1. predavanje

KONSTRUKCIJE, MATERIJALI I GRAENJEI p r e d a v a nj e Prof. dr Vlastimir RADONJANIN Prof. dr Mirjana MALEEV

U V O D

1

2

NAUKA O MATERIJALIMA (Material Science)je optepriznata nauna disciplina koja sa razliitih aspekata prouava i objanjava graevinske materijale. Koreni upotrebe i poznavanja materijala: doseu do samih poetaka evolucije ljudskog drutva, budui da su materijali i graenje neraskidivo vezani, a graenje je oduvek predstavljalo jednu od najznaajnih ljudskih aktivnosti. Znaaj poznavanja i korienja materijala: itava istorijska razdoblja dobila su nazive prema materijalima koji su u odreeno doba imali dominantnu ulogu (kameno doba, bakarno doba, bronzano doba, gvozdeno doba). 3

Vreme u kome ivimo se po toj analogiji moe nazvati VREME BETONA (mada mnogi s pravom smatraju da je ovo vek sintetikih materijala). MALO ISTORIJE .... U poetku .... za graenje su se koristili materijali koji su nastali putem prirodnih procesa i koji su ljudima bili dostupni: Zemlja, Granje, Kamen, Drvo itd. uz veoma skroman stepen obrade.

4

Nepeena glina

Kua sagraena od naboja i oplate od pletenog prua5

Rekonstruisani izgled kolibe ovalne osnove, atorastog oblika

6

1

Sojenice se i danas grade u pojedinim delovima sveta.

MALO ISTORIJE .... Tokom vremena... poeli su da se koriste i materijali koje danas nazivamo vetakim: Opeka, Sirovo gvoe. Danas... je na polju materijala dostignut takav nivo koji omoguava : Visok stepen obrade i poboljanja svih karakteristika tradicionalnih materijala i Stvaranje potpuno novih materijala sa unapred definisanim svojstvima.

Izgled sojenice7

8

PODELA MATERIJALA ZA GRAENJE na osnovu uslova primene u gra. objektima Materijali se u optem sluaju mogu podeliti na dve grupe: Materijali univerzalnog tipa (konstrukcijski materijali) Materijali specijalne namene

"Ziggurat" u Uruku, Mesopotamija, 2100 g. p.n.e.9 10

PODELA MATERIJALA ZA GRAENJE na osnovu uslova primene u gra. objektima Materijali univerzalnog tipa (konstrukcijski materijali) su: Prirodni kamen, Malteri, Betoni, Metali, Keramiki materijali, Staklo, Bitumen, Asfalt i Konstrukcione plastine mase.

PODELA MATERIJALA ZA GRAENJE na osnovu uslova primene u gra. objektima Materijali specijalne namene (zatita, poboljanje): Termoizolacioni materijali, Zvukoizolacioni materijali, Hidroizolacioni materijali, Reparaturni materijali, Materijali za obradu povrina (antikorozioni, boje, lakovi).11 12

2

ta se danas podrazumeva pod graevinskim materijalima? Podrazumevaju se: Materijali (kamen, cement, kre...) i Industrijski poluproizvodi i proizvodi ( beton, betonska cev, betonski blok). Odnosno ... celokupan kompleks materijalnih komponenti pomou kojih se formiraju graevinske konstrukcije i objekti.13

Problem sa novim graevinskim materijalima! Novi materijali se pojavljuju svakodnevno. esto se deava da se slian ili identian proizvod prodaje pod razliitim imenima. U cilju izbegavanja moguih zabuna, Radi poreenja slinih materijala i Pravilne primene i ugradnje materijala, neophodno je da svaki materijal ili proizvod ima svoju linu kartu odnosno tehnike podatke o svim relevantnim svojstvima i karakteristikama ponaanja.

14

TEHNIKI OPIS MATERIJALA Tehniki opis materijala obuhvata podatke o materijalu koji treba da: prue uvid u mogunost njegove primene omogue uporeivanje materijala iste namene i prue osnovu za konaan izbor materijala na osnovu zahtevanih performansi.

TEHNIKI OPIS MATERIJALA

Tehniki opis materijala razlikuje se za: materijale za koje postoje vaei standardi (koji propisuju kakve osobine izvestan materijal treba da ima) i materijale za koje standardi ne postoje. Za materijale za koje postoje standardi, dovoljno je da se u tehnikom opisu navede odgovarajui naziv standarda. CE mark...15 16

TEHNIKI OPIS MATERIJALA Za materijale za koje standardi nisu doneti, neophodno je da tehniki opis sadri sva potrebna objanjenja o: njihovim svojstvima i svim elementima koji su relevantni za njihovu primenu (namena, nain ugraivanja, osobine konstrukcija u koje se ugrauju, trajnost, itd.).

TEHNIKI OPIS MATERIJALA U prospektima i katalozima se esto daje malo tehnikih podataka, a obino se istiu samo dobra svojstva predmetnog materijala. Zato je u cilju uniformnog tehnikog opisa materijala potrebno uvesti jedinstvenu klasifikaciju njihovih svojstava.

17

18

3

PRIMER: CIB MEUNARODNI SAVET ZA GRAEVINARSTVO Klasifikacija svojstava graevinskih materijala koju predlae CIB predstavlja pregled svih neophodnih podataka koji pruaju potpunu sliku o karakteristikama materijala.

KLASIFIKACIJA SVOJSTAVA GRAEVINSKIH MATERIJALA I PROIZVODA (Predlog CIB-a) 1. Osnovni podaci, obim dokumenta, podruje kome materijal (proizvod) pripada, odgovarajua klasifikacija, nain obeleavanja 2. Identifikacija materijala (proizvoda) 3. Opis materijala 4. Uslovi spoljne sredine, lokacije i korienja 5. Svojstva materijala i karakteristike njegovog ponaanja tokom eksploatacije (karakteristike ponaanja pri delovanju razliitih faktora)

19

20

KLASIFIKACIJA SVOJSTAVA GRAEVINSKIH MATERIJALA I PROIZVODA (Predlog CIB-a) 6. Osobenosti ponaanja materijala u vezi sa primenom i projektovanjem 7. Ugraivanje materijala (proizvoda) 8. Eksploatacija i odravanje 9. Cena i uslovi prodaje 10. Nain snabdevanja materijalom (proizvodom) 11. Tehnike i servisne slube 12. Reference21

DEFINISANJE KARAKTERISTIKA MATERIJALA Poznavanje graevinskih materijala podrazumeva definisanje niza injenica i uticajnih faktora koji su relevantni za njihovu primenu u graevinarstvu. Da bi se mogla definisati i unaprediti svojstva postojeih materijala i da bi se mogli razvijati novi materijali, danas se koriste stavovi vie naunih disciplina, kao to su: hemija, fizika, tehnologija, otpornost materijala i dr.22

DEFINISANJE KARAKTERISTIKA MATERIJALA Svojstva materijala i njihovo ponaanje pod odreenim uslovima mogu se tumaiti na dva naina: primenom principa termodinamikih shvatanja o strukturi materije... pomou fenomenolokog pristupa...

VRSTE ISPITIVANJA MATERIJALA Svojstva graevinskih materijala utvruju se primenom razliitih postupaka ispitivanja. S obzirom na karakter samih ispitivanja ona se mogu podeliti na: ispitivanja sa razaranjem strukture materijala (destruktivna) ispitivanja bez razaranja strukture materijala (nedestruktivna) Ispitivanja sa lokalnom destrukcijom materijala (poludestruktivna)24

Primer: CEMENT svojstvo skupljanja

23

Na terenu se esto kombinuju navedena ispitivanja....

4

DESTRUKTIVNA METODA - UZORCI

DESTRUKTIVNA METODA

Uzorci u kalupima, neposredno nakon kompaktiranja25

Ispitivanje vrstoe pri pritisku na hidraulinoj presi

26

DESTRUKTIVNA METODA

DESTRUKTIVNA METODA

Ispitivanje salonita probnim optereenjem do loma

27

Ispitivanje salonita probnim optereenjem do loma

28

DESTRUKTIVNA METODA

DESTRUKTIVNA METODA

Ispitivanje ploa od trske na savijanje

Ispitivanje betonskih elemenata za popoloavanje na cepanje29 30

5



Ispitivanje staklenih ploa (stepenina gazita)

31


32


METODA VAENJA CILINDARA (KERNOVA)


33

Buenje stuba (horizontalan pravac)

34

METODA VAENJA CILINDARA (KERNOVA)

METODA ULTRAZVUKA Oprema za ispitivanje

Buenje sruenog nosaa (vertikalan pravac)

Ultrazvuna aparatura sa osciloskopom ("Controls" - Italija)35 36

6

METODA ULTRAZVUKA Oprema za ispitivanje

METODA SKLEROMETRA (mitov eki) ( eki

Ultrazvuna aparatura sa automatskim preraunavanjem 37 rezultata ispitivanja ("Proceq" - vajcarska)

Automatski sklerometar proizvoaa "Controls" iz Milana

METODA SKLEROMETRA (mitov eki) ( eki

"PULL"PULL-OFF" metode

Upotreba sklerometra

Razliite vrste "Pull-off"



Oprema za "Pull-off" metodu - bez prethodnog zasecanja podloge koja se ispituje

Oprema za "Pull-off" metodu - sa prethodnim zasecanjem podloge koja se ispituje

7

METODA PENETRACIONE OTPORNOSTI Princip rada i oprema

METODA PENETRACIONE OTPORNOSTI Princip rada i oprema

kompletan pribor za ispitivanje ureaj za merenje dubine penetracije

Izgled opreme "Windsor probe" za ispitivanje 43 penetracione otpornosti (proizvoa "Controls" - Milano)

Izgled opreme "Windsor probe" za ispitivanje 44 penetracione otpornosti (proizvoa "Controls" - Milano)

MAGNETNA METODA "PROFOMETE "COVER METER" ILI "PROFOMETER"

MAGNETNA METODA "PROFOMETE "COVER METER" ILI "PROFOMETER"

odreivanje poloaja armature u betonu Raspoloiva oprema

odreivanje poloaja armature u betonu Merenje na terenu

Izgled ureaja za detekciju armature CONTROLS - Milano45 46

"Lok-test" metoda

"Lok test" anker ELEKTROHEMIJSKA METODA

8

Metoda "lokalnog loma"

"ISAT" METODA ("Initial surface apsorption test") (odreivanje povr (odreivanje povrinske absorbcije)Kapilarna cev

Rezervoar Ventil

Poklopac

ematski prikaz aparature za ISAT - test

Savremena oprema za ispitivanje50

VRSTE ISPITIVANJA MATERIJALA

VRSTE ISPITIVANJA MATERIJALA

Ispitivanjem se dobija nekakav rezultat koji se najee izraava putem brojnih vrednosti. Vrednost koja se usvaja kao meritorna za konkretnu karakteristiku materijala nikada se ne dobija jednokratnim ispitivanjem, ve se uvek definie na osnovu veeg broja identinih ispitivanja...

Prema svrsi i nainu sprovoenja, ispitivanja graevinskih materijala mogu biti: Standardna i Nauno-istraivaka

51

52

STANDARDNA ISPITIVANJA MATERIJALA Standardna ispitivanja se vre da bi se omoguio pravilan i racionalan izbor materijala za graenje objekata, ime e se obezbediti funkcionalnost, stabilnost, estetika, trajnost i ekonominost objekata. Standardna ispitivanja se mogu podeliti na: Prethodna izbor materijala za graenje premazahtevima iz projekta.

STANDARDNA ISPITIVANJA MATERIJALA Standardna ispitivanja se sprovode radi neposredne primene dobijenih rezultata u praksi. Zbog toga, dobijeni rezultati moraju biti: upotrebljivi, logini, meusobno uporedivi i ne smeju zavisiti od osobe koja je izvrila ispitivanje. To znai da se u okviru standardnih ispitivanja ne mogu slobodno definisati metoda ispitivanja, uslovi pri kojima se obavlja, obrada rezultata i dr.53 54

Kontrolna kontrola materijala koji seugrauju u objekat.

Naknadna - u posebnim situacijama.

9

STANDARDNA ISPITIVANJA MATERIJALA Standardna ispitivanja se sprovode po tano definisanim procedurama u kojima je definisan: nain uzimanja uzoraka za ispitivanje priprema uzoraka oblik i broj uzoraka uslovi i postupci ispitivanja oprema kojom se ispitivanje obavlja nain obrade dobijenih rezultata merodavne vrednosti i dr.55

STANDARDNA ISPITIVANJA MATERIJALA Za Ispitivanja materijala u naoj zemlji koriste se sledei standardi: Srpski standardi koji su usklaeni sa evropskim standardima (SRPS EN), Srpski standardi koji su usklaeni sa meunarodnim standardima (SRPS ISO), Stari jugoslovenski standardi (JUS), koji jo nisu zamenjeni sa evropskim ili meunarodnim standardima i imaju oznaku (SRPS) Odgovarajui pravilnici, preporuke i drugi zvanini dokumenati.

56

STANDARDNA ISPITIVANJA MATERIJALAU nedostatku odgovarajuih domaih standarda mogu se koristiti i inostrani standardi (EN, ISO, DIN, GOST, ASTM, BS itd), kao i preporuke odgovarajuih meunarodnih udruenja (RILEM, CEB, FIP i dr.). Radi omoguavanja funkcionisnja jedinstvenog trita na podruju EU, pod pokroviteljstvom CEN-a uvode se jedinstveni standardi (EN) u svim privrednim oblastima, koje zemlje lanice EU moraju usvojiti kao svoje nacionalne dokumente. Slino se radi i na svetskom nivou:meunarodni standardi koji se uvode od strane meunarodne organizacije za standardizaciju (ISO).57

NAUNO-ISTRAIVAKA ISPITIVANJA MATERIJALA Nauno-istraivaka ispitivanja obavljaju se u razvojnim i istraivakim laboratorijama i u tim ispitivanjim postoji velika sloboda u izboru metoda i postupaka. U ovakvim vrstama ispitivanja postoji samo jasno definisan cilj, dok je put do tog cilja uvek neizvestan!!! Ova ispitivanja dovode do poboljanja svojstava postojeih materijala, do pronalaenja novih materijala ili do razvoja novih pogodnijih metoda ispitivanja koje se kasnije mogu standardizovati.58

Obrada rezultata ispitivanja graevinskih materijala Svojstva materijala se u najoptijem sluaju mogu izraziti kao: Brojane vrednosti ili Opisno Najvei broj svojstava materijala moe se izraziti numerikim putem. Meutim, poznato je da se prilikom ispitivanja materijala uvek sprovodi vei broj identinih eksperimentalnih ispitivanja, pa se kao rezultat dobija skup manje-vie razliitih numerikih vrednosti.

Obrada rezultata ispitivanja graevinskih materijala Zbog toga se opravdano postavlja pitanje: Koja se numerika vrednost veliina moe usvojiti kao reprezentativna? Razlozi za pojavu manjih ili veih razlika izmeu pojedinih rezultata ispitivanja su: Stohastiki karakter samih svojstava mat. Nemogunost ispitivanja svih uzoraka pod apsolutno istim uslovima i Prisustvo razliitih GREAKA, koje se javljaju pri merenju fizikih veliina.

59

60

10

Obrada rezultata ispitivanja graevinskih materijala Za obradu eksperimentalno dobijenih rezultata ispitivanja, koriste se: MATEMATIKA STATISTIKA i TEORIJA VEROVATNOE

61

11

1. predavanje

Documents

Transcript of 1. predavanje