TEHNOLOGIJA BETONA

TEHNOLOGIJA BETONA

I OBLAST___________________________________________________________

1. Zapreminski odnosi komponenti u svezem i osvrslom betonu

2. Nominalno i “stvarno” najkrupnije zrno agregata i postupak odredjivanja stvarno najkrupnijeg zrna u mesavini agregata

Nominalno najkrupnije zrno je zrno koje predstavlja gornje granicno zrno kojim je definisana najkrupnija frakcija agregata. (Ako je najkrupnija frakcija 16/32, nominalno najkrupnije zrno je D=31.5 mm)

Stvarno najkrupnije zrno moze se usvojiti prema velicini otvora na sledecem situ iza gornje granice deklarisane vrednosti za najkrupniju frakciju. (Ako je frakcija 16/32, moze se usvojiti da je Dmax=45 mm)

Dmax se moze odrediti i na sledeci nacin:

Granulometrijska kriva datog agregata se u podrucju dm-1-dm aproksimira pravom, pa se ova prava produzi do preseka sa pravom Y=100%. Tako se dobija tacka T,pa se na bazi geometrijskih odnosa dobija vrednost:

Dmax = D + ΔD =dm + (dm - dm-1) * x/y

Zrna vece krupnoce – bolje fizicko-mehanicke karakteristike betona ali losija ugradivost i obradivost svezeg betona.

3.Diskontinualne granulometrijske kompozicije agregata

Postmatranjem jednozrnog agregata doci cemo do zakljucka da izmedju njegovih zrna postoje odredjene supljine koje se mogu popuniti samo ako postoji dovoljna kolicina sitnijih zrna.

Kao primer prikazuje se Valetova diskontinualna granolometrijska kompozicija. Na slici su prikazani i odnosti u okviru jedne frakcije, kao i odnosi izmedju zrna koja pripadaju razlicitim frakcijama.

Primenom ovakvih kompozicija ostvaruje se izuzetna kompaktnost betona sto rezultuje visokim fizicko-mehanickim svojstvima, ali ove kompozicije ipak nisu u siroj primeni jer

bi izdvajanje i koriscenje samo pojedinih kategorija zrna bilo ekonomski neprihvatljivo a ovakvi betoni su i veoma tesko ugradivi.

4.Referentne granulometrijske krive mesavine agregata (Fuler, EMPA, BAB87) i izbor odgovarajuce krive pri projektovanju sastava betona

Isitivanjima se pokazalo da se svi tehnoloski i tehnicki zahtevi koji se postavljaju pred beton mogu zadovoljiti ako granulometrijski sastav agregata odgovara odredjenim referentnim granulometrijskim krivama. Fuler je jos dvadesetih godina dvadesetog veka predlozio krivu oblika:

Y=100dDdok je svajcarski institut iz Ciriha EMPA posle II Svetskog rata predlozio krivu:

Y=50*(dD+dD)gde je d (mm) otvor sita a D (mm) nominalno najkrupnije zrno u najkrupnijoj frakciji agregata u kompoziciji. BAB87 predvidja upotrebu krivih prema nemackom standardu DIN 1048. U opstem slucaju, ne postoji obaveza da posmatrana granulometrijska kriva uvek bude potpuno uskladjena sa nekom referentnom krivom ili nekim referentnim podrucjem ali je bitno da se na bazi te krive moze dobiti beton zahtevanih karakteristika, sto se dokazuje ispitivanjima.

5.Izbor agregata za beton

Za spravljanje betona moze se koristiti prirodni i drobljeni agregat, kao i mesavina prirodnog sitnog agregata (peska) i drobljenog krupnog agregata. Uvek se mora raditi sa agregatom separisanim na frakcije dok se prirodni neseparisani agregat moze upotrebiti samo za nearmirani beton najvise marke MB15. Granulometrijski sastav mesavine agregata treba da obezbedi zahtevanu tehnologicnost svezeg betona, sto se

lakse ostvaruje primenom prirodnog agregata. Medjutim, drobljeni agregat najcesce daje bolje fizicko-mehanicke karakteristike pa se na osnovu ovih okolnosti vrsi izbor agregata.

Prilikom odlucivanja o usvajanju najkrupnijeg zrna agregata mora se voditi racuna o vrsti i karakteristikama elementa u kojem ce se primeniti dati beton. Nominalno najkrupnije zrno u frakciji (D) treba da zadovolji sledece uslove:

Dmax≤d3, Dmax≤b4, Dmax≤1.25*emingde je d najmanja dimenzija povrsinskog elementa, b najmanja dimenzija linijskog elementa, a emin najmanji razmak armature.

Izbor se moze izvrsiti i na osnovu efekta resetke i efekta zida. Efekat resetke je definisan putem odnosa:

Er=Dmaxρ

gde ρ predstavlja srednji radijus resetke. On se izracunava formulom

ρ=povrsinaobim=ab2(a+b)

ako se radi o resetki gde b→∞ bice

ρ=e2Ispitivanjima se doslo do zakljucka da ce betonska mesavina lako prolaziti kroz mrezu armature ako je Er < 1,4 za prirodni agregat, i Er < 1,2 za drobljeni agregat.

Kada se radi o efektu zida, on se definise odnosom

Ez=DmaxRgde je Dmax maksimalno zrno agregata a R srednji radijus oplate. Iskustveno se doslo do zakljucka: da bi nepovoljni uticaji izazvani efektom zida bili sto manji potrebno je da Ez bude u granicama 0,8-1,0, odnosno Ez≈0,9. Srednji radijus oplate R se odredjuje relacijom

R=VSgde je V zapremina koja se ispunjava betonom, a S ukupna povrsina zidova i armature.

6.Sta je cement i kako se oznacava prema evropskim standardima

Cement je hidraulicno mineralno vezivo koje se dobija mlevenjem portland cementnog klinkera. Danas je u najsiroj primeni portland cement kao i cementi na bazi portland cementa. Godina 1844. se smatra godinom pocetka proizvodnje portland cementa, dok se kao pocetak industrijske proizvodnje smatra 1880. godina, kada je u svetu proizvedeno 1700 tona cementa, dok se danas godisnje proizvodi gotovo 2 milijarde tona cementa. Tih godina je bilo potrebno 40 sati za proizvodnju jedne tone klinkera dok danas to vreme iznosi svega 3 minuta. Industrija cementa predstavlja jednu od najjacih industrija u svetu. Kod nas postoje tri fabrike cementa:

- fabrika cementa u Beocinu, sa dnevnom proizvodnjom od oko 4000 tona, koja je danas u sastavu LAFARGE,

- fabrika cementa u Popovcu, koja proizvodi 3000 tona dnevno, i nalazi se u sastavu HOLCIM,

- fabrika cementa u Kosjericu, koja ima proizvodnju od 1400 tona dnevno, i posluje u sastavu TITAN.

Prema evropskim standardima, cementi se dele u pet vrsta:

CEM I

(Portland cement)

CEM II (dodaci od 6% do 35%),

Portland cement sa dodatkom zgure, Portland cement sa dodatkom silikatne cadji, Portland cement sa dodatkom pucolana, Portland cement sa dodatkom leteceg pepela, Portland cement sa dodatkom skriljca, Portland cement sa dodatkom krecnjaka, Portland-kompozitni cement

CEM III (od 36% do 96% zgure)

Metalurski cement

CEM IV (od 11% do 55% pucolana)

Pucolanski cement

CEM V (od 36% do 80% mesanog dodatka)

Kompozitni cement

Po ovom standardu postoji tri tipa cementa: A (visok sadrzaj klinkera), B (umeren sadrzaj klinkera) i C (nizak sadrzaj klinkera). Takodje se definisu klase cementa 32.5N i 32.5R, 42.5N i 42.5R kao 52.5N i i 52.5R na osnovu 28-dnevne cvrstoce pri pritisku za standardni cementi malter, gde se brzine prirastaja cvrstoce obelezavaju oznakama N ili R.

Primer obelezavanja cementa prema evropskom standardu:

CEM II/B-S 42.5 N – Portland cement sa dodatkom zgure u kolicini od 21% do 35%, klase 42.5 sa normalnom pocetnom cvrstocom.

CEM II/A-L 32.5 R – Portland cement sa dodatkom krecnjaka u kolicini od 6% do 20%, klase 32.5 sa visokom pocetnom cvrstocom.

7.Specijalne vrste cemenata i razlozi za njihovu primenu

U specijalne vrste cemenata ubrajaju se: cementi niske toplote hidratacije, beli portland cemeni, sulfatnootporni cementi, aluminatni cementi i supersulfatni cementi. Svi ovi cementi generalno se koriste u specijalnim uslovima i za specijalne namene.

Cementi niske toplote hidratacije koriste se u uslovima nizih temperatura. Toplota hidratacije ovih cemenata najcesce se odredjuje metodom rastvaranja i metodom termos-boce.

Beli portland cement se dobija od narocito izabranih sirovina. Kod ovog cementa razlikuju se tri grupe beline: A, B i C. Dodavanjem pigmenata belom portland cementu dobijaju se obojeni cementi.

Sulfatnootporni cementi se koriste u slucajevima kada se od cementa zahteva otpornost na delovanje sulfata sto nije slucaj sa obicnim portland cementom.

Aluminatni cement karakterise veoma brz prirast cvrstoce tako da se vec nakon jednog dana ostvaruje oko 80% cvrstoce koja odgovara starosti od 28 dana. To znaci da ovaj cement ima veoma brzu hidrataciju. Ipak, treba biti oprezan prilikom primene aluminatnih cemenata jer nakon 2-3 godine cvrstoca pocinje da opada i da tezi cvrstoci koju je cement imao posle jednog dana. Nekad se cak moze dogoditi i drasticniji pad cvrstoce pa je to razlog vise za pojacan oprez prilikom primene ovih cemenata. Aluminatni cement je otporan u morskoj vodi, ali ne i u vodi koja sadrzi alkalije. Za hidrataciju ovog cementa potrebna je veca kolicina vode nego sto je to slucaj sa ostalim cementima.

Supersulfatni cement odlikuje velika finoca mliva i vrlo niska toplota hidratacije. I ovaj cement, kao i aluminatni, zahteva vecu kolicinu vode nego portland cementi. Supersulfatni cement je otporan na delovanje sulfata, morske vode, sone kiseline i dr.

8.Definisi pojmove “vezivanje cementa” i “ocvrscavanje cementa” i objasni uticaj vrednosti vodocementnog faktora na formiranje strukture cementnog kamena

Mesanjem cementa sa vodom dobija se cementna pasta koja vremenom prelazi u cvrstu supstancu. Uzrok ovome je hidratacija, kompleksan proces cija sustina ni danas nije potpuno razjasnjena. Vezivanje cementa se odigrava u prvoj etapi hidratacije, tokom 5-10 casova od momenta mesanja cementa i vode, odnosno od momenta mesanja komponenti do trenutka kada cementna pasta izgubi svojstvo plasticnosti. Nakon toga zapaza se period ocvrscavanja cementa koje za razliku od vezivanja moze trajati od nekoliko meseci do nekoliko godina. U pocetku je vrlo intenzivan, do oko jednog meseca, dok se kasnije sve vise usporava i tezi odredjenoj granicnoj vrednosti.

Ispitivanja su pokazala da je za potpunu hidrataciju cementa potrebna tacno odredjena kolicina vode koja uglavnom zavisi od sastava cementa. Odnos masa vode i cementa naziva se vodocementni faktor mvmc, i navedenim ispitivanjima zakljuceno je da je teorijski za potpunu hidrataciju portland cementa neophodno da se vodocementni faktor krece u granicama 0,38-0,42. Ako usvojimo srednju vrednost, 0,4, proizilazi da pri ovom odnosu mase vode i mase cementa nece biti nehidratisanog cementa. Na osnovu toga sledi da ce pri odnosu mvmv<0,4 postojati manjak vode, odnosno da ce deo cementa ostati nehidratisan. U obrnutom slucaju, mvmc>0,4, deo vode nece ucestvovati ni u reakciji sa cementom ni u stvaranju gelskih pora, pa ce usled viska vode obrazovati kapilarne pore koje su znatno krupnije od gelskih.

9.Hemijski dodaci za beton

Dodaci betonu – aditivi su supstance koje svojim delovanjem uticu na odredjena svojstva svezeg i/ili ocvrslog betona. U hemijske dodatke spadaju: plastifikatori, aeranti, zaptivaci, akceleratori, retarderi i antifrizi. Deklarisanje aditiva u neku od navedenih grupa se vrsi na osnovu njegovog primarnog dejstva, jer pojedini dodaci mogu imati vise razlicitih uritaja na beton. Aditivi mogu biti u tecnom ili praskastom stanju, a njihovo doziranje najcesce se izrazava u odnosu na masu cementa.

Plastifikatori su dodaci koji poboljsavaju ugradivost i obradivost betonskih smesa, odnosno predstavljaju regulatore reoloskih svojstava svezeg betona. Kolicina ovih dodataka obicno ne prelazi 5% u odnosu na masu cementa. Upotrebom pojedinih vrsta plastifikatora moguce je smanjiti kolicinu vode u svezem betonu za 10% do 15%, a primenom tzv. superplastifikatora, pa i hiperplastifikarora cak i preko 30% bez ugrozavanja ugradivosti mesavine sto omogucava dobijanje vrlo visokih cvrstoca betona.

Aeranti, odnosno “uvlacivaci vazduha”, su aditivi koji u strukturi betona formiraju mehurice vazduha. Ovim putem se povecava otpornost betona na dejstvo mraza a da to ne podrazumeva i smanjenje njegove cvrstoce. Aeranti se doziraju u vrlo malim kolicinama, najcesce 0,5-1,0% u odnosu na masu cementa.

Zaptivaci deluju na strukturu betona tako da zaptivaju kapilarne pore u cementnom kamenu, na taj nacin povecavajuci stepen vodonepropustljivosti ocvrslog betona.

Akceleratori su dodaci betonu koji u znacajnoj meri ubrzavaju proces ocvrscavanja betona. U kolicini od samo 0,2% u odnosu na masu cementa oni omogucavaju brz prirastaj cvrstoce betona u prvih 7 dana, a pri dozi od 2% ponekad omogucavaju da se nakon 7 dana dobiju 28-dnevne cvrstoce betona. Generalno, svi akceleratori se koriste u razlicitim dozama, od 0,1% do 5%, u zavisnosti od zahtevanog efekta.

Retarderi se dodaju betonu u veoma malim kolicinama, najcesce oko 0,1%, a njihovim delovanjem se omogucava ocuvanje ugradivosti i obradivosti betona, ponekad i u toku 24 – 48 casova. Prilikom doziranja retardera treba biti oprezan jer postoje i takvi dodaci koji do odredjene kolicine deluju kao usporivaci, a pri vecim dozama kao ubrzivaci vezivanja.

Antifrizi su sredstva protiv smrzavanja svezeg betona i njihovo delovanje se svodi na snizavanje tacke smrzavanja vode. Upotrebom ovih dodataka omogucava se betoniranje i na temperaturama nizim od 0°C. U slucaju nearmiranih konstrukcija, antifrizi se primenjuju u dozama i do 10% u odnosu na masu cementa, ali u slucaju armiranih ili prednapregnutih betona, njihova upotreba se mora strogo ograniciti zbog opasnosti od pojave korozije celika. Mora se ipak napomenuti da danas postoje i takvi antifrizi koji ne deluju stetno na celik u betonu i nemaju nikakvih stetnih efekata na beton.

10. Mineralni dodaci za beton

U mineralne dodatke betonu spadaju: bentonit, elektrofilterski pepeo i pucolani.

Pucolani se u zavisnosti od nacina nastanka dele u cetiri vrste: prirodni pucolani (P), prirodni pucolani aktivirani termickim postupkom (Q), vestacki pucolani – silikatni leteci pepeo (V) i vestacki pucolani – karbonatni leteci pepeo (W).

11.Sta je svezi beton i zbog cega se proucavaju karakteristike svezeg betona. Koja su osnovna tehnoloska svojstva i kako se definise pojam “tehnologicnosti”

Svez beton je specifican, visekomponentan sistem koji se dobija homogenizacijom mesavine komponentnih materijala. Svojstva svezeg betona zavise od mnostva parametara, koji se generalno moge svesti na dva osnovna faktora: karakteristike komponenata i struktura mesavine. Struktura svezeg betona najcesce se razmatra kao struktura sistema od dve komponente – cementne paste i agregata. Bitno svojstvo svezeg betona je promenljivost svojstava u toku vremena koje je prisutno sve do transformacije sistema u cvrsto telo.

U karakteristike svezeg betona koje se najvise proucavaju spadaju: spravljanje, transport, ugradjivanje u oplatu i kalupe, kompaktiranje i zavrsnja obrada povrsina, a sve u cilju dobijanja zahtevanoh kvaliteta ocvrslog betona.

Kao osnovna tehnoloska svojstva svezeg betona izdvajaju se: ugradivost, obradivost, homogenost, pokretljivost, stabilnost, transportabilnost i pumpabilnost. Pod pojmom tehnologicnost podrazumeva se sposobnost svezeg betona da ispuni zahteve koji se javljaju u pojedinim fazama tehnoloskog procesa proizvodnje, transporta i izrade betonskih elememenata.

12.Osnovni tipovi strukture svezeg betona

U zavisnosti od odnosa cementne paste i agregata mogu se definisati tri osnovne strukture svezeg betona. Tip strukture svezeg betona je od velikog znacaja i na njegove tehnoloske karakteristika i na karakteristike ocvrslog betona.

U strukturi I, zrna agregata su medjusobno veoma udaljena usled prisustva velike kolicine cementne paste tako da uzajamno delovanje zrna prakticno ne postoji vec zrna samo uticu na zone cementne paste sa kojima su u kontaktu. Pod ovakvim uslovima, ugradivost i obradivost mesavine prakticno se ne dovodi u pitanje.

U strukturi II, cementne paste je manje i ona samo ispunjava prostore izmedju zrna agregata sa neznatnim razdvajanjem susednih zrna. Ovakve mesavine imaju losiju

ugradivost i obradivost od mesavina prvog tipa, tako da u obzir dolaze razliciti postupci zbijanja za postizanje kompaktnosti mesavine.

U strukturi III, cementne paste je malo, ona samo obavija zrna agregata tankim slojem dok prostore izmedju zrna ispunjava delimicno. Pri kompaktiranju ovakvih mesavina, ako se ono uopste moze efikasno ostvariti, mora se ici na primenu narocitih tehnoloskih postupaka.

Na strukturu I odlucujuci znacaj imaju svojstva cementa, a u strukturi II je od znacaja i agregat, dok agregat posebno znacajno utice na svojstva strukture III. U praksi se u najvecem broju slucaja koriste mesavine koje po strukturi odgovaraju tipu II jer po pravilu omogucavaju dobijanje vrlo kompaktnih betona sto je osnov za zadovoljavanje zahtevanih uslova kvaliteta.

13.Koja su osnovna reoloska svojstva svezeg betona i zbog cega se proucavaju

Reologija je nauka koja proucava deformacije strukturnih materijala kroz vreme. Kao osnovna reoloska svojstva svezeg betona, izmedju ostalih, namecu se i: kohezija, viskoznost, granica tecenja i ugao unutrasnjeg trenja.

Pod pojmom kohezija (c) podrazumeva se atheziona sila izmedju cementne paste i zrna granulata.

Viskoznost (η) predstavlja otpor medjumolekularnih sila kretanju ili deformaciji fluida.

Granica tecenja (τm) je vrednost smicuceg napona pri kojoj se gubi strukturna cvrstoca svezeg betona.

Ugao unutrasnjeg trenja (φ) je ugao trenja izmedju krupnih i hrapavih zrna agregata.

Reoloska svojstva betona se proucavaju da bi se pobosljala sledeca tehnoloska svojstva betona: ugradivost, pokretljivost, stabilnost i obradivost.

14.Reoloski modeli betonskih mesavina

Osnovne reoloske velicine se predstavljaju pomocu reoloskih modela. Neki od najcesce primenjivanih reoloskih modela su: Euklidovo (kruto) telo (Eu), Paskalova tecnost (Pa),

Hukovo (elasticno) telo (H), Njutnova (viskozna) tecnost (N) i St. Venanovo (plasticno) telo (St.V).

Pri formiranju modela nekog realnog materijala, osnovni reoloski modeli se povezuju rednim ili paralelnim vezama.

Formula za opsti reoloski model betonske mesavine glasi:

τ=c+ηm*dγdt+σ*tgφReoloski model nevibrirane betonske mesavine predstavlja se Bingamovim modelom:

τ=τm+ηm*dγdta reoloski model betonske mesavine nakon vibriranja Njutnovim modelom:

τ=ηm*dγdt15.Osnovni tipovi viskozimetara

Viskozimetri su aparati koji se koriste za odrednjivanje viskoznosti svezeg betona.

Viskozimetri mogu da budu sledecih tipova:

a) Viskozimetri koji se zasnivaju na principu merenja vremena isticanja svezeg betona kroz otvore odredjenih dimenzija.

b) Viskozimetri koji rade na principu merenja dubine prodiranja u masu materijala konusa ili nekog drugog tela.

c) Uredjaji koji rade na principu merenja vremena ili brzine utonjavanja u masu kugle odredjenog precnika i mase.

d) Uredjaji pomocu kojih se meri velicina sile potrebne za izvlacenje iz mase skupa plocica, stapova ili cilindara.

e) Viskozimetri koji se zasnivaju na rotaciji koaksijalnih (koncentricnih) cilindara uronjenih u masu svezeg betona.

Svi ovi uredjaji imaju za cilj odredjivanje koeficijenta viskoznosti svezeg betona i imaju mogucnost uspostavljanja zavisnosti izmedju velicine merene uredjajem i pomenutog koeficijenta.

16.Sta je konzistencija svezeg betona, vrste konzistencije i metoda sleganja za odredjivanje konzistencije

Pod konzistencijom svezeg betona podrazumevamo skup svih svojstava svezeg betona koja uticu na njegovu ugradivost i obradivost. Konzistencija svezeg je od velikog znacaja jer od ugradivosti betona zavisi i mogucnost dobrog kompaktiranja a od stepena zbijenosti gustina svezeg betona. Konzistenciju svezeg betona mozemo jos definisati i kao stepen krutosti, odnosno pokretljivosti svezeg betona.

Prema PBAB87 postoje cetiri vrste konzistencije: kruta, slabo plasticna, plasticna i tecna.

Metoda sleganja definise konzistenciju na bazi merenja pokretljivosti svezeg betona. U vezi s tim koristi se tzv. Abramsov konus koji se puni betonskom mesavinom u tri sloja priblizno jednake visine, pri cemu se svaki sloj nabija standardnom metalnom sipkom sa po 25 udaraca. Po zavrsetku zbijanja, gornja povrsina svezeg betona se poravnjava, a konus pazljivo podize i postavlja neposredno pored betonske mase. Beton ce se deformisati tako da ce moci da se registruje sleganje Δh.

Ocena konzistencije se daje na bazi izmerene vrednosti sleganja. Ova metoda najcescu primenu ima kod plasticnijih mesavina, odnosno kod mesavina vece pokretljivosti, a najbolje rezultate u slucajevima betona spravljenih sa vecim kolicinama cementa. Kod nesto “mrsavijih” betona, cesto se ne dobija pravo sleganje vec dolazi do pojave smicanja ili cak i potpunog rusenja konusa.

17.Metode za odredjivanje konzistencije svezeg betona i izbor odgovarajuce metode

Postoji, naravno, vise metoda za odredjivanje konzistencije svezeg betona a izbor odgovarajuce metode zavisi u najvisoj meri od vrste konzistencije betona koji je predmet ispitivanja.

Kod krucih mesavina dobre rezultate daje tzv. Vebe – metoda. Vebe – metoda u sustini definise konzistenciju na bazi merenja granicne viskoznosti betonske mesavine. Na slici, pod a, je prikazan uredjaj za ispitivanje u pocetnom polozaju.

U sastav uredjaja ulazi: (1) vibrosto, (2) celicni lonac sa dnom visine 200mm i precnika 240 mm, (4) ploca od pleksiglasa, (5) vodjica, (6) sipka sa drzacem i (7) stativ. U uredjaj se stavlja (3) Abramsov konus i puni betonom na isti nacin kao kod merenja sluganja. Trideset sekundi posle zbijanja i poravnjavanja gornje povrsine svezeg betona, konus se pazljivo podize i obrtanjem stativa ploca od pleksiglasa dovodi u kontakt sa ovom povrsinom. Nakon ovoga, vibrosto se pusta u rad i istovremeno ukljucuje stoperica. Usled vibracija, doci ce do sleganja betona a zajedno sa betonom slegace se i ploca od pleksiglasa koja je oslonjena na beton. Vibriranje se vrsi sve dok beton ne pokrije plocu po celoj donjoj povrsini. Kada dodje do ovoga (na slici, pod b), zaustavlja se rad vibrostola i prekida merenje vremena. Izracunavanje tzv. Vebe – stepeni vrsi se putem obrasca

N=V1V0*t(s)gde je V0 zapremina betona pre vibriranja (V0=5,5 litara), V1 je zapremina posle vibriranja, a t vreme vibriranja u sekundama.

Metoda rasprostiranja se primenjuje vrlo siroko, za definisanje konzistencije plasticnih i tecnih betonskih mesavina. Ispitivanje se vrsi primenom potresne table se sastoji od dve drvene ploce dimenzija 70x70 cm. Gornja ploca je okovana limom, a ploce su na jednoj strani spojene sarkama. Na gornjoj strani gornje ploce pricvrscena je rucka za podizanje a za donju plocu su pricvrsceni granicnici koji dozvoljavaju razmicanje ploca za samo 4 cm.

Svezi beton se nanosi na tablu preko limenog levka, pri cemu se nasipanje vrsi u dva sloja uz nabijanje pomocu obicne drvene letvice preseka 4 x 4 cm. Trideset sekundi nakon ugradjivanja betona u levak, levak se pazljivo podize i zapocinje sa potresanjem. Potresanje se sastoji u laganom izdizanju gornje ploce table 15 puta do visine od 4 cm i u njenom spustanju na principu slobodnog pada. Mera rasprostiranja utvrdjuje se merenjem dimezija r1 i r2 rasprostrte mase u dva medjusobno upravna pravca pri cemu se izracunava prosecna vrednost r u cm. Kao merodavna velicina usvaja se srednja vrednost iz tri ispitivanja.

Mera sleganja vibriranjem odnosno metoda zbijanja najcesce se primenjuje prilikom definisanja konzistencije vibriranjih betona. Ovaj postupak se sastoji u ugradjivanju betona u kalup dimenzija 20 x 20 x 40 cm.

Punjenje kalupa se vrsi do vrha primenom mistrije pri cemu se mora ispostovati uslov da visina padanja betona pri sipanju bude 10 cm u odnosu na gornji rub kalupa. Nakon punjenja kalupa pristupa se vibriranju mesavine na isti nacin kako ce se to izvoditi

prilikom ugradjivanja u odredjenu konstrukciju. Mera sleganja dobija u vidu odnosa pocetne visine uzorka i visine h izmerene nakon vibriranja:

z=40h=4040-sU narednoj tabeli dat je prikaz mera konzistencije sveze betonske mase koji omogucava uspostavljanje korelativnih zavisnosti numerickih pokazatelja koji odgovaraju pojedinim metodama ispitivanja.

Opis (granice)

konzistencije

Mere konzistencije

Vebe (s)

Sleganje (cm)

Rasprostiranje (cm)

Mera zbijanja

Kruta > 11 0 - ≥ 1,25

Slabo plasticna

5 - 10 2 - 5 ≤ 40 1,11 - 1,24

Plasticna 2 - 4 6 - 10 40 - 50 1,04 - 1,10

Tecna < 1 11 - 18 50 - 65 ≤ 1,03

18.Kako na konzistenciju svezeg betona uticu osnovni komponentni materijali

Konzistencija svezeg betona zavisi od vise parametara, ali, u opstem slucaju, odlucujucu ulogu ima vodocementni faktor mesavine. Medjutim, ispitivanja su pokazala da pri dozama cementa od 200 do 400 kg/m3 svezeg ugradjenog betona krutost odnosno pokretljivost betonske mesavine skoro iskljucivo zavisi od kolicine upotrebljene vode a ne od kolicine cementne paste. Takodje, od znacaja je i vrsta upotrebljenog cementa, odnosno da li se radi o cementima sa nekim posebnim dodacima (zgura, pucolan).

Treba napomenuti da potrebna kolicina vode zavisi i od karakteristika upotrebljenog agregata. Ukoliko se radi o agregatu sa kontinualnim granulometrijskim sastavom,

kolicina vode ce zavisiti od vrste agregata (prirodni, drobljeni) i od krupnoce njegovih zrna (od velicine nominalno najkrupnijeg zrna u mesavini). Voda upotrebljena prilikom spravljanja betona, s jedne strane trosi se na kvasenje zrna cementa odnosno stvaranje cementne paste, a s druge strane na kvasenje zrna agregata i eventualno upijanje. Upijanje agregata se povecava sa njegovom ukupnom povrsinom, tako da pri svim drugim nepromenjenim uslovima, sitniji agregat zahteva vecu kolicinu vode. Sa povecanjem krupnoce zrna, smanjuje se uticaj zrna na cementnu pastu i pokretljivost svezeg betona se povecava. Konzistencija zavisi i od odnosa sitnog agregata prema krupnom, pa prema tome treba pronaci optimalan odnos zrna agregata.

19.Kako na konzistenciju svezeg betona uticu temperatura, vreme i hemijski dodaci

Generalno, moze se reci da sa porastom temperature konzistencija postaje kruca. Konzistencija svezeg betona se mora posmatrati u funkciji vremena jer se moze bitno razlikovati odmah po zavrsetku mesanja komponenti od one koja odgovara nekom kasnijem vremenu. Promenjivost konzistencije je najizrazenija u prvih desetak minuta po spravljanju. Takodje, vremenska promenljivost konzistencije mnogo je izrazenija kod drobljenog agregata nego kod prirodnog.

Kada se radi o efektima primene hemijskih dodataka, najcesce se govori o dodacima tipa plastifikatora i superplastifikatora. Ovi dodaci generalno posmatrano obezbedjuju potreban nivo tehnologicnosti svezeg betona i pri srazmerno niskim vrednostima vodocementnog faktora. Na primer, pri istom vodocementnom faktoru i istoj vrsti i kolicini agregata, variranjem kolicine ovih dodataka mogu se dobiti betoni sa konzistencijom u opsegu od krute do tecne. Medjutim, vazno je istaci da plastifikatori i superplastifikatori ne obezbedjuju trajno pocetni nivo konzistencije vec je i u ovom slucaju primetan pad velicine sleganja svezeg betona tokom vremena. To zavisi od vrste primenjenog dodatka, njegove kolicine, vrste i kolicine cementa, vrste agregata, ali i od temperature. Naime, pri temeraturama iznad 18 - 20°C, promena velicine sleganja je narocito izrazena.

20.Zasto i kada dolazi do raslojavanja betonske mesavine i kako to utice na kvalitet betona

Da bi govorili o raslojavanju betonske mesavine potrebno je najpre da definisemo homogenost svezeg betona. Homogenost svezeg betona podrazumeva ujednacenost sastava i svojstava u ukupnoj masi betona a obezbedjuje se dugim i intenzivnim mesanjem komponenata. Za kvalitet betona vazna je i kompaktibilnost svezeg betona koja se definise preko kolicine korisnog rada potrebnog za potpuno zbijanje svezeg

betona. Povezanost svezeg betona, jos jedna vazan cinilac kada se govori o kvalitetu betona, predstavlja sposobnost zadrzavanja homogenosti svezeg betona u svim fazama od spravljanja do kompaktiranja.

Kao rezultat nedovoljne povezanosti betonske mesavine javljaju se pojave raslojavanja odnosno segregacije i izdvajanja vode. Segregacija predstavlja tendenciju razdvajanja krupnih od sitnih cestica pod uticajem razlicitih mehanickih dejstava. Pod izdvajanjem vode podrazumeva se narociti oblik segregacije. Do izdvajanja vode najcesce dolazi na povrsini betona, ali moze doci i do izdvajanja u masi odnosno stvaranja vodenih “dzepova”.

Slika prikazuje kretanje vode (1) i semu raslojene smese u okviru koje figurisu: (2) voda, (3) sitan agregat i (4) krupan agregat.

Kao posledica segregacije svezeg betona javlja se nehomogenost ocvrslog betona koja je pracena drasticnim pogorsanjem njegovih fizicko – mehanickih svojstava.

21.Pritisci svezeg betona na oplatu

U toku i nakon betoniranja jedno izvesno vreme, beton vrsi pritisak na bocne stranje oplate, a na donju stranu oplate dok stoji oplata. Pritisci betona na oplatu su funkcija velikog broja parametara od kojih su osnovni: konzistencija, karakteristike same oplate, visina elementa koji se betonira i brzina punjenja oplate svezim betonom.

Ovde je γb zapreminska masa svezeg betona u t/m3, φ ugao unutrasnjeg trenja svezeg betona a v brzina punjenja oplate svezim betonom u m/h.

Kao sto se vidi, problem vertikalnog pritiska je u posmatranom slucaju lako resiv, dok je problem horizontalnog pritiska znatno slozeniji.

Ovde je dp koeficijent pritiska betona na oplatu koji zavisi od ugla unutrasnjeg trenja (φ) i ugla trenja izmedju betona i oplate (β). Sa h1 se oznacava dubina sloja betona u kojem se oseca uticaj vibratora, i najcesce se usvaja da je h1 do 1m.

Moze se javiti i situacija kada oplata nije vertikalna vec sa horizontalom zaklapa ugao koji je razlicit od 90°. Tada ce oplata biti izlozena i horizontalnim i vertikalnim pritiscima svezeg betona.

Treba napomenuti da se u praksi pokazalo da pri uglovima vecim od 165° svezi beton ne vrsi nikakav horizontalan pritisak na oplatu pa bocne stranice oplata uopste nisu potrebne.

22.Formiranje strukture ocvrslog betona

Formiranje strukture betona odigrava se nakon zavrsetka ugradjivanja svezeg betona, a kao rezultat procesa hidratacije cementa. U zavisnosti od odnosa masa vode i cementa u betonu, izvesna kolicina cementa moze da ostane nehidratisana (mv/mc < 0,4), a s druge strane moze se dobiti cementni kamen povecane poroznosti (mv/mc > 0,4), sto bitno utice na karakteristike betona. Ako pretpostavimo da je u 1m3 svezeg betona prisutna masa vode mv (kg/m3) i masa cementa mc (kg/m3) a stepen hidratacije cementa αh, kapilarna poroznost betona pk (%) moze da se prikaze obrascem:

pk=0,1mc*mvmc-0,4αh %, mvmc≥0,4αh.Iz ove relacije se zakljucuje da je pri potunoj hidrataciji cementa (αh = 1), a za slucaj mv/mc = 0,4, velicina pk jednaka nuli. Treba, ipak, napomenuti da nehidratisani cement u kolicini od 10% (αh = 0,9) do 20% (αh = 0,8) ne utice bitno na mehanicka svojstva betona.

Posmatrano sa aspekta povecanja cvrstoce betona tokom vremena, proces formiranja strukture betona se moze podeliti na tri etape:

I – pocetna etapa, etapa formiranja strukture ocvrslog betona i pocetak prelazenja betona u cvrsto agregatno stanje,

II – etapa postepenog formiranja strukture ocvrslog betona koju prati povecanje cvrstoce,

III – etapa stabilizacije strukture, kada se dostignuta cvrstoca tokom vremena bitnije ne menja.

23.Makrostruktura ocvrslog betona

Kada je rec o makrostrukturi betona, jasno se izdvajaju dva strukturna elementa – agregat i cementni kamen, pa se moze reci da je makrostruktura ocvrslog betona u principu nehomogena. U masi ocvrslog betona moguce je sasvim precizno izdvojiti pojedine strukturne elemente. U vezi s tim treba poci od jednacine zapremine svezeg ugradjenog betona koja je data u obliku:

va+vcp+vp=1gde je va apsolutna zapremina agregata, vcp apsolutna zapremina cementne paste, dok je vp zapremina zaostalog vazduha koja obicno nije veca od 1 – 3% pa se najcesce moze zanemariti.

S obzirom na izlozeno, makrostruktura betona moze da se izrazi u vidu odnosa agregata i cementnog kamena sadrzanih u masi betona.

U prvoj strukturi (I) zrna agregata su na znatnim medjusobnim rastojanjima i njihovo medjudejstvo prakticno ne postoji. Zrna agregata uglavnom uticu samo na delove cementnog kamena sa kojima su u neposrednom dodiru. U strukturi II cementnog kamena je manje i on samo ispunjava prazne prostore izmedju zrna, pri cemu postoji i tanak sloj cementnog kamena na kontaktu susednih zrna. Za strukturu III karakteristican

je manjak cementnog kamena koji samo obavija zrna agregata u tankim slojevima, dok praznine medju zrnima ispunjava samo delimicno.

Kod struktura I i III odlucujuci znacaj na beton imaju svojstva cementa dok agregat nije od znacaja, a kod strukture II vecina svojstava betona zavise kako od cementa tako i od agregata. Konstrukcijski betoni u najvecem broju slucaja imaju strukture bliske tipu II i sto je stepen saglasnosti strukture konkretnog betona veci sa navedenom teorijskom strukturom, dobijaju se betoni boljih fizicko – mehanickih svojstava. Dakle, treba teziti da cementni kamen obavije zrna i ispuni sve praznine izmedju njih.

24.Mikrostruktura ocvrslog betona

S obzirom da su u ukviru makrostrukture betona definisana dva osnovna strukturna elementa – agregat i cementni kamen, mikrostruktura podrazumeva definisanje unutrasnje strukture svakog od ovih elemenata odnosno njihove poroznosti, kao i analizu kontaktnog sloja na granici ovih elemenata.

Ako pretpostavino da se radi o dovoljno kompaktnom i korektno ugradjenom betonu, najveci udeo u ukupnoj poroznosti imace pore u cementnom kamenu. Od znacaja mogu biti i pore koje se stvaraju pri upotrebi aeranata, mada se one obicno krecu u granicama 3 – 5% u odnosu na ukupnu zapreminu betona.

Ako ukupnu poroznost betona oznacimo sa p (%), mozemo zakljuciti da je:

p = pG + pk + Δp (%).

U datoj relaciji pored kapilarne poroznosti pk, figurise i gelska poroznost pG, kao i poroznost Δp koja moze da bude posledica razlicitih posebnih faktora kao sto je npr. neefikasno ugradjivajne i koja ne bi trebalo da bude veca od 5–6%. Ukupna poroznost cementnog gela moze se prikazati izrazom:

pG = 0,016 * αhmc + 0,006 * αhmc = 0,022 * αhmc (%) (za mc u kg/m3).

Prvi clan u navedenom zbiru predstavlja cisto gelsku poroznost a drugi definise poroznost usled zapreminske kontrakcije gela.

Kontaktni sloj izmedju zrna agregata i cementnog kamena od velikog je znacaja za zajednicki rad ovih komponenata u sklopu ukupne mase betona. Sirina ovog kontakta obicno iznosi do 0,06 mm, odnosno 2 – 3 precnika zrna cementa. Ispitivanja su pokazala da kontaktna zona izmedju agregata i cementnog kamena uvek ima nesto vecu poroznost od ostale mase cementnog kamena. Prakticno gledano, cvrstoca veze agregat – cementni kamen zavisi od vrste agregata, od njegove eventualne poroznosti, od hrapavosti povrsine kao i od cistoce povrsine zrna. Na primer, pri zaprljanosti agregata filmom gline ili slojem prasine, ova veza biva bitno ugrozena sto dovodi do smanjenja cvrstoce betona. Veza agregat – cementni kamen ima uticaja i na druge karakteristike betona kao sto su: vodonepropustljivost, otpornost na dejstvo mraza, hemijska otpornost i dr.

25.Kako na cvrstocu betona pri pritisku uticu kolicina upotrebljene vode, a kako vodocementni faktor (objasniti preko odgovarajucih dijagrama)

Ispitivanja su pokazala da pri nepromenjenim sadrzajima cementa i agregata, i pri istom postupku ugradjivanja, kriva koja definise zavisnost izmedju cvrstoce betona i kolicine vode ima oblik prikazan na slici.

Leva grana krive odgovara nedovoljno kompaktiranom betonu, suvise krute konzistencije (podrucje a). Podrucje b prikazuje kolicinu vode pri kojoj se ostvaruje najbolje ugradjivanje betona. Daljim povecanjem vode, dobijaju se sve plasticnije mesavine, koje se vrlo efikasno mogu ugraditi, ali cvrstoca betona opada i raste rizik od pojave segregacije. Na bazi ovog dijagrama sledi zakljucak: Za svaku mesavinu betona postoji optimalna kolicina vode koja omogucava da se primenom odredjenog nacina ugradjivanja dobije beton minimalne poroznosti a maksimalne cvrstoce.

Kada se radi o zavisnosti cvrstoce betona pri pritisku od vodocementog faktora, tipicna kriva koja izrazava ovu vezu prikazana je na slici punom linijom. Ovde treba napomenuti da se pod potpuno zbijenim betonom prakticno podrazumeva takav beton u kome je nakon ugradjivanja zaostalo svega 1 – 3% vazdusnih pora.

Na slici je isprekidanom linijom prikazana zavisnost cvrstoce pri pritisku od vodocementnog faktora i kod teoretski potpuno zbijenih betona (vp= 0).

26.Osnovni empirijski izrazi koji definisu zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od vodocementnog faktora (objasni obrazac Skramtaeva)

Postoji veci broj empirijskih formula koje definisu zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od vodocementnog faktora, pri cemu svaka od njih daje cvrstocu betona pri odredjenoj starosti dobijenu tacno utvrdjenim ispitivanjem. Najcesce se radi o uzorcima tipa kocke sa ivicama 20 cm pri starosti betona od 28 dana. Ako cvrstocu betonske kocke koja odgovara ovoj starosti oznacimo sa fk,28, onda se mogu ispisati sledece izraze:

formula Beljajeva:

gde je fpc klasa cementa, k parametar koji zavisi od vrste primenjenog agregata (za recni sljunak k = 4,0, za drobljeni kamen k = 3,5), a ω vodocementni faktor,

formula Ferea:

gde je γsc specificna masa upotrebljenog cementa, γsv specificna masa vode a k parametar koji zavisi od primenjenog cementa i ima vrednosti u opsegu 180 – 390,

formula Bolomeja:

u kojoj vrednost koeficijenta A zavisi od kvaliteta agregata i krece se od 0,55 do 0,65.

formula Skramtaeva:

koja se deli na dva slucaja, za ω > 0,4 i za ω < 0,4. Koeficijenti A1 i A2 zavise od kvaliteta cementa i agregata i njihove vrednosti su date u narednoj tabeli.

Kvalitet cementa i agregata A1 A2

Visok 0,65 0,43

Normalan 0,60 0,40

Nizak 0,55 0,37

27.Mehanizam loma betona pri pritisku

Kao sto je vec pomenuto struktura betona je grubo nehomogena. Krupan agregat i malterski deo rezlikuju se i po mehanickim i po deformacionim svojstvima. Takodje, u

betonu postoje i razni defekti. Sve ove karakteristike imaju velikog uticaja na ponasanje betona pod opterecenjem.

Generalno, u betonu opterecenom na pritisak mozemo razlikovati primarne i sekundarne napone. Primarnim naponima mogu se smatrati naponi koji odgovaraju idealno homogenom telu a sekundarnim naponi koji predstavljaju razliku izmedju faktickog stanja i primarnih napona. Sekundarni naponi prouzrokuju pojavu prslina u cementnom kamenu.

S obzirom na izlozeno, ako posmatramo betonsku prizmu izlozenu delovanju opterecenja ravnomerno podeljenog po povrsinama osnova, necemo dobiti pravolinijske i medjusobno paralelne trajektorije napona u jednom ovakvom elementu, kao sto bi to bio slucaj kod idealno homogenih tela. U masi betonskog elementa javljaju se znacajni naponi zatezanja. Medjutim, otpornost betona na ove napone znatno je manja od otpornosti u odnosu na napone pritiska. Ukoliko nivo napona predje odredjenu granicnu vrednost, u masi betona ce se pojaviti prve prsline. Medjutim, zrna agregata i supljine u betonskoj masi otezavaju i usporavaju rast prslina. U pocetku prsline se javljaju u celokupnoj masi betonskog elementa dok se sa povecanjem opterecenja medjusobno povezuju. Daljim povecanjem opterecenja pukotine se jos vise otvaraju, sto je praceno prividnim povecanjem zapremine uzorka. Konacno dolazi do potpunog loma u betonu usled prekoracenja cvrstoce na zatezanje.

28.Osnovni tipovi loma betona

Nacelno, moguca su tri osnovna tipa loma betona.

a) U slucaju kada je cvrstoca agregata na zatezanje veca od cvrstoce na zatezanje cementnog kamena, odnosno kontakta agregat – cementni kamen, linija loma ce zaobilaziti zrna agregata.

b) Kada je cvrstoca agregata manja od cvrstoce cementnog kamena, odnosno kontakta agregat – cementni kamen, linija loma ce ici i kroz agregat i kroz cementni kamen.

c) Treci slucaj javlja se kada su cvrstoce cementnog kamena i agregata, odnosno kontakta agregat – cementni kamen, medjusobno bliske. Tada ce nastupiti mesoviti lom, sto znaci da ce na pojedinim mestima lom biti preko agregata, a na pojedinim mestima preko cementnog kamena, odnosno kontakta agregat – cementni kamen.

29.Karakteristicni lomovi betonskih prizmi u realnim uslovima

Figure loma prizmaticnog uzorka ce imati jedan od oblika prikazanih na sledecoj slici.

Kao sto pokazuje slika pod a), moguc je lom uzorka pracen pojavom izrazenih klinova na gornjoj i donjoj osnovi, kao i pojavom magistralnih pukotina na stranama uzoraka prouzrokovanih silom cepanja koju proizvode klinovi. Druga moguca figura, na slici pod b), karakteristicna je po samo jednoj ravni smicanja i sustinski je modifikacija slucaja prikazanog pod a). Pod c) je predstavljena i poslednja moguca figura loma prizmaticnog uzorka. Ovu figuru obrazuju prakticno vertikalne prsline koje najcesce zapocinju u temenima malih klinova formiranih u zonama baza uzoraka.

Koji od tri navedena oblika loma ce se javiti zavisi od odnosa cvrstoce betona pri pritisku i pri zatezanju, kao i od ostvarene velicine sile trenja na bazama uzorka. Treba, medjutim istaci da se uticaj trenja ispoljava samu u relativno uskim zonama uzoraka (izsrafirani delovi na slici).

30.Cvrstoca betona pri pritisku

Cvrstoca betona pri pritisku definise se kao prosecan napon u uzorku izlozenom aksijalnom pritisku pri sili loma, a za slucaj odredjene starosti betona. Ova mehanicka karakteristika se ispituje na uzorcima oblika prizme, cilindra ili kocke.Iako najmerodavije rezultate daju prizmaticni odnosno cilindricni uzorci u praksi su u najsiroj primeni uzorci oblika kocke. Kocka sa ivicama duzine 20 cm je kod nas usvojena kao normni uzorak za definisanje marke betona. Cesto se, medjutim srecu i neku drugi uzorci, razlicitih odnosa poduznih i poprecnih dimenzija, pa se javlja potreba svodjenja rezultata dobijenih na jednoj vrednosti uzorka na vrednosti koje odgovaraju nekoj drugoj vrsti. U skladu s tim u primeni su tzv. koeficijenti konverzije koji se po pravilu dobijaju na bazi eksperimentalnih ispitivanja. Najcesce su ovi koeficijenti definisani u tehnickoj regulativi. U narednoj tabeli prikazani su najcesce korisceni koeficijenti konverzije.

Oblik i velicina ispitivanog telaOdnos cvrstoca pri pritisku

kocke ivice 20 cm i odnosnog tela

Kocka:

10 cm 0.90

15 cm 0.95

20 cm 1.00

30 cm 1.08

Prizma:12x12x36 cm 1.25

20x20x60 cm 1.25

Cilindar:

10x20 cm 1.17

15x30 cm 1.20

20x40 cm 1.26

10x10 cm 1.02

15x15 cm 1.05

20x20 cm 1.10

Iz vrednosti ovih koeficijenata moze se zakljuciti i sledece: da kocka ima vecu cvrstocu nego prizma i da sto je veci uzorak – manja je cvrstoca.

31.Zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od brzine nanosenja opterecenja i od agregata

Zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od brzine nanosenja opterecenja je prikazana na sledecem grafiku, pri cemu je pored krivh ispisano vreme koje oznacava ukupno trajanje ispitivanja – od momenta pocetka nanosenja opterecenja do pojave loma. Najcesce se za medjusobna poredjenja rezultata razlicitih ispitivanja usvajaju cvrstoce koje odgovaraju vremenu t = 2 min, odnosno takvom rezimu opterecivanja kod koga se ostvaruje brzina porasta opterecenja od 0,2 do 0,8 Mpa/s.

Na rezultate ispitivanja o kojima je ovde rec utice i agregat. Medjutim, ispitivanja su pokazala da ukoliko je cvrstoca agregata za oko 20% veca od cvrstoce betona, uticaj agregata na cvrstocu prakticno ne postoji, pa se iz tih razloga najcesce u tehnickoj regulativi propisuju minimalne cvrstoce agregata kako bi se na samom pocetku eliminisala mogucnost znacajnijeg uticaja ovog faktora na fizicko – mehanicka svojstva betona. Agregat, takodje, ne utice na cvrstocu betona ukoliko je njegova kolicina u betonu manja od 0,8 m3/m3betona. Cvrstoca betona pri pritisku zavisna je i od granulometrijskog sastava agregata. Naime, sa smanjivanjem sadrzaja krupnog agregata zapaza se i odredjeno smanjivanje cvrstoce betona.

32.Zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od kolicine i vrste cementa i od starosti betona

Kada je rec o uticaju cementa na cvrstocu betona, upotrebom cemenata visih klasa, a pri istim ostalim uslovima, uvek ce se dobijati betoni vecih cvrstoca. Vece cvrstoce ce se po pravilu dobijati i pri visim dozama cementa, odnosno pri nizim vrednostima vodocementnog faktora.

Ukoliko se posmatra odnos cvrstoce betona pri pritisku u nekom vremenu, moze se zakljuciti da se cvrstoca povecava karakterom eksponencijalne ili logaritamske funkcije, pa u skladu s tim cvrstoca betona starog 28 obicno iznosi 70-80% u odnosu na konacnu cvrstocu betona.U praksi se za definisanje promene cvrstoce betona u toku vremena najcesce koriste sledeci analiticki izrazi:

gde je fp konacna cvrstoca betona, t vreme a b empirijska konstanta;

a – konstanta koja odgovara cvrstoci betona starog jedan dan, b – konstanta koja se odredjuje na bazi poznate cvrstoce dovoljno starog betona.

33.Zavisnost cvrstoce betona pri pritisku od temeprature negovanja

Proces hidratacije cementa na povisenim temperaturama znacajno se ubrzava, pa je cvrstoca betona pri pritisku i fukcija temperature betona. Ispitivanja su pokazala da se hidratacija veoma usporava pri temperaturama sredine nizim od 5°C, a pri temperaturi od -10°C ona prakticno prestaje, dok pri temperaturama iznad 30°C ona se znacajno ubrzava. Imajuci ovo u vidu, moze se zakljuciti da se sa povecanjem temperature negovanja dobijaju kako betoni sa brzim prirastajem cvrstoce tako i betoni sa vecim 28-dnevnim i konacnim cvrstocama. Ipak, taj stav se ne moze prihvatiti kao pravilo jer ispitivanja pokazuju da se zagrevanjem betona dobijaju visoke rane cvrstoce ali kasnije cvrstoce mogu da budu cak i nize od onih koje bi se dobile na normalnim temperaturama. Na sledecoj slici prikazuju se rezultati jednog konkretnog eksperimenta izvrsenog na betonu spravljenom sa cistim portland cementom, u uslovima stoprocentne vlaznosti sredine, a uz razlicite temperature ambijenta.

Na slici, pod a), krive t - fp, za vise vrednosti temperatura, a za starosti betona do cca 7 dana, imaju vrlo nagli rast, a kasnije se taj trend znacajno usporava. S druge strane, za slucaj nesto nizih temperatura (10 i 20°C) prirastaji cvrstoce su mnogo ravnomerniji. Na slici pod b) prikazane su krive T – fp na osnovu kojih se moze zakljuciti da beton koji ocvrscava na visim temperaturama uvek ima vece pocetne cvrstoce, dok su kasnije cvrstoce betona uvek nize od cvrstoca koji bi isti beton imao da ocvrscava u normalnim temperaturnim uslovima.

Na vrednost cvrstoca betona ima uticaja i vlaznost sredine u toku ocvrscavanja. Temperatura i vlaznost sredine nazivaju se termohigrometrijski uslovi. Primera radi beton koji je ocvrscavao na temperaturi od 35 – 40°C pri vlaznosti vazduha od 20 – 30%, ima i do 40% nizu cvrstocu od betona koji je ocvrscavao na 20 – 25°C i vlaznosti od 70 – 80%. Na konacnu vrednost cvrstoce betona na povisenim temperaturama utice i vrsta cementa.

34.Zrelost betona

Zrelost betona predstavlja zajednicku funkciju vremena i temperature negovanja. Definise se kao proizvod vremena i temperature i sluzi za odredjivanje cvrstoce betona pri pritisku. Na primer: cvrstoca betona posle 3 dana, negovanog na 10°C jednaka je cvrstoci betona posle 2 dana negovanog na 20°C. Koncept zrelosti betona primenljiv je do temperature od 30°C ili za vise temperatura za starosti betona do 7 dana. Zrelost betona se izrazava u obliku:

M = (T – T0) * tr,

T – konstantna temperatura negovanja, T0 – minimalna temperatura na kojoj se moze odvijati hidratacija cementa (obicno iznosi -10°C) , tr – duzina trajanja negovanja u danima ili casovima. Medjutim, ako je temperatura negovanja promenljiva tokom vremena, izraz glasi:

vreme negovanja tr je izdeljeno na (r-1) intervala, Δtj, a Tj je srednja temperatura u intervalu Δtj.

35.Marka betona

Marka betona je nominalna cvrstoca betona pri pritisku izrazena u MPa koja se prema BAB87 dobija ispitivanjem betonskih kocki dimencija 20x20x20 cm. Kocke se ispituju pri starosti od 28 dana, pri cemu njihova izrada i negovanje moraju da budu u skladu sa BAB87.

Premetni uzorci se izradjuju u odgovarajucim metalnim kalupima u kojima moraju da ostanu 20±4 casa i to u prostoriji sa temperaturom od oko 20°C, zasticeni od isusivanja. Nakon toga, betonska tela se vade iz kalupa i stavljaju u vodu, odnosno u prostoriju cija je relativna vlaznost najmanje 95%, a temperatura oko 20°C. Ovako se tela cuvaju do dana ispitivanja. Pre samog ispitivanja uzorci se brisu kako bi se uklonila povrsinska vlaga, a zatim se mere njihove mase. Pri ispitivanju sila pritiska se postepeno povecava od nule do sile loma, i to tako da prirast napona bude izmedju 0,2 i 0,8 MPa/s. Cvrstoca pojedninog uzorka se dobija kao sila loma svedena na jedinicu povrsine (20 x 20 = 400 cm2) i izrazava se u MPa sa tacnoscu od 0,1 MPa.

U upotrebi su sledece marke betona: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 i 60. Betoni marki visih od 60 se tretiraju kao specijalni betoni. Za armirane konstrukcije ne koriste se marke betona nize od 15, a za prednapregnute konstrukcije nize od 30. Vazno je jos napomenuti da se ocena postignute marke betona vrsi po partijama betona, koje predstavljaju kolicine betona koje se spravljaju i ugradjuju pod istim uslovima u iste ili razlicite elemente konstrukcija ali u istom vremenskom periodu.

36.Cvrstoca betona na zatezanje

Odredjivanje cvrstoce betona pri zatezanju je nesto slozenije od odredjivanja cvrstoce pri pritisku. Ovo mehanicko svojstvo betona zavisi bitno od stanja agregata. Kod drobljenog agregata athezija izmedju zrna agregata ia cementnog kamena je veca od athezije koja postoji izmedju prirodnog agregata i cementnog kamena, pa stoga betoni sa drobljenim agregatom imaju vece cvrstoce pri zatezanju. Cvrstoca pri zatezanju zavisi i od niza drugih faktora: sadrzaja cementa, vodocementnog faktora, postupka spravljanja, ugradjivanja i nege betona i drugog. Pri povecanju kolicine cementa cvrstoca betona na zatezanje se povecava u manjoj meri nego cvrstoca pri pritisku. Nasuprot tome, povecanjem vodocementnog faktora cvrstoca pri zatezanju srazmerno

opada u odnosu na cvrstocu pri pritisku. Vremenski posmatrano, porast cvrstoce pri zatezanju je intenzivan u prvih 28 dana, dok se kasnije znacajno usporava. Moze se uzeti da se u prvih 28 dana postize oko 80% konacne cvrstoce pri zatezanju.

Ispitivanje direktnim aksijalnim zatezanjem najcesce se vrsi na cilindricnim “oslabljenim” uzorcima saglasno narednoj slici. Odnos cvrstoce fz prema cvrstoci fp nije linearan. Ako uzmemo da je fz/fp=k, za velicinu k mogu se koristiti sledece vrednosti:

k = 0,12 za fp = 20 MPa,

k = 0,10 za fp = 30 MPa,

k = 0,07 za fp = 50 MPa.

Ispitivanje savijanjem daje vrednosti cvrstoca pri zatezanju koje su znatno vece od cvrstoce fz. Razlog tome je sto se predmetna cvrstoca fzs uvek izracunava putem obrazca:

fzs=6Mlomabh2

Ovim ispitivanjem najcesce se dobija odnos fz/fzs = 0,45 – 0,60. Jos valja napomenuti da se tacniji rezultati dobijaju primenom metode prikazane na desnom delu slike jer su sile u trecinama raspona.

37.Cvrstoca betona na zatezanje cepanjem i obrasci za priblizno odredjivanje cvrstoce betona na zatezanje prema BAB87

Ispitivanje cvrstoce betona na zatezanje cepanjem sastoji se u izlaganju uzoraka oblika kocke, prizme ili cilindra silama saglasno narednoj slici.

Pri granicnoj vrednosti sile P dolazi do cepanja uzoraka stvaranjem magistralnih pukotina koje se protezu vertikalno. Medjutim, pri ovim ispitivanjima prisutni su i naponi pritiska pa se moze reci da rezultati ispitivanja prikazanom na slici ne predstavljaju prave vrednosti cvrstoce pri zatezanju jed nije obezbedjeno homogeno naponsko stanje zatezanja. Cvrstoce fzckod ovakvih ispitivanja a koje se racunaju po obrascu:

fzc=2Pπdlvece su za 15 – 20% od cvrstoca fz, pa se sa dovoljnom tacnoscu moze uzeti da je fz/fsc ≈ 0,85.

BAB87 daje obrazac za izracunavanje cvrstoce pri aksijalnom zatezanju u zavisnosti od eksperimentalno utvrdjene cvrstoce pri pritisku, ali uz napomenu da varijacije stvarnih vrednosti ove cvrstoce mogu da budu i do ±30%. Obrazac glasi:

fzm=0,25* 3fbk2gde je fbk (MPa) cvrstoca betona pri pritisku, a fzm (MPa) srednja vrednost cvrstoce pri aksijalnom zatezanju.

Za odnos cvrstoce betona pri zatezanju savijanjem, fzs, i cvrstoce pri aksijalnom zatezanju, fz, BAB87 daje relaciju:

fzsfz=0,6+0,44h≥1

gde je h (m) visina poprecnog preseka elementa, a ≥1 oznaka za donju granicu vazenja izraza.

38.Razlike izmedju cvrstoca betona na zatezanje u zavisnosti od metode ispitivanja. Cvrstoca na smicanje.

Sledeca slika pokazuje rezultate jednog konkretnog ispitivanja betona koji pokazuju kolike se razlike mogu dobiti u zavisnosti od primenjenog postupka odredjivanja cvrstoce betona pri zatezanju.

kriva (1) – rezultati ispitivanja direktnom metodom,

kriva (2) – rezultati ispitivanja metodom “cepanja”,

kriva (3) – rezultati ispitivanja putem savijanja jednom koncentrisanom silom,

kriva (4) – velicine izracunate putem prvog izraza po BAB87,

kriva (5) – velicine dobijene preracunavanjem vrednosti prema krivoj (3) putem drugog izraza po BAB87.

Cvrstoca betona pri smicanju u velikoj meri zavisi od otpornosti na smicanje krupnog agregata, kao i od cvrstoce spoja agregat – cementni kamen. Metodika odredjivanja cvrstoce betona pri smicanju jos nije dovoljno razradjena. Najcesce se koriste uzorci oblika prikazanih na slici

pri cemu se pretpostavlja da su naponi smicanja pri lomu ravnomerno rasporedjeni po povrsini preseka po kome se vrsi smicanje. Predmetna cvrstoca se dobija po obrascu:

fτ=P2FτMoze se jos uzeti i da je odnos izmedju cvrstoce pri smicanju i cvrstoce pri zatezanju fτ≈2fz.

39.Trajnost betona

Beton se smatra trajnim materijalom, medjutim, on je potencijalno osetljiv na pojedine uticaje. Ti uticaji se generalno mogu podeliti na uticaje fizicke prirode i na hemijske uticaje. Pogorsanje kvaliteta betona tokom vremena moze biti uzrokovano pogorsanjem svojstava agregata, cementnog kamena ili armature. U svojstva koja odredjuju trajnost betona ubrajaju se:

Vodopropustljivost / vodonepropustljivost,

Otpornost na uticaje fizicke prirode,

Otpornost na hemijske agense,

Defekti i prsline koje su posledica uticaja koji nisu nabrojani.

U grupu uticaja fizicke prirode spadaju:

Zamrzavanje i odrzavanje,

Promena vlaznosti odnosno vlazenje i susenje,

Promena temperature,

Habanje (abrazija, erozija, kavaticija).

Hemijski uticaji na beton su:

Izluzivanje i iscvetavanje,

Sulfatna agresija,

Alkalno – agregatna reakcija,

Kiseline i baze,

Korozija metala.

40.Vodonepropustljivost betona

Vodonepropustljivost (VDP) betona spada u grupu svojstava bitnih za trajnost betonskih konstrukcija. Analizom elemenata strukture betona sa aspekta VDP zakljuceno je da se agregat smatra vodonepropustljivim, takodje kontaktna zona, agregat – cementni kamen ne utice u znacajnijoj meri da VDP. Dakle, cementni kamen je kapilarno porozan materijal i od velicine kapilarne poroznosti cementnog kamena zavisi i VDP betona.

VDP betona zavisi od stepena hidratacije cementa odnosno od starosti betona, od poroznosti cementnog kamena i od strukture pora tacnije od odnosa otvorenih i zatvorenih pora. Na povecanje VDP betona moze se uticati smanjenjem vodocementnog faktora odnoso primenom plastifikatora i superplastifikatora. Takodje, od znacaja za VDP je i efikasnost ugradjivanja koja doprinosi smanjenju dodatne poroznosti. Primena hemijskih dodataka – zaptivaca takodje moze omoguciti bolju VDP betona.

Vodonepropustljivost betona cesto se ceni na osnovu koeficijenta filtracije kf koji je definisan izrazom

kf=Qfv*aS*Δp*t ms ili cmsNa bazi ovog izraza proizilazi da je kf = Qfv ona kolicina vode u m3 koja prodje kroz element debljine a = 1,0 m, povrsine S = 1,0 m2, pri razlici hidrostatickog pritiska na dvema granicnim povrsinama od Δp = 1,0 m vodenog stuba, a za vreme t = 1,0 s.

Kako na koeficijent filtracije, osnovni faktor propustljivosti betona, utice vodocementni faktor, prikazano je na sledecoj slici. Kao sto se vidi, koeficijent filtracije pocinje naglo da raste za vrednosti mv/mc > 0,5. Treba, medjutim, napomenuti da su u praksi moguca osetna odstupanja od prikazane zavisnosti posto pri jednom vodocementnom faktoru poroznost betona moze biti vrlo razlicita, sto, kao sto je pomenuto, zavisi od niza drugih faktora (cement, nacin ugradjivanja, nega betona i drugo).

Posto je vec receno da poroznost betona zavisi od stepena hidratacije cementa, proizilazi da vodonepropustljivost zavisi i od vremena odnosno od starosti betona.

41.Kako se VDP odredjuje prema nasem standardu a kako prema DIN-u

Prema nasem standardu VDP se ispituje na cilindrima precnika 150 mm i visine 150 mm, kao i na plocastim uzorcima dimenzija 200x200x150 mm. Uzorci se prave od svezeg betona, ugradjivanjem u kalupe ili se koriste isti takvi uzorci (kernovi) izvadjeni iz gotove konstrukcije. Uzorak se smesta u odgovarajuci celicni sud pri cemu se prostori izmedju suda i uzorka na bocnim stranama zapunjavaju odredjenom masom na bazi voska i bitumena. Gornja povrsina uzorka je slobodna a donja se orapavljuje u zoni kruga precnika 100 mm. Na povrsini ovok kruga tokom ispitivanja deluje voda pod pritiskom. Uzorci ne smeju imati starost manju od 28 dana. Sedam dana pre pocetka ispitivanja uzorke treba cuvati u prostoriji temperature od oko 20°C i relativne vlaznosti vazduha od oko 65%. Vodonepropustljivost betona se deklarise preko marki vodonepropustljivosti. Ove marke su V-2, V-4, V-6, V-8 i V-12, pri cemu brojevi 2, 4, 6, 8 i 12 oznacavaju pritisak u barima koje beton mora da zadovolji.

Nemacki standard DIN 1048 propisuje metodu ispitivanja kod koje je dubina kvasenja odnosno dubina prodora vode u masu uzorka jedini kriterijum za ocenu vodonepropustljivosti betona. Prema ovom standardu ispituju se uzorci oblika kocke ivice 20 cm, na slican nacin kao sto je to bio slucaj u prethodno opisanom ispitivanju. Rezim ispitivanja je sledeci: voda deluje pod pritiskom od 1 bar u trajanju od 48 h, pod 3 bara 24 h i pod 7 bara 24 h, sto znaci da ukupno trajanje ispitivanja iznosi 96 casova. Nakon zavrsetka ovog tretmana uzorci se prvo ispituju na pritisak, a zatim se lome po sredini radi merenja visine prodora vode. Smatra se da je beton vodonepropustljiv ako je izmerena dubina kvasenja h manja od 12 cm. Medjutim, posto je ovaj uslov veoma blag, danas se sve vise usvaja uslov h ≤ 4cm.

42.Otpornost betona na dejstvo mraza

Otpornost da dejstvo mraza podrazumeva sposobnost betona da u stanju zasicenosti vodom podnese visekratno smrzavanje i odmrzavanje. Osnovni razlozi koji dovode do desktrukcije betona su:

povecanje zapremine (led ima 9% vecu zapreminu od vode),

razliciti koeficijent termickog sirenja cementnog kamena, agregata i armature,

hidrostaticki pritisak,

osmotski pritisak.

Otpornost betona na dejstvo mraza zavisi od razlicitih faktora kao sto su: stepen hidratacije cementa odnosno starost betona, vodocementnog faktora, strukture pora i velicine pora. Na povecanje otpornosti betona na mraz moze se uticati primenom hemijskih dodataka – aeranata, zatim smanjenjem vodocementnog faktora (primenom plastifikatora i superplastifikatora), kao i efikasnim ugradjivanjem koje doprinosi smanjenju dodatne poroznosti.

Za ispitivanje otpornosti betona prema dejstvu mraza primenjuje se postupak naizmenicnog smrzavanja i odmrzavanja uzoraka zasicenih vodom. Najcesce se uzima da cvrstoca betona pri pritisku ne sme da se smanji vise od 25 – 30%. Pri ovome se cesto propisuje i da gubitak mase uzoraka ne sme da bude veci od 5%. Prema nasem standardu postoje sledece marke betona u odnosu na otpornost prema dejstvu mraza: M-50, M-100, M-150 i M-200, gde brojevi u okviru ovih simbola predstavljaju broj ciklusa smrzavanje – odmrzavanje koji je beton izdrzao bez vecih ostecenja.

Otpornost betona na dejstvo mraza se zahteva cak i u slucajevima kada u eksploataciji nije direktno izlozen ovoj vrsti agresija zbog obezbedjenja trajnosti. Trajnost betona ce u opstem slucaju biti zadovoljena ako beton ima marku otpornosti na dejstvo mraza min M-100 a za mostovske konstrukcije min M-150.

43.Odredjivanje otpornosti betona na dejstvo mraza preko promene cvrstoce pri pritisku

Nas standard propisuje ispitivanje za koje je, osim za beton M-50, potrebno 15 uzoraka koji mogu biti oblika kocke 15 ili 20 cm, ili cilindricni uzorci (kernovi) izvadjeni iz gotovih konstrukcija, precnika i visine 15 cm. Od ukupnog broja, 9 uzoraka predstavljaju tzv. etalonske uzorke, dok ce se preostalih 6 izlagati smrzavanju i odmrzavanju. Za slucaj betona M-50 dovoljno je samo 9 uzoraka – 6 etalonskih i 3 uzorka koji ce se izlagati smrzavanju i odmrzavanju. Standard propisuje sledeci tok ispitivanja: sve uzorke treba 4 dana pre pocetka ispitivanja staviti u vodu tako da budu u potpunosti potopljeni, a nakon 4 dana treba ispitati prosecnu cvrstocu pri pritisku na tri etalonska uzorka. Istovremeno, sest uzoraka se podvrgava naizmenicnom smrzavanju i odmrzavanju; smrzavanje se vrsi na temperaturi od -20°C pri cemu se zahteva da se hladjenje uzorka do ove temperature obavi u vremenu od 1 h, dok se odmrzvanje vrsi u vodi temperature od oko 20°C. Jedan ciklus smrzavanje – odmrzavanje traje 4 + 4 casova za slucaj

ispitivanja kocki sa stranama od 15 cm i cilindara sa dimenzijama Φ = h = 15 cm, ili 6 + 6 casova za slucaj ispitivanja kocke sa ivicama duzine 20 cm.

Prilikom uporedjivanja dobijenih cvrstoca uzoraka mora se voditi racuna o tzv. ekvivalentnoj starosti etalonskih uzoraka te, koja je uvek manja od fakticke starosti uzoraka jer su etalonski uzorci ocvrscavali u vodi temperature od oko 20°C sto im je omogucilo veci prirastaj cvrstoce. Ekvivalentna starost se odredjuje na osnovu obrasca:

te=ta+c*ngde je ta starost uzoraka u danima na pocetku smrzavanja (najcesce 28 dana), n broj naizmenicnih ciklusa smrzavanja i odmrzavanja a parametar c velicina koja zavisi od broja ciklusa u toku 24 h i dobija se iz odredjene tabele. Kod ispitivanja betona M-50 smrzavanju i odmrzavanju izlazu se samo 3 uzorka dok se nakon definisanja pocetne cvrstoce betona na tri etalonska uzorka preostala tri drze u vodi i ispituju na pritisak kao i uzorci koji su izlagani tretmanu mraza. I u ovom slucaju cvrstoce etalonskih uzoraka ispitanih pri odgovarajucoj ekvivalentnoj starosti ne smeju da budu preko 25% vece od cvrstoca uzoraka koji su smrzavani i odmrzavani.

44.Otpornost betona na kombinovano dejstvo mraza i soli za odmrzavanje

Pored ispitivanja betona na dejstvo mraza cesto se namece i potreba ispitivanja betona izlozenog istovremeno i uticaju soli za odmrazanje jer je praksa pokazala da otpornost betona na dejstvo mraza ne podrazumeva i njegovu otpornost na kombinovano dejstvo mraza i soli.

Kod ovakvih ispitivanja najcesce se primenjuje postupak u okviru koga se u procesu smrzavanja i odmrzavanja povrsina uzorka, prema standardu, na tacno definisan nacin, podvrgava delovanju troprocentnog rastvora NaCl. Nakon toga, uzorak se podvrgava temperaturi od oko -20°C u trajanju 16 – 18 h, pa 6 – 8 h na sobnoj temperaturi. Posle 25 ovakvih ciklusa meri se gubitak mase uzorka, a takodje se registruje dubina i povrsina ljustenja betona koja je bila pod uticajem rastvora soli.

45.Otpornost betona na habanje

Kod ove vrste otpornosti betona osnovno je da beton ima dovolju cvrstocu i tvrdocu u povrsinskom sloju koji je neposredno izlozen delovanjima koja dovode do habanja. Ispitivanja su pokazala da je beton otpornoji na habanje ako ima vecu cvrstocu na pritisak. To znaci da je potrebno primenjivanje cemenata visokih klasa i niskih vodocementnih faktora. Takodje, u slucaju ovakvih betona bolje se pokazao drobljeni agregat, pri cemu treba teziti optimalnom ucescu krupnih frakcija agregata uz minimalno potrebno ucesce sitnih. Pored ovoga, mogu se primenjivati plastifikatori i superplastifikatori radi smanjenja potrebne kolicine vode posto ni u kom slucaju ne sme doci do izdvajanja cementne paste na povrsini.

Za odredjivanje otpornosti betona na habanje ne postoji standardna metoda. U primeni je metoda ispitivanja habanja prirodnog kamena. To podrazumeva uzorke sa ivicama duzine 7,1 cm (povrsina jedne strane kocke je 50 cm2) koji se dobijaju izradom u kalupima ili izrezivanjem iz nekog veceg komada betona. Posto kriterijum otpornosti na habanje nije jedinstven, on se propisuje od slucaja do slucaja.

46.Deformacije betona pod uticajem kratkotrajnih opterecenja

Mada ne postoje jedinstveni stavovi po pitanju kratkotrajnosti i dugotrajnosti opterecenja betona i betonskih konstrukcija, ipak se kao kratkotrajna tretiraju ona opterecenja cije se delovanje ispoljava u vremenu od nekoliko minuta do nekoliko casova, pri cemu se kao gornja granica kratkotrajnosti obicno uzima trajanje opterecenja od najvise dva sata.

Deformacije betona pri delovanju kratkotrajnih opterecenja zavise od njegovog sastava, od svojstava njegovih komponenata, od vrste naprezanja kao i od cvrstoce i starosti betona. Ispitivanja pokazuju da betoni visih cvrstoca pod opterecenjem pokazuju manje deformacije, a isto tako se ove deformacije pri istom opterecenju smanjuju u funkciji starosti betona.

Zavisnost deformacija betona od njegovog sastava najbolje ilustruju krive deformacija (ε) – napon (σ) prikazane na narednoj slici.

Kao sto se vidi, cementni kamen i agregat, posmatrano posebno, imaju uglacnom linearne zavisnosti izmedju napona i deformacija. Medjutim, beton uvek ima manje – vise zakrivljen ε – σ dijagram, sto se objasnjava prisustvom kontaktnih povrsina izmedju cementnog kamen i agregata i pojavom mikroprslina po ovim kontaktima.

47.Radni dijagram betona

Radni (σ – ε) dijagram koji daje zavisnost izmedju napona i deformacija betona u slucajevima delovanja kratkotrajnih opterecenja dobija se ispitivanjem uzoraka prizmaticnog ili cilindricnog oblika. Tokom ovih ispitivanja mere se naprezanja i odgovarajuce dilatacije, pa ce na osnovu tih podataka crtaju dijagrami koji u opstem slucaju imaju oblike saglasno sledecoj slici.

Kriva “1” u opstem slucaju odgovara betonima vecih cvrstoca, ali se takva kriva dobija i kod svih betona ako se pri ispitivanju koristi rezim diktiranog povecanja napona. Kriva “2” predstavlja betone manjih cvrstoca, ali se i ovaj oblik krive moze dobiti rezimom diktiranog povecanja napona. Analizom krivih dolazi se do zakljucka da se pri jednokratnom izlaganju uzorka kratkotrajnom opterecenju na pritisak dobija deformacija koja se sastoji iz elasticnog i plasticnog dela. Naime, pri opterecenju uzorak se ponasa saglasno krivoj OA, a pri rasterecenju saglasno krivoj AD tako da po rasterecenju uvek ostaje odredjena trajna (plasticna, zaostala) deformacija ε3. Velicina ove deformacije zavisi kako od brzine opterecivanja tako i od brzine rasterecivanja.

S obzirom da je u opstem slucaju radni dijagram betona uvek krivolinijski, generalno se moze govoriti o tangentnom i sekantnom modulu elasticnosti betona. Kao tangentni modul definise se tangens ugla αtg koji zaklapa tangenta na posmatranu krivu u tacki A sa apsciscnom osom, dok je sekantni modul tangens ugla α - ugla nagiba tetive koja povezuje koordinatni pocetak sa aktuelnom tackom A na postmatranoj krivoj. Ako ovako definisan modul deformacije oznacimo sa Esek, vezu izmedju napona i deformacije u betonu mozemo prikazati u obliku:

σ=Esek*εMedjutim, pri naponima manjim od granice (0,3 – 0.5) fp, dijagram je priblizno pravolinijski pa vazi sledece:

σ=E*ε=tgα*εVelicina E se najcesce definise postupkom opterecenje – rasterecenje kada se ovaj parametar odredjuje iz krive koja odgovara rasterecenju.

48.Modul elasticnosti betona

Odredjivanje modula elasticnosti betona vrsi se na prizmaticnim ili cilindricnim uzorcima sa odnosima poduznih i poprecnih dimenzija vecim od 2. Kod ovakvih ispitivanja kao osnovno javlja se pitanje eliminisanja svih deformacija betona osim elasticnih, pa se s tim u vezi najcesce primenjuju razliciti postupci treniranja uzoraka, odnosno postupci visekratnog opterecivanja i rasterecivanja. Naime, pokazalo se da nakon odredjenog broja ciklusa opterecenje – rasterecenje funkcija σ – ε u dovoljnoj meri odgovara pravoj liniji ciji nagib definise modul elasticnosti E.

Kod odredjivanja modula elasticnosti uvek se polazi od neke male vrednosti napona, σd, pa se ispitivanje najcesce sprovode saglasno semi prikazanoj na slici.

Kao sto se vidi, sema podrazumeva opterecivanje do napona σg i rasterecivanje do napona σd, tj. treniranje betona u naponskom podrucju σg – σd sve dok se zavisnost σ – ε u tom podrucju potpuno ne ispravi.

Prema nasem standardu, vrednost E se dobija ispitivanjem prizmaticnih ili cilindricnih uzoraka u okviru kojih je zadovoljen osnos 2 ≤ h/a ≤ 4, pri cemu dimenzija a treba da bude najmanje cetiri puta veca od nominalno najkrupnijeg zrna agregata primenjenog u

datom betonu. Za napon σd propisana je vrednost od 0,5 MPa, dok se za σg uzima vrednost fp/3. Ispitivanja se sprovode na tri uzorka, s tim da postoje jos tri uzorka za prethodno ispitivanje cvrstoce betona fp.

Nakon zavrsetka ispitivanja trazena vrednost modula elasticnosti betona izracunava se putem obrasca:

E=ΔσΔεRezultati se zaokruzuju na 500 MPa, a izrazavaju se u MPa ili u Gpa.

Modul elasticnosti je i funkcija vremena. On raste sa staroscu betona, pri cemu se u prvih 28 dana ostvaruje 70 – 80% vrednosti koja odgovara teorijskom slucaju kada je t→∞.

Za resavanje prakticnih problema mogu se uspostaviti sasvim prihvatljive veze izmedju modula elasticnosti i cvrstoce betona pri pritisku, pa se doslo do niza empirijskih zavisnosti. BAB87 propisuje sledecu relaciju

E=9,25*3fbk+10 GPa za fbk u MPaPosto je modul elasticnosti betona vremenska funkcija BAB87 predvidja da se za starosti betona razlicite od 28 dana E moze takodje odrediti na osnovu napred datog izraza, s tim da se za fbk unose vrednosti karakteristicnih cvrstoca koje odgovaraju odredjenim terminima.

49.Skupljanje betona

Pod skupljanjem betona podrazumevaju se vremenske deformacije koje se ispoljavaju u vidu smanjivanja dimenzija neopterecenih betonskih elemenata priblizno proporcionalno u svim pravcima. Generalno, moze se reci da je ta pojava najtesnje povezana sa stanjem vlaznosti cementnog kamena u betonu. Ukupna deformacija skupljanja se sastoji od:

hidratacionog skupljanja, skupljanje usled kontrakcije produkata hidratacije,

plasticnog skupljanja, skupljanje usled isparavanja vode tokom perioda vezivanja cementa,

hidraulickog skupljanja, skupljanje nakon zavrsetka procesa vezivanja.

Plasticno skupljanje je najvece u poredjenju sa ostalim navedenim oblicima, ali se ono odvija vrlo brzo, u prvih nekoliko casova i po pravilu nije od znacaja za naponska stanja konstrukcija. Medjutim, plasticno skupljanje moze da bude uzrok pojave prislina i pukotina na povrsinama betona. Stetni efekti plasticnog skupljanja mogu se eliminisati pravilnom i intenzivnom negom. Ispitivanja su pokazala da je plasticno skupljanje funkcija kolicine cementa u mesavini, a zivisi jos i od kolicine vode, veci sadrzaj vode – veca mogucnost zgrusnjavanja mase i zblizavanja cestica.

Hidraulicko skupljanje je funkcija promene vlaznosti cementnog kamena, odnosno betona i posledica je delovanja kapilarnih sila u kapilarnim porama u cementnom kamenu. Hidraulicko skupljanje ce se odvijati sve dok se ne uspostavi ravnoteza uzmedju vlaznosti sredine i vlaznosti betona, medjutim kako je vlaznost betona u opstem slucaju funkcija procesa hidratacije cementa proizilazi da ce do uspostavljanja ravnoteze doci tek nakon duzeg vremenskog perioda, prakticno tek kada se okonca proces hidratacije.

U najvecem broju slucajeva mere se skupljanja ocvrslog betona, odnosno ona skupljanja koja mogu biti od znacaja za naponska i deformaciona stanja konstrukcija pa tako vrednosti koje se dobijaju ispitivanjima predstavljaju zbir hidratacionog i hidraulickog skupljanja. Prema JUS standardu skupljanje betona se ispituje na prizmaticnim ili cilindricnim uzorcima kod kojih je zadovoljen odnos 2 ≤ ha ≤ 4. Poprecna dimenzija a mora da bude takva da je njena velicina jednaka najmanje cetvorostrukoj vrednosti nominalno najkrupnijeg zrna agregata u betonu. Uzorci, najmanje 3 komada, cuvaju se u kalupima u vlaznom prostoru od najmanje 90% relativne vlaznosti oko 24 h na temperaturi cca 20°C. Zatim se vade iz kalupa i 48 h drze u pijacoj vodi temperature oko 20°C. Posle 72 h od zavrsetka izrade vade se iz vode i izlazu kondicioniranim termohigrometrijskim uslovima: temperatura od 20°C i relativna vlaznost od 40% (veoma suva sredina), 70% (srednje vlazna sredina) ili 90% (veoma vlazna sredina). Prvo merenje se vrsi 72 h nakon zavrsetka izrade uzoraka, a zatim posle 4 i 7 dana; nakon ovoga, dalja merenja se vrse posle svakih 7 dana do stabilizacije procesa skupljanja i to najkrace 3 meseca. Skupljanje se izrazava u mm/m.

50.Od cega zavisi vrednost deformacije skupljanja

Skupljanje betona zavisi od temperature i relativne vlaznosti sredina, od dimenzija betonskog elementa, od vrste i kolicine cementa, od vodocementnog faktora,

granulometrijskog sastava agregata, nacina ugradjivanja i nege betona i od starosti betona.

Skupljanje je vece pri visim temperaturama i pri manjoj relativnoj vlaznosti vazduha. Takodje, vece je kod elemenata manjih dimenzija i kod betona spravljenih sa cementima sa dodacima i sa vecom kolicinom cementa. Granulometrijski sastav koji omogucava izradu betona optimalne kompaktnosti uz koriscenje umerenih kolicina cementa, obezbedjuje manje vrednosti skupljanja. Vece kolicine vode doprinose vecim vrednostima hidraulickog skupljanja. Nacin ugradjivanja je znacajan jer se efikasnim ugradjivanjem utice na smanjenje skupljanja. Nega betona koja podrazumeva vlazenje betona u prvim danima nakon ugradjivanja, takodje smanjuje vrednosti skupljanja.

51.Tecenje betona

Tecenje, tj. proces razvitka deformacija materijala u toku vremena koji se odigrava bez promene opterecenja, kod betona se uslovno smatra da nastaje samo delovanjem dugotrajnih opterecenja. Iz tih razloga ispitivanje tecenja betona uvek se vrsi primenom specijalnih uredjaja koji su u stanju da tokom duzeg vremenskog perioda odrzavaju odredjeni nivo naprezanja. Najrasprostranjeniji su uredjaji sa mocnim oprugama (na slici, levo) ili uredjaji koji rade na principu poluge (na slici, desno).

Ako pretpostavimo da ce beton biti izlozen konstantnom naponu beskonacno dugo ili dovoljno dugo, bice moguca dva karakteristicna slucaja:

slucaj stabilizacije procesa tecenja – kada deformacije teze nekoj konacnoj vrednosti i uzorci ne trpe lom, i

slucaj kada ne dolazi do stabilizacije procesa, vec deformacije tecenja teze beskonacno velikim vrednostima, sto dovodi do loma uzoraka.

Prvi slucaj odgovara niskim vrednostima napona, pa se moze reci da beton ima ovakvo ponasanje u oblasti radnih napona. Drugi slucaj odgovara visokim naponima naprezanja pri cemu je vrlo tesko sasvim precizno odrediti granicu koja razdvaja navedene slucajeve. Treba napomenuti da ako su naprezanja u betonu visoka nakon odredjenog vremena, a pri odredjenoj velicini deformacije, doci ce do loma. Lom o kome

je ovde rec nastupice pri naponima koji su ponekad i 20 – 30% ispod cvrstoce koja odgovara delovanju kratkotrajnih opterecenja, pa se cesto govori o cvrstoci betona pri delovanju dugotrajnih opterecenja, tzv. trajnoj cvrstoci betona.

52.Linearno tecenje betona

Linearno tecenje betona je tecenje kod koga postoji stabilizacija procesa i kod koga za sve deformacije (trenutne i vremenske) postoji uslov proporcionalnosti izmedju napona i deformacija. Linearno tecenje zavisi od istih faktora kao i skupljanje betona. To su:

temperatura i relativna vlaznost sredine,

dimenzija betonskog elementa,

od vrste i kolicine cementa,

od vodocementnog faktora,

granulometrijskog sastava agregata,

nacina ugradjivanja i nege betona,

od starosti betona.

U praksi se deformacije tecenja najcesce prikazuju putem tzv. koeficijenta tecenja φ (t, tk) koji se definise na sledeci nacin:

φt, tk=εtect, tkεeltkDo velicina εtec i εel se dolazi ispitivanjem a deformacija tecenja, εtec je definisana izrazom:

εtect, tk=εt-εst-εeltk

Ispitivanja se sprovode na seriji od 9 uzoraka od kojih 3 sluze za ispitivanje skupljanja betona (εs(t)), 3 uzorka za odredjivanje cvrstoce pri pritisku (fp), a 3 uzorka za merenje ukupnih deformacija (εt) pod konstantnim naponom σk. Primenjuje se isti kondinicionirani termohigrometrijski uslovi kao za merenje skupljanja. Koeficijent tecenja koji se dobija je bezdimenzionalna velicina.

Osim kod pritisnutih betonskih elemenata, tecenje se javlja i kod drugih vrsta naprezanja. Tako su, na primer, deformacije tecenja kod elemenata izlozenih zatezanju, 1,5 puta vece od odgovarajucih deformacija pritisnutih elemenata. U slucaju smicanja, deformacije tecenja su 2 – 2,5 puta vece od deformacija kod pritisnutih elemenata. Sto se tice deformacija tecenja, moze se naglasiti jos i da “mladi” betoni uvek imaju vece deformacije tecenja.

53.Elasticne i vremenske deformacije betona pri opterecenju i rasterecenju

Ako postmatramo deformacije tecenja, moci cemo da zakljucimo da postoje uzorci koji su pretrpeli odredjene deformacije tecenja i koji u opstem slucaju po rasterecenju ostaju i izvesnoj meri trajno deformisani.

BAB87 dozvoljava da se u slucajevima kada se ne raspolaze eksperimentalno utvrdjenim vrednostima koeficijenata tecenja betona, mogu koristiti velicine koje su date u odredjenoj tabeli (Tabela 5.2, 159. strana knjige “Osnovi teorije i tehnologije betona”, M. Muravljov). Sto se tice zavisnosti koeficijenta tecenja od vremena t i od starosti betona u trenutku izlaganja opterecenju tk, BAB87 definise ovu zavisnost putem velicina prikazanih u narednoj tabeli.

Starost betona u trenutku

opterecenja tk(dani)

Odnosi koeficijenata tecenja betona u trenutku vremena t i konacne vrednosti koeficijenta tecenja φ(t, tk)/φ∞

Trajanje opterecenja (t – tk) (dani/godine)

7 14 28 90 365 3 g.

7 0,25 0,30 0,38 0,53 0,73 0,85

28 do 90 0,15 0,23 0,30 0,48 0,68 0,83

365 0,10 0,18 0,25 0,43 0,56 0,80

Vrednosti date u tabeli vaze samo za temperaturu sredine od oko 20°C. Medjutim, najcesce su betonske konstrukcije u praksi izlozene vrlo znacajnim temperaturnim promenama, pa se i o uticaju temperature na vrednosti skupljanja i tecenja mora voditi racuna.

54.Veza izmedju napona i deformacije tecenja. Od cega zavisi deformacija tecenja

Ako se pretpostavi da je beton od vremena tk izlozen konstantnom naponu σk=σ tk, veza izmedju napona i deformacija u betonu moze da se predstavi relacijom:

εt,tk-εst=σtkEtk1+φt,tk.Ako, medjutim, napon intervalu t – tk nije konstantan vec se menja diskontinualno saglasno slici, izraz se moze prikazati u obliku:

εt,tk-εst=σtkEtk1+φt,tk+r=1nΔσtkrEtkr1+φt,tk,ili kada se pretpostavi da se napon u betonu menja kontinualno, u obliku:

εt,tk-εst=σtkEtk1+φt,tk+tktdσ(τ)dτ*1+φ(t,τ)E(τ)dτ.

Zbog slozenosti navedenih izraza u praksi se cesto pribegava primeni razlicitih uproscenih veza izmedju napone i dilatacije. Za uobicajene starosti betona i uobicajene konstrukcije moze se uzeti da je

X∞=Xt∞,tk=0,75-0,85.55.Relaksacija betona

Relaksacija betona, pod kojom se u opstem slucaju podrazumeva promena napona u materijalu pri konstantnoj deformaciji, jedan je od nedovoljno ispitanih fenomena betona. Najcesce su ispitivani uzorci oblika nosaca sa prepustima, optereceni koncentrisanim silama na slobodnim krajevima, kako pokazuje slika. Da bi se odrzala konstantna deformacija, odredjenim intervencijama u toku trajanja opita odnosno promenom sile P, odrzavan je nepromenljiv ugib, u. Na ovaj nacin merena je sila P, koja se u toku vremena smanjuje, tezeci nekoj konacnoj vrednosti.

Promena sila uslovljava i analognu promenu napona po presecima, pri cemu su ovi naponi najcesce odredjivani kod oslonca (presek B). Shodno svemu navedenom, relaksacija se moze prikazati u obliku:

rt=Δσtσ0*100=kΔP(t)P0*100 %.Velicina k predstavlja koeficijent proporcionalnosti koji je funkcija armature prisutne u elementu koji se ispituje. U slucaju cisto betonskih elemenata k = 1,0, a za armirane elemente k<1,0.

II OBLAST___________________________________________________________

56.Fabrike betona (namena, vrste, dispozicije, osnovni elementi)

Fabrika betona u opstem slucaju predstavlja postrojenje sa proizvodnim kapacitetom od najmanje 15 m3/h. Medjutim, fabrikom betona moze se smatrati i postrojenje kapaciteta ne manjeg od 10 m3/h ako ovakvo postrojenje ispunjava sve uslove propisane standarnom. Betoni kategorije B.II (betoni marki MB 30 i visih, transportovani betoni i betoni sa posebnim svojstvima) mogu se proizvoditi iskljucivo u fabrikama betona.

Nacelno se moze govoriti o dve osnovne tehnoloske seme proizvodnje svezeg betona, o vertikalnoj i parternoj semi.

U slucaju vertikalne seme, sve komponente betona, ukljucujuci i agregat, se podizu na odredjene visinske nivoe u odnosu na mesalicu za beton pa tehnoloski proces tece “od gore na dole”. U slucaju vertikalne seme proizvodnje, bunkeri (silosi) za agregat se obicno koncipiraju tako da zadovoljavaju potrebe najvise jednodnevne ili sedmodnevne proizvodnje jer je agregat najmasovnija komponenta betona.

Sto se tice parterne seme, pojedine ili sve komponente su lagerovane ispod nivoa mesalice, pa se punjenje mesalice ostvaruje podizanjem komponenata na njen nivo.

57.Fabrike betona sa radijalnim boksovima. Nacin dopremanja i skladistenja komponentnih materijala

Agregat se do bunkera (silosa) najcesce transportuje sistemom transportnih traka koje idu do deponije agregata – mesta lagerovanja koja imaju kapacitete za visednevnu proizvodnju. Funkciju deponija za agregat u okviru fabrika betona mogu da imaju i radijalni boksovi koji istovremeno predstavljaju i bunkere za pojedine frakcije agregata.

Pri primeni radijalnih boksova, dopremanje agregata do mesta doziranja se vrsi tzv. radijalnim skreperima. Kao sto se moze zakljuciti, agregat je skoro uvek direktno izlozen delovanju atmosferilija sto znaci da se njegova vlaznost u opstem slucaju neprekidno menja. Zbog toga se vlaznost agregata mora stalno pratiti i vrsiti se neophodne korekture sastava betona. Iz ovih razloga podloga deponije uvek treba da bude izvedena od betona sa odgovarajucim nagibima da bi se omogucilo sto efikasnije odvodnjavanje i time smanjio sadrzaj vode u agregatu. Takodje, ne treba koristiti agregat sa samog poda deponije jer je njegova zaprljanost neposredno iznad poda u sloju debljine 20 – 30 cm nedopustivo velika. Tokom istovara agregata treba obratiti paznju da ne dodje do segregacije zrna, stoga je preporuka da visine figura koje se obrazuju tokom jednog istovara ne budu vece od 2 m, vec da se istovar vrsi tako da se obrazuje vise takvih figura, pa tek onda predje na sledecu visinu od 2 m, preko tih figura.

Cement i drugi praskasti materijali (aditivi i sl.) lageruju se u odgovarajucim silosima koji se obicno tako dimenzionisu da zadovolje potrebe nedeljne proizvodnje. Kapaciteti silosa mogu biti razliciti – od 200 do 4000 t, pri cemu broj silosa treba da odgovara broju

vrsta i klasa cementa (u jednom silosu sme biti lagerovana samo jedna vrsta, odnosno klasa cementa). Mada se u fabrikama betona najcesce primenjuje cement koji se isporucuje u rinfuzi, ponekad u obzir dolazi i primena cementa zapakovanog u vrece. U takvim slucajevima treba obratiti posebnu paznju zastiti cementa od vlage, promaje i prekomernog zagrevanja, pa se vrece moraju cuvati u slagalisnim prostorijama sa izdignutim podom. U ovim prostorijama treba odvajati pojedine partije cementa prema vrsti i klasi, kao i prema datumu isporuke. Bez obzira na nacin skladistenja cementa, uvek treba upotrebiti onaj koji je ranije isporucen. Ako se radi o cementu u vrecama, u slucaju duzeg lagerovanja ove vrece treba premestati svakih 10 – 15 dana i to tako da se svaka vreca premesti na drugo mesto i da se okrene. Ukoliko se cuvanju cementa ne pokloni dovoljna paznja, on vremenom gubi svojstvo veziva i postaje neupotrebljiv. Zgrudvani cement se pre upotrebe mora ispitati i ukoliko nije izgubio vezivno svojstvo mora se prosejati.

Dodaci betona se lageruju u skladu sa upustvima proizvodjaca. Tecni hemijski dodaci moraju se pre upotrebe izmesati. Praskasti hemijski dodaci se prvo mesaju sa vodom pa se zatim unose u mesalicu za beton.

Za odmeravanje komponentnih materijala koriste se najcesce automatski dozatori (vage). Masa agregata se odredjuje sa tacnoscu od ±3%, a masa cementai vode sa tacnoscu od±2%.

58.Mesalice za beton

Mesalice za beton u sklopu pogona za proizvodnju betona treba da budu tako odabrane i dimenzionisane da pod pretpostavkom tacnog doziranja komponenata obezbede homogenizaciju mase i omoguce dobijanje predvidjene kolicine svezeg betona u jedinici vremena. Ove mesalice mogu da budu sa periodicnim i sa neprekidnim (kontinualnim) radom. U prvom slucaju radni ciklus mesalice se sastoji od punjenja mesalice, mesanja mase i praznjenja, dok u drugom slucaju sve navedene operacije teku istovremeno. Podela mesalica za beton moze se napraviti i u odnosu na polozaj ose bubnja u kome se vrsi mesanje komponenata, pa se tako u odnosu na ovu osu – osu rotacije – razlikuju mesalice sa vertikalnom, horizontalnom i kosom osom. Kada se govori o nacinu mesanja komponenata, mesalice za beton se najcesce dele na gravitacione mesalice i na mesalice sa prinudnim mesanjem.

U gravitacionim mesalicama betonska smesa se mesa tako sto se u bubnju koji se obrce oko horizontalne ili blago nagnute ose smesa podize do odredjene kriticne visine nakon cega pada nanize, u donju zonu bubnja.

Gravitacione mesalice nisu pogodne za spravljanje krucih betonskih mesavina, a vreme neophodno za dobijanje homogene mase svezeg betona obicno iznosi 1 – 3 minuta.

Protivstrujne mesalice koriste se za slucajeve betona sa krucom konzistencijom. To su mesalice kod kojih unutar bubnja koji se okrece brzinom 10 – 20 obrta u minuti postoji sistem lopatica koje rotiraju u suprotnim smerovima.

Na ovaj nacin masa u bubnju je podvrgnuta prinudnom kretanju sto omogucava dobijanje vrlo homogene mesavine. Trajanje mesanja zavisi od tehnologicnosti betona i od krupnoce zrna agregata.

59.Mesalice za beton (koeficijent izlaza betona, proizvodnost mesalica sa ciklicnim radom i godisnja proizvodnja betona)

Kapacitet mesalica sa ciklicnim radom se krece od 100 do 4500 litara (dm3), to je kolicina svezeg betona koja izlazi iz mesalice. Zapremina betona koja se dobija jednim mesanjem (Vb,sv) uvek je manja od zbira zapremina komponentnih materijala. Odnos zapremine svezeg betona i zapremine cementa i agregata naziva se koeficijent izlaza betonske mesavine i oznacava sa ki. Ako je Vcem (dm3) zapremina cementa a Vagr (dm3) zapremina agregata za dobijanje 1 m3 (1000 dm3) svezeg betona, koeficijent izlaza betonske mesavine definise se odnosom:

ki=1000Vcem+Vagr.Koeficijent izlaza betonske mesavine obicno iznosi 0,6 – 0,7.

Proizvodnost mesalica za beton, koja se izrazava u m3/h, predstavlja kriterijum na osnovu koga se ove mesalice svrstavaju u sledece grupe:

mesalice malog kapaciteta (proizvodnost do 20 m3/h)

mesalice srednjeg kapaciteta (proizvodnost 20 – 50 m3/h)

mesalice velikog kapaciteta (proizvodnost 50 – 100 m3/h)

mesalice vrlo velikog kapaciteta (proizvodnost iznad 100 m3/h)

Kapacitete i proizvodnosti mesalica definise proizvodjac, pri cemu se deklarisane vrednosti moraju proveriti kroz probnu proizvodnju.

Od homogenosti betonske mesavine zavise i karakteristike svezeg betona pa je zato vazno odrediti optimalno vreme trajanja mesanja u mesalici. Ovo vreme se nacelno odredjuje od slucaja do slucaja. Kao orjentaciona vremena mogu da posluze i vrednosti date u tabeli.

Tip i kapacitet (zapremina) mesalice za beton

Vreme trajanje mesanja (s)

sleganje 0 – 2 cm

sleganje 2 – 6 cm

sleganje preko 6 cm

Gravitaciona

300 litara - 60 45

800 litara - 120 90

1600 litara - 150 120

Protivstrujna

300 litara 90 60 -

800 litara 160 120 -

preko 800 litara 180 150 -

Ako se u mesalicu unese kolicina materijala koja tacno odgovara deklarisanom kapacitetu mesalice Vmes, na osnovu izraza za koeficijent izlaza betonske mesavine dolazi se do relacije:

Mcγc+Maγa=Vmeski,gde su Ma i Mc mase agregata i cementa u kg koje treba uneti u mesalicu, a γc i γa zapreminske mase ovih komponenata. Pri primeni ovog izraza zapreminske mase cementa i agregata treba uzimati u kg/dm3. Ako se uzme u obzir da mora biti zadovoljen uslov

α=mamc=MaMc,dolazi se do sledecih relacija za Mc i Ma koje definisu potrebne mase cementa i agragata koje obezbedjuju dobijanje svezeg betona u kolicini Vmes:

Mc=γc*Vmes1+αγcγa*ki kg,Ma=γc*Vmes1+αγcγa*ki*α kg.Kolicine komponentnih materijala se mogu dobiti i na bazi sledecih izraza:

Ma=maVmes , Mc=mcVmes , Mv=mvVmes , Mad=madVmes.Ako za jednu mesalicu sa periodicnim radom vreme jednog ciklusa mesanja τc odredjeno izrazom:

τc=τp+τm+τpr,gde su τp, τm i τpr vremena punjenja, mesanja i praznjenja mesalice izrazena u minutima, broj ciklusa mesanja u toku jednog casa za datu mesalicu bice:

nc=60τc,dok ce njena proizvodnost iznositi:

p1=nc*Vmes1000 m3h.Ova vrednost, ili proizvodnost deklarisana od strane proizvodjaca moze da se upotrebi za izbor broja mesalica u okviru jedne fabrike betona. U vezi sa tim treba poci od zadate godisnje proizvodnje konkretnog sistema Q (u m3/god.) i primeniti formulu:

p=QΦ*T*k1k1,gde je p proizvodnost celokupnog sistema u m3/h, Φ - planirani broj radnih dana godisnje, a T – broj radnih casova dnevno. Koeficijenti k1 i k2 imaju sledeca znacenja:

k1 = 1,4 – koeficijent neravnomernosti koriscenja mesavina,

k2 = 1,2 – koeficijent sigurnosti.

Na bazi prikazanih velicina, potreban broj mesalica u sklopu sistema bice:

m=pp1 kom.,pri cemu se vrednost zaokruzuje na prvi veci ceo broj m0. Nakon usvajanja broja m0 fakticka proizvodnost sistema se moze prikazati relacijom:

pfak=m0*p1 m3h,

a na osnovu vrednosti pfak mogu se definisati dnevna proizvodnja, a na bazi nje i dimenzionisati i kapaciteti silosa za agregat i cement, kao i svi drugi elementi u sklopu tehnoloskog procesa.

60.Transport betona – opsta sema i opsta pravila

Transport betonske mesavine obuhvata prenosenje homogenizovane smese od mesta spravljanja do mesta ugradjivanja. Ovoj operaciji se mora posvetiti posebna paznja jer je betonska mesavina u toku transporta izlozena potresima koji mogu prouzrokovati segregaciju. Pored toga treba obezbediti da ne dodje do iscurivanja cementnog mleka niti prekomernog isparivanja vode. Transport betona moze biti spoljasnji i unutrasnji. Na slici je prikazana opsta sema transporta betona.

Pod transportovanim betonom u pravom smislu te reci podrazumeva se samo beton koji se proizvodi u fabrici betona i koji nakon toga podleze spoljasnjem transportu. Beton proizveden na samom gradilistu iskljucivo za potrebe tog gradilista, ne smatra se transportovanim betonom.

Bez obzira da li se radi o unutrasnjem ili spoljasnjem, transport svezeg betona predstavlja vrlo delikatnu operaciju, pa zato treba preduzeti odredjene mere i pre pocetka transporta u pravom smislu. Tako, na primer treba postupiti u skladu sa slikom, prvi i drugi slucaj, sto znaci da ne dolazi u obzir istresanje svezeg betona iz mesalice kako je prikazano na slici u trecem slucaju.

Unosenje mase prilikom punjenja transportnih posuda mora da bude strogo centricno (naredna slika, prvi slucaj), jer u protivnom moze doci do izdvajanju krupnih od sitnih zrna.

Ukoliko se pri transportu betonske mesavine vrsi njeno prebacivanje sa jednog transportera na drugi, postupak treba da se izvede saglasno prvom slucaju prikazanom na sledecoj slici.

Ako i pored svih preduzetih mera beton na mesto ugradjivanja ne stigne onakav kakav je izasao iz mesalice, pre samog ugradjivanja treba ga jos jednom izmesati.

S obzirom na vremenski karakter procesa hidratacije cementa, transport betonske mesavine mora da se obavi u odredjenom vremenu. Ovo vreme treba da bude naravno sto krace, a pri tom se mora voditi racuna da se ugradjivanje zavrsi pre pocetka vezivanja cementa. Na sve ovo uticaj ima i spoljasnja temperatura, pa se i ona mora uzeti u obzir. Kao orjentacione vrednosti maksimalnih vremena transporta betonskih mesavina spravljenih sa portland cementima mogu se uzeti vrednosti date u tabeli.

Temperatura svezeg betona (°C) 5 – 10 10 – 20 20 – 30

Maksimalno vreme transporta (minuti) 120 90 45

Na maksimalno vreme transporta ce uticati i eventualna primena aditiva tipa akceleratora i retardera. Aditivi tipa plastifikatora i superplastifikatora takodje mogu imati uticaj na maksimalno vreme transporta, pa dodatke treba dozirati tek na licu mesta, odnosno neposredno pre ugradjivanja jer se smatra da vreme od spravljanja do ugradjivanja takvog betona sme iznositi najvise 45 minuta, mada se merodavni zakljucci mogu izvesti samo na bazi konkretnih ispitivanja.

61.Transportovani beton – definicija i sredstva spoljasnjeg transporta

Transportovani beton je beton koji se karakterise spoljasnjim transportom, odnosno transportom od fabrike betona do mesta ugradnje. Beton se sredstvima spoljasnjeg transporta moze transportovati i na 50 i vise kilometara. Transportna sredstva o kojima je ovde rec spadaju u kategoriju drumskih vozila. To su sledeci tipovi vozila:

kamioni – mesalice, tzv. automikseri kapaciteta 1 – 10 m3,

silobusi – specijalna vozila za transport svezeg betona sa ugradjenim agitatorima – uredjajima za uzburkavanje betonske mesavine,

damperi,

kamioni – kiperi i

obicni kamioni sa ravnim platformama, pod uslovom da se betonska mesavina transportuje u odgovarajucim posudama – korpama.

U automikseru (naredna slika) beton se moze spravljati kao u svakoj mesalici, sto znaci da se cvrste komponente mogu uneti u njegov bubanj i laganim mesanjem dovesti do potpune homogenizacije, a da se voda moze dodati iz sopstvenog rezervoara neposredno pre istovara ovako dobijenog svezeg betona. Lagano mesanje o kome je ovde rec vrsi se brzinom od 2 – 6 obrta u minuti, sto je znatno manje od brzine mesanja neophodne za dobijanje svezeg betona po dodatku voda a koja treba da iznosi 10 – 20 obrta u minuti. Mora se napomenuti da domaci standard potpuno iskljucuje mogucnost koriscenja automiskera kao mesalice za beton. Prema istom standardu ne dozvoljava se dodavanje vode za vreme transporta betonske mesavine, vec samo u izuzetnim slucajevima dozvoljeno je direktno doziranje superplastifikatora.

Ukoliko se radi samo o transportu vec spravljenog betona, mogu se primenjivati i silobusi, saglasno sledecoj slici.

Korpe ovakvih vozila su okretne i pri istovaru mogu da se rotiraju i za ugao od oko 80°. Na ovaj nacin omogucen je brz istovar betonske mesavine.

Koriscenjem iskljucivo spoljasnjeg transporta svezeg betona mogu se izvoditi radovi saglasno narednoj slici.

Velika prednost transportovanog betona je u tome sto on u sustini predstavlja beton proizveden na industrijski nacin, cime se dobijaju konstrukcije visokih kvaliteta. Prema nasem standardu betonska mesavina mora da bude izrucena iz transportnog vozilu u roku od 2 casa od momenta doziranja vode u fabrici, ako se transport obavlja vozilom sa uredjajem za uzburkavanje, odnosno u roku od 1h ako je u pitanju vozilo bez uredjaja za uzburkavanje betonske mesavina. Maksimalno dozvoljeno vreme moze varirati u zavisnosti od vremenskih uslova, pa se tako dozvoljava duze vreme ako se radovi izvode u hladnim i vlaznim klimatskim uslovima, ili u slucaju kada se koriste aditivi usporivaci. Krace vreme je, pak, dozvoljeno ako se radovi izvode po vrucini a beton je spravljen sa vecom kolicinom cementa, ili kada se koriste aditivi ubrzivaci.

62.Unutrasnji transport svezeg betona

Unutrasnji transport svezeg betona obuhvata transport od odredjenog mesta na gradilistu gde se beton iz sredstva spoljasnjeg transporta neposredno prebacuje u neko sredstvo unutrasnjeg transporta. Isto tako, unutrasnji transport je i transport od gradilisnog pogona za proizvodnju betona do mesta ugradjivanja.

Za unutrasnji transport koriste se razlicita sredstva, kao sto su:

rucna kolica sa jednim tockom (tzv. tacke),

rucna kolica sa dva tocka (tzv. japaneri)

prenosne celicne posude kapaciteta 0,3 – 1,0 m3, tzv. kible, koje se transportuju putem kranova

vagoneti

trakasti transporteri

pumpe za beton i drugo.

Trakasti transporteri ili tzv. transportni konvejeri, najvecu primenu imaju pri gradjenju masivnih betonskih konstrukcija. Sirine traka obicno iznose 300 – 700 mm, a transportne brzine se krecu od 0,05 – 3 m/s. Ova vrsta transporta se moze koristiti samo do odredjenih nagiba koji zavise od konzistencije svezeg betona. Danas se sve vise srecu i transportni konvejeri koji cine celinu sa automikserima. U ovakvim slucajevima duzina trake iznosi do cca 12 m.

Izbor konkretnog sredstva unutrasnjeg transporta zavisi uglavnom od potrebnog ucinka i konzistencije svezeg betona.

Kao vrlo fleksibilno sredstvo transporta svezeg betona u uslovima prefabrikacije znacajnu primenu imaju tzv. viljuskari – vozila koja su snabdevena kiblama raznih oblika i konstrukcija, najcesce zapremine do 1 m3. Viljuskari su u stanju da osim horizontalnog vrsi i vertikalni transport do maksimalnih visina od 2,5 – 3,0 m.

63.Pumpe za transport svezeg betona i “pumpani” betoni

Danas se vrlo siroko, kao sredstva unutrasnjeg transporta, primenjuju tzv. pumpe za beton koje mogu da budu raznih tipova – klipne, bezklipne (vakuum – pumpe) i pneumatske.

Klipnih pumpi ima vise vrsta, pri cemu je jedna od najjednostavnijih tzv. pumpa neposrednog dejstva. Radni ucinak ovakvih pumpi iznosi i do 40 m3/h. Putem njih se beton moze transportovati po horizontali do oko 400 m i na oko 50 m po vertikali. Princip rada klipnih pumpi se vrsi u mehanickom potiskivanju betonske mesavine kroz cevovod povezan sa pumpom.

Vakuum – pumpe, ili pumpe neprekidnog dejstva konstruisane su tako da se u njima u toku rada stvara vakuum, pa se na taj nacin betonska mesavima isisava iz sabirnog kosa i preko komore za vakuumsko pumpanje ubacuje u transportnu cev. Ucinak ovakvih pumpi iznosi 40 – 50 m3/h, pri cemu mogu da transportuju beton na duzinu do 100 m i na visinu do oko 30 m.

Pneumatske pumpe sastoje se iz suda pod pritiskom, prikljucne cevi za dovod komprimovanog vazduha i transportne cevi. Princip rada ovakvih pumpi je sledeci: sud pod pritiskom se pre pocetka rada pumpe puni betonskom mesavinom, zatim se sud hermeticki zatvara, da bi na kraju u njega bio uveden komprimovan vazduh, pod cijim uticajem ce doci do potiskivanja svezeg betona kroz transportnu cev. S obzirom da se radi o diskontinualnom transportu, ponekad se kombinuje rad vise ovakvih pumpi da bi se omogucilo ravnomernije snabdevanje betonskom mesavinom. Ucinak jedne ovakve pumpe iznosi 10 – 20 m3/h.

Pumpe za beton mogu da budu stabilne i mobilne. Cevovodi kroz koje se beton transportuje od pumpe do mesta ugradjivanja mogu biti od celicnih, plasticnih, gumenih ili spiralno uvijenih metalnih cevi. Precnici cevovoda se krecu u granicama 8 – 20 cm. Mesta promene pravca kretanja betonske mesavine, odnosno tzv. lomovi cevi, prouzrokuju gubitke i smanjuju ucinak pumpe. Brzina kretanja betona kroz cevovod iznosi 1,5 – 2,5 m/s, a radni pritisci u cevovodu obicno iznose 1,5 – 3,5 bara.

Od svih pumpi, najsiru primenu imaju mobilne pumpe – tzv. autopumpe. To su pumpe montirane na sasijama kamiona ciji je horizontalni domed oko 17 m, a visina dizanja moze da bude i blizu 20 m.

Da bi se beton mogao transportovati pomocu pumpe za beton, on mora imati neka posebna svojstva, pa se tako cesto govori o pojmu pumpabilnost svezeg betona. Na pumpabilnost svezeg betona uticu:

konzistencija, mera sleganja betona treba da se krece u granicama 5 – 14 cm,

kohezivnost, ni u kom slucaju ne sme doci do izdvajanja vode ili pojave segregacije,

cement, pogodniji su cementi sa finijim mlivom,

maksimalno zrno agregata, koje ne sme biti vece od 1/3 precnika cevi Φ za cevi vece od 100 mm, odnosno 1/4 precnika cevi Φ za cevi ispod 100 mm.

Pre pocetka rada pumpu treba “podmazati” tako sto ce se kroz cevi propustiti oko 0,5 m3 betona onog sastava koji ce se transportovati ali bez najkrupnije frakcije agregata. Po zavrsetku rada, cevi treba ocistiti sa unutrasnje strane propustanjem sundjeraste lopte odgovarajuceg precnika i ispiranjem cistom vodom sa posebnom paznjom na spojevima cevi koji moraju biti dobro ocisceni i sa spoljne i sa unutrasnje strane.

64.Ugradjivanje betona – definicija i opsta pravila za punjenje betona u oplatu. Zavrsna obrada betona

Ugradjivanje betona je faza tehnoloskog procesa izvodjenja betonskih radova koja sledi nakon faze transporta svezeg betona. Podrazumeva se da beton mora odgovarati postavljenim zahtevima u pogledu sastava, konzistencije vremena proteklog od spravljanja do dopremanja do datog mesta. Ugradjivanje betona treba da se zavrsi pre pocetka vezivanja cementa, u protivnom beton se mora baciti. Smatra se da betone krucih konzistencija pri suvom i toplom vremenu treba ugraditi najkasnije do 1 h, a pri vlaznom i prohladnom vremenu najkasnije do 2 h nakon zavrsetka mesanja. Kod plasticnijih konzistencija to vreme moze da bude i duze ali se uvek mora utvrditi prethodnim ispitivanjima. Takodje u svim slucajevima treba uzeti u obzir eventualnu upotrebu pojedinih dodataka betonu (ubrzivaca, usporivaca, plastifikatora, superplastifikatora). Prema nasem standardu pocetak vezivanja vecine nasih cemenata ne sme biti kraci od 60 minuta.

Pod ugradjivanjem betona podrazumeva se:

punjenje oplate,

razastiranje svezeg betona,

zbijanje – kompaktiranje betonske mase i

zavrsna obrada gornje povrsine izbetoniranog elementa.

Oplata se puni ili neposrednim sipanjem betonske mesavine iz transportnog sredstva ili putem odgovarajucih levkova – vodjica za svezi beton. Treba voditi racuna da ne dodje do segregacije betona pa stoga prilikom ugradjivanja beton ne sme slobodno da pada sa visine vece od 1,5 m. Ukoliko se beton sipa sa vece visine treba primenjivati posebne levkove – vodjice prikazane na narednoj slici.

I pri manjim visinama sipanja betona treba voditi racuna o mogucnosti segregacije, pa i u takvim slucajevima sipanje betona u oplatu treba vrsiti pomocu odgovarajucih levkova kako nalaze sledeca slika.

U slucajevima koriscenja trakastih transportera za prevoz betonske mesavine do mesta ugradjivanja treba postupiti na nacin prikazan na sledecoj slici. Na istoj slici takodje je dat i primer neispravnog ugradjivanja betona.

Ako se vrsi betoniranje zidova i stubova manjih visina treba raditi na nacin prikazan na narednoj slici levo. Desno je prikazan neispravan nacin ugradjivanja.

Ukoliko se radi zidovima ili stubovima vecih visina, osim levka – vodjice, moze se primenjivati i ubacivanje betona na nacine koje pokazuje sledeca slika.

Kao sto slika pokazuje, beton se ubacuje sa bocne strane, kroz vertikalni zljeb koji se naziva “kesom” snestenom u otvor u oplati. Betoc ce prvo ispuniti ovu “kesu” pa nakon toga, bez segregacije, i oplatu.

Prilikom betoniranja horizontalnih ploca beton treba nanositi – razastirati – na nacin prikazan na sledecoj slici. Pod b/. je dat i primer neispravnog razastiranja.

Proces zavrsne obrade beton na red dolazi nakon zavrsetka kompaktiranja svezeg betona. Sastoji se u izravnjavanju odnosno zagladjivanju gornje povrsine i moze se vrsiti nekim od rucnih alata koji su prikazani na sledecoj slici.

Takodje, ova obrada se moze vrsiti i mehanickim (vibracionim) napravama – vibroravnjacama.

65.Oprema za zbijanje betona

Zbijanje, odnosno kompaktiranje betona sledi nakon razastiranja betona u oplati. Najcesce se radi masinskim putem, primenom razlicitih postupaka vibriranja u masi betona posle cega u masi betona ostaje 1 – 3% zaostalih mehurica vazduha.

Prema nacinu delovanja vibratori se dele na:

povrsinske vibratore,

unutrasnje vibratore (pervibratore),

oplatne vibratore i

vibrostolove.

Povrsinski vibratori se koriste kod ugradjivanja betona u povrsinske elemente kao sto su podovi, ploce, kolovozne konstrukcije i drugo. Dubina dejstva ovakvih uredjaja je maksimum 25 cm. Vreme rada na jednoj poziciji obicno iznosi 20 – 60 s, a orjentaciona brzina premestanja ovih vibratora iznosi 0,5 – 1,0 m/min. Izgled jednog povrsinskog vibratora dat je na sledecoj slici.

U povrsinske vibratore ubrajaju se i tzv. vibroletve, vibrodaske i vibrogrede, koje se jednim imenom cesto nazivaju i vibroravnjacama i najcesce se koriste za zavrsnu obradu – zagladjivanje betonskih povrsina.

Unutrasnji (dubinski) vibratori – pervibratori imaju najsiru primenu u poredjenju sa ostalim tipovima vibratora za beton. Princip rada ovih uredjaja sastoji se u tome da se u masu svezeg betona unese telo koje vibrira – pervibratorska igla. Radijus dejstva pervibratora se najcesce krece u granicama 25 – 75 cm, pri cemu podatak o ovom radijusu daje proizvodjac, mada je korisno to i eksperimantalno proveriti. Sloj betona koji se vibrira ne bi trebalo da bude deblji od 70 cm. Naredna slika prikazuje jedan pervibrator.

U zavisnosti od konzistencije, duzina vibriranja na jednoj poziciji iznosi 20 – 40 s, a rastojanje izmedju susednih pozicija ne treba da je vece od 1,5Rd (Rd – radijus dejstva).

Oplatni (spoljasnji) vibratori su vibro – uredjaji koji se pricvrscuju za oplatu. Koriste se u slucajevima kada zbog dimenzija elemenata i gustine armature ne postoji mogucnost primene unutrasnjih vibratora. Primer toga je betoniranje tankih vertikalnih zidova. Pri betoniranju takvih konstrukcija koristi se veci broj ovakvih vibratora rasporedjenih po spoljasnjim povrsinama, mada se moze raditi i sa manjim brojem vibratora, sto podrazumeva njihovo premestanje. Vreme rada ovakvog vibratora na jednom mestu iznosi 50 – 90 s. Pri primeni oplatnih vibratora vaznu ulogu ima i oplata koja treba da bude dovoljno cvrsta da se tokom vibriranja ne bi ostetila, a opet i dovoljno elasticna kako bi se vibracije sa vibro – uredjaja prenele na betonsku masu. Izgled oplatnog vibratora predstavljen je na narednoj slici.

Dejstvo oplatnih vibratora se prostire do dubine od najvise 25 cm.

Vibrostolovi su takvi uredjaji kod kojih se na gornje horizontalne ploce postavljaju celokupne oplate ili kalupi, tako da se vibracije ove ploce prenose na celokupan sistem koji sacinjavaju kalup i betonska masa u njemu. Vibrostolovi se najsire primenjuju u uslovima prefabrikacije, gde postoje velike proizvodne serije elemenata istog tipa. Primer izgleda vibrostola pokazuje naredna slika.

Velicina vibrostolova moze da varira od 1 x 2 m, do znatno duzih, do 14 m duzine.

66.Izbor opreme za zbijanje betona. Ucinci razlicitih vrsta vibratora

Izbor opreme za zbijanje betona se moze napraviti na osnovu konkretnog elementa konstrukcije koji se betonira, kao i njegovih dimenzija. Tako se, za povrsinske elementa tipa ploce, podovi, kolovozne konstrukcije i slicno najcesce koristi povrsinski vibrator. Unutrasnji vibrator – pervibrator moguce je primeniti u slucajevima kada je debljina sloja koji se vibrira najvise 70 cm i ova vrsta vibratora je generalno najrasprostranjenija u poredjenju sa ostalim vibratorima. Kada se radi o tankim vertikalnim zidovina, ili kada

zbog dimenzija elementa ili gustine armature ne mozemo primeniti unutrasnje vibratore, koriste se oplatni – spoljasnji vibratori. Vibrostolovi imaju najsiru primenu u prefabrikaciji odnosno u uslovima gde postoji velika proizvodnja serije elemenata istog tipa.

Ucinak povrsinskih vibratora se izracunava po obrascu:

U=3600F*h0t1+t2ku m3/h,gde je F (m2) radna povrsina vibratora, h0 – debljina plocaste konstrukcije, t1 i t2 – radni ciklus vibratora (vibriranje i premestanje) i ku – koeficijent korisnog dejstva (najcesce 0,85).

Ucinak dubinskih vibratora – pervibratora moze se prikazati na sledeca dva nacina:

U=60*L*Rd2 m3h,U=2Rd2*d3600tcku m3h.U ovim izrazima je L (m) – duzina radnog dela vibratora, Rd – radijus dejstva vibratora, d (m) – debljina elementa koji se ugradjuje, tc (s) – vreme jednog ciklusa koji se sastoji od vremena rada na jednoj poziciji (20 – 40 s) i premestanja na novu poziciju (oko 10 s), ku – koeficijent koristnog dejstva (0,85).

Kada je rec o oplatnim vibratorima, razmak izmedju njih treba da bude:

lmax=3*4E0I0m0f2,gde je E0 – modul elasticnosti materijala oplate, I0 – moment inercije preseka oplate, m0 – masa jedinice duzine oplate, f – frekvencija prinudnih oscilacija (najcesce 6000 vib./min, amplitude velicine 0,1 – 1,5 mm).

67.Tehnicki uslovi za oplate

Oplate su pomocne konstrukcije pomocu kojih se formiraju projektovani oblici betonskih elemenata, u koje se ugradjuje sveza betonska masa i u kojima se obavlja potrebna nega betona. Izbor tipa oplate se vrsi u zavisnosti od:

vrste elementa odnosno konstrukcije koja se betonira,

usvojene tehnologije gradjenja i

ekonomskih parametara.

Oplate se izradjuju od razlicitih materijala:

drvo (daske, sper – ploce, panel ploce, ploce od lesonita),

celik (limovi razlicitih debljina i profila),

plasticne mase (polivinilhlorid, polietilen, ekspandirani polistiren),

guma,

impregnisani karton,

beton (prefabrikovani elementi),

keramicki proizvodi (blokovi ispune za izradu medjuspratnih konstrukcija).

Oplata mora da zadovoljava odredjene uslove u pogledu hermeticnosti spojeva, sto znaci da ne sme doci do gubitka cementne paste. Da bi se ovo sprecilo mogu se primeniti postupci dodatnog opsivanja, umetanja sundjerastih traka ili popunjavanja elasticnim kitovima. Od oplate se takodje zahteva i laka demontaza bez ostecenja betonskih povrsina. To se ostvaruje primenom ravne i glatke oplate, obradom ivica elemenata – spojeva oplate. Pored navedenog, mera koja olaksava skidanje oplate i povecava njen rok upotrebe je i izrada bocnih strana u nagibima 10:1 do 20:1, sa orijentacijom “od betona”. Spojevi opsivke pod pravim uglom trebalo bi po mogucstvu da budu obradjeni na nacin prikazan na sledecoj slici.

Da bi se obezbedilo lako skidanje oplate i dobar izgled povrsina gotovih konstrukcija, unutrasnje povrsine oplata moraju da budu ciste i prema potrebi premazane nekim zastitnim sredstvima. Ova sredstva se uglavnom primenjuju da se smanji prijanjanje oplate i betona i da se iskljuci mogucnost zadrzavanja mehurica vazduha na kontaktu

beton – oplata. Delovi oplate koji trajno ostaju ugradjeni u beton ne smeju imati stetnog uticaja na beton ili armaturu. U vezi sa ovim treba obratiti paznju na sledece:

celik ne deluje stetno na beton, niti je prisutna obrnuta pojava,

primena aluminijuma moze imati stetne posledice na beton,

ovolo brzo korodira u betonu, pogotovo ako je u dodiru sa armaturom,

bakar i njegove legure mogu korodirati ako su u betonu prisutne pojedine cestice, a ako se u betonu uspostavi kontakt izmedju bakra i armature, doci ce do korozije celika,

cink se moze ugradjivati u beton ali ne sme doci u dodir sa armaturom.

Uticaji koji mogu delovati na jednu oplatu u opstem slucaju su sledeci: udari pri punjenju oplate svezim betonom, vertikalni i horizontalni pritisci svezeg betona, vibracije pri kompaktiranju betona, dejstvo vetra i drugo. Da bi oplata bila u stanju da primi sve navedene uticaje mora da ima odgovarajucu krutost i stabilnost kao i da bude projektovana i izvedena u skladu sa vezecim propisima.

68.Drvene oplate

Iako u nesto manjem obimu nego ranije, drvene oplate se i danas siroko koriste u gradjevinarstvu, narocito pri izvodjenju jednostavnijih elemenata i pri izvodjenju unikatnih elemenata i kontrukcija. Pored klasicne rezane gradje, veliku primenu pri izradi savremenih drvenih oplata imaju i industrijski proizvodi na bazi drveta, u prvom rede vodootporne sper – ploce.

Sledeca slika prikazuje primer drvene oplate za gredni armiranobetonski element. Kao sto se vidi, kao podupiraci oplate mogu da se koriste i celicne cevi.

Za izradu pojedinih konstrukcijskih elemenata kao sto su stubovi, zidovi ili ploce, mogu da se koriste i oplate sastavljene od panela vecih dimenzija koji se dobijaju spajanjem potrebnog broja dasaka ili oblikovanjem vecih komada sper – ploca. Kako to izgleda, pokazuje naredna slika.

Primenom ovako ukrupnjenih elemenata, postize smanjenje vremena izrade oplate za 10 – 30%.

69.Celicne oplate

Celicne oplate se najcesce primenjuju u prefabrikaciji betonskih elemenata, kada se od oplata zahteva veliki broj obrta. Primer jedne takve oplate prikazuje naredna slika.

U okviru ove oplate prisutni su sledeci elementi: (1) donja strana, (2) bocne strane sa komorama za paru, (3) oplatni vibratori i (4) cevcice za ispustanje pare. Kao primere oplata (kalupa) od celika za izradu montaznih elemenata mozemo navesti oplatu za izradu pregradnog betonskog elementa i kalup za izradu montaznog stepenisnog kraka. U oba slucaja radi se od veoma komplikovanim celicnim konstrukcijama, ali one i kao takve imaju opravdanje za primenu jer se radi o industrijskom nacinu proizvodnje elemenata.

U novije vreme sve cescu primenu imaju unificirane celicne oplate inventarskog tipa koje sluze za izvodjenje nekih jednostavnijih elemenata kao sto su stubovi, zidovi ili grede. Osnovni elementi i izlged jednog ovakvog sistema prikazani su na sledecoj slici.

Naredna slika, pak, pokazuje oplate jednog stuba i zida dobijene sklapanjem inventarskih delova.

Od celika se izradjuju i tzv. prostorne blok – oplate koje najvecu primenu imaju pri izvodjenju temelja – samaca sa stepenasto oblikovanim stopama. Primer jedne takve oplate je na sledecoj slici.

Za ovakvu oplatu je karakteristicno da pri njenom skidanju nije potrebno razdvajanje pojedinih delova vec se skidanje oplate obavlja uz pomoc hidraulickih presa ili kranova.

70.Tipizirani sistemi oplata (oplate – stolovi, prenosne oplate i tunelske oplate). Pokretne oplate

Za izvodjenje konstrukcijskih elemenata unificiranih oblika i dimenzija mogu se primenjivati i odredjeni tipizirani sistemi oplata.

Oplate – stolovi sluze za betoniranje medjuspratnih konstrukcija tipa puna ploca. Sastoje se od horizontalnih platformi i od teleskopskih potpora. Ove oplate takodje imaju i tockove za premestanje iz jedne u drugu poziciju.

Dimenzije oplata – stolova se biraju tako da njihove platforme po mogucstvu pokriju celokupne povrsine pojedinih soba u okviru stanova, a ako je moguce i citave povrsine stanova.

Prenosne oplate sluze za izvodjenje betonskih zidova, odnosno elemenata panelnog tipa razlicitih dimenzija. Postoji vise sistema ovih oplata od kojih su najpoznatiji: “Hinebek”, “Batimetal”, “Unitor”, “Noe”, “Peri” i drugi.

Primenom ovakvih oplatnih sistema obezbedjuje se vrlo veliki broj upotreba, cak i do 500 puta.

Tunelske oplate spadaju u oplate prostornog tipa jer omogucavaju istovremeno betoniranje i zidova i medjuspratnih konstrukcija.

Tunelske oplate se iskljucivo prave od celika. Primenjuju se za raspone konstrukcija od 2,5 do 6,0 m. Sirine pojedinih sekcija variraju u granicama 2,0 – 2,5 m.

Pokretne oplate karakterise mogucnost pomeranja u horizontalnom pravcu po odgovarajucim kolosecima. Primenjuju se za betoniranje konstrukcija izduzene forme i konstantnog profila kao sto su tuneli i kolektori.

Jedna oplata ovog tipa, kao sto slika pokazuje, sastavljena je od unutrasnjih i spoljasnjih panela koji se napravljeni tako da se lako mogu odvojiti od ocvrslog betona.

71.Klizne oplate. Specijalne oplate

Klizna oplata se primenjuje za betoniranje visokih konstrukcija sa nepromenjivim poprecnim presecima kao sto su stubovi, silosi, dimnjaci i slicno. Jedan tip ovakve oplate prikazan je na sledecoj slici.

Pomeranje oplate, odnosno njeno podizanje, ostvaruje se pomocu dizalica koje mogu da budu mehanickog ili hidraulicnog tipa. Brzina betoniranja koja se ostvaruje primenom kliznih oplata je 1 – 3 m/dan, pri cemu proces tece kontinualno sve do zavrsetka konstrukcije. Posebnu paznju treba obratitida sve dizalice rade sinhronizovano da ne bi doslo do krivljenja oplate sto bi prouzrokovalo defekte u betonu.

U specijalne oplate mogu se svrstati oplate od kartonskih cevi, betonske oplate od prefabrikovanih elemenata, pneumatske oplate,gumene oplate, razni elementi od sintetickih materijala koji ostaju ugradjeni u konstrukcijama i drugo.

Sledeca slika pokazuje kako izgledaju neke kartonske i betonske oplate.

Kartonske oplate su jednostavne za rukovanje, lake, i izradjene su od vodonepropusnog recikliranog kartona. Koriste se za betoniranje kruznih stubova.

Gumene oplate daju povrsinsku obradu fasada bez dodatnog napora i troska radne snage ili materijala, i predstavljaju najbrzu i najkvalitetniju izradu fasada i fasadnih elemenata.

U specijalne oplate mozemo svrstati i tzv. “Tekko” oplate. “Tekko” oplata je malih dimenzija i omogucava brzo izvodjenje radova. Posebna prednost ovih oplata je u tome sto nema potrebe za prekrojenim oplatama i drvenim otpacima.

Kruzna oplata podesivog radijusa je jos jedan primer specijalne oplate. Sastavljena je iz gotovih elemenata i upotrebljava se za betoniranje kruznih zidova. Brzo se montira, lako podesava a sve to sa milimetarskom tacnoscu. Povezivanje kruzne oplate vrsi se steznim okovima.

72.Prijanjanje betona za oplatu i mere smanjenja prijanjanja

Prijanjanje betona za oplatu predstavlja pojavu koju uslovljavaju dva osnovna faktora:

mehanicko povezivanje betona i oplate (usled hrapavosti i poroznosti oplate),

athezija (usled delovanja molekularnih sila u kontaktnom sloju.

Prijanjanje je po svom karakteru istovremeno i mehanicke i fizicko – hemijske prirode, pa se moze zakljuciti da ono zavisi od niza karakteristika kako samog betona tako i upotrebljene oplate. U tom smislu narociti znacaj imaju: pokretljivost, krutost i povezanost betonske mesavine, velicina skupljanja betona, ravnost i poroznost povrsine oplate koja je u kontaktu sa betonom, itd. Medjutim, poseban znacaj imaju tzv. uslovi kvasenja u kontaktnom sloju izmedju oplate i betona. Na granici izmedju svezeg betona i oplate uvek ce postojati sile athezije koje su funkcija tzv. ugla kvasenja θ u okviru granicne povrsine. Mogu se definsati dva slucaja, “kvasenje” i “nekvasenje”. Ako je ugao θ manji od 90°, kaze se da tecnost kvasi, a ako je ovaj ugao veci od 90°, kaze se da tecnost ne kvasi cvrsto telo.

Ispitivanja su pokazala da se pri pojavi kvasenja javljaju vece vrednosti athezije, a pri pojavi nekvasenja dolazi do nizih vrednosti athezije. Na osnovu ovoga se moze objasniti zasto beton jace prijanja na drvenu ili celicnu oplatu nego za oplate od plasticnih masa, jer svezi beton mnogo slabije kvasi povrsine plasticnih masa nego povrsine drveta, odnosno celika.

Vazan faktor prijanjanja je i starost betona, pa prijanjanje zavisi u mnogome i od vremena kada se uklanja oplata. Naredna tabela prikazuje frednost prijanjanja f⊥ za beton MB15, pri starosti od jednog dana, a pri primeni oplata od nekoliko razlicitih materijala.

Materijal od koga je izradjena oplata Prijanjanje f⊥ (MPa)

Celik bez posebne povrsinske obrade i bez sredstva za premazivanje

0.185

Celik sa sredstvom za premazivanje 0.047

Nerendisana daska 0.125

Rendisana daska 0.120

Vodootporna sper – ploca 0.115

Staklom armiran poliestar i druge plasticne mase 0.02 – 0.05

Sila cupanja kojoj je beton izlozen pri uklanjanju – demontazi oplate je odredjena izrazom:

P⊥=kc*f⊥*Aeo,gde je Aeo povrsina elementa oplate koji se uklanja, kc – koeficijent koji uzima u obzir krutost predmetnog segmenta i koji se uzima iz tabele (315. str., M. Muravljov: Osnovi teorije i tehnologije betona). Ako se, na primer, radi od ravne oplate od nerendisane daske, sila cupanja po jednom kvadratnom metru ovakve oplate bila bi:

P⊥=0.35*0,125*100*10≅44 kN.Ova sila je znacajne velicine i mogla bi izazvati ostecenja mladog betona.

Skupljanje betona negativno utice na velicinu prijanjanja oplate jer povecava verovatnocu pojave prslina u zoni kontakta izmedju oplate i betona.

Hrapavost povrsine oplate povecava njeno prijanjanje za beton jer hrapava oplata uvek ima vecu povrsinu kontakta sa betonom u poredjenju sa glatkom.

Prilikom demontaze oplate moguca su tri slucaja njenog razdvajanja od betona:

oplata se od betona razdvaja na povrsini kontakta (mala athezija, dovoljno velika kohezija - cvrstoca na zatezanje)

pri skidanju oplate kida se i tanak sloj betona po celoj povrsini kontakta (athezija veca od kohezije)

kombinacija prva dva slucaja (athezija i kohezija su priblizno jednake).

Kao mere smanjenja prijanjanja oplate i betona mogu se primeniti materijali za opsivanje unutrasnjih povrsina oplata. Najcesce se koriste: tanki celicni limovi, lesonit – ploce, trake i folije od plasticnih masa, gumene folije ili gumirana platna. Kao opsivke oplata na bazi drveta mogu se primeniti i razliciti premazi, pri cemu najbolje rezultate daju premazi na bazi sintetickih smola. Kada se radi o zastiti metalnih povrsina, one se najpre moraju ocistiti, pa se zatim, najcesce prskanjem, nanose premazi koji su najcesce na bazi epoksi smola ili nitroemajla.

Smanjenje prijanjanja vrlo efikasno se ostvaruje i odredjenim sredstvima za jednokratno premazivanje unutrasnjih povrsina oplata. Ta sredstva se mogu podeliti u cetiri grupe:

vodene suspenzije,

premazi za hidrofobizaciju povrsina,

premazi – usporivaci vezivanja cementa,

kombinovani premazi.

U uslovima prefabrikacije primenjuju se i narociti mehanicki uredjaji za premazivanje oplata. Jedan takav uredjaj prikazan je na sledecoj slici.

Koriscenje ovih uredjaja je opravdano samo ako se radi o delovima oplata jednostavnijih oblika, na primer o elementima tipa panela.

73.Postupci betoniranja temelja (skice i specificnosti)

U slabo armirane temelje ugradjuje se beton sa velicinom sleganja 1 – 3 cm, dok se u jako armiranje temelje ugradjuje plasticniji beton sa sleganjem od 3 – 6 cm. Ako se radi o temeljnim konstrukcijama manjih visina (do cca 3 m), betoniranje se moze izvesti na nacin prikazan na sledecoj slici, pod a, sto znaci da se betonska mesavina moze neposredno unositi u oplatu “od gore”.

Pri vecim visinama konstrukcija (preko 3 m) unosenje betona mora da bude u dve faze, kako to pokazuje slika, pod b. U prvoj fazi beton se unosi u stopu, a u drugoj iznad stope, pri cemu se ovo unosenje mora izvesti primenom levkaste vodjice koja je prikazana na slici, pod c. Ako je deo temelja iznad stope vece visine, i ako se betoniranje vrsi mesavinom kod koje je sleganje reda velicine 4 – 6 cm, treba napraviti kraci prekid od 1 – 2 h izmedju betoniranja stope i gornjeg dela temelja.

74.Postupci betoniranja zidova (skice i specificnosti)

Zidovi vecih debljina (preko 35 cm) izvode se od betona kod koga mera sleganja iznosi 4 – 6 cm, dok se tanji zidovi, a narocito zidovi sa vecom kolicinom armatura, izvode od betona sa merom sleganja 6 – 10 cm. Betoniranje zidova izvodi se u lamelama (kampadama) duzine 10 – 12 m, pri cemu izmedju pojedinih lamela treba postaviti privremenu oplatu, saglasno narednoj slici, pod a, koja definise polozaj prekida, odnosno polozaj nastavka betoniranja. Pri visinama zidova do cca 3 m betonska mesavina se u oplatu unosi sa gornje strane pomocu levkova – vodjica, pri cemu ovo unosenje treba da bude u nekoliko tacaka po duzini zida, a u slojevima duzine 30 – 40 cm (na slici, pod b). Svezi beton ne treba unositi u oplatu u jednoj tacki i razastirati ga vibratorom, kako to prikazuje slika, pod c. Tanki zidovi, a narocito oni sa debljinama do 15 cm, betoniraju se u lamelama i po visini. Oplate takvih zidova sa jedne strane se izradjuju u celini, a sa druge u sekcijama (panelima) koji odgovaraju visini lamele i koji se mogu lako namestati (slika, pod d). U takvim slucajevima beton se ugradjuje “sa boka”, a zbijanje se vrsi vibratorima koji se u oplatu unose sa njene nize strane.

Ako nije moguca primena postupka sa panelima, ugradjivanje se moze realizovati i kroz specijalne otvore na bocnim stranama oplate, tzv. “dzepove”, prikazane na slici, pod e.

Ugradjivanje betona u zidove moze da se izvede i kontinualnim postupkom salglasno narednoj slici.

Ovaj postupak podrazumeva da se sa betoniranjem zapocne u jednoj tacki zida (na sredini ili u jednom uglu) i da se iz ove tacke napreduje u dva pravca, nanosenjem betona u nekoliko slojeva po visini.

75.Postupci betoniranja stubova i greda (skice i specificnosti)

Stubovi visine do 5 m, a preseka ispod 80 x 80 cm, mogu se betonirati neposrednim ubacivanjem svezeg betona u oplatu, pri cemu ovaj postupak mora da se izvede vrlo pazljivo i uz primenu dubinskih vibratora (slika, pod a).

Ako je, pak, rec o stubovime veceg preseka i vecih visina, a narocito ako uzengije stubova pregradjuju centralni deo elementa, betonsku mesavinu treba unositi u oplatu putem levka – vodjice, pri cemu vibriranje moze da bude putem dubinskih ili oplatnih vibratora (slika, pod b). Vrlo visoki stubovi, takodje i stubovi sa gustom armaturom, najefikasnije se betoniraju kroz otvore u oplati, uz koje se izvode i “dzepovi” (slika, pod c). U ovakvim slucajevima, beton se moze ugradjivati i kroz “dzepove” na bocnim stranama, uz upotrebu oplatnih panela koji se sukcesivno montiraju po visini (slika, pod d).

Konstrukcije sistema proste grede se po pravilu betoniraju odjednom, ali ako je to iz nekih razloga nemoguce, postupak betoniranja se moze izvesti u dve faze. Prekid u ovakvim slucajevima treba da bude u srednjoj trecini raspona, kako je to prikazano na narednoj slici.

Faze, takodje, treba da budu razdvojene i tzv. “cepovima”, delovima koji se poslednji betoniraju. Pri faznom izvodjenju radova, izmedju pojedinih lamela treba postaviti privremenu oplatu koja mora biti upravna na osovinu sistema.

76.Postupci betoniranja medjuspratnih konstrukcija (skice i specificnosti)

Glavne grede, sekundarne nosace i ploce medjuspratnih konstrukcija po pravilu treba betonirati zajedno, sto je uvek moguce ako se radi o grednim elementima visine do 80 cm. Za ove vrste konstrukcija treba upotrebljavati betone sa sleganjem konusa od 6 do 8 cm.

Medjuspratne konstukcije formirane od punih ploca i grednih nosaca moguce je betonirati ili u pravcu pruzanja glavnih (naredna slika, pod a) ili u pravcu pruzanja sekundarnih nosaca (naredna slika, pod b). Takodje, ukoliko medjuspratnu konstrukciju nije moguce izvesti odjednom, prekide betoniranja treba locirati saglasno principima definisanim sledecom slikom.

Pri izvodjenju konstrukcija ovog tipa beton treba sipati u nekoliko tacaka po frontu. Beton treba razastirati u susret betoniranju, a ako se radi o elementima sa dvojnim armiranjem, vibriranje betona se moze vrsiti sa prenosnog panela prikazanog na sledecoj slici.

Ovaj panel je neizbezan u slucajevima kada se transport betona do mesta ugradjivanja vrsi japanerima.

77.Postupci betoniranja lukova (skice i specificnosti)

Pri izvodjenju betonskih lukova i svodova treba koristiti mesavine sa sleganjem 1 – 3 cm da bi se smanjile stetne posledice skupljanja i “sedanja” betona. Plitke dvozglobe i ukljestene lukove sa rasponima do 20 m treba betonirati sa dve strane – od oslonaca ka temenu (naredna slika, pod a). Na isti nacin se betoniraju i trozglobni lukovi (naredna slika, pod b).

Lukovi raspona preko 20 m betoniraju se u lamelama. U slucajevima dvozglobnih i ukljestenih lukova broj lamela treba da bude neparan, a u slucaju trozglobnih paran. Izmedju lamela treba ostavljati “cepove” sirine 0,8 – 1,0 m pri cemu unutar jedne lamele betoniranje mora biti izvedeno bez prekida. Prvo treba izvesti oslonacke lamele, a nakon toga lamelu (kod dvozglobnog i ukljestenog luka), odnosno lamele (kod

trozglobnog luka) u zoni temena. Nakon ovoga beton treba ugradjivati u preostale lamele simetricno i ravnomerno od oslonaca ka temenu (na slici, pod c). “Cepovi” se betoniraju 6 – 8 dana po zavrsetku betoniranja lamela, i to betonom krute konzistencije sa merom sleganja 0 – 1 cm. Oslonacki delovi dubokih lukova betoniraju se u potpuno zatvorenoj oplati pri cemu se beton unosi kroz gornji otvoreni deo oplate, kroz specijalne otvore na bocnim povrsinama ili kroz otvore na povrsini ekstradosa (slika, pod d).

78.Postupci betoniranja cilindricnih ljuski i kupola (skice i specificnosti)

Cilindricne ljuske vece duzine betoniraju se u lamelama duzine 5 – 10 m izmedju kojih se formiraju prekidi betoniranja pri cemu je obavezna primena privremenih oplata koje se postavljaju upravno na poprecni presek. Pri rasponima ljuski do 15 m i pri debljinama do 20 cm betoniranje se moze izvrsiti nanosenjem svezeg betona od oslonaca prema temenu, pri cemu kompaktiranje betona moze da se izvede primenom povrsinskih ili dubinskih vibratora (naredna slika, pod a). Cilindricne ljuske raspona preko 15 m izvode se u kampadama ciji broj treba da bude neparan. Obavezni su “cepovi” izmedju kampada, a sirine “cepova” treba da budu najmanje jednake debljinama ljuski. Ako se radi o ljuskama sa vecim odnosom strele prema rasponu, izvodjenje u oslonackim zonama zahteva primenu dvostranih oplata koje se mogu pomerati saglasno napredovanju betoniranja od oslonaca ka temelju (naredna slika, pod b).

Manje sferne ljuske, odnosno kupole, izvode se neprekidnim betoniranjem u dva do tri prstena po visini, bez radnih spojnica (naredna slika, pod a).

Vece kupole se izvode prema slici, pod b, pri cemu se skoro uvek primenjuje dvostrana oplata.

79.Postupci betoniranja ploca na podlozi (skice i specificnosti)

Podloge od betona, podovi, platforme i slicne kostrukcije izvode se primenom betona krutih konzistencija sa merom sleganja 0 – 2 cm. Kompaktiranje betona u ovakvim slucajevima izvodi se ili povrsinskim vibratorima (za debljine do 25 cm) ili dubinskim vibratorima, ako se radi o konstrukcijama vecih debljina.

Podloge i obicni podovi se izvode tako sto se povrsine dele na trake sirine 3 – 4 m, kako to pokazuje naredna slika. Betoniranje treba da tece po duzinama ovih traka na preskok, pri cemu se na mestima oplata – dasaka koje ogranicavaju ove trake formiraju radne spojnice.

Ove spojnice se dobijaju prekidom betoniranja i njegovim nastavljanjem posle 2 – 3 dana. Upravno na radne spojnice treba izvesti i sistem tzv. prividnih spojnica cija je funkcija da smanje stetne efekte temperaturnih promena, skupljanja betona i sleganja konstrukcije. Ove spojnice se izvode pomocu metalnih ili drvenih traka sirine 80 – 100 mm, a debljine 4 – 10 mm, koje se utiskuju do cca jedne trecine debljine izvibriranog betona, ostavljaju u njemu 20 – 40 minuta a nakon toga pazljivo vade. Zljeb koji se na ovaj nacin obrazuje, kasnije se ispunjava cementnim malterom ili bitumenskom masom.

Konstrukcije velikih povrsina koje se izvode na tlu mogu se betonirati i u poljima maksimalnih dimenzija 7 x 7 m. Betoniranje se izvodi u sahovskom poretku, pri cemu se izmedju pojedinih polja formiraju ili radne razdelnice ili prave dilatacione spojnice. Medjutim, kod konstrukcija tipa bazena, rezervoara i slicno, spojnice ne dolaze u obzir, pa se tada preduzimaju mere da se na mestima nastavka obezbedi vodonepropustljivost.

Za obezbedjivanje vodonepropustljivosti koristi se i kontinualno betoniranje. Princip ovog nacina izvodjenja je u tome da se betoniranje pocne iz sredine ploce – od krace ose simetrije - i nastavlja istovremeno levo i desno prema krajevima.

Ako je debljina ploce velika, preko 50 cm, njihovo izvodjenje se moze ostvariti betoniranjem po lamelama izmedju kojih se ostavljaju “cepovi” sirine do 1,5 m. Pri nastavljanju betoniranja moraju se preduzeti mere da se obezbedi kontinuitet betona u okviru spojeva.

80.Prekidi betoniranja, radne razdelnice (razlozi, lokacije, oblikovanje)

Kontinualno betoniranje obezbedjuje najbolji kvalitet konstrukcija ali vrlo cesto betoniranja se moraju izvoditi sa odredjenim prekidima. Ovi prekidi se uglavnom javljaju iz tehnoloskih razloga, iz razloga smanjivanja stetnih posledica skupljanja betona ili iz nekih nepredvidjenih razloga. U slucajevima kada se betoniranje mora prekinuti iz nepredvidjenih razloga, izvode se radne razdelnice. Razdelnice uvek predstavljaju osetljiva mesta u konstrukciji.

Kada se radi o razlozima tehnoloske prirode, tu se obrajaju slucajevi kada se beton ugradjuje u horizontalnim slojevima i kada se iznad jednog sloja, prakticno bez ikakvog prekida, nanosi sledeci sloj. U momentu nanosenja novog betona, izmedju ovih slojeva postoji izvesna razdelnica, ali ako se pri vibriranju gornjeg sloja izvrsi i ponovno vibriranje donjeg sloja, nece biti stetnih posledica na kvalitet betona.

Pri betoniranju pojedinih elemenata moze doci do pojave tzv. “sedanja” betona, pa zato na mestima gde je prisutna potencijalna opasnost od ove pojave treba predvideti prekide betoniranja, odnoso radne razdelnice. Ukoliko se ne bi nacinio prekid betoniranja, moglo bi da dodje do cepanja svezeg ili nedovoljno ocvrslog betona usled naknadnog sleganja zbijenog betona. Mesta moguceg “sedanja” betona na kojima treba naciniti prekide betoniranja u trajanju od oko 2 h (na temperaturi od 20°C), prikazana su na sledecoj slici (oznaka R – R).

Radne razdelnice treba predvideti i na spojevima greda i ploca u slucajevima kada se radi o gredama vecih visina (preko 80 cm), (naredna slika).

I u ovakvim slucajevima betoniranje treba nastaviti nakod 2 h od zavrstetka ugradjivanja betona u gredni element.

Kada je svrha betoniranja da se smanje stetne posledice skupljanja betona, nastavak betoniranja treba da usledi posle 3 – 7 dana. Takvi su slucajevi pri betoniranju greda, lukova, ljuski, ploca, platformi, podova i sl. Radne razdelnice se razlikuju po kvalitetu od ostalog betona i predstavljaju slaba mesta u konstrukciji pa ih zato treba postaviti na mestima najmanjih statickih uticaja – upravno na pravac glavnih napona.

Konstruktivno oblikovanje radnih razdelnica zavisi od tipa konstrukcije, njenih dimenzija i prisutne armature. Za formiranje razdelnica u plocama mogu se koristiti obicne daske i sper ploce, ili daske sa ispustima (naredna slika, pod a).

Vertikalne razdelnice u zidovima se izradjuju prema detaljima b i c sa slike a ponekad se primenjuje i zaptivna traka prikazana na slici, pod d.

81.Vrste razdelnica. Nastavci betoniranja

Neposredno pre pocetka ugradjivanja novog betona povrsinu radne razdelnice treba ocistiti od prasine strujom vazduha pod pritiskom, a zatim dobro navlaziti vodom. Ako je rec o horizontalnim razdelnicama, betoniranje treba zapoceti slojem “masnijeg” betona debljine 2 – 5 cm. Ako se, pak, radi o vertikalnim ili kosim povrsinama, preporucljivo je da se veza stari – novi beton uspostavi putem sloja cementnog maltera. Ova veza se takodje moze poboljsati primenom narocitih premaznih sredstava na bazi sintetickih smola.

Kada su prisutni “cepovi” treba samo napomenuti da se oni betoniraju istim betonom koji se koristi za ostale delove konstrukcije, mada ponekad u obzir dolaza i drugaciji betoni. Npr., ako je u okviru “cepa” prisutna veca kolicina armature, moze se primeniti beton sa sitnijim agregatom. Takodje, ako se zeli dobiti na brzini gradjenja, “cepovi” se mogu izvoditi od betona koji obezbedjuje brzi prirast cvrstoce u toku vremena.

82.Nega betona

Nega ugradjenog betona predstavlja znacajnu fazu u sklopu tehnoloskog procesa izrade betonskih konstrukcija. Nega se sastoji u sprecavanju isparavanja vode iz betona i u polivanju ugradjenog betona vodom. Cilj ovih mera je da beton ne izgubi vodu neophodnu za odvijanje procesa hidratacije cementa, kao i da se sprece stetne posledice skupljanja betona u vremenu kada beton jos uvek nije u stanju da podnese veca naprezanja. Ako se sadrzaj vode u betonu snizi ispod kolicine neophodne za hidrataciju cementa, dobice se tzv. “pregoreli” beton, a ako se tokom vezivanja i ocvrscavanja cementa ne nadoknadjuje voda koja isparava sa povrsine betona, doci ce do pojave pukotina i prslina.

Sa negom betona u normalnim uslovima mora se poceti vrlo rano, vec posle 3 – 6 sati nakon ugradjivanja. Duzina nege zavisi od vise faktora, pri cemu ona mora da traje najmanje 7 dana, odnosno ne manje od vremena potrebnog da beton postigne 60%

predvidjene marke betona. Ponekad to znaci da se nega mora nastaviti i nakon skidanja oplate. Za negu betona ne sme se koristiti morska voda.

Beton u toku nege mora biti zasticen od:

prebrzog isusivanja,

brze izmene toplote izmedju betona i vazduha,

padavina i tekuce vode,

visokih i niskih temperatura,

vibracija koje mogu poremetiti unutrasnju strukturu betona.

Beton se u vlaznom stanju moze odrzavati polivanjem vodom, prekrivanjem mokrim jutanim krpama, asurama, hartijom, plasticnim folijama i drugim sredstvima koja su u stanju da sprece naglo isparivanje vode iz betona. Danas se cesto koriste specijalna sredstva za premazivanje ili prskanje putem kojih se na povrsini betona obrazuje tanak vodonepropustljiv film koji sprecava brzo susenje betona. To su najcesce tecnosti koje se nanose 30 minuta do 3 casa nakon zavrsne obrade betona. Ovaj film se sa povrsine betona lako skida, a uklanjanje se vrsi najcesce nakon dve nedelje, s tim sto postoje i takve formulacije koje uopste ne treba skidati.

83.Demontaza oplate

Oplata se skida po fazama, bez potresa i udara, u vreme kada se ostvari dovoljna cvrstoca betona. Ovo u nacelu vazi i za oplate – kalupe koji se primenjuju i u prefabrikaciji. Oni moraju biti tako konstruisani da se njihovim “otvaranjem” omoguci lako vadjenje izbetoniranih elemenata. Vreme oslobadjanja od oplata za pojedine konstrukcije uvek treba da bude definisano u projektu konstrukcije, kao i u projektu betona, i ono u opstem slucaju zavisi od konkretnog konstrukcijskog resenja. Ako, medjutim, projektom konstrukcije nije drugacije odredjeno, BAB87 propisuje da se oplata moze skinuti kada se ispune sledeci uslovi u pogledu dostignute cvrstoce betona:

30% propisane marke betona pri skidanju oplata stubova, zidova i temelja, kao i pri uklanjanju vertikalnih delova oplata greda,

70% propisane marke betona pri uklanjanju oplata ploca i donjih delova oplata greda.

Ako je betonska konstrukcija za vreme skidanja oplate opterecena, cvrstoca betona mora odgovarati uslovima za marku betona propisanu projektom. Navedeni uslovi

pretpostavljaju izradu posebnih kontrolnih uzoraka koji ce biti tretirani na isti nacin kao beton koji se ugradjuje u konstrukciju i na kojim ce se u odredjenim rokovima sprovoditi ispitivanje cvrstoce pri pritisku. Samo na ovaj nacin mogu se dobiti merodavni podaci znacajni za donosenje odluke o uklanjanju oplate. Takodje, potrebni odgovori se mogu dobiti i koriscenjem nekih nedestruktivnih metoda ispitivanja cvrstoce betona pri pritisku.

Postupci i faze uklanjanja oplate moraju da budu primereni tipu konstrukcije. Posebno pazljivo treba skidati oplate lukova, svodova, ljuski i drugih tankozidnih konstrukcija, kao i oplate ostalih konstrukcija vecih raspona.

84.Tehnoloske i hemijske metode ubrzanog ocvrscavanja betona

Ocvrscavanje betona u normalnim uslovima je relativno dugotrajan proces, a nominalne cvrstoce betona se dobijaju pri starosti betona od 28 dana. U slucajevima kada u kratkom roku treba ostvariti visoke pocetne cvrstoce betona, mogu se koristiti razlicite metode za ubrzano ocvrscavanje. Generalno posmatrano postoje tri osnovne grupe ovih metoda: tehnoloske, hemijske i fizicke metode. Izbor metode zavisi od konkretnih okolnosti, a znacajan uticaj imaju tehnicko – tehnoloski i ekonomski faktori.

Pod tehnoloske metode ubrajaju se:

upotreba odgovarajuce vrste i klase cementa,

Upotrebljavaju se cementi CEM I i CEM II visih klasa (42,5 R i 52,5 N ili R) i specijalni cementi, npr. aluminatni cement.

upotreba nizih vodocementnih faktora,

Podrazumeva primenu vecih kolicina cementa pri nepromenjenom sadrzaju vode. Nizi vodocementni faktori uslovljavaju brze odvijanje procesa hidratacije cementa, pa se dobijaju i vece pocetne cvrstoce betona. Smanjenje vodocementnog faktora se moze ostvariti na vise nacina: primenom betona kruce konzistencije, primenom dodataka za redukciju vode, izvlacenjem vode iz ugradjenog betona (vakuumiranjem, centrifugiranjem, presovanjem i dr.) – na ovaj nacin vodocementni faktor se moze smanjiti za 20 – 30%.

revibriranje betona

Revibriranje betona je ponovno vibriranje betona nekoliko casova nakon zavrsetka ugradjivanja, odnosno nakon prvog vibriranja. Revibriranjem se dobijaju povecane pocetne cvrstoce zbog povecanja gustine odnosno zapreminske mase betona i zbog zatvaranja finih prslina nastalih usled plasticnog skupljanja betona. Primera radi,

revibrirani beton posle 14 dana ima 40% vecu cvrstocu pri pritisku i za 25% vecu cvrstocu na zatezanje. Pocetak i trajanje revibriranja treba pazljivo odrediti da ne bi doslo do mogucih destrukcija u formiranom cementnom kamenu. Sa revibriranjem se pocinje 1,5 – 3 h nakon prvog vibriranja, i treba da traje krace od prvog vibriranja, najbolje ½ ili 1/3 trajanja prvog vibriranja. Revibriranje se moze izvesti i 2 – 3 puta u okviru odredjenog optimalno povoljnog vremenskog intervala. Sami efekti revibriranja zavise od niza faktora: vrste cementa, konzistencije betona, trajanja revibriranja, duzine intervala izmedju faza revibriranja i drugog. Posebno je znacajna konzistencija betona jer se pokazalo da je revibriranje efikasnije kod tecnijih betona. Ispitivanja su pokazala da se najpovoljniji rezultati dobijaju kada se revibriranje izvodi 2 – 3 h od zavrsetka prvog vibriranja. Revibriranjem se pocetne cvrstoce betona, do 7 dana starosti, mogu povecati za 15 do 20%.

Pod hemijskim metodama ubrzavanja porasta cvrstoce betona podrazumeva se upotreba dodataka tipa akceleratora o kojima je vec bilo govora u 9 – om pitanju.

85.Fizicke metode ubrzanog ocvrscavanja. Zaparivanje betona

Pod normalnim uslovima – na temperaturi od oko 20°C i pri relativnoj vlaznosti vazduha od oko 70%, i pri uobicajenim postupcima nege, nominalne cvrstoce betona se ostvaruju nakog 28 dana, a 70 – 80% nominalnih cvrstoca se ostvaruje u toku 7 – 14 dana u zavisnosti od vrste cementa i vodocementnog faktora. Medjutim ocvrscavanje betona se moze ubrzati primenom povisenih temperatura pri cemu se proces ocvrscavanja mora odvijati i u dovoljno vlaznoj sredini kako bi se sprecilo izsparavanje vode iz betona.

Kao najefikasniji postupci za ubrzano ocvrscavanje betona, primenjuju se postupci termicke obrade, odnosno postupci hidrotermalne obrade betona. Ovi postupci se mogu sprovoditi ili pri normalnim atmosferskim pritiscima i temperaturama do 100°C ili pri povisenim pritiscima (8 – 12 bara) i temperaturama preko 100°C.

Zaparivanje predstavlja osnovni a ujedno je i najcesci postupak hidrotermalne obrade betona. Odvija se pri normalnim atmosferskim pritiskom, a sprovodi se u specijalnim tunelima ili komorama, ili se, pak, primenjuje relativno primitivan postupak u okviru koga se elementi pokrivaju odredjenim prekrivacima koji sprecavaju gubitak pare (cirade, drvene ili metalne haube i slicno).

Beton se u okviru ovog postupka izlaze delovanju pare zagrejane do temperature 60 - 95°C, pri cemu ovo izlaganje ne sme da bude naglo. Mogu se primeniti tzv. rezimi zaparivanja, koji predstavljaju zavisnost izmedju vremena i temperature, ali se oni svaki put moraju eksperimentalno proveriti. Rezim zaparivanja u najvecoj meri zavisi od vrste cementa. Osim ako se ne primenjuje veoma ubrzan proces zaparivanja, mora se izvrsiti

izvesno “odlezavanje” betona u trajanju 1 – 4 h na temperaturi od oko 20°C. Rezim zaparivanja se tako podesava da se moze obaviti u toku jedne radne smene. Po zavrsetku procesa zaparivanja, elementi se vade iz kalupa i nastavljaju da ocvrscavaju na otvorenom prostoru, odnosno u normalnim uslovima. Efekti zaparivanja zavise od: vrste cementa (izuzetne rezultate pokazuju portland cementi za dodatkom zgure), konzistencije svezeg betona, vremena odlezavanja, trajanja izotermickog procesa i temperature izotermickog procesa.

Posledica procesa zaparivanja je manje skupljanje betona nego kod betona koji nisu izlagani ovom tretmanu. Medjutim, vodonepropustljivost i otpornost na dejstvo mraza zaparivanih betona je manja nego odgovarajucih nezaparivanih betona, pa zato betone koji ce biti izlozeni dejstvu mraza i soli ili ce se eksploatisati u agresivnim sredinama, uopste ne treba podvrgavati ovom postupku. Potrosnja zagrejane vodene pare po 1 m3 betona zavisi od primenjenog postupka i krece se od 225 kg/m3 kod primene tunela za zaparivanje do 660 kg/m3 kod pokrivanja ciradom.

86.Fizicke metode ubrzanog ocvrscavanja. Ostale metode (kontaktno zagrevanje, autoklaviranje, zagrevanje infracrvenim zracima i elektricnom strujom)

Kontaktno zagrevanje predstavlja vid termicke obrade betona pri kome element nije neposredno izlozen delovanju zagrejane vodene pare, vec se to obavlja preko metalne pregrade koja istovremeno predstavlja i kalup elementa. Ovaj postupak podrazumeva primenu tzv. kontaktnih kaseta, a trajanje ovakve termicke obrade iznosi 8 – 12 h. Vodena para u pojedinim fazama procesa moze biti zagrejana i do blizu 100°C. Kontaktno zagrevanje u vertikalnim kasetama je veoma ekonomican postupak, a utrosak pare je relatinvno mali – od 150 do 200 kg/m3 betona.

Autoklaviranje predstavlja termicku obradu betona koja se sprovodi u uslovima povisenog pritiska i na temperaturama vecim od 100°C. Ova tehnologija podrazumeva upotrebu specijalnih celicnih komora – autoklava – koji su sa spoljne strane oblozeni slojem termoizolacionog materijala radi smanjenja gubitka toplote. Temperatura vodene pare u autoklavima obicno iznosi 180°C a pritisak najcesce oko 10 bara. Ovom postupku se najcesce izlazu betoni sa dodatkom kvarcnog brasna ili elektrofilterskog pepela.

Autoklavna obrada obuhvata 3 faze: povecanje pritiska i temperature, izotermicki proces i smanjenje pritiska i temperature. Trajanje celog procesa zavisi od maksimalnog pritiska u autoklavu – povecanjem pritiska smanjuje se trajanje procesa, ali se kao orjentaciono vreme moze uzeti da ceo proces traje 9 – 12h.

Iako je ovo veoma efikasan postupak (primera radi, pri pritisku od 10 bara i temperaturi pare od 180°C, vec nakon 2h dobija se beton cvrstoce od oko 40MPa), ne primenjuje se narocito siroko zbog svojih velikih proizvodnih troskova.

Zagrevanje infracrvenim zracima podrazumeva direktno izlaganje povrsina betona specijalnim grejalicama. U ovakvim slucajevima, mada redje, koriste se i specijalne lampe koje emituju infracrvene zrake.

Zagrevanje elektricnom strujom ostvaruje se ili propustanjem struje kroz sipke armature ili kroz posebne elektrode koje su ugradjuju u element. Ovaj postupak se primenjuje vrlo retko zbog velikog utroska energije.

Aktivacija cementa podrazumeva dopunsko finije mlevenje cementa koje povecava specificnu povrsinu sa uobicajenih 3000 cm2/g na 4000 – 4500 cm2/g.

Vibroaktivacija cemena je postupak vibriranja gustog cementnog testa u trajanju od 5 – 10 minuta sa frekvencijama preko 100 Hz, i naknadnog dodavanja agregata.

87.Izvodjenje betonskih radova na niskim temperaturama

Pri izvodjenju betoniranja na niskim temperaturama preduzimaju se sledece mere:

koriste se cementi visih klasa i cementi sa manjim dodatkom zgure,

izbegavaju se cementi sa dodatkom pucolana,

upotrebljavaju se vece kolicine cementa,

koriste se nizi vodocementni faktori (uz upotrebu plastifikatora),

upotrebljavaju se akceleratori

koriste se antifrizi.

Ovde se napominje da antifrize ne treba primenjivati u betonima koji ce tokom eksploatacije biti izlozeni temperaturama preko 60°C. Koriscenje antifriza, osim sto doprinosi snizavanju tacke smrzavanja, na odredjeni nacin smanjuje destruktivne pojave prisutne pri smrzavanju relativno mladog betona.

Da bi beton bio obezbedjen od stetnih posledica niskih temperatura, mora zadovoljiti odredjene minimalne temperature na mestu ugradjivanja. S tim u vezi, temperatura svezeg betona u fazi spravljanja treba da bude nesto visa, jer ce u toku transporta doci do odrenjenog snizavanja temperature. Da bi se dobila odredjena temperatura svezeg

betona, u opstem slucaju mora se primeniti postupak zagrevanja komponenata betona. Da bi se temperatura svezeg betona povecala za 1°C, potrebno je zagrejati komponente:

agregat za 1,5°C,

cementa za 10°C,

vodu za 3,5°C.

Kao sto se vidi, najveci efekat se dobija zagrevanjem agregata. Pri ovome se mora voditi racuna da maksimalne temperature komponenata ne budu iznad sledecih vrednosti:

agregat 65°C,

cement 50°C,

voda 100°C.

Takodje, uvek treba paziti da temperatura ugradjenog betona ne predje granicu od 65°C.

Kada temperatura sredine nije niza od -1°C, pocetna temperatura betona moze se skoro uvek postici zagrevanjem vode do temperatura od oko 40 - 70°C. Ako se, pak, radi o nizim temperaturama, treba ici i na zagrevanje agregata, pri cemu najvecu primenu imaju sistemi koji vrse zagrevanje putem vodene pare. Dva tipicna primera ovakvog nacina zagrevanja agregata su: zagrevanje agregata u operativnim bunkerima i zagrevanje agregata u radijalnim boksovima. Iako je postupak zagrevanja agregata jedan od najrasprostranjenijih, on ipak nije najpovoljniji zbog neravnomernog povecanja vlaznosti agregata sto stvara velike teskoce pri odredjivanju potrebne kolicine vode za spravljanje betona. Ovde jos treba napomenuti da upotreba smrznutog agregata nije dozvoljena.

Sto se tice redosleda doziranja komponenata, u mesalicu se najpre dozira agregat, zatim topla voda i na kraju cement, ali tek kada se voda dovoljno ohladi, jer se ne sme dozvoliti da cement dodje u kontakt sa vodom cija je temperatura iznad 30 °C.

Transport svezeg beton mora biti dobro organizovan da bi toplotni gubici bili sto manji, pa se tako mogu koristiti odredjena termicki izolovana transportna sredstva ili transportna sredstva sa sistemima za grejanje. Da bi se sprecilo hladjenje betona u slucajevima transporta automikserom, ne treba vrsiti mesanje tokom transporta.

Nakon ugradjivanja betona treba preduzeti odgovarajuce mere da ne dodje do hladjenja betona, sto se moze ostvariti na vise nacina:

prekrivanjem otvorenih povrsina betona,

izradom oplata sa dodatnim izolacionim svojstvima,

direktnim zagrevanjem elemenata,

izradom nadstresnica,

betoniranjem u zatvorenom prostoru i drugo.

Vrlo je vazno spreciti prvo smrzavanje betona pre nego sto on dostigne najmanje 50% projektovane marke betona.

88.Primena “termos metode” pri izvodjenju betonskih radova na niskim temperaturama

Sustine termos – metode je da betonska mesavina pocetne temperature 25 – 45°C bude ugradjena u termicki izolovanu oplatu i da se tokom ocvrscavanja betona koristi kako uneta toplota, tako i toplota koja se oslobadja odvijanjem hemijskih reakcija u sklopu hidratacije cementa. Ovaj postupak je narocito pogodan pri gradjenju masivnih konstrukcija – konstrukcija koje karakterisu male povrsine kontakta sa spoljasnjom sredinom. Stepen masivnosti konstrukcija se definise tzv. modulom povrsine Mp koji je odredjen izrazom

Mp=FV,gde je F ukupna povrsina konstrukcije u m2 preko koje se vrsi hladjenje, a V je zapremina konstrukcije u m3. Kod stubova i greda modul povrsine se izracunava kao odnos obim i povrsine poprecnog preseka. Termos – metoda narocito dobre rezultate daje kod konstrukcija kod kojih je Mp≤6.Primena ove metode se zasniva na stavu da ukupna kolicina toplote u betonu treba da bude jednaka gubicima toplote koju ce konstrukcija imati pri svome hladenju do 0°C, a za izvesno vreme hladjenja th. Tokom ovog vremena beton treba, dakle, da ima stalno pozitivnu temperaturu, a njegova cvrstoca da dostigne izvesnu unapred utvrdjenu vrednost. Uzimajuci ove uslove u oblik, moze se postaviti relacija:

th*MpTbs-Tvα=γb,svSbTbu+mcQcthRop,

iz koje se dobija da je:

th=γb,svSbTbu+mcQcth3,6MpTbs-Tv*Ropα.U navedenom izrazu figurisu sledece velicine:

th - vreme hladjenja betona do temperature 0°C,

Tbs - srednja temperatura betona (u °C) – za vreme hladjenja,

Tbu - pocetna temperatura betona (u °C) – temperatura na mestu ugradjivanja,

Tv - temperatura vazduha (u °C),

γb,sv – zapreminska masa svezeg ugradjenog betona u kg/m3,

Mp - modul povrsine u m-1,

α - popravni koeficijent kojim se izrazava uticaj vetra na rezim hladjenja betona,

Sb - specificna toplota betona u kJ/kg°C,

mc - masa cementa u kg/m3,

Qcth - toplota hidratacije upotrebljenog cementa (kJ/kg) koja odgovara vremenu th,

Rop - ukupni otpor prolaza toplote za oplatu (m2°C/W).

Uz odredjeno sredjivanje, uzimajuci za vrednost α≈1, izraz se konacno moze napisatu u obliku

th=2520Tbu+mcQcth3,6kMpTbs-Tv.Parametar k predstavlja koeficijent prolaza toplote i odredjuje se formulom

k=10,05+i=1nhiλi Wm2*°Cgde je n broj slojeva termoizolacionog sistema kojim se beton stiti od hladnoce, hi je debljina nekog sloja u m, a λi koeficijent toplotne provodljivosti istog sloja u W/m*°C.

Srednja temperatura betona za vreme hladjenja orijentaciono se moze odrediti u zavisnosti od modula povrsine na sledeci nacin:

za Mp≤8 Tbs=Tbu2, za Mp>8 Tbs=Tbu3.

Za tacne vrednosti ove temperature moze se primeniti izraz:

Tbs=TbuK1+K2Mp+K3Tbu,gde empirijski koeficijenti imaju sledece vrednosti K1 = 1,03, K2 = 0,81 i K3 =0,006.

89.Izvodjenje betonskih radova na visokim temperaturama

Osim temperatura preko 30°C, pojam povisenih temperatura sredine u tehnologiji betona implicira jos dva nepovoljna faktora: nisku relativnu vlaznost i povecanu brzinu vetra. Navedeni cinioci uslovljavaju sledece:

potrebu za vecom kolicinom vode u betonu,

brzu promenu konzistencije,

brzo isparavanje vode preko otvorenih povrsina,

nastanak prslina i pukotina na povrsini betona kao posledia plasticnog skupljanja,

povecanje hidratacionog i hidraulickog skupljanja,

smanjenje nominalne cvrstoce i trajnosti betona,

potrebu za preduzimanjem niza preventivnih mera.

Imajuci u vidu izlozeno, u uslovima betoniranja na visokim temperaturama najpre treba povesti racuna o sastavu betona. To podrazumeva upotrebe nesto vece kolicine vode, kao i manje doze cementa, cemente nizih klasa i cemente sa oznakom N. U obzir takodje dolazi i upotreba aditiva retardera ili superplastifikatora sa produzenim dejstvom.

Posto temperatura betona ne sme da predje granicu od 65°C, moraju se preduzeti odredjene mera za snizavenje temperature svezeg betona. Smatra se da temperatura sveze betonske mesavine na mestu ugradjivanja u opstem slucaju treba da iznosi najvise 30°C, odnosno najvise 20°C ako se radi o masivnim betonskim konstrukcijama. Da bi se dobila niska pocetna temperatura betonske mesavine, treba obezbediti dovoljno niske temperature pojedinih komponenata sto se bez vecih problema u velikoj meri moze ostvariti:

lagerovanjem vode za spravljanje betona u cisternama ukopanim u zemlju,

izvodjenjem termicke zastite silosa za cement ili bar bojenjem silosa u belu boju,

zastitom agregata od direktnog delovanja sunca putem lakih nadstresnica,

eventualnim kvasenjem krupnih frakcija agregata primenom uredjaja za rasprsivanje vode.

Ukoliko se navedene mere hladjenja komponenata pokazu nedovoljnim, treba primeniti odredjene dodatne mere, pri cemu je, kako pokazuje praksa, najpovoljnije ici na intenzivnije hladjenje vode u kulerima, cime se moze dobiti voda temperature od oko 6°C. Povoljni efekti se ostvaruju i ubacivanjem drobljenog leda u cisterne za vodu ili u mesalice za beton.

U uslovima povisenih temperatura, transport betona, odnosno trajanje transporta betona treba svesti na najmanju mogucu meru. Ako se trensportovanje vrsi automiskerima, prednost imaju automikseri manjeg kapaciteta. Pri transportovanju automikserima, ne treba vrsiti mesanje betona u toku transporta jer dolazi do mesanja mase sa toplim vazduhom. Sva oprema za transport treba da bude svetle boje, a najbolje bela. Najmanje 30 minuta pre pocetka ugradjivanja treba ohladiti oplatu i armaturu polivanjem vodom, pri cemu treba omoguciti da ova voda kroz odgovarajuce otvore brzo istekne iz oplate. Mesto ugradjivanja betona mora biti zasticeno od sunca i vetra, a tokom prvih nekoliko casova od ugradjivanja treba obezbediti povremeno hladjenje oplate sa spoljnje strane vodom. Ako su dnevne temperature suvise visoke, betoniranje treba organizovati tako da se izvede u kasnim poslepodnevnim satima ili nocu.

Sa negom betona treba poceti prakticno odmah po zavrsetku kompaktiranja i obrade gornjih povrsina, sto se posebno odnosi na elemente sa velikim horizontalnim povrsinama kao sto su ploce. Nega treba da obezbedi dovoljno vode za hidrataciju i za

hladjenje betona u oplati. Povrsine betona treba prekriti materijalima koji dugo drze vlagu i drzati ih u vlaznom stanju najmanje 7 dana. Voda koja se koristi za negu betona ne sme biti mnogo hladnija od betona da ne bi doslo do pojave prslina ili pukotina na povrsinama betona. Nega betona se ne sme prekinuti naglo, vec prekid treba da bude postepen u toku poslednja 2 – 3 dana negovanja.

90.Kontrola kvaliteta betona – opsti stavovi

Kontrola kvaliteta betona je podeljena na dva dela: kontrola kvaliteta proizvodnje i kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije.

Za beton kategorije B.I obavezna je kontrola saglasnosti sa uslovima kvaliteta na mestu ugradjivanja, dok kontrola proizvodnje betona nije obavezna i nju zamenjuje kontrola najmanje kolicine cementa sto se sprovodi metodom propisanom nasim standardom – Odredjivanje sastava svezeg betona metodom ispiranja.

Za beton kategorije B.II obavezna je kontrola proizvodnje betona i kontrola saglasnosti sa uslovima kvaliteta na mestu ugradjivanja.

Kontrola proizvodnje betona obuhvata sve faze – od spravljanja mesavine do nege ugradjenog betona – pri cemu ovu kontrolu vrse, svaki u svom domenu, i proizvodjac betona i izvodjac betonskih radova. Drugim recima, kontrolu proizvodnje vrse: proizvodjac betona – do vremena predaje betona izvodjacu radova, i izvodjac betonskih radova – od vremena preuzimanja betona do zavrsetka negovanja ugradjenog betona. Naravno, ovo vazi u slucaju kada su proizvodjac i izvodjac razliciti subjekti, a ukoliko izvodjac radova sam za sebe proizvodi beton, on je duzan da vrsi i kontrolu proizvodnje betona.

Kontrolom saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije dokazuje se kvalitet ugradjenog betona. Drugim recima, ovom kontrolom se proverava da li su za odredjenu partiju betona postignuti projektom zahtevana marka betona i druga svojstva. Pri ovome moraju postojati odredjeni kriterijumi na bazi kojih se odredjena partija prima ili odbija.

91.Partije betona

Partije betona predstavljaju odredjene delove objekta ili odredjene kolicine betona koje su ugradjene u objekat u nekom vremenskom periodu. Ovakav nacin kontrole kvaliteta ugradjenog betona podrazumeva da u svakoj partiji postoji tacno utvrdjen broj uzoraka,

tako da se na ovaj nacin sa velikom pouzdanoscu moze dati ocena ostvarene marke ili nekog drugog svojstva betona po pojedinim delovima, odnosno elementima objekta.

Partija betona je kolicina iste klase ili vrste betona koja se priprema i ugradjuje pod jednakim uslovima. Velicina partije zavisi od ukupne kolicine betona iste vrste ili klase, od propisane ucestalosti uzimanja uzoraka, od uslova pripremanja i ugradjivanja betona i od predvidjenog trajanja betoniranja.

Partija betona je definisana kolicinom betona i brojem uzoraka za ispitivanje svojstava betona. Broj uzoraka, kao i same partije u njihove velicine, moraju unapred biti odredjeni projektom konstrukcije ili programom kontrole koji je sastavni deo projekta betona.

U jednoj partiji ne treba da bude kolicina betona veca od one koja moze biti ugradjena u roku od mesec dana. Takodje, broj uzoraka u jednoj partiji ne moze biti manji od 3 ni veci od 30.

Formiranje partije se vrsi od slucaja do slucaja, a vazno je pri odredjivanju broja uzoraka i velicine partije voditi racuna da se ispitivanjem obezbedi dobijanje sto realnije ocene sigurnosti konstrukcije.

U slucaju skeletnih konstrukcija, jedna partija moze da obuhvati sve elemente istog tipa, ili samo elemente u sklopu jedne etaze, pa cak i samo elemente dela jedne etaze, u zavisnosti od velicine objekta i uslova ugradjivanja. Na manjim objektima, partija betona moze predstavljati i beton koji se ugradjuje u skup razlicitih elemenata, pod uslovom da se radi o betonu iste klase.

Kod mostovskih konstrukcija partije betona se najcesce definisu prema konstrukcijskim elementima, pa tako jedna partija moze da obuhvati: sve ili samo odredjeni broj sipova, temelja, stubova i drugo; jedan ili oba obalna stuba; glavne i sekundarne nosace u jednom ili vise polja; kolovoznu plocu u jednom ili vise polja itd.

Pri gradjenju masivnih betonskih objekata kod kojih se koriste vece kolicine betona, partije treba da budu tako obrazovane da broj uzoraka u jednoj partiji ne bude veci od 25 – 30, kao i da se beton jedne partije ne ugradjuje vise od 30 dana.

U industriji betonskih prefabrikata partija betona moze da se usvoji na bazi broja proizvedenih elemenata, pri cemu ovaj broj moze biti vezan i za vreme proizvodnje.

Pri tekucoj kontroli ostvarene marke betona u okviru betona kategorije B.II u fabrici betona, velicina partije se vezuje za kolicinu betona proizvedenu u jednom mesecu, pri cemu ova kolicina ne moze biti veca od 2000 m3.

92.Kontrola proizvodnje betona

U okviru kontrole proizvodnje betona treba kontrolisati:

sve komponente betona,

proizvodnu sposobnost fabrike betona,

svezi beton,

svojstva ocvrslog betona,

ugradjivanje i nega betona.

Agregat koji se koristi za spravljanje betona mora da bude atestiran, pri cemu se kontrolna ispitivanja moraju obavljati po frakcijama, najmanje jednom nedeljno ili prilikom uocljivijih promena. Ispitivanja obuhvataju: vlaznost sitnih frakcija, granulometrijski sastav i kolicinu sitnih cestica.

Cement takodje mora posedovati atest, a njegova kontrolna ispitivanja treba da obuhvate: standardnu konzistenciju, pocetak i kraj vezivanja i stalnost zapremine. Ispitivanja se vrse prilikom svake isporuke ili ako je cement odlezao vise od tri meseca.

Ukoliko se za spravljanje betona ne upotrebljava voda za pice, njena podobnost se mora kontrolisati najmanje jednom u tri meseca.

Dodaci betonu se ispituju za svako dopremanje u fabriku ili ako je vreme odlezavanja dodataka duze od 6 meseci. Svaki od dodataka koji se upotrebljava mora imati atest o kvalitetu.

Proizvodna sposobnost fabrike betona se utvrdjuje kontrolnim ispitivanjima koja se nacelno vrse na pocetku rada novog postrojenja, kao i na svakih 12 meseci rada fabrike. Pored ovoga vrse se i stalne kontrole uredjaja za mesanje i upravljanje.

Kontrola svezeg betona treba da obuhvati ispitivanje konzistencije, ispitivanje kolicine uvucenog vazduha kod aeriranog betona, i ispitivanje temperature betonske mesavine ako se betoniranje izvodi u posebnim uslovima.

Proizvodjac betona je duzan da za svaku vrstu betona koju proizvodi redovno kontrolise cvrstocu pri pritisku i da na osnovu toga kontrolise ostvarenu marku betona. Kontrola i ocenjivanje postignute marke betona se vrsi po partijama betona, koje se formiraju skupom uzoraka prema sledecim uslovima:

najmanje jedan uzorak za svaki dan proizvodnje,

najmanje jedan uzorak na svakih 50 m3, odnosno na svakih 75 mesavina, uzimajuci u obzir koji slucaj daje veci broj uzoraka,

ako je kolicina proizvedene vrste odnosno klase betona veca od 2000 m3, po jedan uzorak na svakih 100 m3, odnosno na svakih 150 mesavina.

Partija betona za kolicinu betona vecu od 1000 m3 moze da ima najvise 30 uzoraka, a partija betona koja se odnosi na kolicinu manju od 1000 m3 moze da ima najmanje 10 uzoraka. Cilj tekuce kontrole je da pravovremeno uoci i zaustavi eventualni pad kvaliteta proizvodnje.

Ispitivanja posebnih svojstava betona kao sto su vodonepropustljivost, otpornost na dejstvo mraza i drugo, proizvodjac betona obavlja samo ako ova svojstva predstavljaju uslove kvaliteta predmetnog betona.

Od trenutka prijema svezeg betona na gradilistu, kontrolu kvaliteta betona preuzima izvodjac radova. Njegova obaveza je da najmanje jednom u smeni prekontrolise konzistenciju dopremljenog betona i to istom metodom po kojoj je to radjeno u fabrici betona. Takodje, izvodjac i nadzorna sluzba investitora treba da izvode kontrolu u koju spada:

pregled oplata, skela, spojnica, armature i dr.,

kontrola unutrasnjeg transporta i ugradjivanja betona,

kontrola nacina i trajanja nege ugradjenog betona,

pregled konstrukcije posle skidanja oplate.

Sve ove kontrole izvode se vizuelno.

93.Kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije

Kontrola saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije sprovodi se ocenjivanjem postignute marke betona i onih posebnih svojstava betona koja su zahtevana projektom.

Ocena postignute marke betona (MB) vrsi se po partijama u skladu sa programom kontrole datim u okviru projekta betona. BAB87 za ocenjivanje marke betona propisuje tri kriterijuma.

Kriterijum 1

Ovaj kriterijum se primenjuje ukoliko se raspolaze rezultatima ispitivanja 3, 6, 9, 12 ili 15 uzoraka. Svaki skup – partija – od tri uzastopna rezultata ispitivanja treba da zadovolji uslov:

mn≥MB+k1,x1≥MB-k2.Ovde je mn aritmeticka sredina tri uzastopna rezultata ispitivanja cvrstoce pri pritisku, a x1 je najmanji od tri posmatrana rezultata. U slucaju kada se beton dobija iz uhodane proizvodnje uzima se da je k1 = k2 = 3 MPa, a ako se radi o neuhodanoj proizvodnji, k1 = 4 MPa, a k2 = 2 MPa.

Kriterijum 2

Ovaj kriterijum se primenjuje u slucajevima kad je broj uzoraka n izmedju 10 i 30 i kada je poznata vrednost standardne devijacije

σ=mn0-xi2n0,koja se odredjuje iz dovoljno velikog broja ranije sprovedenih ispitivanja iste vrste betona (xi – pojedinacni rezultati ovih ispitivanja, mn0 – srednja vrednost rezultata). Uslov kvaliteta je:

mn≥MB+1,2σx1≥MB-4 MPa,(mn – srednja vrednost rezultata, x1 – minimalna vrednost rezultata).

Kriterijum 3

Ovaj kriterijum se primenjuje za definisanje marke betona velikih partija betona, 15 – 30 uzoraka, i kada nije poznata vrednost σ, vec se racuna sa procenjenom vrednoscu standardne devijacije:

Sn=mn-xi2n-1.U ovom slucaju treba da budu zadovoljeni uslovi:

mn≥MB+1,3Snx1≥MB-4 MPa.Broj uzoraka za odredjivanje cvrstoce pri pritisku se odredjuje za svaku vrstu i klasu betona u zavisnosti od uslova u kojima se beton priprema i ugradjuje, pa su s ovim u vezi moguca tri slucaja:

a) Beton kategorije B.II dopremljen iz fabrike betona

U ovakvim slucajevima potreban broj uzoraka uzima se prema sledecim uslovima:

najmanje jedan uzorak svakog dana kada se beton ugradjuje u konstrukciju,

jedan uzorak u proseku na svakih 100 m3, odnoso na 150 mesavina,

najmanje tri uzorka za jednu partiju betona,

jedan uzorak od svake kolicine betona koja se ugradi u vitalne konstrukcijske elemente u koje se ugradjuju manje kolicine betona.

Ukupan broj rezultata ispitivanja ne moze biti manji od minimalnog broja uzoraka za pojedine kriterijume, tj. ne manji od 3 za prvi, od 10 za drugi i od 15 za treci kriterijum. S druge strane, broj rezultata ispitivanja ne sme biti veci od 30.

b) Beton kategorije B.II koji se spravlja za potrebe gradilista ili za potrebe pogona za proizvodnju prefabrikata

U ovakvim slucajevima rezultati koji se koriste za kontolu proizvodnje mogu da budu upotrebljeni i za dokaz kvaliteta betona na mestu ugradjivanja. U tom slucaju treba nastojati da se uzorci ne uzimaju u fabrici betona vec na mestu ugradjivanja.

c) Beton kategorije B.I

S obzirom da se za ovaj beton ne zahteva kontrola proizvodnje, broj uzoraka za ocenjivanje ostvarene marke betona na mestu ugradjivanja mora da bude dvostruko veci od onog koji prema tacki a) vazi za beton kategorije B.II.

Posebna svojstva betona ispituju se i ocenjuju samo ako je to zahtevano projektom konstrukcije. Ocena saglasnosti sa propisanim uslovima kvaliteta na mestu ugradjivanja betona daje se po partijama i odnosi se na ocenu postignute marke betona i na ocenu posebnih svojstava ocvrslog betona.

Partija betona se prihvata ukoliko je ispunjen prethodno izabran kriterijum za ocenjivanje ostvarene marke betona, kao i kriterijum za ocenjivanje nekog posebnog svojstva betona formulisan u okviru projekta betona.

94.Projekat betona za fabriku betona

Projekat betona za fabriku betona iz koje se betonske mesavine sredstvima spoljasnjeg transporta razvoze do odredjenih gradilista treba da sadrzi sledece delove:

1. Recepture za sve klase (vrste) betona koje se proizvode u fabrici, a u okviru kojih treba priloziti:

- rezultate prethodnih ispitivanja komponenata betona,

- rezultate prethodnih ispitivanja svojstava svezeg i ocvrslog betona za sve mesavine koje spadaju u proizvodni program fabrike,

- uslove kvaliteta za sve predvidjene komponentne materijale,

- podatke o svim mesavinama iz proizvodnog programa fabrike,

- dokaze o kvalitetu za sve klase i vrste betona iz proizvodnog programa fabrike.

2. Program kontrole proizvodnje u fabrici betona koji treba da obuhvati sledece:

- program kontrole proizvodne sposobnosti fabrike betona,

- program ispitivanja komponentnih materijala, kao i program ispitivanja svojstava svezeg i ocvrslog betona,

- nacin prezentacije rezultata tekuce kontrole marke betona,

- nacin prezentacije izvestaja o ostvarenoj marki betona, kao i o ispunjavaju ostalih zahteva u odnosu na neka posebna svojstva,

- sadrzaj propratnog lista koji je obavezan uz svaku isporuku svezeg betona.

Svaka fabrika betona u opstem slucaju ima odredjeni proizvodni program, koji se, naravno, moze i menjati i prilagodjavati potrebama korisnika. Razlicite klase i vrste betona interno se mogu oznacavati na razne nacine, pri cemu svaka oznaka podrazumeva mesavinu sa odredjenim karakteristikama.

95.Projekat betona za gradiliste – betoni B.II.

Ako se radi o projektu betona za gradiliste, a pod pretpostavkom da se beton proizvodi u gradilisnoj fabrici sto znaci da je rec o betonu kategorije B.II, u sklop projekta betona treba da udju sledeci delovi:

1. Podloge iz projekta konstrukcije i to:

- opis konstrukcije, projektovani postupak gradjenja i karakteristike pojedinih konstrukcijskih elemenata,

- kolicine betona po pojedinim konstrukcijskim elementima,

- uslovi kvaliteta i ostali uslovi za beton po pojedinim konstrukcijskim elementima,

- definisanje pojedinih klasa betona.

2. Recepture za beton u okviru kojih treba priloziti:

- rezultate prethodnih ispitivanja komponenata betona, i rezultate prethodnih ispitivanja svojstava svezeg i ocvrslog betona,

- uslove kvaliteta za predvidjene komponentne materijale,

- usvojene sastave za pojedine klase betona i tehnicke uslove za ove klase.

3. Plan betoniranja – faze, radni prekidi, debljine slojeva, organizacija i sinhronizacija pojedinih tehnoloskoh operacija, dinamicki plan i dr.

4. Definisanje pojedinih partija betona.

5. Nacin transporta i ugradjivanja betonske mesavine (sredstva spoljasnjeg i unutrasnjeg transporta, trajanje transporta, oprema za ugradjivanje, nacin i trajanje kompaktiranja, postupak zavrsne obrade i dr.).

6. Projekat skele, plam montaze elemenata i projekat oplate za specijalne vrste oplata

7. Nacin negovanja ugradjenog betona (postupci, trajanje i dr).

8. Terminski plan oslobadjanja konstrukcije od oplate odnosno skele.

9. Program kontrolnih ispitivanja sastojaka betona.

10. Program kontrolnih ispitivanja betona.

11. Program kontrole skele, oplate, transporta, ugradjivanja, nege i dr.

12. Program kontrole saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije u ciji sastav ulazi:

- program kontrole marke betona po partijama,

- program ispitivanja i ocenjivanje posebnih svojstava ocvrslog betona,

- nacin uzimanja, cuvanja i ispitivanja uzoraka betona.

96.Projekat za gradiliste – betoni B.I

Ako se radi o projektu betona za gradiliste, i to pod pretpostavkom da se radi o betonu kategorije B.I, projekat betona treba da sadrzi iste delove kao i projekat betona za gradiliste B.II, ali uz sledece izmene:

ad 1. U okviru uslova kvaliteta betona mogu biti predvidjene samo marke betona MB10, 15, 20 i 25.

ad 2. U okviru receptura za beton ne moraju da figurisu prethodna ispitivanja svojstava svezeg i ocvrslog betona.

ad 9. Program kontrolnih ispitivanja sastojaka betona nije potreban.

ad 10. Program kontrolnih ispitivanja betona, odnosno program kontrole proizvodnje betona, treba da sadrzi samo program kontrole najmanje kolicine cementa u mesavini,

ad 12. Program kontrole saglasnosti sa uslovima projekta konstrukcije, odnosno ocene saglasnosti sa propisanim uslovima kvaliteta na mestu ugradjivanja, treba da se bazira na dvostruko vecem broju uzoraka.