone• USPORIVAČ VZ – dodatak za usporavanje vezanja
betona