Predavanje I

TEORIJA I TEHNOLOGIJA BETONA

1. predavanje – I dio

OPĆENITO O BETONU

POVIJEST BETONA

ZNAČAJNE GRAĐEVINE OD BETONA

najviše korišten građevinski materijal na svijetu(preko 20 milijardi tona/god)

BETON

BURJ KHALIFA - DUBAIKINGDOM TOWER - JEDDAH

cement agregat vodadodaci

BETON

KOMPONENTE SASTAVA BETONA

c = 3 t/m3 a = 2,65 t/m3 v = 1 t/m3

Volumni omjeri osnovnih sastojaka u očvrsnulom betonu

~ 2 do 5% zrak

~ 8 do 16% cement

~ 40 do 45% šljunak

~ 25 do 30% pijesak

~ 17 do 20% voda

kameni kostur

Udio osnovnih sastojaka u očvrsnulom betonu

Udio osnovnih sastojaka utječe na:

• svojstva svježeg betona

• svojstva očvrslog betona

• visinu troškova

Cement

Glavne zadaće cementnog kamena:

povezati zrna agregata te datibetonu odgovarajuću čvrstoću

ispuniti prostor među česticamaagregata te, zajedno s agregatom,tvoriti nepropusnu masu

Utječe na vremenske deformacije betona - skupljanje i puzanje

Količine cementa u m3 običnog betona: 200 do 400 kg

Agregat

Glavne zadaće agregata:

zrna čine kostur koji betonu daje krutost

daje dimenzionalnu stabilnost betonu

ekonomičnost betonskih konstrukcija

Količine agregata u m3 običnog betona: 1500 do 1800 kg

Voda

Glavne zadaće vode:

omogućiti hidrataciju cementa

regulirati viskoznost svježeg betona(ovisno o količini dodane vode)

Voda je za piće najčešće dobra i za spravljanje betona.

Količine vode u m3 običnog betona: 160 do 200 l

Dodaci betonu ili aditivi

tvari, najčešće organskog podrijetla, koje, dodane u svježu mješavinu, modificiraju svojstva svježeg ili očvrsnulog betona, morta ili cementne paste

dodaju se u promilima ili postotcima od udjela cementa ili ukupnog udjela veziva u mješavini

Svojstva betona u usporedbi s drugim materijalima

Materijal Gustoća(kg/m3)

Čvrstoća(N/mm2)

Modul elastičnosti

(N/mm2)Tlačna Vlačna

Čelik 7860 > 300 210000Aluminij 2710 > 60 70000Staklo 2500 700 - 800 30 - 90 73000Beton 2400 10 - 60 1/10 tlačne 30000

Drvo 500 Savojna čvrstoća80 2.2

12700800

Radni dijagram betona (za kratkotrajna opterećenja)

Prednosti betona

ekonomičnost

ušteda energije

dostupnost sastojaka

oblikovanje

održivostKOLIČINA ENERGIJE UGRAĐENA U BETON

kWh/m3 kWh/tonaCEMENT 330 - 660 137 - 275

AGREGAT 20 8PROIZVODNJA 90 37

UKUPNO 440 - 770 182 - 320ČELIK 800

ARMIRANI BETON >800 >330 PREDNAPETI BETON 700 - 1700 290 - 700

Prednosti betona

požarna otpornost

vodootpornost

trajnost

krutost

mogućnost reciklaže

Nedostaci betona

niska vlačna čvrstoća

volumne promjene

niska čvrstoća po jediničnom volumenu

Vrste betona

prema gustoći

OBIČNI LAGANI TEŠKI2000 – 2600 kg/m3 800 – 2000 kg/m3 >2600 kg/m3

Vrste betona

prema mjestu proizvodnje:

- proizveden u centralnoj betonari

- proizveden u betonari na gradilištu

- proizveden u betonari pogona za proizvodnju predgotovljenih betonskih elemenata

Vrste betona

prema tlačnoj čvrstoći:

- normalne čvrstoće ≤ 55 MPa

- visoke čvrstoće 55 < fC ≤ 100 MPa

- beton vrlo visoke čvrstoće > 100 MPa

Tehnologija betona

POVIJEST BETONA

Egipat

posteljica za kamene blokove – mort od gipsa, vode i pijeska

Antički Rim

vapneni mort – pijesak, vapno i voda pozzolana - pucolanski cement opus caementicium – gradnja u rimskom betonu od morta, pucolanskog cementa, kamena i lomljene opeke

Portland cement

PORTLANDSKI KAMEN

1756. god. John Smeaton - cement od vapna s dodatkom gline

1824. god. Joseph Aspdin – proizvodi cement kojeg naziva Portland cementom

1838. god Isaac Charles Johnson – proizvodnja Portland cementa

1877. god. 1. specifikacija sastava PC u Njemačkoj

PORTLAND CEMENT

1848. god. Joseph-Louis Lambot

prva uporaba armiranog betona

lađa s armaturom od čelične žice u cementnom mortu debljine nekoliko cm

1849. god. Joseph Monier

otac armiranog betona

betonske posude za biljke dodatno ojačavao željeznim materijalom

1854. god. W. Wilkinson

uvodi armirani beton u gradnju podova i stropova zgrada

1871. – 1875. god. W. E. Ward

prva armiranobetonska zgrada u SAD

Francois Hennebique

začetnik teorije i tehnike gradnje od armiranog betona

1879. prvi put gradi od armiranog betona

1892. patentira armirani beton

1894. prvi AB most u Švicarskoj

1896. izdaje časopis “Armirani beton”

1903. patent nije prihvaćen, prednost je dana Monieru

1891. god. George Bartholomew

gradnja prve betonske ceste u SAD

cesta postoji i danas

1904. god. Ingalls building

prvi betonski neboder

Cincinnati, SAD

1930. god. Eduardo Torroja

prvi ljuskasti krov

1936. god. Brana Hoover

na rijeci Colorado

3.33 milijuna m3