BETON• Beton je konstrukcioni materijal koji nastaje očvršćavanjem mešavine

mineralnog veziva, kamenih agregata i vode

• Mineralna veziva i voda su aktivni sastojci betona

• Kameni agregati su inertni sastojci - služe za ispunu betonske mase bez

hemijskog učešća

• Vrste vezivnih materijala: cement, gips, kreč, asfalt, epoksi smole i dr

• Zavisno od toga se dobijaju: cementni betoni, gips betoni, krečni betoni,

asfalt betoni, epoksi betoni itd

• Agregati za spravljanje betona mogu biti: prirodni ili veštački

• Najčešće korišćeni agregati su prirodni šljunak i pesak, drobljeni kamen,

razne vrste zgure i dr

• U praksi se najviše koriste cementni betoni (cement+kameni

agregat+voda)

• Kao vezivo koriste portland cement, ređe lafarž cement

• Kameni agregati su betonski šljunak i betonski pesak, ređe veštački

drobljeni kamen

• U betonskoj mešavini mogu biti prisutni i različiti aditivi sa ciljem

poboljšanja odgovarajućih karakteristika betona

Podela betona• Na osnovu vrednosti zapreminske mase betona u očvrslom stanju imamo:

– Lake betone sa zapreminskom masom manjom od 1900kg/m3

– Obične betone sa zapreminskom masom između 19002500kg/m3 i

– Teške betone sa zapreminskom masom većom od 2500kg/m3

• Beton ojačan betonskim gvožđem naziva se armirani beton

• Prema načinu izrade i ugradnje razlikuje se: monolitni i montažni

– Monolitni beton se izrađuje i ugrađuje na samom radilištu pod zemljom

ili na površini

– Montažni beton se koristi za fabričku izradu betonskih konstrukcionih

elemenata (blokova, stubova, greda i dr.), koji se kasnije montiraju na

radilištu.

• Prema sadržaju vode razlikuje se:

– Vlažan beton s malo vode (ugrađuje se nabijanjem ili vibriranjen)

– Plastičan beton s umerenom količinom vode (uliva se u kalupe

armirano betonskih konstrukcija) i

– Vrlo plastičan beton s većim sadržaje vode (ugrađuje se livenjem).

• Proizvode se i naročite vrste cementnog betona, za rudarske radove su

najbitniji: torkret beton, brizgani beton i laki betoni raznih sastava.

MATERIJALI ZA IZRADU BETONAAGREGAT

• Agregat učestvuje sa 70-80% u ukupnoj masi betona i od njegovih

karakteristika zavise svojstva betonskih smeša i očvrslog betona

• Za izradu betona koriste se prirodni pesak i šljunak i drobljeni kamen

• Drobljeni kamen je po pravilu skuplji, pa se rečnom agregatu u praksi

obično daje prednost. Rečni agregat zbog zaobljenosti zrna, mnogo

povoljnije utiče na ugradivost i obradivost betonskih smeša

• Agregat se deli na sitan i krupan

– Sitan agregat (pesak) ima zrna koja prolaze kroz sito otvorima 4mm

– Krupan agregat (šljunak) ima zrna koja ne mogu proći kroz 4mm

• Agregat za spravljanje betona ne sme sadržati: izmenjena (slaba) zrna,

glinovite peščare, laporce, škriljce, gips, glinu, serpentin, liskun, ugalj itd.

• Nepoželjni sastojci u agregatu koji izazivaju koroziju armature su:

minerali sa sadržajem halogenih elemenata (halit, silvin) i minerali koji

sadrže sumpor (pirit, markizit, pirotin, anhidrit).

• Agregat ne sme da sadrži organska jedinjenja (saharine, masti), koja mogu

da uspore ili spreče hidrataciju cementa.

Postrojenje za dobijanje drobljenog kamena

1)čeljusna drobilica; 2)cilindrično rešeto; 3)prenos;

4)elektromotor; 5)klase agregata

Agregat• Agregat za beton mora da bude dovoljno čvrst i postojan

• Zapreminska masa agregata treba da se kreće između 2000-3000kg/m3

• Čvrstoća kamena od koga se dobija drobljeni agregat mora da iznosi

najmanje 80MPa, dok kamen za puteve mora imati čvrstoću ne manju

od 160MPa

• Granulometrijski sastav kamenih agregata treba da je takav da sitna

zrna peska što potpunije popune među prostore između krupnih zrna

šljunka - time se obezbeđuje veća homogenost i čvrstoća betona

• Kombinovanjem nekoliko frakcija agregata obezbeđuje se najbolje

moguće "pakovanje" zrna

• Granulometrijski sastav agregata za određeni beton dobija se

eksperimentalno na bazi kombinovanja određenog broja frakcija

• Najčešće se koriste četiri frakcije agregata:

– 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

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) d)pravilan sastav:

sitan, srednji i krupan

agregat+cement

Projektovanje granulometrijskog sastava

agregata za beton

• Za projektovanje granulometrijskog sastava agregata za beton, tehnički

propisi mnogih zeljama preporučuju primenu određenih referentnih

granulometrijskih krivih

• Najčešće su u primeni krive Fuler-a i EMPA, kod kijih važi stav da je

najpovoljniji granulometrijski sastav onog agregata, čija

granulometrijska kriva pada u područje između referentnih krivih

Fuler je predložio krivu oblika (Fulerova parabola):

D

dY 100

Švajcarski institut za ispitivanje materijala i konstrukcija - EMPA,

predložio je krivu:

)(50D

d

D

dY

gde je:

Y - ukupan prolaz zrna agregata kroz

sito otvora d(mm), % mase

d - otvor sita, mm

D - zrno najveće krupnoće u mešavini

agregata, mm

Ocena granulometrijskog sastava agregata

• Pored krivih Fulera i EMPA koriste se i drugi kriterijumi

• Najnoviji Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton,

predviđa upotrebu krivih prema nemačkom standardu DIN 1048, koje

su preporučene od strane Evropskog komiteta za beton

Granulometrijske krive Fuler-a i EMPA za slučajeve D=16mm i D=63mm

CEMENT• Cement ima vrlo veliki uticaj na svojstva betona, mada učestvuje u

sastavu betona sa samo 10-20% po masi

• Izbor cementa vrši se na osnovu tri kriterijuma:

– čvrstoće (klase) cementa

– toplote hidratacije i

– hemijske otpornosti

• Najviše korišćeni portland cementi i portland cementi sa dodacima

• U našoj zemlji veliku primenu imaju portland cementi sa dodatkom

pucolana i cementi sa mešanim dodatkom (zgura+pucolan). Ovi

cementi zahtevaju više vode za spravljanje betona, traže duže negovanje

betona, imaju veće upijanje vode, manju otpornost prema mrazu, imaju

veće skupljanje i tečenje

• Za objekte velikih masa (brane, masivni zidovi i dr.) koriste se cementi

niske toplote hidratacije, kako ne bi došlo do pojave termičkih

naprezanja koja mogu izazvati prsline i pukotine u betonu

• Za betonske konstrukcije koje su izložene delovanju agresivnih

tečnosti ili gasova, betonske smeše se spravljaju sa cementima koji su

otporni na hemijske agense. Kompaktnost betona povećava otpornost

betona na delovanje hemijskih agenasa

Cement

• Pored vrste cementa na karakteristike betona i njegovu trajnost

značajno utiče količina cementa, tj. sadržaj cementa u 1m3

svežeg betona

• Zavisno od konkretnih uslova, količina cementa u praksi najčešće

varira od 300-400kg/m3 svežeg betona

• U pojedinim slučajevima koristi se i do 450kg/m3 i to uglavnom kada

se traži velika čvrstoća betona i brz prirast čvrstoće

• Pogrešno je shvatanje da se upotrebom cementa viših klasa, kao i

većom količinom cementa, automatski obezbeđuju visoke fizičko-

mehaničke karakteristike betona. Kvalitetan beton dobija se onda

kada je izvršen pravilan izbor sastavnih komponenti betona i

ostvarena pravilna ugradnja betonske smeše

VODA

• Voda predstavlja neophodnu komponentu svake betonske smeše

• Uz prisustvo vode odvija se vezivanje i očvršćavanjae cementa

• Voda daje potreban viskozitet betonskoj smeši - omogućuje efikasno

ugrađivanje i završnu obradu betona

• Voda za spravljanje betona ne sme sadržati sastojke koji mogu

nepovoljno da utiču na hidrataciju cementa, kao i da budu uzronici

korozije armature u armirano-betonskim konstrukcijama

• Štetni sastojci mogu biti rastvoreni u vodi ili suspendovani u vidu

mehaničkih nečistoća (muljevite, blatne, glinene čestice, čestice drveta,

uglja itd.).

• Obična pijaća voda je uvek zadovoljavajućeg kvaliteta, pa se može

upotrebiti za spravljanje betona bez posebnog dokazivanja podobnosti,

dok se sve druge vode pre upotrebe moraju ispitati

• Morska voda se sme koristiti za nearmirane betonske konstrukcije,

za armirane i prednapregnute betone se ne sme koristiti

• Aluminatni cementi se ne smeju raditi sa morskom vodom

• Mineralne vode sa povećanim procentom rastvorenog ugljendioksida

(CO2), ne smeju se koristiti za spravljanje betona

ADITIVI ZA BETON

Supstance koje svojim fizičkim, hemijskim ili kombinovanim

delovanjem utiču na svojstva svežeg ili očvrslog betona

Najčešće korišćeni aditivi su:

– plastifikatori

– areanti

– akceleratori - ubrzivači vezivanja i/ili očvršćavanja

– retarderi - usporivači vezivanja

– zaptivači

– antifrizi - dodaci za betoniranje na niskim

temperaturama

Aditivi mogu biti u tečnom ili praškastom stanju i dodaju se

u vrlo malim količinama u odnosu na masu cementa

Plastifikatori• Poboljšavaju ugradivost i obradivost betonske smeše

• To su fino usitnjeni materijali - bentonit, elektrofilterski pepeo, pucolan ...

• Okvašene čestice ovih materijala imaju ulogu kuglica, koje svojim oblikom i

"podmazanom" površinom smanjuju trenje unutar mase svežeg betona

• Pored praškastih plastifikatora koriste se i plastifikatori na bazi masnih kiselina,

naftenskih kileslina i dr. Oni u svežem betonu deluju kao svojevrsna maziva,

obavijajući zrna cementa stvarajući oko njih tanke opne, usled čega se smanjuje

trenje u masi.

• Pomoću plastifikatora moguće je smanjiti količinu vode u svežem betonu za 10-15%

• Doziraju se u količini od 0,2 do 5% u odnosu na masu cementa

• Superplastifikatori - omogućuju smanjenje vode i preko 30%

Areanti - uvlakači vazduha•Aditivi koji u betonu formiraju mehuriće - globule vazduha 0,01 do 0,3mm

•Ravnomerno su raspoređeni unutar mase betona - međusobna rastojanja do 0,25mm

•Uvučeni mehurići vazduha stvaraju rezervnu zapreminu vazdušnih pora, čime se

povećava otpornost betona prema mrazu, što ne podrazumeva smanjenje njegove

čvrstoće, jer mehurići vazduha u svežem betonu imaju i ulogu plastifikatora

•Najčešće su u primeni areanti iz grupe smolastih organskih jedinjenja

•Doziraju se u vrlo malim količinama od 0,5-1% u odnosu na masu cementa

•Koriste se kod betona za izradu betonskih kolovoza, aerodromskih pista, kanala i dr

Akceleratori• deluju kao ubrzivači procesa vezivanja i očvršćavanja cementa

• Najpoznatiji ubrzivač je kalcijum hlorid CaCl2. On ne utiče bitno na

vezivanje cementa, ali u značajnoj meri ubrzava proces očvršćavanja

• U količini od 0,2% u odnosu na masu cementa omogućava brz porast

čvrstoće betona u prvih 7 dana

• Pri dozi od 2% (najveća doza) omogućava da se nakon 7 dana dobije

čvrstoća koja odgovara čvrstoći betona nakon 28 dana

• Preko 2% pad mehaničkih čvrstoća i pojave korozije armature

• Kao akceleratori koriste se i druge supstance: natrijum hlorid, natrijum

sulfat, natrijum nitrat i dr. Doziraju se u količini od 2-5%

• Akceleratori se koriste prilikom betoniranja po hladnom vremenu, kada se

zahteva postizanje velike čvrstoće u kratkom vremenu

Zaptivači•Aditivi koji u reakciji sa klinker mineralima daju produkte koji zaptivaju

kapilarne pore u betonu

•Na taj način povećava se stepen vodonepropustljivosti očvrslog betona

•Proizvode se na bazi masnih kiselina u obliku emulzija ili smolasto

bitumenoznih sastava

Retarderi - usporivači vezivanja • Deluju tako što oko zrna cementa stvaraju opne koje sprečavaju brzo

odvijanje hemijskih reakcija na relaciji cement-voda

• Najpoznatiji usporivač je sadra (CaSO4 . 2H2O. Još se koriste : dekstrin,

razne vrste šećera (glikoza, saharoza), glicerin, oksidi cinka i olova i dr

• Usporivači se dodaju u vrlo malim količinama, najčešće do 0,1%

• Retarderi se koriste prilikom betoniranja na visokim temperaturama, pri

transportu betona na dužim relacijama, kod betoniranja bez prekida itd

• Omogućavaju ugradivost i obradivost betona u toku 24-48 sati, pa i više

Antifrizi•Sredstva protiv zamrzavanja svežeg betona

•Deluju tako što snižavaju tačku smrzavanja vode

•Omogućavaju izvođenje betoniranja na temperaturama nižim od 00C

•Kao antifrizi najčešće se upotrebljavaju kalcijum hlorid, natrijum nitrat,

natrijum hlorid (kuhinjska so) i dr

•Kod nearmiranih betona primenjuju se u dozama do 10%

•Kod armiranih betona njihova doza mora strogo kontrolisati zbog

opasnosti od korozije armature

U sastavu betona mogu biti zastupljene različite kombinacije aditiva

ODREĐIVANJE POTREBNIH KOLIČINA SASTAVNIH

KOMPONENTI BETONA• Osobine betona i njegova trajnost u direktnoj su zavisnosti od

pravilno određenih količina sastavnih komponenti betona

Razmera mešanja cementa i kamenih agregata

u betonskoj mešavini može se odrediti na dva načina:

1. prema zapreminskim delovima i to

1 : n (1 zapremina cementa : ukupnoj zapremini agregata) ili

1 : n : m (1 zapremina cementa : n zapremina betonskog peska : m

zapremina betonskog šljunka)

2. prema masi cementa u kg na 1m3 gotovog betona

Prvi način je vrlo jednostavan, ali je manje tačan, pošto zapremina

cementa varira u zavisnosti od zapreminske mase (1,0-1,5g/cm3), a

zapremina agregata varira u zavisnosti od granulometrijskog sastava i

sadržaja vode.

Uobičajene razmere mešanja (cement : pesak : šljunak) za

konstrukcione betone su: 1:2:3; 1:2:4; 1:2,5:5; 1:3,5:6

Drugi način određivanja odnosa cementa i agregata je mnogo tačniji,

pa se dobija beton boljeg kvaliteta.

Količina vode

• za spravljanje betonske smeše podrazumeva vodu koja je potrebna za

hidrataciju cementa i za obradu sveže betonske smeše

• Odnos mv/mc =W poznat je kao vodocementni faktor, gde je

mv - masa vode u litrima, a

mc - masa cementa u kg

• Smatra se da je količina vode od 25% mase portland cementa (i oko 40%

mase aluminatnog cementa) dovoljna za potpunu hidrataciju cementa.

Ostatak vode koristi se za obezbeđenje ugradivosti betona

• Uticaj vodocementnog faktora je od izuzetnog značaja na mehanička

svojstva i postojanost betona

• Višak vode čini očvrsli beton poroznim i podesnim za koroziona oštećenja

agresivnom sredinom

• Manjak vode onemogućava potpunu hidrataciju cementa, otežava

ugradnju, u takvom betonu ima vazduha, ne postižu se predviđene

mehaničke čvrstoće betona itd

Količina vode – vrste betonske smeše

• Prema konzistenciji razlikuju se tri vrste sveže betonske smeše:

– vlažna smeša - podesna za ugradnju nabijanjem

– plastična smeša - podesna za armirani beton i ugradnju vibriranjem

– vrlo plastična smeša - tečna smeša - podesna za liveni beton

• Vrednost vodocementnog faktora kreću se između 0,3-1,2

Uobičajene vrednosti vodoc. faktora (W= mv/mc) kod betonskih smeša su:

– vlažna betonska smeša ................................ 0,58

– plastična betonska smeša ............................ 0,65

– vrlo plastična betonska smeša ..................... 0,76

• Vodocementni faktor može da se smanji na dva načina

• povećanjem količine cementa ili

• smanjenjem količine vode - češće korišćen način

Količina cementa

• Količina cementa u jedinici zapremine svežeg ugrađenog

betona određuje se na na bazi odnosa mv/mc i poznate

vrednosti mv:

v

cvc

m

mmm

Propisane minimalne količine cementa za spravljanje

betona plastične konzistencije, u slučaju primene cementa

klase 35 i agregata sa najvećom frakcijom 16/31,5mm,

iznose:

MB 10 220kg/m3

MB 15 260kg/m3

MB 20 300kg/m3

MB 25 350kg/m3

Količina agregata ma

• Količina agregata ma u jedinici zapremine svežeg

ugrađenog betona određuje se iz relacije:

3p

v

v

a

a

c

c m1mmm

gde su:

c, a i v - zapreminske mase cementa, agregata i vode, kg/m3

p - zapremina zaostalih pora u masi betona, p = 1-3%

Na bazi poznatih vrednosti mc, ma i mv definiše se

projektovana zapreminska masa (masa jedinice zapremine)

svežeg ugrađenog betona:

b,sv = mc + ma + mv

SPRAVLJANJE BETONASpravljanje betonske mešavine može se vršiti: ručno za manje količine ili

mašinskim putem za veće količine

U savremenom građevinarstvu i rudarstvu - isključivo mašinskim putem

Tehnološka shema proizvodnje betona

U okviru jednog ovakvog pogona

(fabrike betona), komponente

betona (agregat i cement) smešteni

su u bunkerima i silosima iz kojih

idu na dozatore (uređaje za

automatsko odmeravanje količina)

Nakon doziranja smeštaju se u

sabirni bunker iz koga odlaze u

mešalicu za beton

Voda ili mešavina vode i aditiva

dozira se u mešalicu za beton

Komponente betona doziraju se

težinski (po masi)

Mešanje agregata, cementa, vode i

aditiva (eventualno) vrši se u

mešalicama za beton

Princip rada gravitacione mešalice za beton

• Tečnije-plastičnije mešavine svežeg betona mešaju se mnogo lakše

nego krute mešavine. U gravitacionim mešalicama vreme mešanja iznosi

1-3 minuta. Kapacitet mešalice kreće se od 0,1-4,5m3

• Zapremina svežeg betona (Vb,sv) uvek je manja od sume zapremina

sastavnih komponenti, što je posledica "pakovanja" čestica tokom

procesa mešanja

• Odnos zapremine svežeg betona i zapremina čvrstih komponenti

(cementa i agregata), naziva se koeficijent izlaza (izdašnosti) betonske

mešavine () i definiše se odnosom:

U gravitacionim mešalicama bubanj

se okreće oko horizontalne ose

Betonska smeša podiže naviše do

određene kritične visine, nakon čega

pada naniže u donju zonu bubnja

Čestice koje padaju uranjaju se u

masu betona u okviru donje zone

bubnja i tako se ostvaruje efeket

mešanja

7,06,01 3

,

acac

svb

VV

m

VV

V

Mešalice sa prinudnim mešanjem i vibromešanjem

• Za mešanje krućih betonskih mešavina primenjuju se mešalice sa

prinudnim mešanjem. To su mešalice kod kojih se u bubnju koji se

okreće, nalazi sistem lopatica koje rotiraju u suprotnom smeru. Na taj

način masa u bubnju je podvrgnuta prinudnom kretanju, što omogućava

dobijanje izvanredno homogene mešavine

Trajanje mešanja u ovim mešalicama zavisi od krupnoće zrna agregata.

Krupnozrni betoni mešaju se 23 minuta, a sitnozrni 35 minuta

• Za spravljanje vrlo krutih betonskih mešavina priprema se izvodi

vibromešanjem. Beton spravljen na ovaj način odlikuje se vrlo velikom

homogenošću i visokim čvrstoćama

Za podzemne betonske

radove najčešće se primenjuje

vlažna betonska smeša koja se

pravi na mestu ugradnje - u

samoj jami, a ugrađuje ručnim

nabijanjem ili vibriranjem

Mešalice sa prinudnim mešanjem

TRANSPORT SVEŽEG BETONA• Beton se transportuje na razne načine

• Primenjuju se: razne dizalice koje prenose posude sa svežim betonom,

kolica, obični vagoneti, vagoneti mikseri, transporteri, cevi i dr

• Pri transportu na duža rastojanja koriste se specijalna vozila

snabdevena uređajima za mešanje betona u toku prevoza - automikseri

• Kroz vertikalne prostorije (vertikalni transport betona) betonska masa se

transportuje specijalnim posudama za prevoz betona, vagonetima

(običnim ili mikserima) ili cevima

• U toku transporta mora se voditi računa da ne dođe do segregacije betona

• Mora se voditi računa da beton do mesta ugradnje stigne onakav kakav

je izašao iz mešalice, u protivnom se pre ugradnje mora promešati

• Za transport svežeg betona danas se najčešće koriste betonske pumpe,

kod kojih se beton potiskuje kroz odgovarajuće cevovode

• Beton koji se transportuje na ovakav način naziva se pumpani beton i po

sastavu je nešto drugačiji od običnog betona. U njemu postoji veća

zastupljenost sitnih čestica agregata i više cementa, a po pravilu dodaju

im se plastifikatori. Tako se može vršiti transport na visine do 40m i na

dužine od nekoliko stotina metara

UGRADNJA BETONA• Pod ugradnjom betona podrazumevaju se sledeće operacije:

– razastiranje betona ili punjenje oplate

– zbijanje - kompaktiranje;

– završna obrada gornjih površina

• Ugrađivanje betona treba da se završi do početka vezivanja cementa

Smatra se da beton krućih konzistencija treba pri suvom i toplom vremenu

ugraditi najkasnije 1 čas, a pri vlažnom i prohladnom vremenu najkasnije 2

časa nakon mešanja. Beton koji nije ugrađen do početka vezivanja cementa

ne sme se ugrađivati i mora se baciti.

• Razastiranje betona ili punjenje oplate vrši se neposrednim sipanjem

betonske mase iz transportne posude. Prilikom ugradnje betona u oplatu,

beton ne sme slobodno da pada sa visine veće od 1,5m, u protivnom treba

primeniti naročite vođice-levkove

• Zbijanje betona može se vršiti ručno ili mašinskim postupcima (savremena

tehnologija). Primenjuju se različiti postupci vibriranja. Tokom procesa

vibriranja značajno se smanjuju sile veze čestica i sile unutrašnjeg

trenja u betonu, pa dolazi do slobodnog "pakovanja" čestica i

istiskivanja mehurića vazduha iz mase - u betonu ostaje najviše 1-3%

zaostalih mehurića vazduha

Vibriranje betonske smeše

• Zbijanjem betona povećava se njegova čvrstoća i vodonepropustljivost

• Vibriranje betonske smeše vrši se pomoću vibratora, koji mogu biti sa

električnim ili pneumatskim pogonom. Prema konstrukciji razlikuju se

– površinski vibratori

– unutrašnji vibratori - pervibratori

– vibro-stolovi

– spoljašnji vibratori - oplatni vibratori

Osnovni tipovi vibratora za beton: a) površinski vibrator;

b) unutrašnji vibrator; c) vibro-sto; d) spoljašnji vibrator

Vibratori• Površinski vibratori se koriste kod ugrađivanja betonskih ploča, debljine manje od

25cm (armirano-betonske ploče, podovi, betonski kolovozi i sl.)

Vreme rada vibratora na jednoj poziciji iznosi od 20-60sec

• Unutrašnji vibratori - pervibratori imaju najširu primenu. Princip rada ovih vibratora

sastoji se u tome da se telo vibratora (tzv. Pervibratorska igla) unese u masu betona.

Radijus dejstva pervibratorske igle kreće se u granicama od 25-75cm. Sloj betona

koji se vibrira ne treba da bude deblji od 70cm

Vreme vibriranja na jednoj poziciji iznosi 2040sec

• Kod vibro-stolova na njihove gornje ploče (vibro ploče) postavljaju se kalupi sa

svežim betonom, pri čemu se vibracije ploče prenose na sistem kalup-beton

Vibro-stolovi su podesni za vibriranje: montažnih ploča, greda, blokova i dr.

• Spoljašnji vibratori - oplatni vibratori pričvršćuju se na oplatu. Koriste se tamo gde

se ne mogu primeniti unutrašnji vibratori, npr. u slučaju betoniranja tankih vertikalnih

zidova. Pri primeni ovih vibratora mora se voditi računa o kvalitetu oplate, da ne dođe

do njenog oštećenja. Vreme rada vibratora na jednom mestu iznosi 50-90sec

Vibriranje betona

a) postupak vibriranja pomoću pervibratora

b) detalj dejstva pervibratorske igle

NEGA BETONA

• Nega ugrađenog betona sastoji se u sprečavanju isparavanja vode

iz betona i u polivanju ugrađenog betona vodom

• Beton se nakon ugradnje mora održavati. Proces vezivanja traje oko

10h i beton tada oslobađa značajnu količinu unutrašnje toplote

• Ove mere imaju za cilj da spreče da beton izgubi vodu koja je

neophodna za hidrataciju cementa, kao i da eliminišu štetne

posledice skupljanja betona

• Ukoliko se sadržaj vode u ugrađenom betonu snizi ispod količine

neophodne za hidrataciju cementa, dobiće se tzv. "pregoreli" beton

• Ako se ne nadoknađuje voda koja ispari sa površine betona, doći će

do pojave pukotina i prslina usled tzv. plastičnog skupljanja.

• S negom betona, tj. njegovim vlaženjem, počinje se pri toplom vremenu

posle 4-5 sati nakon ugradnje. Dužina nege zavisi od spoljašnje

temperature, sastava betona i dr, i mora da traje najmanje 7 dana, ali

ne manje od vremena potrebnog da beton postigne 60% predviđene

marke.

• Beton se u vlažnom stanju održava: polivanjem vodom, pokrivanjem

mokrim krpama, asurama, hartijom, travom itd.

SPECIJALNI POSTUPCI UGRADNJE BETONAPresovanje, centrifugiranje, vakumiranje i torkretiranje

Presovanje

Postupak koji omogućava dobijanje betona izuzetno

velike kompaktnosti i čvrstoće

• Pri presovanju betona koriste se male količine cementa

100-150kg/m3 svežeg betona

• Proces se izvodi u specijalnim uređajima u kojima se

beton izlaže pritiscima od 10-15MPa

• Često se postupak presovanja kombinuje sa vibro

presovanjem, pri čemu se beton izlaže pritisku od 5-

10MPa

• Ovim postupcima proizvode se različiti betonski sudovi,

betonske cevi i sl

Specijalni postupci ugradnje betona

Centrifugiranje

• Postupak koji se primenjuje pri proizvodnji elemenata kružno-

prstenastog poprečnog preseka (cevi, šuplji stubovi i dr)

• Uređaj za centrifugiranje sastoji se od kalupa u obliku cevi, koja rotira

oko svoje podužne ose

• U uređaj se sipa beton tečne konzistencije, pa se uređaj pušta u pogon

Usled delovanja centrifugalne sile beton se odbija ka unutrašnjoj strani

kalupa, stvarajući sloj dobro zbijenog betona, jednake debljine

• Višak vode i cementa koji nije ikorporiran u unutrašnjost zida cevi izliva se

iz cevi. Na ovaj način se svež beton oslobađa 20-30% vode. Dobijeni

betoni su vrlo visoke čvrstoće, ali je izuzetno velika potrošnja

cementa 400-450kg/m3 svežeg betona

Uređaj za centrifugiranje betona

Specijalni postupci ugradnje betona

Vakumiranje

• Postupak kojim se iz mešavine betona spravljene sa većom

količinom vode, nakon ugradnje mehaničkim putem oduzima

"višak" vode. Izvlačenje vode iz sveže ugrađenog betona vrši se

primenom specijalnih prekrivača postavljenih preko gornjih

površina izbetoniranog elementa

• Puštanjem u rad vakuum pumpe, na kontaktu element -

pokrivač stvara se vakum, pod kojim dolazi do "isisavanja" vode

iz mase svežeg betona. Beton se zgušnjava, zrna agregata se

dopunski "pakuju", dobija se vrlo kompaktan beton

Uređaj za

vakumiranje

betona

Specijalni postupci ugradnje betona

Torkretiranje• Nabacivanje betona na oplatu ili na zid putem komprimovanog vazduha

• U rudarstvu se ovaj postupak koristi za popravku oštećenih betonskih i

armirano-betonskih konstrukcija pod zemljom i na površini, kao i za zaštitu

nepodgrađenih podzemnih prostorija

• Postoji suvi i mokri postupak torkretiranja

• Kod suvog postupka suva mešavina agregata i cementa vodi se do

torkret topa (mlaznice), pa se neposredno pred nabacivanje meša sa

vodom

• Kod mokrog postupka sve komponente se istovremeno izmešaju i kao

takve vode kroz cev do mlaznice, iz koje pod pritiskom vazduha

pripremljena masa biva izbačena, odnosno nabačena na oplatu ili zid

Nabacivanje torkret betona vrši se u

nekoliko tankih slojeva od po 10-20mm,

ukupna debljina svih slojeva iznosi oko 10cm

Za torkret beton primenjuje se isključivo

sitan agregat- pesak

Torkret beton je vrlo osetljiv zbog skupljanja,

pa ga treba negovati najmanje dve nedelje Torkret top

VRSTE BETONA

Prema zapreminskoj masi betoni se podeljeni na:

lake i teške betone

• Laki betoni imaju zapreminsku masu manju od 1900kg/m3

Imaju dobra termoizolaciona i zvučnoizolaciona svojstva

U odnosu na obične betone imaju znatno manje mehaničke čvrstoće

• Teški betoni imaju zapreminsku masu >2500kg/m3

Primenjuju se kao zaštitni materijali u nuklearnim elektranama, fabrikama

radioaktivnih izotopa, atomskim skloništima i sličnim objektima

Teški betoni, pored uloge konstrukcionog materijala, služe i kao biološka

zaštita od radioaktivnog zračenja

Laki betoni su podeljeni na:

– lakoagregatne betone

– jednozrne betone

– ćelijaste betone

Laki betoni

Lakoagregatni betoni• Dobijaju se na bazi cementa, vode, lakih agregata i eventualno aditiva

Ovi agregati mogu da budu neorganskog ili organskog porekla. Od

lakih agregata neorganskog porekla koristi se: granulisana zgura, ložišna

zgura, tuf, plovućac, drobljena opeka, elektrofilterski pepeo, perlit i dr

Ovi betoni imaju vrlo širok dijapazon pritisnih čvrstoća od 3-30MPa

• Od lakih agregata organskog porekla koriste se: drvena vuna, strugotina od

drveta, drvena vlakna, sitnež od plute i dr. Svi ovi materijali pre upotrebe

moraju se biološki stabilizovati, kako bi se sprečilo njihovo bubrenje i

trulenje usled upijanja vode iz atmosfere

Koriste se za izradu: raznih ploča i blokova, podloga za podove, završnih

slojeva podova itd.

Jednozrni betoni• Sastoje se od frakcija agregata (816 ili 1631,5mm) i cementne kaše.

Cementne kaše treba da bude toliko da se pomoću nje izvrši "slepljivanje"

zrna agregata, bez popunjavanja praznih prostora između zrna

• Imaju vrlo mali sadržaj cementa (70-150kg/m3 betona) i veliku poroznost,

čvrstoća ovih betona ne prelazi granicu od 10MPa

Laki betoni - Ćelijasti betoni

• Gas betoni • Dobijaju se tako što se svežem betonu dodaju određena sredstva, putem kojih

se ostvaruje porozna struktura očvrslog betona

• Najpoznatiji ćelijasti betoni su: gas-betoni i peno-betoni

• Najpoznatija vrsta gas-betona je siporeks. Dobija se od kvarcnog peska,

cementa (ili kreča), vode i praha aluminijuma. U mešavini siporeksa odvija se

sledeća hemijska reakcija:

2Ca(OH)2 + Al2 + H2O = 2CaO . Al2O3 + 3H2

• Pod uticajem oslobođenog vodonika dolazi do nadimanja mase, odnosno

do stvaranja velikog broja mehurića - pora u masi materijala

• Za proizvodnju siporeksa uglavnom se koristi kvarcni pesak, koji predstavlja

jalovinu (otkrivku) površinskih kopova uglja

• Naša fabrika gas-betona (siporeksa) nalazi se u sklopu REIK Kolubare

• Peno betoni• Laki betoni ćelijaste strukture, kod kojih se ćelije ne stvaraju hemijskim putem, već

mehanički (mešanjem, bućkanjem). Kao sredstvo za stvaranje pene koriste se

razne emulzije organskog porekla

Ćelijaste betone odlikuje velika poroznost koja se kreće u granicama 60-80%

Zapreminske mase su im izuzetno male i iznose od 300-1200kg/m3

• Imaju zapreminsku masu >2500kg/m3

• Velika zapreminska masa teških betona ostvaruju se

upotrebom teških agregata, kao što su: barit BaSO4,

rude gvožđa (magnetit, hematit i limonit), opiljci ili

specijalno izrađene kuglice od gvožđa i čelika

• Da bi se poboljšale zaštitne osobine teških betona,

dodaju im se jedinjenja bora ili litijuma

• Za spravljanje teških betona koriste se umerene

količine cementa 300-350kg/m3 betona

• Čvrstoće teških betona nisu visoke

– čvrstoća na pritisak ne prelazi 40MPa

– zatezna čvrstoća se kreće od 1-3MPa

Teški betoni

ARMIRANI BETON• Armirani beton je materijal koji vezuje beton i čelik u jednu celinu, u

kojoj su spojene povoljne osobine oba materijala. Beton prima naprezanja

na pritisak, a armatura naprezanja na zatezanje i smicanje

• Radi povećanja nosivosti betonskog preseka, u zonu zatezanja postavlja

se armatura od čeličnih šipki, koje posle pojave prslina preuzimaju

celokupnu silu zatezanja

• Nosivost armiranih nosača može se povećati nekoliko desetina puta u

odnosu na nearmirane nosače. Nosivost je zasnovana na adheziji betona

i čelika nakon stvrdnjavanja betona

• Spajanje na izgled tako različitih materijala kao što su beton i čelik, moguće

je iz razloga što je istezanje na toploti oba materijala približno jednako, zatim

beton dobro prijanja za čelik, a pored toga čelik pokazuje i dobru

antikorozivnost u pravilno izrađenom betonu.

Armirani nosač sistema

proste grede

sa prikazanim položajem

neutralne linije

Armirani beton

• Primenjuje se za izvođenje najrazličitijih vrsta konstrukcija u svim

oblastima gradnje: građevinarstvu, rudarstvu, mostogradnji, hidrotehnici,

stambenoj gradnji itd

• Osnovna preimućstva armiranog betona su: visoke mehaničke

karakteristike betona pri pritisku, a čelika pri zatezanju; dobro se ponaša

kako pri statičkim, tako i pri dinamičkim opterećenjima; otporan je na

kratkotrajne visoke temperature; dobro odoleva seizmičkim uticajima; ima

dug vek trajanja, pri čemu se čvrstoća s vremenom povećava; omogućuje

serijsku proizvodnju različitih elemenata u fabrikama itd

• Jedan od nedostataka armiranog betona je u tome što se u armirano-

betonskim konstrukcijama javljaju prsline. Veličina prslina se

ograničava zbog korozije armature, zavisno od sredine u kojoj se element

nalazi.

• Propisi za izradu armiranog betona nalažu više dopunskih zahteva

Betonska smeša namenjena armiranju mora sadržati više od 250kg /m3

svežeg betona, granulometrijski sastav agregata mora biti tako podešen da

cementna kaša dobro obliva armaturu i ispunjava betonsku masu, mora se

posvetiti posebna pažnja ugradnji i zbijanju armiranog betona i dr

PREDNAPREGNUTI BETON

• Prednapregnuti - prethodno napregnuti beton je vrsta

armiranog betona, kod koga se armatura pre ugrađivanja

betonske smeše prethodno napregne zatezanjem (120-

130MPa)

• Armatura od kvalitetnog čelika održava se u zategnutom

stanju sve dok beton dovoljno ne očvrsne i ne dođe do

prijanjanja betona za armaturu

• Skidanjem opterećenja armatura se skupi zbog svoje

elastičnosti i stisne beton, tako da je armirano betonska

konstrukcija u stanju da bolje izdržava zatezna naprezanja

• Prednapregnuti armirani beton ima široku primenu za

izradu gotovih armirano betonskih elemenata:

prednapregnutih nosača za hale, mostove, za delove

podgrada podzemnih prostorija i dr.

BETONSKI ČELICI

• Kod izrade

armirano-

betonskih i

prednapregnutih

elemenata kao

armatura se

koristi betonski

čelik

• Armatura se uvek

stavlja u zateznu

zonu konstrukcije

Najčešće

korišćene vrste

betonskog čelika

Betonski čelici

• Za armiranja betonskih konstrukcija najčešće se koriste: okrugli glatki

čelici, rebrasti čelici i zavarene armaturne mreže, sledećih kvaliteta:

– meki betonski glatki čelik Č 240/360;

– visoko kvaliltetni tvrdi glatki čelik Č 340/500;

– visoko kvalitetni tvrdi rebrasti čelik Č BR 400/500;

– zavarene armaturne mreže od hladno vučene žice ČBM 500/560

• Oznaka betonskih čelika vrši se sa dva broja od kojih prvi predstavlja

minimalnu granicu razvlačenja Re min, odnosno za hladno obrađene čelike

granicu R0,2, drugi broj predstavlja minimalnu čvrstoću pri kidanju Rm

Dijagram

napon-jedinično

izduženje betonskih

čelika

Količina armatura u betonskom presekuodređuje se koeficijentom armiranja preseka μ

– koeficijent armiranja preseka u %

Sa – površina preseka armature u cm2

Sb – povrsina betonskog preseka u cm2

%100b

a

S

S

• Betonski elementi armirani okruglim betonskim čelikom imaju procenat

armiranja od: =0,3-3,0%. Betonski elementi sa >3% koriste se u

specijalne svrhe (zatege, mostovske konstrukcije itd)

• Glatki betonski čelici se proizvode postupkom toplog ili hladnog vučenja

žice, pa razlikujemo meke betonske čelike Č240/360 i visoko kvalitetne tvrde

čelike Č340/500

• Rebrasti betonski čelici su tvrdi ugljenični čelici sa oznakom ČBR400/500

(Čelik Betonski Rebrasti). Ovi čelici se izvlače u usijanom stanju. Pri zadnjem

provlačnju, šipke prolaze kroz valjke sa narezanim žljebovima u kojima se

formiraju rebra

• Zavarene armaturne mreže od hladno vučene žice koriste se za armiranje:

ploča, raznih nosača, kolovoza, cevi, bazena i dr. U rudarstvu za armiranje

betonskih podgrada hodnika, temelja, podova, kolovoznih zastora itd.

Formiranje tabli mrežaste armature vrši se automatskim tačkastim

elektrootpornim zavarivanjem

KOROZIJA BETONA I ZAŠTITNE MERE

• Pod uticajem agresivnih voda i drugih faktora, dolazi do korozije betona,

koja smanjuje trajnost betonske konstrukcije u manjoj ili većoj meri

• Pri razmatranju korozije betona mora se uzeti u obzir i korozija armature

• Koroziju betona mogu izazvati: gasovi, tečnosti i čvrste materije

Uticaj baza, kiselina i soli na beton

• Baze su obično neškodljive za beton

• Kiseline deluju razorno na beton, jedineći se sa krečom iz cementa

stvaraju lako rastvorljive soli, koje razaraju beton prodirući sve dublje u

betonsku masu - do armature

• Soli iz otpadnim voda i morske vode (sulfati, sulfidi i hloridi) razaraju beton

Soli azotne kiseline manje su štetne

Soli organskog porekla praktično su bez štetnog uticaja na beton

Kuhinjska i industrijska so deluju korozivno na beton i armaturu

• Masna ulja i masti škode betonu, jer sa krečom iz cementa stvaraju lako

rastvorljiva jedinjenja

• Alkoholi su neškodljivi za beton

Korozija betona manifestuje se: pojavom prslina, padom čvrstoće, gubitkom

mase, pojavom bubrenja i mrlja od korozije, slabljenjem armature i dr.

Tri glavne vrste korozije betona

• Prva vrsta korozije javlja se usled rastvaranja sastojaka betona.

Najrastvorljiviji sastojak betona (cementa) je kalcijum hidroksid Ca(OH)2

• Druga vrsta korozije betona javlja se usled reakcije između vodenih

rastvora i sastojaka betona. Proizvodi takve reakcije se lako rastvaraju i

voda ih odnosi ili se izdvajaju u amorfnom obliku bez sposobnosti

vezivanja. Kod korozije ove vrste karakteristične su reakcije koje se

dešavaju u cementu u prisustvu kiselina (sumporna, hlorovodonična i dr.)

i kiselih soli (magnezijum sulfat, kalcijum sulfat, natrijum sulfat)

• Treća vrsta korozije betona nastaje tako što se iz vode izdvajaju teško

rastvorljiva jedinjenja, koja kristališu u porama betona. Kristali koji

tako nastaju imaju veću zapreminu od zapremina pora, vrše pritisak na

zidove pora i razaraju beton. Ovu vrstu korozije izazivaju sulfatne vode

(sa sadržajem kalcijum sulfata-gipsa i drugih sulfata). Pri reakciji između

kalcijum sulfata iz vode i trikalcijum aluminata (C3A) iz cementa nastaje

trikalcijum sulfo aluminat, čija se zapremina povećava 2,5 puta apsorbo-

vanjem vode. Usled toga dolazi do bubrenje betona, koje može izazvati

razaranje betona

Zaštitne mere od korozije

• Vizuelni znakovi razaranja betona korozijom su: erozija,

ljuštenje, mrvljenje, omekšavanje, pucanje, korozija armature ...

• Korozija betona može se sprečiti ili ublažiti ako se na vreme

primene odgovarajuće predupredne i zaštitne mere

• Predupredne mere zaštite od korozije betona svode se na:

upotrebu cemenata otpornih prema koroziji (cementi sa dodacima,

sulfatnootporni cementi), upotrebu kamenih agregata otpornih

prema alkalijama, spravljanje što kompaktnijeg-homogenijeg betona

• Ukoliko se ne primene navedene mere pri spravljanju betona, kao

mera zaštite ostaje primena površinske obrade očvrslog

betona, korišćenjem premaza od bitumena, katrana, epoksi smola i

drugih materijala

BETONSKI I ARMIRANO-BETONSKI PROIZVODI

• Očvršćavanje betonskih i armirano-betonskih proizvoda pri sobnoj

temperaturi je srazmerno sporo i neracionalno

Proces očvršćavanja može se ubrzati primenom povišenih

temperatura, pri čemu se očvršćavanje betona mora odvijati u vlažnoj

sredini

Time se sprečava isparavanje vode usled zagrevanja betona i osigurava

odvijanje hidratacije cementa

• Zaparavanje betona je postupak termičkog tretiranja koji se izvodi u

uslovima normalnog atmosferskog pritiska

• Proces zaparavanja betonskih elemenata izvodi se u specijalnim komorama

ili tunelima. Betonski elementi se izlažu dejstvu pare zagrejane do

temperature od 70-900C

• Postupkom autoklaviranja ostvaruje se znatno brže očvršćavanje betona

kod koga se betonski delovi izlažu delovanju vodene pare visoke

temperature (oko 1800C) i povećanog pritiska (do 10bara)

Autoklaviranjem se za kratko vreme postižu vrlo visoke pritisne čvrstoće

Primeri betonskih i armirano-betonskih proizvoda

Podgrada hodnika

od betonskih

blokova:

1)Blokovi

2)fuge između blokova

ili drveni umeci

3)zalog

Armirano-betonski

montažni elementi

potkovičaste

podgrade: E1-E4

montažni elementi