Osobine svježeg betona Predavanje, 12.11.2013. Pripreili: Doc.dr. Meria Šahinagić-Isović Asis. Marko Ćećez
SADRŽAJ Struktura svježeg betona Reološka svojstva svježeg betona Tehnološka svojstva svježeg betona Konzistencija i jerenje konzistencije Ostala svojstva svježeg betona Zapreinska asa Hoogenost Mehanička otprnost Procenat uvučenog vazduha Vrijee vezivanja Pritisci svježeg betona na oplatu Teperatura svježeg betona
Struktura svježeg betona Višekoponentan i polidisperzan siste: finodisperzne čestice: ceent, vrlo sitne čestice agregata i neki praškasti ineralni dodaci (eventualno) znatno krupnija zrna sitnog i krupnog agregata, voda, dodaci (eventualno) i jehurići vazduha Generalno svojstva svježeg betona su izeđu: pravih viskoznih tečnosti (tzv. struktuirane viskozne tečnosti) posjeduje određenu strukturnu čvrstoću čvrstih tijela podnosi značajne plastične deforacije, ala elastičnost Svojstva svježeg betona zavise: Karakteristika koponenata Strukture ješavine
Struktura svježeg betona Struktura sistea od dvije koponente: Ceentna pasta Agregat Svojstva ceentne paste zavise od: odnosa čvrste i tečne faze povećavanje vode povećavao fluidnost, a sanjujeo strukturnu čvrstoću voda u okviru sistea ože da bude: heijski vezana, fizičkoheijski vezana i fizički vezana Karakter veze Heijska u tačno određeni kvantitativni odnosia Fizičko-heijska apsorpciona voda na površini zrna Mehanička strukturna (voda u šupljinaa, poraa i kapilaria) Orjentacioni relativni sadržaj vode u odnosu na ukupnu količinu (%) U svježe pripreljenoj ješavini U periodu vezivanja ceenta 1-2 4-5 3-5 20-25 93-95 70-75
Struktura svježeg betona Osnovne strukture svježeg betona: struktura I: velika količina ceentne paste, ia veliku fluidnost, izuzetna ugradljivost i obradljivost reološka svojstva kao kod viskoznih tečnosti struktura II ceentna pasta ispunjava prostore izeđu zrna agregata, efekat trenja, lošija ugradljivost i obradljivost (različiti postupci zbijanja) struktuirana tečnost kohezivnost zrna agregata struktura III ala količina ceentne paste, fluidnost zanearljiva, naročiti tehnološki postupci reološka svojstva - uticaj tzv. suhog trenja
Reološka svojstva svježeg betona Elastoplastično-viskozno tijelo (siste) Bingaovo tijelo: Elastični eleent (opruga) Čvrsto tijelo (blok) sila trenja (granično sičuće naprezanje τ ) Klip u viskoznoj tečnosti (dinaička viskoznost η ) Bingaov izraz: povezuje naprezanje i deforacije dγ τ = c+η +σ tgϕ τ =τ +η dt dγ dt
Reološka svojstva svježeg betona Tri karakteristična područja: I područje: svježi beton ia početnu (intaktnu) strukturu(τ< τ 0 ) II područje: početak tečenja, destrukcije strukture (τ 0 -početak tečenja, τ -granični napon sicanja) III područje: teška tečnost sa konst. viskoznosti η Tiksotropija: sposobnost svježeg betona da pod uticaje ehaničkih dejstava ijenja svoja reološka svojstva, a da se poslije završetka dejstva vrati u prvobitno stanje u pogledu strukturne čvrstoće i viskoznosti
Reološka svojstva svježeg betona Viskozietri: na principu jerenja vreena isticanja svježeg betona kroz otvore određenih veličina (tečni betoni) na principu jerenja dubine prodiranja u asu konusa ili nekog drugog tijela (tečni betoni, sitnozrne ješavine i čista ceentna pasta) na principu jerenja vreena ili brzine utonjavanja u asu kugle određenog prečnika i ase (statički i vibracioni) na principu jerenja veličine sile potrebne za izvlačenje iz ase skupa pločica, štapova ili cilindara na rotaciji koaksijalnih (koncentričnih) cilindara uronjenih u asu svježeg betona
Tehnološka svojstva svježeg betona Uticaj pojedinih faktora na tehnologičnost svježeg betona: Konzistencija Hoogenost Ugradljivost (kopatibilnost) Povezanost (kohezivnost) Segregacija Izdvajanje vode Završna obradljivost površine svježeg betona
Tehnološka svojstva svježeg betona Konzistencija skup svih osobina svježeg betona koji se iskazuju pute pokazatelja pokretljivosti i krutosti ješavine kruta slabo plastična plastična tečna vodoceentni faktor: za ceent 200 do 400 kg/ 3 zavisi isključivo od količine vode (pravilo konstantnog sadržaja vode) voda se sa jedne strane troši na kvašenje ceenta i stvaranje ceentne paste, a sa druge na kvašenje zrna agregata i eventualno upijanje ceenti sa dodacia zgure i/ili pucolana, vodu povećavao za 15-20 kg/ 3 vrsta i krupnoća zrna agregata više od 400 kg/ 3 količina vode se povećava za cca 10 kg/ 3 na svakih 100 kg/ 3 ceenta vrsta agregata i krupnoća zrna agregata prirodni: riječni ili drobljeni krupnije zrno, sanjenje ukupne površine zrna, sanjenje uticaja na ceentnu pastu
Tehnološka svojstva svježeg betona Konzistencija Količina vode (kg/ 3 ) za slučaj agregata sa zrno D () VEBE (s) Slijeganje (c) šljunak drobljen kaen 10 20 40 10 20 40 >28 0 145 130 120 155 145 130 28-24 0 150 135 125 160 150 135 24-20 0 160 145 130 170 160 145 20-16 0 165 150 135 175 165 150 16-12 0-1 175 160 145 185 175 160 12-10 1-1,5 185 170 155 195 185 170 10-8 2-2,5 190 175 160 200 190 175 7-6 3-4 195 180 165 205 195 180 5 5 200 185 170 210 200 185 3 7 205 190 175 215 205 190 2 8 210 195 180 220 210 195 <2 10-12 215 200 185 225 215 200
Tehnološka svojstva svježeg betona Konzistencija zavisi i od teperature ješavine zavisi i od vreena jerenja nakon ješanja zavisi i od vreena jerenja nakon ješanja i količine dodataka
Tehnološka svojstva svježeg betona Hoogenost JUS U.M1.028 potreban nivo hoogenosti i neprojenjivost ovog svojstva Ugradljivost (kopaktibilnost) količina korisnog rada potrebnog za potpuno zbijanje svježeg betona zavisi od reoloških karakteristika svježeg betona, konzistencije i povezanosti (kohezivnosti) Stepen ugradljivosti betona Vrsta konzistencije Mjere zbijanja Teško ugradljiv beton Vlažna K 1 1,45 1,26 Ugradljiv beton Plastična K 2 1,25 1,11 Saougradljiv beton Tečna K 3 1,10 1,04
Tehnološka svojstva svježeg betona Povezanost (kohezivnost) zadržavanje hoogenog rasporeda koponenata unutar ase svježeg betona, bez obzira na djelovanje nekih spoljašnjih ehaničkih uticaja ispitivanje konzistencije: izdvajanje vode i ceentne paste do segregacije krupnijih zrna od sitnijih sjese pravljene sa većo količino vode raslojavanje betonske ješavine: Segregacija 1 voda 2 voda 3 sitan agregat 4 krupan agregat razdvajanje krupnih od sitnih čestica pod uticaje različitih ehaničkih uticaja (sile teže) uslovljena nedovoljno kohezivnošću koponenata posljedica je nehoogenost betonske ješavine, a kasnije i očvrslog betona
Tehnološka svojstva svježeg betona Izdvajanje vode na površini betona nepovoljno: preko vode se radi betoniranje, pojava prslina (tzv. plastično skupljanje) povoljno: voda ispari bez pojave prslina u asi betona stvaranje vodenih džepova ispod krupnih zrna agregata Završna obradljivost površine svježeg betona funkcija granuloetrijskog sastava agregata, oblika i površine zrna agregata funkcija količine altereske koponente (sjesa ceenta, finih čestica agregata, eventualno ineralnih dodataka i vode)
Mjerenje konzistencije Metoda slijeganja (JUS U.M8.050) 3 sloja po 25 udaraca (etalne letvice) ocjena konzistencije Δh plastičnije betonske sjese (veća pokretljivost), betoni sa veći količinaa ceenta ršavi betoni (pojava sicanja) Abrasov konus
Mjerenje konzistencije VEBE etoda (JUS U.M8.054) Abrasov konus, 3 sloja po 25 udaraca ocjena konzistencije Vebe stepeni (N) kruće betonske sjese N V V 1 = 0 t() s V 0 - zapreina betona prije vibriranja (V 0 =5.5 d 3 ) V 1 - zapreina betona poslije vibriranja t - vrijee vibriranja u sekundaa
Mjerenje konzistencije Metoda rasprostiranja (JUS U.M8.052) 2 sloja (drvene letvice 4x4c) ocjena konzistencije, dva eđusobno upravna pravca r 1 i r 2, r -prosječna vrijednost (3 ispitivanja) plastične i tečne betonske sjese r r0 r0 - prečnik donje osnove konusa (r 0 =20 d 3 ) r 0 100(%)
Mjerenje konzistencije Metoda slijeganja vibriranje (etoda zbijanja) (JUS U.M8.056) visina pada pri sipanju istrijo 10c ocjena konzistencije z vibrirane betonske sjese
Mjerenje konzistencije Zavisnost pokazatelja konzistencije po etodi slijeganja i po VEBE-e etodi
Ostala svojstva svježeg betona Zapreinska asa Hoogenost Mehanička otpornost Procenat uvučenog vazduha Vrijee vezivanja Pritisci sježeg betona na oplatu Teperatura svježeg betona
Osobine svježeg betona Zapreinska asa betona kalupi za ispitivanje ehaničkih karakteristika očvrslog betona (kocke 20c) ugradnja indentična uslovia ugradnje u datu konstrukciju (konkretni uslovi) Kruta konzistencija: vibrosto, nabijač Slabo plastična konzistencija: vibrosto, vibroigla, nabijač Plastična konzistencija: vibrosto, vibroigla, šipka za probadanje Tečna konzistencija: šipka za probadanje kod pervibratora se koristi kalup sa nastavko kalupi se postavljaju na sloj pjeska 10-15c (izbjegavanja reflektovanih talasa)
Osobine svježeg betona Zapreinska asa betona γ = bsv, V bsv, bsv, ( kg ) 3 ' ' ' ' ' ' ' a v bsv, = c+ a+ v = c 1+ + ' ' c c γ = + + = + + a v bsv, c a v c 1 c c 1+ + = 1+ + ' ' a v a v ' ' c c c c c a v =γ = = b,sv V b,sv ' c b, sv ' bsv, ' a c ' c c ' v ' c ( kg ) ( kg ) 3 ( kg ) - asa svježeg betona u kalupu - zapreina kalupa 3 3 ' bsv, bsv, = ' c c γ
Osobine svježeg betona Hoogenost JUS U.M1.028 (slabo plastične, plastične i tečne konzistencije) određuje se stvarni sastav betona (JUS U.M1.030) i standardne devijacije za količinu ceenta (nije veća od 10kg/ 3 ) i vodoceentni faktor (0,03) na najanje 10 uzoraka iz 3 ješavine Mehanička otpornost svježeg betona beton opterećen u kratko roku nakon ugrađivanja (klizna oplata) čvrstoća pri pritisku od 0,1-0,3MPa i čvrstoća pri zatezanju oko 100 puta anja agregat sa granuloetrijski sastavo koji obezbjeđuje dobru upakovanost zrna snažno zbijanje toko ugrađivanja
Osobine svježeg betona Procenat uvučenog vazduha u svježi beton JUS U.M1.031: Bojl-Mariotov zakon (tzv. etod pritiska) snižavanje nivo vode u cijevi odgovara sanjenju zapreine usljed zbijanja ase betona (izraženo u procentia) ocjena efikasnosti određenog postupka kopaktiranja, sadržaj uvučenog vazduha pri prijeni aeranata 1 vazdušna pupa 2 anoetar 3 kalibrirana cijev
Osobine svježeg betona Vrijee vezivanja JUS U.M1.019: penetroetri utiskivanje igala (poprečnog presjeka od 645 2 do 16 2 ) u izdvojenu altersku koponentu (sita otvora 5) do dubine 25 vrijee početka vezivanja: otpor od 3,5MPa vrijee kraja vezivanja: otpor od 28MPa
Osobine svježeg betona Pritisci svježeg betona na oplatu (JUS U.C9.400) zavise od slijedećih faktora: p konzistencije, odnosno reoloških svojstava svježeg betona karakteristike sae oplate visine eleenta koji se betonira brzine punjenja oplate svježi betono v = 10 γ h b, sv ax (,,,, ) p = p γ ϕ h v h h b sv zona visine h 1 : beton svjež i osjećaju se uticaji sredstava za ugradnju zona visine h 2 : beton svjež, na početku vezivanja i ne osjećaju se uticaji sredstava za ugradnju zona visine h 3 : otpočeo proces vezivanja i očvršćavanja betona
Osobine svježeg betona za vertikalnu oplatu: Tri karakteristične površine: A: gornja površina betona B:površina do koje se propagira uticaj sredstava za kopaktiranje C: gornja površina vezanog betona horizontalni pritisci: p vertikalni pritisci: b = 10 γ h b, sv 1 ( kn ) 2 p = p +Δ p = 10 γ h h h d ( ) ( kn ) 2 c b b, sv 1 1 pl koef.pritiska betona ϕ - ugao unutrašnjeg trenja u svježe betonu β - ugao trenja izeđu betona i oplate
Osobine svježeg betona za oplatu koja sa horizontalo zaklapa ugao α 90 horizontalni pritisci: vertikalni pritisci: ' p p p b ' c ' d = = p p b c = 10 γ h b, sv ax ( kn ) 2 pb = 10 γb, sv h1 p = p +Δ p= 10 γ h h h d ( ) ( kn ) 2 c b b, sv 1 1 pl
Osobine svježeg betona Teperatura svježeg betona zavisi od: početne teperature ješavine, teperature sredine, toplote hidratacije ceenta, razjene toplote sa okolino i dr. od značaja je kod npr.izvođenja radova u ziski ili ljetni uslovia jednačina toplotnog bilansa svježeg betona: T bo S T + S T + S T S + S + S a a a c c c v v v = a a c c v v ( C) S a,s c,s v specifični toplotni kapaciteti T a,t c,t v početne teperature a, c, v ase agregata, ceenta i vode u 1 3 S a S c 0,84 J g C S v 4, 2 J g C T bo ( ) 0, 20( + ) + 0, 20 Ta a + Tc c + Tv v = a c v ( C)
Slijedeće predavanje: OSOBINE OČVRSLOG BETONA