Betoniranje u Zimskim Uslovima

DUŠKO HINIĆ, MScCE1

BETONIRANJE U ZIMSKIM USLOVIMA USLOVIMA

Rezime:

U periodu niskih temperatura, koji koji se smatraju za posebne uslove u građevinskoj građevinskoj praksi, potrebno je na adekvatan način omogućiti proizvodnju, proizvodnju, transport transport i ugradnju ugradnju betona. U zavisnosti zavisnosti od konstrukti konstruktivnog vnog elementa kojeg kojeg betoniramo, betoniramo, mjesta ugradnje betona, te raspoložive tehnike i tehnologije, vršimo prilagođavanje proizvodnje novonastalim uslovima. U svakom slučaju slučaju proizvodnja proizvodnja je dodatno otežana u svim segmentima i to od proizvodnje proizvodnje komponentni komponentnih h materijala, njihovog transporta i skladištenja, spravljanja betona te transporta i ugradnje. Sa aspekta kontrole kvaliteta proizvodnja u posebnim uslovima ima smisla ako smo zadržali kontinuitet kvaliteta proizvedenog i ugrađenog betona. Konačni cilj je kvalitetan konstruktivni element i konstrukcija u cjelini bez obzira u kojim smo uslovima privređivali. Konačna ocjena (završna ocjena) kvaliteta proizvedenog betona u fabrici betona i kvaliteta ugrađenog betona mora biti pozitivna. Ključne riječi: beton, proizvodnja betona, transport betona, ugradnja betona, zimski uslovi Summary :

At the time of low temperatures which are considered to be special conditions in civil engineering, it is necessary to find suitable way to establish production, transport and application of concrete. In respect to construction element that we apply concrete to, area and techniques and technology at our disposal, we modify production to suite new conditions. However However,,

during during this time, time, produc productio tion n of concret concrete e is even even more more difficul difficultt in all segments segments includi including ng product production ion of 

component materials, their transport, storage and application of concrete. As far as quality control is considered, production of concrete in special conditions is only worth wile if we maintain continual level of quality for produced and applied concrete. The final goal is quality construction element and construction in general regardless of conditions. The definitive valuation of quality for produced concrete in concrete plant and quality of applied concrete must be positive.

Key terms: concrete, production of concrete, delivery concrete, embedment of concrete, wintry conditions

1

Institut za građevinarstvo IG Banja Luka, www.betonbih.com www.betonbih.com,, www.betonrs.com www.betonrs.com,, www.betonbl.com www.betonbl.com,, www.concretebih.com, www.concreters.com www.concretebih.com, www.concreters.com,, [email protected]

1. UVOD

Pravilnikom za beton i armirani beton PBAB 87 u članu 268 definisana je proizvodnja i ugradnja betona u posebnim uslovima. Posebnim uslovima smatraju se klimatski uslovi takvi da je temperatura okoline duže vrijeme niža od + 5 C ° ili viša od + 30 C °. Za betoniranje u takvim uslovima treba osigurati zaštitne mjere (potpune ili djelimične) u zavisnosti od problematike koju treba riješiti u vezi proizvodnje, transporta i skladištenja (deponovanja) komponentnih materijala, fabrike betona, transporta betona do gradilišta, ubacivanja betona u oplatu, ugradnje u konstruktivni element, njegovanja ugrađenog betona, kontrole kvaliteta, davanja instrukcija u vidu uputstava (pisanih) svih učesnika u procesu betoniranja. Betoniranje u posebnim uslovima mora biti dobro osmišljeno, organizovano i sprovedeno na svim nivoima ovog i onako osjetljivog tehnološkog procesa. Pravilnim sagledavanjem ukupne problematike i spremnosti da se odgovori svim zahtjevima donosi se odluka: betonirati ili ne. Odluka o betoniranju ne smije biti donešena na osnovu snage autoriteta, subjektivne odluke ili biti prepuštena slučaju već argumentovati mogućnost izvođenja sa aspekta izvodljivosti sagledanu kroz tehnološku, tehničku, kadrovsku, materijalnu i ekonomsku komponentu. Za odluku nije mjerodavan jednostran pogled na problematiku već konačan efekat koji uključuje rizik pojave negativnih posljedica.

2. PROBLEMATIKA ZIMSKOG BETONIRANJA Ključni problem vezan za tehnologiju betona u zimskim uslovima je prisutnost vode. Voda je jedna od osnovnih komponenti betona, osnovno je sredstvo za pranje i održavanje građevinskih mašina (betonara, miksera, pumpi za beton, alata i pribora), kao atmosferski faktor otežava rad (magla, kiša, snijeg, led), ima fenomen mijenjanja agregatnog stanja (para, tečnost, led), služi kao sredstvo za njegu betona (svježeg i očvrslog) i postaje značajan ekonomski problem (cijena, tretman otpadne vode, ekološki aspekt). Poznajući njene fizičke, hemijske, mehaničke, hidrauličke i ostale karakteristike u kombinaciji sa preostalim komponentama betona i procesa koji se u ovim uslovima mijenjaju možemo dosljednim sprovođenjem mjera i postupaka betoniranje i u ovim uslovima učiniti mogućim.  Temperature niže od 15 °C stvaraju određenu problematiku vezanu za primjenu aditiva na polimernoj osnovi, temperature od + 4 °C su se tradicionalno smatrale za idealne pri betoniranju masivnih blokova, na 0 °C voda mijenja agegatno stanje, do -10 °C troškovi u svakom segmentu proizvodnje i ugradnje betona se povećavaju za cca 30 %, za rad na temperaturama nižim od -10 °C uputno je odložiti betoniranje za naša klimatska područja . Ponašanje komponentnih materijala na nižim temperaturama, zbog svojih termičkih karakteristika, u periodu povećanja temperature mogu stvoriti uslove za pojavu dodatnih unutrašnjih napona. Funkcionisanje tehnike na nižim temperaturama, nižim od onih za koje proizvođač opreme preporučuje, stvaraju rizik zastoja, odnosno mogućnost pojave kvarova.

Niske temperature za ključnog faktora u proizvodnji “faktor čovjek” stvaraju preduslov blokiranja cijelog procesa proizvodnje. Očekivati je da imamo situaciju da tehnika i tehnologija mogu odgovoriti na ove posebne uslove ali “faktor čovjek” predstavlja limit. Stepen tehničke opremljenosti na svim nivoima proizvodnje i ugradnje je vrlo uticajan za odluku i mora biti korektno sagledan sa aspekta realnih mogućnosti i pouzdanosti u funkcionisanju.

Voda kao atmosferski faktor Osnovni parametri lokalno očekivane vremenske prognoze su sadržaj vode u vazduhu (vlažnost), atmosferski pritisak, temperatura vazduha, brzina i smjer vjetra te prisustvo oblaka sa visokim sadržajem vode i trenutno opšte klimatsko stanje u odnosu na godišnje doba. Za građevinsku praksu je uobičajeno da u okviru dinamičkih planova izvođenja radova u ovom periodu povećamo broj dana za izvođenje. U periodu niskih temperatura na već zatečenom stanju padavina (kiša, snijeg, prisustvo leda) ili njihovom skorašnjem prestanku imamo potrebu da obezbijedimo nesmetano odvijanje svih tehnoloških faza u procesu betoniranja. U realno očekivanoj mogućoj ili nastaloj promjeni vremenskih uslova često smo u prilici da dodatnim mjerama i postupcima omogućimo već započeti proces betoniranja. Planskim pristupom rješavanju ove problematike, vezane za periodična godišnja ponavljanja niskih temperatura, omogućavamo odvijanje procesa betoniranja u ovim (otežanim) uslovima proizvodnje. Pozivanje na “iznenadnost” u pojavi niskih temperatura, padavina i svega što karakteriše klimatske uslove vezane za ovaj period godišnjeg doba su priznanje”nespremnosti” i “neorganizovanosti” za kvalitetno izvođenje betoniranja. Odluka o betoniranju donešena na osnovu realnog sagledavanja svih tehnoloških faza, njihovog stepena pouzdanosti u funkcionisanju, kadrovskoj i tehničkoj opremljenosti, u ovoj, uslovno rečeno prvoj fazi odlučivanja, determinisana vremenskim prilikama, sadrži svjesno preuzetu odgovornost. Odluka u tom slučaju postaje pokretač procesa i ne smije predstavljati subjektivni stav donešen na osnovu autoriteta, ličnih stavova pojedinaca ili grupe koji ne poznaju ovu problematiku.

Voda kao remetilački faktor u proizvodnom procesu  Tehnologija proizvodnje betona je osjetljiv proces. Održavanje kvaliteta proizvedenog i ugrađenog betona je vještina. Kvalitet izvedenog elementa, odnosno betonske konstrukcije u cjelini je imperativ i konačni cilj. Niske temperature, bliske “nuli”, stvaraju uslove za prelaz vode iz tečnog u čvrsto agregatno stanje-led. Međutim, i temperature blisko iznad “nule” uz prisustvo jakog vjetra imaju isti efekat u stvaranju otežanih uslova za proces proizvodnje i ugradnje betona. Pri proizvodnji frakcija za beton u kamenolomima i separacijama pojavom niskih temperatura stvaraju se određene komplikacije. Voda, dok još nije prešla u čvrsto agregatno stanje, otežava miniranje stijenskih masiva čineći minerske

bušotine vlažnim a kao takve umanjuju efikasnost eksploziva, povećava ljepljivost gline na sredstvima za utovar i istovar, umanjuje efekat drobilišnih postrojenja i postrojenja za frakcionisanje agregata kao i kvalitet proizvoda, zahtijeva dodatnu opremu i zaštitna sredstva radnika koja im otežavaju rad, smanjuju preglednost i čine dodatne komplilkacije. U prisustvu vode radne platforme postaju klizave, na manipulativnom prostoru prisutna prašina pretvara se u mulj, za ispiranje frakcija na sitima javlja se potreba za povećanim utroškom vode, odsijavanja na sitima zahtijevaju duže zadržavanje granulata (promjenu režima sijanja), sadržaj muljevitih čestica u frakcijama se povećava, a sve ovo ima za posljedicu pad kvaliteta frakcija. Po osnovnim parametrima kvaliteta frakcija kao što su granulometrijski sastav, oblik zrna i sadržaj muljevitih sastojaka imamo povećana odstupanja. Pojavom leda u procesu proizvodnje frakcija komplikacije nastaju kako za sam proces proizvodnje i proizvodnju frakcija tako i za već proizvedene frakcije na deponiji. Pošto je voda prešla u čvrsto agregatno stanje-led, komadi leda ulaze u proces proizvodnje frakcija kao što je i stijena usitnjena miniranjem. Drobilica i sita ne razlikuju granulat nastao usitnjavanjem stijene od prisutnih komada leda i formira se kompozit koji sadrži led kao sastavni dio. Na deponiju se odlažu frakcije koje sadrže led uključujući mogućnost da se isti dodatno formira zbog prisutnosti vode bilo kao atmosferske ili na bilo koji način prisutne u procesu odsijavanja. Led, kojeg sadrže frakcije na deponiji, ima mogućnost dužeg zadržavanja jer su za njegovo topljenje sunčani dani u zimskom periodu nedovoljni.

Voda u agregatu Frakcionisani agregat, bilo da je nastao drobljenjem stijene ili vađenjem iz rijeka, sadrži određenu količinu vlage. Ako se prilikom odsijavanja na separacijama koristio mokri postupak onda se količina vode sadržana u frakcijama značajno povećava. Odležavanjem frakcija na deponiji voda gravitacionim putem teži u niže slojeve i prilikom utovara u prevozno sredstvo ista bude zahvaćena. Izradom betonskih platformi u nagibu omogućava se vodi da se brže cijedi iz deponije. Kod utovarnih koševa već pri prvom otvaranju klapni za istovar frakcija imamo informaciju da li su frakcije zamrzle. Odnos količine vode sadržane u agregatu potrebnom za izradu 1 m3 betona i količine aditiva za zimsko betoniranje (antifriza), koji se dodaje na masu cementa, čine rastvor procentualno dovoljan da onemoguće mržnjenje vode sadržane u agregatu ako bi se aditiv dodao direktno na frakcije prilikom istovara u koševe. Da bi se podigla temperatura agregata zagrijavanjem vodenom parom na nivo potreban za nesmetan prolaz kroz utovarna tijela, potrebna je velika energija i izrada pristroja (kotlovi, parovodi i oprema), međutim i dalje ostaje problem prisutnosti zamrznute vode u zrnima frakcija. Ovim načinom omogućeno je samo tečenje frakcija kroz utovarne otvore ali ne i dugoročnije sprečavanje mržnjenja jer po prestanku djelovanja pare i hlađenjem ponovo dolazi do mržnjenja vode. Krupnije frakcije i frakcije sa manjim sadržajem vode se brže zagriju vodenom parom i lakše se pokreću u proizvodnju od prve frakcije kao i frakcija sa većim sadržajem vode. Za pogone sa prefabrikacijom ovaj metod je primjenjiv jer je potrebno održati kontinualnu proizvodnju. Za betonare koje proizvode beton za potrebe tržišta vrlo je nedefinisan termin i količina narudžbe tako da za dnevnu proizvodnju ispod 500 m3 betona podgrijavanje je vrlo neracionalno.

Voda kao komponenta betona Poznajući fizičke, hemijske, mehaničke, hidrauličke i ostale karakteristike vode u kombinaciji sa preostalim komponentama betona i procesa koji se u ovim uslovima mijenjaju, možemo dosljednim sprovođenjem mjera i postupaka omogućiti vodi da ostane u tečnom stanju jer je jedino kao takva rastvarač za cement. Time smo omogućili odvijanje hemijskog procesa u kojem od jednih nastaju druga jedinjenja. Za svaku hemijsku reakciju temperatura je važan faktor koji utiče na njen ishod. Niže temperature izazivaju kašnjenje u stvaranju jedinjenja potrebnih za mehaničke karakteritike očvrslog betona a istovremeno omogućuju pojavu stvaranja neželjenih supstanci koje kroz vrijeme utiču na svojstva svježeg i očvrslog betona. Odnos prema ovoj komponenti betona u uslovima zimskog betoniranja dobija na značaju onog trenutka kada smo joj u određenoj fazi omogućili približno iste uslove kao i u normalnim uslovima. Uputno je smanjivati vodocementni faktor uz upotrebu hiperplastifikatora. Skladištenje ovih obično tečnih aditiva mora biti temperaturno kondicionirano isto kao i temperatura svježe betonske mješavine. Da bi u prvim, za hemijsku reakciju ključnim, terminima početka hidrolize cementa i stvaranja prvo nebitnih a potom jedinjenja od presudnog značaja za kvalitet betona, bili sigurni u uspjeh, uputno je da temperatura svježeg betona u mješaču bude oko 20 °C i da vrijeme miješanja bude višestruko veće od uobičajenog.

Voda kao sredstvo održavanja  Jedno od vrlo praktičnih i jeftinih sredstava za održavanje građevinskih mašina je voda. Blagovremenim prskanjem mlazom vode sapiramo prionuli beton i sprečavamo njegovo nagomilanje. Ako smo prethodno metalne dijelove mašina naprskali oplatnim uljem za metalne kalupe efekat održavanja se povećava. Mineralna ulja nastala reciklažom motornih ulja nisu pogodna jer nemaju mogućnost dispergovanja u vodi i time povećavaju ljepljivost i prionljivost betona na metalnim dijelovima koji su premazani ovim uljima. Efikasna kombinacija sredstva za održavanje u periodu niskih temperatura su oplatna ulja za čelične kalupe koja se mogu dispergovati u vodi sa dodatkom antifriza. Sva ulja koja su biološki razgradljiva onemogućavaju stvaranje vazdušnih mjehurića koji predstavljaju inicijalno mjesto skupljanja i ljepljenja betona na metalnim dijelovima. Ako uspijemo da formiramo nezaleđen film vode na metalnim dijelovima sa predloženom kombinacijom (biološki razgradljivo ulje+antifriz+voda) sprečićemo zadržavanje betona. Ostaje problem nagomilanja betona u uglovima, zavarenim mjestima, spojevima i utorima koje moramo saprati mlazom vode prije očvršćavanja betona a potom prskanjem nanijeti film vode sa predloženom smješom tekućina.

Fizičke karakteristike leda i vode Neke fizičke karakteristike leda i vode potrebno je sagledati zbog analize ukupne problematike betoniranja na niskim temperaturama. Prelaskom vode u led oslobođeno je 334 kJ/kg vode. Količina toplote potrebna da se 1 kg vode zagrije za 1° iznosi 4186,1 J/kg 1°C (specifična količina toplote). Specifična količina toplote leda iznosi 2090 J/kg 1°C. Srednji koeficijent toplotnog zapreminskog širenja vode iznosi γt= 0,000208 1/°C. Koeficijent toplotnog zapreminskog širenja leda iznosi γt= 0,000153 1/°C. Gustina leda je za 9% manja od gustine vode. Voda na različitim temperaturama ima različite karakteristike. Na različitim temperaturama različite su gustine vode (ρ), specifična težina vode, dinamička (μ Pa· s) i kinematička viskoznost (υ= μ/ρ m2/s)

Voda u hemijskom procesu očvršćavanja Voda je rastvarač za cement [2] i kao takva, njen stepen mogućnosti rastvaranja zavisan je od temperature. U pravilniku PBAB 87 i JUS U.M1.058 definisana je upotrebljivost vode za izradu betona čije karakteristike po određenim parametrima iznose za: Ph 4,5-9,5, sadržaj nerastvorljivih materija 2000 mg/l, sadržaj rastvorljivih materija 5000/2000 mg/l, sadržaj hlorida 300/100 mg/l, sadržaj sulfata 2700/1000 mg/l i td. čije prisustvo u vodi zavisi od moći vode kao rastvarača. Tečenjem ispod i po površini Zemljine kore voda rastvara razne materije i minerale. Prema količini rastvorenog CaO ili MgO u vodi ona može da bude meka ili tvrda. Tvrdoća se mjeri u stepenima pri čemu jednom stepenu odgovara masa od 10 mg CaO (ili MgO) sadržana u jednom litru vode. Meke vode su od 0-12°, a tvrde od 12-30° (preko 30° su vrlo tvrde). Uvažavajući karakteristike vode, na raznim temperaturama i njene moći kao rastvarača, koja je sadržana u agregatu, zaključujemo da je dio vode sadržan u agregatu ušao kao nekontrolisan po pitanju sadržaja navedenih u standardu JUS U.M1.048. Voda je ujedno i rastvarač za cement koji ima komplikovan mineralni sastava i omogućava njegovu hidrolizu. Isti taj dio vode u doziranju prilikom spravljanja betona na betonari bude umanjen za tu količinu. Voda koju doziramo na betonari u sistemu kontrole komponenata se ispituje u skladu sa pomenutim standardom. Primjećujemo da je dio vode doziran na betonari podvrgnut kontroli sadržaja a dio vode u agregatu se ne podvrgava kontroli sastava. Kontroliše se ukupna količina vode i to na zatečenu količinu vode u agregatu dozira se preostali dio do potrebne konzistencije betona. Poslije procesa hidrolize nastupa proces hidratacije. U vezi sa naprijed objašnjenim na svježim i očvrslim betonima spravljenim u periodu niskih temperatura javljaju se određene promjene. Voda prisutna u agregatu ima umanjena svojstava kao rastvarač a u procesu hidratacije omogućuje stvaranje neželjenih produkata hidratacije koje se pojavljuju na površinama očvrslog betona. Sve ovo za posljedicu ima zahtjev za povećanjem dozaže cementa kako bi se održao kvalitet svježeg i očvrslog betona.

Voda kao sredstvo za njegu betona Osnovni princip prilikom njege ugrađenog betona je u ravnotežiti temperature donjih o gornjih slojeva u betonskom elementu. Da bi se spriječila pojava plastičnih prslina koje nastaju u prvim satima na svježem betonu i koje su vrlo razorne jer nastaju po cijeloj visini presjeka, sa njegom se mora početi neposredno po zaravnavanju betona u elementu. Nikakvo odlaganje za kasnije nije uputno jer jednom formirane mikro prsline ostaju stalno prisutne u betonu. Mikro prsline omogućuju migraciju vode ka višim slojevima (slojevima sa višom temperaturom) i time su stvoreni uslovi čiji je efekat vidljiv za par sati nakon betoniranja. Mjerenje temperature slojeva betona i njen razvoj kroz vrijeme su pokazatelj koju metodu njegovanja primjeniti. Pojava hemijskih sredstava za njegu svježeg betona od prebrzog isparenja vode omogućila je da u kombinaciji sa vodom postane vrlo prihvatljivo rješenje sa stanovišta praktične primjene. Treba razlikovati vodu u betonu čiju migraciju sprečavamo i vodu koju moramo naprskati na površinu u cilju regulisanja temperature slojeva (hlađenja). Djelovanje vjetra na površini betona omogućuje neželjenu migraciju vode te je postavljanje geotekstilnih prekrivki neminovnost ako želimo spriječiti nastanak plastičnih prslina. Hemijska zaštitna sredstva na bazi akrilatnih smola stvaraju nepropusan film koji sam po sebi je nedovoljan i mora imati prateće mjere za njegu ne samo svježeg nego i očvrslog betona. Jednokratan potez u cilju zaštite ne može dati efekat ako njega betona nije razvijena metodološki i opretivno, odnosno mora biti sistematski primjenjivana u raznim fazama.

Voda u kao ekonomska komponenta betona Kao osnovna komponenta betona voda učestvuje svojom cijenom na ukupnu cijenu betona. U vrijeme niskih temperatura da bi mogla da bude upotrebljiva za nju se moraju sprovesti određene mjere i postupci koji stvaraju dodatne troškove. Pošto je ključni tehnološki faktor moramo stvoriti mogućnost da pomoću nje upravljamo i kontrolišemo sve faze proizvodnje, ugradnje i održavanja betona. To višestruko poskupljuje upotrebljenu količinu vode koja nije sama po sebi dovoljna već u kombinaciji sa zagrijavanjem, obogaćivanjem hemikalijama, pravljenjem namjenskih mješavina, posebnim postupanjem te oštećenjima i kvarovima koja izaziva na niskom temperaturama, postaje naj skuplja komponenta betona.

Otpadna voda U vremenu nastupajuće povećane brige za okolinu nameću se obaveze da se sa vodom kao otpadnom isto moraju sprovesti određene radnje i postupci zbrinjavanja. Prije ispuštanja u recipijente obavezno je taloženje i upotreba separatora za pojedine sastojke. Ako ima sadržaj supstanci kao što su ulja, masti, čestice i tome slično iste se moraju

odstraniti. Ovo nameće da praktično za svaku fazu proizvodnje i ugradnje moramo imati izgrađene prihvatne građevine za otpadnu vodu. Ako ista zamrzne u tim građevinama za filtraciju i prihvat troškovi za funkcionisanje takve opreme utiču na ukupan trošak proizvedenog kubika betona u periodu niskih temperatura. Pojedine mjere i postupci uključuju upotrebu dodatnih kadrova i mašina kao i mogućnost pojave zastoja i kvarova.

3. TEHNOLOGIJA Prilikom pripreme za proizvodnju betona i betoniranje na niskim temperaturama moramo imati metodološki razrađen pristup tehnologiji betona za takve vremenske uslove. Rješavajući problem vode omogućavamo elementarno funkcionisanje hemijskih reakcija i stavramo preduslove za dobro funkcionisanje proizvodnje, transporta, ugradnje i njege betona uz imperativ da kvalitet proizvedenog i očvrslog betona bude zadržan, odnosno da konstruktivni element nema negativnih posljedica na stabilnost, funkcionalnost i estetske efekte. Pravilnim izborom kombinacije cementa i odgovarajućih aditiva je dobar ali ne i dovoljan preduslov za uspjeh. Održavanjem temperature betona na 20 °C do ugradnje je ujedno i pokazatelj koliko smo uspjeli u sprovođenju mjera i postupaka za zimske uslove betoniranja. Postići i održati ovakvu temperaturu svježeg betona je vještina koja se postiže adekvatnom primjenom dostignuća moderne tehnologije betona. Pojedini cementi sadrže supstance koje mu poboljšavaju karakteristike potrebne za proizvodnju na nižim temperaturama. Hemijska industrija je proizvela aditive za beton sa raznim osnovama. Pojedine gradivne supstance se različito ponašaju na različitim temperaturama. Mogućnost primjene određenih aditiva mora se laboratorijski i praktično prvjeriti i dokazati da utiču na poboljšanje karakteristika svježeg i očvrslog betona. Redosljed doziranja aditiva, dužina miješanja, početna temperatura mješavine su samo neki od parametara uticajnih na efekat aditiva. Smanjenje vodo-cementnog faktora uz pomoć hiperplastifikatora i primjenom ubrzivača očvršćavanja, uz prateće mjere i postupke, omogućavamo svježem i mladom betonu postizanje potrebne čvrstoće na zatezanje. Upotreba ubrzivača vezivanja ima negativan odraz na poroznost cementnog kamena a time i na konačne čvrstoće. Primjena aeranata je vrlo osjetljiv metod poboljšanja trenutnih i budućih karakteristika betona ali u ispravnoj kombinaciji sa ostalim aditivima mora dovesti do zadržavanja ili povećanja zapreminske mase betona. Razlog primjene aeranta je da stvori kontinuiran raspored vazduha i stvori mikroporoznost. Beton sa uobičajenom količinom vazduha od 2 % i beton sa istom količinom vazduha dobijen upotrebom aeranata ima različite karakterisike svježeg i očvrslog betona. Aeranti sa sintetičkom osnovom imaju pad karakteristika nakon 45 minuta od zamješavanja betona i pri njihovoj primjeni se mora biti obazriv. Frakcije sa kojima spravljamo beton u periodu niskih temperatura moraju imati povećan sadržaj sitnih čestica. Upotreba frakcije 0-2 mm znatno utiče na fliudnost svježeg betona ali istovremeno komplikuje manipulaciju na utovarnim i dozirnim sredstvima. U PBAB-u 87 o kriterijumu za sadržaj sitnih čestica u frakciji 0-2 i 0-4 mm neadekvatna je formulacija o istom ograničenju na 5 (10) %.

Stvaranje centara kristalizacije i omogućavanja prodora vode put

cementne čestice upravo se povećava primjenom čestica <0,09 mm i ujedno se smanjuje potreba za povećanom dozažom cementa. Dužim mješanjem doziranih komponenti omogućavamo intenziviranje hemijskih procesa. U periodu niskih temperatura efekat domješavanja u kamion mikseru se gubi. Potrebno je kalkulisati sa manjom ukupnom dnevnom proizvodnjom.

4. TEHNIKA Nekada se period niskih temperatura smatrao za kraj građevinske sezone i početak remonta na mašinama i postrojenjima. Primjenom aditiva za zimsko betoniranje, proizvodnjom cementa sa ubačenim dodacima koji povećavaju karakteristike cementa na niskim temperaturama, primjenom određenih postupaka i mjera koji omogućavaju rad na niskim temperaturama više ne predstavlja razlog za zatvaranje gradilišta. Da bi proizvodnja funkcionisala i u ovom periodu tehnička ispravnost postrojenja za proizvodnju betona, prateće mehanizacije koja opslužuje proizvodnju, mašina za transport komponenti kao i pomoćne opreme mora imati visok stepen pouzdanosti. Periodičnim pregledima, uvidom u listu defekata, preventivnim servisom i zamjenom dijelova za koje je očekivati da će otkazati se smanjuje rizik od pojsve zastoja. Uobičajeni kvarovi i nedostatci koji stvaraju komplikacije na betonari su curenje vode na spojnim mjestima, crijevima za dovod i odvod vode, prokapavanje vode u mješač, prljavi zračni filteri kompresora za vazduh, zapušene dizne raspršivača cementa, zapušen pužni transporter za cement, slabo zatvaranje klapni, loše dihtovanje zatvarača mješača kroz koji se gubi voda, curenje vode na mikseru, ne postojanje dograđenog ventila na rezervoaru za vodu na mikseru kroz koji bi se usula pripremljena tečnost (kombinacija vode i aditiva) za pranje miksera, nezaštićene vodovodne cijevi, pralište za miksere nije u funkciji ...

5. PROIZVODNJA BETONA Spravljanje betona u proizvodnim pogonima vrši se na osnovu receptura potvrđenih u postupku prethodnih proba i u postupku izrade radnog sastava za određenu dozažu komponentnih materijala. Recepture koje su predviđene za rad na niskim temperaturama moraju imati višestruku provjeru u proizvodnom pogonu pri čemu kvalitet proizvedenog i očvrslog betona mora biti jednak ili veći u odnosu na normalne uslove privređivanja. Dodatnim angažovanjem kadrova, držanjem tima servisera u pripravnosti, obezbeđenim rezervnim dijelovima i brzom razmjenom informacija o zastojima uz veliku mobilnost svih timova i u slučaju kvarova u proizvodnji zastoji se minimiziraju. Pravovremenom dostavom komponentnih materijala i njihovim pravilnim deponovanjem i skladištenjem omogućujemo smanjenje troškova i ne utučemo negativno na kvalitet komponenti. Uobičajeni problem je ne pripremljenost mašinista za incidentne situacije i ne postojanje uputstva da u slučaju kvara ili zastoja postupi po unapred propisanoj proceduri. Razlog više za ovakvim pisanim dokumentom, koji je ujedno i jedan

od dokumenata ISO standardizacije proizvodnje je da se spreče samoinicijativni postupci koji mogu dovesti do ozljeda radnika ili stvaranja havarije na postrojenju. Od koristi je da sva uputstva i instrukcije o postrojenju budu prevedena na maternji jezik. Većina postrojenja je iz uvoza te su i instrukcije na nekom od stranih jezika. Za softverski kontrolisane proizvodnje važno je posjedovati proceduru za brzo uspostavljanje kontakta sa glavnim serviserom u matičnoj fabrici ili ovlaštenim predstavnikom. Ušteda koja se misli postići angažovanjem lokalnih poznavaoca i “vrsnih stručnjaka” vodi ka dužim zastojima ili izazivanjem novih kvarova. Na sl. 1 dat je prikaz softverski upravljanjog procesa proizvodnje betona koji se satelitskim putem nadgleda iz matične fabrike i automatski prijavljuje promjenu karakteristika ključnih dijelova, njihove dotrajalosti, pouzdanosti, arhiviranjem svih parametara proizvodnje, statistička obrada i procjena stanja pouzdanosti procesa. Nasilni neproceduralni pristup ili onaj za kojeg proizvođač nije odobrio u uputstvu o rukovanju vodi prvo gubitku garancije na postrojenje a potom novim nepredvidivim komplikacijama odnosno prekidu proizvodnje.

Sl. 1 Kontejnerski tip mobilne betonare zatvorenog tipa betonare

Sl. 2 Mobilni 33 tone težak modul mobilne

(vrlo često primjenjivana Strabagova kombinacija)

www.bhs-sonthofen.de

operativan u roku od 24 sata www.ammann-group.com

Sve veći zahtjevi za smanjenje troškova proizvodnje betona za potrebe velikih gradilišta kao što su hidrocentrale, autoputevi, tuneli i slični objekti doprinjelo je pojavi vrlo jednostavnih modularnih rješenja mobilnog tipa. Puštanje ovakvih pogona vrlo je kratko i omogućava brzo prilagođavanje nastalim promjenama na gradilištu. Svi moduli nalaze se na poluprikolici sa točovima i u slučaju premještanja cijela operacije je jednostavna. Poluprikolice se kače za kamion i odvoze na sljedeću destinaciju. Dispozicija jednog takvog postrojenja koje se sastoji od 4 modula prikazano je na Sl. 3. proizvođača SBM Austrija tip Euromix 2000. Ako se žele dva silosa to znači samo još jedan modul dodatno. Svi moduli su u saobraćajnom gabaritu i ne zahtijevaju specijalni transport ili pratnju.

Sl. 3 Modularni tip mobilne betonare, Euromix 2000, SBM Austrija

6. TRANSPORT BETONA Pojavom novih tipova kamionskih miksera za prevoz betona učinjeno je poboljšanje u kvalitetu domješavanja betona u toku transporta kao i smanjenju prionljivosti na zidove i unutrašnjost miksera. Radi se o separatnom nekontinualnom tipu pobuđivača mješanja patentiranog od strane Schwing-Stettera2 koji omogućava “toliko željeni” pretovar i veću iskorištenost miksera u vrijeme povećane ili ubrzane isporuke. Za transport u uslovima izuzetno niskih (Sibirskih) temperatura urađena je posebna konstrukcija miksera za održavanje temperature betona. Dotrajali mikseri imaju povećanu ljepljivost betona i teže ih je održavati. Često se količine betona zalijepljene za unutrašnje stijenke miksera kreću i do 1 m3 a što treba kontrolisati vaganjem ukupne mase praznog kamion miksera. Repariranje miksera, odnosno njihova zamjena3  je vrlo prihvatljivo rješenje prije nastupanja perioda niskih temperatura. Prilikom otpreme miksera potrebno je da svi vozači dobiju interventnu količinu odgovarajućeg aditiva sa uputstvom za upotrebu, potrebnu u slučaju dužeg neplaniranog zastoja.

7. UGRADNJA BETONA Prilikom ugradnje betona na niskim temperaturama potrebno je ispuniti nekoliko zahtjeva kako bi ugradnja betona bila kvalitetna. Na armaturi ne smije biti zaleđenih mjesta, snijega ili onečišćenja. Po postavljanju armature izvršiti prekrivanje pvc folijama i sličnim pokrivačima. Ako je potrebno grejnim tijelima ili prskanjem toplom vodom odstraniti eventualna zaleđena mjesta. Ako su temperaturni gradijenti veliki, oplata može biti dodatno obložena stiroporom ili grijana nekim grejnim tijelom. Revibriranjem slojeva ugrađenog betona se dodatno istiskuje eventualna zatečena voda u betonskoj masi. Pri ugradnji betona upotrijebiti utovarno sredstvo za ubacivanje u oplatu koje ima kraći vremenski ciklus (pumpa za beton). U slučaju upotrebe pretovarnog silosa za beton isti mora biti prinudno zagrijavan i da ima osobinu zadržavanja temperature betona.

2 3

www.schwing.com e-mail:[email protected]

8. NJEGA BETONA U našoj građevinskoj praksi se nedovoljno poklanja pažnja za njegu betona i posljedice su neminovne. Razlozi za pojavu prslina koje prelaze u otvorene pukotine se obično traže u komponentnim materijalima a ne u stvarnom uzroku “ne sprovođenju mjera njege”. Ilustrativno na Sl. 4 prikazana je uobičajena posljedica nesprovođenja mjera njege betona. Pojavom ovakvih propusta u izvođenju su pokazatelj da izvođač nije osposobljen za izvođenje betonskih konstrukcija, bez obzira na licence koje izdaju nadležni organi, i da su direktno ugroženi stabilnost, sigurnost i funkcionalnost konstrukcije. Kao što postoji procedura izdavanja licence za izvođenje zbog ovakvih slučajeva bi se moralo razmišljati i o uvođenju procedure za oduzimanje licence. Ključno za razumijevanje procesa koji se odvija je da su naponi koji nastaju usljed migracije vode ili stvaranja leda znatno veći od čvrstoće betona na zatezanje. Prsline koje nastaju u mladom betonu ostaju trajno prisutne i smanjuju njegove karakteristike i omogućuju deterioraciju očvrslog betona. U člani 111 PBAB-a 87 objašnjen je proces nastajanja prslina. Na sl. 5 prikazan je grafik na kojem je vidljiva “kritična zona” od prvih 12-15 časova do kada beton treba da postigne min 5 MPa kako bi mogao preuzeti napone zatezanja.

Sl.4 Pojava prslina zbog ne sprovođenja njege betona

Sl.5 Rast čvrstoće betona pri zatezanju i za

napona zatezanja

kritični period starosti betona u prvih nekoliko

časova

9. KONTROLA KVALITETA Pojedine zemlje su donijele propise i standarde koji rješavaju ovu problematiku proizvodnje u posebnim uslovima sa ciljem održanja kvaliteta proizvedenog i ugrađenog betona. Kontrolu je potrebno sprovoditi u cilju dobijanja blagovremene informacije a rezultati su pokazatelji da li je ispravno postupano tokom proizvodnje. EN 206 je uvela oštriji kriterijum ocjenjivanja postignutog kvaliteta betona za kontrolu saglasnosti sa smanjenim fraktilom (5%) što zahtijeva dosljednost u sprovođenju kontrole kvaliteta. Uzimanjem većeg broja uzoraka i kontinualnim praćenjem karakteristika betona dobijaju se pouzdanije informacije i mogućnost brže intervencije u slučaju potrebe. Vrlo česta greška koju izvođači čine je prerano skidanje oplate što dovodi do gubitka temperaturte betoniranog elementa i smanjenja kvaliteta. Površine betona su usljed preranog skidanja oplate neravne, sa stvorenim

mikropukotinama i estetski neprihvatljivog izgleda. Usljed naglih temperaturnih promjena na mladom betonu narušava se kompatibilnost deformacija betona i armature i generalno imamo pad nosivosti takvog elementa.

10. UPUTSTVO ZA ZIMSKO BETONIRANJE Stalni priliv kadrova koji su obično neiskusni i priučeni za rad na postrojenjima kao rukovaoci nameće potrebu za izradom uputstva za uslove zimskog betoniranja. Iskusnijim kadrovima to izgleda nepotrebno međutim, u našoj građevinskoj praksi, usljed društvenih, političkih i ekonomskih promjena, došlo je do prekida transfera znanja i vještina sa “starih” i iskusnih “građevinaca” na mlađe naraštaje. Pojavom novih tehnika i ne razumijevanja novih filozofija i pristupa u tehnologiji betona uz neminovnu upotrebu aditiva i dodataka, nameće se potreba za kontinualnim laboratorijskim ispitivanjima, istraživanju i eksperimentisanju u cilju sticanja novih saznanja i vještina. Teže je tehnološki i ekonomski nepovoljnije ostvariti zahtjevani kvalitet betona i konstruktivnog elementa u zimskim nego u uslovima povećane temperature. Uputstvo urađeno po mjeri raspoloživih uslova privređivanja ima smisla ako se dosljedno sprovodi, inovira, dopunjuje i prilagođava.

11. BETONARE U BUDUĆNOSTI

Očekivani razvoj tehnološkog procesa spravljanja betona, kao i ekonomska racionalizacija već postojeće skupe opreme će u skorijoj budućnosti, u kojem će i dalje biti cement kao osnovno vezivo, nametnuti nove uslove privređivanja. Očekivani razvoj i poboljšanja su vezana za sušenje agregata pri čemu bi se koristila asfaltna baza sa već instaliranom sušarom i utovarnim košem za frakcije a dogradnjom bi se instalisao mješač za beton. Dva vrlo slična tehnološka procesa  je moguće kontrolisati sa jednog pulta što uz upotrebu računara i odgovarajućeg softvera ne predstavlja nemoguću kombinaciju. Prelaskom na UHPC betone sa dominantnom nanočesticom kao centrom kristalizacije frakcije za beton će biti izlišne. Sve veća naprezanja koja takvi betoni mogu da preuzmu će i u konstrukterskom smislu otvoriti mogućnost novih izazova. Pojava za sada skupih veziva koji ne počivaju na cementnoj osnovi doprinose sticanju referensi vrlo bitnih za konstruktivno inženjerstvo. Kašnjenje propisa i ne inoviranje pravilnika postaje kočnica bržem napretku i primjeni novih tehnologija. EC sadrži mogućnost da ako ne postoji pravno regulisana oblast a postoji konstrukcija izvedena primjenom novih tehnologija ista može da se primjeni uz dokaz stabilnosti i sigurnosti ispitivanjem “in situ”. Teorijska modeliranja uz pomoć softverskih paketa i eksperimentalna ispitivanja novim metodama će omogućiti znatno veće korištenje i racionalizaciju konstrukcija. Do sada aktuelnom proračunu konstrukcija prema graničnim stanjima nosivosti i graničnim stanjima upotrebljivosti pridružiće se i proračun prema graničnim stanjima vibracija. Trenutna mjerenja ambijentalnih vibracija koja sprovodi Sheffield institut na visokim objektima u Dubajiu, kao i mjerenjima prinudnih vibracija na nekoliko visokih objekata na raznim destinacijama u Svijetu pokazuju da dosadašnji proračuni graničnih stanja nosivosti i upotrebljivosti imaju ograničenje prilikom projektovanja visokih objekata.

12. LITERATURA [1]. Petar S. Petrović, Hidrotehničke konstrukcije prvi deo, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd 1997 [2]. Dragomir Krsnik, Concrete in different view, Građevinski fakultet Split, 1999 [3]. PBAB 87 [4]. Mihailo Muravljov, Tehnologija betona, Frađevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd 2003

13. KORISNI LINKOVI [1]. www.ammann-group.com Proizvođač opreme [2]. www.ductal-lafarge.com [3]. www.pci.org

UHPC betoni Nove tehnologije