63 Hemijski Dodaci Betonu [Read-Only]

Prof. dr DRAGICA JEVTI, dipl.in.tehn.

DODACI BETONUDODACI BETONU

Upotrebljavamo termin dodatak betonu ili aditiv (,,adjuvant" na francuskom, ,,admixture" na engleskom) koji oznaava svaki proizvod dodat pri meanju uobiajenih sastavnih delova maltera i betona, koji je u tenom stanju ili u obliku praha, a dozira se prema masi (teini) cementa, u cilju promene izvesnih eljenih karakteristika maltera i betona bilo u sveem, bilo pri prelazu iz sveeg u ovrsilo stanje, bilo u ovrslom stanju.

Upotreba dodataka malteru i betonu u cilju promene, izvesnih osobina maltera i betona stara je isto toliko koliko i upotreba samog cementa tj. uopte veziva. Rimljani su ve upotrebljavali krv, svinjsku mast i mleko kao dodatke pucolanskom malteru, da poboljaju konzistenciju sveeg maltera. Mada Rimljani to nisu znali, krv je aerant i na taj nain ovaj dodatak je bez ikakve sumnje poboljavao trajnost rimskog maltera. Posle otkrivanja cementa i betona, dodaci betonu su najpre bili potcenjivani, svakako zbog neuspele primene, pa ak jedno vreme smatrani otrovom za cement".

Odluni period nastupa kada se dolo do uverenja da dodaci koji su stvarali vazdune mehurove u betonu poveavaju otpornost betona na uticaj mraza. Dakle, moe se rei da je vazduh odigrao bitnu ulogu. S druge strane, kriterijum maksimalne gustine uinio je da se razviju plastifikatori, a prvi izvetaj o ovome tipu dodataka betonu bio je publikovan od strane Roa 1934. godine.

Primena dodataka betonu u nas nije ni priblino jednaka kao u svetu; dodaci betonu su primenjeni uglavnom na velikim gradilitima i pri izradi hidrotehnikog betona.

DODACI BETONU PREMA JUS STANDARDIMA I VEZA SA EN 934/2

Dodaci betonu prema JUS standardima

Oblast Dodaci betonu obuhvataju sledei domai standardi:

- JUS U.M1.034 (1996) Dodaci betonu, Definicije i klasifikacije, pri emu, ovaj standard se ne odnosi namineralne dodatke betonu;

- JUS U.M1.035 (1996) Dodaci betonu, kvalitet i proveravanjekvaliteta;

- JUS U.M1.036 (1996) Dodaci betonu, Priprema epruveta za ispitivanje uticaja dodataka na osobine betona;

- JUS U.M1.037 (1981) Dodaci betonu, Prethodno ispitivanje radi izbora dodataka betonu sa odreenim agregatom i cementom;- JUS U.M1.038 (1996) Dodaci betonu, Odreivanje potrebne

koliine vode za cementni malter sa dodatkom;- JUS U.M1.039 (1982) Dodaci betonu, Ispitivanja fiziko-

hemijskih svojstava;- JUS U.M1.044 (1982) Dodaci betonu, Ispitivanje uticaja

dodataka na koroziju armature.

Prema ovim standardima tj. prema U.M1.034, dodaci betonu su podeljeni u sledee grupe:

- superplastifikatori- plastifikatori- aeranti - usporivai vezivanja- ubrzivai vezivanja- ubrzivai procesa ovravanja- zaptivai- dodaci za betoniranje pri niskim

temperaturama.

Superplastifikatori: dodaci betonu koji smanjuju koliinu vode za spravljanje betona date konzistencije za najmanje 12 %.

Plastifikatori: dodaci betonu koji pri jednakoj koliini vode poboljavaju obradivost betona ili pri jednakoj obradivosti betona omoguuju smanjivanje koliine vode do 12 %.

Aeranti: dodaci betonu koji pri meaju betona izazivaju stvaranje mehuria vazduha koji su ravnomerno rasporeeni u masi betona i koji poveavaju postojanost prema mrazu.

Usporivai vezivanja: dodaci betonu koji odgaaju poetak i kraj vezivanja cementa.

Ubrzivai vezivanja: dodaci betonu koji ubrzavaju vezivanje cementa. Iz ove grupe izuzimaju se ubrzivai za mlazni beton (torkret-beton).

Ubrziva procesa ovravanja: dodaci betonu koji ubrzavaju ovravanje betona.

Zaptivai: dodaci betonu koji hemijskim reakcijama ili mehanikim putem poveavaju vodonepropustljivost betona.

Dodaci za betoniranje pri niskim temperaturama: dodaci betonu koji omoguavaju betoniranje pri temperaturama ispod +5C.

Dodaci betonu mogu imati kombinovani uticaj na svojstva betona. U tom sluaju, u nazivu grupe dolazi na prvo mesto njegova osnovna karakteristika koja ima najvei uticaj na svojstva betona.

Na primer:

- aerant - plastifikator,- usporiva vezivanja - plastifikator i sl.

Hemijski dodaci betonu prema EN 934/2

Oni se, prema ovom standardu, dele na sledeegrupe:

1. Hemijski dodaci reduktori vode/plastifikatori(Water reducing/plasticizing admixture)

2. Hemijski dodaci visokog stepena redukcije vode/superplastifikatori (High range water reducing/superplasticizing admixture)

3. Dodaci zadrivai vode (Water retaining admixture)4. Hemijski dodaci aeranti (Air entraining admixture)5. Hemijski dodaci ubrzivai vezivanja (Set

accelerating admixture)

6. Hemijski dodaci ubrzivai procesa ovravanja (Hardening accelerating admixture)

7. Hemijski dodaci usporivai vezivanja (Set retarding admixture)

8. Hemijski dodaci zaptivai (Water resisting admixture)

9. Hemijski dodaci reduktori vode /plastifikatori sa efektom usporavanja vezivanja (Set retarding/waterreducing/plasticizing admixture)

10. Hemijski dodaci visokog stepena redukcijevode/superplastifikatori sa efektom usporavanjavezivanja (Set retarding/high range water reducing/superplasticizing admixture)

11. Hemijski dodaci reduktori vode/plastifikatori sa efektom ubrzavanja vezivanja (Set accelerating/ water reducing/plasticizing admixture).

Hemijski dodaci reduktori vode/plastifikatori omoguavaju smanjenje koliine vode bez uticaja na konzistenciju betonske meavine, ili koji ne utiui na sadraj vode poveavaju sleganje/ rasprostiranje betonske meavine, ili proizvode simultano oba efekta.

Hemijski dodaci visokog stepena redukcije vode/superplastifikatori omoguavaju bez uticaja na konzistenciju smanjenje sadraja vode u visokom stepenu za datu betonsku meavinu, ili koji bez uticaja na sadraj vode poveavaju u znaajnoj meri sleganje/rasprostiranje, ili proizvode simultano oba efekta.

Dodaci zadrivai vode smanjuju gubitak vode putem smanjenja izdvajanja vode na povrini betona (bleeding).

Hemijski dodaci aeranti proizvode sitne mehurie vazduha uniformno rasporeene, koji ostaju prisutni i u ovrslom betonu.

Hemijski dodaci ubrzivai vezivanja skrauju vreme poetka vezivanja (transformacija meavine iz plastinog u ovrslo stanje).

Hemijski dodaci ubrzivai ovravanja utiu na razvoj ranih vrstoa betona, sa uticajem ili bez uticaja na vreme vezivanja.

Hemijski dodaci usporivai vezivanja produavaju vreme transformacije meavine iz plastinog u ovrslo stanje.

Hemijski dodaci zaptivai smanjuju kapilarno upijanje ovrslog betona.

Hemijski dodaci reduktori vode/plasti-fikatori sa efektom usporavanja vezivanja po definiciji predstavljaju hemijske dodatke koji proizvode kombinovane efekte smanjenja sadraja vode/efekat plastificiranja (primarni efekat) i efekat usporavanja vezivanja kao sekundarni efekat.

Hemijski dodaci visokog stepena redukcije vode/superplastifikatori sa efektom uspo-ravanja vezivanja ine one hemijske dodatke koji proizvode kombinovane efekte visokog stepena redukcije vode/superplastificirajui efekat kao primarni i efekat usporavanja vremena vezivanja kao sekundarni.

Hemijski dodaci reduktori vode /plastifikatori sa efektom ubrzavanja vezivanja imaju kombi-novani efekat redukcije vode/ plastifikacije (kao primarni efekat) kao i efekat ubrzavanja vezivanja (sekundarni efekat).

Ako se analizira klasifikacija prema EN 934/2, vidi se da postoje hemijski dodaci sa osnovnim, primarnim svojstvom, kao i oni koji poseduju kako primarni, tako i sekundarni efekat, tj. deluju simultano na svojstva betona. Naime, radi se o kombinovanom efektu smanjenja sadraja vode, tj. efektu plastificiranja ili superplastificiranja i efektu usporavanja ili ubrzavanja vezivanja (hemijski dodaci pod brojevima 9, 10 i 11).

Prema EN 934/2 postoji posebna grupa dodataka zadrivai vode (Water retaining admixture) koja kao posebna grupa ne postoji u domaim standardima, dok u domaim standardima postoji tip Hemijski dodaci za betoniranje pri niskim temperaturama, koji nije prisutan u EN 934/2.

Kvalitet i proveravanje kvaliteta dodataka betonu ispituje se u svemu prema JUS U.M1.035 (1996). Prema ovom standardu precizno se navodi kako se uzima proseni uzorak za ispitivanje dodatka betonu. Nadalje, navedena su sva hemijska i fiziko-hemijska ispitivanja dodataka koja treba obaviti kao i ispitivanje uticaja na osobine cementne paste i maltera i ispitivanje uticaja dodataka na osobine betona.

Tabela 1

Tabela 2

Tabela 3.1. Specifini zahtevi za hemijske dodatke visokog stepenaredukcije vode (hrwr)/superplastifikatore (za istu konzistenciju)

Svojstvo Referentni beton

Metoda ispitivanja Zahtevi

1

Redukcija vode

EN 480-1 referentni beton I

sleganje EN 12350-2 ili rasprostiranje EN 12350-5

Na ispitivanoj meavini 12% u odnosu na kontrolnu meavinu

2

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999

na 1 dan: na ispitivanoj meavini 140% u odnosu na kontrolnu meavinu na 28 dana: na ispitivanoj meavini 115% u odnosu na kontrolnu meavinu

3

Sadraj vazduha u sveem betonu


EN 12350-7

Poveanje do 2% na ispitivanoj meavini u odnosu na kontrolnu meavinu

Tabela 3.2. Specifini zahtevi za hemijske dodatke visokogstepena redukcije vode (hrwr) /superplastifikatore (prikonstantnom vodocementom faktoru)

Svojstvo Referentni beton Metoda ispitivanja Zahtevi 1

Porast konzistencije

EN 480-1 referentni beton IV


Porast sleganja 120 mm u odnosu na poetno (30 10) mm Porast rasprostiranja 160 mm u odnosu na poetno (350 20) mm

2

Zadravanje konzistencije



30 min nakon doziranja dodatka konzistencija na ispitivanoj meavini ne sme da padne ispod vrednosti prvobitne konzistencije na kontrolnoj meavini

3 vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999

na 28 dana: na ispitivanoj meavini 90% u odnosu na kontrolnu meavinu

4

Sadraj vaz-duha u sve-em betonu


EN 12350-7


Tabela 4. Specifini zahtevi za dodatke zadrivae vode(pri istoj konzistenciji)

Svojstvo Referentni beton Metoda ispitivanja Zahtevi

1 Izdvajanje vode (bleeding)

EN 480-1 referentni beton II

EN 480-4 Na ispitivanoj meavini smanjenje od 50% u odnosu na kontrolnu meavinu

2

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999


3

Sadraj vaz-duha u sve-em betonu


EN 12350-7


Tabela 5. Specifini zahtevi za hemijske dodatke aerante(pri istoj konzistenciji)

Svojstvo Referentni beton Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

Sadraj vaz-duha u sveem betonu (uvueni vazduh)

EN 480-1 referentni beton III

EN 12350-7 Poveanje od 2,5% po zapremini na ispitivanoj meavini u odnosu na kontrolnu; ukupan sadraj vazduha 4% - 6% (zapreminski)a

2

Karakteristike pornog prosto-ra u ovrslom betonu


EN 480-11c Faktor razmaka (spacing factor) kod ispitivane meavine 0,200 mm



prEN 12390-3:1999


a Svi zahtevi se odnose na istu ispitivanu meavinu. b Dozaa se ne preporuuje, ve treba prethodnim probama dostii zahtevani sadraj vazduha c EN 480-11 je referentna metoda. Mogu se koristiti i druge metode za odreivanje faktora razmaka (spacing factor) ime e se dobiti isti rezultati kao i za metodu EN 480-11.

Tabela 6. Specifini zahtevi za hemijske dodatke ubrzivaevremena vezivanja (pri istoj konzistenciji)

Svojstvo Referentni malter/beton

Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

Poetak vremena vezivanja

EN 480-1 malter

EN 480-2

Na 20oC: 30 min na ispitivanoj meavini; Na 5oC: na ispitivanoj meavini 60% u odnosu na kontrolnu meavinu

2

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999

na 28 dana: 80% u odnosu na kontrolnu meavinu na 90 dana na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine na 28 dana

3

Sadraj vaz-duha u sveem betonu


EN 12350-7

Poveanje od 2% na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine na 28 dana

Tabela 7. Specifini zahtevi za hemijske dodatke ubrzivae ovravanja (pri istoj konzistenciji)

Svojstvo Referentni beton Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999

na 20o C, posle 24 h: na ispitivanoj meavini 120% u odnosu na kontrolnu meavinu; na 20oC, posle 28 dana: na ispitivanoj meavini 90% u odnosu na kontrolnu meavinu; na 5oC, posle 48 h: na ispitivanoj meavini 130% u odnosu na kontrolnu

2

Sadraj vaz-duha u sveem betonu


EN 12350-7

Poveanje do 2% po zapremini na ispitivanoj meavini u odnosu na kontrolnu meavinu

Tabela 8. Specifini zahtevi za hemijske dodatke usporivaevremena vezivanja (pri istoj konzistenciji)


Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

Vreme vezivanja

EN 480-1 malter

EN 480-2

Poetak: na ispitivanoj meavini kontrolna meavina +90 min Kraj: na ispitivanoj meavini kontrolna meavina + 360 min



prEN 12390-3:1999

na 7 dana: na ispitivanoj meavini 80% u odnosu na kontrolnu meavinu na 28 dana: na ispitivanoj meavini 90% u odnosu na kontrolnu meavinu

3



EN 12350-7


Tabela 9. Specifini zahtevi za hemijske dodatke zaptivae

(pri istoj konzistenciji ili istom vodocementnom faktoru)a


Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

Kapilarna apsorpcija

(upijanje)

EN 480-1 malter

EN 480-5

Ispitivanje na 7 dana, nakon 7 dana nege: na ispitivanoj meavini 50% po masi u odnosu na kontrolnu meavinu Ispitivanje na 28 dana posle 90 dana nege: na ispitivanoj meavini 60% po masi u odnosu na kontrolnu meavinu



prEN 12390-3:1999

na 28 dana: 85% u odnosu na kontrolnu meavinu

3



EN 12350-7


a Sva ispitivanja se obavljaju ili pri istoj konzistenciji ili pri istom vodocementnom faktoru

Tabela 10. Specifini zahtevi za hemijske dodatke reduktore vode /plastifikatore sa efektom usporavanja vezivanja (za istukonzistenciju)


Metoda ispitivanja

Zahtevi



prEN 12390-3:1999


2

Vreme vezivanja

EN 480-1 malter

EN 480-2

Poetak: na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine + 90 min; Kraj: na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine + 360 min

3 Redukcija vode


Sleganje EN 12350-2 ili rasprostiranje EN 12350-5


4



EN 12350-7


Tabela 11.1. Specifini zahtevi za hemijske dodatke visokogstepena redukcije vode (hrwr) /superplastifikatore saefektom usporavanja vezivanja (za istu konzistenciju)


Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999

na 7 dana: na ispitivanoj meavini 100% u odnosu na kontrolnu meavinu na 28 dana: na ispitivanoj meavini 115% u odnosu na kontrolnu meavinu

2

Vreme vezivanja

EN 480-1 malter

EN 480-2

Poetak: na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine + 90 min Kraj: na ispitivanoj meavini od kontrolne meavine + 360 min

3 Redukcija vode




4



EN 12350-7


Tabela 11.2. Specifini zahtevi za hemijske dodatke visokogstepena redukcije vode (hrwr) /superplastifikatore sa efektomusporavanja vezivanja (pri istom vodocementnom faktoru)


Metoda ispitivanja

Zahtevi

1

Zadravanje konzistencije



60 min posle dodavanja hemijskog dodatka konzistencija ne sme da padne ispod vrednosti konzistencije dobijene na kontrolnoj meavini

2

vrstoa pri pritisku


prEN 12390-3:1999


3 Sadraj vazduha u sveem betonu


EN 12350-7


Tabela 12. Specifini zahtevi za hemijske dodatke reduktorevode/plastifikatore sa efektom ubrzavanja vezivanja (za istukonzistenciju)

Svojstvo Referentni beton/malter

Metoda ispitivanja

Zahtevi



prEN 12390-3:1999


2 Poetak vremena vezivanja

EN 480-1 malter

EN 480-2

Na 20oC: na ispitivanoj meavini 30 min na 5oC: na ispitivanoj meavini 60% u odnosu na kontrolnu meavinu

3 Redukcija vode




4



EN 12350-7


Konzistencija Referentni beton

Vrsta hemijskog dodatka

Sadraj cementa4)

kg/m3 Sleganje2)

(mm) Rasprostiranje2)

(mm) reduktori vode/plastifikatori hrwr/superplastifikatori ubrzivai vezivanja ubrzivai ovravanja usporivai vezivanja

I

zaptivai

350 5

70 10

400 20

II zadrivai vode3) 350 5 120 20 450 20 III aeranti 350 5 50 10 350 10 IV hrwr/superplastifikatori 350 5 30 10 350 20

Tabela 14. Zahtevi za referentni beton

REZULTATI SOPSTVENIH ISPITIVANJAUticaj superplastifikatora na promenu konzistencije, vrstoe i trajnosti betona

U daljem e se prikazati rezultati sopstvenih laboratorij-skih ispitivanja primene jednog superplastifikatora na bazi melmenta. Radi se o promeni konzistencije betona u zavisnosti od procenta upotrebljenog superplastifika-tora, kao i o vrstoama betona pri pritisku za sluaj kada se upotrebom superplastifikatora smanjuje potrebna koliina vode u betonu uz uslov obezbedjenja iste konzistencije. Reprezentovae se rezultati ispitiva-nja koji se odnose kako na meavine betona spravljene bez dodatka superplastifikatora, tako i na one izraene sa dodatkom superplastifikatora.

Kod svih betonskih meavina bila je prisutna ista vrsta, klasa i koliina cementa (PC 30z45B - 330 kg/m3) fabrike Beoin, kao i ista granulometrijska kompozicija agregata. Primenjen agregat je bio reni, "Moravac", separisan u etiri uobiajene frakcije (0/4, 4/8, 8/16 i 16/31,5 mm). U granulometrijskoj kompoziciji bile su prisutne sledee koliine pojedinih frakcija 0/4-30%; 4/8-20%; 8/16-20% i 16,31,5-30%. Uzorci su spravljeni u laboratorijskoj protivstrujnoj mealici kapaciteta 120 litara, tipa Eirich, a ugradjivani na vibro stolu Vibro-Verken sa 2890 vibracija/min i amplitudom cca 1 mm. Konzistencija betonskih meavina ispitivana je na dva naina: preko mere sleganja (standard JUS U.M8.050) i preko Vebe metode (standard JUS U.M8.054).

Na sl. 1 prikazani su rezultati merenja konzistencije meavina u funkciji vodocementnih faktora i upotrebljcne koliine superplastifi-katora. Vodocementni faktori izradjenih meavina, kao to se vidi, varirali su izmedju 0,35 i 0,70.

Sl. 1. Zavisnost konzistencije betona od vodocementnog faktora isadraja superplastifikatora

Prema tome, dakle, tretirano je sedam betonskih meavina bez dodatka superplastifikatora (elaloni) i sedam betonskih meavina sa dodatkom superplastifikatora. Na spravljenim betonskim uzorcima, tj. na ovrslom betonu, odredjivana je vrstoa pri pritisku nakon 28 dana. Rezultati ispitivanja prikazani su na sl. 2.

Na osnovu sprovodenih ispitivanja moe se zakljuiti da se pri modeliranju karakteristika betona u posmatranim sluajevima najvei efekti ostvaruju kod betona plastine konzistencije, kod kojih je vodocementni faktor izmedju 0,45 i 0,50. Betoni iste konzistencije bez superplastifikatora zahtevaju vodo-cementne faktore koji se kreu izmedju 0,50 i 0,55, to znai da se radi o razlikama u koliini vode za oko 10%. Medjutim, pod ovakvim uslovima postoji osetna razlika u ostvarenim vrstoama betona; vrstoe betona sa superplastifikatorom su za vie od 30% iznad vrstoa betona etalona (sl. 2).

Sl. 2. Zavisnost vrstoe pri pritisku betona od vodo-cementnog faktora i sadraja superplastifikatora

Sa sl. 1 zakljuuje se da se primenom superpla-stifikatora iri podruje prihvatljivih betonskih meavina tj. i sa niim vodocementnim faktorima, a uz primenu superplastifikatora, dobijaju se meavine zadovolja-vajueg stepena ugradljivosli. Koji procenat dodatka superplastifikatora treba dozirati da bi se dobila traena konzistencija pokazae prethodne probe kojima pri ovakvim ispitivanjima treba pokloniti posebnu panju. Visoki vodocementni faktori, kako pokazuju ova ispiti-vanja, ne treba da se kombinuju sa dodatkom super-plastifikatora, jer se time uz vrlo malo smanjivanje sadraja vode za odredjenu konzistenciju, ostvaruju zanemarljivo mala poveanja vrstoa pri pritisku. To je i potpuno razumljivo, jer ovakvi betoni ve sami po sebi imaju potrebnu plastinost, a dodatak superplasti-fikatora moe da proizvede i tetan efekat u smislu pojave segregacije.

Na osnovu svega napred izloenog namee se zakljuak da se upotrebom superplastifikatora ne utie samo na poboljavanje tehnolokih karakteristika sveeg betona. Zahvaljujui smanjenoj koliini vode, betoni spravljeni sa superplastifikatorima, po pravilu, imaju uvek manju kapilarnu poroznost od analognih betona spravljenih bez superplastifikatora, pa u svetlu poznatih stavova o strukturi betona proizilazi da e ovi betoni imati i poboljane fiziko-mehanike karakteristike, kao i poveanu trajnost.

Mogunost dobijanja visokih ranih vrstoa betona

Kao sledei primer modifikovanja svojstava betona bie prikazana mogunost dobijanja betona visokih ranih vrstoa simultanom upotrebom superplastifikatora i jednog ubrzivaa, to znai da e se dovoljno visoke vrednosti vrstoa betona u kratkom roku dobiti uticanjem na proces hidratacije cementa kako na hemijskoj, tako i na fizikoj osnovi. Pri ovome e se poi od uslova da predmetni beton i u sveem stanju zadovoljava odredjene uslove, a to su plastina konzistencija, mogunost transportovanja i ugradjivanja pomou betonske pumpe, kao i mogunost njegovog kompak-tiranja primenom uobiajenih tipova vibratora. Drugim reima nee se koristiti meavine izuzetno krutih konzistencija (sa malo tene faze), poto je poznato da se visoke rane vrstoe dobrim delom mogu ostvariti i na ovaj nain, jer bi usvajanje ovakvih meavina zahtevalo i primenu naroitih tehnolokih postupaka u fazi ugradjivanja (vrlo intenzivno vibriranje, presovanje i sl.).

Mehanizam simultanog delovanja superplastifikatora i ubrzivaa na brzinu procesa hidratacije cementa, kao to je ve pomenuto, svodi se na simultano ispoljavanje hemijskih i fizikih efekata. Ubrzivai, kao to je poznato, intenziviraju reakciju hidrolize i hidratacije klinker minerala, a naroito trikalcijumsilikata (C3S). Putem odredjenih hemijskih reakcija poveava se specifina povrina produkata hidratacije, menja se morfologija i dimenzionalni raspored gelskih i kapilarnih pora, ime se u krajnjoj liniji znatno bre ostvaruje relativno visok nivo kompaktnosti cementnog kamena, odnosno betona. Treba samo imati u vidu da su danas u primeni dve osnovne vrste ubrzivaa: ubrzivai na bazi hlorida i tzv. bezhlorni ubrzivai. ini se da u praktinoj primeni prednost treba dati ovom drugom tipu ubrzivaa, poto supstance na bazi hlorida, ukoliko se primenjuju u znatnijim koliinama mogu da prouzrokuju koroziju elika u konstrukcijama od armiranog i prednapregnutog betona.

Za obezbedjenje visokih ranih vrstoa betona, u konkretnom sluaju usvojeni su sledei polazni parametri za projektovanje betona:

- vrstoa pri pritisku, dobijena putem ispitivanja betonskih kocki sa ivicama 20 cm, nakon 16 h trebada iznosi min. 8 MPa;

- konzistencija svee betonske mase, izraenaputem veliine sleganja Abramsovog konusa, trebada se kree u granicama 8-10 cm;

- koliina cementa i granulometrijski sastav agregata treba da odgovaraju poznatim kriterijumima za pravilnounoenje betona u oplatu putem betonske pumpe;

- usvojene koliine dodataka betonu (ubrzivaa i super-plastilikatora) treba da garantuju vreme obradljivostibetona od min 1 h, na temperaturi 20C i pri relativnoj vlanosti vazduha od 60 - 70%.

Konkretna betonska meavina odabrana je nakon izvrenih prethodnih ispitivanaja efikasnosti vie tipova superplastifikatora i ubrzivaa nekoliko domaih proizvodjaa, pri emu se kroz ova ispitivanja traio odgovor na pitanje u vezi najpovoljnije kombinacije upotrebljenih dodataka i njihove kompatibilnosti sa upotrebljenim cementom (u datom sluaju odabran je cement PC 30z45B, fabrike Beoin) tako da je sa tim cementom kao optimalno reenje dobijena kombinacija jednog bezhlornog ubrzivaa u koliini od 2% u odnosu na masu cementa, koji je bio u prakastom stanju, i jednog superplastifikatora na bazi melmenta u koliini od 6% u odnosu na masu cementa, koji je bio u tenom stanju.

Treba naglasiti da su zadovoljavajui rezultati u pogledu konzistencije sveeg betona dobijeni i sa koliinom superplastifikatora od 3%, ali se pokazalo da se sa ovom koliinom super-plastifikatora ne moe obezbediti zahtevano vreme obradljivosti. Naime, beton sa manjim sadrajem superplastifikatora vrlo brzo ispoljava tendenciju smanjivanja veliine sleganja po Abramsu, tako da veliina sleganja posle 15 minuta pada na svega 5 - 6 cm to nije dovoljno pri primeni postupka unoenja svee betonske mase u oplatu putem pumpe za beton.

S obzirom da je u pitanju ''pumpani" beton, kao i s obzirom na to da je u predmetnom agregatu bilo prisutno izuzetno malo estica krupnoe ispod 0,25 mm, usvojena je koliina cementa od 400 kg/m3, to je neto vie od uobiajeno potrebne koliine za ovakvu vrstu betona. Upotrebljen je "savski" agregat, pran i separisan u etiri frakcije.

Sastav svee betonske meavine bio je:

Cement 400 kg/m3Agregat 1870 kg/m3Voda140 kg/m3Superplastifikator 24 kg/m3Ubrziva 8 kg/m3Zapreminska masa sveeg betona 2442 kg/m3Sleganje h = 9 cmVebe t = 3,5 s.

Ispitivanje vrstoe predmetnog betona vreno je na uzorcima oblika kocke ivica 20 cm pri starostima betona od 8, 16 i 24 h, kao i nakon 28 dana. Rezultati ispitivanja prikazani su u narednoj tabeli.

Tabela 3. Zavisnost vrstoa pri pritisku u funkciji vremena

45,6615,7710,444,31

28 dana24 asa16 asova8 asova

vrstoe pri pritisku (MPa)

Na osnovu prikazanih rezultata moe se zakljuiti da se simultanom upotrebom superplastifikatora i ubrzivaa mogu relativno lako ostvariti dovoljno visoki nivoi ranih vrstoa betona. Dobijene vrstoe pri pritisku su tolike da se monolitne betonske konstrukcije ve posle 16 asova mogu osloboditi pojedinih delova oplate (npr. bonih strana u sluaju grednih nosaa), a u pojedinim sluajevima ve nakon 24 asa oplata se moe ukloniti i u potpunosti. U sluaju fabrike proizvodnje betonskih elemenata i konstrukcija, pak, ostvarene visoke rane vrstoe nakon 16 i 24 asa mogu znaajno da poveaju stepen iskorienja kalupa (oplata), tako da se na ovaj nain, a takodje i zbog utede energije potrebne pri primeni odredjenih postupaka ubrzanog ovravanja (zaparivanje, zagrevanje putem elektrine struje i dr.), mogu ostvariti veoma povoljni ekonomski efekti.

Simultana upotreba superplastifikatora i zaptivaa

Da bi se postigli eljeni efekti, u praksi se veoma esto kombinuju dva ili vie dodatka betonu. Za izradu jednog plivakog bazena postavljen je uslov vrstoe pri pritisku - MB 35, vrstoe pri zatezanju - min 2,0 MPa, vodonepropustljivosti - max. visina kvaenja prema DiN-u 1048 - 4 cm i minimalnog mogueg skupljanja.

Prikazae se rezultati laboratorijskih ispitivanja betonskih meavina za predmetni plivaki bazen, za pumpani beton, koje su spravljene sa Dmax = 31,5 mm (oznaka 1) ili sa Dmax - 16 mm (oznaka 2). U oba sluaja upotrebljen je cement PC 15z45B, Novi Popovac. Sastavi ovih meavina prikazani su u tabeli 4, a mehanike karakteristike u tabeli 5.

Tabela 4. Sastav meavina za pumpani beton

10-119-10Sleganje po Abramsu (cm)24002460Zapreminska masa u sveem stanju (kg/m3)0,4350,406Fluidocementni faktor

7,67,00Zaptiva5,75,25Superplastifikator

13,3012,25Aditivi (ukupno kg/m3)0,4000,371Vodocementni faktor152130Voda

63016/31,56063948/164933544/87695900/4

18951968Agregat (kg/m3)380350Cement (kg/m3) PC15z45B

Tabela 5. Rezultati ispitivanja vrstoe pri pritisku

0,67854,0536,67

54,50 53,90 53,75

36,2 37,0 36,8

2

0,77049,9638,43

49,5049,9050,50

38,239,038,1

1

28 dana7 dana

Odnosvrstoe

vrstoa pri pritisku (MPa)Oznakabetona

Kao to se vidi, mada se radilo o betonskim meavinama sa sleganjem izmedju 9- 11 cm (to se trailo za pumpani beton), ove meavine pokazale su visoke mehanike karakteristike (50-54 MPa), i to uz primenu umerenih koliina cementa (350-380 kg/m3).

Visine kvaenja prema DIN-u 1048 iznosile su max. 2,2 cm i 2,1 cm, za oznaku 1, i oznaku 2, respektivno, to je znatno nie od postavljenog zahteva.

Srednje vrednosti vrstoa pri zatezanju cepa-njem iznosile su 2,21 MPa (oznaka 1) i 2,44 MPa (oznaka 2).

Uticaj superplastifikatora na vrstu cementa

Uticaj dodatka betonu superplastifikatora na svojstva betona u funkciji upotrebljene vrste cementa prikazae se na sledeem primeru. Za eksperimentalna istraivanja primenjeni su cementi oznaka PC 45B i PC 30z45B istog proizvodjaa, fabrike Beoin, to znai da se radilo o jednom istom portland cementu i jednom komercijalnom cementu sa 30% zgure, na bazi istog portland cementnog klinkera. U oba sluaja klasa cementa je bila 45B, to znai bri prirast vrstoe.

Usvojene su meavine oznaka A, B i C, sa konstantnom koliinom cementa od 350 kg/m3betona, to u oblasti tehnologije betona predstavlja jednu srednju dozu cementa. Pored ovoga, ova doza je optimalna i sa gledita primene superplastifikatora, poto efekti dejstva superplastifikatora kao to je napred vereeno, zavise i od upotrebljene koliine cementa. Kod ovih ispitivanja, dakle, elelo se da se oceni efikasnost superplastifikatora, kako za sluaj uobiajenih (umerenih) koliina cementa, tako i za sluaj umerenih doza samog superplastifikatora.

Meavina oznake A odgovara betonu spravljenom sa istim portland cementom, meavina oznake B je isto tako beton spravljen sa istim portland cementom, ali uz dodatak 2% superplastifikatora, dok je meavina sa oznakom C beton spravljen od komercijalnog cementa PC 30z45B, takodje uz dodatak 2% superplastifikatora. Kod svih meavina korien je agregat "Moravac" separisan i pran u ukupnoj koliini od 1930 kg/m3 betona, pri emu je njegov granulometrijski sastav definisan sledeim ueem pojedinih kategorija zrna: 0/2 20%, 2/4 12%, 4/8 16%, 8/16, 21% i 16/31,5 31%.

Koliina vode u pojedinim meavinama odredjivana je na bazi uslova istih konzistencija, to znai da se teilo da se dobiju meavine priblino istih stepena ugradljivosti. Polo se od uslova da sve tri vrste betona (A, B i C) budu priblino normalno plastine konzistencije tj. da imaju meru konzistencije 3-5 sekundi po Vebe-u. Ovaj uslov je zadovoljen sa vodocementnim faktorima prikazanim u tabeli 6.

Tabela 6. Vodocementm faktori i konzistencije betonskih meavina A, B i C

2444324,25,520,429C

2432354,05,020,422B

2420383,55,5/0,504A

gb (kg/m3)(cm)(s)cm

Rasprosti-ranje

VebeSleganjeZapreminskamasa sve.bet.

Mere konzistencije%

dodatkaV/COznakauzoraka

Napominje se, da je kod betona oznake B i oznake C koliina tena faze smanjena u odnosu na beton oznake A za oko 18%, a za sluaj iste konzistencije.

vrstoe pri pritisku betonskih meavina oznaka A, B i C prikazane su na sl. 3. Kao to se vidi, vrsta cementa i njegova kompati-bilnost sa upotrebljenim dodatkom, u ovom sluaju superplastifikatorom, bitno oprede-ljuje karakteristike betona.

Beton oznake C ima neto sporiji prirast vrstoe do starosti od oko 7 dana u odnosu na beton oznake B, dok docnije, prirast njegove vrstoe postaje intenzivniji, tako da ve pri starosti od 28 dana pokazuje najvee vrednosti vrstoa. Beton oznake B u vremenu od 28 dana ima neto niu vrstou od betona C, dok je vrstoa betona A u istom vremenu oko 40% manja od vrstoe betona C.

Slika 3. vrstoa betona A, B i C u funkciji vremena

ZAKLJUAK

Na osnovu svega izloenog, moe se zakljuiti da se znalakom upotrebom dodataka betonu moe znaajno uticati na modeliranje karakteristika betona, kako u sveem, tako i u ovrslom stanju. Pri tome, neophodno je prethodnim probama odabrati procenat dodatka betonu i potvrditi njegovu kompatibilnost sa odredjenom vrstom cementa.

Ako se, na primer, superplastifikator kombinuje sa jo nekim dodatkom betonu (ubrziva, zaptiva, itd.) procenat dodatka i kompatibilnost sa odabranim superplastifikatorom takodje treba dokazati prethodnim probama na osnovu vaeih standarda.

Na kraju treba istai da ne treba oekivati da e se upotrebom dodataka betonu postii eljeni kvalitet ako se po ostalim parametrima izrade betona nije pravilno postupilo. Dodaci betonu nisu neki udotvorni proizvodi koji bi, na primer, poboljali jocement, ili omoguili da se od nepovoljne granulometrijske kompozicije napravi kvalitetan beton. Ako beton nema dobar granulometrijski sastav, ili je tokom ugradnje segregirao, nikakvi dodaci za poveanje nepropustljivosti betona nee koristiti. Upotreba dodatka betonu opravdana je samo onda kada su preduzete sve mere da se dobije kvalitetan beton, pa da se strunom upotrebom dodataka betonu oekuje dalje poboljanje.

Dodatke betonu ne treba primenjivati po svaku cenu, kao to ih ne treba apriori odbacivati.

Treba istai i to da nema dodatka sa tako irokim spektrom dejstva kojim bi se mogle poboljati sve eljene osobine betona, tim pre to su neke od njih meusobno suprotne.

Mora se uvek znati ta pomou dodataka betonu treba da se postigne i kakav e biti njhov uticaj na beton u svakom pogledu.

Na podruju modernog graevinarstva, dodaci betonu su neto novo. Godinama je beton bio poznat kao meavina cementa, agregata i vode. Danas se zna da se ovaj sastav moe znalakom i strunom primenom dodataka betonu poboljati, pa oni sve ee postaju etvrta komponenta betona.

Prema EN 934/2:2002 Hemijski dodaci za beton, malter i injekcione mase, tj. Admixtures for concrete, mortar and grout - Part 2: Concrete admixtures -Definitions, requirements, conformity, marking and labelling, po definiciji predstavljaju materije koje se dodaju za vreme procesa meanja (spravljanja) betona u koliini ne veoj od 5% u odnosu na masu cementa, da bi promenili svojstva betonske meavine u sveem i/ili u ovrslom stanju.

HEMIJSKI DODACI BETONU PREMA EN 934/2

1. Hemijski dodaci reduktori vode/plastifikatori (Water reducing/plasticizing admixture)

2. Hemijski dodaci visokog stepena redukcije vode/superplastifikatori (High range water reducing/superplasticizing admixture)

3. Dodaci zadrivai vode (Water retaining admixture)

4. Hemijski dodaci aeranti (Air entraining admixture)

5. Hemijski dodaci ubrzivai vezivanja (Set accelerating admixture)

6. Hemijski dodaci ubrzivai procesa ovravanja (Hardening accelerating admixture)

7. Hemijski dodaci usporivai vezivanja (Set retarding admixture)

8. Hemijski dodaci zaptivai (Water resisting admixture)

9. Hemijski dodaci reduktori vode /plastifikatori sa efektom usporavanja vezivanja(Set retarding/water reducing/plasticizing admixture)

10. Hemijski dodaci visokog stepena redukcije vode/superplastifikatori sa efektomusporavanja vezivanja (Set retarding/high range water reducing/superplasticizing admixture)

11. Hemijski dodaci reduktori vode/plastifikatori sa efektom ubrzavanja vezivanja(Set accelerating/water reducing/plasticizing admixture).

Svojstvo Metoda ispitivanja Zahtevi 1 Homogenosta Vizuelno Homogenost bez tragova

segregacije.

2 Bojaa Vizuelno Uniformnost koja odgovara opisu proizvoaa. 3 Aktivna komponentaa

EN 480-6b

IR spektar ne treba da pokae znaajnu promenu u odnosu na referentni spektar dat od strane proizvoaa.

4

Zapreminska masa (samo za tenosti)

ISO 758

D 0,03 ako je D > 1,10 D 0,02 ako je D 1,10 gde je D vrednost data od strane proizvoaa.

5

Sadraj suve materijea

EN 480-8c

0,95 T X < 1,05 T za T 20% 0,90 T X < 1,10 T za T < 20% T je vrednost koju daje proizvoa u % mase; X je rezultat ispitivanja u % mase.

Svojstvo Metoda ispitivanja Zahtevi

6 pH vrednosta ISO 4316 U opsegu koji navodi proizvoa ili 1 od te vrednosti. 7

Uticaj na vezivanje pri maksimalnoj dozi

EN 480-2 sa maksimal-nom preporuenom do-zom na referentnom mal-teru sa 4 razliite vrste cementa prema EN 480-1

Rezultati ispitivanja se prilau.

8 Ukupan hlorad ISO 1158e 0,10% po masi, ili ne iznad procenta koji oznaava proizvoa

9 Hlor rastvoren u vodi (Cl)a

EN 480-10 0,10% po masi, ili ne iznad procenta koji oznaava proizvoa

10 Sadraj alkalija (Na2O ekvivalent)a

EN 480-12 Ne iznad procenta koji navodi proizvoa

11 Ponaanje prema koroziji fg Bez pojave korozije na eliku

ugraenom u beton

Svojstvo Referentni beton

Metoda ispitivanja Zahtevi

1 Redukcija vode






prEN 12390-3:1999 na 7 i 28 dana: na ispitivanoj meavini 110% u odnosu na kontrolnu meavinu

3 Sadraj vazduha u sveem betonu


EN 12350-7 Poveanje do 2% na ispitivanoj meavini u odnosu na kontrolnu meavinu

Tabela 2. Specifini zahtevi za hemijske dodatke reduktorevode/plastifikatore (za istu konzistenciju)

Za spravljanje referentnog betona i maltera treba koristiti cement oznake CEM I, klase vrstoe 42,5, u svemu prema ENV 197-1.

Upotrebljeni cement treba da sadri 7-11% C3A (po masi), proraunatog iz hemijske analize u svemu prema EN 196-2.

Specifina povrina cementa odreena prema EN 196-6 treba da se kree u granicama od 3200 cm2/g do 4000 cm2/g,.

REFERENTNI BETON I REFERENTNI MALTER

Documents

63 Hemijski Dodaci Betonu [Read-Only]