Betonet Me Rezistence Te Larte

dnd 2012 [email protected]

Betone me rezistencë te larte Betonet me rezistence Betonet rezistence te larte HSC ( High Strength Concret) Concret) karak karakteriz terizohen ohen nga një nj ë re rezi zist sten ence ce e la lart rte e me meka kani nike ke ne sh shty typj pje e me e la larte rte ng nga a at ato o te be beto tone neve ve të zakonshëm NR ose NSC (Normal Strength Concrete).

Sipas klasifikimi klasifikimit, t, i takoj takojnë në kateg kategorisë orisë së beton betoneve eve HSC, ato materiale materiale rezis rezistenc tenca a karakteristike ne shtypje e te cilave rezulton me e larte se sa ajo maksimale e lejuar nga rregullat kombëtare në fuqi në secilin vend. Sot, kuf Sot, kufiri iri min minima imall i rez rezist istenc ences es mek mekani anike ke të mat materi eriale aleve ve HSC esh eshte te ide identi ntifik fikuar uar në 60 N/ N/mm mm2 2. Standarde dhe Standarde dhe kushtet kushtet tekn teknike ike për beton betonet et struk strukturor turore e përc përcaktojn aktojne e si beton betone e me rezi re zist sten ence ce te la lart rte e at ato o be beto tone ne me Rck qe vario variojnë jnë ndërm ndërmjet jet 85 dhe 115 N/ N/mm mm²², ndërsa ne udhëzimet mbi betonet betonet strukturore me rezistence te larte ato qe kane nje rezist rez istenc ence e kub kubike ike , me te ma madhe dhe se 75 N/ N/mm mm2 2 dh dhe e ≥ 115 N/ N/mm2 mm2 dhe nj një ë ra rapor portt u/ç më pak se 0.35. Deri disa dekada më parë keto lloj betonesh, kane qene vetëm çështje kërkimore per shume institute shkencore. Por me zh Por zhvi vill llim imin in e te tekn knol olog ogjis jisë ë së kë këty tyre re ma mate teri rial alev eve, e, ka pa pasu surr nj një ë rri rritje tje të shpejtë në aplikime strukturore të betoneve HSC. Aktualisht, është e lehtë për të prodhuar beton me rezistence ne shtypje deri rreth100 N/mm N/mm2 2, madje madj e edhe me m e shume. shum e. Ky fakt është është i lidhur ngushte edhe për shkak të: -

Nje përmbajtje më të lartë të mineralit “alite “alite”” në çimento (përbërësi që kontribuon me teper në rezistencen mekanike); 1


-

Perdormit te nje sasie me te madhe çimento (400-550 kg/m3)

Oksid kalcium, Oksid silic Oksid alumini Oksid hekuri Oksid magnezi Squfur Perberes të tjerë1%, duke përfshirë veçanërisht dhe ujin.

64% 21% 6.5% 4.5% 1.5% 1.6%

-

Rritje te cilesise të çimentos ne bluarje;

-

Përdorimi i aditivëve superfluidifikante te gjeneratës se fundit (akrilik),qe ka lejuar reduktimin në mënyrë drastike te raportit u/ç (0,25-0,35) pa ndikuar ne punueshmerine e betonit;

2


-

Përdorimi i microsilicës nje shtese minerale, e cila ka reduktuar porozitetin e brumit te çimentos dhe përmirësuar kompaktesine e sajë si dhe të reduktimit të cilësise se zonës së tranzicionit.

-

Përdorim i fibrave të çelikut për të reduktuar brishtësinë(thyerjen) e betonit.

Perparesite Fizike dhe elasto -mekanike

Konditat teknike apo edhe standardet në secilin vend në lidhje me projektimin e strukturave zakonisht bazohen ne testet eksperimentale te kryera ekskluzivisht me betone qe kane rezistence ne shtypje jo më pak se 40 deri 50 N/mm². Pra, korrelacionet që përcaktojnë karakteristikat themelore të betoneve, si sjellja sforcim-deformim, rezistenca ne tranzicion, moduli elastik, etj., nuk ndikohen drejtespersedrejti tek betoni me rezistence më të lartë se 60 N/mm2.

Sjellja “sforcim - deformim” në shtypje Shqyrtimi i diagrameve sforcim-deformim ne shtypje te betoneve HSC në krahasim me betonet e zakonshme tregohet si në vijim:

3


diagrama sforcim-deformim per çelikun e ndertmit

Në betonet e zakonshem mikrokokrrizat ne nderfaqe te pasta agregat- per shkak te perkuljes te degës në ngjitje,fillojne te manifestojne kur sforcimi arrin 65 %terezistences ne kompresim,ndërsa në betonet me rezistence te larte ky fenomen shkaktohet kur arrin sforcimi 80% e te rezistences ne kompresim.

4


Moduli i Youngut - koeficenti i Poisson dhe rezistencës në tërheqje Testim mekanik ne shtypje

koeficenti i Poisson

5


Kerkime të shumta eksperimentale kanë treguar se moduli i elasticitetit dhe rezistenca në tërheqje ndryshojnë pak me rritjen e rezistences mekanike ne shtypje.Të dhënat në dispozicion tregojnë se betonet HSC janë karakterizuar nga një rënie e shpejtë në fazën pas ekspozimit ndaj avujve te pangopura në atmosferë, në krahasim me betonet NSC . Në afate të gjatë nuk ka dallime thelbësore në vlerën e tkurrje ndermjet dy llojeve te betonit. Të dhënat eksperimentale tregojnë se deformimi e betonit me rezistencë të lartë është shume më e ulët se ajo e betonit të zakonshëm.

Aplikime strukturore Betonet me rezistence te larte , janë përdorur gjerësisht në ndërtimin e platformave(struktura offshore) në det të hapur, ne ura me hapësirë te medha, të tilla si ura në Danimarkë “Storebelt” dhe ura “Perthuiset” në Francë, ku perdorimi i betoneve NSC nuk ka qene i rekomanduar . Aplikime të tjera të betonit me rezistence te larte i perkasin ndërtimit të ndertesave ne “Grande Arche” de la defense në Paris , le Two Union Square e Pacific First Center di Seattle , dhe tani se fundmi në uren “Ponte della Musica” në Romë.

Ponte della Musica

Klasat e Rezistencave Betoni me rezistence më të madhe se 55 MPa ndahen më tej në 3 kategoritë e mëposhtme: -Betoni me rezistencë kubike nën 55 MPa dhe me raport u/ç se 0,55 (beton të zakonshëm ose - NR)

më

pak

-Betoni me rezistencë kubike më te lartë se 55 MPa dhe më të ulët se 75MPa me raport u/ç më pak se 0,45 (beton me performancë të lartë HPC) 6


-Betoni qe Karakterizohet nga një raport u/ç me te vogel se 0,35 dhe një rezistencë kubike më teper se 75MPa dhe më poshtë se 115MPa (beton me rezistence te larte). Betonet AR janë karakterizuar nga nje raporti i ulet ne peshe të ujit / lidhës (U / l), me dozim të lartë të lidhësit, nga përdorimi i shtesave te minerale active kundrejt hidroksidit të kalciumit (hira fluturues, argjila të kalcinuara, pozzolana natyrale, microsilica etj.) qe nderhyjne ne vetitë fizike – mekanike dhe ne qëndrueshmërine e betonit si dhe aditivet kimike te tipeve superfluidifikante . Dozimi e lidhësit ndryshon në intervalin 400-550 kg/m3 dhe përfaqëson totalin e lendes lidhese çimento e tipit Portland, plus shtesat e mineraleve aktive. Raporti u/ l luhatet zakonisht ne intervalin 0,25-0,35.

Provat para-kualifikuese

Studimet e laboratorike kanë si qellim për të identifikuar ato lende te para te tilla qe sigururojne përputhshmërinë bashkëkohore të tre kërkesat bazë të një përzjerje betoni destinuar per rezistence te larte : - Kërkesat Teknologjike - me nivel minimal te raportit uje/ çimento, - Kërkesat - punueshmeri te larte dhe cilesi te larte estetike te punimeve, - Kërkesat Mekanike - Rezistence ne shtypje sipas kerkesave te projektit.

Zgjedhja e komponentëve dhe dozimeve të ndryshme për betonet HR realizohet me: - Agregatë të natyrës bazalte, dmth grupi shkembinjve me natyre vullkanike, - Çimento te tipit CEM I/52,5 R, - Aditive superfluidifikante, - Shtesa te llojit mikrosilicë, ne trajte pluhuri shume te imet “ tym”

LËNDET E PARË – Agregatët Agregatet e imet Betonet me rezistence te larte kanë një sasi me te larte të lidhesit çimentos se betonet e zakonshme Agregatet e trashë 7


Zgjedhja e agregatit te trashe është thelbësore për këtë lloj të përzierjesh ku vlera minimale e raportit uje/ çimento (~ 0,30), i jep matricës se çimentos nje vlere te rezistences shumë të ngjashme dhe nganjëherë të njejte me vete agregatin. Në këto raste çdo reduktimi i mëtejshëm të raportit uje/ çimento nuk krijon asnjë lloj përparësie në aspektin e rezistences në shtypje. E vetmja mënyrë, në raste të ngjashme, është që agregatit me një tjeter që ka vetitë mekanike me te mira .

të ndryshojë

llojin e

Ne fazeepara-kualifikimit te përzierjes, rezultatet në shtypje përjashtojne përdorimin e disa agregateve dhe zëvendësimin e tyre me te tjere. Më poshtë ështe sjelle nje shembul ku dy lloje përzierjeje ( A dhe B) dhe rezultatet në aspektin e qendrushmerise, në të cilat komponentët janë permasuar në masë të barabartë, por lloji i agregatit te trashë, në rastin e përzierje B, është një bazalt (Tabela 1 - Figura 1).

TabeRezistenca ne shtypje A dhe B, N/mm² R85 me agregate R85 me

Ditet

normale

basaltici

3 7 14 28

63 78,7 81 81,4 te dhenat jane ne Mpa

70,1 84,5 86,3 87,8

gg gg gg gg

Fig 1.Rezistenca ne kompresion A dhe B

8

agregate


Siç shihet, zhvillimi i rezistencës në betonet HR me raport ujë / çimento nen 0,35 është ndikuar shumë nga natyra lithologjike dhe nga karakteristikat mekanike te agregatit te trashe . Forma dhe permasat e kokrrizave te agregatit te trashe ndikojne ashtu si, edhe agregati iholle, ne vetite e përzierjes dhe kërkesën për ujë. I preferuar është një lloj agregati i trashë me një sipërfaqe të thyer(ashper), sepse ata gjenerojnë një lloj efekti inkastrimi(lidhjeje) mekanike te mire brenda përzierjes. E thene ndryshe, preferohet të shmangen ashtu si edhe në rastin e betoneve të zakonshëm, agregatë qe kane grimca me forma të zgjaturura(gjilpera), te cilat mund të krijojnë, ne fazen e ngurtësuar , zona te mospërputhura . Çimentot Për këtë lloj produkti është thelbësore perdorimi tipi i cimentos CEM I 52,5 ® në mënyrë të tillë që të sigurojë kërkesat e nevojshme per qendresen mekanike. Shtesat – “tym silici” ose “Silicë tymi” ose “microsilica” është një nga-produktet qe fitohet gjate prodhimit te silicit dhe lidhjeve hekur-silic . Mikrosilica, për shkak të karakteristikave të saj, ka disa funksione , aktualisht më të njohur jane: - Funksioni "Fillerizante", ose mbushes Mikrosilici paraqitet me grimca sferike me madhësi ndermjet 0,1 μm dhe 2 μm dhe sipërfaqe specifike (Blaine) me vlerat ndërmjet 15.000 dhe 25.000 m² /g , e krahasuar me karakteristikat e permasave te çimentos “gadi 10 herë më pak” . Kjo ju lejon kokrrizave të Mikrosilices te “ngjiten” ne brendesi se çimentos, duke krijuar një strukture shumë më kompakte. - Funksioni "pozzolanic", ose aktiv 9

të

matricës


Karakteristikat mineralogjike dhe perberja kimike e Mikrosilices e bën produktin shumë aktive dhe për këtë arsye të vlefshme, jo vetëm si një shtesë brenda përzierjes të agregateve, por edhe per një kontribut në dozimin e çimentos. Përdorimi i mikro silicës ne trajte tymi, është një mjet për të rritur dhe për të arritur klasën projektimit dhe punueshmerine e dëshiruar te betonit.

Mikrostructure dhe zonat e tranzicionit Në betonet e zakonshme , me raport u / ç ndermjet 0.45 dhe 0.65 , mikrostruktura e matricës është e karakterizuar nga nje porozitet i lartë dhe një zonë tranzicioni me agregate qe kane permasa prej rreth 50μm. Zona e tranzicionit është paraqitur me një porozitet, nje dendësi dhe morfologjia është krejtësisht e ndryshme nga perbersit e çimentos (Figura 2).

Figura 2 - Pamja e zonës së tranzicionit (4) Dallimet morfologjike dhe te densitetit sjellin një "defekt ", në brendesi te zones dhe te kontaktit , gjë qe shkakton një transferim te veshtire te gjendjes se nderur nga pasta e çimentos tek agregatet. Ne betonet me HR zona e kontaktit është praktikisht zero dhe vetitë mekanike të agregatit janë shumë të ngjashme me ato të brumit te çimentos ,gje qe e bën te kete një transferim më të mirë të gjendjes se nderur ndërmjet materialit lidhes dhe agregatit ,keshtu nje sjellje shume me teper elastiko-lineare madje edhe deri në nderje shumë afër momentit te thyerjes. Përdorimi i Mikrosilices rrit qëndrueshmërine për shkak te largimit të të gjithave ose një pjese të zonës së tranzicionit dhe nuk lejon elementet e "dëmshme" te përshkojne betonin brenda tij. 10


Shembull i nje PERZIERJE PROVE Më poshte janë disa rezultate te testimeve të kryera në laboratorët e betoneve gjatë projektimit ne klases betonit Rck 85, përdorur per prodhimin e betonit në Urën Ponte della Musica, Itali Kater përzierjet e projektuara janë emertuar A - B - C - D , më poshtë paraqiten sasite e përbërësave. Tabela 2 - Perberesit e përzierjes Perberesit

sasia

A

B

C

D

Çimento 52.5 R

kg

530

530

480

530

Microsilice

kg

50

40

Rera Agregat i trashe i zakonshem Agregat i trashe i Bazalti Add. Superfluidificante

kg

745

630

526

654

kg

908

kg

1140

1054

Lt

8

6,9

Add. SRA

Lt

Add. Espansivo

kg

MV Teorica

kg/mc

990 7,2

10,6

4,8 20 2382

2411

2364

2386

Për çdo përzierje janë verifikuar karekteristikat reologjike në permjet matjeve te uljes së konit Abrams (S SH EN 12350-2) në intervale të paracaktuara (Tabela 3 - figura 3). 11


Tabela 3-konsistenca e perzierjeve, mm

A ulja t = 0’ 180 ulja t =30’ 0 ulja t =60’ 0

B 270 230 180

C 180 170 140

D 260 240 210

Figura 3 - Vlerësimi i konsistencës (S SH EN 12350:2)

Ne nje faze te dyte, jane verifikuar rezistencat ne shtypje(S SH EN 12390-3 ) , përkatësisht, pas 3, 7dhe 28 ditësh te trajtimit në kushte standarde, W= 80-100% dhe 20±2°C, (Tabela 4 - Figura 4). Tabela 4 - Rezistencat ne kompresim te përzierjeve, N/mm²

12


Figura 4 Vlerë simi i rezistences n e

MPa A Rezistenca ne shtypje 3 ditë 78 Rezistenca ne ne shtypje 7 ditë 80 Rezistenca ne ne shtypje 28 ditë 84,6

MPa B

MPa C

MPa D

80,5

63

71,3

82,3

78,7

86,8

86,5

81,4

106,3

kompresionim (UNI EN 12390:3)

Duke marrë konsideratat e duhura në lidhje me llojin e kërkesës nga ana e projektuesit dhe sidomos duke pasur parasysh veçorite e kryerjes se punimeve ,kompleksitetin dhe dendësine e armaturave te hekurit në brendesi te këmbëve mbajtese, përzierja e më e përshtatshme eshte konsideruar ajo e emertuar “D”. Një tjetër konsideratë qe duhet marre ne konsiderate eshte ajo që lidhet me rezistencen ne shtypje të rezistences karakteristike te projektimit. Rm =Rck + k *σ Rm =85 + (1.65*5)=93.2 Mpa Në vlerësimin e rezistences se projektimit është marrë në konsideratë edhe grafiku i ndryshimit te rezistences se betonit pergatitur me çimento te tipit 52.5®. Siç mund ta shikoni nga Figura 5, zhvillimi i rezistencës ne lidhje me raportin shume te ulet ujë /çimento ndikohet nga ndonjë ndryshim i vogël. Figura 5 Lakorja e betonit me cimento te tipit 52,5 ®

13


Ndryshime të vogla në raportin ujë / çimento mund të krijojnë ndryshime të mëdha tek rezistencat, për këto arsye projektimin e përzierjeve në objekt është bërë me vlerat e rezistences 28 ditore, rreth 100 MPa.

Vleresimi i marre ne nje laborator të akredituar Në projektimin e përzierjeve është e dobishme të verifikohen disa karakteristika e përzierjes, pas ngurtësimit, qe do te thote; fabrika e betonit në bashkëpunim me një laborator të miratuar nga Ministria e Punëve Publike ka realizuar në përzjerje per testet në vijim: -

Verifikimi i tkurrjes,

-

Verifikimi i modulit te elasticitetit ne shtypje.

TKURRJA Vlerësimi i tkurrjes është kryer në intervale të percaktuara kohore duke ju referuar një vlere"zero", ekuivalente me kohën përfundimtare te marre ne testim nga betoni. Kontraktimet që ndodhin në beton dhe qe shkaktojnë tkurrje mund të ndahet në dy lloje:

Tkurrja Autogjene Kjo ndodh kryesisht për shkak të arsyeve të brendshme të betonit si ndodh edhe kur nuk ka ndryshime në lagështi dhe temperature ne ambjentin e maturimit. . Ky fenomen shkaktohet nga hidratimi i çimentos, produktet që rrjedhin nga reaksioni zënë një vëllim më të vogël ndaj atyre që kanë marrë pjese ne bashkeveprim.

14


Kjo vlere e tkurrjes, kryesisht varet nga sasia e çimentos të përdorur për kryerjen e testimit te përzjerjes.

Tkurrja higrometrike (nga hidratimi) Shkaqet qe shkaktojne kte tkurrje ndryshe nga ajo e përshkruar më sipër ,janë për shkak të gjendjes të jashtme të produktit. Avullimi i ujit i përfshire në përzierje, në ambjentin e jashtem shkakton fillimin e kontraktimeve brenda masës se betonit. Ky fenomen, varet ekskluzivisht nga faktorët mjedisore të tilla si, lagështia relative, temperatura e jashtme dhe shpejtësisë se ajrit dhe nga raporti i u/ç ,që një tepricë e ujit të lirë do të shkaktonte një rritje të tkurrjes. Zakonisht kur flitet për tkurrje i referohet tkurrjes hidraulike duke konsideruar si deformim total qe vjen nga shuma e përgjithshme e tkurrjes autogjene dhe tkurrjes higrometrike. Më poshtë janë rezultatet e marra në laborator për përzierjen Rck 85 (Tabela 5 Figura 6). Tabela 5-Percaktimi i tkurrjes hidraulike

Ngurtësimi(h/ditë ) 24h 48h 3ditë Tkurrja μm/m -10 -110 -170 Figura 6 Diagrami i Tkurrjes hidraulike

6 ditë -230

7 ditë -240

14 ditë -330

Vjen keshtu më pas një tkurrje hidraulike pas 28 ditësh te maturimit me -390 μm / m dhe pastaj vlerat i atribuohen betoneve të zakonshëm.

15

28 ditë -390


Gjithashtu, është përcaktuar eksperimentalisht te maturimit ,si dhe pas 28 d maturimi.

moduli i

elasticitetit si

pas 7 d

Moduli elastik është një parametër themelor në projektimin dhe aplikimet strukturore,kjo, ndryshe nga çeliku, varet nga shumë faktor . Në literaturë ekzistojnë shume marrëdhënie midis forces ne shtypje dhe modulit elastik prerës. Më poshtë janë renditur vlerat e marra pas 7 d te maturimit dhe pas 28 d te maturimit dhe krahasohen me marrëdhëniet e pranishme në NTC .

Tabela 6 - Percaktimi i modulit preres te elasticitetit ne kompresim, N/mm²

prova Rezistenca ne shtypje 7 d 28 d Moduli i elasticitetit ne prerje 7 d 28 d Moduli elasticitetit 7 d 28 d

eksperimental

1

2

Xmes.

75,6 92,9

75.1 92.4

75 93

40363 42937

40282 42867

40322 42902

41346 42269

41767 43700

41557 42958

i

Nga tabela 6, mund të verehet se ekziston një perputhshmeri e mire, sidomos në 28 d e trajtimit ndermjet vlerës eksperimentale dhe asaj qe llogaritet përmes lidhjes qe paraqitet.

16

Betonet Me Rezistence Te Larte

Recommend Documents