Komponente betona: Cement Predavanje, 29.10.2013. Pripremili: Doc.dr. Merima Šahinagić-Isović Asis. Marko Ćećez
SADRŽAJ Vrste mineralnih veziva Općenito o cementu Hidratacija cementa Tehnologija proizvodnje cementa Podjela cementa Osobine i postupci ispitivanja cementa
Vrste mineralnih veziva Nehidraulična (vazdušna) veziva (gips, kreč, magnezitna veziva, vodeno staklo) Hidraulična veziva (hidraulični kreč, razne vrste cementa) Autoklavna veziva (kreč-s i O 2, kreč-zgura, kreč-pucalan) fp (MPa) 40 4 CEMENT h % CaO = m % SiO + 2 + % Al2O3 % Fe 2 O 3 30 20 10 0 3 HID.KREC 2 KREC 1 2 4 6 8 10 hm
Općenito o cementu CEMENT (lat. caementum - zidarski kamen) skupno ime za hidraulično građivnsko vezivo koje samostalno očvrsne na zraku i pod vodom CEMENT je praškasti materijal, koji pomiješan s vodom, hemijskim reakcijama i pratećim fizikalnim procesima prelazi u očvrslu cementnu pastu ili cementni kamen CEMENT je hidraulično mineralno vezivo koje se dobija mljevenjem tzv. portland cementnog klinkera- vještačkog kamenog materijala koji se stvara pečenjem krečnjaka i gline (3:1), uz dodatak manje količine sadre ili anhidrita (portland cement)
Općenito o cementu Prirodni: laporac odgovarajućeg sastava (60-80% krečnjaka) Vještački: krečnjak:glina=3:1 (odnos masa) Osnovni sastojci portland cementa: CaO(C), SiO 2 (S), Al 2 O 3 (A) i Fe 2 O 3 (F) Primjese: Na 2 O, K 2 O, SO 2, MgO, CaO(slobodan) Hemijski sastav portland cementa: - CaO (vezan) 62-67% - SiO 2 19-25% - Al 2 O 3 2-8% - Fe 2 O 3 1-5% - SO 3 najviše 3,5-4,5% - CaO (nevezan) najviše 2% - MgO najviše 5% - alkalije (Na 2 O i K 2 O) 0,5-1,3%
Općenito o cementu Na 1350-1450 C (temperatura sinterovanja) komponentne sirovine omekšavaju po površini, pri čemu se formiraju kompleksna jedinjenja koja ulaze u sastav portland cementa Mineralni sastav portland cementa: - C 3 S (alit) 45-60% - C 2 S (belit) 20-30% - C 3 A (celit) 4-12% - C 4 AF (zelit) 10-20% Portland cementni klinker dobijen pečenjem melje se na zrna krupnoće od 0,001 do 0,1mm, specifične površine od 2000 do 5000cm 2 /g Usitnjenji kliner minerali sadrže i do 5% sadre ili anhidrita (gipsa)
Općenito o cementu Nastajanje klinker minerala: (KRECNJAK) + (supstance - nosioci hidraulicnosti) zagrijavanje na 1450 C klinker minerali CaO (C) SiO (S) 2 Al O (A) 2 3 Fe O (F) 2 3 trikalcijumsilikat 3CaO SiO (C S) 2 3 dikalcijumsilikat 2CaO SiO 2 (C S) 2 trikalcijumaluminat 3CaO Al O (C A) 2 3 3 tetrakalcijumaluminat- ferit 4CaO Al O Fe O (C AF) 2 3 2 3 4
Hidratacija cementa Vezivanje i očvršćavanje cementa Hidratacija je složen fizičko-hemijski proces koji nastaje mješanjem portland cementa sa vodom Dvije etape hidratacije: Vrijeme vezivanja (5-10h od momenta mješanja cementa i vode) Vrijeme očvršćavanja (od nekoliko mjeseci do nekoliko godina) Vrijeme vezivanja je vremenski period od momenta mješanja cementa i vode do trenutka kada cementna pasta izgubi svoju plastičnost Očvršćavanje je dugotrajan proces, u početku vrlo intezivan (do oko jednog mjeseca), dok kasnije sve više i više usporava i asimptotski teži određenoj graničnoj vrijednosti Hidratacija se može razmatarati sa dva osnovna aspekta: a) Kao prostorni (volumenski) proces b) Kao hemijski proces
Hidratacija cementa Hidratacija kao prostorni (volumenski) proces Mješanjem cementa i vode dobija se cementna pasta koja je jedan disperzni sistem (suspenzija): voda je disperziona sredina zrna cementa su disperziona faza (djelomično se rastvaraju, samo po povšini) Etapa vezivanja (započinje nekoliko minuta od momenta mješanja cementa i vode) Hemijska reakcija na relaciji voda-c 3 A, na površinama zrna cementa i u vodi koja ih okružuje dolazi do stvaranja tankih igličastih kristala Nakon 8-10h cijeli volumen mješavine cement-voda biti će ispunjen skeletom igličastih kristala, pri čemu dolazi do postepenog smanjivanja zrna cementa Kristalni skelet dobiven na bazi klinker minerala C 3 A naziva se aluminatna struktura Definitivno formiranje aluminatne strukture uzima se kao završetak vezivanja i početak očvršćavanja cementa
Hidratacija cementa Hidratacija kao prostorni (volumenski) proces Etapa očvršćavanja Silikatna struktura nastaje hemijskom reakcijom na relaciji voda-c 2 S i C 3 S Sitni kompaktni kristali ispunjavaju praznine između igličastih kristala aluminatne strukture, u početku manje intezivno, vremenom se uvećava, oni su stvarni nosioci čvrstoće cementnog kamena Nakon 24h silikatna struktura počinje da potiskuje (prekriva) aluminatnu strukturu, tako da nakon 28 dana (4 sedmice) u cementnom kamenu dominira silikatna struktura Hidratacijom je obuhvaćeno 80-90% mase cementa Neiskorištenih-nehidratisanih dijelovi (jezgra, veličine 0,4-0,6 u odnosu na vanjski prečnik) cementnih zrna ima 10-20% Stepen hidratacije cementa: α h ( 0 cementna pasta do 1 100% hidratacija) Cementni gel: gelske pore 10-7, Cementni kamen: kapilarne pore 10-3
Hidratacija cementa Hidratacija kao prostorni (volumenski) proces Čvrstoća cementnog kamena se povećava u vrlo dugom vremenskom periodu, a uzrok ove pojave su nehidratisani dijelovi cementnih zrna Proces hidratacije (hidratacija klinker minerala) dijelimo u tri etape: (I) početna etapa, etapa vezivanja cementa, etapa formiranja aluminatne strukture (II) etapa intezivnog očvršćavanja cementa, etapa postepenog potiskivanja aluminatne strukture i nadvladavanje silikatne strukture (III) etapa stabilizacije silikatne strukture, kada se dostignuta čvrstoća cementnog kamena tokom vremena bitnije ne mjenja
Hidratacija cementa Hidratacija kao hemijski proces 2CS+ 6H= CSH + 3 CH+ q, 3 3 2 3 1 2CS+ 4 H= CSH + CH+ q, 2 3 2 3 2 CA+ 6 H= CAH + q, 3 3 6 3 etringit C A + gips + voda = 3CaO Al O 3CaSO 31 H O + q, 3 2 3 4 2 4 CAF+ 2CH+ 10 H= CAH + CFH + q. 4 3 6 3 6 5 Od C 3 S i C 2 S nastaju hidrosilikat kalcijuma C 3 S 2 H 3 (tobermoritov geltrikalcijumsilikat-hidrat) i kalcijumhidroksid (CH Ca(OH) 2 ) Od C 3 A i C 4 AF, dobiju se C 3 AH 6 i C 3 FH 6 -tri kalcijumaluminat-hidrat i trikalcijumferit-hidrat C 3 A, sadra (anhidrit) i voda daju mineralnu supstancu etringit (velika zapreminska ekspanzija)
Hidratacija cementa Hidratacija kao hemijski proces Ukupna toplina hidratacije jednaka je zbiru toplota koje se razvijaju tokom hidratacije pojedinih klinker minerala C 3 S i C 3 A odlikuju se visokim toplotama hidratacije, dok C 3 A ima i vrlo visok priraštaj ove toplote Cementi niske toplote hidratacije se mogu dobiti ako se smanji sadržaj C 3 S i C 3 A, a poveća sadržaj C 2 S i C 4 AF C 3 S ima vrlo veliki uticaj na čvrstoću cementnog kamena, pa se njegov sadržaj malo smanjuje, a značajnije se povećava sadržaj C 2 S Toplota hidratacije (kj/kg)
Hidratacija cementa Hidratacija kao hemijski proces Produkti hidratacije klinker minerala razlikuju se i po čvrstoći: Produkti hidratacije minerala C 3 S su nosioci ranih čvrstoća Produkti hidratacije minerala C 2 S ne pokazuje tako brz prirast čvrstoće, no tokom vremena se izjednačava sa produktima minerala C 3 S Glavni nosioci čvrstoće cementnog kamena su silikati kalcijuma
Hidratacija cementa Hidratacija kao hemijski proces Brzina procesa hidratacije zavisi od: finoće mliva (finije mlivo-brža hidratacija) količine vode (niži vodocementni faktor-manja brzina) temperature sredine (viša temperatura-brža hidratacija) mineralnog sastava cementa i dr. Stepeni hidratacije (%) u f (t)
Hidratacija cementa Hidratacija kao hemijski proces Minerološki sastav bitno utiče na svojstva hidratisanog cementa (cementnog kamena) Svako svojstvo se može kvantitativno izraziti u obliku: S c = aa + bb + cc + dd S c brojna vrijednost nekog svojstva (npr.čvrstoće) A, B, C i D procentni sadržaj minerala C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF a, b, c i d - parametri koji karakterišu uticaj jednog procenta odgovarajućeg minerala na posmatrano svojstvo
Osnovni minerali u cementu Sastojak C 3 S C 2 S Uticaj na osobine - Vrlo brzo hidratizira i očvršćava - Doprinosi ranoj čvrstoći (povećana toplina hidratacije) - Za cemente većih ranih čvrstoća treba povećati količinu C 3 S - Sporo hidratizira i očvršćava -Utiče na kasniji prirast čvrstoće (niska toplina hidratacije) - Za cemente niske topline hidratacije treba povećati količinu C 2 S
Osnovni minerali u cementu Sastojak C 3 A Uticaj na osobine - Doprinosi ranoj čvrstoći (velika toplina hidratacije) - Reakcijom sa sulfatima stvara etringit - NEPOŽELJNO - Za sulfatnootporne cemente treba smanjiti količinu C 3 A C 4 AF - Nema značajnijeg utjecaja na svojstva -Utječe jedino na boju cementa (više C 4 AF sivi cement, manje svjetliji cement)
Ostali minerali u cementu Sastojak Na 2 O i K 2 O Gips (kalcij sulfat) Uticaj na osobine - Reagiraju s reaktivnim agregatima i uzrokuju razaranje betona - Dodaje se u cement prilikom završnog mljevenja - Spriječava trenutni proces vezanja - Osigurava potrebne sulfate za reakciju s C 3 A - Stvara etringit u ranijoj fazi očvršćavanja POŽELJNO - Pomaže u reguliranju skupljanja uslijed sušenja -Utiče na čvrstoću do 28 dana CaO i MgO - Izazivaju nepostojanost volumena cementa
Tehnologija proizvodnje Postoje dvije varijante tehnologije: Mokri postupak Suhi postupak Kod oba postupka postoje slijedeće faze proizvodnje: Osnovne sirovine usitnjavaju se i homogeniziraju mokrim ili suhim postupkom u sirovinsko brašno (mulj) Sušenje i pečenje (sinterovanje) u rotacijskim pećima na visokim temperaturama (1400-1500 C): grudvice portland cementnog klinkera Hlađenje klinkera koje se obavlja dovoljno brzo(do temperature 300 C): izbjeći modifikaciju γ koja nema hidraulična svojstva Odležavanje u silosima 2-4 sedmice: izbjegavamo nestalnost zapremine cementa, CaO slobodan uzimanjem vlage iz vazduha prelazi u gašeni kreč Mljevenje klinkera uz dodatak gipsa koji reguliše vrijeme vezivanja (spriječava trenutno vezanje), i dodataka kao što su: granulisana zgura, pucolani i dr. Odležavanje u silosima najmanje 15 dana Pakovanje u vreće od 50kg ili u specijalne cisterne
Tehnologija proizvodnje cementa b) Suhi postupak a) Mokri postupak
Tehnologija proizvodnje cementa
Tehnologija proizvodnje cementa
Podjela cementa Cementi na bazi portland cementnog klinkera: Portland cement (JUS B.C1.011) Portland cement sa dodatkom zgure (JUS B.C1.011) Portland cement sa dodatkom pucolana (JUS B.C1.011) Portland cement sa mješanim dodatkom (JUS B.C1.011) Metalurški cement (JUS B.C1.011) Pucolanski cement (JUS B.C1.011) Metalurški cement sa dodatkom pucolana (JUS B.C1.011) Cementi niske toplotne hidratacije (JUS B.C1.013) Bijeli portland cement (JUS B.C1.009) Sulfatnootporni cement (JUS B.C1.014) Specijalne vrste cementa: Aluminatni cement (JUS B.C1.015) Supersulfatni cement (specijalna narudžba) Ekspanzivni cement (kod nas se ne proizvode)
Podjela cementa Cementi na bazi portland cementnog klinkera svrstavaju se u klase 25, 35S, 35B, 45S, 45B i 55 S- sporiji prirast čvrstoće, B brži prirast čvrstoće Minimalne čvrstoće u MPa Klasa 1 dan 3 dana 7 dana 28 dana f zs f p f zs f p f zs f p f zs f p 25 - - - - 2,5 10,0 4,0 22,0 35 45 S - - - - 3,5 14,0 5,0 31,0 B - - 3,0 14,0 - - 5,0 31,0 S - - 3,0 14,0 - - 5,5 40,0 B - - 3,5 18,0 - - 5,5 40,0 55 3,5 18,0 - - - - 6,5 49,0
Karakteristike vrsta cementa Portland cement U svjetskim okvirima od ukupne proizvodnje cementa na PC otpada oko 70% Specifična masa je minimalno 3000 kg/m 3, a specifična površina 2400 cm 2 /g Oznaka je PC k Portland cement sa dodatkom zgure Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i najviše 30% granulisane zgure Karakteriše se smanjenim ranim čvrstoćama i porastom kasnijih čvrstoća (sporija hidratacija) Specifična masa mu je manja od 3000 kg/m 3, a specifična površina veća nego za PC Oznaka PC 15z k i PC 30z k
Karakteristike vrsta cementa Portland cement sa dodatkom pucolana Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i najviše 30% pucolana Sporije očvršćaje (sporija hidratacija), no nakon dugog vremenskog perioda čvrstoće su mu veće od PC Niska toplota hidratacije Specifična masa mu je manja, a specifična površina veća od PC Oznaka je PC 15p k i PC 30p k Portland cement sa miješanim dodatkom Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i mješani dodatak koji se sastoji od granulisane zgure i prirodnog ili vještačkog pucolana Oznaka PC 15d (z ili p)k i PC 30d (z ili p)k
Karakteristike vrsta cementa Metalurški cement PC sa dodatkom zgure, sadržaj zgure je preko 30%, ide do 85% Specifična masa je manja i specifična površina veća u odnosu na PC sa dodatkom zgure Velika otpornost u odnosu na PC na različita agresivna dejstva (postojan u vodi sa hloridima, sulfatima, alkalijama, postojanost u morskoj vodi) Oznaka je Mk Pucolanski cement Dobija se mljevenjem PC klinkera, sadre (anhidrita) i preko 30% pucolana Karakteriše se (još više) sporim očvršćavanjem(spora hidratacija) i visokim kasnim čvrstoćama Specifična masa je manja i specifična površina veća od PC Otporan na djelovanje morske vode Oznaka Pk
Karakteristike vrsta cementa Metalurški cement sa dodatkom pucolana Sadrži preko 30% granulisane zgure i 5-40% prirodnog ili vještačkog pucolana, te PC klinker i sadra (anhidrit) Karakteriše se manjom specifičnom masom, većom specifičnom površinom, manjom toplotom hidratacije i većoj otpornosti što je izražajnije sa povećanjem sadržaja dodatka Oznaka je Mpk Cementi niske toplote hidratacije Dobija se na nekoliko načina Od PC klinkera sa malim sadržajem C 3 S i C 3 A Od PC klinkera kojem se pri miješanju dodaju veće količine zgure i/ili pucolana Miješanjem PC čiji mineraloški sastav uslovljava nisku toplotu hidratacije sa određenim količinama zgure i/ili pucolana
Karakteristike vrsta cementa Cementi niske toplote hidratacije Razlikuju se od sličnih cementa po oznaci N : Naziv i oznaka cementa Dodatak n(%) i m(%) zgure (z) i pucolana (p) n m n+m Portland cement NPC k 0 0 Portland cement sa dodatkom zgure NPC nz k Portland cement sa dodatkom pucolana NPC mp k Portland cement sa dodatkom zgure i pucolana NPC nz mp k 30 0 0 30 1-29 1-29 30 Metalurški cement NM nz k 30-85 0 Metalurški cement sa dodatkom pucolana NM nz mp k 31-84 1-30 85 Pucolanski cement NP mp k 0 30 Pucolanski cement sa dodatkom zgure NP mp nz k 1-30 30
Karakteristike vrsta cementa Cementi niske toplote hidratacije Klase cementa niske toplote hidratacije su: Najmanje čvrstoće (MPa) Klasa poslije 7 dana f zs poslije 28 dana poslije 7 dana f p poslije 28 dana 25 3,0 4,0 14,0 25,0 35 3,5 5,0 18,0 35,0 Toplota hidratacije određuje se (JUS B.C8.028 i JUS B. C8.027): Metodom rastvaranja Mjerenje i upoređivanje hemijskih energija cementa tj. količina toplote koju oslobađa hidratisani i nehidratisani cement, Q=Q(nehid.)-Q(hidr.)[J/g] Rastvara se hidratisani i nehidratisani cement u smjesi azotne i hlorovodične kiseline Metodom termos-boce Ova metoda je jednostavnija, ali ne omogućava duže praćenje procesa U bocu se stavlja cement sa vodom te se prate i registruju promjene u temperaturi mješavine (termometrom)
Karakteristike vrsta cementa Bijeli portland cement Izrađuje se od bijelog PC klinkera koji se dobija pečenjem bijelih krečnjaka i kaolina, sadra (anhidrit), te neškodljive supstance za korekciju bijeline Bjelina cementa izražava se u procentima i dobija mjerenjem koeficijenta reflektovane svjetlosti (refleksnim fotometrom) Oznaka je B PC k x, gdje x označava grupu bjeline: A(80%) B(75%) C(70%) Od bijelog cementa obično se dobijaju obojeni cementi: Žuti (primjenom barijumhromata) Crveni (primjenom crvenog oksida gvožđa) Zeleni (primjenom oksida hroma) Crni (primjenom crnog oksida gvožđa), itd.
Karakteristike vrsta cementa Sulfatnootporni cement Sadržaj C 3 A treba da je manji od 3,5% (prema JUS B.C1.014) Postiže se smanjivanjem sadržaja Al 2 O 3 i povećanjem Fe 2 O 3 Proizvode se u klasama 25, 35 i 45 Oznaka je SPC k za sulfatnootporni portland cement i SM k za sulfatnootporni metalurški cement Aluminatni cement Dobija se žarenjem mješavine krečnjaka i boksita uz dodatak silicijumdioksida i oksida željeza Žarenje se vrši pri temperaturi od 1500-1550 C u elekto-pećima Poslije finog mljevenja ovaj cement može se odmah upotrijebiti Sadržaj Al 2 O 3 ne smije biti manji od 35%, pri čemu odnos Al 2 O 3 /CaO je 0,90 do 1,15
Karakteristike vrsta cementa Aluminatni cement Proizvodi se u klasama: Najmanje čvrstoće (MPa) Klasa f zs poslije f p poslije 1 dan 3 dana 28 dana 1 dan 3 dana 28 dana 65 4,5 5,5 6,5 35,0 45,0 58,0 75 5,0 6,0 7,0 45,0 55,0 67,0 Ima vrlo brz prirast čvrstoće i brzu hidrataciju Oslobađa velike količine toplote Čvrstoća mu tokom vremena opada Otporan je u morskoj vodi i u vodi sa sulfatima, nije otporan na vode koje sadrže alkalije Ne smije se miješati sa krečom ili PC Oznaka je AC k
Karakteristike vrsta cementa Supersulfatni cement Dobija se finim mljevenjem granulisane zgure (80-85%), anhidrita (10-15%) i do 5% količine PC klinkera Velika finoća mliva (specifična površina veća od 4000 cm 2 /g), niska toplina hidratacije Potrebna veća količina vode za hidrataciju u usporedbi sa drugim cementima sa PC klinkerom Otporan na djelovanje sulfata, morske vode, solne kiseline, lanenog ulja, fenola, organskih kiselina i td. Proizvodi se u klasi 25 (samo specijalna narudžba) Ekspanzivni cement Sadrži supstance koje tokom hidratacije stvaraju etringit (C 3 A, sadra i voda) U prvim danim od miješanja sa vodom ispoljava širenje cementnog kamena Širi se do 25mm/m 1
Ispitivanja cementa Hemijski i mineraloški sastav Fizikalne i mehaničke osobine Gustoća Finoća mliva Normirana konzistencija Vrijeme vezivanja Postojanost volumena Čvrstoća Skupljanje Tečenje Cement Cementna pasta cement + voda = 1 : (0,26-0,33) Cementni mort cement + pijesak + voda = 1 : 3 : 0,5
Osobine i postupci ispitivanja cementa Uzimanje uzoraka za ispitivanje 18kg dijelimo na tri dijela: - za atestiranje - za komparativna ispitivanja proizvođača - čuva se do mjesec dana kod proizvođača po izdavanju atesta Specifična masa: metoda potapanja u terpentin - PC g s >3 g/cm 3 - PC sa dodacima, metalurški i pucolanski cementi g s =2,6-3,0 g/cm 3 - Aluminatni cementi g s 3,1 g/cm 3 Zapreminska masa - u rastresitom stanju g=0.8 do 1.2 g/cm 3 - u zbijenom stanju g=1.3 do 1.8 g/cm 3
Specifična masa LA-CHATELIER-ova TIKVICA ZAŠTO SE ISPITUJE? - bitan parametar za proračun sastava betona; ukazuje na kvalitetu cementa V 2 V 1 POSTUPAK ISPITIVANJA: - ispuni se terpentinom do V1 - doda se uzorak cementa (65 g) - izmjeri se nivo V2 Normativ: JUS B.C8.023 mc mc γ sc = = = 2,9 3,15 g cm V V V 2 1 c 3
Osobine i postupci ispitivanja cementa Finoća mliva metoda prosijavanja kroz sito otvora 0,09mm (najviše 10%) mjerenjem specifične površine (S) po Blenu (najmanje 2400cm 2 /g) Sema Blenovog permeabilimetra Uzorak za ispitivanje
Osobine i postupci ispitivanja cementa Finoća mliva ZAŠTO SE ISPITUJE? - finije mljeveni cementi daju veće čvrstoće, brže očvršćavaju, razvijaju više topline prilikom vezivanja, više su skloni promjeni obujma, osjetljivi su na promjenu dodatka vode i na agresivne tvari Normativ: JUS B.C8.024
Osobine i postupci ispitivanja cementa Standardna cementna kaša i vrijeme vezivanje 400g cementa, 25-30% vode u odnosu na masu cementa valjak 5-7mm od staklene ploče = standardna konzistencija valjak >7mm od staklene ploče = povećati količinu vode valjak <5mm od staklene ploče = smanjiti količinu vode igla 3-5mm od staklene ploče = početak vezivanja igla do 1mm u masu obrnutog uzorka = kraj vezivanja Lažno vezivanje posljedica prisustva gipsa Vikatov aparat
Osobine i postupci ispitivanja cementa Standardna cementna kaša ZAŠTO SE ISPITUJE? - za određivanje vremena početka i kraja vezanja cementa te za određivanje postojanosti volumena - određuje se količina vode koja pomiješana s cementom daje cementnu pastu standardne konzistencije - faktori koji utiču na standardnu konzistenciju: brzina miješanja, temperatura Normativ: JUS B.C8.023
Osobine i postupci ispitivanja cementa Vrijeme vezivanje ZAŠTO SE ISPITUJE? - kako bi se odredila može li se ispitana vrsta cementa koristiti u određenim vrstama konstrukcija ili okolišnim uslovima ako cement prebrzo veže, onda se beton (koji se s njim izrađuje) nećemo moći pravilno ugraditi u oplatu (prije početka vezivanja) u vremenu između početka i kraja vezivanja beton je najosjetljiviji na vanjske uticaje (udarce, mraz i sl) ako cement ima suviše dugo vrijeme vezivanja, onda je to znak loše kvalitete i možemo očekivati da će imati male čvrstoće - vanjska temperatura može znatno usporiti ili ubrzati vezanje kod betoniranja u ekstremnim vremenskim uvjetima, poput ljetnih visokih ili zimskih niskih temperatura
Osobine i postupci ispitivanja cementa Stalnost zapremine a) Ispitivanje uzoraka u obliku kolača dva uzorka na staklenim pločama prostor relativne vlage 95%, temperature 20 C(24h) sud sa vodom temperature 20±2 C ½ h do ključanja, 3h ključaju b) Ispitivanje primjenom Šatelijeovog prstena dva uzorka sa staklenim pločama i tegovima u sud sa vodom temperature 20 C(24h) uzorci bez staklenih ploča i tegova u drugi sud sa vodom (d 1 ) ½ h do ključanja, 2,5h ključaju (d 2 ) d 1 -d 2 10mm
Osobine i postupci ispitivanja cementa Stalnost zapremine ZAŠTO SE ISPITUJE? - Volumenska nepostojanost cementa - volumenska nepostojanost betona - Pojava pukotina i šupljina unutar zadanog volumena Normativ: JUS B.C8.023
Osobine i postupci ispitivanja cementa Čvrstoća cementa trodjelni kalup: 40x40x160mm standardni trofrakcijski pijesak:cement=3:1 (po 450g), v/c=0,5 20-24h (20±2 C, RH=30%) u vodi koja se mjenja nakon14 dana (oko 20 C) čvrstoća pri savijanju (3) i čvrstoća pri pritisku (6) f = p P A gr o f zs 3 P = 2b gr 3 l
Osobine i postupci ispitivanja cementa Čvrstoća cementa Normativ: JUS B.C8.022 Uzorci ugrađeni u kalupe Ispitivanje čvrstoće pri zatezanju savijanjem Ispitivanje čvrstoće pri pritisku
Osobine i postupci ispitivanja cementa Skupljanje cementa: Tri komponente skupljanja su: a) skupljanje usljed kontrakcije produkata hidratacije (hidrataciono skupljanje) b) skupljanje usljed isparavanja vode (plastično skupljanje) c) skupljanje nakon završetka procesa vezivanja (hidraulično skupljanje) Granične vrijednosti skupljanja zavise od: Vrste i količine cementa Količine vode Finoće mliva Temperature i vlažnosti sredine Starosti Dimenzija uzorka
Osobine i postupci ispitivanja cementa Skupljanje cementa: 3 uzorka: 40x40x160mm (cementni malter) 24h na temperaturi 20 C, RH=30% 48h u pitkoj vodi (20 C) 25 dana u prostoru (cca20 C, 55±5%) nulto očitavanje 72 ±0,5h mjerenja nakon 4, 7, 14, 21 i 28 dana Mjerenje skupljanja cementa Vrijednosti skupljanja u mm/m1 pri starosti uzoraka u danima 2 5 7 14 28 90 180 360 1080 Cementni kamen 0,25 0,60 0,80 1,10 1,30 1,70 1,80 1,85 1,90 Cementni malter 0,12 0,30 0,35 0,50 0,65 0,70 0,76 0,80 0,85
Osobine i postupci ispitivanja cementa Skupljanje cementa: ZAŠTO SE ISPITUJE? - Skupljanje cementnog maltera ispituje se kao indikacija skupljanja betona. - POSTUPAK ISPITIVANJA: - GRAFF-KAUFFMANN-ov uređaj Normativ: JUS B.C8.029
Osobine i postupci ispitivanja cementa Tečenje cementa: linearno tečenje (opterećenja cca f p /3) Ukupna deformacija se sastoji iz: a) deformacije skupljanja b) trenutne (elastične) deformacije c) deformacije tečenja koeficijent tečenja ), ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 1 1 1 t t t t t t t t t t t teč el s s ε ε ε ε ε ε + + = > = < ) ( ) ( ), ( ) ( ), ( ), ( i i i teč i el i teč i t E t t t t t t t t = = σ ε ε ε ϕ
Principi čuvanja cementa na gradilištu Prostorija u kojoj se lageruje cement treba da je odignuta 50 cm iznad tla U prostoriji treba izbjegavati pojavu propuha Visina slaganja cementnih vreća je 150 cm unakrsno Korištenje cementa mora ići po datumima Prostorija u kojoj je uskladišten cement ne smije biti vlažna, tj. mora se održavati određeni stepen vlažnosti.
Slijedeće predavanje: KOMONENTE BETONA: AGREGAT, VODA I ADITIVI