SEMINARSKI tehnologija betona

BetonBeton je vestacki kameni materijal, dobijen ocvrscavanjem mesavine nekog vezivnog materijala i agregata. Za razliku od maltera, za koji se koristi samo sitan agregat, kod betona nema gornje granice u pogledu krupnoce agregata. Kao vezivni materijali koriste se razna mineralna veziva (krec, gips, cement), kao i organska veziva (asphalt, polimeri). Sto se agregata tice koriste se agregati razlicitog porekla, prirodni i vestacki: prirodni pesak i sljunak, drobljen krupan i sitan agregat, zgure, ekspandirana glina, strugotina od drvetai dr. Kao neophodna komponenta za betone, javlja se i voda. Pored agregata, cementa i vode u mesavini betona moze da bude prisutna i jos jedna komponenta: hemijski i/ili mineralni dodatak (aditiv). Mesavina komponentnih materijala za spravljanje betona, sve dok ne ocvrsne, naziva se “SVEZ BETON”. Istrazivanjem prirodnih i proizvodnjom vestackih materijala sire se covekove mogucnosti u pogledu izbora najpogodnijeg za oblikovanje konstrukcija ali ce sigurno jos dosta dugo beton, proizveden na mestu ugradnje ili prefabrikovan, biti dominantan graditeljski materijal. U betonu agregat predstavlja linearno-elasticnu, a cementna pasta visko-elasticnu komponentu. Razlicita mehanicka svojstva vestacke stene poticu od promena u sastavu pomenutih komponenata, a one se odrazavaju i na zapreminsku masu materijala, pa prema tom kriterijumu razlikujemo 3 vrste betona:

1) laki beton →zapreminska masa ≤ 1800 kg/m2, 2) beton →zapreminska masa 2100 kg/m2 -2500 kg/m2,3) teski beton →zapreminska masa ≥ 2800 kg/m2.

Metode merenja konzistencije svezeg betona

Pod pojmom “konzistencija” podrazumeva se skup svojstava svezeg betona koja su od znacaja za njegovu ugradljivost i obradljivost. Kako se ocean ugradljivosti i obradljivosti najcesce izvodi na osnovu tri pokazatelja: pokretljivosti, krutosti i povezanosti betonske smese, to su ovi pokazatelji istovremeno i parametri na osnovu kojih se definise konzistencija. Zbog toga se i govori o:

1) krutoj konzistenciji,2) slabo plasticnoj konzistenciji,3) plasticnoj konzistenciji i 4) tekucoj konzistenciji.

U sistematizaciji koju su uradili Erik Keler i Dejvid Fauler nabrojano je skoro 50 metoda koje se koriste za merenje konzistencije (“workability”) betona. Medjutim, od tih brojnih metoda ispitivanja kod nas su standardizovane samo cetiri i o njima ce u daljem tekstu biti reci.

Ispitivanje konzistencije svezeg betona 1

Ispitivanje konzistencije sveze betonske mase vrsi se sledecim metodama: 1) Metoda sleganja (Slump method),

2) Metoda rasprostiranja (Flow method),3) VEBE metoda (Vebe method) i4) Metoda sleganja vibriranjem (Compaction method).

1) Metoda sleganja (Slump method)

Ova metoda koristi se vec blizu 90 godina. Rec je o vrlo jednostavnoj i prilicno pouzdanoj metodi odredjivanja konzistaencije koje se u praksi veoma cesto zahtevaju. Odredjivanje konzistencije betona po ovoj metodi je kod nas definisano standardom SRPS ISO 4109:1997.Metoda je primenljiva za plasticne i kohezivne betone, a nije primenljiva kada je zrno agregata vece od 40 mm.

Slika 1. Abramsov konus

Za ispitivanje se koristi metalni kalup-Abramsov konus, kao na slici 1. Unutrasnja povrsina kalupa se nakvasi vodom i stavi na cvrstu, ravnu i vlaznu povrsinu koja ne upija vodu. Zatim se kalup puni betonom, koji je spravljen po prethodno odredjenoj recepturi, uz cvrsto drzanje kalupa pomocu papucica koje se nalaze na donjem delu konusa, kako se isti ne bi pomerao.

Punjenje kalupa se vrsi u tri sloja, priblizno jednake visine, pri cemu se svaki sloj sabija sa po 25 probadanja metalnom sipkom za zbijanje, ciji prodor treba da bude za visinu sloja. Kada se kalup napuni, povrsina betona se poravna, kalup se podize za 5 do 10 sekundi i odmah vrsi merenje sleganja sveze betonske mase ∆h, kao sto je prikazano na slici 2 i 3.


Slika 2. Merenje sleganja betona Slika 3. Merenje sleganja betona

Sleganje ∆h se meri kao razlika visine kalupa (300 mm) i najvise tacke slegnute betonske mase, zaokruzeno na najblizih 5 mm, (slika 4). Ako je izmereno sleganje manje od 10 mm, beton ima krutu konzistenciju,sto znaci da ova metoda nije podobna za njeno ispitivanje. U zavisnosti od sastava betona, mogu nastati tri razlicita oblika sleganja (slika 4).

Slika 4. Tri razlicita tipa sleganja: a) pravo sleganje, b) smicanje dela betona, c) kolaps (naglo sleganje) betona

“Pravo sleganje” (slika 4, pod a) odlikuje se ravnomernoscu u celokupnoj masi betona.

Ako se javi slucaj kosog smicanja (slika 4 pod b), ispitivanje se mora ponoviti jos jednom. Ukoliko se ova pojava ponovo manifestuje u toku ponovljenog ispitivanja, onda to ukazuje da betonu nesto nedostaje (potrebna plasticnost, odredjena kolicina neke frakcije agregata, kohezivnost) i da primenjena metoda merenja konzistencije nije odgovarajuca.

Ukoliko se pri ispitivanju uoci nagli pad betona tzv “kolaps” (slika 4 pod c) pri cemu je ∆h=150 ÷250 mm, to ukazuje ili na mrsav beton kojinema dovoljnu kohezivnost, ili na veoma tecan beton.


Ukoliko posle podizanja konusa sleganje iznosi ∆h=0 mm, ili je manje od 10 mm, onda se radi o betonu krute konzistencije, medjutim koliko je konzistencija takvog betona kruta ova metoda ne moze da pokaze.

U standard SRPS ISO 4103.1997 data je klasifikacija konzistencije. Za metodu sleganja (Slump method) predvidjene su cetiri klase kako je to prikazano u tabeli 1.

Tabela 1. Klase konzistencije prema sleganju

Klasa Sleganje [mm]S1 10 do 40S2 50 do 90S3 100 do 150S4 ≥160

Izmereno sleganje se zaokruzuje na najblizih 10 mm

Prema klasi sleganja bira se sredstvo za kompaktiranje (ugradnju) betona:

- za klasu S1 → vibracioni stolovi, vibro-igle i mehanicki nabijaci,- za klasu S2 → vibracioni stolovi i vibro-igle,- za klasu S3 → vibro-igle, probadanje sipkom ( ako je ∆h=150 mm ),- za klasu S4 → probadanje sipkom.

2) Metoda rasprostiranja (Flow method)


Potrebna aparatura za ispitivanje konzistencije svezeg betona pomocu ove metode sastoji se od Grafovog stola, koji omogucava Slobodan pad uzorka betona sa visine od 4 cmm, zatim metalnog konusa (Abramsov konus) odgovarajucih dimenzija i drvenognabijaca odgovarajucih dimenzija. Ova aparatura je prikazana na slici 5.

Slika 5. Grafov sto i metalni konus

Procedura ispitivanja se sastoji u punjenju konusa betonom (spravljenog po odgovarajucoj recepturi) u dva sloja pri cemu se vrsi zbijanje svakog sloja sa 10 ravnomerno rasporedjenih udaraca drvenim nabijacem. Povrsina betona se ravna, konus se vertikalno podize i betonska masa se pusta da 15 puta slobodno pada sa visine od 4 cm. Tada se betonska masa rasprostire poprimajuci kruzni oblik cija dva upravna precnika merimo. Na osnovu srednje vrednosti dva izmerena precnika zaokruzenih na najblizih 10 mm definise se konzistencija betona. Za mrsave betone, kao i za betone koji imaju krutu konzistenciju ova metoda nije narocito pogodna, za razliku od betona koji imaju plasticnu i tecnu konzistenciju. Smatramo da je beton plasticne konzistencije ako je rasprostiranje betona 400 do 500 mm, odnosno tecne konzistencije ako je rasprostiranje 500 do 650 mm. Prema standard BS EN 206-1:2000 klase konzistencije za metodu rasprostiranja date su u tabeli 2.

Tabela 2. Klase konzistencije premametodi rasprostiranja

Klasa Rasprostiranje [mm]F1 ≤340


F2 350-410F3 420-480F4 490-550F5 560-620F6 ≥630

* NAPOMENA: Kod pomenutih metoda klase konzistencije se razlikuju u standardima SRPS ISO 4103:1997 i EN 206-1:2000.

Konzistencija se tokom vremena menja u smislu smanjenja fluidnosti i povecanja viskoznosti betona. Promena je najvise izrazena u prvim minutima posle mesanja. Brzina te promene zavisi od mnogo faktora kao sto su: vrsta cementa, temperature mesavine, termohigrometrijski uslovi okoline, vodocementni faktor i vrsta agregata. Prakticno, mnogo je vaznije to kakvu ce konzistenciju beton imati u trenutku ugradnje neko pre toga. Primenom odgovarajucih aditiva kao sto su plastifikatori ili retarderi pri srazmerno niskim stepenom vodocementnog faktora mogu se dobiti zeljene konzistencije koje se mogu odrzati do vremena ugradnje. Primena aditiva ne omogucava trajno pocetni nivo konzistencije vec se i u tom slucaju konzistencija vremenom menja, narocito pri visim temperaturama.

3) VEBE metoda (Vebe method)


Ovu metodu merenja konzistencije svezeg betona razvio je svedski inzenjer Victor Bahrner cetrdesetihgodina XX veka ( otuda po njegovim inicijalima naziv Vebe ili VeBe ili V-B metoda). Metoda je veoma rasprostranjena, medjutim postoje razlike izmedju prve verzije testa koji radi u Evropi i druge i trece verzije koje se koriste u Americi. Naravno, u daljem tekstu bice opisana metoda (verzija) koja se koristi u Evropi i koja je kod nas ozvanicena standardom SRPS ISO 4110:1997.

Za odredjivanje konzistencije ovom metodom neophodna aparatura je Vebe aparat (konzistomer) prikazan na slici 6. Za razliku od metode sleganja (slump method), kod Vebe metode se uzima u obzir energija potrebna za potpuno kompaktiranje betona, koja se meri na posredan nacin.

Providna ploca

Abramsov konus

Cilindricni sud

Vibro ploca

Slika 6. Vebe aparat

Abramsov konus, koji je centricno postavljen u cilindricni sud, puni se betonom u tri sloja na isti nacin kao kod metode sleganja (sabijanje svakog sloja sa po 25 probadanja celicnom sipkom). Konus se vertikalno podigne, na slegnutu betonsku masu se postavi providna ploca i ukljuci se aparat tako da vibro ploca pocne da vibrira. Meri se vreme u sekundama (Vebe stepeni)


potrebno da dodje do potpune transformacije betonske mase iz oblika zarubljene kupe u oblik cilindra. Ukoliko je za opisanu transformaciju potrebno vise vremena konzistencijaje kruta i obrnuto. Zbog toga je ova metoda pogodna za precizno definisanje slabo plasticne i krute konzistencije, ali nije pogodna za betone veoma tecnih konzistencija. Ogranicenja ove metode se ogledaju i u tome sto nije pogodna za betone sa zrnom agregata vecim od 40 mm. Zbog ovih ogranicenja metode sleganja i Vebe metode u praksi se preporucuje primena obe metode prilikom odredjivanja konzistencije betona. U standardu SRPS ISO 4103:1997 je data klasifikacija konzistencije za Vebe metodu, tabela 3.

Tabela 3. Klase konzistencije premaVebe metodu

Klasa Vebeovo vreme [sec]V0 ≥31V1 30 do 21V2 20 do 11V3 10 do 5V4 ≤4

Betoni klase V0 imaju veoma krutu konzistenciju, takodje klase V1 i V2. Klasa konzistencije V3 ima slabo plasticnu konzistenciju, a V4 imaju plasticnu i tecnu konzistenciju.

4) Metoda sleganja vibriranjem (Compaction method)


Ova metoda je redje prisutna u praksi, i naziva se jos metoda odredjivanja konzistencije izracunavanjem stepena zbijenosti ili indeksa zbijenosti. Procedura po kojoj se izvodi ova metoda je definisana standardom SRPS ISO 4111:1997. Procedura ispitivanja je veoma jednostavna. Ova metoda se koristi za ispitivanje betona vlaznog kao zemlja, plasticnog i tecnog.Za ispitivanje je potrebno:

- sud celicnog lima debljine 2mm, unutrasnjih mera osnove 200x200 mm i visine 400 mm,

- sredstvo za nabijanje betona (potresni sto ili vibro igla),- mistrija trapezastog oblika duzine 160 mm i sirine vrha oko 100 mm,- celicni lenjir

Uzorci svezeg betona se uzimaju odmah po izlasku iz mesalice ili na mestu ugradjivanja posle obavljenog transporta. Neposredno pred odredjivanje…Za jedno ispitivanje konzistencije potrebno je uzeti nalaze 3 uzorka svezeg betona iz kojeg se moraju odstraniti zrna veca od 50 mm.U cist sud se sa mistrijom sipa beton do vrha suda i poravna, zatim se zbija pomocu potresnog stola ili vibro igle dok se ne ustanovi da je sleganje betona prestalo. Pocetna visina betona pre zbijanja je h1=400 mm, a visina h2 nakon zbijanja se izmeri. Stepen ili indeks zbijenosti se racuna kao kolicnik h1/h2 i on je, logicno, uvek veci od 1. Klasifikacija klase konzistencije prema indeksu zbijenosti sa odredbama standard SRPS ISO 4103 data je u tabeli 4..

Tabela 4. Klase konzistencije prema indeksu zbijenosti

Klasa Indeks zbijenostiC0 ≥1,46C1 1,45 do 1,26C2 1,25 do 1,11C3 1,10 do 1,04

Literatura


1) www.grf.bg.ac.rs,

2) Zoran Grdic: “Tehnologija betona”,

3) www.gradjevinska.blogspot.com,

4) Pavlovic A.: “Tehnologija betona.”

Popis koriscenih standarda


http://www.gradjevinska.blogspot.com/

http://www.grf.bg.ac.rs/

1) SRPS ISO 4103:1997 Beton, Klasifikacija konzistencije,

2) SRPS ISO 4109:1997 Beton, Svezi beton, Odredjivanje konzistencije, Ispitivanje sleganja,

3) SPRS ISO 4110:1997 Beton, Svezi beton, Odredjivanje konzistencije, Ispitivanje po Vebeu,

4) SRPS ISO 4111:1997 Beton, Svezi beton, Odredjivanje konzistencije, Stepen zbijenosti (Indeks zbijanja),

5) BS EN 206-1:2000 Evropski Standard, Beton, Specifikacija, Performanse, Proizvodnja i Usaglasenosti.


Documents

SEMINARSKI tehnologija betona