Posebne vrste betona Izvodenje betonskih radova u ... tehnologije betona... · ⇒ ≥MB20 i i b...
Transcript of Posebne vrste betona Izvodenje betonskih radova u ... tehnologije betona... · ⇒ ≥MB20 i i b...
Posebne vrste betona Izvođenje betonskih radova u
ekstremnim klimatskim uslovima
Predavanje, 25.12.2012.
Pripremili:Doc.dr. Merima Šahinagić-Isović
ĆAsis. Marko Ćećez
SADRŽAJSADRŽAJPosebne vrste betona:⇒ Hidrotehnički beton⇒ Beton za kolovozne konstrukcije
Beton za prednapregnute konstrukcije⇒ Beton za prednapregnute konstrukcije⇒ Prefabrikovani beton⇒ Dekorativni (vidljivi) beton( j )
Izvođenje betonskih radova u ekstremnim jklimatskim uslovima:⇒ Izvođenje radova na niskim temperaturama
Izvođenje radova na visokim temperaturama⇒ Izvođenje radova na visokim temperaturama
Hidrotehnički betonHidrotehnički betonNiska cijenaFizičko-mehaničke karakteristike i trajnostOsnovni (bitni) uslovi:⇒ Čvrstoća pri pritisku⇒ Čvrstoća pri pritisku⇒ Vodonepropustljivost⇒ Otpornost na dejstvo mraza⇒ Skupljanje
Ostali potreni uslovi:⇒ Čvrstoća pri zatezanju⇒ Čvrstoća pri zatezanju⇒ Toplina hidratacije⇒ Hemijska (koroziona) otpornost⇒ Otpornost prema abraziji i kavitaciji⇒ Otpornost prema abraziji i kavitaciji
Hidrotehnički betonHidrotehnički betonGravitacione brane:
“1” b t l k l t ij di⇒ “1”- beton za uslove eksploatacije u vodi⇒ “2”- beton za uslove povremenog kontakta sa vodom⇒ “3”- beton za uslove eksploatacije iznad nivoa vode⇒ “4”- beton spoljašnji na nizvodnom licu brane⇒ “5”- beton unutrašnji (min. uslovi kvaliteta)⇒ “6”- beton na prelivnom organu (abrazija i kavitacija)
Zoniranje betonske braneZoniranje betonske brane
Hidrotehnički betonHidrotehnički betonBetoni nižih marki (od 10 pa nadalje), JUS U.E3.010 (B.II)Cementi niske topline hidratacije m 150 300kg/m3Cementi niske topline hidratacije, mc=150-300kg/m3
Dmax ≤ 125mm, najviše 6 frakcijaPrimjena različitih dodataka
Gradijent hidrostatičkog pritiska:
HcHGn =
Gn 3 4 8 14 35 75 100
Marka vodonepropustljivosti V-4 V-6 V-8 V-10 V-12 V-14 V-16
Hidrotehnički betonHidrotehnički betonPomorske hidrotehničke konstrukcije:
• Beton u zoni promjenljivog nivoa vode:⇒ V-8 – za armiranobetonske konstrukcije⇒ V-6 – za nearmirane i slabo armirane konstrukcije (μ=0,5%)
• Beton u zoni iznad nivoa mora:⇒ V-6 – za armiranobetonske konstrukcije⇒ V-4 – za nearmirane i slabo armirane konstrukcije (μ=0,5%)j (μ , )
Starost od 90 dana:⇒ čvrstoća pri pritisku (marka betona)⇒ čvrstoća pri zatezanju⇒ čvrstoća pri zatezanju⇒ vodonepropustljivost betona
Izuzetno se navedena svojstva ispituju pri starostima od 28 danaIzbacuju se zrna veća od 1/3 najmanje dimenzije betonskog tijelaIzbacuju se zrna veća od 1/3 najmanje dimenzije betonskog tijela
Beton za kolovozne konstrukcijej
Prema JUS U E3.020 za betonske kolovoze:⇒ Jednoslojni betonski kolovozi (min 10cm)⇒ Dvoslojni betonski kolovozi (min 14cm, gornji sloj min 5cm)
Prema JUS B. C1.011 i JUS B. C1.013 za cemente:Prema JUS B. C1.011 i JUS B. C1.013 za cemente: ⇒ klasa cementa 35 ili 45⇒ dodatka max 15% (pucolana max 5%)
C A do 10%⇒ C3A do 10%⇒ finoća mliva po Blenu do 3700 cm2/g (sa pucolanom do 3900
cm2/g)⇒ voda za standardnu konzistenciju do 29%⇒ početak vezivanja na T=20°C nakon 2h⇒ početak vezivanja na T=30°C nakon 1h⇒ čvrstoća pri savijanju nakon 28 dana min 6MPa
Beton za kolovozne konstrukcijej
Agregat: ⇒ otpornost na drobljenje i habanje prema metodi “Los Angeles”⇒ termička kompatibilnost⇒ otpornost na dejstvo mraza⇒ Dmax≤1/3 ab
Dodaci:kompatibilni sa cementom⇒ kompatibilni sa cementom
Čvrstoća betona⇒ prizmatični uzorci 10x10x40cm⇒ MB i fzs za starost od 28 dana (10% fraktil)
Predviđeno saobraćajno opterećenje
MB (MPa)
fzs(MPa)
Vrlo teško 40 5,0
Teško 35 4,5
Ostalo 30 4,0
Beton za kolovozne konstrukcijej
Ostale karakteristike:
Vodonepropusnost min V-6 (pri starosti od 28 dana) Otpornost na dejstvo mraza min M-200 (pri starosti od 28 dana) Ot t h b j ( i t ti d 28 d )Otpornost na habanje (pri starosti od 28 dana):⇒ 18cm3/50cm2 u suhom stanju⇒ 35cm3/50cm2 u vodom zasićenom stanju
B.II, max v/c=0,5
Proizvodnja u fabrikama betona prema JUS U.M1.050, JUS j p ,U.M1.051 i JUS U.M1.052Transport: transportovani betonUgradnja: specijalnim finišerimaUgradnja: specijalnim finišerimaZavršna obrada: vibracione gladilice
Beton za prednapregnute konstrukcijep p g j
Agregat: sve vrste da ispunjavaju uslove PBAB87Cement na bazi PC definisani: JUS B C1 009 JUS B C1 011 JUSCement na bazi PC definisani: JUS B.C1.009, JUS B.C1.011, JUS B.C1.013 i JUS B.C1.014⇒ izbjegavati cemente sa dodatkom pucolana
al minatni cement⇒ aluminatni cementDodaci: ⇒ svi koji nisu agresivni prema čeliku ⇒ na bazi hlorida nisu dozvoljeni⇒ Dozvoljeno≤0,2% hlor-jona u odnosu na mc
≤0,4% mc uz dokaz na štetno dijelovanje na čelikB.II, min MB30Za prednaprezanje elemenata t< 28 dana, čvrstoća pri pritisku ≥70% p p j , p pčvrstoće predviđene za starost od 28 dana (min 30MPa)
Prefabrikovani beton
Prednosti u odnosu na klasičnu tehnologiju betona:
⇒ Dobijamo betone ujednačenih kvaliteta odnosno betone⇒ Dobijamo betone ujednačenih kvaliteta, odnosno betone visokih fizičko-mehaničkih svojstava i visoke trajnosti
⇒ Omogućavamo očvršćavanje betona u kratkim rokovima⇒ Omogućavamo odvijanje proizvodnog procesa tokom
cijele godine⇒ Povećavamo ukupnu proizvodnost pogona i povećavamo⇒ Povećavamo ukupnu proizvodnost pogona i povećavamo
racionalnost produkcije
Prefabrikovani beton
Osnovne tehnološke operacije:⇒ Priprema armature i kablova za prednaprezanje (eventualno) i
njihovo postavljanje u oplate-kalupe⇒ Spravljanje i ugrađivanje betona uz primjenu odgovarajućih
uređaja za njegovo kompaktiranje (vibriranje, presovanje i dr.)⇒ Primjena postupaka ubrzanog očvršćavanja betona
(hidrotermalna obrada)⇒ Izvođenje prednaprezanja (ako postoji)
Osnovne tehnološke šeme:⇒ Lančana
Lančano-agregatnaKonvejerska
⇒ ŠtandnaKasetna
Prefabrikovani beton
Lančano-agregatna šema:⇒ Kalupi i izbetonirani elementi sa kalupima se pomoću kranova
premještaju od punkta do punkta sa intervalom vremena koji zavisi od trajanja operacije na datom punktu
A d t1-oslobađanje elementa od kalupa 2-premazivanje kalupa3-montaža armature i/ili kablova za prednaprezanje
A-dovoz armature B-dovoz svježeg betonaC-odnošenje elementa na deponijuP1-prenošenje kalupa P2-transport elementa do komore za hirotermalnu p p j
4-ugrađivanje betona 5-hidrotermalna obrada
pobraduP3- iznošenje elementa iz komore za hidrotermalnu obradu
Prefabrikovani beton
Konvejerska šema:⇒ Kalupi i izbetonirani elementi sa kalupima se pomoću tzv.
pulzirajuće trake premještaju od punkta do punkta u tačno određenim vremenima
1-uređaj za podizanje2 uređaj za horizontalni transport
7-zona odležavanja8 komora za prethodnu termičku obradu2-uređaj za horizontalni transport
3-pogon lifta4-transporter svježeg betona5-vibrouređaj6 uređaj za zaglađivanje površine
8-komora za prethodnu termičku obradu9-pogon uređaja za spuštanje 10-uređaj za spuštanje11-kalup12 komora za konačnu termičku obradu6-uređaj za zaglađivanje površine 12-komora za konačnu termičku obradu
Prefabrikovani beton
Štandni način proizvodnje:⇒ Elementi ostaju na jednom mjestu a mašine i potrebna oprema
se premještaju od jednog do drugog kalupa⇒ npr. izrada prefabrikata na stazama za prednaprezanje
Kasetni način proizvodnje:⇒ elementi u vertikalnim kalupima-kasetama⇒ npr ravni tankozidni elementi (unutrašnji i spoljni betonski⇒ npr. ravni tankozidni elementi (unutrašnji i spoljni betonski
paneli)
Prema JUS U.E3.050:MB20 i i b t⇒ ≥MB20 za armirani beton
⇒ ≥MB30 za prednapregnuti beton⇒ čvrstoća neophodna za dalje operacije, ali ≥15MPa
Dekorativni (vidljivi) beton( j )
Dva osnovna načina obrade:⇒ Primjenom izvjesnih postupaka koji će se sprovoditi tokom
izrade samog elementa (konstrukcije)⇒ Primjenom određenih postupaka koji će biti primjenjeni tek po završetku
i d l t (k t k ij ) t k št b t d ti d iđizrade elementa (konstrukcije), tek pošto beton dostigne predviđenu čvrstoću
Karakteristike komponenti:⇒ Obojeni cementi⇒ Agregat čist i homogenog sastava⇒ Količina cementa zajedno sa količinom sitnih čestica agregata j g g
(<0,25mm):
Najveća frakcija agregata (mm) Najmanja ukupna količina cementa i čestica manjih od 0,25 mm (kg/m3)
4-8 500-575
8-16 425-500
16-32 350-425
Dekorativni (vidljivi) beton( j )
Način a:H i t l i li li d l d j ć t i d⇒ Horizontalni paneli sa licem prema dole: odgovarajuće matrice od gume, drveta ili plastičnih masa
⇒ Horizontalni paneli sa licem prema gore: valjci sa određenim udubljenima i ispupčenjimaudubljenima i ispupčenjima
Način b:⇒ Dodatno glačanje (ručno ili mašinski) očvrslog betona⇒ Postupci brušenja, pjeskarenja, pikovanja i dr.⇒ “Otkrivanje” zrna agregata primjenom mehaničkih (metalnih) četki
(1,5MPa) ili mlaza vode (cca 0,4MPa)P t k š j k ih t ( 20 ) k l j⇒ Postupak nanošenja krupnih zrna agregata (cca 20mm) preko sloja cementnog maltera 10-20mm, lakim valjcima ili vibriranjem
⇒ Razastiranje sloja pjeska (1-2cm), sloja krupnog agregata, pa se preko toga ugrađuje beton te slijedi “otkrivanje” zrna agregata i uklanjanjetoga ugrađuje beton, te slijedi otkrivanje zrna agregata i uklanjanje pjeska
Izvođenje betonskih radova u jekstremnim klimatskim uslovima
Prema PBAB87 to su spoljne temperature <5°C i >30°CPrema PBAB87 to su spoljne temperature <5 C i >30 CPosebni uslovi su iz sljedećih razloga:⇒ Ako je temperatura svježeg betona <5°C (ispod 0°C), dolazi do
smrzavanja betona, degradacije njegove strukture i drastičnog pada fizičko-mehaničkih osobina
⇒ Ako je temperatura >30°C dolazi do brzog procesa hidratacije produkti⇒ Ako je temperatura >30 C, dolazi do brzog procesa hidratacije, produkti hidratacije imaju slabija mehanička svojstva, pojava značajnijih termičkih napona i povećan broj mikroprslina
⇒ Ako je temperatura >30°C, povećava se potreba za vodom (zahtjevana konzistencija), smanjivanje čvrstoće i trajnosti betona
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Na temperaturama <5°C:K i titi t iših kl i jih t d d tk ( t⇒ Koristiti cemente viših klasa i manjih procenata dodatka zgure (cemente viših toplota hidratacije)
⇒ Izbjegavati cemente sa dodatkom pucolana i pucolanske cementeKoristiti veće količine cementa⇒ Koristiti veće količine cementa
⇒ Koristiti dodatke tipa palstifikatora i superplastifikatora (smanjenje vodocementnog faktora), te : akceleratore i antifrize
Temperatura očvršćavanja betona
(°C)
Količina dodataka (%) u odnosu na masu cementa
NaCl+CaCl2 NaNO3 K2CO3 (potaša)
-5 3,0+0 4-6 5-6
-10 3,5+1,5 6-8 6-8
-15 3,0+4,5 8-10 8-10
-20 - - 10-12
Optimalne količine protivmraznih dodataka betonu
-25 - - 12-15
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Na mjestu ugrađivanja:
Karakteristike presjeka – minimalne dimenzije (cm) Temperatura (°C)Vrlo tanki presjeci (<30 cm) 10-13
Tanki presjeci (30-90 cm) 7-10
Minimalne temperature betona na mjestu ugrađivanja Tbu
Normalni presjeci (90-180 cm) 5-7
Masivni presjeci (>180 cm) 3-5
⇒ za transport pomoću automiksera: ΔT=0,25(Tbu-Tv)⇒ za transport pomoću otvorenih dampera: ΔT=0,20(Tbu-Tv)
t t ć k i ih d ΔT 0 10(T T )⇒ za transport pomoću pokrivenih dampera: ΔT=0,10(Tbu-Tv)
⇒ ΔT=2°C ⇒ ako je spoljna temperatura iznad -1°CT C k j lj i đ 1 i 1 C⇒ ΔT=5°C ⇒ ako je spoljna temperatura između -1 i -15°C
⇒ ΔT=8°C ⇒ ako je spoljna temperatura ispod -15°C
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Na mjestu spravljanja:
Temperatura spoljašnjesredine (°C)
Karakteristike presjeka – minimalne dimenzije (cm)<30 30-90 90-180 >180
> -1 12-15 9-12 7-9 5-7
Minimalne temperature betona na mjestu spravljanja Tbo
-15 do -1 15-18 12-15 10-12 8-10
< -15 18-21 15-18 13-15 11-13
( )a a a c c c v v vbo
a a c c v v
S T m S T m S T mT CS m S m S m
⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅= °
⋅ + ⋅ + ⋅
Sa,Sc,Sv – specifični toplotni kapacitetiTa,Tc,Tv – početne temperaturema,mc,mv – mase agregata, cementa i vode u 1m3
Za povećanje temperature betona za 1°C⇒ temperaturu agregata za cca 1,5°C ili agregat (max.65°C)
10 C ili ( 0 C)⇒ temperaturu cementa za cca 10°C ili cement (max.50°C)⇒ temperaturu vode za cca 3,5°C voda (max.100°C)
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Osnovni principi tehnologije zimskog betoniranja:⇒ zagrijavati vodu na 40-70°C (Tv≥-1°C)⇒ zagrijavanje agregata: sistemi za zagrijavanje putem vodene
pare (perforirane cijevi)⇒ termička zaštita bunkera za agregat i silosa za cement⇒ transportna sredstva sa određenim sistemima termičke zaštite⇒ pri ugrađivanju betona:⇒ p ug ađ a ju beto a
prekrivanje otvorenih površina betona (elementa i konstrukcija) prikaladnim izolacionim materijalimaizrada oplata sa dodatnim izolacionim slojevimaizrada oplata sa dodatnim izolacionim slojevimapostavljanje izbetoniranih elemenata i konstrukcija u zatvorene prostoredirektno zagrijavanje elemenata i konstrukcija putem vodenedirektno zagrijavanje elemenata i konstrukcija putem vodene pare, otvorene vatre, električne struje i dr.
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Osnovni principi tehnologije zimskog betoniranja:ne smije se dozvoliti naglo hlađenje betona u prvih 24h po⇒ ne smije se dozvoliti naglo hlađenje betona u prvih 24h po završetku betoniranja
⇒ max. dopušteni padovi temperature na površinama betona elemenata u prvih 24h po ugrađivanju betona:elemenata u prvih 24h po ugrađivanju betona:Karakteristike presjeka – minimalne dimenzije (cm) Temperatura (°C)
Vrlo tanki presjeci (<30 cm) 28
Tanki presjeci (30 90 cm) 22
⇒ spasavanje “smrznutog” betona:
Tanki presjeci (30-90 cm) 22
Normalni presjeci (90-180 cm) 17
Masivni presjeci (>180 cm) 11
⇒ spasavanje smrznutog betona:neposredno po završetku procesa ugrađivanja (etapa I), zagrijavanjem, kompaktiranjem i zaštitom od daljeg dejstva mrazapolijevanje “cementnim mlijekom”
Izvođenje radova na niskim temperaturama
Termos metoda:⇒ pogodna kod masivnih konstrukcija, tj. konstrukcija koje su sa
malim površinama kontakta sa spoljašnom sredinom⇒ stepen masivnosti je određen tzv. modulom površine:
VFM p =
⇒ naročito uspješna kod konstrukcija kod kojih je Mp≤6⇒ kod većih modula površine koristi se u kombinaciji sa
protivmraznim dodacima
V
⇒ ukupna količina toplote u betonu treba da bude jednaka gubicima toplote koje će konstrukcija imati pri hlađenju do 0°C, za neko vrijeme hlađenja th:
( ),
3,6opb sv b bu c cth
hp bs v
RS T m Qt
M T Tγ +
= ⋅− α( )p
Izvođenje radova na visokim temperaturama
Osim visoke temeperature, nepovoljni faktori su:Niska relativna vlažnost (RH)⇒ Niska relativna vlažnost (RH)
⇒ Povećana brzina vjetra
Nepovoljni faktori uslovljavaju:t b ć k liči d⇒ potrebu za većom količinom vode
⇒ brzu promjenu konzistencije⇒ skraćivanje vremena početka vezivanja svježeg betona⇒ brzo isparavanje vode nastanak prslina i pukotina (veliko plastično⇒ brzo isparavanje vode, nastanak prslina i pukotina (veliko plastično
skupljanje) ⇒ povećanje skupljanja: hidratacionog i hidrauličnog⇒ smanjenje čvrstoće i trajnosti
Na temperaturama >30°C:⇒ koristiti manje količine cementa i cemente sa malom toplinom
hidratacije⇒ upotreba veće količine vode i aditiva
Izvođenje radova na visokim temperaturamaOsnovni principi tehnologije ljetnjeg betoniranja:⇒ lagerovanjem vode za spravljanje betona u cisternama ukopanim u zemlju
(20-22°C)( )⇒ izvođenje termičke zaštite silosa za cement ili bar bojenjem ovih silosa
bijelom bojom⇒ zaštita agregata od direktnog dijelovanja sunca putem nastrešica,
fpovremeno kvašenje krupnih čestica agregata ueđajima za fino raspršivanje⇒ hlađenje vode u hladnjacima tzv.kulerima (6°C)⇒ ubacivanjem drobljenog leda u cisterne za lagerovanje vode ili u mješalicu
transportna sredstva izolovana od djelovanja visokih spoljašnjih temperatura⇒ transportna sredstva izolovana od djelovanja visokih spoljašnjih temperatura i što manjeg kapaciteta, transportni put što kraći
⇒ mjesto ugrađivanja zaštiti od sunca i vjetra, a u prvih nekoliko sati obezbjediti povremeno hlađenje oplatej p j p
⇒ izbjegavati ugradnju betona po danu (noćno betoniranje) ⇒ njegovanje najmanje 7-10 dana, neprekidnim kvašenjem (perforirane cijevi,
sistem raspršivanja), pokrivačima od jute, filca i sl.
Slijedeće predavanje:
KONTROLA KVALITETE BETONA I PROJEKAT BETONA