SVJEŽI BETON. Asistent: Josip Crnojevac, mag.ing.aedif. SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

Transcript

1 SJEŽI BETON Asistent: Josip Crnojevac, mag.ing.aedif. SEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU JOSIP JURAJ STROSSMAYER UNIERSITY OF OSIJEK 1

2 Uvod Beton je umjetni građevni materijal dobiven miješanjem cementa, krupnog i sitnog agregata s vodom, sa ili bez kemijskih i mineralnih dodataka, koji očvršduje hidratacijom cementa. Definicije i zahtjevi na svježi beton: brza homogenizacija u miješalici pokretljivost u transportu i pri ugradbi (bez unutrašnjih lomova mase), lagano zaobilaženje zapreka, kao armature, izbočina u oplati i ugrađenih elemenata, stabilnost u pogledu homogenosti za vrijeme transporta, ubacivanja u oplatu i zbijanja, uključivo stabilnost na izdvajanje vode, 2

3 Uvod što manja adhezija na kliznu oplatu odnosno cijev pumpe za transport betona, što bolja adhezija na podlogu, što bolja kompatibilnost, plastičnost za završnu obradu. Pojmovi kojima se definiraju i mjere svojstva svježeg betona su: obradljivost, konzistencija, izdvajanje vode, segregacija, vrijeme vezanja betona, homogenost betonske mješavine temperatura sadržaj pora u svježem betonu. 3

4 Zahtjevi za svježi beton ZAHTJEI KOJE TREBA ZADOOLJITI PRI PRORAČUNU Zahtjev tlačne čvrstode za projektirani razred betona. Izbor razreda tlačne čvrstode ovisi o tipu betonske konstrukcije i razredu izloženosti konstrukcije okolišu. Zahtjev trajnosti betona koji ovisi o razredu izloženosti betona okolišu, prema (TPBK) najmanje 50 godina. Zahtjev obradivosti svježeg betona. Izražava se jednim od 4 razreda konzistencije svježeg betona. 4

5 RAČUNSKI PRIMJER PRORAČUNA SASTAA BETONSKE MJEŠAINE (1...6.) Svježi beton ZADATAK: Proračunajte sastav betona razreda tlačne čvrstode C30/37 za betoniranje parkirališne ploče dimenzija 8 cm 300 cm 550 cm. Beton de se izraditi u mješalici volumena 0,5 m³. Beton de se izraditi s drobljenim agregatom. Udio pojedinih frakcija agregata proračunajte pomodu krivulje B. φ =10 mm 8 cm 300 cm / 17 φ 5

6 1. ZAHTJE TLAČNE ČRSTODE Walzov dijagram -Prilog 1. Zadano: C30/37 f ck, valj f ck, koc f ck, valj karakteristična tlačna čvrstoda valjka 150 mm x 300 mm nakon 28 dana f ck, koc karakteristična tlačna čvrstoda kocke brida 150 mm nakon 28 dana Zahtjev: fcm>fck+(6 do 12) fcm > = 45 N/mm² Očitan vodocementni omjer: v/c=0,46 za odabrani razred čvrstode cementa 32,5. 6

7 2. ZAHTJE TRAJNOSTI 7

8 8

9 9

10 Očitano iz Priloga 3: Parkirališna ploča odabrano: XF4 Opis okoliša: jako zasidenje vodom, sa sredstvom za odmrzavanje. Potrebno dodati AERANT u količini od 0,5 % na masu cementa. Iz Priloga 4. se očitaju i sljedede vrijednosti: Razred izloženosti Maksimalni v/c omjer Min. razred čvrstode Min.količina cementa (kg/m³) Min.količina zraka (%) XF4 0,45 C30/

11 Debljina zaštitnog sloja betona za zaštitu armature s obzirom na razred izloženosti (Prilog 8.) Svježi beton RAZRED IZLOŽENOSTI XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3 NAJMANJA DEBLJINA ZAŠTITNOG SLOJA BETONA C min. (mm) DOPUŠTENA ODSTUPANJA Δc (mm)

12 Agregat - odabir Dmax D max d m ( d m d m1 ) x x m1 m x x m m1 1. Dmax 1/4 min. širine presjeka (1/3 debljine ploče) 2. Dmax 1,25 a a...minimalni horizontalni razmak šipki armature a 12

13 φ =10 mm 8 cm 300 cm / 17 φ D D max max 1 d 3 1,25 a ,25 26,67 mm ,88mm Odabrano: Dmax = 16 mm 13

14 Numerički granulometrijski sastav agregata (zadan ili dobiven prethodnim proračunom) Frakcija 0,125 0,25 0, Zadana krivulja B, i Dmax = 16 mm B d d m B16 0,125 0,25 0, % 8,7 12,5 17, , ,

15 , X X X X X X X X X 15 Svježi beton Sustavi jednadžbi: Rješenja: 35% 0,35 18% 0,18 47% 0, X X X

16 Kumulativni granulometrijski sastav agregata Frakcija % 0,125 0,25 0, ,8 5,6 12,2 16,9 31,9 46, ,5 2,2 16, ,7 4,9 33,3 SUMA 100 3,8 5,6 12,2 16,9 32,4 49,0 68,6 98,3 Nacrtati krivulje prosijavanja (numerički granulometrijski sastav, krivulju B i sumarnu krivulju iz kumulativnog sastava). 16

17 3. ZAHTJE OBRADLJIOSTI Odabir konzistencije slijeganjem (Prilog 5.) Svježi beton Tip konstrukcije Transportna sredstva Konzistencija slijeganje (mm) Slabo armirani ili nearmirani temelji Armirani temelji, zidovi, ploče nosači i stupovi Jako armirane ploče nosači i stupovi Kolničke ploče, industrijski podovi Trake, specijalne posude Pumpa, posuda na kranu Pumpa, posuda na kranu Trake, kamioni Betoniranje pod vodom Pumpe cijevi Masivni hidrotehnički beton Trake, kamioni, silobusi Zalijevanje sidara, podlijevanje ploča Posude

18 Očitani zahtjev obradljivosti iz Priloga 6: Razred S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 Slijeganje (mm) Od 10 do 40 Od 50 do 90 Od 100 do 150 Od 160 do 210 > 220 Dopuštena odstupanja (mm) ±10 ±20 ±30 ±30 18

19 Očitamo koliko je potrebno litara vode za 1m³ svježeg betona iz Priloga 9. u ovisnosti o maksimalnom zrnu, tipu agregata i zadanoj graničnoj krivulji i konzistenciji slijeganjem: 19

20 Količina mikropora uvučenog ili zahvadenog zraka u odnosu na najvedu frakciju agregata (Prilog 7.) Najveda frakcija agregata (mm) Uvučeni zrak (aerirani beton) Količina pora (%) Zahvadeni zrak (neaerirani beton) , , ,

21 Odabrano iz zahtjeva 1., 2. i 3.: Iz zahtjeva čvrstode: v/c = 0,46 Iz zahtjeva trajnosti: v/c = 0,45 Odabrati manji v/c Iz zahtjeva trajnosti: minimalna količina cementa 340 kg/m³ Dmax = 16 mm Beton mora biti otporan na smrzavanje pa dodajemo aeranta 0,5% od mase cementa (mcem) Količina pora 6% (aerirani beton-uvučeni zrak) 21

22 Konzistencija slijeganjem mm Razred konzistencije: S1 B16, drobljeni agregat, S1 iz zahtjeva obradljivosti: masa vode za 1m³ betona 150 l Drobljeni agregat: ρ=2,75 kg/dm³ Cement: ρ=2,90-3,15 kg/dm³ (ovisno o vrsti cementa) oda: ρ=1,0 kg/dm³ Aerant: ρ=1,0-1,1 kg/dm³ 22

23 4. PRORAČUN SASTAA BETONA Komponenta Masa (kg) Gustoda (kg/dm³) olumen (dm³) Cement (min. 340 kg) (333,33) 340 3, ,7 oda , ,0 v/c = 0, Zrak 6% Aerant 0,5% 1,7 1,1 5 1,55 Agregat 1863,8 2, ,75 Ukupno 2355,5 8 2, v ,45 0,45 mcem 333,33kg c m 2 cem m cem cem cem cem m cem cem cem 340 3,07 110,7dm

24 kg m m agregata agregata agregata agregata 1863,8 2,75, ,0 150 dm m m vode vode vode vode vode vode vode % 6 dm ukupni zraka ,55 1,1 1,7 dm m m aer aer aer aer aer aer aer 3 677,75 60) 1, ( ) ( dm agregata agregata zraka aeranta vode cementa ukupno agregata zraka aeranta vode cementa agregata ukupno

25 8 mukupno mi ,7 1863,8 2355, 5kg Svježi beton 9 betona m ukupno ukupno 2355, ,36kg/ dm Zadani volumen mješalice: 0,5m³ Masa za 1000 dm³ betona Masa za 0,5 m³ betona Komponenta (kg) (kg) = Cement oda v/c=0, Zrak 6% - - Aerant 0,5% 1,7 0,85 Agregat 1863,8 931,9 Ukupno 2355,5 1177,5 3 25

26 5. KOREKCIJA MASE AGREGATA ZA APSORPCIJU I LAŽNOST ma=931,9 kg Frakcija Svježi beton Masa zps Apsorpcija lažnost Korigirana masa % kg % kg % kg agregata ,99 1,4 6,13 4,5 19,7 451, ,74 1,2 2,01 3,0 5,03 170, ,17 1,1 3,59 2,1 6,85 329,43 Ukupno ,90 11,73 31,58 951,75 Korigirana voda 75 11,73 31,58 = 55,15 litara 26

27 6. UKUPNE KOLIČINE olumen ploče: 0,08 3,0 5,5=1,32 m³ Broj potrebnih miješanja: 1,32/0,5=2,64 3 puta Cement: = 510 kg oda: 55,15 3 =165,45 l Aerant: 0,85 3 =2,55 l Agregat frakcija 0-4: 451,56 3 = 1354,68 kg frakcija 4-8: 170,76 3 = 512,28 kg frakcija 8-16: 329,43 3 = 988,29 kg 27

28 UTJECAJ TEMPERATURE SASTOJAKA NA TEMPERATURU MJEŠAINE BETONA T b c a ( ma Ta mc Tc ) cv m c ( m m ) c m a a c v v v T v ( C) T b - temperatura svježe betonske mješavine m a, m c i m v - mase agregata, cementa i vode T a, T c i T v - temperatura agregata, cementa i vode ca-specifični toplinski kapacitet agregata i cementa = 0,84 do 0,90 kj/(kg C) cv-specifični toplinski kapacitet vode = 4,20 kj /(kg C) 28