tehnologija betona

OSNOVI TEORIJE IOSNOVI TEORIJE ITEHNOLOGIJE BETONATEHNOLOGIJE BETONA

SadrSadr��ajaj■■ 1. Uvodna razmatranja1. Uvodna razmatranja

■■ 2. Svojstva sve2. Svojstva sve��eg betonaeg betona

■■ 3. Struktura o3. Struktura oèèvrslog betonavrslog betona

■■ 4. Fizi4. Fizièèko ko �� mehanimehanièèka svojstva betonaka svojstva betona

■■ 5. Reolo5. Reolo��ka svojstva oka svojstva oèèvrslog betonavrslog betona

■■ 6. Trajnost betona i betonskih konstrukcija6. Trajnost betona i betonskih konstrukcija

■■ 7. Ispitivanja betona metodama bez razaranja7. Ispitivanja betona metodama bez razaranja

■■ 8. 8. Odreðivanje sastava betonaOdreðivanje sastava betona■■ 9. Spravljanje betona9. Spravljanje betona

■■ (10. Armira(10. Armiraèèki radovi)ki radovi)

OSNOVI TEORIJE IOSNOVI TEORIJE ITEHNOLOGIJE BETONATEHNOLOGIJE BETONA

SadrSadr��aj (nastavak)aj (nastavak)■■ 11. Oplate11. Oplate■■ 12. Transport sve12. Transport sve��eg betonaeg betona■■ 13. 13. Ugraðivanje betonaUgraðivanje betona■■ 14. 14. Postupci izvoðenja nekih uobiPostupci izvoðenja nekih uobièèajenih tipova konstrukcijaajenih tipova konstrukcija■■ 15. 15. Nega ugraðenog betona i demontaNega ugraðenog betona i demonta��a oplatea oplate■■ 16. Specijalni postupci betoniranja i neke specifi16. Specijalni postupci betoniranja i neke specifièène tehnologije ne tehnologije

ugraðivanja betona pri proizvodnji prefabrikata ugraðivanja betona pri proizvodnji prefabrikata ■■ 17. Ubrzano o17. Ubrzano oèèvrvr��ããavanje betonaavanje betona■■ (18. Posebne vrste betona)(18. Posebne vrste betona)■■ 19. 19. Izvoðenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovimaIzvoðenje betonskih radova u ekstremnim klimatskim uslovima■■ 20. Kontrola kvaliteta betona20. Kontrola kvaliteta betona■■ 21. Projekat betona21. Projekat betona

UVODNA RAZMATRANJAUVODNA RAZMATRANJAKKomponenteomponente betonabetona

BETONBETONIIMaterijaliMaterijali zza ia izzraduradu betonabetona

■Agregat (70 � 80% u betonskoj masi)

■Cement (1� � 20% u betonskoj masi)

■Voda (5 � 10% u betonskoj masi)

■Aditivi (neobavezni, ali se u novije vreme vrlo èesto koriste)


AGEGAT KAO KOMPONENTA BETONAAGEGAT KAO KOMPONENTA BETONA■■ UUèèestvuje sa 70 estvuje sa 70 �� 80 % u masi betona80 % u masi betona

■■ Ravnopravno se koriste Ravnopravno se koriste �� Prirodni (rePrirodni (reèèni) ni) ��ljunak i pesak (jeftiniji, povoljniji oblik zrna ljunak i pesak (jeftiniji, povoljniji oblik zrna �� ugradljivost i ugradljivost i

obradljivost)obradljivost)

�� Drobljeni krupan i sitan agregat (bolje povezivanje zrna Drobljeni krupan i sitan agregat (bolje povezivanje zrna �� oo��troivitroivièènost, venost, veããa a athezija sa cementnim kamenom)athezija sa cementnim kamenom)

■■ ��tetni sastojci u agregatu: tetni sastojci u agregatu: ��kriljci, lapori, serpentini, kriljci, lapori, serpentini, liskunliskun, ugalj, ugalj�� Liskuna sme da ima najviLiskuna sme da ima najvi��e: 1%, odnosno 2% , za beton koji e: 1%, odnosno 2% , za beton koji ããe biti stalno u e biti stalno u

vodivodi

■■ Reaktivni, alkalno Reaktivni, alkalno �� silikatni sastojci (amorfna silicija):silikatni sastojci (amorfna silicija):�� U krupnom agregatu < 5%U krupnom agregatu < 5%

�� U sitnom agregatuU sitnom agregatu < 0,5%< 0,5%

■■ Do alkalno Do alkalno �� silikatne silikatne reakcijereakcije neneããe doe doããi ukoliko je:i ukoliko je:�� SadrSadr��aj alkalija u cementu (Naaj alkalija u cementu (Na22O+0,658 KO+0,658 K22O < 0,6% po masi)O < 0,6% po masi)


AGEGAT KAO AGEGAT KAO KOMPONENTA KOMPONENTA BETONABETONA


AGEGAT KAO KOMPONENTA BETONAAGEGAT KAO KOMPONENTA BETONA




AGEGAT KAO AGEGAT KAO KOMPONENTA KOMPONENTA BETONABETONA





Ez=0,8 � 1,0 (Ez=0,9) Dmax ≤ 0,9 REr≤ 1,4 za reèni agregat Er≤ 1,2 za drobljeni agregat Dmax ≤ 1,4 ñ (Dmax ≤ 1,2 ñ)

D ≤ amin / 3; D ≤ a / 4; D ≤ 1,25 emin



Dmax=D+∆D=dm+(dm-dm-1) x/y


AGEGAT KAO KOMPONENTA BETONAAGEGAT KAO KOMPONENTA BETONAVla�nost�DJUHJDWD�L�QMHQR�RGUHÿLYDQMH

■ S obzirom na znaèèaj vodocementnog faktora u proizvodnji betona, vla�nostagregata mora biti uzeta u obzir prilikom doziranja. Kako uobièèajeni

��SRVWXSDN�RGUHÿLYDQMD�YOD�nosti � putem su�enja do konstantne mase dugotraje, potrebno je primeniti mnogo br�i postupak � putem sifonskog suda.

■ Postupak podrazumeva odreði-vanje mase vla�nog agregata Mav

vagom, a zatim njegove zapremine Vav pomoãu sifonskog suda i men-zure (v. sliku).(za je prethodno odreðeno za èitavu isporuku agregata).


CEMENTCEMENT KAO KOMPONENTA BETONAKAO KOMPONENTA BETONA

■■ UUèèestvujeestvuje u betonu u betonu sasa svegasvega 10 10 �� 2020 %% po masi, ali ima vrlo po masi, ali ima vrlo veliki uticaj na svojstva betona.veliki uticaj na svojstva betona.

■■ Izbor cementa treba vrIzbor cementa treba vr��iti na osnovu njegovih sledeiti na osnovu njegovih sledeããih ih svojstava:svojstava:�� ÈÈvrstovrstoããa i brzina rasta a i brzina rasta èèvrstovrstoããe (klasa cementa)e (klasa cementa)

�� Toplota hidratacijeToplota hidratacije

�� Hemijska otpornostHemijska otpornost

■■ Cemente sa dodatkom pucolana ili sa meCemente sa dodatkom pucolana ili sa me��anim dodatkom anim dodatkom koristiti samo za konstrukcije u vlakoristiti samo za konstrukcije u vla��noj sredininoj sredini


CEMENTCEMENT KAO KOMPONENTA BETONAKAO KOMPONENTA BETONA

■■ Minimalne koliMinimalne kolièèine cementa za armiranobetonske ine cementa za armiranobetonske konstrukcije:konstrukcije:�� 250 kg/m250 kg/m33, za beton koji nije izlo, za beton koji nije izlo��en atmosaferilijama,en atmosaferilijama,

�� 300 300 kg/mkg/m33, za beton koji je izlo, za beton koji je izlo��en atmosaferilijama,en atmosaferilijama,

�� 350 kg/m350 kg/m33, za beton izlo, za beton izlo��en agresivnim uticajima.en agresivnim uticajima.

■■ MinimalnaMinimalna kkoliolièèina cementa u funkcina cementa u funkciiji nominalno ji nominalno najkrupnijeg zrna agregata:najkrupnijeg zrna agregata:�� min mmin mcc== kg/mkg/m33, odnosno, odnosno

�� min mmin mcc== kg/mkg/m33, ako se radi o betomu izlo, ako se radi o betomu izlo��enom enom hemijskoj agresijihemijskoj agresiji

■■ U praksi, koliU praksi, kolièèina cementa se najina cementa se najèèee��ããe kree kreããe u granicama e u granicama

300 300 �� 400 kg/m400 kg/m33

5/550 D5/700 D

UVODNA RAZMATRANJAUVODNA RAZMATRANJAKKomponenteomponente betonabetona: : Cement kao komponenta betonaCement kao komponenta betona


Cement kao komponenta betonaCement kao komponenta betona


Cement kao komponenta betonaCement kao komponenta betona


Voda kao komponenta betonaVoda kao komponenta betona

■■ Voda kao komponenta uVoda kao komponenta uèèestvuje u betonu sa 5 estvuje u betonu sa 5 �� 10 % po masi.10 % po masi.

■■ Voda za spravljanje betona ne sme da sadrVoda za spravljanje betona ne sme da sadr��i:i:�� Sastojke koji utiSastojke koji utièèu na proces hidratacije cementau na proces hidratacije cementa

�� Sastojke uzroSastojke uzroèènike korozije armature u armiranobetonskim nike korozije armature u armiranobetonskim konstrukcijamakonstrukcijama

■■ Ovi sastojci mogu da budu:Ovi sastojci mogu da budu:�� Rastvoreni u vodiRastvoreni u vodi

�� U vidu U vidu èèvrstih, suspendovanih primesa (muljevite, blatne, vrstih, suspendovanih primesa (muljevite, blatne, glinene, drvene, ugljene glinene, drvene, ugljene èèestice i dr.) estice i dr.)


Voda kao komponenta betonaVoda kao komponenta betona

■■ Voda je podobna za izradu betona ako je:Voda je podobna za izradu betona ako je:�� Vodonikov pokazatelj (pH) 4,5 Vodonikov pokazatelj (pH) 4,5 �� 9,5 9,5

�� Sulfatnih jona manje od 2700 mg/lSulfatnih jona manje od 2700 mg/l

�� Hloridnih jona manje od 300 mg/lHloridnih jona manje od 300 mg/l

�� Indeks organskih sastojaka manji od 200 mg/lIndeks organskih sastojaka manji od 200 mg/l

�� Ukupno rastvorenih soli manje od 5000 mg/l (ne odnosi se na Ukupno rastvorenih soli manje od 5000 mg/l (ne odnosi se na morsku vodu)morsku vodu)

■■ ObiObièèna voda za pina voda za piããe: bez posebnih dokaza o podobnostie: bez posebnih dokaza o podobnosti

■■ Morska voda: MoMorska voda: Mo��e se upotrebiti za spravljanje betona za e se upotrebiti za spravljanje betona za nearmirane konstrukcije (izuzev kod primene AC)nearmirane konstrukcije (izuzev kod primene AC)


Aditivi (dodaci) kao komponenta betonaAditivi (dodaci) kao komponenta betona■ Aditivi (dodaci) su neobavezna, èetvrta komponenta betona,

kojom se, dodavanjem betonu prilikom spravljanja u vrlo maloj kolièini, mogu pobolj�ati neka svojstva sve�eg i /ili oèvrslog betona.

■ U op�tem sluèaju, najèe�ãe se radi o sledeãim vrstama aditiva (dodataka):� Plastifikatori (superplastifikatori),

� Aeranti (uvlaèivaèi vazduha),

� Akceleratori (ubrzivaèi vezivanja i/ili oèvr�ãavanja),

� Retarderi (usporivaèi vezivanja),

� Zaptivaèi,� Antifrizi (dodaci za betoniranje na niskim temperaturama).

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAUvodUvod

■■ SveSve�� beton je specifibeton je specifièèan, vian, vi��ekomponentni polidisperzan sistem, koji ekomponentni polidisperzan sistem, koji se dobija homogenizacijom mese dobija homogenizacijom me��avine komponentnih materijala o avine komponentnih materijala o kojima je bilo rekojima je bilo reèèi u prethodnom poglavlju.i u prethodnom poglavlju.

■■ U ovom sistemu prisutne su finodisperzne U ovom sistemu prisutne su finodisperzne èèestice estice �� cement, vrlo cement, vrlo sitne sitne èèestice agregata i eventualno neki praestice agregata i eventualno neki pra��kasti mineralni dodaci, kasti mineralni dodaci, zatim znatno krupnija zrna sitnog i krupnog agregata, voda, aditzatim znatno krupnija zrna sitnog i krupnog agregata, voda, aditivi ivi (eventualno) i mehuri(eventualno) i mehuriããi vazduha (namerno uvui vazduha (namerno uvuèèenog putem aditiva enog putem aditiva aeranta ili zarobljeni u sveaeranta ili zarobljeni u sve��em betonu tokom meem betonu tokom me��anja).anja).

■■ Usled prisustva unutraUsled prisustva unutra��njih sila meðudejstva njih sila meðudejstva èèestica estica èèvrste i tevrste i teèène ne faze (mfaze (meðumolekularne sileeðumolekularne sile, sile viskoznog trenja, kapilarne sile), , sile viskoznog trenja, kapilarne sile), svesve��EHWRQ�SRVHGXMH�RGUHÿHQ�VWHSHQ�NRKH]LYQRVWL��EHWRQ�SRVHGXMH�RGUHÿHQ�VWHSHQ�NRKH]LYQRVWL�(strukturnu (strukturnu èèvrstovrstoããu), ali se odlikuje i svojstvima koja su karakteristiu), ali se odlikuje i svojstvima koja su karakteristièèna za na za viskozne teviskozne teèènosti.nosti.

■■ Njegova svojstva su na sredini izmeðu Njegova svojstva su na sredini izmeðu ��pravihpravih�� viskoznih teviskoznih teèènosti i nosti i èèvrstih tela, pri emu on poseduje svojstva tzv. vrstih tela, pri emu on poseduje svojstva tzv. ��strukturirane strukturirane viskozne teviskozne teèènosti.nosti.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAUvodUvod

■ Od pravih teènosti razlikuje se posedovanjem strukturne èvrstoãe, a od èvrstih tela srazmerno malom elastièno�ãu i sposobno�ãu podno�enja znaèajnih plastiènih deformacija, èak i pri vrlo malim optereãenjima.

■ Svojstva sve�eg betona zavise od velikog broja uticajnih parametaraali se celokupan kompleks ovih parametara generalno mo�e svesti na dva osnovna faktora: Karakteristike komponenata i Strukturu me�avine.

■ Jedno od najznaèajnijih svojstava ovog sistema ogleda se u sposob-nosti da pod uticajem razlièitih mehanièkih dejstava menja svoja svojstva. Reè je o �tiksotropiji�, tj, o pojavi promenljivosti parameta-ra viskoznosti u funkciji mirovanja, odnosno kretanja èestica.

■ Drugo bitno svojstvo je stalna promenljivost parametara u funkciji vremena (gubljenje fluidnosti, poveãanje viskoznosti i dr.), �to je uslovljeno odvijanjem fizièko � hemijskih procesa tokom hidratacije cementa.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAStruktura sveStruktura sve��eg betonaeg betona

■■ StrukturaStruktura svesve��egeg betona betona najnajèèee��ããe se razmatra kao struktura sistema e se razmatra kao struktura sistema koji se sastoji od dve komponente (faze) koji se sastoji od dve komponente (faze) �� cementne paste i agregata.cementne paste i agregata.U sastav cementne paste uvek se uraU sastav cementne paste uvek se uraèèunavaju i vrlo fine unavaju i vrlo fine èèestice estice agregata (ispod 0,09 mm), kao i eventualni mineralni dodaci agregata (ispod 0,09 mm), kao i eventualni mineralni dodaci (bentonit, EF (bentonit, EF �� pepeo, pucolani i dr.) pepeo, pucolani i dr.)

■■ Velika specifiVelika specifièèna povrna povr��ina ovi najsitnijih ina ovi najsitnijih èèestica ima za posledicu estica ima za posledicu pojavu unutrapojavu unutra��njih sila veze u svenjih sila veze u sve�em betonu em betonu --�VLOH�DSVRSFLRQRJ�VLOH�DSVRSFLRQRJ, , molekularnog i kapilarnog meðudejstvamolekularnog i kapilarnog meðudejstva. .

■■ Ove sile bitno utiOve sile bitno utièèu na sva svojstva sveu na sva svojstva sve��eg betona, a u prvom redu eg betona, a u prvom redu na na stepen povezanostistepen povezanosti (kohezivnost) sistema.(kohezivnost) sistema.

■■ Svojstva cementne paste, kao i sveSvojstva cementne paste, kao i sve��eg betona, zavise od odnosa eg betona, zavise od odnosa èèvrste i tevrste i teèène faze: sa povene faze: sa poveããanjem sadranjem sadr�aja vode poveaja vode poveããava se ava se pokretljivost (fluidnost) a smanjuje strukturna pokretljivost (fluidnost) a smanjuje strukturna èèvrstovrstoããa.a.

■■ Voda o kojoj je reVoda o kojoj je reèè najnajèèee��ããe je vezana voda (hemijski ili fizie je vezana voda (hemijski ili fizièèki).ki).U tablici na sled. slajdu dati su neki podaci o vodi u sveU tablici na sled. slajdu dati su neki podaci o vodi u sve�em betonu.em betonu.


■ Iz prilo�ene tablice se vidi da se osnovna kolièina vode koju sadr�i sve�beton nalazi u cementnoj pasti ��X�SURVWRULPD�L]PHÿX�]UQD�FHPHQWD�Ldrugih pra�kastih komponenata.

■ Ovi prostori su reda velièine 0,001 � 0,050 mm, ponekad i ne�to veãi, �to jeza nekoliko desetina, pa i stotina puta veãe od slojeva vode apsorbovanena povr�inama èestica (fizièko - hemijski vezana voda). Stoga ova voda,tzv. �slobodna voda�, najvi�e utièe na fluidnost paste, odn. sve�eg betona.


■ Struktura I● Zrna agregata veoma udalje-na (razmaknuta) zbog prisustvavelike kolièine cementne paste, tako da njihovo uzajamnodelovanje ne postoji.● Dobra fluidnost i dobrakompaktibilnost me�avine.

■ Struktura II● Cementne paste manje ��VDPR��LVSXQMDYD�SURVWRUH�L]PÿX�]UQD,

sa neznatnim razdvajanjemsusednih zrna slojem �maziva�debljine 1-3 preè. zrna cementa.● Dopunski efekat trenja, usledèega slabija ugradljiost i obradlji-vost me�avina.

U zavisnosti od odnosa cem. paste i agreg., defini�u se 3 tipa strukture sve�eg betona:


■ Struktura II (nastavak)● Da bi se ostvarila fluidnost kao kod Strukture I, potrebanje veãi mv/mc�IDNWRU, ili odreðe-nim uticajima smanjiti viskoz-nost me�avine (vibriranje, prit.)

■ Struktura III● Cementne paste je malo, onasamo obavija zrna agregata tan-��NLP�VORMHP, a�SURVWRUH�L]PHÿX

zrna delimoèno ispunjava. ● Obradljivost me�avine veomaslaba i pri kompaktiranju, ako jeuop�te moguãe, moraju se pri -meniti posebni postupci.● Uticaj agregata na svojstvavrlo veliki (suvo trenje u me�av.)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAReoloReolo��ka svojstvaka svojstva

■ Sa pozicija reologije, sve� beton se mo�e razmatrati kao elasto - plastièno �viskozno telo (sistem), èije pona�anje ne zavisi samo od sastava, strukture i svojstava komponenata, veã�WDNRÿH�L�RG�YUHPHQD�L�LQWHQ]LWHWD�VSROMD�njih dejstava koja se primenjuju u procesu tehnolo�ke obrade.

■ Ovo pona�anje bi se, generalno posmatrano, moglo definisati op�tim izrazom za naprezanje pri teèenju: , gde je:

- ô � smièuãe naprezanje,

- c � kohezija, ç � koeficijent viskoznosti ,

- dã/dt � brzina smicanja, ó � normalno naprezanje,

- ö � ugao unutra�njeg trenja

pri èemu celokupan izraz, sa èlanom ó∙tgö va�i za me�avine sve�eg betona kod kojih postoji zna�èajno unutra�nje trenje (struktura III). Meðutim, kako je primena ovakvih me�avina srazmerno mala, za praktiène potrebe se kao dovoljno taèan mo�e usvojiti sledeãi izraz: , koji pred-

stavlja, ustvari, izraz reolo�kog pona�anja Bingamov � og tela (modela).

tgdt

dc

dt

dmm


■ U Bingamovom izrazu ôm se defini�e kao smièuãe naprezanje na granici teèenja (granièno smièuãe naprezanje�strukturna èvrstoãa, dok çm pred-

stavvlja koeficijent plastiène viskoznosti (plastièna � granièna viskoznost).

■ Bingamov reolo�ki model sve�eg betona zasnovan je na pretpostavci da se betonska sme�a mo�e tretirati kao jedinstveno fizièko telo i da pri delovanju optereãenja to telo na poèetku ima elastiène deformacije, a da docnije, kada se dostigne nivo optereãenja koji odgovara strukturnoj èvrstoãi, sme�a poèinje da teèe kao svaka viskozna teènost.

■ S obzirom na to, reolo�ki model mo�e da se defni�e kao na donjoj skici:


■ Pri postepenom poveãanju naprezanja prvo radi samo elastièni element, pa je pri ô < ôm elastièna deformacija sistema jednaka ô/G.

■ Kada se prema�i granièno smièuãe naprezanje (za ô > ôm), betonska sme�a poèinje da teèe kao svaka viskozna teènost, pa je neelastièna deformacija u vremenu t jednaka:

■ Prema tome, reolo�ka jednaèina pona�anja posmatranog reolo�kog modela, tj. zavisnost izmeðu smièuãeg naprezanja i deformacije smicanja ima oblik:

■ Ukoliko pretpostavimo da je u datom sluèaju napon ô konstantan i diferen-ciramo ovaj izraz po vremenu t, dobiãemo da je:

■ Dobijen je, dakle, izraz identièan polaznom izrazu za naprezanje pri teèenju.

m

m t

)(

tG m

m

: ,dt

dodnosno

dt

dmm

m

m

REOLOREOLO��KA SVOJSTVA SVEKA SVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAReoloReolo��ka svojstvaka svojstva

Grafièki prikaz dobijene relacije dat je na skicama dole levo, odnosno dole desno (na skici dole desno je ôf = ôm). Teèenje do koga dolazi tek kada se dos-tigne granièno smièuãe naprezanje ôm, u najveãem broju sluèajeva ne odgo-vara pravoj, veã isprekidanoj liniji sa slike dole levo. Tek pri veãim vrednosti-ma napona ô ova linija se pribli�ava pravoj liniji.

dt

dmm

)(1.

mmdt

d


■ Bingamov izraz opisuje fizièka svojstva betonske sme�e tokom njenog��XJUDÿLYDQMD, tj. tokom primene odreðenih postupaka èiji je cilj da se

ostvari zahtevana kompaktnost sve�eg, ugraðenog betona (vibriranje, presovanje i sl.).■ Viskozno pona�anje sve�eg betona pri delovanju spolja�njih sila

mo�e se definisati i dijagramima prikazanim na donje dve slike, kojedaju zavisnost viskoznosti sve�eg betona od smièuãeg napona (levo),odnosno od brzine kretanja èestica � vibriranjem (desno).


■ Pri vrlo malim naponima smicanja ô < ô0 , odnosno malim brzinamaoscilovanja èestica V<V0 , koef. viskoznosti ç ima najveãu vrednost - ç0Kada smiãuãi napon ô, odnosno brzina V dostignu �kritiène� vrednostiôm (odnosno Vm), koeficijent viskoznosti ç dosti�e najni�u vrednost çm ,koja se dalje ne menja. Dolazi do razaranja strukture sve�eg betona,pa se on pona�a kao �te�ka� teènost, sa konstantnom viskozno�ãu çm .


■ Iz dosada�njih izlaganja mo�e se zakljuèiti sledeãe:� Kada se na sve� beton deluje nekim mehanièkim uticajima

(statièke sile ili dinamièka dejstva � npr. vibracije) njegova viskoznost se smanjuje.

� Drugim reèima, kada se na odreðeni naèin struktura sistema u potpunosti razori, tj. kada sistem izgubi svoju strukturnu èvrstoãu, viskozitet se svodi na minimalnu vrednost i nastupa pojava teèenja; na ovaj naèin, a saglasno Bingamovoj relaciji, dolazi se do upro�ãenog izraza:

koji odgovara teèenju tzv. Njutnovskih teènosti.� Po zavr�etku delovanja spolja�njih uticaja, meðutim, sistem se

vraãa u preða�nje stanje � uspostavlja se poèetna èvrstoãa strukture i smanjuje pokretljivost (fluidnost) mase, �to znaèi da viskoznost ponovo ima vrednost çm

dt

dm


■ Sposobnost sve�eg betona, kao i svih strukturiranih sistema, da pod uticajem mehanièkih dejstava menja svoja reolo�ka svostva i da se po prekidu ovih dejstava ponovo vrati u preða�nje stanje u pogledu strukturne èvrstoãe i viskoznosti, naziva se tiksotropija.

■ Ovo svojstvo sve�eg betona vrlo �iroko se koristi u njegovoj tehnologiji, posebno u tehnologiji ugraðivanja krutih (suvih) i slabo plastiènih me�avina,gde se primenjuju postupci vibriranja, presovanja, vibropresovanja i sl.

■ Betonske me�avine danas se najèe�ãe ugraðuju postupkom vibriranja, jer se na taj naèin sve� beton prevodi u stanje blisko te�koj teènosti � iz mase se istiskuju globule vazduha, beton ispunjava sve prostore u oplati.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAReoloReolo��ka svojstva: Viskozimetrika svojstva: Viskozimetri

Slide 36

D3 Dusan, 3/13/2007


■ Za odreðivanje reolo�kih svojstava sve�eg betona koriste se razlièiti aparati tipa viskizimetara. Ovi vikozimetri mogu da budu:- Viskozimetri na principu merenja vremena isticanja sve�eg betona

��NUR]�RWYRU�RGUHÿHQH�YHOLèine � sl. a) na sledeãem slajdu (koristi sesamo za teènije me�avine).

- Viskizimetri na principu merenja dubine prodiranja u masu konu-sa ili nekog drugog tela � sl. b) na sledeãem slajdu (uglavnom zateènije betone).

-�8UHÿDML�(statièki ili vibracioni) na principu merenja vremena ili��EU]LQH�WRQMHQMD�X�EHWRQ�NXJOH�RGUHÿHQRJ�SUHènika i mase � sl. c) na

sledeãem slajdu. - Viskozimetri na principu merenja sile potrebne za izvlaèenje iz mase

betona skupa ploèica, �tapova ili cilindara � sl. d) na sledeãem slajdu.- Viskozimetri na principu merenja brzine rotacije koaksijalnih (koncen-

triènih) cilindara uronjenih u masu sve�eg betona.

Slide 37

D1 Dusan, 3/13/2007


■ Kod svih navedenih ureðaja postoji u principu moguãnost uspostavljanja zavisnosti izmeðu merene velièine i koeficijenta viskoznosti sve�eg betona koji treba da se odredi. Na�SULPHU, kod ureðaja sa kuglom koja tone u masu - sl. c) biãe:

ç = K (k - b,sv )· t(k , b,sv � zapreminska masa materijala kugle, odnosno sve�eg betona; t ��vreme uronjavanja kugle do odreðene dubine; K ��NRQVWDQWD�DSDUDWXUH, koja se odreðuje ba�darenjem pomoãu teènosti poznatog koeficijenta viskoznosti)

Slide 38

D2 Dusan, 3/13/2007

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAReoloReolo��ka svojstva: ka svojstva: ViskozimetriViskozimetri

■��.RG�XUHÿDMD�VD�NRDNVLMDOQLP�FLOLQGULPD�- sl. e) na prethodnomslajdu, mo�e se uspostaviti direktna zavisnost izmeðu ugaone brzinerotacije i velièina ô i d /dt.

■ Povlaèenjem prave linije koja najbolje aproksimira skup taèaka �parova vrednosti ô i d /dt (rezultata ispitivanja) mo�e se odreditivrednost çm , a ekstrapolacijom rezultata merenja i vrednost ôm .


■ Vrednost ôm mo�e se definisati i direktno�opitom prema Sl. a/,po�tose u datom sluèaju mo�e pretposta-viti jednakost kohezije i graniènogsmièuãeg naprezanja (c ≈ ôm).■ Pri realizaciji ovakvih opita u

op�tem sluèaju dobijaju sezavisnosti ∆ô � ô, saglasno Sl. b/, pri èemu se vrednost ôm izraèunavapreko izraza

ôm = Pmax/Fô■ Strukturnu èvrstoãu ôm je mogu-ãe orijentaciono odrediti i na bazistandardnog ispitivanja konzistenci-je putem Abramsovog konua:

F

PVili

F

V svbm

svbm 2

2

0,0,


■ Kod re�avanja praktiènih problema, viskoznost sve�eg betona mo�e se defini-sati i funkcijom ç = çm + a · (1/v), gde je a - koeficijent tiksotropije.

■ Ako se uvede promenljiva 1/v, kriva viskoznosti u intervalu v0 � vm , sa Sl.2.9 a/mo�e se sa dovoljnom taèno�ãu predstaviti pravom linijom u sistemu 1/v � ç,sa Sl. 2.9 b/.

■ Na taj naèin se, sa dovoljnom taèno�ãu, mo�e odrediti viskozitet sve�eg betonaç za proizvoljnu vrednost brzine v.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAReoloReolo��ka svojstva: ka svojstva: Faktori uticajaFaktori uticaja

■ Znaèajan uticaj na reolo�ka svojstva sve�eg betona imaju: - Mineralo�ki sastav cementa (jaèe izra�enu tiksotropiju, na primer,

imaju cementi sa poveãanim sadr�ajem minerala C3 A i C4 AF),- Finoãa mliva cementa (videti sliku dole - desno),- Krupnoãa agregata (v. sledeãi slajd),- Vodocementni faktor (v. sledeãi slajd),- Primena plastifikatora (ili superplastifikatora) i njihov sadr�aj (sl. slajd)

■ Uticaj finoãe mliva cementaKao �to se sa skice desno mo�e zapaziti,uticaj finoãe mliva na viskoznost ç i nakoeficijent tiksotropije 1/v izuzetno jeznaèajan.

■ Sa poveãanjem finoãe mliva viskozi-tet i koef. tiksotropije prvo se smanju-ju (pri 4500-5000 cm2/g su najni�i), azatim se poveãavaju.


■ Sa poveãanjem srednje velièine zrnaagregata (desno), �to je i razumljivo,viskozitet se znaèajno smanjuje■�3RWSXQR�MH�MDVQR, takoðe, da sa

poveãanjem mv/mc faktora, viskozitet me�avina se znaèajno sni�ava i da■ Sa poveãanjem sadr�ja plastifikatora

(superplastifikatora) viskozitet opada.


■ Kad je reè o uticaju vodocementnog faktora mv /mc treba napomenuti da njegovio poveãanjem preko odreðene vrednosti mo�e izazvatiraslojavanje (segregaciju) betonske me�avine, �to bitno ugro�avanjenu homogenost. ■ Reolo�ka svojstva sve�eg betona uvek se moraju posmatrati u

funkciji vremena, �to je logièna posledica odvijanja procesahidratacije cementa, naime:■ Tokom vremena poveãava se kako viskozitet çm , tako i granièno

smièuãe naprezanje betonske me�avine ôm . Promenljivost reolo�kihsvojstava o kojoj je ovde reè zavisi od:

- Vrste cementa,- Vodocementnog faktora,- Sastava betona,- Temperature me�avine,- Primene aditiva i niza drugih faktora.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva

■ Reolo�ka svojstva sve�eg betona znaèajno utièu na njegova Tehnolo�ka svojstva, kao i na Svojstva oèvrslog betona.

■ Da bi se dobio oèvrsli beton zahtevanih karakteristika, neophodno je da sve�i beton ima odgovarajuãa svojstva, koja ãe pri primeni odreðenih Tehnolo�kih postupaka��spravljanje, transport,�XJUDÿLYDQMH�L�GU.) obezbediti da se dobije zahtevani kvalitet oèvrslog materijala.

■ Drugim reèima, sve� beton treba da ispunjava uslov Tehnologiènosti�to podrazumeva njegovu sposobnost da odgovori zahtevima koje nameãu pojedine faze tehnolo�kog procesa proizvodnje betona i izrade konkretnog betonskog elementa (ili konkretne betonske konstrukcije).

■ Svojstvo t e h n o l o g i è n o s t i sve�eg betona treba shvatiti kao skup veãeg broja posebnih svojstava koje su od znaèaja u èitavom tehnolo�-kom lancu � poèev od doziranja, homogenizacije (me�anja), pa sve do zavr�ne obrade gornjih povr�ina i nege ugraðenog betona.

■ Sve ove karakteristike se mogu posmatrati u funkciji reolo�kih parametara sve�eg betona � strukturne èvrstoãe, viskoznosti suvog trenja u masi i dr., �to u prvom redu va�i za Svojstvo ugradljivosti.


■ U op�tem sluèaju, sva reolo�ka svojstva sve�eg betona funkcija su mehanièkih uticaja koji deluju na me�avinu, �to se mo�e ilustrovati i funkcijom ô - d /dt, prikazanom na donjoj slici, koja pokazuje promenljivost velièine ç (od ç0 do çm) u funkciji smièuãeg napona ô.

■ S obzirom na ovo, kao najadekvatnija definicija ugradljivosti (kompak-tibilnosti) mo�e da se usvoji ona po kojoj ovo svojstvo opredeljuje kolièina mehanièkog rada potrebnog za prevoðenje sve�eg betona u stanje fluida sa strukturnom èvrstoãom m=0 i sa viskozno�ãu çm .

■ Kada se ostvari �fluidizacija� sve�eg betona i kada on poprimi svojstva �te�ke teèènosti�, u�SXQRM�PHUL�VH�REH]EHÿXMH�PRJXãnost ispunjavanja svih prostora unutar oplate (kalupa), moguãnost da sve��EHWRQ�]DÿH�X�VYH�SURVWR-re �pregraðene� prisutnom armaturom i istiskivanje mehuriãa vazduha uvuèenih u masu tokom me�anja komponenti.

■ Sve ovo zajedno obezbeðuje optimalno moguãu zbijenost (kompaktnost) ugraðenog betona.


■ U praksi se tehnologiènost sve�eg betona najèe�ãe razmatra kao funkcija k o n z i s t e n c i j e sve�eg betona.

■ Pod pojmom konzistencije se podrazumeva skup svojstava sve�eg betona koja utièu na postojanost, odnosno promenljivost njegovog oblika pod uticajem razlièitih mehanièkih dejstava.

■ Ova definicija se praktièno svodi na formulaciju po kojoj se podkonzistencijom podrazumeva skup svih svojstava koja se iskazuju pojmovima pokazatelja poktetljivosti i krutosti betonske me�avine.

■ U vezi sa ovako shvaãenim pojmom konzistencije u praksi se najèe�ãe govori o krutoj, slabo plastiènoj, plastiènoj i teènoj betonskoj me�avini, odnosno o krutoj, slabo plastiènoj, plastiènoj i teènoj konzistenciji sve�eg betona.

■ Konzistencijom, meðutim, nije moguãe obuhvatiti sve parametre koji opredeljuju svojstvo tehnologiènosti, usled èega se, osim konzisten-cije, primenjuju i postupci opisivanja pojedinih tehnolo�kih svojstava sve�eg betona, kao �to je to navedeno na sledeãem slajdu.


● Homogenost,

● Ugradljivost (kompaktibilnost),

● Poveznost (kohezivnost),

● Stabilnost (suprotstavljivost segregaciji i izdvajanju vode),

● Transportabilnost,

● Pumpabilnost,

● Zavr�na obradljivost gornjih povr�ina i dr.

■ Tehnolo�ko svojstvo ugradljivosti sve�eg betona posebno je znaèajno sa stanovi�ta kvaliteta oèvrslog betona.

■ Od ovog svojstva bitno zavisi moguãnost zbijanja � kompaktiranja sve�eg betona, a od stepena ostvarene zbijenosti i stepen kompaktno-sti, odnosno ostvarena velièina zapreminske mase oèvrslog betona, a sa njom i velièina ostvarene èvrstoãe i trajnost betona (v. sled. slajd)


SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : Ispitivanje konzistencijeIspitivanje konzistencije


Metoda sleganja


Metoda sleganja


Metoda sleganja Uzimanje uzorka sve�eg betona iz automiksera




SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstva: ka svojstva: Ispitivanje konzistencijeIspitivanje konzistencije


SVOJSTVA SVE�EG BETONAFaktori uticaja na tehnologiènost sve�eg betona

■ Tehnologiènost sve�eg betona, pre svega ugradljivost i obradljivost, zavisi od niza uticajnih faktora, ali odluèujuãu ulogu ima kolièina vode.

■ Za odabranu vrstu i granulometrijski sastav agregata, a pri odreðenoj temperaturi me�avine, nezavisno od primenjene kolièine cementa (u uobièa-jenim granicama 200 � 400 kg/m3), konzistencija betonske me�avine zavisiãe samo od primenjene kolièina vode. Ovaj stav je poznat kao pravilo konstantnog sadr�aja vode.

■ Napred navedeni stav drugim reèima znaèi da za utvrðenu konzistenciju sve�eg betona i odabrani agregat kolièina vode ãe biti jednaka za sve primenjene kolièine cementa (200 � 400 kg/m3), tj. za sve vodocementne faktore, odnosno za sve �marke betona�.

■ Na sledeãem slajdu¸ovaj stav je ilustrovan putem tablice potrebnih kolièina vode za razlièite mere sleganja Äh, za reèni, odnosno drobljeni agregat, sa tri razlièite velièine najkkrupnijeg zrna D.

■ Na nekoliko slajdova koji potom slede dat je uticaj velièine D, temperature me�avine T i vremena t proteklog od poèetka me�anja betona.

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : KKonzistencijonzistencija a �� (m(mvv , D), D)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : KKonzistencijonzistencija a �� ((TT, D), D)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : KKonzistencijonzistencija a �� (Vrsta agregata, t)(Vrsta agregata, t)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : KKonzistencijonzistencija a �� Temperatura TTemperatura T

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONATehnoloTehnolo��ka svojstvaka svojstva: : KKonzistencijonzistencija a �� (T, t)(T, t)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstala svojstva:Ostala svojstva: Zapreminska masaZapreminska masa

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstala svojstva: Ostala svojstva: Raslojavanje (kohezivnost)Raslojavanje (kohezivnost)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstala svojstva: Ostala svojstva: ÈÈvrstovrstoããa mladih betonaa mladih betona

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstalaOstala svojstvasvojstva: : SadrSadr��aj zaostalog (uvuaj zaostalog (uvuèèenog) vazduhaenog) vazduha

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAVreme vezivanja (obradljivosti) betonskih smeVreme vezivanja (obradljivosti) betonskih sme��aa

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAVreme vezivanja (obradljivosti) betonskih smeVreme vezivanja (obradljivosti) betonskih sme��aa

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstalaOstala svojstvasvojstva::Pritisak na oplatuPritisak na oplatu

■ Vertikalni pritisak pv i horizontalni pritisak ph na oplatu, saglasnoprilo�enoj skici, mo�e se definisati izrazima:

pv=10∙b,sv∙hmax (kN/m2)ph=ph(b,sv , ö, h, v) (kN/m2)

(b,sv � zapr masa sve�eg betona; ö � ugao unutr. trenja sve�eg betona; v � brzina betoniranja)

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstalaOstala svojstvasvojstva::PritisakPritisak na oplatuna oplatu

Horizontalni pritisak sve�eg betona na oplatu

A � Gornja povr�ina betonaB � Dubina do koje se propagira uticaj vibratoraC � Gornja povr�. vezanog betona (sa poè. èvrst.)

pb=10 ∙ b,sv ∙ h1 (kN/m2)pc= pb+∆pb=10 ∙ b,sv∙ [h1 - (h - h1) ∙ dp] (kN/m2)

Koeficijenti dp u funkciji uglova ö i â

ö=200 � za beton liveni koji se vi�e ne mo�e zbijatiö=300 � za plastièan betonö=500 � za beton koji se revibrira â=250 � za grubo rendisanu daskuâ=16-180 � za uglaèanu dasku ili oplatu premazanu slojem sintetièke smole (za rendis. dasku: ö=200

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstalaOstala svojstvasvojstva: Pritisak na oplatu: Pritisak na oplatu

■ Kao �to se sa prilo�ene skice vidi, horizontalni pritisci sve�eg betona na oplatu sa nagnutim stranama (á ≠ 900) dati su istim izrazima kao za pritiskena vertikalnu oplatu (preth. slajd)■ Vertikalni pritisci, saglasno donjoj skici: pb�= pb ; pc

�= pc ; pd�=10∙ b,sv∙hmax

SVOJSTVA SVESVOJSTVA SVE��EG BETONAEG BETONAOstalaOstala svojstvasvojstva: Temperatura sve: Temperatura sve��eg betonaeg betona

■ Temperatura sve�eg betona menja se tokom vremena i zavisi od veãeg broja uticajnih parametara:● Poèetne temperature me�avine (na izlasku iz me�alice),● Temperature sredine,● Toplote hidratacije cementa,● Razmene toplote sa okolinom i dr.

■ Poèetna temperatura: (1)

Ovde su Sa , Sc i Sv � Specifièni toplotni kapaciteti agregata, cementa i vode,Ta , Tc i Tv � Poèetne temperature agregata, cementa i vode,ma , mc i mv � mase agregata, cementa i vode, respektivno (kg/m3)

■ Kako je: Sa≈ Sc ≈ 0,84 J/g0C, a Sv = 4,2 J/g0C, izraz (1) postaje:

(2)

)( 00 C

mSmSmS

mTSmTSmTST

vvccaa

vvvcccaaab

)( )( 2,0

)( 2,0 00 C

mmm

mTmTmTT

vca

vvccaab

tehnologija betona

Documents

tehnologija betona