Tehnologija Betona - Vezba 6 - Odredjivanje Sastava Betona - Zadaci

VI Semestar - TEHNOLOGIJA BETONA

Vežba 6

ODREĐIVANJE SASTAVA BETONA KATEGORIJE B.II BROJNI PRIMER Projektovana svojstva betona: - marka betona - konzistencija

MB40 Δh=8±2cm

Odabrani komponentni materijali: - agregat

rečni, pran i separisan "Moravac" četiri frakcije (0/4=30% 4/8=15% 8/16=20% 16/32=35%) γsa =2700kg/m3

- cement

CEM II/B-M (V-L) 42.5R (LAFARGE BFC) γsc =3050kg/m3

- voda

iz gradskog vodovoda

Određivanje potrebne količine vode "mv"

mv =

ko 5

D

=

360 5

31.5

= 180kg / m 3

U ovom izrazu D predstavlja nominalno najkrupnije zrno agregata, a k0 se usvaja iz sledeće tabele: Konzistencija Rečni pesak i Rečni pesak i Drobljeni pesak i rečni šljunak drobljeni kamen drobljeni kamen Kruta ≤330 ≤350 ≤400 Slabo plastična 330 - 350 350 - 375 400 - 430 Plastična 350 - 370 375 - 405 430 - 460 Tečna ≥370 ≥405 ≥460 Određivanje potrebne količine cementa "mc" fb,28 = MB + 8MPa = 40 + 8 = 48MPa

Obrazac Bolomeja (koeficijent A ima vrednosti od 0.55-0.65) 1 − 0.5 ω ω 1 − 0.5ω 48 = 0.6 ⋅ 42.5 ⋅ ω m ω = v = 0.420 mc fb ,28 = A ⋅ fpc

mc =

mv 180 = = 428.6kg / m3 ≈ 429kg / m3 ω 0.420


Vežba 6

Obrazac Skramtaeva ⎛m ⎞ fb ,28 = A 1 ⋅ fpc ⎜⎜ c − 0.5 ⎟⎟ ⎝ mv ⎠

ω>0.4

⎛m ⎞ 48 = 0.60 ⋅ 42.5 ⎜ c − 0.5 ⎟ ⎝ mv ⎠ m ω = v = 0.420 mc m 180 mc = v = = 428.6kg / m3 ≈ 429kg / m3 ω 0.420

Vrednosti koeficijenata A1 i A2 biraju se iz naredne tabele: Kvalitet cementa i agregata Visok Normalan Nizak Usvojena količina cementa:

A1 0.65 0.60 0.55

A2 0.43 0.40 0.37

mc = 429kg / m3

Nakon određivanja potrebne količine cementa, proverava se količina sitnih čestica (<0.25mm) u betonu: za frakciju agregata 16/32, minimalni sadržaj sitnih čestica je: 350kg/m3. U betonu ima 429kg/m3 cementa, pa nije potrebna dalja provera. Određivanje potrebne količine cementa "ma"

Određuje se iz sume apsolutnih zapremina, uz uslov da je Δp=2%: ma mc mv + + + vp = 1 γ sa γ sc γ sv ma 429 180 + + + 0.02 = 1 2700 3050 1000

ma = 1780kg / m3 Određivanje količina pojedinih frakcija agregata u mešavini agregata:

ma,I (0 / 4) = 0.3 ⋅ 1780 = 534kg / m3

ma,III (8 / 16) = 0.2 ⋅ 1780 = 356kg / m3

ma,II (4 / 8) = 0.15 ⋅ 1780 = 267kg / m3

ma,IV (16 / 31.5) = 0.35 ⋅ 1780 = 623kg / m3

Zapreminska masa svežeg betona: γ b,sv = 1780 + 429 + 180 = 2389kg / m3


Vežba 6

U praksi se, radi dobijanja pouzdanih podataka o potrebnim količinama komponentnih materijala, koja obezbeđuju zahtevana svojstva svežeg i očvrslog betona, spravljaju 3 betonske mešavine sa različitim količinama cementa. U konkretnom slučaju, količine cementa su: mešavina B1 mešavina B2 mešavina B3

mc=429kg/m3 mc=400kg/m3 mc=450kg/m3

Prvo se spravlja betonska mešavina B1, proverava se konzistencija svežeg betona i ako odgovara projektovanoj konzistenciji, definiše se sastav mešavine B2 i B3. U tim mešavinama količine cementa su su 400 i 450kg/m3, količina vode je 180kg/m3, a količina agregata se preračunava iz sume apsolutnih zapremina u 1m3. Ako se dobije konzistencija svežeg betona koja ne odgovara projektovanoj, koriguje se sastav betonske mešavine B1 smanjenjem ili povećanjem količine vode, a zatim se postupak nastavlja na isti način. Sastav sve tri mešavine dat je u narednoj tabeli: Vrsta betona B1 B2 B3

Količina cementa (kg) 429 400 450

Količina agregata (kg) 1780 1806 1762

Količina vode (kg) 180 180 180

Zapreminska masa (kg/m3) 2389 2386 2392

mv/mc

ma/mc

0.420 0.450 0.400

4.149 4.515 3.916

Zatim se spravljaju predmetne betonske mešavine, meri se konzistencija i zapreminska masa svežeg betona i prave se uzorci za ispitivanje čvrstoće betona pri pritisku (za najmanje dve starosti – 7 i 28 dana, po 3 kocke-po pravilu kocke ivice 20x20cm). Dobijeni rezultati prikazani su u narednim tabelama. Prva tabela prikazuje rezultate eksperimentalnih ispitivanja svežeg betona: Vrsta betona B1 B2 B3

Δh (cm) 8 9 7.5

Zapreminska masa (kg/m3) 2403 2406 2399

mv/mc

ma/mc

0.420 0.450 0.400

4.149 4.515 3.916


Količina agregata (kg) 1790 1820 1767

Količina vode (kg) 181 182 181

Sa izmerenim zapreminskim masama svežeg betona preračunavaju se stvarne količine komponentnih materijala za 1m3 betona . γ *b,sv = mc * + ma * + mv *

γ *b,sv = mc * (1 +

γ *b,sv mc = m m 1+ a + V mc mc *

m * a m* v m m + * ) = mc * (1 + a + v ) * mc mc mc mc m V * = mc * ⋅

mv mc

ma * = mc * ⋅

ma mc


Vežba 6

Primer: za mešavinu B1, izmerena zapreminska masa je γ*b,sv=2403 kg/m3, a projektovana zapreminska masa je γb,sv=2389 kg/m3

mc * =

2403 = 431.5 ≈ 432kg / m3 1780 180 + 1+ 429 429

mV * = 431.5 ⋅ ma * = 431.5 ⋅

180 = 181kg / m3 429

1780 = 1790kg / m3 429

Rezultati ispitivanja čvrstoća pri pritisku betona pri starosti uzoraka od 7 i 28 dana dati su u narednoj tabeli. Podaci u tabeli predstavljaju srednje vrednosti od tri rezultata ispitivanja. Vrsta betona B1 B2 B3


Čvrstoća na pritisak posle 7 dana (MPa) 34.3 30.7 37.7

Čvrstoća na pritisak posle 28 dana (MPa) 47.6 43.8 49.6

Grafički prikaz rezultata ispitivanja i njihov trend dat je na narednom grafiku.


Vežba 6

Predmetna funkcionalna zavisnost između čvrstoće betona pri pritisku na 28 dana i količine cementa, usvojena je u obliku prave linije (može biti logaritamska, polinom drugog reda itd.). Analitički izraz ove zavisnosti je: fb,28 = 0.122 ⋅ mc − 5.159

Potrebne količine cementa za čvrstoću betona pri pritisku od 48MPa je:

mc = 436kg / m3 Količine komponentnih materijala za predmetni beton (za 1m3) date su u tabeli: Zahtevana marka betona

Količina cementa (kg)

Količina vode (kg)

Količina agregata (kg)

0/4

MB40

436

181

1771

531

Količina agregata po frakcijama ma (kg/m3) 4/8 8/16 16/32 266

354

620


Vežba 6

Zadatak Za AB konstrukciju potpornog zida prikazanog na skici odrediti: a) kategoriju betona b) klase betona c) vrste betona d) komponentne materijale e) sastav betona f) plan – faze betoniraja konstrukcije, količine betona po pojedinim fazama, prekide i nastavke betoniranja Beton se proizvodi u fabrici betona udaljenoj 6km od gradilišta. Radovi na betoniranju objekta će se obaviti u periodu april-jun. Armiranobetonska konstrukcija potpornog zida se sastoji od sledećih elemenata: 1. temeljna ploča, MB30, dimenzija bxdxl=3.4x0.45x19.1m 2. vertikalni zid, MB30, V-6, ukupne visine h=7.2m, dužine l=19.1m, promenljive debljine: I deo h1=4.3m, d1=0.35m, II deo h2=2.9m, d2=0.25m i na vrhu greda 0.35x0.35m 3. kontrafori, MB30, V-6 (rebra ili ojačanja vertiklnog zida na rastojanju od a=3.75m) sa prednje strane u obliku trougla bxh=1.7x0.45m, d=0.35m, a sa zadnje strane složenog oblika i promenljive debljine, huk=7.2m, d1=0.35m i d2=0.15m. 4. ploča – polica, MB35, bxdxl=1.7x0.3x19.1m 170

35

135

170

35

35 25

290

15

2 35

2

2

1

1

45

375 340

430

35

60 30 30

2

375 340

170

1

45

1

135 35

35 340

35

170


Vežba 6

Rešenje: a) Kategorija betona Pošto se radi o betonu koji se transportuje do mesta ugrađivanja sredstvima za spoljašnji transport betona (npr. automikser) beton se, bez obzira na zahtevane fizičko-mehaničke karakteristike svrstava u beton kategorije BII. b) Klase betona Na osnovu zahtevanih fizičko-mehaničkih svojstava razlikuju se betoni sledećih klasa: • beton klase A (MB30) • beton klase B (MB30, V-6) • beton klase C (MB35) c) Vrste betona Podela betona po vrstama vrši se na osnovu sastava. Da bi se okvirno definisali sastavi betona potrebno je izvršiti sledeće analize: • određivanje Dmax, odnosno broja frakcija agregata • definisanje načina na koji će se betonirati predmetna konstrukcija, tj. faze betoniranja • izbor sredstava koja će se koristiti za transport, ugrađivanje i kompaktiranje betona (tj. konzistenciju betona) Određivanje Dmax, odnosno broja frakcija agregata Beton klase A (temeljna ploča) Površinski element d=0.45: Dmax≤450/3=150mm Pošto je u pitanju temeljna ploča, raspored armature nije merodavan za definisanje Dmax jer su to slabo armirani elementi konstrukcija. Usvojeno je Dmax=31.5mm i četvorofrakcijski agregat (0/4, 4/8, 8/16, 16/32) Beton klase B (vertikalni zid i kontrafori) Vertikalni zid je površinski element dmin=0.25m: Dmax≤250/3=83.3mm Dmax≤150/4=37.5mm Kontrafori su linijski elementi dmin=0.15m: U pitanju je potporni zid koji se po pravilu nearmira gustom armaturom (najčešće je armatura u obliku mreže) tako da raspored armature ni u ovom slučaju nije merodavan za definisanje Dmax. Usvojeno je Dmax=31.5mm i četvorofrakcijski agregat (0/4, 4/8, 8/16, 16/32). Beton klase C (ploča-polica) Površinski element d=0.3m: Dmax≤300/3=100mm Pošto je u pitanju element potpornog zida, raspored armature nije merodavan za definisanje Dmax jer su to slabo armirani elementi konstrukcija. Usvojeno je Dmax=31.5mm i četvorofrakcijski agregat (0/4, 4/8, 8/16, 16/32). (četvorofrakcijski agregat je usvojen radi jednostavnosti proizvodnje pošto fabrike betona najčešće imaju četiri boksa za smeštaj frakcija agregata).


Vežba 6

Definisanje načina na koji će se betonirati predmetna konstrukcija, tj. faze betoniranja Analizom konstrukcije koja treba da se betonira zaključeno je da se ona sastoji iz različitih klasa betona pa se zbog toga moraju praviti prekidi u betoniranju. Osim toga, prekidi u betoniranju se prave i iz tehnoloških razloga, da bi se omogućilo kvalitetno izvođenje betonskih radova. Predviđene su četiri faze betoniranja: • • • •

I faza: temeljna ploča II faza: vertikalni zid i kontrafori do mesta početka betoniranja ploče police III faza: ploča-polica IV faza: preostali deo vertikalnog zida i kontrafora

Predviđena su dva prekida u betoniranju: • •

Prekid 1-1 između I i II faze betoniranja, horizontalni prekid, nastavak sitnozrnim betonom (bez najkrupnije frakcije) istog kvaliteta debljine 5-10cm. Rekid 2-2 između II i IV faze betoniranja, horizontalni prekid, nastavak sitnozrnim betonom (bez najkrupnije frakcije) istog kvaliteta debljine 5-10cm.

Zbog navedenih prekida u betoniranju, u okviru klase betona B predviđaju se dve vrste betona: • •

Beton vrste BN (MB30, V-6, Dmax=31.5mm, četvorofrakcijski agregat) za betoniranje vertikalnih zidova i kontrafora Beton vrste BS (MB30, V-6, Dmax=16mm, trofrakcijski agregat) za izvođenje nastavaka betoniranja na mestu horizontalnih prekida.

Izbor sredstava koja će se koristiti za transport , ugrađivanje i kompaktiranje betona Pošto na raspolaganju stoji sledeća oprema: • automikser za spoljašnji transport betona • toranjski kran i korpa za unutrašnji transport betona i sipanje betona • dubinski vibrator za kompaktiranje betona odlučeno je da se sve klase/vrste betona prave iste konzistencije: plastične, definisane preko mere sleganja Δh=10±2cm na mestu ugrađivanja betona. Rezime: Kategorija betona

Klasa betona A

Vrsta betona

Element konstrukcije

A

Temeljna ploča

BN BII

B BS C

C

Vertikalni zid, kontrafori i greda Horizontalni nastavci betoniranja Ploča polica

Uslovi kvaliteta i ostali uslovi MB30 Dmax=31.5 Δh=10±2cm Četvorofrakcijski agregat MB30, V-6 Dmax=31.5 Δh=10±2cm Četvorofrakcijski agregat MB30, V-6 Dmax=31.5 Δh=10±2cm Trofrakcijski agregat MB35 Dmax=31.5 Δh=10±2cm Četvorofrakcijski agregat


Vežba 6

d) izbor komponentnih materijala • • • •

cement: agregat: voda: aditivi:

CEM II/B-M(V-L)42.5R „Lafarge BFC“ rečni „Moravac“ pran i separisan u četiri frakcije iz gradskog vodovoda superplastifikator „REOBET SPK 989“ proizvođača „1.maj“ Čačak

e) plan – faze betoniranja konstrukcije, količine betona po pojedinim fazama, prekidi i nastavci betoniranja Faze betoniranja

I Faza II Faza III Faza IV Faza

Analizom konstrukcije i načina njenog građenja zaključeno je da se potporni zid mora postepeno graditi, tj. u fazama. Potrebne su četiri faze betoniranja. (skica) Pre početka betoniranja temeljne ploče preko zemljane podloge (ili propisno nabijenog šljunka) izvodi se betonska podloga d=10cm, MB10 ili MB15 (mršavi beton). Preko izbetonirane podloge postavlja se armatura temeljne ploče. Zahtevani zaštitni sloj se obezbeđuje distancerima. I Faza obuhvata betoniranje temeljne ploče. Debljina temeljne ploče je 45cm. Za zbijanje betona koristi se unutrašnji (dubinski) vibrator. Prema preporukama ovo sredstvo za ugrađivanje se može koristiti za kompaktiranje sloja debljine do 70cm. Pošto je debljina ploče manja od 70cm, predviđa se betoniranje ploče u jednom sloju, u kontinuitetu.


Vežba 6

II Faza obuhvata betoniranje potpornog zida i kontrafora do kote _____ od kote terena. Na mestu prekida betoniranja, 1-1 – završetka temeljne ploče, radi eliminisanja mogućih diskontinuiteta prilikom nastavka betoniranja predviđa se izvođenje sitnozrnog betona debljine 10cm (masniji beton, bez IV frakcije) preko koga se nastavlja betoniranje predviđenom vrstom betona. Cela druga faza se izvodi u kontinuitetu, bez prekida, u slojevima debljine 30-70cm, ( preporučeno 50cm). III Faza obuhvata betoniranje ploče-police. Nakon betoniranja dela zida i kontrafora, zaleđe potpornog zida nasipa se zemljom i sabija do kote donje površine ploče-police. Ispod pločepolice treba izvesti izravnavajući sloj od nabijenog betona MB10 ili MB15 debljine 5-10cm. Na ovaj sloj postavlja se armatura ploče, a zaštitni sloj se obezbeđuje pomoću distancera. IV Faza obuhvata betoniranje gornjeg dela potpornog zida i kontrafora. Na mestu prekida betoniranja 2-2 (kraj II faze) nastavak betoniranja se izvodi ugrađivanjem sloja sitnozrnog betona debljine 10cm. Na ovaj sloj se odmah sipa beton predmetne vrste i izvibrira zajedno sa sitnozrnim betonom. Cela faza se izvodi u kontinuitetu, u slojevima debljine 30-70cm. (preporučeno 50cm). Količine betona po pojedinim fazama I Faza – betoniranje temeljne ploče • vrsta/klasa betona (klasa A) 3 • količina betona klase A: ______m II Faza – zid i kontrafori do kote_____ • vrsta/klasa betona: BN i za nastavak BS 3 • količina betona BN: zid + kontrafori ______m 3 • količina betona BS d=10cm: zid + kontrafori ______m III Faza – ploča-polica • vrsta/klasa betona (klasa C) 3 • količina betona klase C: ______m IV Faza – gornji deo zida i kontrafora • vrsta/klasa betona: BN i za nastavak BS 3 • količina betona BN: zid + kontrafori ______m 3 • količina betona BS d=10cm: zid + kontrafori ______m Tabela sa prikazanim količinama betona po pojedinim fazama Faze betoniranja I II III IV

Klasa/vrsta betona A BS BN C BS BN

Količina betona


Vežba 6

Prekidi i nastavci betoniranja (tzv. radne spojnice) Konstrukcija se izvodi u fazama iz razloga što je nemoguće izvesti betoniranje cele konstrukcije odjednom. Izvođenje konstrukcije u fazama podrazumeva da je beton ugrađen u prethodnoj fazi očvrsnuo, pa zbog toga na mestu nastavka betoniranja treba preduzeti odgovarajuće mere radi obezbeđenja kontinuiteta konstrukcije. Prekid betoniranja mora biti ravan (horizontalan). Po nastavku betoniranja mora se izvršiti priprema "starog betona". Priprema se sastoji u uklanjanju površinskog sloja cementnog kamena sa zrna krupnog agregata štemovanjem ili ispiranjem cemetne paste mlazevima vode pod pritiskom nekoliko časova nakon završetka betoniranja (kada beton postigne čvrstoću od ~0.5MPa). Pred betoniranje mesto nastavka treba oprati vodom radi odstranjivanja prašine i obezbeđenja potrebne vlažnosti površine betona. Pri tome treba voditi računa da na površini ne ostane zaostala voda. Na ovako pripremljenu površinu nanosi se sloj sitnozrnog betona debljine 5-10cm, a zatim se nastavlja sa betoniranjem po dinamici betoniranja.

Tehnologija Betona - Vezba 6 - Odredjivanje Sastava Betona - Zadaci

Recommend Documents