VEŽBA 7.

ISPITIVANJE BETONA I NJEGOVIH KOMPONENTI

O betonu...

Beton je konstruktivni materijal koji nastajeočvršćavanjem mešavine:

• kamenih agregata, • mineralnog veziva i • vode• aditivi

Aktivne komponente

Pasivna komponenta

Primena betonaPrimena betona•• Dobre osobine betona suDobre osobine betona su:: zadovoljavajuzadovoljavajućća pritisna a pritisna ččvrstovrstoćća, velika trajnost, otpornost na hemijske uticaje, a, velika trajnost, otpornost na hemijske uticaje, podesan je za izradu slopodesan je za izradu složženih konstrukcija i formi i dr. enih konstrukcija i formi i dr.

•• NNedostaedostacici betona: krtost, mala nosivost kod smibetona: krtost, mala nosivost kod smiččuuććih i ih i zateznih naprezanja, nije u stanju da odmah primi puno zateznih naprezanja, nije u stanju da odmah primi puno optereoptereććenje po ugradnji i dr.enje po ugradnji i dr.

1. Građevinarstvo

2. Rudarstvo (izvozna okna, glavni transportni hodnici, navozišta, bunkeri, sipke, vodo-sabirnici, pumpne komore i dr.)

Vezivni materijali

• cement, • gips, • kreč, • asfalt, • epoksi smole1. najčešće se koristi portland cement, 2. ređe lafarž cement

Kameni agregat

• pesak• šljunak i • drobljeni kamen

Agregat učestvuje sa 70÷80% u ukupnoj masi betona i od njegovog kvaliteta zavise i svojstva očvrslog betona

VodaVoda

•• procesi vezivanja i procesi vezivanja i •• ooččvrvrššććavanja cementaavanja cementa•• viskozitet betonskviskozitet betonskee smesmeššee

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)

Određivanje granulometrijskog sastava kamenih agregata metodom suvog

prosejavanja

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

• garnitura sita prema JUS-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 4mmII frakcija: od 4 do 8mmIII frakcija: od 8 do 16mm iIV frakcija: od 16 do 31,5mm

Frakcije agregata

Određivanje granulometrijskog sastava

Pun ostatak Qn [ ]gaaaaaQn

iinn ∑

=

=++++=1

321 L

Ostaci na pojedinim sitima Pn (%) %1001

⋅=∑ = i

ni

nn a

QP

Procenat prolaza kroz Yn [ ]%100 nn PY −=

Delimični ostaci an

Otvor sita dn

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

Σan g

Linija prosejavanja kamenih agregata za beton: P i P’- granične linije prosejavanja

Ispitivanje cementa

• gustina-specifična masa γs, • konzistencija-potrebna količina vode za

zamešivanje, • početak i kraj vremena vezivanja, • stalnost zapremine, • finoća mliva, • savojna čvrstoća, • pritisna čvrstoća-klasa cementa i dr.

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; mυ : 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

Ispitivanje savojne čvrstoće cementa

[ ]MPaW

Mmf

max=σ

gde je: Mmαx - maksimalni moment savijanja i iznosi: [ ]NmlFM

4max⋅

=

W - otporni moment preseka : [ ]33

6mmaW =

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

[ ]MPaa

lFmf 32

3 ⋅=σ

Savojna čvrstoća se uzima kao srednja vrednost od tri pojedinačna

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

[ ]MPaFmf

⋅= 25,0σ

gde je: F - granična sila loma, kN.

posle 1; 3; 7 ili 28 dana

Ispitivanje pritisne čvrstoće-klase cementa

[ ]MPaS

Fm

m

CC =σ

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

Način ispitivanja pritisne čvrstoće: 1) čelične pločice;

2) ispitivane polutke; 3) zglob mašine

Ispitivanje pritisne čvrstoće-klase cementaMehaničke čvrstoće cementa

SAVIJANJE PRITISAK Masa uzorka Fmf Fmf, sr σmf Fmc Fmc, sr σmc

Broj uzorka

[g] [kN] [kN] [MPa]

Broj uzoraka

[kN] [kN] [MPa] 1 1 2

3 2

4

5 3 ΣFmf= 6 ΣFmc=

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

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 φ15cm i visine H=30cm za ispitivanje čvrstoće pri zatezanju

Ispitivanje pritisne čvrstoće-marke betona

1; 7 ili 28 dana

Postupak ispitivanja betonske kocke ivice 20cm na presi snage 300 t;

a) ploče za pritiskivanje

[ ]MPaS

Fm

m

cc =σ

Zadatak 7-1.Odrediti granullometrijski sastav kamenog agregata i nacrtati krivu prosejavanja. Prosejavanje vršiti kroz seriju standardnih sita. Masa uzorka koji se prosejava iznosi m = 5000 g.

Sito, d an Qn Pn Yn ≈ Yn

[mm] [g] [g] [%][%] [%]

30 0 0 0,00% 100,00% 100%

15 1755 1755 35,10% 64,90% 65%

8 1150 2905 58,10% 41,90% 42%

5 535 3440 68,80% 31,20% 31%

3 540 3980 79,60% 20,40% 20%

1 650 4630 92,60% 7,40% 7%

0,4 235 4865 97,30% 2,70% 3%

0,2 115 4980 99,60% 0,40% 0%

dno 20 5000 100,00% 0,00% 0%

Σ 5000

Yn (%)

dn (mm)

Yn (%)

dn (mm)

Zadatak 7-2.

Odrediti gustinu, savojnu i pritisnu čvrstoću (klasu) cementa. Uzorci za ispitivanje su dimenzija 4X4X16 cm i napravljeni su od 450g cementa, 450g fine frakcije, 450g srednje frakcije i 450g krupne frakcije kvarcnog peska, kao i 225ml pijaće vode. Ispitivanje se vrši na vagi tipa Michealis. Ostali podaci:

mcp=370grms=3kga≈10m/s2

uvećanje 50xFpc1=28000NFpc2=27000N

•gustina cementne prizme

•savojna čvrstoća cementne prizme

•pritisna čvrstoća (klasa) cementa

mb=18.100kg

Fpb=1400kN

Zadatak 7-3.Odrediti gustinu i pritisnu čvrstoću (marku betona ). Uzorci za ispitivanje su dimenzija 20X20X20cm i odležali su 28 dana. Ispitivanje se vrši na hidrauličnoj presi snage 3000 kN. Ostali podaci:

•gustina betona

•marka betona