VEŽBA 7.

ISPITIVANJE BETONA I

NJEGOVIH KOMPONENTI

O betonu...

Beton je konstruktivni materijal koji nastaje

očvršćavanjem mešavine:

kamenih agregata,

mineralnog veziva i

vode

aditivi

Aktivne komponente

Pasivna komponenta

Plastifikatori

Areanti

Akceleratori

Retarderi

Zaptivači

Antifrizi

ADITIVI

komponente koje poboljšavaju odgovarajuće

karakteristike betona Ubrzivači (akceleratori) – ubrzavaju vreme vezivanja cementa

i očvršćavanja betona

Usporivači (retarderi) – usporavaju vreme vezivanja cementa i

očvršćavanja betona

Plastifikatori – ostvaruju bolju ugradivost svežeg betona uz

smanjenje količine vode

Aeranti – stvaraju vazdušne mehuriće u betonu što povećava

otpornost na mraz

Zaptivači – sprečavaju kapilarno upijanje vode i poboljšavaju

vodonepropustljivost

Antifrizi – dodaci za omogućavanje betoniranja pri niskim ili

visokim temperaturama

Osobine i primena betona

Dobre osobine betona su: zadovoljavajuća pritisnačvrstoća, velika trajnost, otpornost na hemijske uticaje, podesan je za izradu složenih konstrukcija i formi i dr.

Nedostaci betona: krtost, mala nosivost kod smičućih izateznih naprezanja, nije u stanju da odmah primi puno

opterećenje po ugradnji i dr.

1. Građevinarstvo

2. Rudarstvo (podgradni materijal podzemnih rudničkih objekata –

izvozna okna, glavni transportni hodnici, navozišta, bunkeri, sipke,

vodo-sabirnici, pumpne komore i dr., za izradu brana, portala, kanala

itd.)

Vezivni materijali

cement,

gips,

kreč,

asfalt,

epoksi smole

1. najčešće se koristi portland cement,

2. ređe lafarž cement

Kameni agregat

• pesak

• šljunak i

• drobljeni kamen

Agregat učestvuje sa 7080% u ukupnoj masi betona i

od njegovog kvaliteta zavise i svojstva očvrslog betona

Voda

• neophodna komponenta svake betonske mešavine, samo uz njeno prisustvo se mogu odvijati:

– procesi vezivanja i

– očvršćavanja cementa

– viskozitet betonske smeše (efikasna ugradivost i obradivost)

• obična pijaća voda se može koristiti za spravljanje betona

Ispitivanje kamenih agregata

Određivanje zagađenosti kamenih agregata

organskim materijama-kalorimetrijskom metodom

Određivanje granulometrijskog sastava kamenih

agregata metodom suvog prosejavanja

Po potrebi se ispituje pritisna čvrstoća drobljenog

kamena (mora biti preko 80MPa)

Ispitivanje kamenih agregata

Određivanje zagađenosti kamenih agregata

organskim materijama-kalorimetrijskom metodom

Ovom metodom ispituju se kameni agregati veličine zrna do

8mm. Sama metoda bazirana je na upoređenju boje tečnosti

iznad ispitivanog agregata sa bojom standardnog rastvora za

upoređenje-etalonom.

rastvor 30g/l natrijum-hidroksida sve dotle dok

zapremina agregata i tečnosti posle mućkanja ne

dostigne 200cm3

- 24h u tamnoj prostoriji

- Ako je boja tečnosti iznad agregata svetlija od boje

standardnog rastvora smatra se da je agregat čist i nije zagađen

Određivanje granulometrijskog sastava kamenih

agregata metodom suvog prosejavanja

vaga sa tačnošću merenja od 0,1% mase ispitivanog uzorka,

garnitura sita prema SRPS-u L.J9.010 sa sledećim otvorima u

mm: 0,063; 0,090; 0,125; 0,250; 0,500; 0,710; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0;

11,2; 16,0; 22,4; 31,5; 63,0; 125,0.

I frakcija: od 0 do 4mm

II frakcija: od 4 do 8mm

III frakcija: od 8 do 16mm i

IV frakcija: od 16 do 31,5mm

Za spravljanje betona najčešće se

koriste četiri frakcije agregata:

Priprema uzorka

-četvrtanje

Najčešće se uzima masa uzorka od 5kg sa

tačnošću od 0,1%.

Uticaj granulometrijskog sastava na kvalitet betona: a,b,c)nepravilan sastav: a) krupan agregat+cement; b)krupan i sitan agregat+cement;

c)krupan i srednji agregat+cement; d)pravilan sastav: sitan, srednji i krupan agregat+cement

Uticaj granulometrijskog sastava na kvalitet betona: a,b,c)nepravilan sastav: a) krupan agregat+cement; b)krupan i sitan agregat+cement;

c)krupan i srednji agregat+cement; d)pravilan sastav: sitan, srednji i krupan agregat+cement

Uticaj granulometrijskog sastava na kvalitet betona: a,b,c)nepravilan sastav: a) krupan agregat+cement; b)krupan i sitan agregat+cement;

c)krupan i srednji agregat+cement; d)pravilan sastav: sitan, srednji i krupan agregat+cement

Uticaj granulometrijskog sastava na kvalitet betona: a,b,c)nepravilan sastav: a) krupan agregat+cement; b)krupan i sitan agregat+cement;

c)krupan i srednji agregat+cement; d)pravilan sastav: sitan, srednji i krupan agregat+cement

Određivanje granulometrijskog sastava

Pun ostatak Qn gaaaaaQn

i

inn

1

321

Ostaci na pojedinim sitima Pn (%) %1001

i

n

i

n

na

QP

Procenat prolaza kroz Yn %100 nn PY

Delimični ostaci an

Otvor sita dnOtvori sita u mm: 0,063; 0,090; 0,125; 0,250; 0,500; 0,710; 1,0;

2,0; 4,0; 8,0; 11,2; 16,0; 22,4; 31,5; 63,0; 125,0

a1, a2, ..., an

Ispitivanje granulometrijskog sastava kamenog agregata

Vrsta kamenog agregata , Maksimalna veličina zrna: dmax= , mm Masa agregata koji se prosejava: m = , g.

dn mm

an

g

Qn

g

Pn

g

Yn

g

63

31,5

16

8

4,0

2,0

1,0

0,5

0,25 DNO

an g

Linija prosejavanja kamenih agregata za beton: P i P

’- granične linije prosejavanja

Ispitivanje cementa

Fizičko – hemijske osobine cementa:

gustina-specifična masa s,

konzistencija-potrebna količina vode za

zamešivanje,

početak i kraj vremena vezivanja,

stalnost zapremine,

finoća mliva,

Mehaničke osobine cementa:

savojna čvrstoća,

pritisna čvrstoća-klasa cementa i dr.

Određivanje specifične mase cementa

33

0

m

kgili

cm

g

V

m

a

S

Određivanje finoće mliva cementa

Cement se prosejava kroz sito veličine otvora 0,09mm,

odnosno 4900 rupica/cm2. Sejanje može da se vrši

ručno ili mašinski. I kod jednog i kod drugog načina

prosejavanja na situ ne sme da ostane više od 10%

ukupne mase, što garantuje da je cement zadovo-

ljavajuće finoće mliva. Kod naših cemenata je najčešći

slučaj da se ostatak na situ kreće oko 3%.

Određivanje specifične površine po Blenu

Specifična površina je razvijena površina zrnaca

jednog grama fino sprašenog materijala.

Za određivanje specifične površine cementa

koristi se Blenov permoabilimetar.Određivanje standardne konzistencije

cementne kaše Vikatovim aparatom

Vikatov aparat: a) valjak; b) Vikatova igla; c) dodatni

teg do 300g;

d) konusni prsten

Posle 30s se očita položaj kazaljke na skali. Ako se valjak zadrži

na 57mm iznad staklene podloge, smatra se da kaša ima

standardnu-normalnu konzistenciju.

Određivanje početka i kraja

vremena vezivanja

cementa

Početkom vezivanja cementa se smatra trenutak kada

se Vikatova igla zaustavi u cementnoj kaši na visini od

35mm iznad staklene podloge, što mora biti

ustanovljeno na tri proizvoljna mesta.

Stalnost

zapremine

cementa

Kolačić

Šatelijev prsten

Uzorak za ispitivanje

Prizmatične gredice dimenzija 4x4x16cm, koje su

napravljene od plastičnog cementnog maltera. Razmera

mešanja cementa, vode i standardnog kvarcnog peska

je u odnosu: mc : mp = 1 : 3; mv : mc = 0,5.

Za spravljanje standardnog cementnog maltera uzima

se: 450g cementa, 450g fine frakcije, 450g srednje

frakcije i 450g krupne frakcije kvarcnog peska, kao i

225ml pijaće vode. Kvarcni pesak mora imati čistoću od

98%Si sa tačno definisanom krupnoćom zrna. U našoj

zemlji takvog peska ima u mestu Rgotina kod Zaječara

Ispitivanje mehaničkih čvrstoća cementa

Ispitivanje savojne čvrstoće cementa

MPaW

Mmf

max

gde je:

Mmαx - maksimalni moment savijanja i iznosi: NmlF

M4

max

W - otporni moment preseka : 33

6mm

aW

l - rastojanje između oslonca, mm a - širina preseka uzorka, mm. Zamenom se dobija obrazac za savojnu čvrstoću:

MPaa

lFmf 32

3

Savojna čvrstoća se uzima kao srednja vrednost od tri pojedinačna

ispitivanja. Savojna čvrstoća cementa može se izračunati i po obrascu:

MPaFmf

25,0

gde je: F - granična sila loma, kN.

posle 1; 3; 7 ili 28 dana Mikeli (Michaelis) presa

Ispitivanje pritisne čvrstoće-klase cementa

MPaS

Fm

m

C

C

gde je: S - površina koja se opterećuje, S = 16cm2.

Način ispitivanja pritisne čvrstoće: 1) čelične pločice;

2) ispitivane polutke; 3) zglob mašine

- Ispitivanje na dobijenim polutkama (6 komada)

- Specijalna hidraulična presa

Ispitivanje pritisne čvrstoće-klase cementaMehaničke čvrstoće cementa

SAVIJANJE PRITISAK

Masa uzorka

Fmf Fmf, sr mf Fmc Fmc, sr mc Broj

uzorka

g kN kN MPa

Broj uzoraka

kN kN MPa

1 1

2

3 2

4

5 3 Fmf=

6 Fmc=

Minimalne vrednosti čvrstoća cementa

Minimalne čvrstoće u MPa

Posle 1 dan Posle 3 dana Posle 7 dana Posle 28 dana Klasa

cementa Savojna Pritisna Savojna Pritisna Savojna Pritisna Savojna Pritisna

25 - - - - 2,5 10,0 4,0 22,0

S*

- - - - 3,5 14,0 35

B**

- - 3,0 14,0 - - 5,0 31,0

S - - 3,0 14,0 - - 45

B - - 3,5 18,0 - - 5,5 40,0

55 3,5 18,0 - - - - 6,5 49,0 * cement sa sporijim prirastom čvrstoće

** cement sa bržim prirastom čvrstoće

Ispitivanje karakteristika svežeg betona‚ priprema

uzorka za ispitivanje i ispitivanje karakteristika

očvrslog betona

• ispitivanje konzistencije sveže betonske

mase

• ispitivanje karakteristika očvrslog betona-

postupak ispitivanja pritisne čvrstoće-

marke betona

1. metoda sleganja,

2. metoda rasprostiranja,

3. VEBE metoda i

4. metoda sleganja vibriranjem

Prema konzinstenciji

svež beton može biti:

vlažan‚ plastičan i vrlo

plastičan.

cmhhh 21

1. metoda sleganja,

2. metoda rasprostiranja,

3. VEBE metoda i

4. metoda sleganja vibriranjem

Izrada probnih betonskih tela za ispitivanje

karakteristika očvrslog betona

Šematski prikaz ugradnje betona u kalup probne kocke ivice 20cm

•kocke ivice 20cm za ispitivanje pritisne čvrstoće-marke betona, i

•cilindri prečnika 15cm i visine H=30cm za ispitivanje čvrstoće pri zatezanju

Ispitivanje pritisne čvrstoće-

marke betona1; 7 ili 28 dana

Postupak ispitivanja betonske kocke ivice 20cm na presi snage 300 t; a) ploče za pritiskivanje

MPaS

Fm

m

c

c