BETON
\u2022
Beton je umjetni gra\u0111evni materijal
mije\u0161anjem cementa krupnog i sit vodom, sa ili bez kemijskih i mineralnih dodataka, koji o\u010dvr\u0161\u0107u
PODJELA BETONA \u2022 \u2022 \u2022 \u2022 \u2022 \u2022
sastavu gusto\u0107i konzistenciji prema mjestu proizvodnj prema postignutoj tla\u0 prema zahtjevnim osobin
PREMA SASTAVU:
\u2022 cementni beton \u2022 asfaltni beton \u2022 polimerni beton \u2022 Cementni betoni se dobivaju uporabom hidrauli\u010d
cementa. Mje\u0161avina su cementa, krupnog i s vode zraka, s ili bez kemijskih i mineralnih dodata
\u2022 Asfaltni betoni se dobivaju uporabom organskih veziv katrana i bitumena.
\u2022 Polimerni betoni se dobivaju uporabom epoksidnih ili poliesterskih umjetnih smola kao veziva.
PREMA GUSTOĆI:
• Običan beton (B), gustoće u suhom stanju od 2000 do 2600 kg-3m
• Lagani beton (LB), gustoće u suhom stanju 800 do 2000 kg-3m
• Teški beton (TB), gustoće u suhom stanju veće od 2600 kg-3m
PREMA KONZISTENCIJI:
• krut • slabo plastičan • plastičan • tekući
PREMA MJESTU PROIZVODNJE
• Beton proizveden u tvornici betona
(centralnoj betonari) • Beton proizveden u betonari na gradilištu, za potrebe gradilišta • Beton proizveden u pogonu betonare za predgotovljene betonske elemente
PREMA POSTIGNUTOJ TLAČNOJ ČVRSTOĆI:
• Beton normalne čvrstoće
postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća
• Beton visoke čvrstoće
postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća ≤ 100 MPa
• Beton jako visoke čvrstoće
postignuta 28-dnevna tlačna čvrstoća
PREMA ZAHTJEVNIM OSOBINAM • Projektirani beton
je beton čija su svojstva i dodatne osobine zahtijevan projektom, dok proizvođač odgovara za pripremu i betona traženih svojstava i dodatnih osobina
• Beton zadanog sastava
je beton čija su svojstva i dodatne osobine zahtijevan uvjetovatelja (projektant, proizvođač, kupac, izvođač Uvjetovatelj je odgovoran za beton zadanog sastava
• Normirani beton zadanog sastava
je beton čiji je sastav dan u normi važećoj na mjestu betona i za njega je odgovorno normizacijsko tijelo
CEMENTNI BETON
Prednosti cementnog betona: • ekonomičnost proizvodnje • niska cijena sastojaka • niska cijena ugradnje • niska cijena održavanja • dostupnost sastojaka (agregata, cementa, vode) • nizak utrošak energije pri proizvodnji • požarna otpornost • vodootpornost • mogućnost recikliranja Nedostatci: • niska vlačna čvrstoća • obujamske promjene, skupljanje i puzanje
PROSTORNI MODEL UZORKA SVJEŽEG BETONA Va + Vcv + u = 1 V- obujamski udio sastojka a – agregat cv – vezivo u – Vv + Vz
OBUJAMSKI UDIO SASTOJAKA Vz = 1 do 7 vol.% Vv = 14 do 21 vol.% V cv = 7 do 15 vol.%
Vb = Va + Vc + Vv +Vz + Vd
V a = 60 do 70 vol.%
PROSTORNI MODEL UZORKA OČVRSNULOG BETONA Vh = hf Vc
Vh-obujamski udio hidrata fh – faktor širenja hidrata (1,52)
Vpg = pf Vc
Vpg – obujamski udio pora fp – faktor poroznosti cementnog kamena (0,54)
Va + Vh +Vpg + Vpk = 1
VCK = VPA Vpk = VCK – (Vh + Vpg)
Vpk – obujamski udio kapilarnih
VELIČINE I VRSTE PORA U OČVRSNULOM BETONU
Radijus Vrsta pora Udio Podrijetlo (mm) (%) -6 10-5 – 10 Pore 2-28 Hidratacija cementa cementnog kamena -6 1-10 Kapilarne pore 0-10 Višak vode za obradivost -1 Zračni 10-10 1-10 Zbijanje, izlučivanje mjehurići i vode, šupljine aerant
PROJEKTIRANJE SASTAVA BETONA Projektiranje sastava betona je postupak određivanja
relativnog udjela sastojaka betona potrebn dobivanje jediničnog obujma ugrađenog i z betona zadanih svojstava u svježem i očvrs stanju. Redoslijed izrade projekta: • podaci o sastojcima betona • način miješanja sastojaka • sredstva otpreme betona • način ugradnje betona • postupci zbijanja betona • razina vlastite i neovisne kontrole
• • • • • • • • •
ZAHTJEVNE OSOBINE SVJEŽEG I OČVRSNULOG BETONA ZADANE PROJEKTOM
obradivost (konzistencija) svježeg betona obujamski udio zraka u svježem betonu gustoća svježeg betona tlačna čvrstoća vlačna čvrstoća otpornost na smrzavanje otpornost na habanje otpornost na sulfate maseni udio klorida u betonu
ZAHTJEVI KOJE TREBA ZADOVOLJITI PRORAČUNOM
• zahtjev tlačne čvrstoće za projektirani razred betona
Izbor razreda tlačne čvrstoće ovisi o tipu be konstrukcije i razredu izloženosti konstrukc okolišu
• zahtjev konzistencije svježeg betona
Izražava se jednim od 4 razreda konzistenci betona
• Zahtjev trajnosti betona
Ovisi o razredu izloženosti betona okolišu, p (TPBK) najmanje 50 godina
ZAHTJEV TLAČNE ČVRSTOĆE Razred betona predstavlja tlačna čvrstoća betona starog 28
dana, određena ispitivanjem valjka 150 mm 300 brida 150 mm, koja se propisuje projektom betona
C 40/50 (N mm-2) fck, valj
fck, koc
fck, valj – karakteristična tlačna čvrstoća valjka 150 mm ⋅ 300 mm nakon očvršćivanja fck, koc – karakteristična tlačna čvrstoća kocke brida 150 mm m nakon 2 očvršćivanja
RAZREDI TLAČNE ČVRSTOĆE ZA OBIČAN TEŠKI BETON
-2 Razred tlačne čvrstoće fck, valj(N mm )
C 8 / 10 C 12 / 15 C 16 / 20 C 20 / 25 C 25 / 30 C 30 / 37 C 35 / 45 C 40 / 50 C 45 / 55 C 50 / 60 C 55 / 67 C 60 / 75 C 70 / 85 C 80 / 95 C 90 / 105 C 100 / 115
8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
fck,
-2 (N mm )
koc
10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115
RAZREDI TLAČNE ČVRSTOĆE ZA LAGA BETON -2 Razred tlačne čvrstoće fck,valj(N mm )
LC 8 / 9 LC 12 / 13 LC 16 /18 LC 20 / 22 LC 25 / 28 LC 30 / 33 LC 35 / 38 LC 40 / 44 LC 45 / 50 LC 50 / 55 LC 55 / 60 LC 60 / 66 LC 70 / 77 LC 80 / 88
8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80
-2 fck,koc(N mm )
9 13 18 22 28 33 38 44 50 55 60 66 77 88
ZAHTJEV TRAJNOSTI BETONA
Norma HRN EN 206-1 dijeli okoliš u kojem je razreda izloženosti okolišu: 1 Kada nema rizika korozije X0 - za nearmirani beton u okolišu bez smrzavanja, abrazije ili kemijskog djelovanja i za armira vrlo suhim uvjetima uporabe. 2 Korozija uvjetovana karbonatizacijom XC1 – suh ili stalno vlažan okoliš XC2 – vlažan, rijetko suh okoliš XC3 – umjereno vlažan okoliš XC4 – izmjenično vlažan i suh okoliš
3 Korozija uvjetovana kloridima koji nisu iz m XD1 – umjereno vlažan okoliš (beton izložen -Cl iz zraka) XD2 – vlažan, rijetko suh okoliš (Cl iz otpadnih voda) XD3 – izmjenično vlažan i suh okoliš (Cl iz soli za otapanje) 4 Korozija uvjetovana kloridima iz mora XS1 – okoliš uz more izložen solima iz zraka XS2 – okoliš stalnog djelovanja mora (betoni XS3 – zona plime i oseke i zona zapljuskivanj 5 Djelovanje smrzavanja i odmrzavanja sa ili bez soli za odmrzavanje XF1 – umjerena zasićenost vodom bez soli za odmrzavanje
XF2 – umjerena zasićenost vodom sa solima za odmrzavanje XF3 – visoka zasićenost vodom bez soli za odmrzavanje XF4 – visoka zasićenost vodom sa solima za odmrzavanje 6 Kemijsko djelovanje XA1 – lagano kemijsko djelovanje XA2 – umjereno kemijsko djelovanje XA3 – jako kemijsko djelovanje
DEBLJINA ZAŠTITNOG SLOJA BETONA ZA ZAŠTITU ARMATURE
Najmanja debljina Dopuštena odstupanja Razred izloženosti zaštitnog sloja betona Δc, (mm) Cmin., (mm) 2 XC1 XC2 XC3 XC4 3 XD1 XD2 XD3 4 XS1 XS2
20 35 35 40
10
15 55
PRORAČUN SASTOJAKA BETO Vb = Va + Vc + Vv + Vd + Vz ma mc mv md + V z Vb = ρa(ZPS)+ ρ c + ρv + ρd ma mc m m 1 V b 1 a v m ⋅ + + v Vb =ρa(ZPS) ρc mc = mc ρa +ρc +mc mv =w, vodocementni omjer mc ma mc= A, agregatnocementni omjer mc = C, cementnobetonski omjer Vb
• • • •
PRORAČUN MASENIH UDJELA SASTOJAKA BETONA
masa cementa za 1 m 3 betona masa vode za 1 m3 betona masa agregata za 1 m 3 betona ispravak mase vode za površinsku vlažnost agregata • omjere masenih postotaka pojedinih frakcija agregata • obujamski udio zraka u 1 m 3 betona • masu dodatka (aditiva)
m
1 masa cementa m iz tablica ρ c se izabire 2 masa vode mračuna iz w, koji se izabire iz t vr se mvr = w · m c = V v 3 ispravak mase vode m– Asm v = m vr V
c
=
c
c
Vz
4 obujam zraka V z
=
vol .% zraka
100
⋅
Vb
Vz = 1 do 2 vol.% za D = 31,5 mm
5 masa agregata mVa = Vb – (Vc + Vv + Vz) a ma = Va · a ili ma = A · m c 6 masa dodatka m d
md
=
mas.% dodatka 100
⋅
mc
MASE CEMENTA ZA POJEDINE RAZREDE BETONA
• D = 31,5 mm
Razred tlačne Razred cementa Razred cementa čvrstoće (N -2mm ) 32,5 (kg) 42,5 (kg) 12/15 200 180 20/25 300 270 30/37 350 320 40/45 400 350 45/55 i više pokusom pokusom Za D = 16 mm povećati masu cementa za 10% Za D = 8 mm povećati masu cementa za 20%
VODOCEMENTNI OMJER ZA POJEDINE RAZREDE BETONA Razred tlačne čvrstoće (N-2mm ) 40/50 + dodatak 20/25 do 40/50 20/25 i niže
Vodocementni omjer (w) 0,40 do 0,45 0,45 do 0,60 0,60 i više
Razred NajmanjiNajmanji NajmanjaNajmanji Drugi masa obujamski izloženosti zahtjevi v/c omjer razred tlačne cementa % zraka okolišu čvrstoće (kg) 1 Nema rizika od korozije (suh okoliš) X0 C 12/15 2 Korozija uvjetovana karbonatizacijom XC1 0,65 C 20/25 260 XC2 0,60 C 25/30 280 XC3 0,55 C 30/37 280 XC4 0,50 C 30/37 300 3 Korozija uvjetovana kloridima koji nisu iz morsk XD1 0,55 C 30/37 300 XD2 0,55 C 30/37 300 XD3 0,45 C 35/45 320
4 Korozija uvjetovana kloridima iz morske vode XS1 0,50 XS2 0,45 XS3 0,45 5 Djelovanje
C 30/37 300 C 35/45 320 C 35/45 340 smrzavanja i odmrzavanja sa ili bez s odmrzavanje C 30/37 300 Agregat s dovoljnom C 25/30 300 4a otpornošću a C 30/37 320 4 na C 30/37 340 4a smrzavanje
XF1 XF2 XF3 XF4
0,55 0,55 0,50 0,45
XA1 XA2 XA3
6 Kemijsko djelovanje 0,55 C 30/37 300 0,50 C 30/37 320 0,45 C 35/45 360
Sulfatno otporni b cement
PRORAČUN RECEPTURE
Zadano: a) CEM II / B-M (P-S) 42,5 N,c = ρ 3,10 kg-3dm -3 b) 4 frakcije agregata, = 2,7 ρ kg dm , a granulometrijski sastav frakcija i površinsk dani su u tablicama c) dodatak Glenium ACE se dodaje u m udjelu od 0,45% prema preporuci proizvođa Traži se: a) projektirani razred betona C 40/50 b) slijeganje svježeg betona, S 90 mm 2 od 50 do c) maseni udjeli pojedinih frakcija i dod 3 d) receptura za zbijenog 1m betona e) receptura za jedno miješanje u miješ učinka 2503 dm
PRORAČUN SASTOJAKA BETONA Sastojci betona
Masa % (kg) CEM II/B-M (P-S) 42,5 N 350,0 w, omjer 0,45 Voda: gradski vodovod 157,5 Zrak 1,5 Dodatak: Glenium ACE 30 0,45 1,57 Ukupno: Agregat: 1925,4 Agregat: Frakcija 0-4 mm
Gustoća (kg dm-3)
Obujam (dm3)
3,10
112,9
1,00
157,5 15,0 1,48 286,9 713,1
1,07 2,70
Frakcija 4-8 mm
UKUPNO:
Frakcija 8-16 mm Frakcija 16-32 mm
2434,5
1000
STVARNI GRANULOMETRIJSK SASTAV AGREGATA Frak. Frak mm mas. %
0-4 4-8 8-16 1631,5 zbroj
45 14 19 22
STVARNI GRANULOMETRIJSKI SASTAVAGREGATA PROLAZ (%)
0,1250,25 3,6 5,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
100 3,6
0,5 12,6 0,0 0,0 0,0
1 17,5 0,0 0,0 0,0
2 29,7 0,14 0,0 0,0
4 8 16 31,5 44,1 45 45 45 1,8 13,2 14 14 0,76 2,28 18,2 19 0,0 0,2 2,2 21,3
63 45 14 19 22
5,8 12,6 17,5 29,8 46,7 60,7 79,4 99,3 100
NAJVEĆE ZRNO AGREGATA (D Mora biti manje od: • a) ¼ najmanjeg presjeka betonskog elementa (za ploče 1/3 debljine) • b) 1,25 · najmanji vodoravni razmak armature
DIJAGRAM TOKA UTVRĐIVANJA SASTOJAKA BETO Utvrđivanje sastava betona
čvrstoća trajnost
obradivost cijena
Zadano
Vrsta sastojaka (cement, agregat, dodaci) Usvaja se nakon rezultata početnih ispitivanja Konzistencija Dmax, v/c omjer, masa vode Obujam zraka Masa dodataka
Iz projekta
Proračun sastojaka za početnu mješavinu Izrada i podešavanje sastava
Odabir sastava Receptura
Ispitivanje
PROIZVODNJA OTPREMA I UGRADNJA BET • • • • • •
skladištenje sastojaka doziranje sastojaka miješanje sastojaka otprema betona kontrola proizvodnje kontrola kakvoće betona 1 spremnici dodataka 2 spremnik tople vode 3 spremnik hladne vode 4 spremnici cement 5 spremnik sitnog agregata 6 spremnik krupnog agregata 7 miješalica dodataka 8 miješalica dodataka i vode 9 miješalica sastojaka 10 kontrola procesa 11 ured otpreme 12 otprema betona
PROIZVODNJA BETONA
DIJAGRAM TOKA KONTROLE PROIZVODNJE OTPRE UGRADNJE BETONA Dopremanje i skladištenje sastojaka
Laboratorij za beton
Doziranje sastojaka
Miješanje sastojaka betonare Vanjska otprema do 100 km Gradilišna otprema
Ugradnja betona
Laboratorij na
Zbijanje betona Završna obrada površine Njegovanje betona
gradilištu
DIJAGRAM KONTROLE KAKVOĆE SASTOJAK Atesti Sastojci Cement Agregat Voda dodaci
Vizualni pregled Kontrolni uzorak Laboratorijsko ispitivanje Evidencija
Silosi Skladišta
Upravljanje kvalitetom
Proizvodnja
Osiguranj e kvalitete
DOZVOLJENA ODSTUPANJA PRI MIJEŠANJU SASTOJAKA Sastojci
Dozvoljeno odstupanje
Cement Voda Ukupni agregat Mineralni dodaci pri dodavanju > 5% mase cementa
± 3%
od tražene mase
Kemijski i mineralni dodaci pri dodavanju ≤ 5% mase cementa
± 5%
od tražene mase
KONTROLA PROIZVODNJE • • • •
izbor sastojaka betona projektiranje sastava betona proizvodnja betona provjera i ispitivanje opreme, sastojaka be svježeg i očvrsnulog betona • kontrolu usklađenosti proizvedenog betona sa zahtjevima norme
PROVJERA NADZORNOG TIJELA
• Ovlašteno nadzorno tijelo je tijelo koje je ovlastila
državna institucija za obavljanje njegovih z
• Ovlašteno nadzorno tijelo treba provjeriti: • proizvođačev priručnik za kontrolu proizvodnje i ocijeniti
odredbe sadržane u priručniku • dali se na odgovarajućim mjestima nalaze dokumenti za nadzor postrojenja i dali su dostupni osoblju • podatke dobivene tijekom početnog ispitivanja • podatke o sustavu kontrole proizvodnje koje primjenjuje proizvođač
• Certifikacijsko tijelo je tijelo koje obavlja
potvrđivanje usklađenosti proizvoda sa zah kakvoće propisanim normom
OZNAČIVANJE PROJEKTIRANOG BETONA-KRATICE • • • • • • •
poziv na preuzetu hrvatsku normu HRN EN 206-1 razred tlačne čvrstoće, npr. C 25/30 razred izloženosti utjecaju okoliša, npr. XD2 najveći maseni udio klorida, npr. Cl 0,20 najveću gornju veličinu agregata, npr. D max.22 oznaku razreda gustoće, npr. D 1,8 konzistenciju, razredom konzistencije, npr. S 2 ili zadanom vrijednošću i postupkom određivanja
TIPOVI BETONARA VERTIKALNE TORANJSKE
HORIZONTALNE
SKLADIŠTENJE AGREGATA NAVLAČENJEM
SLOBODNO SKLADIŠTENJE AGREGATA
TORANJSKE BETONARE
3 V > 10 000 m
TORANJSKA BETONARA
1 Usipni koš za agregat 2 Otpremni transporter 3 Razdjeljivač agregata 4 Spremnici agregata 5 Pokazivač napunjenosti spremn 6 Sustavi za doziranje agregata 7 Vaga agregata 8 Spremnici cementa 9, 10, 11 Sustav za miješanje, pu vaga cementa 12 Miješalica 13 Ispusni lijevak 14 Upravljački prostor 18 Vaga za vodu
HORIZONTALNE BETONARE
• betonare sa skladištenjem agregata navlačenjem
V > 2 0003 m
HORIZONTALNE BETONARE
• betonare sa slobodnim skladištenjem agregata
PROIZVODNJA BETONA ZA MANJE RADOVE
MIJEŠANJE BETONA
• prisilna tanjurasta protustrujna miješalica • miješalica sa slobodnim padom (bubnjasta)
OTPREMA BETONA
• bubnjastom automiješalicom • kamionom-kiperom • agitatorom
OTPREMA BETONA NA GRAĐEVIN • • • • •
posudom ili korpom transportnom trakom žlijebom pneumatski pumpanjem
-3 kg D = 16 mm …400-600
-3 k D = 31,5 mm..360-420
-3 k D = 63 mm…..340-400
C > 0,20
UGRADNJA BETONA • uranjajući vibratori (pervibratori) • oplatni vibratori • vibroploče (vibrogrede)
UGRADNJA BETONA IZMEĐU OPLA Pravila pri ugradnji: • beton ne smije padati s visine veće od 1 metar • beton ne smije udarati u prepreke, kao što su armatura i oplata • beton mora padati okomito na prethodno ugrađeni beton
URANJAJUĆI VIBRATORI PERVIBRATO
• • • •
promjer 25 mm promjer 38 mm promjer 48 mm promjer 58 mm
OPLATNI VIBRATOR I VIBROPLOČE
UTJECAJ VLAGE NA UGRAĐENI BETO
VRIJEME NJEGOVANJA BETON
UTJECAJ TEMPERATURE NA UGRAĐENI BETON
UTJECAJ TEMPERATURE SASTOJAKA N TEMPERATURU MJEŠAVINE BETONA Tb =
c
a
(m
a
c
⋅T a
a
(m
+ m ⋅T c
a
+m
c
c
)+c
)+c
v
v
⋅ m ⋅T
⋅m
v
v
(°C )
v
gdje je: Tb – temperatura svježe betonske mješavine ma, mc i mv – mase agregata, cementa i vode Ta , Tc i Tv- temperatura agregata, cementa i vode ca - specifični toplinski kapacitet agregata i cement kg-1 °C-1 cv – specifični toplinski kapacitet vode = 4,20 kJ kg
• • • •
1 2 3 4
PROIZVOĐAČI BETONA
GRADNJA OSIJEK BETON LUČKO d.o.o. NEXE GRUPA d.d. SARAĐEN d.o.o.
• Gradnja Osijek proizvodi:
• • • • • • •
gotov beton razreda čvrstoće C 8/10 do C 35/45 pumpani beton razreda čvrstoće C 20/25 do 35/45 vodonepropusni beton beton otporan na niske temperature lagani beton mikroarmirani beton beton u boji
• Beton Lučko d.o.o. proizvodi:
• • • •
plastični beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda čvrstoće C 12/15 do plastični beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda čvrstoće C 8/10 d pumpani beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda čvrstoće C 16/20 do pumpani beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda čvrstoće C 16/20
• • • •
vodonepropusni beton s frakcijom agregata od 0-16 mm, razreda č C 16/20 do C 30/37 vodonepropusni beton s frakcijom agregata od 0-31,5 mm, razreda C 16/20 do C 30/37
• Nexe grupa d.d. proizvodi:
• plastični beton razreda čvrstoće C 16/20, C 25/30 i C 35/45 • pumpani beton razreda čvrstoća C 16/20, C 25/30 i C 35/45
• Sarađen d.o.o. proizvodi: • • • • • • • • • •
beton razreda čvrstoće od C 8/10 do C 30/37 armirani beton prednapeti beton beton otporan na mraz i sol beton donjeg sloja betonskog kolnika beton habajućeg sloja betonskog kolnika Beton se proizvodi u 3 betonare: betonari Veprštak učinka 60 m3 h-1 betonari Dubrava kod Tisna učinka 30 m3 h-1 betonari Biograd učinka 45 m3 h-1
ISPITIVANJE SVJEŽEG I OČVRSNULOG BETONA
Svojstva svježeg betona određena su: • konzistencijom (tečljivošću) svježeg • gustoćom • razdvajanjem agregata • temperaturom • obujamskim udjelom pora
ISPITIVANJE KONZISTENCIJE SVJEŽEG BETONA I RAZREDI KONZISTENCIJE
Konzistencija betona je svojstvo svježeg beto on odupire trajnoj promjeni oblika Prema normama HRN EN 12350-1 do HRN E 1 Uzimanje uzoraka 2 Određivanje konzistencije slijeganjem 3 Određivanje konzistencije pomoću Vebeovo 4 Određivanje konzistencije stupnjem zbijeno 5 Određivanje konzistencije rasprostiranjem 6 Određivanje gustoće svježeg betona 7 Određivanje obujamskog udjela pora
ISPITIVANJE KONZISTENCIJE SLIJEGANJEM
RAZREDI SLIJEGANJA Dmax = < 40 mm Razred S1 S2 S3 S4 S5
Slijeganje Dopuštena odstupan (mm) (mm) Od 10 do 40 ±10 Od 50 do 90 ±20 Od 100 do 150 ±30 Od 160 do 210 ±30 > 220
PRIBLIŽNE VRIJEDNOSTI SLIJEGANJA ZA KONSTRUKCIJ Tip konstrukcije
Slijeganje (mm) Slabo armirani ili nearmirani 10 temelji do 15 Armirani temelji, ploče nosači60 i do 120 stupovi Jako armirane ploče nosači i stupovi 80 do 160 Cestovne ploče, industrijski podovi 10 do 50 Masivni hidrotehnički beton 10 do 50 Betoniranje pod vodom 120 do 180
VEBE POSTUPAK
VEBEOVI STUPNJEVI N
V =
V
Dmax.= 63 mm
1
⋅
t
(Vebeovih stupnjeva)
0
3 V0 – obujam Abramsovog kalupa 5,50 dm
V1 – obujam betona poslije zbijanja, t – vrijeme zbija Razred Vebeov stupanj (s) Dopuštena odstupanja (s) V0 > 31 V1 (kruta) 21 do 30 ±3 11 do 20 ±3 V2 (slabo plastična) 6 do 10 ±2 V3 (plastična) 3 do 5 ±1 V (tekuća)
STUPANJ ZBIJENOSTI C
=
h h
−
s
h – unutarnja visina posude (mm)
s – udaljenost od površine zbijenog betona do gornjeg ruba posu
RAZREDI STUPNJA ZBIJENOSTI Dmax.= 63 mm
Razred Stupanj zbijenosti Dopuštena odstupan > 1,46 C0 C1 1,26 do 1,45 ±0,10 1,11 do 1,25 ±0,08 C2 1,04 do 1,10 ±0,05 C3 < 1,04 C4
ISPITIVANJE KONZISTENCIJE RASPROSTIRANJEM d2 d1
T
=
d1
+
2
d2
(mm )
RAZREDI RASPROSTIRANJA Dmax.= 63 mm
Razred Promjer rasprostiranja Dozvoljena odstupa (mm) (mm) < 340 T1 350 do 410 T2 ± 30 za sve vrijednosti 420 do 480 T3 490 do 550 T4 560 do 620 T5 > 630 T6
KRITERIJI USKLAĐENOSTI KONZISTENCIJE SVJEŽEG BETONA Postupak ispitivanja
Najmanji broj uzoraka
Broj prihvaćanja Najveće dopušteno odstupanje izvan graničnih pojedinog rezultata od granične vrijednosti vrijednosti Donja granica
Kontrola vidom
Gornja granica
Svaka isporuka otpremljenog betona
Slijeganje
Prema tablici Vidi tablicu 16.1.7b -10 mm za tlačnu čvrstoću ili Vebe postupak pri ispitivanju Vidi tablicu 16.1.7b -4 sekunde -6 sekundib obujamskog udjela zraka ili u slučaju Stupanj Vidi tablicu 16.1.7b -0,05 sumnje kontrolom zbijenosti -0,07b vida
Rasprostiranje
Vidi tablicu 16.1.7b -15 mm -25 mmb b
primjenjivo samo za ispitivanje konzistencije prigodom prvog istovara auto-miješalice
+20 mm +2 sekunde +4 sekundeb +0,03 +0,05b +30 mm +40 mmb
PRIHVATLJIVE VRIJEDNOSTI UVJETA USKLAĐENO IZVAN GRANIČNIH VRIJEDNOSTI Tablica 16.1.7a AQL = 4% Broj rezultata ispitivanja
Prihvatljivi broj izvan graničnih vrijednosti
Tablica 16.1.7b AQL = 15% Broj rezultata ispitivanja
Prihvatljivi broj izvan graničnih vrijednosti
1 - 12
0
1 -2
0
13 - 19
1
3 -4
1
20 - 31
2
5 -7
2
32 - 39
3
8 - 12
3
40 - 49
4
13 - 19
5
50 - 64
5
20 - 31
7
65 - 79
6
32 - 49
10
80 - 94
7
50 -79
14
95 - 100
8
80 - 100
21
ODREĐIVANJE GUSTOĆE SVJEŽEG BETONA =
m1 V
m2
−
V
ρ
m1
-
(kg m 3)
– gustoća svježeg betona (kg m -3)
m2 – masa posude i zbijenog betona(kg m1 – masa prazne posude (kg) V – obujam posude (m3)
DJELOVANJE VAN DER WAALSOVIH SILA
DJELOVANJE SLOJA MOLEKULA VODE
DJELOVANJE KAPILARNIH SILA
DJELOVANJE ORG. MOLEKUL VODE I ČESTICA CEMENTA
ISPITIVANJE OČVRSNULOG BETONA Svojstva očvrsnulog betona određena su: • tlačnom čvrstoćom • vlačnom čvrstoćom cijepanjem • gustoćom • modulom elastičnosti • skupljanjem i puzanjem • vodoupojnošću • otpornošću na smrzavanje • otpornošću na habanje
ISPITIVANJE OČVRSNULOG BETO
HRN EN 12390-1 do HRN EN 12390-8
1 Oblik, dimenzije i drugi zahtjevi za uzorke i 2 Izradba i njegovanje uzoraka za ispitivanje 3 Ispitivanje tlačne čvrstoće 4 Uređaji za ispitivanje tlačne čvrstoće 5 Ispitivanje čvrstoće na savijanje 6 Ispitivanje vlačne čvrstoće cijepanjem 7 Gustoća očvrsnulog betona 8 Dubina prodiranja vode pod tlakom
OBLIK I DIMENZIJE ISPITNIH UZORAK
d,
mm
100
150
200
250
300
Dopušteno odstupanje od (d) manje od ± 0,5
Dopušteno odstupanje ravnosti plohe je ± 0,0
Dopušteno odstupanje okomitosti stranice m
d,
mm
100
150
200
250
300
Dopušteno odstupanje od promjera (d) je 0,5%.
Dopušteno odstupanje ravnosti na ispitnim plohama d u mm.
Dopušteno odstupanje od okomitosti stranice je ± 0 Dopušteno odstupanje visine (2d) je ± 0,5%.
d,
mm
100
150
200
250
300
L ≥ 3,5 d Dopušteno odstupanje od normirane veličin 0,5% Dopušteno odstupanje okomitosti stranice j Dopušteno odstupanje ravnosti površine plo mm.
PORAST TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA S VREMENOM
ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE
R
mt
=
F
m
r
2
⋅
( N mm ) za valjak −
π
2
R mt
=
Fm a
2
( N mm
−
2
) za kocku
• • • • • • •
ČIMBENICI O KOJIMA OVISI TLAČNA ČVRSTOĆA BETONA
vrsti, razredu i masenom udjelu ceme kakvoći i masenom udjelu agregata vodocementnom omjeru poroznosti betona utjecaju dodataka načinu ugradnje načinu njege betona
TIPOVI LOMA BETONA
OVISNOST TLAČNE ČVRSTOĆ VODOCEMENTNOM OMJERU %
a ć to s r v č a n č a tl
a n v ti a l e R
100 80 60 40 20 0 0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
Vodocementni omjer v/c
1,0
OVISNOST TLANE ČVRSTOĆE BETONA O SASTAVU Feret (1987. godine):
Rmt =K ⋅
V
2
c
-2
V +V +a (N mm ) c
w
gdje je: Rmt - tlačna čvrstoća betona K- konstanta materijala određena eksperimentaln Vc – obujam cementa, Vw – obujam vode a – obujam zraka
Abrams ( 1919. godine):
A
Rmt =
B
v
/
c
(N mm-2)
gdje je: v/c – vodocementni omjer A i B – su konstante
OVISNOST TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA O SASTAVU
Popovics:
Rmt =
A
B
v
/c
+
0 , 000637
⋅ c
+
0 , 0279
(N mm-2)
⋅ z
Rmt– tlačna čvrstoća betona A i B su konstante, A = 353,64 i B = 23,66 v / c – vodocementni omjer c – masa cementa 3u kg m z – obujamski udio zraka
Krstulović:
Rmt = C · (1 –
N
Vpk)
(N mm )
C i N su konstante, C = 152 i N = 15 Vpk – obujamski udio kapilarnih pora
-2
NAJMANJI BROJ UZORAKA ZA PRIHVAĆANJE USKLAĐENOSTI
Proizvodnja
Najmanja učestalost uzimanja uzoraka
Nakon prvih 50 m3 proizvodnje Prvih 50m3 proizvodnje Beton s certificiranom Beton bez certificiran kontrolom proizvodnje kontrole proizvodnje
3 Početna dok se3 uzorka 1 uzorak na 200 m3 1 ili uzorak na 150 m il ne dobije 2 uzorka po 1 uzorka po najmanje proizvodnom tjednuproizvodnom tjednu 35 rezultata
Ustaljena kad se dobije najmanje 35 rezultata
1 uzorak na 400 m3 ili 1 uzorka po proizvodnom tjednu
Kada je standardna devijacija posljednjih 15 rezultata ispitivanja učestalost ispitivanja treba povećati na onu traženu za početno slijedećih 35 rezultata ispitivanja.
GAUSSOVA KRIVULJA NORMALN RASPODJELE fcm= s= 5%
s=
∑ f ci
i
∑ ( fcm − fci )
2
i
∑ ( fcm − fci )
2
i −1
fcm = fck + 1,64 · s fcm – srednja vrijednost, fci – pojedinačni rezultat, i – broj rezultata
RASIPANJE REZULTATA KOD DOB I LOŠE KONTROLE PROIZVODNJE
UVJETI USKLAĐENOSTI REZULTATA ISPITIVANJA TLAČNE ČVRSTOĆE ZA POČE I USTALJENU PROIZVODNJU
Uvjet 1 Uvjet 2 Broj rezultataSrednja vrijednost Pojedinačni rezul -2) Proizvodnjafci u grupi fci rezultata fci (N mm -2 fcm(N mm ) Početna
3
fcm fck + 4
Ustaljena Ne manjefcm fck + 1,48 · s od 15 fci – pojedinačni rezultat, fcm – srednja vrijednost
fci fck - 4 fci fck - 4
PRIMJER PRORAČUNA
i
fci
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
i
37,8 36,4 39,2 30,8 32,6 41,7 25,9 32,6 37,1 34,0 35,3 39,8 36,3 40,9 37,2 36,8
574,4
fcm - fci
(fcm – fci)2
-1,9 - 0,5 - 3,3 5,1 3,3 - 5,8 10,0 3,3 -1,2 1,9 0,6 -3,9 -0,4 -5,0 -1,3 -0,9
3,61 0,25 10,89 26,01 10,89 33,64 100,00 10,89 1,44 3,61 0,36 15,21 0,16 25,00 1,69 0,81
244,46
∑ f ci fcm =
i
PRORAČUN
=
574,4 16
= 35,9 MPa =
∑ ( fcm − fci ) s=
2
i −1
=
244, 46 15
=
4,0 MPa
Za ustaljenu proizvodnju s ne manje od 15 rezultata u grupi propisana su dv usklađenosti: Uvjet 1 fcm ≥ fck + 1,48 · s
Uvjet 2 fci ≥ fck - 4
Karakteristična tlačna čvrstoća fck za faktor vjerojatnosti raspodjele 1,3 je: fck = fcm – 1,3 · s = 35,9 – 1,3 · 4,0 = 30,7 MPa Prema uvjetu 1 fcm ≥ fck + 1,48 · s, 35,9 < 36,6 Prema uvjetu 2 f ≥ fck – 4,
25,9 < 26,7
KONTROLA USKLAĐENOSTI KONTROLNIM KARTICAMA
UVJETI USKLAĐENOSTI ZA ČLANOVE PORODICE BETON
Broj (f Uvjet 3 ci) rezultata ispitivanja tlačne Srednja vrijednost ci) od ( čvrstoće za pojedinirezultata za pojedinog č beton -2 porodice (N f mm ) cm 2 fcm≥ fck - 1 3 4 5 6
fcm≥ fck + 1 fcm≥ fck + 2 fcm≥ fck + 2,5 fcm≥ fck + 3
DIJAGRAM TOKA OCJENE USKLAĐENOST ČLANA PORODICE BETONA
Dali je pojedinačni 28-dnevni rezultat Ne jednak ili veći od uvjetovanog fci ≥ fck – 4 (tablica 16.4.2 uvjet 2)
Označi beton kao neusklađen
Da U svakom periodu provjeri za svakog Ne člana porodice pripada li porodici prema kriteriju usklađenosti (tablica 16.4.3 uvjet 3)
Izdvoji tog člana iz porodice i označi ga kao pojedinačni beton
Da Dali srednja vrijednost čvrstoće Ne svih rezultata odgovara uvjetu fcm ≥ fck + 1,48 · s (tablica 16.4.2 uvjet 1) Da Označi porodicu kao usklađenu u cijelom periodu ocjenjivanja
Označi porodicu kao neusklađenu u periodu ocjenjivanja
ISPITIVANJE VLAČNE ČVRSTOĆE ČISTIM VLAČNIM OPTEREĆENJE
ISPITIVANJE ČVRSTOĆE NA SAVIJANJE OPTEREĆENJE UZORKA JEDNOM SILO
Rms =
1,5 F ⋅
m
h
3
⋅
l
-2) (N mm
OPTEREĆENJE ISPITNOG UZORKA S DVIJE SILE
Rms– čvrstoća na savijane-2)(N m R
F ms
=
a
m
⋅
⋅
h
l 2
(N
mm
−
2
)
Fm – sila loma (N)
a i h – dimenzije bridova prizm l – udaljenost između valjaka
ISPITIVANJE VLAČNE ČVRSTO CIJEPANJEM
R mc
2⋅ Fm
=
π
⋅
L
⋅
D
( Nmm
−
2
)
KRITERIJ USKLAĐENOSTI ISPITIVANJ VLAČNE ČVRSTOĆE CIJEPANJEM Proizvodnja
Broj Uvjet 1 Uvjet 2 rezultata Srednja vrijednost Pojedinačni (fvi) u grupi f rezultata rezultati vi
-2) fvm (N mm
Početna
3
fvm fvk + 0,5
-2) fvi (N mm
fvi fvk – 0,5
Ustaljena Ne manje fvm fvk + 1,48 · sfvi fvk – 0,5 od 15
fvi – pojedinačni rezultat, f vrijednost vm – srednja fvk - karakteristična vlačna čvrstoća betona, s – stan devijacija
• • • •
RADNJE U SLUČAJU NEUSKLAĐENOSTI
prekinuti proizvodnju neusklađenog p izvođač treba obustaviti radove provjeriti rezultate ispitivanja, otklon ako se neusklađenost potvrdi ponovlj ispitivanjima izvršiti provjeru postupa kontrolu proizvodnje • kod potvrđene neusklađenosti izvijestiti kupca
ODREĐIVANJE GUSTOĆE OČVRSNULOG BETONA
ρ
σZ
Z
=
m V
3
(kg m ), V −
=
ma
−
[(m
st
+
ρ
mw ) − mst ]
w
-3 3 - obujamska gustoća uzorka ), V (kg – obujam m uzorka ) (m
ma – masa uzorka određena na zraku (kg)
mst – masa potopljenog držača (kg), vode pri 20 ºC σw - gustoća
ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA U KONSTRUKCIJI
Naknadna ispitivanja tlačne čvrstoće be konstrukciji provode se: • ako nisu zadovoljavajući rezultati ispitivanja kontrolnih uzoraka tijekom gradnje • ako dolazi do promjene u namjeni građevine • ako su pojave na građevini takove da je upitna sigurnost građevine • ako se sumnja u lošu izvedbu građevine • ako je građevina bila izložena požaru
ISPITIVANJE BETONA U KONSTRUKCIJI
Beton u konstrukciji se ispituje prema n HRN EN 12504-1, HRN EN 12504-2 i HR 1542 a. izrezivanjem ispitnih tijela (valjak) b. pomoću odskočnog čekića (skleromet c. mjerenjem sile otkidanja (pull-off pos d. mjerenjem sile čupanja (pull-out post
ODSKOČNI ČEKIĆ
1 čekić, 2 beton, 3 udarna masa, 4 kućište, 5 okidač, 6 jahač, 7 skala, 8 držač, 9 opruga
RAZLIČITI TIPOVI ODSKOČNIH ČEKIĆ
OVISNOST DALJINE ODSKOKA ČEKIĆ O TLAČNOJ ČVRSTOĆI
MJERENJE SILE OTKIDANJA PULL-OFF POSTUPAK
R
F m
=
m
A
=
4⋅ π
⋅
F d
m
2
(N mm
−
2
)
Fm – sila otkidanja (N) A – ploština lijepljenja (mm2) d – promjer pločice ) (mm
MJERENJE SILE ČUPANJA PULL-OUT POSTUPAK
R
m
=
F
m
A
2
( N mm )
Fm – sila čupanja (N)
2 A – ploština loma, stožac ) (mm
BETONI POSEBNE NAMJENE
Betonom posebne namjene smatra se beton k sastojaka običnog betona sadrži i sastojke, umetke koji mijenjaju njegova osnovna svoj U betone posebne namjene spadaju:
• • • • • • •
lagani betoni prepakt betoni betoni za podlijevanje i ispune prskani betoni (mlazni betoni) uvaljani betoni samougradivi betoni armirani betoni
LAGANI BETONI
• betoni s laganim agregatom • betoni od jednozrnog agregata • porasti betoni • • • •
ekspandirana pečena glina granulirana šljaka visoke peći ekspandirani perlit ili vermikulit ekspandirani polimerni materijali
PORASTI BETONI
Sirovine: cement, vapno, leteći pepeo, gips samljeveni kvarcni pijesak i dodatak za šire
• siporex (aluminijski prah → vodik) • ytong (kalcijev karbid → acetilen)
• • • •
SIPOREX I YTONG
PREDNOSTI: ekološki materijali lagani, 4 puta lakši od betona dobri toplinski i zvučni izolacijski materijali • postojani na atmosferske utjecaje • nezapaljivi • lako se kombiniraju s drugim građevnim materijalima • NEDOSTACI: • manja čvrstoća i otpornost na habanje
• veće puzanje, skupljanje i bubrenje
Zidna ploča Zidni termoblok
PRSKANI (MLAZNI) BETON
SAMOUGRADIVI BETON • vrlo mekan, tečan, i stabilan beton bez razdvajanja
koji ne zahtjeva dodatno zbijanje vibriranje Dobiva se: • ograničenjem masenog udjela krupnozrnog agregata (Dmax.= 12-20 mm) • povećanjem masenog udjela sitnozrnog praškastog agregata • povećanjem masenog udjela posebnih superplastifikatora koji smanjuju vodo cem
PREDNOSTI SAMOUGRADIVO BETONA
• brža izgradnja, nema zbijanja betona vibriranjem • bolja kakvoća, smanjena propusnost, bolja otprema
pumpom, bolji i ljepši izgled površine • poboljšana trajnost betona zbog bolje zbijenosti u oplati i armaturi posebice u nedostupnim z je zbijanje vibratorom otežano • veća produktivnost, smanjen broj radnika, nema troškova zbijanja vibriranjem • smanjena razina buke • mogućnost projektiranja gušće armature
ISPITIVANJE SAMOUGRADIVOG BETO • Rasprostiranje (obrnuti Abramsov kalup) 65-75 cm
50 cm doseći u 3-6 sekundi
• L-kutija (Švedska kutija) 40 cm 3-6 sekundi
razlika u visini < 20%
ARMIRANI BETON
Armirani beton predstavlja spoj betona i arm čelika koji na jednom mjestu objedinjuje do osobine betona (relativno velika tlačna čvrs dobre osobine čelika (visoka vlačna čvrstoć
Pronašao ga i 1867 patentirao francuski vrtlar Josep
ČELIK
Čelik je legura željeza s ugljikom i drugim el Sadrži najviše do 1,7 mas.% C, 0,8 mas.% M mas.% Si, 0,07 mas.% P i 0,0 6 mas.% S.
FIZIKALNO-MEHANIČKA SVOJST BETONSKIH ČELIKA • • • •
naprezanje – deformacija granica razvlačenja, vlačna čvrstoća duktilonost žilavost i tvrdoća
DIJAGRAM DEFORMACIJA ČELIKA PRI VLAČNOM OPTREĆENJU
A- granica proporcionalnosti R p
B- granica elastično Re
B-C-točke popuštanj (RT1i RT2)
D-granica čvrstoće R m
• •
E-granica loma utvrđeno naprezanje E’- stvarno naprezan
rasterećenje
TIPIČNI - DIJAGRAMI ZA BETONSKI ČELIK
DUKTILNOST
Duktilnost je svojstvo materijala da podnese deformaciju bez loma.
KRHKI I DUKTILNI MATERIJAL <
>
Dijagram krhkog i duktilnog materijala
IZRAČUN IZDULJENJA (EL) I DUKTILNOSTI (A) EL
L =
f
−
L
L
o
⋅
100 %
o
EL – izduljenje (%)
Lo – duljina uzorka prije napreza
Lf – duljina uzorka nakon deform
A
A =
o
A
−
A
o
f
⋅
100 %
A – duktilnost (%)
Ao – ploština uzorka prije napreza
Af – ploština uzorka nakon deform
OZNAČIVANJE ČELIKA ZA ARMIRANI BETON • • • •
B 450 C B 500 A B 500 B B 500 C
Prema normama HRN EN 10080 do 10080-6 betonski čelici su po prema granici razvlačenja e u dva R
razreda: 450 i 500 i prema dukt
tri razreda: A, B i C. A – obična duktilnost (2,5%) B – visoka duktilnost (5,0%) C – vrlo visoka duktilnost (7,5%)
SVOJSTVA BETONSKIH ČELIK Oznaka čelika Razred duktilnosti
B 500A
Način isporuke
kolutovi
šipke kolutovi
šipke kolutovi
mreže
Oblici
rebrasti glatki
rebrasti
rebrasti
rebraste
Promjer d (mm)
4-16
Re (N mm-2)
500
500
Rm/Re
1,05
1,08
A (%)
2,5
5,0
A
B 500B B
B 450C C
B 500A B 500B B450C A
6-40 6-16 6-40 6-16 5-16 450
B
6-16
500
500
1,15-1,35 1,05
1,08
7,5
2,5
5,0
C
6-16 450
1,15-1,35 7,5
Re – granica razvlačenja, Rm – vlačna čvrstoća (N mm-2), A – duk
OZNAKE ZA UŽE I ŠIPKU
Y 1860 S 7-16,0-A, uže Y 1030 H-26-R
Y – čelik za prednapinjanje Y – čelik za prednapinja -2 1860 – vlačna čvrstoća-2)(N 1030 mm – vlačna čvrstoća ) (N S – uže (strand) H – toplo valjana šipka 7 - broj žica ( hot-rolled bar) 16,0 - promjer (mm) 26 – promjer šipke (mm A – razred duktilnosti R – rebrasta
HRN EN 10138-3 Y 1860 S7-16,0-A HRN EN 10138-4 Y 1030 H-26-R
OZNAČIVANJE ČELIKA ZA PREDNAPETI BETON
• Y 1770 C-5,0-I, žica • Y 1860 S 7-16,0-A, uže • Y 1030 H-26-R, šipka
Prema normama HRN EN 10138-1 do 10138prednapeti beton su podijeljeni na: žice, už Oznake za žicu znače:
Y – čelik za prednapinjanje -2 1770 – vlačna čvrstoća ) (N (R mm ) m C – hladno vučena žica (cold drawen wire) 5,0 - promjer žice (mm) I – izgled udubljena u presjeku (identation
PROIZVODNI OBLICI I OZNAČIVAN Norma
Proizvodni oblik
HRN EN 10138-2
žica
HRN EN 10138-3
uže
HRN EN 10138-4
šipka
Ime
Y 1860 C Y 1770 C Y 1670 C Y 1570 C Y 1960 S3 Y 1860 S3 Y 1860 S7 Y 1770 S7 Y 1100 H Y 1030 H Y 1230 H
Broj
Promjer d (mm)
11353 11352 11351 11350 11361 11360 11366 11365 11381 11380 11382
3-5 3,2-6,0 6,9-7,5 9,4-10,0 5,2 6,5-7,5 7,0-16,0 15,2-18,0 15,0-20,0 22,5-50,0 26,0-40,0
Vlačna čvrstoća (MPa) 1860 1770 1670 1570 1960 1860 1860 1770 1100 1030 1230
UTJECAJI OKOLOŠA NA BETO
Trajnost građevine se ostvaruje: • pravilnim projektiranjem građevine • pravilnim odabirom materijala za gra • pravilnim izvođenjem i održavanjem građevine
VIJEK TRAJANJA BETONSKIH GRAĐEVINA Betonski element
Životni vijek godine
> 80 Nosivi betonski elementi u visokogradnji Balkonske ograde 40 (80) Betonski crijep i vlaknima armirane betonske ploče 30 -50 Cestovni mostovi 60-80 (100) Željeznički mostovi 70-115 Podvodni tuneli i brane 100-200 Građevine u moru 30-50 Rashladni tornjevi i termoelektrane 25 (40)
UTJECAJI OKOLIŠA NA BETO • • • • •
fizikalni mehanički kemijski utjecaji biološki utjecaji elektrokemijski utjecaji
FIZIKALNI UTJECAJI NA BETO • • • • •
promjena temperature požar smrzavanja i odmrzavanja kristalizacija soli hrđe nastale korozijom armature
UTJECAJ PROMJENE TEMPERATURE • iznad 40 C gubitak slobodne vode iz • na 100 C gubi se sva slobodna voda • pri 200 C upijena voda • na 400 C gubitak vode vezane u cem hidratima • pri 500 C smanjuje se granica popuštana čeličnih šipki u armiranom betonu • na 825 C zrna agregata od vapnenca počinju prelaziti u kalcijev oksid, neznatne čvr
UTJECAJ POŽARA
• vrsti agregata i veziva • trajanju izloženosti betona požaru
• pri temperaturama 300 C čvrstoća se smanjuje za 20% • na temperaturama 500 C za 40 % • na temperaturama 700 C za 70%
MEHANIČKI UTJECAJI NA BETON
• • • • •
udarna opterećenja opterećenja u ciklusima preopterećenja erozija i abrazija kavitacijska erozija
ABRAZIJA, EROZIJA, KAVITACIJSKA EROZIJA • abraziv, sitna čestica pijeska velike
• • • •
tvrdoće pomoću koje se trenj brušenjem ili struganjem s površine betona skidaju sitne čestice betona erozija, proces trošenja betona djelovanjem vode, leda ili vje riječna erozija ledenjačka erozija eolska erozija
Kavitacijska erozija je pojava isisavanja slabije vezanih čes
na hidrotehničkim građevinama na mjestima gdje pri proto
DEFORMACIJE BETONA Deformacije betona
Obujamske deformacije betona Deformacije zbog promijene temperature Deformacije nastale skupljanjem i bubrenjem
Deformacije betona pod opterećenjem Deformacije pod kratkotrajnim opterećenjem Deformacije pod dugotrajnim opterećenjem
DEFORMACIJE NASTALE SKUPLJANJE I BUBRENJEM
Bubrenje betona je deformacija povećanja obujma neopterećenog betonskog elementa uslijed poveća Skupljanje betona je deformacija smanjenja obujma neopterećenog betonskog elementa uslijed smanj Plastično skupljanje je smanjenje obujma betona us vode s površine betona dok je beton još u plastičn
OBUJAMSKE PROMJENE BETONA • zbog promjene temperature, • zbog skupljanja i bubrenja
b
-5 za 1 ºC = 1 · 10
Tenzometar
Ovisnost skupljanja betona o masenom udjelu vod veziva
DEFORMACIJE BETONA PRI KRATKOTRAJNOM I DUGOTRAJNOM OPTEREĆENJU
Pri kratkotrajnom opterećenju deformacije betona s
• modulom elastičnosti (E) • modulom posmika (G) • Poissonovim omjerom ( ) Pri dugotrajnom opterećenju deformacija betona je
• puzanjem betona
TIPIČNI DIJAGRAM NAPREZANJEDEFORMACIJA ZA TLAČNO OPTEREĆE UZORAK BETONA
Rmt – točka maksimalnog tlačnog naprezanja, Rp0,4 – granica proporcionaln εu – ukupna deformacija, Ecs – statički modul elastičnosti
ODREĐIVANJE STATIČKOG MODULA ELASTIČNOSTI IZ RADNOG DIJAGRAM
ODREĐIVANJE STATIČKOG MODULA ELASTIČNOS TRENIRANJEM ISPITNOG UZORKA
Ecs =tgα
ili csE=
∆σ ∆ε
-2 (kN mm )
OVISNOST MODULA ELASTIČNOS O RAZREDU I STAROSTI BETONA C razred betona Ecs kN mm-2
12/15 16/20 20/25 25/30 30/37 35/45 40/50 45/55 50/60 26
27,5
29
30,5
32
33,5
35
36
37
IZRAČUN STATIČKOG I DINAMIČKOG MODULA ELASTIČNOSTI Prema HRN ENV 1992-1-1 statički modu elastičnosti se može izračunati: Ecs = 9,5 · fck 3
+
8
-2) (kN mm
fck – karakteristična tlačna čvrstoća betona Ecd =
v
2
⋅
ρ
⋅
(1 + ν )⋅ 1( − 2ν ) (1 − ν )
-2 (kN mm )
v – brzina prolaska ultrazvučnih valova ρ - gustoća betona 2 )mm E c s = 1,25 · E c d –19 (kN ν - Poissonov omjer
POISSONOV OMJER (ν) • Poissonov omjer je omjer između poprečne
deformacije i uzdužne deformacije (ε p) (ε u) ν=
ε ε
p
u
• MODUL POSMIKA (G) G=
Ec
2 (1 + ν )
= 0,4 ·c, za E ν = 0,25
PUZANJE BETONA
Puzanje betona je deformacija koja nast dugotrajnim djelovanjem opterećenja bez deformacija skupljanja, bubrenja temperaturnih promjena
DEFORMACIJE SKUPLJANJA I PUZANJA BETONA
∀ ε e (t0) – elastična deformacija u t0
∀ ε s(t0) – deformacija skupljanja u t0
∀ ε s (t,t0)– deformacija skupljanja u t, pri stalnom opterećenju od t ∀ ε p (t,t0)– deformacija puzanja u t, pri stalnom opterećenju od t0
∀ ε u (t,t )– ukupana deformacija u t, pri stalnom opterećenju od t
IZRAČUN DEFORMACIJA PUZANJA BETONA εp (t,t0 ) = σ (t0)
(t )
σ
E
o
c
(t )
⋅ Φ (t , t
o
)
o
– naprezanje u trenutku stalnog opterećenja
E (t0) – modul elastičnosti u trenutku stalnog opterećenja Φ (t,t0)
– koeficijent puzanja u vremenu t, pri stalnom opterećenju
Φ (t,t o) =
ε
ε
p ( t ,t0 ) e ( t0 )
εp (t,to) = εu (t,to) - εs (t,to) - εe(to) + εs (to)
VRIJEDNOSTI KOEFICIJENTA PUZANJA U OVISNOSTI O STAROSTI UZORKA Starost pri stalnom opterećenju t0 (dani) 1 7 28 90 365
Srednji polumjer konstrukcijskog elementa 2 Ac/u (mm) 50 150 600 50 150 600 Vrijednost koeficijenta puzanja Φc Suhi uvjeti 50% vlage Vlažni uvjeti 80% vlage 5,5 4,6 3,7 3,6 3,2 2,9 3,9 3,1 2,6 2,6 2,3 2,0 3,2 2,5 2,0 1,9 1,7 1,5 2,4 2,0 1,6 1,5 1,4 1,2 1,8 1,5 1,2 1,1 1,0 1,0
POVRATNO PUZANJE
Povratno puzanje je deformacija betona nastaje nakon uklanjanja stalnog opte
KEMIJSKI UTJECAJI NA BETO
Korozija betona je kemijski proces raza betona uslijed kemijskih reakcija agre tvari okoliša i sastojaka cementnog ka Posljedice korozije betona su: • otapanje ili kemijska razgradnja veziv • povećanje poroznosti i propusnosti • povećanje obujma novonastalih produ reakcije uz mrvljenje betona • smanjenje pH vrijednosti što smanjuje pasivnu zaštitu armature
KISELINSKA KOROZIJA
Kiselinska korozija betona nastaje kada sastojci iz betona kemijski reagiraju s anorganskim kiselinama ili solima, pri nastaje nova sol topljiva u vodi.
• karbonatna korozija betona • sulfatna korozija betona
KARBONATNA KOROZIJA
Karbonatnu koroziju uzrokuje: • ugljikov dioksid, CO 2 iz zraka • karbonatna kiselina, H 2CO3
• Ca(OH)2 + CO 2 → CaCO 3+ H 2O • Ca(OH)2 + 2 H 2CO3 → Ca(HCO 3)2 + 2 H 2O • Ca(HCO3)2→ CaCO3 + CO 2 +H 2O
SULFATNA KOROZIJA
Sulfatnu koroziju uzrokuje: • sulfatna kiselina • soli sulfatne kiseline
• Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2 H 2O
• Ca(OH)2 + MgSO 4+ 2 H 2O → CaSO 4 2H 2O + Mg(OH) 2
• Izluživanje betona je smanjenje masenog
udjela kalcijevog hidroksida u betonu kiselinske korozije betona.
ELEKTROKEMIJSKI UTJECAJI NA BETON
Korozija armature u betonu je elektroke proces.
Da bi došlo do korozije armature trebaju biti slijedeći uvjeti:
• postojanje razlike elektrokemijskog
potencijala prema betonu između ano katode na površini šipke armature • dovoljna zasićenost pora u betonu elektrolitom • mogućnost ulaska kisika iz zraka kroz pore
NASTAJANJE GALVANSKOG ČLANKA I KOROZIJE ARMATURE
A (+): Fe Fe2++ 2 -e -e K (-): H O + ½ O + 2 2 2
Fe2++ 2 OH Fe(OH) 2 2 OH
hrđa
OŠTEĆENJA BETONA NASTAL KOROZIJOM ARMATURE
KOROZIJA ARMATURE (KLORID
3++ 3 Cl A (+) : Fe
FeCl3
FeCl3 + H2 O + ½ O2 Fe(OH) + 3 Cl 2
hrđa
ZAŠTITA ARMATURE OD KOROZIJE
• pocinčavanjem ili premazom
epoksidnom smolom prije ugrađivan • katodna zaštita • premazivanje površine betona da se spriječi ulazak vlage, kisika i drugih štetnih tvari u beton • uporaba zaustavljača (inhibitora) korozije armature
ZAŠTITA ARMATURE ZAUSTAVLJAČIMA KOROZIJE Nezaštićena armatura
Napad kloridnih iona
Zaštićena armatura
