Osobine svježeg betona Predavanje, 06.11.2012. Pripremili: Doc.dr. Merima Šahinagić-Isović Asis. Marko Ćećez Ć Struktura svježeg betona z ⇒ ⇒ z ⇒ Višekomponentan i polidisperzan sistem: finodisperzne čestice: cement, cement vrlo sitne čestice agregata i neki praškasti mineralni dodaci (eventualno) znatno krupnija zrna sitnog i krupnog agregata, voda, dodaci ((eventualno)) i mjehurići j vazduha Generalno svojstva svježeg betona su između: “pravih” viskoznih tečnosti (tzv. struktuirane viskozne tečnosti) ⇒ ⇒ čvrstih tijela ⇒ z ⇒ ⇒ posjeduje određenu strukturnu čvrstoću podnosi značajne plastične deformacije, mala elastičnost Svojstva svježeg betona zavise: Karakteristika komponenata Strukture mješavine Struktura svježeg betona z Struktura sistema od dvije komponente: ⇒ Ce e t a pasta Cementna Agregat z Svojstva cementne paste zavise od: ⇒ ⇒ odnosa čvrste i tečne faze ⇒ povećavanjem vode povećavamo fluidnost, a smanjujemo strukturnu čvrstoću ⇒ voda u okviru sistema može da bude: hemijski vezana vezana, fizičko fizičkohemijski vezana i fizički vezana Karakter veze Orjentacioni relativni sadržaj vode u odnosu na ukupnu količinu (%) U svježe pripremljenoj mješavini U periodu vezivanja cementa Hemijska – u tačno određenim kvantitativnim odnosima 1-2 4-5 Fizičko-hemijska – apsorpciona voda na površini zrna 3-5 20-25 Mehanička – strukturna (voda u šupljinama, porama i kapilarima) 93-95 70-75 Struktura svježeg betona z Osnovne strukture svježeg betona: ⇒ struktura I: ⇒ ⇒ ⇒ struktura II ⇒ ⇒ ⇒ velika količina cementne paste, ima veliku fluidnost, izuzetna ugradljivost i obradljivost reološka svojstva kao kod viskoznih tečnosti cementna pasta ispunjava prostore između zrna agregata efekat trenja, agregata, trenja lošija ugradljivost i obradljivost (različiti postupci zbijanja) struktuirana tečnost – kohezivnost zrna agregata struktura III ⇒ ⇒ mala količina cementne paste, fluidnost zanemarljiva, naročiti tehnološki postupci reološka svojstva - uticaj tzv. suhog trenja Reološka svojstva svježeg betona z Elastoplastično-viskozno tijelo (sistem) ⇒ Bingamovo tijelo: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ Elastični element (opruga) Čvrsto tijelo (blok) – sila trenja (granično smičuće naprezanje τm) Klip u vskoznoj tečnosti (dinamička viskoznost ηm) Bingamov izraz: povezuje naprezanje i deformacije τ = c + η⋅ dγ + σ ⋅ tg ϕ dt τ = τm + ηm ⋅ dγ dt Reološka svojstva svježeg betona ⇒ Tri karakteristična područja: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ I područje: svježi beton ima početnu (intaktnu) strukturu(τ< τ0) II područje: početak tečenja, destrukcije strukture (τ0-početak tečenja, τm-granični napon smicanja) III područje:teška tečnost sa konst. viskoznosti ηm Tiksotropija: ⇒ sposobnost svježeg betona da pod uticajem mehaničkih dejstava mijenja svoja reološka svojstva, a da se poslije završetka dejstva vrati u prvobitno stanje u pogledu strukturne čvrstoće i viskoznosti Reološka svojstva svježeg betona ⇒ Viskozimetri: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ na principu mjerenja vremena isticanja svježeg betona kroz otvore određenih d đ ih veličina liči (t (tečni č ib betoni) t i) na principu mjernja dubine prodiranja u masu konusa ili nekog drugog tijela (tečni betoni, sitnozrne mješavine i čista cementna pasta) na p principu p mjernja j j vremena ili brzine utonjavanja j j u masu kugle g određenog prečnika i mase (statički i vibracioni) na principu mjernja veličine sile potrebne za izvlačenje iz mase skupa pločica, štapova ili cilindara na rotaciji koaksijalnih (koncentričnih) cilindara uronjenih u masu svježeg betona Tehnološka svojstva svježeg betona z Uticaj pojedinih faktora na tehnologičnost svježeg betona: z Konzistencija z Homogenost z Ugradljivost (kompatibilnost) z Povezanost (kohezivnost) z Segregacija z Izdvajanje vode z Završna obradljivost površine svježeg betona Tehnološka svojstva svježeg betona z Konzistencija ⇒ skup svih osobina svježeg betona koji se iskazuju putem pokazatelja pokretljivosti i krutosti mješavine ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ vodocementni faktor: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ kruta slabo plastična plastična t č tečna za cement 200 do 400 kg/m3 zavisi isključivo od količine vode (pravilo konstantnog sadržaja vode) voda oda se sa jedne strane troši na kkvašenje ašenje cementa i st stvaranje aranje cementne paste, a sa druge na kvašenje zrna agregata i upijanje cementi sa dodacima zgure i/ili pucolana povećavamo za 15-20 kg/m3 vrsta i krupnoća zrna agregata više od 400 kg/m3 količina vode se povećava za cca 10 kg/m3 na svakih 100 kg/m3 cementa vrsta agregata i krupnoća zrna agregata ⇒ ⇒ prirodni: riječni ili drobljeni krupnije zrno zrno, smanjenje ukupne površine zrna zrna, smanjenje uticaja na cementnu pastu Tehnološka svojstva svježeg betona Konzistencija Količina vode (kg/m3) za slučaj agregata sa zrnom D (mm) šljunak drobljen kamen VEBE (s) Slijeganje (cm) 10 20 40 10 20 40 >28 0 145 130 120 155 145 130 28-24 0 150 135 125 160 150 135 24-20 0 160 145 130 170 160 145 20-16 0 165 150 135 175 165 150 16 12 16-12 01 0-1 175 160 145 185 175 160 12-10 1-1,5 185 170 155 195 185 170 10-8 2-2,5 190 175 160 200 190 175 7-6 3-4 195 180 165 205 195 180 5 5 200 185 170 210 200 185 3 7 205 190 175 215 205 190 2 8 210 195 180 220 210 195 <2 10-12 215 200 185 225 215 200 Tehnološka svojstva svježeg betona z Konzistencija ⇒ zavisi a s i od te temperature pe atu e mješavine ješa e ⇒ zavisi i od vremena mjerenja nakon mješanja zavisi i od vremena mjerenja nakon mješanja i količine dodataka ⇒ Tehnološka svojstva svježeg betona z Homogenost ⇒ JUS U U.M1.028 0 8 potreban nivo homogenosti i nepromjenjivost ovog svojstva z Ugradljivost (kompaktibilnost) ⇒ ⇒ ⇒ količina korisnog rada potrebnog za potpuno zbijanje svježeg betona zavisi od reoloških karakteristika svježeg betona, konzistencije i povezanosti (kohezivnosti) Stepen ugradljivosti betona Teško ugradljiv beton Ugradljiv beton S Samougradljiv dlji beton b t Vrsta konzistencije Mjere zbijanja Vlažna –K1 1,45 – 1,26 Plastična – K2 1,25 – 1,11 Tečna – K3 1,10 – 1,04 Tehnološka svojstva svježeg betona z ⇒ ⇒ Povezanost (kohezivnost) zadržavanje homogenog rasporeda komponenata unutar mase svježeg betona, bez obzira na djelovanje nekih spoljašnjih mehaničkih uticaja ispitivanjem konzistencije: izdvajanje vode i cementne paste do segregacije krupnijih zrna od sitnijih ⇒ ⇒ z ⇒ ⇒ ⇒ smjese pravljene sa većom količinom vode raslojavanje betonske mješavine: Segregacija 1 – voda 2 – voda oda 3 – sitan agregat 4 – krupan agregat g g razdvajanje krupnih od sitnih čestica pod uticajem različitih mehaničkih uticaja (sile teže) uslovljena nedovoljnom kohezivnošću komponenata posljedica je nehomogenost betonske mješavine mješavine, a kasnije i očvrslog betona Tehnološka svojstva svježeg betona z Izdvajanje vode ⇒ na a po površini š beto betona a ⇒ ⇒ ⇒ u masi betona ⇒ z ⇒ ⇒ nepovoljno: preko vode se radi betoniranje, pojava prslina (tzv. plastično skupljanje) povoljno: voda ispari bez pojave prslina stvaranje vodenih “džepova” ispod krupnih zrna agregata Završna obradljivost površine svježeg betona funkcija granulometrijskog sastava agregata, oblika i površine zrna agregata funkcija količine maltereske komponente (smjesa cementa, finih čestica agregata, eventualno mineralnih dodataka i vode) Mjernje konzistencije • ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ Metoda slijeganja (JUS U.M8.050) 3 sloja po 25 udaraca (metalne letvice) ocjena konzistencije Δh plastičnije betonske smjese (veća pokretljivost), betoni sa većim količinama cementa “mršavi” betoni (pojava smicanja) Abramsov konus Mjernje konzistencije • ⇒ ⇒ ⇒ VEBE metoda (JUS U.M8.054) Abramsov konus konus, 3 sloja po 25 udaraca ocjena konzistencije Vebe stepeni (N) kruće betonske smjese N= V1 ⋅ t ( s) V0 V0 - zapremina betona prije vibriranja (V0=5.5 5.5 dm3) V1 - zapremina betona poslije vibriranja t - vrijeme vibriranja u sekundama Mjernje konzistencije • ⇒ ⇒ ⇒ Metoda rasprostiranja (JUS U.M8.052) 2 sloja (drvene letvice 4x4cm) ocjena konzistencije, dva međusobno upravna pravca r1 i r2, r -prosječna vrijednost (3 ispitivanja) plastične p ast č e i teč tečne e beto betonske s e smjese s jese r − r0 ⋅100(%) r0 r0 - prečnik donje osnove konusa (r0=20 dm3) Mjernje konzistencije • Metoda slijeganja vibriranjem (metoda zbijanja) (JUS U U.M8.056) M8 056) ⇒ ⇒ ⇒ visina pada pri sipanju mistrijom 10cm ocjena konzistencije z vibrirane betonske smjese Mjernje je je konzistencije o ste c je Zavisnost pokazatelja konzistencije po metodi slijeganja i po VEBE-e metodi Ostala Osta as svojstva ojst a s svježeg je eg beto betona a z z z z z z z Zapreminska masa Homogenost Mehanička otpornost Procenat uvučenog vazduha Vrijeme vezivanja Pritisci sježeg betona na oplatu Temperatura svježeg betona Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ Zapreminska masa betona kalupi za ispitivanje mehaničkih karakteristika očvrslog betona (kocke 20cm) ugradnja indentična uslovima ugradnje u datu konstrukciju (konkretni uslovi) ⇒ Kruta konzistencija: vibrosto, nabijač ⇒ Slabo p plastična konzistencija: j vibrosto,, vibroigla, g , nabijač j ⇒ Plastična konzistencija: vibrosto, vibroigla, šipka za probadanje ⇒ Tečna konzistencija: šipka za probadanje kod pervibratora se koristi kalup sa nastavkom kalupi se postavljaju na sloj pjeska 10-15cm (izbjegavanja reflektovanih talasa) Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z Zapreminska masa betona γ b , sv ' b , sv m γ b , sv ( mb , sv kg = m3 Vb , sv ) mb,sv Vb,sv - masa svježeg betona u kalupu - zapremina kalupa ⎛ ma' mv' ⎞ = m + m + m = m ⎜1 + ' + ' ⎟ ⎝ mc mc ⎠ ⎛ m m ⎞ = mc + ma + mv = mc ⎜1 + a + v ⎟ ⎝ mc mc ⎠ ma' mv' m m 1+ ' + ' = 1+ a + v mc mc mc mc ' c ' a ' v ' c ( mb' , sv kg mc = γ b , sv ' m3 mc ma' kg ma = mc ' m3 mc ( ) m kg m =m m ( m ) v c ' v ' c 3 mb' , sv mc' ) = γ b , sv mc Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z ⇒ ⇒ z ⇒ ⇒ Homogenost JUS U U.M1.028 M1 028 ((slabo l b plastične, l tič plastične l tič i ttečne č konzistencije) k i t ij ) određuje se stvarni sastav betona (JUS U.M1.030) i standardne devijacije za količinu cementa (nije veća od 10kg/m3) i vodocementni faktor (0,03) na najmanje 10 uzoraka iz 3 mješavine Mehanička otpornost svježeg betona beto opte beton opterećen eće u kratkom at o roku o u nakon a o ug ugrađivanja ađ a ja ((klizna a op oplata) ata) čvrstoća pri pritisku od 0,1- 0,3MPa i čvrstoća pri zatezanju oko 100 puta manja ⇒ ⇒ agregat sa granulometrijskim sastavom koji obezbjeđuje dobru “upakovanost” zrna snažno zbijanje tokom ugrađivanja Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z Procenat uvučenog vazduha u svježi beton ⇒ JUS U U.M1.031: M1 031: Bojl-Mariotov zakon (tzv (tzv. metod pritiska) ⇒ snižavanje nivo vode u cijevi odgovara smanjenju zapremine usljed zbijanja mase betona (izraženo u procentima) ⇒ ⇒ ocjena efikasnosti određenog postupka kompaktiranja kompaktiranja, sadržaj uvučenog vazduha pri primjeni aeranata 1 – vazdušna pumpa 2 – manometar 3 – kalibrirana cijev Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z ⇒ ⇒ Vrijeme vezivanja JUS U U.M1.019: M1 019: penetrometri utiskivanje igala (poprečnog presjeka od 645 mm2 do 16mm2) u izdvojeni malter (sita otvora 5mm) do dubine 25 mm ⇒ ⇒ vrijeme j p početka vezivanja: j otpor p od 3,5MPa , vrijeme kraja vezivanja: otpor od 28MPa Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z Pritisci svježeg betona na oplatu (JUS U.C9.400) ⇒ zavise od slijedećih faktora: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ konzistencije, odnosno reoloških svojstava svježeg betona karakteristike same oplate visine elementa koji se betonira brzine punjenja oplate svježim betonom pv = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ hmax ph = ph ( γ b , sv , ϕ, h, v ) ⇒ ⇒ ⇒ zona visine h1: beton svjež i osjećaju se uticaji sredstava za ugradnju zona visine h2: beton svjež, na početku vezivanja i ne osjećaju se uticaji sredstava za ugradnju zona visine h3: otpočeo proces vezivanja i očvršćavanja betona Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z za vertikalnu oplatu: ⇒ Tri karakteristične a a te st č e po površine: š e ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ A: gornja površina betona B:površina do koje se propagira uticaj sredstava za kompaktiranje C: gornja površina vezanog betona horizontalni pritisci: ( pb = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ h1 kN ⇒ vertikalni pritisci: m2 ) ( pc = pb + Δp = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ ⎡⎣ h1 − ( h − h1 ) ⋅ d pl ⎤⎦ kN m2 ) Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z za oplatu koja sa horizontalom zaklapa ugao α≠90° ⇒ horizontalni o o ta p pritisci: t sc ⇒ vertikalni pritisci: ( pb = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ h1 kN ) m2 pc = pb + Δp = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ ⎡⎣ h1 − ( h − h1 ) ⋅ d pl ⎤⎦ kN pb' = pb pc' = pc pd' = 10 ⋅ γ b , sv ⋅ hmax ( m2 ) Osobine Osob e svježeg s je eg betona beto a z ⇒ ⇒ ⇒ Temperatura svježeg betona zavisi od: početne temperature mješavine, mješavine temperature sredine sredine, toplote hidratacije cementa, razmjene toplote sa okolinom i dr. od značaja je kod npr.izvođenja radova u zimskim ili ljetnim uslovima jednačina toplotnog bilansa svježeg betona: Tbo = S a ⋅ Ta ⋅ ma + Sc ⋅ Tc ⋅ mc + Sv ⋅ Tv ⋅ mv ( °C ) S a ⋅ ma + Sc ⋅ mc + Sv ⋅ mv J S a ≅ Sc ≅ 0,84 0 84 g °C Tbo = Sv ≅ 4, 42 J g °C 0 20 (Ta ⋅ ma + Tc ⋅ mc ) + Tv ⋅ mv 0, 0, 20 ( ma + mc ) + mv ( °C ) Sa,Sc,Sv – specifični toplotni kapaciteti Ta,Tc,Tv – početne temperature ma,m mc,m mv – mase agregata agregata, cementa i vode 3 u 1m HVALA NA PAŽNJI
© Copyright 2024 Paperzz
