Polimerom modifikovani beton

UNIVERZITET U SARAJEVU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

ODSJEK ZA KONSTRUKCIJE

DIPLOMSKI RAD

POLIMEROM MODIFIKOVANI BETON

mentor Nazif Rožajac

Doc.dr. Azra Kurtović 1264/k

Sarajevo, jun 2013. godine

POLIMEROM MODIFIKOVAN BETON

ii

Veliku zahvalnost za izradu ovog rada dugujem svom mentoru profesorici

Doc.dr. Azri Kurtović, bez čije pomoći ovaj rad ne bi bio kompletan.

Takođe zahvaljujem se i porodici koja me je istrpjela ova dva mjeseca i koja mi

je bila moralna podrška u toku izrade diplomskog rada.


iii

SADRŽAJ

UVOD ........................................................................................................................ 1

1. BETON ...................................................................................................................... 3

1.1. Osnovni pojmovi ................................................................................................ 3

1.2. Agregat ............................................................................................................... 6

1.3. Cement .............................................................................................................. 11

1.3.1. Hidratacija cementa ................................................................................ 16

1.4. Voda ................................................................................................................. 19

1.5. Aditivi ............................................................................................................... 20

1.6. Struktura betona ................................................................................................ 21

2. POLIMERI .............................................................................................................. 26

2.1. Uvod ................................................................................................................. 26

2.2. Struktura, vrste i svojstva polimera .................................................................. 26

2.3. Polimeri koji se primjenjuju za modifikaciju cementnih betona ...................... 31

2.4. Polimerne formulacije ...................................................................................... 33

2.5. Komercijalni proizvodi za modifikaciju cementnih kompozita ....................... 35

2.6. Polimer – betonski kompoziti ........................................................................... 42

3. SISTEMI MODIFIKOVANI LATEKSIMA ........................................................... 43

3.1. Principi lateksne modifikacije i strukturne karakteristike PMB ....................... 43

3.2. Sastavi mješavina ............................................................................................. 46

3.3. Tehnologija proizvodnje ................................................................................... 48

3.4. Svojstva mješavina u svježem stanju ............................................................... 49

3.5. Fizičko – mehanička i reološka svojstva očvrslih betona ................................ 51

4. SISTEMI MODIFIKOVANI PRAŠKASTIM

EMULZIJAMA I SUSPENZIJAMA ...................................................................... 60

4.1. Uvodne napomjene ........................................................................................... 60

4.2. Tehnologija dobijanje polimerom modifikovanih betona ................................ 60

4.3. Fizičko – mehanička svojstva očvrslih betona ................................................. 61

5. SISTEMI MODIFIKOVANI POLIMERIMA

RASTVORLJIVIM U VODI ................................................................................... 63

5.1. Tehnologija dobijanja polimerom modifikovanih betona ................................ 63

5.2. Fizičko – mehanička i reološka svojstva betona .............................................. 63


iv

6. SISTEMI MODIFIKOVANI TEČNIM SMOLAMA ............................................. 64

6.1. Uvodne napomjene ........................................................................................... 64

6.2. Sistemi modifikovani poliestrom ..................................................................... 64

6.3. Sistemi modifikovani poliuretanom ................................................................. 64

6.4. Sistemi modifikovani epoksidnim smolama .................................................... 64

7. SISTEMI MODIFIKOVANI MONOMERIMA ..................................................... 68

8. ISPITIVANJE POLIMEROM MODIFIKOVANIH BETONA .............................. 69

8.1. Metode ispitivanja polimerom modifikovanih betona ..................................... 69

8.1.1. Destruktivne metode .............................................................................. 69

8.1.2. Nerazorne metode .................................................................................. 69

9. POLIMER – BETONSKI KOMPOZITI SA

AGREGATOM OD RECIKLIRANOG BETONA ................................................. 72

9.1. Alternativni agregati u betonu .......................................................................... 72

9.2. Betoni sa agregatom od recikliranog betona .................................................... 73

9.3. Polimerom modifikovani beton sa agregatom od recikliranog betona ............. 75

10. PRIMJENA POLIMEROM MODIFIKOVANIH BETONA .................................. 78

10.1. Primjer sanacije betonom modifikovanim polimerom .................................... 79

11. ZAKLUČAK ........................................................................................................... 82

LITERATURA ........................................................................................................ 84


1

UVOD

Razvoj civilizacije i razvoj građevinarstva su međusobno tijesno povezani.

Čovjek, kao dio civilizacije, u nastojanju za unapređenje kvaliteta života traga za novim

visokovrijednim materijalima ili na unapređenju karakteristika već postojećih

materijala, vodeći se osnovnim faktorima: čvrstoća (krutost), stabilnost, estetika i

ekonomičnost.

Među mnogobrojnim građevinskim materijalima, beton je najkorišteniji i

najrasprostranjeniji materijal u svijetu. Prema nekim podacima iz 2005. godine,

proizvodi se 6 milijardi kubnih metara betona godišnje, što je bezmalo kubni metar po

glavi stanovnika. Industrija betona ima obrt od 35 milijardi dolara i zapošljava oko dva

miliona radnika samo u SAD. U Kini se trenutno utroši 40% svetske potrošnje cementa,

odnosno betona. Zato, dvadeseti vijek u građevinarstvu sa pravom nazivaju “vijek

betona”. Razlozi za toliku ekspanziju upotrebe betona leže u jednostavnosti izrade,

niskoj cijeni sastojaka i održavanja, ugadljivosti i obaradljivosti, nezapaljivosti i iznad

svega zadovoljavajućim svojstvima strukture očvrslog betona. Međutim, klasični betoni

imaju i niz nedostataka, kao što su usporeno očvršćavanje, mala čvrstoća pri zatezanju,

pojava prslina pri sušenju, nedovljna duktilnost, mala hemijska otpornost i drugo.

Eliminacija ovih nedostataka uz poboljšanje ostalih, pozitivnih, svojstava betona

moguća je primjenom polimera kao modifikatore strukture betona. Betoni modifikovani

polimerima imaju monolitnu strukturu u okviru koje dolazi do sprezanja organske –

polimerne matrice i matrice koju formira očvrsla neorganska veziva (cementni kamen –

gel – dobijen kao rezultat procesa hidratacije). Na ovaj način svojstva polimerima

modifikovanog betona (u daljem tekstu PMB) postaju funkcije tako dobijene

kombinovane matrice, gdje “neorganska matrica” uglavnom bitno određuje čvrstoću pri

pritisku, tvrdoću i dr. , a “organska matrica” čvrstoću pri zatezanju, hemijsku otpornost,

duktilnost i niz drugih svojstava datog kompozita. Dodavanjem polimera u svjež beton

postiže se bolja obradljivost svježeg betona, a kod očvrsnulog betona poboljšava se

prionljivost tj. adhezija na podlogu, povećava se nepropusnost za fluide, otpornost na

cikluse zamrzavanja i odmrzavanja i soli za odleđivanje, te istezljivost i otpornost na

udar. Isto tako, smanjen je modul elastičnosti i povećan koeficijent puzanja.

Polimeri u betonu prvi put se pominju 1923. godine. Prvi patent modernog

koncepta PMB objavio je Lefebur 1924. godine, gdje je kao polimer koristena prirodna

guma. Godine 1940. razvijen je PMB za praktične primjene na bazi sintetičkih lateksa


2

poput Neoprena. Zemlje poput SAD, Njemačke, Velike Britanije i Rusije imaju

dugogodišnje iskustvo korištenja polimerom modifikovanih betona. Danas imamo

čitavu lepezu novih polimer – betonskih kompozita. Betoni modifikovani polimerima

danas se primjenjuju kako pri izvođenju novih konstrukcija kod kojih se traži povećana

koroziona otpornost betona, tako i za saniranje starih kada se radi o krupnim

oštećenjima betonskih konstrukcija. Takođe PMB našao je široku primjenu u izradi

pločastih konstrukcija tipa aerodromskih pista, kolovoza, platformi i dr.

U urbanim sredinama se nakon rušenja objekata javlja velika količina starog

betona, čije deponovanje predstavlja veliki ekološki, ali i ekonomski problem. Zbog

toga, danas se sve više razmišlja o primjeni recikliranih materijala kao što su stari beton,

keramički krš i sl. kao zamjena za prirodni agregat.

Predmet daljeg izlaganja, u nastavku rada, su polimer – betonski kompoziti. U

radu će biti riječi o polimerima koji su danas u upotrebi, principima i metodama

modifikovanja betona polimerima, kao i svojstva PMB i razlike u odnosu na klasični

beton. Takođe, osvrnućemo se na rezultate istraživanja betona u kojima se istovremeno

koriste i reciklirani agregat i polimeri kao modifikatori strukture betona.

Pri izradi zadatka korišteni su evropski standardi i propisi, istovremeno sa

osvrtom na neke jugoslovenske standarde i propise koji su još uvjek važeći u Bosni i

Hercegovini.


3

1. BETON

1.1. Osnovni pojmovi

Beton (slika 1. i slika 2.) je vještački kamen, konglomerat, koji se sastoji od zrna

agregata i vezivnog sredstva koje obavija zrna agregata, popunjava šupljine između njih

i povezuje ih u čvrstu masu.

Slika 1. Ugradnja svježe betonske mješavine

Slika 2. Betonski ugledi


4

Za spravljanje betona koriste se razni vezivni materijali kao što su: cement, gips,

asfalt, epoksi smole i dr. Zavisno od vrste vezivnog materijala dobijaju se: cementni

betoni, krečni betoni, asfalt betoni, epoksi betoni i drugi. U građevinarstvu se najviše

koriste cementni betoni koje u praksi uobičajeno nazivamo samo betoni.

Vezivno sredstvo betona je cementni kamen koji nastaje očvršćavanjem

cementnog tijesta koje se dobija mješavinom cementa, sitnih čestica agregata i

vode. Očvršćavanje cementnog tijesta zasniva se na hemijskoj reakciji cementa i vode i

ovaj proces nazivamo hidratacijom, a produkte hidratacije hidratima. Proces hidratacije

u velikoj mjeri zavisi od temperature i vlažnosti sredine u kojoj beton očvršćava, kao i

od vrste upotrebljenog cementa u pogledu njegovog sastava i finoće mliva. Proces

hidratacije se u početku odvija vrlo brzo, a zatim sve sporije. U vlažnim sredinama

proces se odvija i nekoliko desetina godina. Formiranje strukture betona je usko

povezano sa mehanizmom hidratacije cementa. Ovaj proces možemo sa aspekta

čvrstoće betona pri pritisku podijeliti u 3 faze (slika 3.).

Slika 3. Faze formiranja strukture betona

Prva faza predstavlja formiranje početne strukture betona (svjež beton prelazi u čvrsto

agregatno stanje). Druga faza je faza formiranja strukture očvrslog betona (znatno

povećanje čvrstoće betona pri pritisku). Treća faza je faza stabilizacije očvrslog betona

(čvrstoća betona se znatnije ne mijenja tokom vremena).

Ubrzanje procesa formiranja strukture betona može se postići primjenom aditiva,

ali i postupcima termičke obrade kao što su zagrijavanje, zaparivanje, autoklaviranje i

slično.

Betone prema svojim fizičko – mehaničkim osobinama možemo podijeliti u

nekoliko kvalitetnih grupa.


5

Prema zapreminskoj masi, očvrsle betone dijelimo:

Teški betoni, zapreminska masa b>2500 kg/m3

Standardni (normalni) betoni, zapreminska masa 2500 kg/m3 ≥b≥2000 kg/m3

Laki betoni, zapreminska masa b<2000 kg/m3

Jedna od osnovnih klasifikacija je prema karakterističnoj čvrstoći betona koja se

određuje statističkim putem, na osnovu čega beton svrstavamo u određene kvalitetne

klase ili marke betona.

Prema načinu ugradnje, betone dijelimo na monolitni koji se doprema

(mikserima ili se spravlja na samom gradilištu) i ugrađuje u svježem stanju, i montažni

koji se koristi za fabričku izradu modularnih betonskih konstrukcionih elemenata

(blokova, stubova, ploča, zidova i dr.) koji se zatim montiraju na gradilištu.

Pored ovih osnovnih podjela, betone dijelimo prema vodonepropusnosti, prema

otpornosti na mraz, prema otpornosti na habanje, prema izloženosti na hemijske agense,

poroznosti, namjeni i dr.

Proces očvršćavanja betona prati i povećanje zapremine praznina (mjehurići

vazduha i kapilarne pore), što je u prvom redu posljedica karaktera procesa hidratacije

cementa, odnosno posljedica činjenice da u okviru produkta hidratacije najčešće ne

dolazi do hemijskog i fizičkog vezivanja cjelokupne količine upotrebljene vode (slika

4.).

Slika 4.Zapreminski odnosi konstituenata prisutnih u svježem (a/.) i očvrslom (b/.) betonu

Kod projektovanja sastava betona treba poći od osnovne zavisnosti, da

konzistencija svježeg betona za zadani agregat i cemenat ovisi o količini vode u 1m3

betona. To znači, da se količina cementa, a time i vodocementni faktor (odnos masa


6

vode i cementa) može mijenjati u relativno širokim granicama (u praksi se najčešće

koriste betoni sa V/C faktorom koji se kreću od 0.40 – 0.65), a da konzistencija betona

ostaje ista, ako je količina vode približno konstantna. Prema tome, konzistenciju svježeg

betona moguće je prikladno odabrati u skladu sa raspoloživim sredstvima za transport i

ugradnju betona, kao i prema gustoći armiranja i dimenzijama betonskog elementa.

1.2. Agregat

U opštem slučaju pod agregatom se podrazumjeva materijal rastresite strukture

formiran u vidu skupa manje – više istovrsnih čestica, tj. materijal relativno homogen u

smislu supstance – izgrađivača, koji se sastoji od međusobno nevezanih zrna određene

krupnoće. Kao agregati se tretiraju svi zrnasti (inertni) materijali koji zajedno sa

određenim vezivnim materijalima služe za dobijanje raznih vrsta maltera i betona,

odnosno materijala koje jednim imenom definišemo kao kompozite. Generalno

posmatrano agregat može biti neorganskog i organskog porijekla, prirodni ili vještački.

Podjela agregata data je na slici 5.

Slika5. Podjela agregata

Pod prirodno nevezane stijene spadaju drobine, šljunak i pijesak. Drobina je

raspadnuti stijenski materijal sa zrnima različite krupnoće u kome su komadi

nezaobljeni i uglasti. Nastaje uglavnom drobljenjem stijena na stjenovitim padinama i

na platoima. Ovaj materijal je najčešće homogenog sastava. Šljunak je nevezani

sediment uglavnom heterogenog sastava u kome su prisutni manje ili više zaobljeni

AGREGAT

PRIRODNI

Prirodno nevezane stijene

Drobljeni i mljeveni kamen

VJEŠTAČKI

Razni otpadni materijali

industrijski nuzprodukti

Specijalni proizvodi za primjenu u malterima i betonima


7

fragmenti stijena. Kao šljunak tretira se materijal sa zrnima krupnoće od 4 do 125 mm.

Šljunak često prate zaobljeni komadi kamena krupnoće preko 125 mm koji se nazivaju

obluci (valutice). Može biti riječni (nalazišta u postojećim riječnim tokovima), ali i

brdski (nalazišta na mjestima nekadašnjih riječnih tokova) koji je prekriven zemljom.

Pijesak uglavnom nastaje na isti način kao i šljunak, pri čemu je stepen usitnjenosti

stijenskog materijala znatno veći. Pod pijeskom se tretira materijal sa zrnima krupnoće

do 4 mm. Može biti riječni i brdski, pri čemu brdski može nastati i na samom mjestu

raspadanja stijenske mase. U daljem tekstu šljunak, pijesak i drobinu nazivamo

prirodnim agregatom.

Drobljeni i mljeveni kamen dobija se usitnjavanjem lomljenog kamena i to u

prvom redu običnog lomljenog kamena. U zavisnosti od krupnoće zrna, drobljeni

kamen se može podijeliti na:

- drobljenac, krupnoća zrna od 4 do 125 mm

- drobljeni pijesak, krupnoća zrna manja od 4 mm

- kameno brašno (filer), krupnoća zrna ispod 0.125 mm

Za izradu kolovoza na putevima, zastora na željezničkim prugama i sl. koristi se

drobljeni kamen poznat pod nazivom tucanik.

Kamen za proizvodnju betona treba da ima minimalnu čvrsoću od 80 MPa, a ako

se radi o betonu koji će u eksploataciji biti izložen habanju ili eroziji, minimalna

čvrstoća kamena treba da iznosi 160 MPa. Zahjeva se još i ispunjavanje uslova u

pogledu samog habanja, gdje koeficijent habanja H za kamen mora biti najviše

35cm3/50cm2. U daljem tekstu, drobljeni i mljeveni kamen nazivamo kratko drobljeni

agregat.

Vještački agregati su ložišna zgura, leteći pepeo, kristalasta zgura visokih peći,

granulisana zgura, pjenušava zgura, keramzit i dr.

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

karakteristika zavise i svojstva kako svježeg betona tako i svojstva očvrslog betona. Za

spravljanje betona potpuno ravnopravno se koriste prirodni agregat (pijesak i šljunak) i

drobljeni agregat, ali i mješavina separisanog šljunka odnosno pijeska i drobljenog

agregata. Prednosti prirodnih (riječnih) agregata je u njihovoj cijeni (jeftiniji su od

drobljenog zbog jeftinijeg separisanja) i zaobljenosti zrna koja utiče na ugradljivost i

obradljivost svježeg betona. Prednosti drobljenih agregata uglavnom je u petrografskom

pogledu, tačnije drobljeni agregat je uvjek homogeniji od prirodnog, a to uslovljava

manje koncetracije napona u očvrslom betonu pod opterećenjem i pri temperaturnim


8

promjenama. Oštroivični oblik zrna drobljenog agregat omogućuje međusobno

uklještavanje susjednih zrna, što značajno doprinosi povećanju mehaničkih

karakteristika betona. Jedna od njih je i čvrstoća betona pri zatezanju.

Danas se za spravljanje betona isključivo koristi separisani (frakcionisani)

agregat. Kao glavni razlozi navode se tehnički uslovi koje prirodna mješavina agregata

tj. onog agregata koji se dobija direktno iz šljunkara, odnosno pogona za drobljenje

kamena, ne zadovoljava. Separisani agregat se isporučuje u vidu određenog broja

frakcija, pri čemu se ove frakcije dobijaju postupcima industrijskog prosijavanja

prirodnih mješavina uz eventualne korekcije sastava i odgovarajuće kontrole bitnih

sastojaka.

Separisani agregat mora da zadovoljava standarde koji propisuju uslove

kvaliteta, bez obzira da li se radi o prirodnom ili drobljenom materijalu BAS EN 12620.

Predviđa se upotreba sledećih nominalnih (nazivnih) frakcija agregata (tabela 1.) :

Osn

ovne

frak

cije

0/4 mm

4/8 mm

8/16 mm

16/32 (16/31,5) mm

32/63 (31,5/63) mm

63/125 mm

Međ

ufr

akci

je

0/1 mm

0/2 mm

1/4 mm

2/4 mm

8/11 (8/11,2) mm

11/16 (11,2/16) mm

16/22 (16/22,4) mm

22/32 (22,4/31,5) mm

32/45 (31,5/45) mm

45/63 mm Tabela 1. Nominalne frakcije agregata, u zagradi su ispisani otvori sita koji se koriste za

prosijavanje agregata

Granulometrijski sastavi navedenih frakcija i međufrakcija krupnog agregata i

stinog agregata dat je na slici 6. Smatra se da će sitan agregat biti pogodan za

spravljanje betona ako se njegova granulometrijska krivulja nalazi u šrafiranom

područiju (slika 6.).

Neovisno o vrsti, agregat dijelimo na sitni i krupni. Ova podjela je adekvatna iz

razloga jer veliki broj svojstava smješe i očvrslog betona zavisi od učešća sitnih i

krupnih zrna u ukupnoj masi agregata. Pod sitnim agregatom podrazumjevamo onaj čija


9

zrna prolaze kroz sito otvora 4 mm (metalna pletena mreža), a krupan je onaj čija zrna

ne prolaze kroz to sito, tj. veća od 4 mm (izbušena metalna ploča).

Slika 6. Granulometrijski sastavi frakcija agregata

Mnogobrojna ispitivanja su pokazala da se potrebna ugradljivost i obradljivost

betonskih smješa, kao i potpuno zadovoljavajuća svojstva očvrslog betona, mogu dobiti

ukoliko su u granulometrijskom sastavu zastupljene određene proporcije tj. ako

granulometrijski sastav agregata odgovara određenim referentnim granulometrijskim

krivuljama. Najpovoljnija granulometrijska krivulja agregata treba da se nalazi između

krivulja datih izrazima:

- Fuler: Y=100√𝑑

𝐷

- EMPA: Y=50 (𝑑

𝐷+√

𝑑

𝐷)

Na slici 7. je vidljivo da su ordinate granulometrijskih krivih Y(%) definisane su u

funkciji krupnoće zrna d (mm) (otvori sita) i najkrupnijeg zrna agregata D (mm) tj.

njihovog međusobnog odnosa. Takođe, sitniji agregat je bliže kriulji Fuler, a krupniji

bliže krivulji EMPA.


10

Slika 7. Fuler i EMPA krulje za slučajeve D=16 mm; D=31,5 mm i D=63 mm

Takođe, u zakonskoj regulativi date su referentne granulometrijske krivulje

prikazane na slici 8., gdje je u područiju 3 povoljna, a u područiju 4 prihvatljiva

granulometrijska kopozicija. Područija 1 i 2 predstavljaju nedovoljno ugradljive

granulometrijske kompozicije. U područiju 5 zahtjeva se veća upotreba vode.

Diskontinualna granumetrijska kriva treba da je bliže krivulji U.

Slika 8. Referentne granulometrijske krivulje


11

Za spravljanje betona može da se upotrebi svaki agregat koji s obzirom na svoj

minerološko – petrografski sastav i na prisustvo pojedinih komponenata neće štetno

uticati na fizičko – mehanička svojstva betona, koji neće prouzrokovati njegovo

razaranje, niti pojavu korozije armature i koji neće djelovati u pravcu sprečavanja

hidratacije cementa. Komponente koje su potecijalno štetne sa aspekta fizičko –

mehaničkih svojstava betona su: trošna zrna, glinoviti peščari, lapori i laporoviti

karbonati, argilošisti, mikašisti, škriljci, gline i glinci, gips, serpentin, liskun, ugalj itd.

Sadržaj ovih komponenti definišu minerološko – petrografska ispitivanja, pri čemu se

na bazi ovih ispitivanja daje prava ocjena upotrebljivosti konkretnog agregata. Glina

može obaviti zrno agregata i tako da spriječi dobru vezu između agregata i cementnog

kamena. Takođe, posebnu pažnju treba obratiti na prisustvo amorfnog silicijuma koji

dovodi do alkalno – silikatne reakcije i stvaranja produkata koji u prisustvu vlage

povećavaju svoju zapreminu i time povećavajaju naprsline u betonima, koje dovode do

destrukcije istog. U ovu grupu spadaju opal, kristobalit, vulkanska stakla i drugo.

Takođe se ispituje sadržaj komponenti koje su izazivači korozije armature kao što su

halit, pirit, anhidrit i dr. Agregat ne smije da sadrži ni organska jedinjenja koja mogu da

sprečavaju hidrataciju cementa (masti, sahariti i dr.).

1.3. Cement

Cement je neorgansko hidraulično vezivo, tj. fino sprašen neorganski materijal,

koji kad se pomješa sa vodom, stvara pastu koja vezuje i očvršćava pomoću

hidratacionih reakcija i procesa, i koji, nakon očvršćavanja zadržava svoju čvrstoću i

postojanost čak i u vodi.

Proizvodnja cementa kretala se u dva pravca: u pravcu proizvodnje prirodnog

portland cementa i u pravcu proizvodnje vještačkog portland cementa.

Prirodni cement se dobija od laporca, tj. prirodne mješavine krečnjaka i gline,

što za posljedicu može imati oscilacije u kvalitetu dobijenog cementa. Proizvodnja

prirodnog cementa se napušta u korist proizvodnje vještačkog portland cementa, zbog

težnje da se dobije cement boljeg i ujednačenijeg kvaliteta.

Vještački portland cement se dobija mljevenjem portland cementnog klinkera

– vještačkog kamenog materijala koji se stvara pečenjem krečnjaka i gline, za čije se

spravljanje koristi mješavina odnosa masa krečnjak:glina ≈ 3:1. Zavisno od uređaja i

tehnologije, proizvodnja portland cementnog klinkera se vrši suhim ili mokrim


12

postupkom. Pečenje sirovine, dobijene bilo po suhom ili mokrom postupku, vrši se u

rotacionim ili vertikalnim pećima do temperature sinterovanja (oko 1500oC). Po

završetku ovog procesa, dobija se pečeni proizvod (portland cementni klinker), koji se

potom transportuje u klinker – halu ili silos gdje se hladi. Portland cementni klinker se

nakon hlađenja melje do zrna krupnoće 0.001 do 0.1 mm, obično uz dodatak gipsa (do

5%), i u zavisnosti od vrste cementa mineralnih dodataka, eventualno punila i aditiva. U

zavisnosti od finoće mliva, specifična površina cementa varira od 2000 do 5000 cm2/g.

Portland cement karakteriše srazmerno konstantan hemijski sastav:

- CaO (vezan) 62-67 %

- SiO2 19-25 %

- Al2O3 2-8 %

- Fe2O3 1-5 %

- SO3 3,5-4,5 %

- CaO (nevezan) 2 %

- MgO 5 %

- alkalije 0,5-1,3 %

Mada se pojedina svojstva portland cementa mogu razmatrati u funkciji njegovog

hemijskog sastava, ipak ona se najčešće razmatraju sa aspekta minerološkog sastava

cementa, pa se sa tim u vezi polazi od činjenice da cement konstituišu tzv. klinker

minerali. Osnovni minerali portland cementnog klinkera su:

- trikalcijumsilikat (alit) - 3CaO∙SiO2(C3S) 45-60 %

- dikalcijumsilikat (belit) - 2CaO∙SiO2 (C2S) 20-30 %

- trikalcijumaluminat (celit) - 3CaO∙Al2O3(C3A) 4-12 %

- tetrakalcijumaluminatferit (zelit) - 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3(C4AF) 10-20 %

Cementi se u opštem slučaju mogu podijeliti na vrste i klase. Vrste predstavljaju

kategorije cemenata s obzirom na sastav i tehnologiju proizvodnje. Prema standardu

BAS EN 197-1, cemente dijelimo u pet vrsta i to:

- CEM I Portland cement

- CEM II Portland – kompozitni cement

- CEM III Metalurški cement

- CEM IV Pucolanski cement

- CEM V Kompozitni cement

Sastav ovih cemenata dat je u tabeli 2.


13

Osn

ovn

e v

rste

cem

enta

Oznaka cementa

Osnovne komponente (%)1)

Sp

ore

dn

e ko

mp

on

ente

(%)1

)

Kli

nker

i p

ort

land

cem

enta

Zgu

ra

Sil

ikat

na

pra

šina

Pucolani Flugasche

Sag

orj

eli

škri

ljac

Vap

nen

ac

Pri

rodn

i

Pri

rodni

sagorj

eli

Bogat

sli

cijs

kom

kis

elin

om

Bog

at

vap

nen

com

K S D2) P Q V W T L LL

CEM I Portland cement CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

CEM II

Portland cement

sa zgurom

CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

Portland cement

sa silikatnom

prašinom

CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

Portland cement

s pucolanom

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

Portland cement

s letećim

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland cement

s dodatkom

škriljaca

CEMII/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

Portland cement

s vapnencom

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland

kompozitni

cement3)

CEM II/A-M 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-M 65-79 21-35 0-5

CEM III Metalurški

cement

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

CEM IV Pucolanski

cement3)

CEM IV/A 65-89 - 11-35 - - - 0-5

CEM IV/B 45-64 - 36-55 - - - 0-5

CEM V Kompozitni

cement3)

CEM V/A 40-64 18-30 - 18-30 - - - - 0-5

CEM V/B 20-38 31-50 - 31-50 - - - - 0-5

1) Vrijednosti u tabeli se odnose na sumu osnovnih i sporednih sastojaka

2) Udio silikatne prašine ograničen je na 10%

3) U portland kompozitnim cementima, pucolanskim cementima i kompozitnim cementima osnovni sastojci, izuzev klinkera portland

cementa, moraju se obilježavati oznakom za cement.

Tabela 2. Sastav 27 običnih cemenata prema BAS EN 197-1


14

Mineralni dodaci koji ulaze u osnovni sastav cemenata prikazanih u tabeli 2. su:

- portland cementni klinker (K)

- zgura ili granulisana šljaka visokih peći (S) nastaje brzim hlađenjem

rastopljene troske nastale u proizvodnji sirovog željeza. Kada se sitno samelje

od nje se dobije latentno hidraulični materijal, kojem za hidraulično

stvrdnjavanje treba stimulator.

- pucolani (P,Q) su prirodne stijene koje sadrže reaktivni slicijev dioksid.

Dodavanjem vode dolazi do reakcije pucolana s kalcijevim hidroksidom, pri

čemu se stvaraju kalcijum silikatne i kalcijum aluminatne komponente koje

dovode do očvršćavanja.

- prirodni pucolani (P) su uglavnom stijene vulkanskog porijekla ili

sedimentne stijene, kao npr. tuf.

- prirodni pucolan, tretiran na visokoj temepraturi (Q) su aktivirane

stijene vulkanskog porijekla, ilovača, škrilja ili druge sedimentne stijene.

- leteći pepeo (V,W) se dobija elektrostatičkim ili mehaničkim odvajanjem

čestica prašine iz dima termoelektrane. Uglavnom je prisutan u okruglasto

staklenastom obliku.

- leteći pepeo s visokim sadržajem silicijske kiseline (V) uglavnom se

sastoji od reaktivnog silicijevog dioksida i aluminijskog oksida i ima

svojstva pucolana.

- leteći pepeo s visokoim sadržajem vapnenca (W) se sastoji od reaktivnog

kalcijevog oksida, reaktivnog silicijevog oksida i aluminijevog oksida i ima

latentno hidraulična svojstva i/ili svojstva pucolana.

- sagorjeli škriljac (T), a naročito sagorjeli uljani škriljac se dobija u

specijalnim pećima pečenjem na temperaturi od oko 800OC. Usljed sastava

prirodnog materijala i proizvodnog procesa, sagoreli škriljac sadrži klinker

minerale i veći dio pucolanski reaktivnih oksida. Sagoreli škriljac pokazuje

hidraulična svojstva, kao i pucolanska svojstva.

- vapnenac (L,LL) ili krečnjak se koristi kao osnovni sastojak za cement i da bi

se koristio u količini većoj od 5%, treba da ima sadržaj CaCO3 veći od 75% M

(masenih) i neznatan sadržaj gline i organskih materijala.

- silikatna prašina (D) ili silikatna čađ nastaje u elektolučnim pećima prilikom

pravljenja legure silicija i ferosilicija. Sastoji se od veoma malih kugličastih


15

čestica s amorfnim silicijevim oksidom od najmanje 85% i ima svojstva

pucolana.

- sporedne komponente (punila) su prirodni ili vještački odabrani neorganski

minerali koji poslije adekvatne primjene poboljšavaju fizičke osobine cementa.

Mogu biti inertni ili da posjeduju male hidraulične, latentne hidraulične ili

pucolanske osobine.

U specijalne vrste cementa spadaju:

- bijeli portland cement

- aluminatni cement

- sulfatno otporni cement

- cement niske toplotne hidratacije

Cementi su podijeljeni u tri klase (32.5, 42.5 i 52.5) po čvrstoći na osnovu

čvrstoće pri pritisku standardnog maltera poslije 28 dana. Vrijednosti predstavljaju

minimalne propisane čvrstoće pri pritisku od 32.5/42.5/52.5 N/mm². Cementi sa

visokom ranom čvrstoćom pri pritisku imaju dodatnu oznaku R, dok cementi sa

normalnom početnom čvrstoćom imaju dodatnu oznaku N. Čisti portland cementi imaju

veću početnu čvrstoću u odnosu na portland cemente sa dodacima. Međutim, pri većim

starostima od 28 dana portland cementi sa dodacima nadmašuju čvrstoće čistih portland

cementa. Zbog toga cementi sa dodacima imaju iste klase kao i čisti portland cementi

(slika 9.).

Slika 9. Porast čvrstoće cemenata u funkciji vremena

Boja cementa ovisi od upotrebljenih sirovina, od metode proizvodnje i od finoće

mliva. Sitno samljeveni cementi su obično svjetliji od krupno samljevenih cemenata.

Međutim, boja ne otkriva očekivana svojstva cementa.


16

1.3.1. Hidratacija cementa

Miješanjem portland cementa sa vodom dobija se plastično tijesto (cementna

pasta) koja uslijed kompleksnog fizičko – hemijskog procesa (hidratacije) mijenja

agregatno stanje i prelazi u čvrstu supstancu. U prvoj etapi hidratacije ( 5 do 10 h od

momenta miješanja vode i cementa) zapaža se pojava vezivanja paste, a nakon toga

dolazi do pojave očvršćavanja, tj. prelazak cementne paste u cementni kamen.

Vrijeme vezivanja cementa je vremenski period od momenta mješanja cementa i

vode do trenutka kada cementna pasta izgubi svoju plastičnost, i ono se završava

relativno brzo za razliku od očvršćavanja koje traje od nekoliko mjeseci do nekoliko

godina. Međutim proces očvršćavanja nije ravnomjeran, jer je u početku vrlo intezivan,

dok se docnije sve više i više usporava i asimptotski teži odrečenoj graničnoj

vrijednosti.

Hidrataciju cementa možemo razmatrati kao hemijski proces i kao prostorni

(volumenski) proces. U oba slučaja prisustvo vode ima ključni značaj, jer bez nje

hidratacija nije moguća.

Hidratacija kao hemijski proces. Miješanje vode i cementa možemo objasniti

preko hemijskih formula:

2C3S + 6H = C3S2H3 + 3CH + q1

2C2S + 4H = C3S2H3 + CH + q2

C3A + 6H = C3AH6 + q3

C3A + gips + voda = etringit + q4

C4AF + 2CH + 10H = C3FH6 + q5

gdje su H voda (H2O), a CH kalcijumhidroksid (CaO∙H2O) i q oslobođena toplota.

Iz formula se jasno vidi da su produkti hidratacije minerala C3S i C2S

hidrosilikat kalcijuma (tobermoritov gel) i kalcijumhidroksid, dok su produkti

hidratacije minerala C3A trikalcijumaluminat – hidrat, odnosno minerala C4AF

trikalcijumferit – hidrat.

Obzirom da je u portland cmentu uvjek prisutna izvesna količina gipsa, kao

reakcija između celita (C3A), gipsa i vode dobija se mineralna supsanca etringit. Etringit

se odlikuje velikom zapreminskom ekspanzijom, a njeni kristali se razvijaju veoma brzo

i obavijaju zrna cementa (slika 10.) stvarajući ljuske i na taj način otežavaju pristup vodi

do cementa, što dovodi do usporenja hidratacije. Da nema gipsa, odnosno kasnije tih

ljuski, hidratacija cementa bi se odvijala gotovo trenutno.


17

Slika 10. Kristalizacija etringita

Zapreminsko povećanje etringita u mješavini cement – voda nije od značaja ako

se vrši u okviru fluidne cementne paste. Međutim, ovo ekspanzivno dejstvo je opasno

ako se vrši u očvrslom cementnom kamenu, naročito ako je cementni kamen izložen

sulfatnoj agresiji. Povećanje zapremine etringita je 4 do 6 puta u odnosu na zapreminu

supstance od koje je dobijen. Ovo povećenje dovodi do stvaranja unutrašnjih napona

koji izazivaju razaranje – sulfane korozije (slika 11.). Samim tim, cementi treba da

imaju što manje minerala celita (C3A).

Slika 11. Sulfatna korozija cementnog kamena

Mineral C3S (alit) brže hidratizira, oslobađa veće količine toplote, a i nosioc je

ranijih čvrstoća. Mineral C2S (belit) sporije hidratizira i ima manji prirast čvrstoće,

međutim tokom vremena čvrstoća belita se izjednačava po čvrstoćma sa produktima


18

alita (slika 12.). Celit (C3A) se takođe odlikuje visokom toplotom hidratacije, kao i

veoma brzim priraštajem ove toplote.

Slika 12. Doprinosi klinker minerala čvrstoći cementnog kamena

Hidratacija kao volumenski proces. Cementna pasta je u suštini jedan

disperzan sistem – suspenzija, gdje voda prestavlja disperzionu sredinu, a zrna cementa

su disperziona faza (djelimično se rastvaraju, samo po površini).

Hemijska reakcija na relaciji voda – celit (C3A) ima za rezultat da se na

površinama cementa, a takođe i u vodi koja ih okružuje, stvaraju tanki igličasti kristali

koji će se tokom vremena neprekidno povećavati. Na taj način se ostvaruju prostorne

veze, tj. dolazi do vezivanja cementa. Nakon 8 do 10 sati cijeli volumen mješavine

cement – voda biće ispunjen skeletom igličastih kristala, pri čemu dolazi do postepenog

smanjivanja zrna cementa (slika 10.). Taj kristalni skelet dobijen na bazi klinker

minerala C3A naziva se aluminatna struktura. Definitivno formiranje aluminatne

strukture uzima se kao završetak procesa vezivanja i početak očvršćavanja cementa.

U hemijskoj reakciji na relaciji voda – alit i belit (C3S i C2S) sitni kompaktni

kristali ispunjavaju praznine između igličastih kristala aluminatne strukture, u početku

manje intezivno, vremenom se uvećava, i postaju stvarni nosioci čvrstoće cementnog

kamena. Nakon 24 sata silikatna struktura počinje da potiskuje – prekriva aluminatnu

strukturu, tako da nakon 28 dana u cementnom kamenu dominira silikatna struktura.

Proces hidratacije možemo podijeliti u tri faze prikazane na slici 13.


19

Slika 13. Šematski prikaz hidratacije cementa

Na slici 13a. i slici 13b. prikazana je početna faza, tj. faza vezivanja (etapa formiranja

aluminatne strukture). Slika 13c. prikazuje postepeno očvršćavanje cementne paste, tj

etapu istiskivanja aluminatne strukture i nadvladavanja silikatne strukture (druga faza).

Treća faza prikazana je na slici 13d. i prestavlja stabilizaciju silikatne strukture, tj. kada

se dostignuta čvrstoća cementnog kamena tokom vremena bitnije ne mijenja.

Faktori koji utiču na brzinu hidratacije, odnosno određuju oblik krivulje

hidratacije su:

vrsta cementa (finoća mliva i hemijski sastav);

vodocementni faktor;

temperatura pri kojoj se odvija reakcija;

prisutnost mineralnih i hemijskih dodataka (leteći pepeo, zgura ili ubrzivači,

plastifikatori, superplastifikatori i dr.).

1.4. Voda

Voda predstavlja neophodnu komponentu svake betonske mješavine, pošto je

samo uz njeno prisustvo moguće odvijanje procesa hidratacije cementa. Takođe, voda u

svježem betonu je značajna kao komponenta putem koje se ostvaruje potreban

viskozitet betonske smješe, tj. omogućuje ugradljivost i obradljivost betonske smješe.

Sa te tačke gledišta dolazimo do zaključka da je voda u svježem betonu značajna kako

sa kvalitativne tako i sa kvanitativne strane.


20

Voda za spravljanje kompozita tipa PMB ne smije da sadrži sastojke koji mogu

nepovoljno da utiču kako na proces hidratacije cementa, tako i na odvijanje reakcije

sinteze upotrebljenog polimernog dodatka, ali ni takve sastojke koji će da utiču na

koroziju armature. Sastojci o kojima je riječ mogu da budu rastvoreni u vodi, a mogu

biti i u vidu čvrstih primesa tj. u obliku suspendovanih mehaničkih nečistoća (muljevite,

glinene čestice, čestice drveta, uglja i drugo). Obična voda za piće praktično uvjek

zadovoljava navedene uslove, pa ona može da se upotrebi za spravljanje betona i bez

posebnog dokazivanja podobnosti. Međutim, u svim ostalim slučajevima mora se

obezbjediti dokaz o kvalitetu vode za beton. Uslove koje voda mora da ispunjava su dati

prema standardu BAS EN 1008.

1.5. Aditivi

Aditivi za beton su supstance koje svojim fizičkim, hemijskim ili kombinovanim

djelovanjem utiču na određena svojstva svježeg i/ili očvrslog betona. Najčešće korišteni

aditivi su: plastifikatori, superplastifikatori, aeranti, aksceleratori (ubrzivači vezivanja

i/ili očvršćavanja), retarderi (usporivači vezivanja), zaptivači, antifrizi (dodaci za

betoniranje na niskim temperaturama)... Aditivi mogu biti u tečnom ili praškastom

stanju, a njihovo doziranje je obično oko 5% mase cementa, i dodaju se mahom

prilikom spravljanja betonske mješavine. Ove supstance se mogu podijeliti na:

- plastifikatori su dodaci koji poboljšavaju ugradljivost i obradljivost betonskih

smješa, pa se može reći da oni predstavljaju regulatore reoloških svojstava svježeg

betona. Upotrebom plastifikatora smanjuje se količina vode u svježem stanju za 10 do

15%.

- superplastifikatori omogućavaju još značajnije smanjenje količine vode u

svježem betonu, a da se pri tome ne ugrožava njegova ugradljivost i obradljivost.

Smanjenje vode može da iznosi i preko 30%.

- aeranti (uvlačivači vazduha) su aditivi putem kojih se u strukturi betona

formiraju mjehurići (globule) vazduha reda veličine 0.01-9.3 mm. Ovi mjehurići su

ravnomjerno raspoređeni unutar mase betona, i takva struktura uslovljava povećanje

otpornosti na dejstvo mraza.

- zaptivači, isto kao i aeranti, mogu se smatrati za aditive regulatore strukture

betona. Nakon njihove reakcije sa klinker mineralima dobijaju se produkti koji

zaptivaju kapilarne pore u cementnom kamenu. Na taj način povećava se stepen

vodonepropustljivosti očvrslog betona.


21

- aksceleratori su najčešće jedinjenja hlorida, pri čemu je najpoznatiji i najčešće

upotrebljavan akcelerator kalcijum hlorid. On ne utiče bitno na vezivanje cementa, ali u

značajnoj mjeri ubrzava proces očvršćavanja.

- retarderi djeluju na taj način što oko zrna cementa stvaraju opne koje sprečvaju

brzo odvijanje hemijskih procesa na relaciji cement-voda. Najpoznatiji i

najrasprostranjeniji retarder u upotrebi je sadra.

- inhibitori korozije se koriste kako bi umanjili koroziju čelika (armature) u

betonu.

- vrska je hemijski aditiv koji se uglavnom koristi prilikom vezivanja novog

betona za stari.

- antifrizi su sredstva protiv smrzavanja svježeg betona. Djeluju tako što

snižavaju tačku smrzavanja vode. Njihovom upotrebom omogućava se izvođenje

betoniranja i na temperaturama nižim od 0°C.

- aditivi za širenje povjećavaju volumen svježeg betona prije vezivanja. Služi za

polijevanje i popunjavanje fuga između gotovih dijelova, popunjavanje proreza u

građevinskim elementima i za oblaganje građevinskih elemenata.

- stabilizatori su hemijski dodaci koji reduciraju sklonost betona ka krvarenju.

Primjenjuju se za podvodne betone kao i za lake betone meke konzistencije.

- reduktori sedimentacije su sredstva koja sprečavaju sedimentaciju sastojaka

svježeg betona. Primjenjuju se kod samozbijajućeg betona.

Kombinovanje polimera i drugih aditiva u betonu zahtjeva opreznost, pošto

može biti kontraproduktivno, i da, s obzirom na hemijske reakcije na relaciji polimer –

aditiv, dovede do nepovoljnih rezultata. Proizvođači aditiva (polimera) u svojim

katalozima i prospektima daju informacije o eventualnoj nekompitabilnosti korištenja

više aditiva u betonskoj mješavini.

1.6. Struktura betona

Makrostruktura betona. Na nivou makrostrukture betona izdvajamo dva

elementa : agregat i cementni kamen. S obzirom na to, možemo reći da je struktura

betona nehomogena, a po svom tipu konglomeratična.

U masi očvrslog betona moguće je jasno izdvojiti i kvantifikovati pojedine

makrostrukturne elemente polazeći od jednačine zapremina koja glasi:

Va,a + Va,cp + Vp = 1


22

gdje su Va,a apsolutna zapremina agregata, Va,cp apsolutna zapremina zrnaca cementa i

Vp zapremina zaostalih pora vazduha.

Makrostruktura se može izraziti u vidu odnosa agregata i cementnog kamena u

betonu (slika 14.)

Slika 14. Tipovi makrostrukture betona

Tip I: zrna agregata su na znatnom međusobnom rastojanju, međudejstvo

između zrna praktično ne postoji; oni utiču samo na cementni kamen koji je neposredno

okolo; odlučujući uticaj na beton ima svojstvo cementa.

Tip II: cementnog kamena je manje; ispunjava prostor između zrna ali ga ima u

tankom sloju na mjestu kontakta dva zrna; ovaj sloj iznosi obično 1-3 prečnika zrna

cementa (0.03 do 0.06 mm); zone dejstva agregata se preklapaju i javljaju se dopunski

efekti trenja; većina osobina betona zavisi i od agregata i cementa.

Tip III: postoji manjak cementnog kamena; on samo u tankom sloju obavija zrna

agregata dok međuprostor ispunjava samo mjestimično; odlučujući uticaj na svojstva

betona imaju svojstva agregata.

Konstrukcioni betoni najčešće imaju strukture bliske tipu II. U betonu visokih

fizičko – mehaničkih karakteristika treba da, uz optimalan stepen upakovanosti zrna

agregata, cementni kamen ne samo obavija zrna, već i ispunjava praznine između njih.

Za dobijanjе gustog betona (tip II), bitan je granulometrijski sastav agregata, kao i

karakteristike samog agregata (dovoljna čvrstoća i kompaktnost).

Mikrostruktura betona. Mikrostruktura podrazumjeva definisanje unutrašnje

strukture svakog od ovih elemenata – njihove poroznosti, kao i analizu građe

kontaktnog sloja na granici ovih elemenata.


23

Ukoliko pretpostavimo da se primjenjuje dovoljno kompaktan agregat i da je

ugrađivanje betona izvršeno korektno i efikasno, najveći udio u ukupnoj poroznosti

betona imaće pore u cementnom kamenu. Te pore možemo podijeliti na (slika 15.):

gelske pore u koje, pored osnovnih, spadaju i kontrakcione pore;

kapilarne pore;

zaostali vazduh;

uvučeni vazduh.

Gelske pore su posljedica hidratacije cementa i predstavljaju strukturnu

komponentu cementnog kamena koje se ne može izbjeći. Dimenzije gelskih pora su

reda veličine 1 do 3∙10-6 mm (od 1 do 3 nm) i ispunjene su vodom. Ova voda naziva se

gelska voda i uvjek se javlja u porama cementnog gela. Količina ovih pora, za

hidratisani dio cementnog kamena, praktično je konstantna za sve cemente i na njihovu

količinu se ne može uticati.

Kontrakcione gelske pore nastaju uslijed skupljanja cementnog kamena i iste su

veličine kao i gelske pore, takođe su ispunjene vodom i uvjek su prisutne u cementnom

kamenu.

Ukupna zapremina kontrakcionih i gelskih pora iznosi oko 28% od zapremine

cementnog kamena. Gelske pore nemaju uticaja na čvrstoće i propustljivost, ali zato

utiču na skupljanje i tečenje (puzanje) betona.

Kapilarne pore su pore nastale na mjestima koja nisu ispunili produkti

hidratacije, a njihova količina zavisi od količine vode upotrebljene za izradu

betona. Pri vodocementnim faktorima većim od 0.40, dio vode neće učestvovati ni u

hemijskim reakcijama ni u stvaranju pora u gelu, već će predstavjati višak, koji će u

cementnom kamenu (nakon isparenja jednog dijela) obrazovati kapilarne pore prečnika

manjih od 10-3 mm. Ove pore su povezane u mrežu koje se protežu kroz cijelu strukturu

cementnog kamena. Predstavljaju slabo mjesto u strukturi cementnog kamena, jer

većina svojstava cementnog kamena zavisi od kapilarne poroznosti.

Zahvaćeni vazduh su pore koje nastaju tokom miješanja i ugradnje svježeg

betona. Razlikuju se od ostalih vrsta pora po veličina koja je oko 1 mm i nepravilnom

obliku. Smatra se da dobro zbijen beton ima oko 2% zahvaćenog vazduha.

Uvučeni vazduh (obično od 3 do 5% od zapremine betona) se namjerno

stvara u betonu pomoću dodataka (aeranata). Na taj način se u strukturi betona

formiraju mjehurići vazduha, ravnomjerno raspoređeni u masi cementnog kamena na


24

međusobnom rastojanju od 0.1 do 0.2 nm. To su zatvorene pore specifičnog oblika sa

tipičnim prečnicima od 70 do 1000 μm, koje su znatno veće od kapilarnih pora.

Obavijene su membranom, pa na taj način prekidaju kapilarne pore, te sprečavaju

direktan prijenos fluida i susptanci.

Slika 15. Podjela i veličina pora

Ukupna poroznost betona u jednici zapremine iznosi:

Puk.b = Pgel.b + Pk.b + Δp.b

gdje su Pgel.b gelska poroznost betona, Pk.b kapilarna poroznost betona i Δp.b zaostala

poroznost koja obuhvata zahvaćeni i uvučeni vazduh. Šematski se može prikazati na

slici 16.

Slika 16. Šematska struktura cementnog kamena


25

Kontaktni sloj između cementne paste i zrna agregata, širine oko 0.03 do 0.06

mm ima bitno različitu strukturu od strukture prosječnog sastava cementnog kamena.

Veće je poroznosti, pa samim tim i drugačijeg mineralnog sastava. Ovo uslovljava veću

vodopropustljivost u odnosu na cementni kamen i agregat. Zbog toga je to najslabiji dio

strukture betona, kroz koji najvećim dijelom prolazi voda i druge supstance kada

penetriraju u beton, i zato se naziva i tranzitnom zonom. To je područije kojim prolaze

pukotine pri drobljenju betona (slika 17.).

U praksi treba obratiti pažnju da agregat bude čist s obzirom da zaprljan agregat

bitno utiče na čvrstoću veze cementnog kamena i agregata, a time i na smanjenje

čvrstoće betona i povećanje vodopropusnosti.

Slika 17. Mikrostruktura betona nakon 28 dana (A – agregat, C – cementni kamen, K –

kontaktni sloj)


26

2. POLIMERI

2.1. Uvod

Monomer (mono – jedan, meros – dio) je mala, prosta molekula koja se može

hemijski vezivati sa drugim molekulama, obrazujući pri tom dugu lančanu strukturu

(prisutno najmanje 1000 atoma) sa visokom molekularnom masom, koje premašuju

100000. Ta struktura je poznata kao polimer (pol – mnogo, meros – dio). Hemijski

proces povezivanja molekula monomera naziva se polimerizacija, pa važi nM → Mn.

Ako se u procesu, pak koristi više od jedne vrste monomera, proces se naziva

kopolimerizacija, a rezultantni materijal kopolimer. Možemo govoriti o dvije osnovne

vrste reakcija polimerizacije: o adicionoj i kondenzacionoj polimerizaciji. Adiciona

polimerizacija podrazumjeva čistu adiciju istih ili različitih monomera, pa se dobijaju

polimeri sa strukturnim formulama A+A+A…→A-A-A ili A+B+A+B+…→A-B-A-B...

U prvom slučaju radi se o polimeru homolognog tipa, dok se u drugom slučaju radi o

kopolimeru. Dobijeni polimeri, kao što se vidi iz primjera, imaju iste elemente kao i

polazni monomeri, ali polimeri se po svojstvima bitno razlikuju od polaznih monomera.

Adiciona polimerizacija se moze inicirati povišenom temperaturom, povećanim

pritiskom ili korištenjem određenih katalizatora. Kondenzaciona polimerizacija

predstavlja reakciju polimerizacije između dva monomera pri kojoj se dobija polimer

koji se po hemijskom sastavu razlikuje od sastava ishodnih monomera. Osim polimera

kao rezultat reakcije dobijaju se i određeni niskomolekularni nusprodukti kao što su

voda, hlorvodonik i neka druga jedinjenja. A + B ® AB + nusprodukti.

2.2. Struktura, vrste i svojstva polimera

Kod polimera se kao čestice – izgrađivači javljaju makromolekuli. Oni mogu u

prostoru biti različito raspoređeni i povezani, i s obzirom na njihov raspored

razlikujemo amorfne polimere i kristalične polimere. Amorfni polimeri imaju

nesređenu strukturu, tj. nema geometrijskih pravilnosti u rasporedu molekulskih lanaca.

Kod kristaličnih polimera postoji određeni stupanj sređenosti molekulskih lanaca u

prostoru. Međutim, većina polimera ima ili amorfnu strukturu ili djelimično kristaličnu

strukturu. Polimeri ove druge vrste se nazivaju semikristalični, a imaju naizmjenično

amorfnu, odnosno kristaličnu strukturu molekulskih lanaca. Djelovanjem vanjskih sila

na polimer može doći do orijentacije makromolekulskih lanaca u smjeru djelovanja

vanjske sile pa nastaje orijentirani polimer (slika 18.).


27

Slika 18. Molekulska struktura polimera

Kao što je već rečeno, kod polimera se kao čestice – izgrađivači javljaju

makromolekuli koji po obliku mogu da budu linearni, razgranati i mrežasti (slika 19.).

Slika 19. Tipovi makromolekule

Polimeri koji se sastoje od linearnih makromolekula, kao i od razgranatih čije

grane nisu povezane susjednim makromolekulima, nazivaju se linearni polimeri. Ovu

vrstu polimera karakterišu slabe sile međudejstva između pojedinih makromolekula, a

to se odražava na niz njihovih svojstava. Ukoliko se, pak, radi o polimerima sa

mrežastim (umreženim) makromolekulima, odnosno o polimerima kod kojih su linijski

elementi međusobno spojeni poprečnim vezama, takvi polimeri se nazivaju prostorni

odnosno umreženi polimeri. Za ove polimere karakteristično je postojanje jedinstvenog


28

prostornog skeleta, pa se oni teže deformišu i stoga u većoj mjeri nego linearni polimeri

zadovoljavaju definiciju čvrstog tijela.

Prema fizičkim svojstvima polimeri se dijele na elastomere, vlakna i plastične

mase. Među makromolekulama elastomera vladaju male intermolekularne privlačne

sile. Radi toga imaju mali modul elastičnosti i to 1 - 10 MPa. Na sobnoj temperaturi

mogu se elastično istegnuti najmanje do dvostruke početne dužine. Kod vlakana, među

molekulama vladaju jake intermolekularne privlačne sile, jer postoji visoki stupanj

usmjerene prostorne orijentacije molekula i visok stupanj kristalične strukture. Modul

elastičnosti vlakana iznosi 103 - 104 MPa. Većina mehaničkih svojstava neovisna je o

temperaturi, unutar intervala od -50°C do 150°C. Plastične mase imaju djelimično

kristaličnu strukturu, a intermolekularne sile su srednje veličine. Po svojstvima

zauzimaju mjesto između vlakana i elastomera.

Prema načinu prerade, polimeri se dijele na termoplastične i termostabilne.

Termoplastični polimeri pri zagrijavanju omekšaju, tako da se mogu prerađivati i

oblikovati, a nakon hlađenja ponovo očvrsnu. Postupak zagrijavanja i hlađenja može se

ponoviti više puta. Međutim, ukoliko se prekorači određena temperatura, dolazi do

nepoželjnih hemijskih reakcija, a time i znatne promjene svojstava polimera.

Termoplastični polimeri imaju malu toplotnu postojanost i malu tvrdoću, a neki od njih

relativno malu otpornost na djelovanje hemikalija, posebno kiselina. Termoplastični

polimeri imaju linearnu strukturu makromolekule. Najpoznatiji polimeri ove vrste su:

- polietilen je tvrd rožnat materijal bijele boje koji se dobija polimerizacijom

etilena. Proizvodi se u vidu granula veličine 3-5 mm, ili u vidu bijelog praha. To

je jedan od najlakših polimera pošto njegova specifična masa varira u granicama

od 920 do 970 kg/m3. Čvrstoća polietilena pri zatezanju kreće se od 12 do 32

MPa, dok mu je modul elastičnosti izuzetno mali i iznosi 150 – 800 MPa.

- polivinilhlorid je bijeli ili žućkasti prah bez mirisa i okusa. Može da se koristi

do temperature od oko 60oC. Njegova specifična masa iznosi oko 1400 kg/m3,

dok mu je čvrstoća pri zatezanju 50 – 60 Mpa, a čvrstoća pri savijanju 80 – 120

MPa. Veoma je otporan prema djelovanju kiselina, baza, benzina i sl.

- polistirol predstavlja produkt polimerizacije stirola. Ovaj polimer je na

normalnim temperaturama tvrd prozračan materijal nalik na staklo. Njegova

specifična masa se kreće oko 1050 kg/m3, dok su mu čvrstoće pri zatezanju od

35 – 60 MPa, a pri pritisku 80 – 110 MPa. Polistirol je vodonepropustan i

otporan na djelovanje mnogih hemijskih agensa.


29

- polivinilacetat je polimer sa vrlo niskom teperaturom prelaska u staklasto

stanje, pa je on već na temperaturama većim od 28oC podložan deformacijama.

- poliizobutilen, polimetilmetakrilat i dr.

Termostabilni polimeri nakon zagrijavanja i hlađenja nepovratno očvrsnu u netaljiv i

netopiv polimer. Ova svojstva nastaju kao posljedica hemijskih reakcija umreženja koje

nastaje kod zagrijavanja. Imaju veću čvrstoću, tvrdoću i bolju toplotnu postojanost nego

termoplastični polimeri, a otporni su prema hemikalijama. Termostabilni polimeri imaju

umreženu strukturu makromolekule. Najpoznatiji termostabilni polimeri su:

- epoksidi su polimeri koji u okviru svoje strukturne formule sadrže epoksidnu

grupu. Epoksidi u očvrslom stanju (nakon primjene očvršćivača) karakterišu

visoke čvrstoće i velika hemijska otpornost. Čvrstoće pri zatezanju su 40 – 80

MPa, čvrstoće pri pritisku su 70 – 100 MPa a čvrstoće pri savijanju 60 – 130

MPa. Specifična masa epoksida je oko 1200 kg/m3. Odlikuju se srazmerno

malom žilavošću.

- fenolformaldehidi se dobijaju polimerizacijom fenola i izvjesnih aldehida. Na

normalnim temperaturama su tvrde i krute supstance svijetlo ili tamno mrke boje

sa specifičnim masama 1200 – 1300 kg/m3.

- poliestri imaju široku primjenu u građevinarstvu zbog svoje niske cijene i

rasprostranjenosti. Imaju specifičnu masu 1100 – 1400 kg/m3, a čvrsoća pri

zatezanju se kreće od 30 - 70 MPa, dok čvrstoća pri pritisku iznosi 90 – 240

MPa. Poliestri su otporni na djelovanje velikog broja hemijskih agensa, kao i na

dejstvo okidacionih sredstava i vlažnog hlora, koji inače razaraju epokside.

- poliuretani se u građevinarstvu najviše koriste u obliku termoizolacionih

materijala. Variranjem osnovnih komponenti mogu se dobiti mekši ili tvrđi

poliuretani sa zapreminskim masama od 30 do 500 kg/m3.

- silikoni i dr.

Kaučuk predstavlja vrlo važan tip polimera. Postoji prirodni kaučuk koji se

dobija iz soka (lateksa) kaučukovog drveta i vještački koji se dobija sintetičim putem tj.

polimerizacijom monomera izoprena, butadiena, hloroprena i drugih i spada u grupu

elstomera. Sintetički kaučuk je otporniji od prirodnog kaučuka na dejstvo svjetlosti,

kisika, kiselina i ulja. Pri dovoljno visokim temperaturama kaučuk postaje plastičan,

mek i ljepljiv. Kaučuk se ne potčinjava hukovom zakonu i prisutan je veoma veliki

stepen deformabilnosti, a zapremisnki modul elastičnosti je visok u poređenju sa drugim

sintetičkim materijalima.


30

Jedna makromolekula može biti izgrađena od jedne ili više vrsta monomera.

Dakle, polimeri se mogu podijeliti na dvije osnovne grupe (slika 20.):

⎯ homopolimeri koji su izgrađeni samo od jedne vrste monomera. Tipičan

predstavnik ove grupe je polietilen;

⎯ kopolimeri koji su izgrađeni od dvije ili više vrsta monomera. Tipičan

predstavnik ove grupe je polivinilhlorid.

Slika 20. Makromolekuli homolognog (a) i kopolimernog(b) tipa

Polimeri mogu postojati samo u kristaličnom i tekućem stanju. Polimer ne

može postojati u plinovitom stanju, jer je tačka ključanja uvijek viša od temperature na

kojoj se polimer razgrađuje. Fizičko stanje polimera karakteriše deformacija koja

nastaje na opštem ispitnom tijelu. Deformacijska stanja su: staklasto, viskoelastično ili

gumasto i viskofluidno. Ta stanja ovise o temperaturi polimera, što se može prikazati na

termomehaničkoj krivulji (slika 21.).

Slika 21. Tipična termomehanička krivulja linearnog amorfnog polimera

Pri niskim temepraturama manjim od vrijednosti Tg, polimeri se nalaze u

čvrstom tj. staklastom stanju. Kada su temperature veće od vrijednosti Tg, polimeri


31

prelaze u tzv. visokoelastično stanje koje se zadržava sve do temperature Tf, a kada se

premaše i ove temperature polimeri prelaze u visokofulidno stanje koje vodi ka lomu.

Tačka Tg naziva se staklište, a Tf se naziva tecište. Oblik termomehaničke krivulje ovisi

o vrsti makromolekula, prosječnoj molekulskoj masi, polarnosti makromolekula,

nadmolekulskoj strukturi itd. Oblikovanje proizvoda od polimernog materijala najčešće

se vrši u viskofluidnom stanju. To se vrši u relativno uskom temperaturnom područiju

da ne dođe do nepoželjnih promjena u strukturi makromolekule.

Svojstva polimera možemo podijeliti na dobra i loša.

U dobra svojstva spadaju: mala gustoća, lako oblikovanje, otpornost prema

atmosferilijama i hemikalijama, otpornost prema koroziji, izolatori su toplote i

elektriciteta, lako se boje i imaju sposobnost prigušenja zvuka.

U loša svojstva spadaju: mala čvrstoća, dimenzionalna nestabilnost, mala toplotna

otpornost i laka zapaljivost kao i sklonost starenju i razgradnji. Svojstva polimera se

mogu modifikovati dodacima.

2.3. Polimeri koji se primjenjuju za modifikaciju cementnih betona

Malteri i betoni modifikovani polimerima dobijaju se primjenom polimera ili

monomera u vidu disperzija, emulzija, praškastih formulacija ili pravih tečnosti koje se

mogu miješati sa uobičajenim komponentama cementnih kompozicija. Kao modifikatori

u ovakvim slučajevima javljaju se polimeri i monomeri prikazani na šemi na slici 22.

Slika 22. Polimeri i monomeri koji se primjenjuju za modifikiaciju cementnih betona i maltera

Od svih navedenih dodaka cementnim kompozitima, najširu primjenu danas

imaju polimerni lateksi (Lateks – vodena disperzija određenog polimera). Iz

ekonomskih razloga, ali i zbog tehničko – tehnoloških karakteristika najširu primjenu

imaju materijali koji su na šemi na slici 23. ispisani tamnije (bold).

POLIMERI I MONOMERI MODIFIKATORI CEMENTA

POLIMERNI LATEKSI

elastomerni lateksi

termoplastični lateksi

bitumenski lateksi

termoreaktivni lateksi

mješavine lateksa

PRAŠKASTE EMULZIJE

VODORASTVORLJIVI POLIMERI

TEČNE SMOLE

MONOMERI


32

Slika 23. Polimerni lateksi – modifikatori cementnih kompozicija

Polimeri i monomeri (modifikatori cementa) najčešće predstavljaju gotove

fabričke proizvedene materijale sa određenim komercijalnim nazivima. Ovi materijali,

zavisno od tipa, mogu biti jednokomponentni ili višekomponentni (najčešće

dvokomponentni) i pri njihovoj primjeni treba se obavezno pridržavati uputstava

proizvođača. Neki od ovih materijala često se isporučuju posebno prilagođeni praktičnoj

primjeni, što podrazumijeva miješanje osnovne supstance sa nekim dodatkom putem

kog se utiče na dobijanje određenih tehničko – tehnoloških karakteristika, kako same

osnovne supstance, tako i cementne kompozicije u okviru koje se ona primjenjuje. Na

primjer, pojedine vrste polimera lateksa često se isporučuju sa dodatkom odgovarajućeg

sredstva za onemugućavanjem stvaranja pjene, jer prilikom mješanja kompozicija sa

lateksnim dodacima često se ispoljava značajno pjenušanje mješavina, što osjetno

PO

LIM

ERN

I LA

TEK

SI -

MO

DIF

IKA

TOR

I CEM

ENTA

ELASTOMERNI LATEKSI

LATEKSI NA BAZI PRIRODNOG KAUČUKA

LATEKSI NA BAZI SINTETIČKIH KAUČUKA

butadienstirolni kaučuk (BSK)

polihloroprenski kaučuk (PHPK)

akrilonitrilbutadienski kaučuk (ANBDK)

TERMOPLASTIČNI LATEKSI

POLIAKRILNI ESTAR (PAE)

POLIETILENVINILACEAT (PEVA)

POLIVINILDEHLORID - VINILHLORID(PVDH)

POLIVINILACETAT (PVA)

POLIVINILPROPIONAT (PVP)

POLIPROPILEN (PP)

TERMOREAKTIVNI LATEKSI

EPOKSIDNI LATEKSI

BITUMENSKI LATEKSI

BITUMEN

BITUMEN MODIFIKOVAN KAUČUKOM

PARAFINMJEŠOVITI LATEKSI


33

dovodi do pada mehaničkih karakteristika kompozita. Na taj način se formiraju složena

matrična faza rešetkaste strukture značajnih mehaničkih svojstava i izuzetno čvrsto

povezuje zrna agregata, odnosno tzv. čestice ispune betona.

Učešće polimera u kompozitu tipa PMB najčešće se izražava u vidu

polimercementnog faktora (odnosa). Polimercementni faktor u suštini predstavlja

odnos čistog polimera (kod polimernih lateksa tipa vodenih dsperzija ne uzima se

u obzir količina vode u datoj disperziji koja iznosi 40 do 80%) i cementa.

2.4. Polimerne formulacije

Kao što se vidi na slici 22. polimere možemo podijeliti na polimerne latekse,

praškaste emulzije, polimere rastvorljive u vodi, tečne smole i monomere.

- Polimerni lateksi. U slučaju polimernih lateksa najčšće se radi o sistemima tipa

vodenih disperzija koje u svom sastavu sadrže dispregovane čestice prečnika 0.05 –

5μm. Ove čestice mogu da budu polimerne ili kopolimerne strukture, što znači da mogu

da nastanu kao rezutat hemijske sinteze jednog ili višeg broja monomera. Sastav

polimernih lateksa varira u zavisnosti od konkretnog tipa polimera i obično sadrži od 30

do 50% suhe materije. U okviru ovog procenta suhe materije sadržani su i emulgatori i

stabilizatori, a u nekim slučajevima i antipjenušavci i druge konstituente bitne za

obezbeđivanje zahjevanih karakteristika konkretne formulacije. Ovakav sastav lateksnih

sistema (koji su najčešće na bazi elastomernih i termoplastičnih polimera) uslovljavaju

da se njihovim sušenjem na zraku formiraju odgovarajući suhi filmovi koji predstavljaju

konačne produkte hemijske sinteze. Karakteristična svojstva nekih polimernih lateksa

(oni boldovani na slici 23.) dati su u tabeli 3.

Na slici 24. prikazani su polimerni lateksi, BSK lijevo i PEVA desno, pod

mikroskopom (prečnik čestica od 0.05 do 5μm).

Slika 24. Polimerni lateksi pod mikroskopom


34

tip polimera spoljni izgled

(boja)

veličina

čestica (A)

kol. suhe

materije

(%)

spec. masa na

20oC (kg/m3) pH

viskozitet na

20oC (Pas)

površ. napon

(N/mm2)

BSK mlječno bijela 2000 46.5-49.5 1010 10.0-11.0 0.010-0.012 0.032

PHPK mlječno bijela 1200 50 1100 9.0 0.016 0.035

PAE mlječno bijela 5000 44.5-45.5 1054 8.6-10.2 0.029 0.045

PEVA mlječno bijela 7000 52.8 1050 6.0 1.350 0.075

PVDH mlječno bijela 1700 47.0-51.0 1230 3.0-7.0 0.006-0.010 0.038-0.042

PVA mlječno bijela 5000 42.5 1090 4.3 2.370 0.0445

Tabela 3. Karakteristična svojstva polimernih lateksa

- Praškaste emulzije. One predstavljaju suhe polimerne formulacije kod kojih pri

miješanju sa vodom (naknadno miješanje) dolazi do reemulgovanja. Na ovaj način

dobijaju se svojevrsni sistemi polimer – voda koji po svojim svojstvima odgovaraju

polimernim lateksima dispergovanim u vodi. U ovu grupu polimera spadaju

polietilenacetat, polivinilacetat – vinilversatat i dr.

- Polimeri rastvorljivi u vodi. U ovu grupu polimera ubrajaju se različite vrste

celuloze (metilceluloza, karboksimetilceluloza i dr.), polivinilni alkohol, polietilen

oksid, poliakrilamid i druge slične susptance. Polimeri ovog tipa na tržištu se javljaju u

čvrstom (praškastom) stanju ili u vidu gotovih vodenih rastvora i njihovom primjenom

u prvom redu se poboljšava ugradljivost i obradljivost mješavina (usled povećane

površinske aktivnosti čestica). Njihovom upotrebom takođe se umanjuje gubitak vlage

usled sušenja, što dolazi kao rezultat povećanja viskoznosti mješavina i svojevrsnog

izolacionog efekta usled formiranja vrlo tankih opni oko čestica kompozita.

- Tečne smole. U ovu grupu modifikatora cementa spadaju poliesterske smole,

epoksidne smole, fenolformaldehidne smole, poliuretani i dr. Ovi polimeri se najčešče

primenjuju kao višekomponentni tečni sistemi, pri čemu se uslovi koji važe za njihovu

primjenu uglavnom identični opštim uslovima za polimere toga tipa. Međutim, glavni

uslovi za nihovo korištenje u svojstvu modifikatora cementnih kompozicija su sledeće:

mogućnost rastvaranja, dispergovanja ili emulgovanja, što je najtešnije povezano sa

uslovom kompatibilnosti ovakvih formulacija sa vodom, koja predstavlja neizbježnu


35

komponentu svih kompozita tipa PMB. Primjera radi, u tabeli 4. dat je sastav jednog

modifikatora cementnih kompozicija na bazi poliesterske smole.

Materijal Odnosi kopozita % (po masi)

Poliestarska smola 50-70

Nezasićeni monomer (stirol) 25-65

Praškasti amonijumpersulfat 3-5

Praškasti natrijumbisulfat 1-3

Tabela 4. Primjer sastava jednog modifikatora cementa na bazi polietarske smole

- Monomeri. Primjena modifikatora ovog tipa je praktično identična slučajevima

tečnih smola. U kombinacijama monomer – voda – cement paralelno teku procesi

hidratacije cementa i termokatalitički ili radijacioni procesi polimerizacije, pri čemu se

polimerizacija može tako regulisati da se ona odvija u vrijeme, ili posle faze vezivanja,

odnosno očvršćavanja cementa. Od monomera koji se u ovakvim slušajevima najčešće

primjenjuju mogu se navesti furilov špirit, metilmetakrilat i hlorovodonični anilin, koje

treba primjenjivati u svemu prema prethodnim ispitivanjima; bez ovakvih ispitivanja

primjena formulacija ove vrste praktično je nemoguća.

2.5. Komercijalni proizvodi za modifikaciju cementnih kompozita

U daljem tekstu, prikazaće se nekoliko komercijalnih proizvoda na bazi polimera

koji se danas primjenjuju za modifikaciju cementnih kompozita i koje je moguće naći

na našem tržištu.


36

Kemament HIPER X

Proizvođač: KEMA

Kemament HIPER X je aditiv univerzalno upotrebljiv superplastifikator na osnovi

derivata polikarboksilata za snižavanje vodocementnog faktora i/ili povećanje

konzistencije sa učinkom ubrzanog stvrdnjavanja.

Karakteristike: Povećava se pokretljivost cementnih čestica, što

omogućava dugo vrijeme obradljivosti

Smanjuje se potrošnja vode, a konzistencija ostaje ista

Omogućava duge transporte

Primjena: Za pumpane betone

Za betone koji zahtjevaju nizak vodocementni faktor

Za betoniranje ljeti pri visokim temepraturama

Za transportne betone

Za samozbijajuće betone

Vidljivi betoni

Tehnički podaci: Boja: svijetlo braon

pH: 6-8

Sadržaj suhe stvari: 38-42 %

Gustoća: 1,08 – 1,14 kg/cm3

Pakovanje: Plastična ambalaža od 10 kg, 50 kg i kontejneri od 1000 kg.

Dozaža: Miješa se sa vodom (ne preporučuje se u suhu mješavinu), 0.5

% na masu cementa, max 1% na masu cementa


37

Sika® ViscoCrete® 3070

Proizvođač: Sika

Sika®ViscoCrete®3070 je superplastifikator na bazi modifikovanih polistearičnih

estera (modifikovanih polikarboksilata) koji omogućava spravljanje cementnih

mješavina vrhunskih performansi sa produženom tečljivošću u toplim klimatskim

uslovima ili pri transportu na veće udaljenosti.

Karakteristike: Lijep finalni izgled

Umjereno održavanje konzistencije (preko 90 minuta) i

transport betona

Daje veće krajnje čvrstoće

Pogodan za letnji period

Lijep finalni izgled površine betona

Poboljšava obradljivost i ugradljivost betona

Primjena: Za klasične betone

Za samozbijajuće betone

Za pumpane betone

Za duge transporte u letnjem periodu

Za vodonepropusne betone

Tehnički podaci: Boja: žućkasto ćilibarna

Gustoća: 1,09 ± 0,01 kg/l

pH: 4,5

Sadržaj lvrste materije: 29% ± 1

Pakovanje: Kante od 25 kg, burad od 220 kg, kontejneri od 1100 kg i

rinfuz

Dozaža: Dozira se u granicama između 0,5-1,2 kg proizvoda na svakih

100 kg veziva.


38

Izolit BETONPLAST

Proizvođač: Dramin

Izolit BETONPLAST je jednokomponentni proizvod, tečni aditiv sa višestrukim

dejstvom. Namenjen je izradi visokokvalitetnih polimer-betona i polimer-cementnih

maltera.

Karakteristike: Tečan jednokomponentni proizvod

Homogenizuje i plastificira beton

Alkalitet proizvoda daje zaštitu armaturi od korozije

Jednostavna primjena

Pospešuje otpornost na organske kiseline

Čini beton i malter vodonepropusnim

Štiti od vode i mraza

Ne sadrži hlorid

Primjena: Pri izradi svih vrsta betona

Pri izradi temelja, objekata pod zemljom i cementnih

kosuljica

Sprečava pojavu mikropukotina

Povećava fleksibilnost, adheziju, trajnost i otpornost na

vodu i mraz

Homogenizuje, plastificira beton i daje vodonepropusnost

betona do 3 bara vodenog pritiska

Tehnički podaci: Boja: bijela

Gustoća: 1,02 kg/lit

pH: 10

Sadržaj suhe stvari: 45%

Pakovanje: Plastična ambalaža od 3 kg, 5 kg, 10 kg i 25 kg.

Dozaža: 5 do 10% na masu cementa u zavisnosti od namene.


39

ELGEMER

Proizvođač: LGM

ELGEMER je polimerni dodatak, čija je osnovna komponenta stiren-butadijenski

latex. Glavna karakteristika ovoga polimera kao dodatka portland cementnom mortu

ili betonu je velika hemijska i mehanička stabilnost pod oštrim uvjetima okoline.

Karakteristike: U svježem stanju, bolja obradljivost uz manju količinu

vode (fluidificiranje)

Sposobnost zadržavanja vode

Odlična adhezija i kohezivnost smjese i prionljivost na

podlogu

Povećanje vlačne i savojne čvrstoće

Povećana žilavost, a time i otpornost na udare i dugotrajna

ciklička opterećenja

Povećana otpornost na cikluse smrzavanja i odmrzavanja

Povećana otpornost na kemijski agresivnu okolinu

Smanjuje rizikod korozije čelika u betonu

Primjena: Priprema prajmera

Priprema veznih slojeva starog i novog betona

Priprema betona visokih preformansi

Priprema zahtjevnijih estriha industrijskih podova

Za zaštitu betona od korozije

Priprema abrazijski otpornih mortova



pH: 9

Sadržaj suhe stvari: min 23%

Pakovanje: Kante 20 l, bačve 200 l i kontejneri 1000 l.

Dozaža: 5% suhe stvari na masu cementa.


40

Elastosil 34

Proizvođač: TKK

Elastosil 34 je vodena disperzija veštačkih smola - polimera, koji se upotrebljava kao

dodatak malteru ili betonu.

Karakteristike: Postižemo poboljšanje mehaničkih čvrstoća, posebno

značajno povećanje prionljivosti svježeg betona ili

maltera sa već očvrslim betonom ili malterom

Postižemo poboljšanje otpornosti očvrslog maltera ili

betona na djelovanje soli, rastvora baza i kiselina, ulja i

benzina

Bolju plastičnost odnosno obradljivost svježeg maltera ili

betona,

Poboljšanu nepropustnost i na taj način smanjenu

propustnost za vodu, ulja, naftu, benzin…

Povećanu otpornost na abraziju

Primjena: Izrada polimer modifikovanih maltera i betona, koji su

izloženi većim mehaničkim, fizičkim ili hemijskim

opterećenjima

Izrada sanacionih maltera i maltera za lijepljenje

Izrada veznih slojeva imeđu očvrslog betona i novog /

svežeg betona ili maltera



pH: 5,5

Sadržaj suhe stvari: 29,5 ± 1,4 %

Pakovanje: Plastične boce 1 kg, kanisteri 10 kg i burad 50 kg.

Dozaža: Obično Elastosil 34 : voda = 1 : 1 do 1 : 3 (zapreminski ili

težinski delovi).


41

Polybond SBR

Proizvođač: Henkel - Polybit

Polybond SBR je disperzija butadienstirolnog kaučuka koji se upotrebljava povećanje

vodonepropustljivosti i trajnosti betona i maltera.

Karakteristike: Poboljšava čvrstoče na zatezanje savijenjem i cijepanjem

Poboljčava čvrstoće na pritisak

Poboljšava vodonepropustljivost betona i maltera

Smanjuje skupljanje betona

Smanjuje vodementni fakotr

Izvrsna adhezija za večinu građevinskih materijala

Poboljšava plastičnost, zadržavanje vode i obradljivost

svježe mase

Poboljšava otpornost na hemikalije i naftne derivate

Sprečva „krvarenje“ betona

Dobra otpornost na soli

Štiti od korozije

Jednostavan za upotrebu

Primjena: Vezivni sloj između starog i novog betona ili maltera

Popravke oštečenog betona

Izrada kvalitetnih industijskih podova

Izrada betona za bazene, vodotokove, tunele, kanalizacije

Poboljšava otpornost na habanje i vodonepropustljivost

maltera

Tehnički podaci: Boja: mlečno bijela

pH: 9 - 10,5

Gustoća: 1,01 – 1,05 kg/lit

Procenat suhe materije: 45 ±3 %

Pakovanje: Plastična ambalaža, burad od 5 lt, 20 lt, 200 lt

Dozaža: Za normalnu upotrebu, 10 lt proizvoda ide na 50 kg portland

cementa.


42

2.6. Polimer – betonski kompoziti

Sve vrste polimer – betonskih kompozita, mogu se generalno svrstati u tri grupe,

i to:

- Beton impregnirani polimerima koji predstavljaju očvrsli cementni beton

naknadno impregniran monomerom, koji u kasnijoj fazi polimerizuje. U praksi se

isključivo prijmjenjuje za poboljšanje svojstava postojećih AB konstrukcija ili

prefabrikovanih elemenata. Naime, njim se može obezbediti relativna nepropustljivost

betona u dijelu zaštitnog sloja u cilju povećanja trajnosti betona, a impregnacijom sa

pogodnim polimerima se mogu unaprijediti i druge karakteristike kao što su: čvrstoća

pri zatezanju, pritisna čvrstoća, modul elastičnosti, otpornost na habanje, otpornost na

vodu, kiseline i soli i otpornosti na dejstvo zamrzavanja i odmrzavanja.

- Polimerbetoni su betoni kod kojih se kao vezivo koriste različite vrste

termostabilnih polimera, pri čemu se koriste obični agregati (upotreba cementa je

moguća samo u svojstvu zamjene dijela sitnog agregata). Pri izradi ovih betona teži se

da se najbolji tehnički efekti ostvare uz minimalan utrošak polimera koji kod ovakivih

betona predstavljaju najskuplju komponentu. Najveći broj fizičko – mehaničkih

karakteristika polimerbetona se poboljšava porastom učešća polimera, ali u praksi se ovi

betoni uglavnom spravljaju sa najviše 20% polimera u odnosu na ukupnu masu

materijala. Jedna od bitnih karakteristika polimerbetona jeste otpornost prema hemijskoj

agresiji. Čvrtoće pri pritisku iznose preko 120 MPa, čvrstoće pri zatezanju su preko 50

MPa. Takođe otporniji su na habanje i udar u odnosu na obične betone.

- Betoni modifikovani polimerima dobijaju se dodavanjem monomera ili

polimera u svježu betonsku masu.


43

3. SISTEMI MODIFIKOVANI LATEKISMA

3.1. Principi lateksne modifikacije i strukturne karakteristike PMB

Lateksna modifikacija cementnih betona reguliše se kako hidratacijom cementa,

tako i procesom formiranja polimernog sloja (membrane) u fazi očvršćavanja

mješavina.

Proces hidratacije obično ide nešto ispred procesa formiranja polimernog sloja,

pa se kao njihov zajednički rezultat obrazuje specifična mrežasta struktura očvrsčlog

kompozita. Sam tok očvršćavanja, pak, prolazi kroz više strukturnih faza (koraka) koje

su šematksi prikazane na slici 25. Faze o kojima je riječ, su sledeće:

- Početno stanje. Kada se polimerni lateks u vidu vodene disperzije uvede u svjež

beton, dolazi do dispergovanja polimernih čestica u cementnoj pasti. Odmah poslije

završenog mješanja, u mješavini egzistiraju inertan agregat, voda, čestice

nehidratisanog cementa i čestice polimera (slika 25a.)

- Početak stvaranja cementnog gela. U formiranoj polimer – cementnoj pasti, u

fazi hidratacije cementa, počinje postepeno obrazovanje cementnog gela sačinjenog od

hidrosilikata, hidroaluminata i hidroferita kalcijuma. Tečna faza (voda) se zasićuje

kalcijumhidroksidom koji se stvara pri hidrataciji. Istovremeno, čestice polimera

postepeno se talože na površini mješavine cementnog gela i čestica cementa koje još

nisu reagovale sa vodom. Na ovom stadijumu procesa, kalcijumhidroksid sadržan u

vodenoj fazi reaguje sa površinskim slojem silikata u sklopu agregata, što dovodi

(eventualno) i do formiranja kalcijum silikata na površini agregat (slika 25 b.)

- Hidratacija cementa. Prateći razvoj strukture cementnog gela, čestice polimera

se postepeno talože u kapilarnim porama forimranog cementnog kamena. Ovo se može

objasniti tim da se veličina polimernih čestica u lateksu se kreće od 50 do 500

nanometara i znatno su manje od kapilarnih pora u cementnoj pasti. Hidratacija cementa

se produžava, količina kapilarne vode se smanjuje, a polimerne čestice koagulišu

formirajući zaptivni sloj na površini cementnog gela (u okviru gela prisutne su još

uvjek i čestice cementa koje nisu reagovale sa vodom.) (slika 25c.). Efekti hemijskih

reakcija skloni su kompezaciji uvlačenja vazduha.

- Konačno formiranje polimernog sloja. Napredovanjem hidratacije troši se

voda iz međugelskog prostora i u njega se pakuju polimerne čestice. One se talože na

površinama produkata hidratacije cementata, vezujući se međusobno u neprekidnu


44

polimernu membranu koje sprečavaju prsline. Pri ovome se formira monolitna rešetka

nastala prodiranjem polimerne faze kroz strukturu produkata hidratacije. Takva složena

struktura sada djeluje kao matrica u okviru betona, pri čemu se prisutan agregat

(punilac) takođe povezuje i sa tom matricom (slika 25d.).

Slika 25. Model formiranja polimercementne matrice

Proces formiranje polimerne membrane na produktima koji nastaju hidratacijom

cementa može se objasniti uproštenim modelom prikazanim na slici 26. Takođe, na slici

27. prikazani su polimer filmovi u polimer modifikovanom betonu.


45

Slika 26. Uprošteni model procesa formiranja polimernog sloja na produktima hidratacije

cementa

Slika 27. Lateksom modifikovan beton pod el. mikroskopom

Primjenom polimernih lateksa, načelno se mogu smanjivati potrebne količine

vode (a i cementa) za dobijanje sistema tipa PMB koji će u svježem stanju imati

zadovoljavajuće ugradljivosti i obradljivosti. Međutim, kod ovih tipova kompozita u

funkciji vrste i količine primjenjenog polimera ne treba očekivati značajnija povećanja

čvrstoće pri pritisku. Ovo tim pre, što na ukupnu poroznost ovakvih sistema, osim

kapilarne poroznosti, vrlo značajan uticaj ima i količina uvučenog vazduha u mješavini

tokom mješanja komponenata. Međutim, iako ne omogućava značajnije povećanje

čvrstoće pri pritisku, primjena lateksa u okviru sistema PMB ipak dovodi do značajnog

poboljšanja njihovih drugih karakteristika. To je opet u funkciji ostvarene strukture

ovakvih kompozita, jer polimerna matrica spregnuta sa matricom formiranom od

produkata hidratacije, osim što ima značajniju čvrstoću pri zatezanju, obezbeđuje i veću

žilavost kompozita, a takođe i mogućnosti izolovanja prostora u kompozitu. Ovim se u


46

suštini formira sistem zatvorenih pora koji predstavlja glavni faktor manje

vodopropustljivosti, paropropustljivosti i gasopropustljivosti, a u vezi sa tim veće

hemijske otpornosti ovakvih sistema.

3.2. Sastavi mješavina

Izbor sastava betona modifikovanih lateksima najčešće se vrši kao za obične

betone, u zavisnosti od potrebne ugradljivosti mješavina, kao i od zahtjevanih

mehaničkih karakteristika, vodonepropustljivosti, trajnosti i drugih svojstava očvrslih

kompozita. Pri rješavanju ovog problema vodi se u prvom redu računa o onim

svojstvima na koja će se suštinski uticati primjenom lateksnih dodataka, tj. uvjek se

uzimaju u obzir moguća poboljšanja čvrstoće pri savijanju i zatezanju, žilavosti,

prionljivosti za različite podloge, hemijske otpornosti i dr. Ovdje se napominje da se na

sva svojstva ovakvih sistema uglavnom utiče usvajanjem odgovarajućih

polimercementnih odnosa, ali svakako treba dati značaj i vrijednosti vodocementnih

faktora.

Određivanje sastava betona modifikovanih lateksima u principu je složenije

nego određivanje sastava običnih betonskih mješavina iz razloga što je uključen veći

broj uticajnih parametara. Međutim, i u ovom slučaju postupak se sprovodi na uobičajen

način, sledećim redom:

- usvajanje vrste, maksimalnog zrna i gralnulometrijskog sastava agregata;

- definisanje pokazatelja konzistencije i saglasno tome određivanje potrebne

količine vode i odabranog polimernog dodatka;

- određivanje potrebne količine cementa, vodeći računa o zahtjevanoj čvrstoći

betona pri pritisku, kao i o drugim karakteriskama betona koje su u funkciji

upotrebljenog cementa (po klasi i vrsti) i polimer cementnog odnosa;

- određivanje potrebne količine agregata u mješavini, odnosno posebno količina

sitnog (do 4 mm) i krupnog agegata.

Polimercementni odnosi (odnos masa suhog polimera i cementa mp/mc(=)kg/kg)

u betonima modifikovani polimernim lateksima najčešće variraju od 0.01 do 0.20.

Konkretno, veličine tih odnosa usvajaju se u funkciji zahtjevanih fizičko – mehaničkih

karakteristika i trajnosti očvrslih betona, ali i u zavisnosti od potrebnih svojstava u

svježem stanju. Osnovne podatke o karakteristikama betona koje se mogu ostvariti

primjenom određenog lateksnog dodatka treba da da sam proizvođač konkretnog

materijala, pri čemu u ove podatke na prvom mestu treba ubrojati efekte plastifikacije


47

mješavina i količine uvučenog vazduha koje se dobijaju primjenom date forumalcije.

Pri usvajanju potrebnih količina lateksa i vode (uvjek treba uzimati u obzir i dodatnu

količinu vode koja se unosi preko polimerne disperzije) u funkciji zahtjevane

konzistencije mogu da posluže dijagrami prikazani na slici 28. koji se ondose na

mješavine spravljene na bazi lateksa butadienstirolnog kaučuka.

Slika 28. Uticaj količine vode i faktora mp/mc na slijeganje konusa za betone modifikovane

latkesom

Kada se na osnovu uslova konzistencije mješavine, kao i na bazi postavljenih

zahtjeva u odnosu na modifikovanje pojedinih karakteristika betona, usvoji izvjestan

polimercementni odnos, a takođe i potrebna količina vode mv, naredna faza proračuna

sastava PMB je faza definisanja potrebne količine cementa i agregata. Količina

cementa, mc, se po pravilu uvjek određuje prema zahtevanoj marki betona, i u vezi sa

tim se mogu se koristiti sve funkcionalne zavisnosti (empirijiski obrasci, dijagrami,

tablice i sl.) koje se mogu naći u literaturi.

Potrebna količina agregata u jedinici zapremine svježeg ugrađenog betona, ma,

određuje se iz jednačine apsolutne zapremine koja u posmatranom slučaju glasi:

𝑚𝑎

𝛾𝑠𝑎+𝑚𝑐

𝛾𝑠𝑐+𝑚𝑣 +𝑚𝑣,𝑝𝑑

𝛾𝑠𝑣+𝑚𝑝

𝛾𝑠𝑝+ 𝑣𝑝 = 1

gdje je vp količina vazušnih mjehurića u 1m3 svježeg betona.

Bez obzira na sproveden postupak proračuna potrebnih količina kompozitnih

materijala, za sisteme tipa PMB koncipirane na bazi polimernih lateksa poslije ovoga

slijedi faza eksperimentalnih ispitivanja u cilju provjere zahtjevanih i ostvarenih

karakteristika. To znači da se konačno usvajanje sastava mješavina može dozvoliti tek


48

po dobijanju zadovoljavajućih rezultata tzv. prethodnih ispitivanja koja će se odnositi

kako na svježe tako i na očvrsle betone.

3.3. Tehnologija proizvodnje

Betoni modifikovani lateksima se mogu spravljati primjenom svih tipova

mješalica koje se inače koriste u tehnologiji ovih materijala.

U principu, pri spravljanju betonskih mješavina sa dodatkom lateksa,

najcelishodnije je da se lateksna disperzija prethodno pomiješa sa vodom i da se ovakva

tečna faza unese u suhu mješavinu cementa i agregata. Međutim, u praksi se pokazalo

da se povoljnije fizičko – mehaničke karakteristike kompozita na bazi lateksa dobijaju

onda kada se odabrana vodena disperzija kao poslednja unese u svježu masu betona, što

se naročito ispoljava pri primjeni polimernih formulacija sklonih pjenušanju u fazi

miješanja.

Sklonost ka pjenušanju pojedinih vrsta lateksnih disperzija, što zbog značajne

količine uvučenog vazduha, dovodi do povećanja poroznosti očvrslih PMB, uslovljava

potrebu za vrlo ozbiljnijim analizama pri izboru pojedinih tipova mješalica. Pa, tako, na

primjer vrlo često se događa da se korištenjem protivstrujnih mješalica, dobijaju očvrsli

betoni nižih kvaltiteta u odnosu na betone dobijene miješanjem u gravitacionim

mješalicama. Zbog navedenog, preporučuje se da brzina miješanja za polimerne

disperzije sklone pjenušanju bude do 10 obrtaja u minuti, pri čemu vrijeme mješanja

treba da iznosi najviše 2 – 3 minuta. Međutim, nezavisno od navedenih preporuka,

najbolje je da se svi parametri vezani za proces miješanja odrede eksperimentalno,

putem odgovarajućih proba čak i ako se primjenjuju odgovarajući antipjenušavci koji se

dodaju u količinama od 0.05 do 1 % u odnosu na masu cementa. Najpoznatiji

antipjenušavci su nonifinelni estar polietilenglikola i silikonska emulzija.

Nakon završenog miješanja, PMB na bazi lateksa mogu se ugrađivati i

obrađivati na načine kao i klasični betoni. Modifikovani betoni imaju kraće vrijeme

obradljivosti u odnosu na obične cementne betone, i ako ovo vrijeme značajno zavisi od

temperature sredine, njihovo ugrađivanje i obrada ne bi trebalo da traju duže od 1h

poslije završenog miješanja. Budući da modifikovani beton imaju veoma dobru adheziju

sa različitim materijalima, čak i sa metalima, sva oprema i pribor (mješalice, vibratore i

ostali alat) moraju biti oprani i očišćeni odmah nakon korištenja. Takođe, preporučuje

se i primjena specijalnih sredstava za premazivanje oplata i kalupa, kao i korištenje

odgovarajućih postupaka čišćenja istih. Betoni modifikovani lateksima ne smiju se


49

ugrađivati na temepraturi ispod 5oC i preko 30oC. Prilikom kompaktiranja

modifikovanih betona, treba izbegavati suvišno i dugo vibriranje iz razloga da se voda

zajedno sa polimerima ne bi izdvajala po površini.

Njega lateksima modifikovanih betona treba da bude nešto drugačija od njege

običnih cementnih betona. Naime, njega u ovakvim slučajevima je vrlo kompleksan

problem, pošto hidrataciji cementa pogoduje vlažna sredina (voda), dok se hemijska

sinteza polimerne supstance može odvijati samo na vazduhu (u suhoj sredini). Za neke

lateksne polimere, primjera radi one na bazi poliakrilata, vlažna sredina je veoma štetna

zbog sklonosti ka saponifikaciji. Zbog toga se optimalna svojstva PMB dobijaju pri

kombinovanom režimu njege, koje se sastoji od njegovanja u vlažnoj sredini u

početnom periodu koje traje od 5 do 7 dana, a zatim slijedi (do 28 dana) njegovanje u

suhoj sredini. Postupci ubrzanog očvršćavanja zagrejanom vodenom parom se ne

preporučuju.

3.4. Svojstva mješavina u svježem stanju

Betoni modifikovani lateksima najčešće imaju, kao što je rečeno, poboljšanu

ugradljivost i obradljivost u poređenju sa klasičnim cementnim betonima. Ovo je u

najvećoj mjeri rezultat njihove povoljne konzistencije, što dolazi kao posljedica

činjenice da lateksne disperzije najčešće proizvode efekte tipa aditiva

superplastifikatora. Plastifikacija o kojoj je riječ može se objasniti poznatim efektom

“kugličnih ležajeva” tj. površinskom aktivnosti polimernih čestica, kao i povećanom

količinom uvučenog vazduha koje dovodi do smanjenja unutrašnjeg trenja u

mješavinama.

Plastičnost mješavina u opštem slučaju povećava se ili sa porastom

vodocementnog faktora ili polimercementnog odnosa. Sa slike 29. vidi se da je

potreban vodocementni faktor značajno smanjen sa povećanjem polimercementnog

odnosa. Uticaj polimercementnog odnosa na konzistenciju svježeg betona prikazan je na

slici 30., i odnosi se na beton spravljen sa dodatkom lateksa butadienstirpolnog kaučuka

kod koga je varijabilan polimercementni odnos, a vodocementni faktor konstantan i

iznsoi 0.43.


50

Slika 29. Veza između konzistencije, polimercementnog odnosa i vodocementnog faktora za

betone modifikovane lateksom

Slika 30. Zavisnost konzistencije betona sa dodatkom lateksa BSK

Dok je na slici 31. prikazan uticaj polimernog dodatka na slijeganje svježeg betona.


51

Slika 31. a) Referentni beton Δh=1,50cm ; b) Beton sa 15% polimernog dodatka Δh=15cm

Lateskima modifikovani betoni u svježem stanju pokazuju manju sklonost

ka izdvajanju vode i mokroj segregaciji. Fizičko vezivanje vode bitno zavisi od

polimercementnog odnosa, a pojava izdvajanja vode se može objasniti hidrofilnošču i

koloidnim svojstvima samih polimera, kao i nemogućnošću većeg izdvajanja vode

uslijed prisustva vodonepropustljivih polimernih membrana. Ove membrane utiču na

povećanje kohezivnosti mješavina, kao i na stabilnost i homogenost, ali i na smanjenja

gaso i vodopropustljivosti. Primjera radi, betoni tečne konzistencije gdje je Δh=20 cm,

ne pokazuju nikakve znake izdvajanja cementnog mlijeka i raslojavanja, odnosno imaju

zadovoljavajuću kohezivnost i plastičnost.

Takođe, snižavanje vodocementnog faktora mnogo utiče na smanjivanje

pojave mikronaprslina u masi kompozita, što se može objasniti prisustvom

polimera u njihovoj strukturi.

Proces vezivanja betona modifikovanih lateksima teče u izvesnoj mjeri

sporije nego kod običnih cementnih betona i ono zavisi od primjenjenog tipa

lateksa, kao i od polimercementnog odnosa.

3.5. Fizičko – mehanička i reološka sojstva očvrslih betona

Jedna od najbitnijih fizičko – mehaničkih karakteristika betona je čvrstoća

betona pri pritisku. Pri starosti od 28 dana, čvrstoća betona pri pritisku se relativno

malo mijenja u odnosu na klasične cementne betone. Čak, šta više, nije rijedak slučaj

da zbog primjene većih polimercementnih odnosa (veća koliina uvučenog vazduha)

čvrstoća pri pritisku opadne. U prilog tome govori dijagram na slici 32., koji se odnosi

na beton modifikovan lateksom, bez upotrebe antipjenušavaca.


52

Slika 32. Uticaj polimercementnog odnosa na čvrstoću pri pritisku

Međutim, danas se primjena lateksa ne može zamisliti bez antipjenušavaca. Takođe, kao

što je već navedeno, betoni modifikovani latksima sporije očvršćavaju, tj. produžava se

hidratacija cementa, odnosno proces vezivanja. Stoga je u odnosu na klasične betone,

čiji prirast čvrstoće nakon 28 dana veoma mali, uočen intezivan prirast čvrstoće u

periodu do 6 mjeseci nakon ugrađivanja betona.

Generalno, čvrstoće pri zatezanju lateksima modifikovanih betona u velikoj

mjeri zavise od polimercementnog odnosa i načelno su uvjek veće od čvrstoća pri

zatezanju klasičnih betona. Ova čvrstoća u najvećoj mjeri zavisi od ostvarene adhezije

između zrna agregata i cementnog kamena. Kod lateksima modifikovanih betona,

formirane polimerne matrice, povećavaju adheziju između zrna agregata i cementnog

kamena i sprečavaju progresivan razvoj početnih mikro naprslina zbog svoje velike

elastičnosti. Upotrebom odgovarajuće količine i tipa lateksa, čvrstoća pri zatezanju

može se povećati i preko 50% u odnosu na klasične cementne betone. Sa povećanjem

polimercementnog odnosa povećava se i odnos čvrstoće pri zatezanju i čvrstoće pri

pritisku, što je i potvrda prethodne konstatacije da lateksom modifikovani betoni imaju

veće poraste čvrstoće pri zatezanju u odnosu na čvrstoću pri pritisku. Ti odnosi su

prkazani u tabeli 5., kao i odnos smanjenja vodocementnog faktora sa povećanjem

polimercementnog odnosa, kao i porast čvrstoće pri savijanju i pri smicanju na jednom

primjeru. Takođe, treba naglasiti da se prirast čvrstoće pri zatezanju i savijanju

značajnije nastavlja i nakon 28 dana, sve do starosti od 6 mjeseci (slika 33.).


53

Tip

betona

Polimer

cementni

odnos

(%)

Vodo –

cemenni

faktor

(%)

Relativni naponi Relativni odnosi

Pritisak Savijanje Zatezanje Smicanje fp/fzs fp/fz fzs/fz fs/fp

Obični

beton

0 60 100 100 100 100 6.88 12,80 1.86 0.174

BSK

5 53,3 123 118 126 131 7.13 13.84 1.94 0.185

10 48,3 134 129 154 144 7.13 12.40 1.74 0.184

15 44,3 150 153 212 146 6.75 10.05 1.49 0.168

20 40,3 146 178 236 149 5.64 8.78 1.56 0.178

PAE 1

5 43,0 159 127 150 111 8.64 15.17 1.77 0.1200

10 33,6 179 146 158 116 8.44 16.23 1.96 0.111

15 31,3 157 143 192 126 7.58 11.65 1.55 0.139

20 30,0 140 192 184 139 5.03 10.88 2.19 0.170

PAE 2

5 59,0 111 106 128 103 7.23 12.92 1.81 0.161

10 52,4 112 116 139 116 6.65 11.40 1.71 0.178

15 43,0 137 167 219 118 5.64 9.06 1.62 0.148

20 37,4 138 214 238 169 4.45 8.32 1.88 0.210

PVA

5 51,8 98 95 112 102 7.13 12.53 1.78 0.178

10 44,9 82 105 120 106 5.37 9.76 1.81 0.221

15 42,0 55 80 90 88 4.69 8.39 1.81 0.274

20 36,8 37 62 91 60 4.10 5.76 1.38 0.275

Tabela 5. Odnosi napona normalnih betona i različitih vrsta lateksom modifikovanih

Slika 33. Prirast čvrstoće spoja (vezivnog sredstva) betona pri zatezanju


54

Betoni modifikovani lateksima pokazuju povećane otpornosti na udar i

habanje. Ove otpornosti, takođe zavise od vrste i količine upotrebljenog polimera i

mogu se povećati i do 50% u odnosu na klasične betone.

Upoređivanjem radnih dijagrama betona (slika 34.), utvrđeno je da je kapacitet

plastičnog deformisanja lateksom modifikovanih betona veći u odnosu na

nemodifikovane klasične betone. Žilavost i plastičnost PMB se povećava sa

povećanjem polimercementnog odnosa, pa tako da u slučaju mp/mc od 20% dostiže se

dilatacija za 2 do 3 puta veća od dilatacije nemodifikovanih betona. Na osnovu date

slike (slika 34.) zaključuje se da su moduli elastičnosti PMB manji od modula

elastičnosti nemodifikovanih betona.

Slika 34. Radni dijagram σ-ε za referentni beton i za lateksom modifikovane betone

Betoni modifikovani lateksima imaju manje upijanje vode, kao i veću

vodonepropustljivost u poređenju sa običnim, nemodifikovanim betonima, i to

zavisi u najvećoj mjeri od polimercementnog odnosa. Na slici 35. prikazane su

zavisnosti upijanja vode za betone modifikovane lateksom PAE (poliakrilnog estra) u

funkciji polimercementnog odnosa i dužine držanja u vodi. Razlozi ovakvog ponašanja

leže u njihovoj unutrašnjoj i površinskoj strukturi, u kojoj su pore ispunjene polimerom

ili prekrivene polimernim površinskim membranama (slika 36.). Ovo svojstvo je jedna

od značajnijih prednosti modifikovanih betona u odnosu na nemodifikovane betone,

zato što se na posredan način odražava i na trajnost betona.


55

Slika 35. Zavisnost upijanja vode od polimercementnog odnosa i dužine držanja u vodi

Slika 36. Mikronaprsline običnog betona i ispunjene naprsline lateksom mofikovanog betona

Betoni modifikovani lateksima imaju značajno veću prionljivost za različite

podloge od klasičnih betona, što je posledica svojstva ljepljivosti koje karakteriše

najveći broj polimera. Na vrijednosti adhezije (prionljivosti) najviše utiče veličina

polimercementnog odnosa u kompozitu, kao i priroda podloge. Iz navedenih razloga,

naponi prijanjanja između armature i betona veći su kod modifikovanih betona nego

kod klasičnih betona. Nedostatak betona modifikovanih lateksima je smanjivanje

njihove adhezije pri eksploataciji u vlažnim uslovima, ali je i onda veća od adhezije

klasičnih betona.


56

Skupljanje modifikovanih betona uglavnom je manje u odnosu na obične,

nemodifikovane, betone, što zavisi od tipa polimera i polimercementnog odnosa.

Primjera radi, deformacija skupljanja betona modifikovanog sa 7,5% lateksne disperzije

u odnosu na masu cementa, je za skoro 50 % manja u odnosu na skupljanje

nemodifikovanog betona (slika 37.). Razlog za ovo leži u djelovanju površinski aktivnih

supstanci i antipjenušavaca.

Slike 37. Zavisnost deformacije skupljanja od starosti betona i količine polimera

Podaci o tečenju lateksima modifikovanih betona su dosta protivurečni,

međutim ipak se najčešće smatra da je koeficijent tečenja φ ovakvih sistema niži

od svih koeficijenata za nemodifikovane betone. Na slici 38. prikazane su vrijednosti

koeficijenata tečenja za jedan nemodifikovani beton i za dva modifikovana betona.

Slika 38. Koeficijent tečenja betona modifikovanih lateksnim dodacima


57

Pojava smanjenja koeficijenta tečenja objašnjava se povećanom čvrstoćom polimernog

veziva kao i dugotrajnijim razvijanjem čvrstoće modifikovanog betona, odnosno

produžene hidratacije cementa.

Lateksima modifikovani betoni imaju veću otpornost na dejstvo mraza od

nemodifikovanih betona (slika 39.). Ovo je posljedica niže kapilarne poroznosti

(uslijed manjih vodocementnih faktora i popunjavanja kapilarnih pora u cementnom

kamenu polimernim česticama) i povećane količine uvučenog vazduha. Uticaj

modifikatora, lateksa, naročito je osjetan pri polimercementnim odnosima većim od 5%.

Takođe, lateksom modifikovani betoni su otporni na kombinovano dejstvo mraza i soli

za odmrzavanje.

Slika 39. Površina nemodifikovanog i modifikovanog betona nakon 60 ciklusa smrzavanja

Modifikovani betoni uobičajeno imaju temperaturni koeficijent linearnog

širenja isti ili neznatno veći od običnog cementnog betona.

Koroziona (hemijska) otpornost lateksima modifikovanih betona zavisi od

karakteristika upotrebljenih polimera i cementa, od polimercementnog odnosa i

vodocementnog faktora, kao i od prirode agresivnih materija. Modifikovani betoni,

generalno, odlikuju se većom korozionom otpornošću od klasičnih betona.

Povećana, koroziona (hemijska) otpornost sistema modifikovanih lateksima može se

objasniti smanjenom poroznošću ovakvih betona uslovljenom zapunjavanjem kapilarnih

pora polimernim česticama. Na ovaj način smanjuje se penatracija agresivnih supstanci

u masu kompozita. Na slici 40. prikazana je dubina penatracije jona hlorida kroz običan

beton (linija 1) i kroz jedan beton modifikovan lateksom poliakrilnog estra (linija 2), i iz

nje proizilazi zaključak da betoni modifikovani polimerom u konkretnom slučaju


58

onemogućavaju veće prodiranje hlor-jona u kompozit, što je svakako od velike važnosti

za njegovu korozionu otpornost.

Slika 40. Otpornost betona na prodiranje hlorida

Takođe, mora se naglasiti da se u svakom konkretnom slučaju jedino eksperimentalnim

ispitivanjem može dokazati koroziona otpornost modifikovanih betona. Pri dugotrajnom

dejstvu spoljašnje sredine, uključujući tu i dejstvo niske temperature i karbonizaciju,

PMB na bazi lateksa pokazuju povećanu otpornost na uticaj atmosferilija u

odnosu na obične betone. Do ovih zaključaka se došlo određivanjem promjene

čvrstoće pri savijanju modifikovanih sistema, izlaganih desetogodišnjem dejstvu

atmosfere, pa samim tim, njihova postojanost je veća ili pak jednaka nemodifikovanim

sistemima.

Čvrstoća betona modifikovanih lateksima mijenja se sa promjenom

temperature sredne, što je u prvom redu posledica primjene čvrstoće samih polimera

(naročito ako je primjenjen termoplastični polimer). Većina termoplastičnih i

elastomernih lateksa mijenja strukturu na temperaturi od 80 do 100oC. Sa povećanjem

temperature čvrstoća pri savijanju modifikovanih sistema se najbrže snižava. Pri

temperaturama iznad 100oC do 150oC, usled razgradnje polimera, razlike u čvrstoćama,

pri različitim odnosima polimera i cementa, postaju sve manje, tj. čvrstoće

modifikovanih betona se izjednačavaju sa čvrstoćama nemodifikovanih betona. Većina

modifikovanih betona gubi 50% ili više od svoje čvrstoće pri temperaturi koja prelazi

50oC, dok sa druge strane pri temperaturama ispod 0oC, ta čvrstoća se povećava. Na


59

slici 41. prikazano je razaranje polimerne matrice unutar betona pri visokim

temperaturama.

Slika 41. Uticaj temeprature na polimernu matricu unutar betona

Što se tiče zapaljivosti lateksom modifikovanih betona, ona zavisi od hemijskog

sastava upotrebljenog polimera i polimercementnog odnosa. Betoni modifikovani

polimerima koji sadrže hlor, kao i betoni sa odnosima polimera i cementa do 5%,

smatraju se nezapaljivim.


60

4. SISTEMI MODIFIKOVANI PRAŠKASTIM EMULZIJAMA I

SUSPENZIJAMA

4.1. Uvodne napomjene

U principu, praškasti polimeri kao modifikatori cementa se proizvode u procesu

koji se sastoji iz dva koraka. Najprije, u prvom koraku se lateksni polimer, kao glavni

sastojak, emulziono polimerizuje, da bi se kasnije konvertovao u prah pomoću suhog

raspršivanja (slika 42.). Poslije polimerizacije, ali prije suhog raspršivanja, lateksima se

dodaje nekoliko sastojaka kao što su baktericidi, antipjenušavci i dr. dodaci koji

poboljšavaju sušenje. Glina, kalcijum karbonat i silicijum se dodaju za vrijeme ili

poslije procesa suhog raspršivanja.

Slika 42. Proces dobijanja praškastih polimera

4.2. Tehnologija dobijanja polimerom modifikovanih betona

Tehnologija proizvodnje betona modifikovanih praškastim emulzijama i

suspenzijama približno je ista i analogna je modifikaciji betona lateksima. U većini

slučajeva, praškaste formulacije se prethodno miješaju sa pripremljenom mješavinom

cementa i punioca, pa se dodavanjem vode tako dobijenom sistemu, uz dalje miješanje

inicira proces dispergovanja, tj. emulgovanja praškastih polimernih čestica. Na ovaj

način se upotrebljene formulacije dalje ponašaju isto kao lateksi. Karakteristike

pojedinih praškastih polimera (koji se danas primjenjuju) date su u tabeli 6.


61

tip polimera spoljni izgled

(boja)

pH

(odnosi se na formiranu

suspenziju sa cca 50% čvrstih

čestica)

Srednja

veličina

čestica (μm)

Gustina

(g/cm3)

PEA

(polirtilenacetat)

bijeli prah 4-5 10-40 0,30-0,50

PVA

(polivinilacetatvinil-

versatat)

bijeli ili žutomrki

prah 5-8 10-40 0,45-0,60

PEVA

(polietilenvinilacetat)

bijeli prah 5-6 70 0,40

PAE

(poliakrilni estar)

bijeli prah 10-12 45-75 0,31-0,51

Tabela 6. Neke osobine tipičnih praškastih formulacija

4.3. Fizičko – mehanička svojstva očvrslih betona

Slično sistemima modifikovanim lateksima, sistemi modifikovani praškastim

suspenzijama i emulzijama imaju neke osobine poboljšane u poređenju sa običnim

cementnim betonima (slika 43., slika 44. i slika 45.). Ta poboljšanja u prvom redu

zavise od vrste i prirode polimera kao i polimercementnog odnosa u mješavini.

Slika 43. Efekti i odnosi praškastih i lateksnih polimera na čvrstoću pri pritisku betona


62

Slika 44. Efekti i odnosi praškastih i lateksnih polimera na čvrstoću na zatezanje pri savijanju

betona

Slika 45. Efekti i odnosi praškastih i lateksnih polimera na koef. filtracije betona

Gdje je koeficijent filtracije predstavlja količinu vode u m3 koja prođe kroz

element debljine 1m i površine 1m2, pri razlici hidrostatskog pristiska na dvema

graničnim površinama od 1m vodenog stuba, za vrijeme od 1s (mm/s ili cm/s).


63

5. SISTEMI MODIFIKOVANI POLIMERIMA RASTVORLJIVIM

U VODI

5.1. Tehnologija dobijanja polimerom modifikovanih betona

Osnovni materijali i sastavi mješavina betona modifikovanih polimerima

rastvorljivim u vodi uglavnom odgovaraju običnim cementnim betonima, pri čemu se

male količine polimera u ovakvim slučajevima dodaju u obliku praha ili vodenog

rastvora za vrijeme procesa miješanja. Ukoliko se radi o prahu preporučuje se suho

miješanje polimera sa cementom prije dodavanja vode.

Kao modifikatori cementa u ovakvim mješavinama koriste se supstance

rastvorljive u vodi, kao što su proizvodi celuloze, uključujući metilcelulozu,

karbkoksilmetilcelulozu, polivinil alkohol, poliakrilamid, polietilen oksid i drugi.

5.2. Fizičko – mehanička i reološka svojstva betona

Sistemi modifikovani polimerima rastvorljivim u vodi najčešće imaju

poboljšanu obradljivost, a samim tim i ugradljivost, lako se miješaju, a i ne

zahtjevaju specijalno njegovanje. Poboljšana obradljivost se postiže primjenom vrlo

niskih polimercementnih odnosa, manjih od 3%. Površinska aktivnost polimernih

suspstanci kao i efekat aeriranja ima za posljedicu poboljšanje plastičnosti ovakvih

sistema i pri veoma niskim vodocementnim faktorima.

Modifikovani betoni i u očvrslom stanju pokazuju poboljšanje nekih

osobina kao što je vodonepropusnost, povećanom čvrstoćom pri zatezanju i

savijanju, velikom adhezivnošću i dr. Čvrstoće pri zatezanju imaju tendenciju

opadanja pri većim polimercementnim odnosima.

Skupljanje pri sušenju betona modifikovanih polimerima rastvorljivim u vodi

obično je veće od skupljanja nemodifikovanih betona. Međutim, kod modifikacije

metilcelulozom prisutna je pojava manjeg skupljanja nego kod nemodifikovanih

sistema.


64

6. SISTEMI MODIFIKOVANI TEČNIM SMOLAMA

6.1. Uvodne napomjene

Pri modifikovanju cementnih kompozicija tečnim smolama, od kojih najveću

primjenu imaju termoplastične smole, u sastav mješavina ulaze znčajne količine

polimera sa niskom molekularnom masom. Sadržaj polimera u ovim sistemima je

znatno veći nego u slučaju modifikacije lateksima. Kao i kod prethodnih polimera, i kod

tečnih smola u procesu polimerizacije obrazuje se mrežasta struktura očvrslog

kompozita koji obezbeđuje veliku adheziju sa zrnima agregata.

6.2. Sistemi modifikovani poliestrom

Ovi sistemi se dobijaju kada se nezasićena poliesterska smola, rastvorena u

stirolu, miješa sa cementom. Polimercementni odnos kod ovakvih kompozita je

najčešće veći od 30%, dok je optimalni vodocementni faktor 22%. Bitne karakteristike

ovih sistema su ubrzano vezivanje, brzi priraštaj čvrstoće (kako pri pritisku tako i

pri zatezanju i savijanju), odlična veza sa postojećim betonom, a takođe i povećana

vodonepropusnost, hemijska otpornost, kao i otpornost na habanje.

6.3. Sistemi modifikovani poliuretanom

Prvi patent sistema modifikovanog poliuretanom nastao je još davne 1959.

godine. Poliuretan se sastoji od tri komponente: poliola, polizocijanata i promotera.

Modifikovani sistemi ovog tipa proizvode se na sledeći način: najprije se suho miješa

agregat sa cementom kome se dodaje poliol, zatim se toj smjesi dodaje promoter;

naposlijetku, polizocijanat se dodaje mješavini zajedno sa vodom.

Osnovna prednost poliuretanom modifikovanih betona leži u mogućnosti

da mehaničke čvrstoće ostvare i pri niskim temepraturama i u vlažnim uslovima.

Ovi betoni takođe, ostvaruju dobru vezu sa postojećim betonima, bilo vlažnim ili suhim,

a imaju i povećanu vodonepropusnost i smanjeno skupljanje i to do 50% u odnosu na

iste nemodifikovane betone.

6.4. Sistemi modifikovani epoksidnim smolama

Većina epoksidnih smola kao modifikatori cementa nastaju reakcijom sinteze

molekula bisfenola i dva molekula epihlorohidrina, i sadrže dvije funkcionalne grupe i

to epoksidnu i hidroksilnu grupu (slika 46.).


65

Slika 46. Hemijska struktura tipične epokidne smole

Prvi beton modifikovan epoksidnom smolom napravio je Donnoelly 1961. Godine,

miješajući bisfenol klase A i epokside iz vazduha sa vodom, a zatim ih dodavao suhoj

mješavini cementa i agregata.

Pri modifikaciji betona epoksidnim smolama, epoksidne smole se emulguju sa

vodom, a zatim mješaju sa unaprijed spravljenom mješavinom cementa i agregata.

Optimalne granice polimercementnih odnosa variraju u veoma širokom luku i zavisnosti

od studija iznose :

Raff i Austin, 30% ili više

Sun, 50% ili više

Nawy, 30 do 45%

McClair, 20%

Pri emulgovanju epoksi smole sa vodom, smola se istovremeno miješa i sa

reaktivnim agensom (očvršćivačem), pa se tek onda dodaje gotovoj mješavini cementa i

agregata uz obaveznu primjenu antipjenušavaca. Na ovaj način se formira mrežna

struktura koju čine očvrsli kompozit (polimerna matrica) i zrna agregata (slika 47.)

Slika 47. Prikaz modifikovanog betona epoksidnim smolama pod el. mikroskopom


66

Uslijed navedenog načina miješanja znatno se smanjuje količina vode koja se posebno

dodaje betonu, pa se tako vrijednosti vodocementnog faktora kreću u granicama od 24

do 32%.

Veliki broj ispitivanja pokazao je da ako se želi povećanje čvrstoće pri pritisku,

polimercementni odnos mora biti preko 30%. Za vrijednosti u granicama od 12 do 30%

dobijaju se čak i niže vrijednosti čvrstoće na pritisak modifikovanih betona u odnosu na

nemodifikovane betone (slika 48.) Ovo se objašnjava nepotpunim formiranjem matrične

faze.

Slika 48. Čvrstoća pri pritisku betona modifikovanih epoksidnim smolama (1 sa primjenom

letećeg pepela, 2 bez primjene letećeg pepela)

Odlike ovakvih sistema su veoma visoke čvrstoće, izuzetno dobra veza sa

postojećim betonom, vodonepropustljivost i znatno povećana koroziona otpornost.

U tabeli 7. prikazani su uporedni rezultati za uobičajene nemodifikovane betonske

mješavine i za mješavine modifikovane epoksidne smolom.

Takođe, teba naglasiti da je glavna prednost betona modifikovanih epoksidnim

smolama u tome što su im osobine postojane i u vlažnim sredinama i u vodi.


67

Svojstvo Nemodifikovani beton Beton modifikovan

epoksidnom smolom

Čvrstoća pri pritisku

(MPa)

38,7 – 42,9 42,9 – 52,7

Čvrstoća pri zatezanju (MPa) 3,09 – 3,23 5,13 – 5,76

Čvrstoća pri savijanju

(MPa)

5,98 – 6,05 11,4 – 11,5

Čvrstoća pri smicanju

(MPa)

0,7 4,5

Modul elastičnosti

(GPa)

21,8 19,0

Otpornost na dejstvo mraza

Poslije 20 ciklusa uočena

oštećenja

Poslije 50 ciklusa uočena

oštećenja

Hemijska otpornost

-na 5% NaOH

-na 15% solnu kiselinu

-na 10% limunovu kiselinu

-na 20% sirćetnu kiselinu

Brzo prodiranje

Brzo raspadanje

Postepeno prodiranje

Lagano pjenušanje

Tabela 7. Prikaz karakteristika nemodifikovanih betona i betona modifikovanih epoksi smolom


68

7. SISTEMI MODIFIKOVANI MONOMERIMA

Razvijanjem tehnologije proizvodnje, posebno modifikovanih monomernih

sistema omogućeno je i dobijanje većeg broja tečnih smola, a samim tim i proizvodnja

PMB modifikovanih ovim smolama. Proces dobijanja ovih sistema sastoji se iz dva

koraka, i to najpre se miješa monomer sa cementom, agregatom i vodom, da bi poslije

slijedili termokatalitički ili radijacioni procesi polimerizacije. Pri tome proces

polimerizacije se obavlja ili istovremeno ili poslije vezivanja i očvršćavanja cementne

faze.

Opsežna ispitivanja PMB modifikovanih monomerima pokazuju da kod ovih

sistema nema povećanja čvrstoće pri pritisku, bez obzira na način odvijanja

polimerizacije i bez obzira na veličinu polimercementnog faktora. Kod ovih sistema,

ipak, postoje znatna povećanja čvrstoće pri zatezanju i savijanju, adhezije za

armaturu, vodonepropustljivosti, hemijske otpornosti kao i otpornosti na dejstvo

mraza.

Od monomera kao modifikatora cementa u sistemima PMB, danas se u praksi

primjenjuju dvije supstance i to furilov špirit i hlorovodonični anilin.


69

8. ISPITIVANJE POLIMEROM MODIFIKOVANIH BETONA

8.1. Metode ispitivanja polimerom modifikovanog betona

Kao i kod klasičnih betona i betoni modifikovani polimerom ispituju se

destruktivnim i nerazornim metodama. Destruktivne metode se najčešće primjenjuju u

laboratoriji na elementima konstrukcija ili na ugledima, a nerazorne metode na

očvrslom betonu u konstrukciji.

8.1.1. Destruktivne metode

Destruktivna metoda je takav postupak ispitivanja betona gdje dolazi do

oštećenja (loma) betonskog ugleda koji se ispituje kako bi se ustanovila granična stanja

upotrebljivosti i nosivosti konstrukcije pod različitim kombinacijama opterećenja.

Prednosti destruktivnih metoda je što su dugo u upotrebi, a većina metoda daju

kvantitativne rezultate.

U destruktivne metode spadaju:

- fizičko – mehanička ispitivanja svojstva betona kao što su čvrstoća pri

pritisku, čvrstoća pri zatezanju, čvrstoća pri savijanju, čvrstoća pri cijepanju,

modul elastičnosti, tvrdoća, žilavost, vodonepropustljivost, otpornosti na mraz,

habanje i hemijske agnese, kao i deformacije betona pod uticajem kratkotrajnih

opterećenja;

- fizičko – hemijska ispitivanja (struktura betona, petrografska ispitivanja i sl.) ;

- ispitivanje reoloških svojstava (skupljanje betona, tečenje betona i dr.);

8.1.2. Nerazorne metode

Nerazorne metode ispitivanja uglavnom se koriste za kontrolu kvaliteta

proizvodnje betona ili kontrolu kvaliteta betona na građevini, a vrlo često i za ocjenu

stanja postojećih konstrukcija, te ocjenu uspješnosti izvedenih sanacionih radova.

Uopšteno, primjenom nerazornih metoda nije moguće izravno dobiti podatke o

čvrstoći materijala, već je za pravilnu procjenu čvrstoće potrebno poznavati vezu

između rezultata ispitivanja nerazorne metode i čvrstoće određene destruktivnim

metodama.

U nerazorne metode spadaju:

- metoda ultrazvuka;

- metoda rezonantne frekvencije;


70

- metoda vibriranja;

- metode mjerenja površinske tvrdoće (sklerometar) i dr.;

Metoda ultrazvuka se koristi za određivanje čvrstoće betona, kao i za

definisanje dinamičkog modula elastičnosti, ali primjenu ima i u defektoskopiji betona.

Međutim, metoda ultrazvuka se može primjenjivati i za ispitivanje zapreminske mase,

kompaktnosti i otpornosti na desjtvo mraza.

Za ispitivanje čvrstoće betona najčešće se koriste predajnici ultrazvučnih

impulsa frekvencije 50 – 150 kHz. Metoda se temelji na brzini prolaska longitudinalnih

talasa kroz uzorak betona od sonde odašiljača do sonde prijemnika (slika 49.). Ta brzina

se kreće od 2000 do 5000 m/s. Na brzinu ultrazvuka utiče vlažnost betona i armatura u

betonu.

Slika 49. Ultrazvučna oprema Pundit Lab

Čvrstoća betona će po pravilu biti veća kod betona veće kompaktnosti (manje

poroznosti). Ovo pravilo, međutim, važi samo ako postoji zadovoljavajuća adhezija

između cementnog kamena i zrna agregata. Ukoliko ovaj uslov nije ispunjen, mogu se

dobiti i vrlo niske čvrstoće betona i pri relativno visokim brzinama ultrazvuka. Osim

slabe adhezije između cementnog kamena i zrna agregata, koja na brzinu ultrazvuka

nema uticaja, brzina ultrazvuka takođe ne može da registruje veće čvrstoće u slučaju

primjene cementa viših klasa.

Poznavajući brzinu ultrazvuka i gustoću betona, kao i Poissonov koeficijent za

beton može se pomoću izraza odrediti dinamički modul elastičnosti uz pojednostavljenu

pretpostavku da je beton homogen, izotropan i savršeno elastičan materijal

𝐸𝑏𝑑 =𝜐2 ∙ 𝜌 ∙ (1 + 𝜇) ∙ (1 − 2𝜇)

(1 − 𝜇)


71

gdje su υ brzina ultrazvuka, ρ gustina betona, a μ Poissonov koeficijent.

Čvrstoća betona pri pritisku se egzaktno ne mogu odrediti iz statičkog modula

elastičnosti, nego se koriste različiti empiriski obrasci ili dijagrami (slika 50.).

Slika 50. Jedan od dijagrama za određivanje čvrstoće ultrazvukom

Za mjerenje debljina betonskih ploča, potpornih zidova, tunelskih obloga koristi

se eho ultrazvučna metoda poznatija kao Ipact Eho. Takođe, ova medtoda se koristi i za

određivanje položaja, debljine i smjera širenja pukotina, šupljina i defekata u

konstruktivnim elementima od običnog i armiranog betona kao što su ploče, stubovi,

grede, cijevi i sl. Princip rada dat je na slici 51.

Slika 51. Princip rada impact – eho metode

Temljni izraz ove metode je:

𝑑 =𝐶

2 ∙ 𝑓

gdje su d udaljenost od koje su se talasi odbili, C brzina talasa a f dominantna

frekvencija signala.


72

9. POLIMER - BETONSKI KOMPOZITI SA AGREGATOM OD

RECIKLIRANOG BETONA

9.1. Alternativni agregati u betonu

Alternativni agregati su oni agregati koji su dobijeni na sve druge načine osim

direktne eksploatacije iz stijenske mase ili iz rijeke. Tipični primjeri su materijali koji

predstavljaju otpad nakon rušenja raznih konstrukcija i industrijski nus – proizvodi.

Recikliranje materijala koji se koriste za gradnju zgrada i infrastrukturnih

objekata je neophodno za ostvarivanje održivosti gradnje. Recikliranjem se spriječava

da velike količine građevinskog otpada dospiju na deponije, a istovremeno se smanjuje

korištenje primarnih mineralnih sirovina.

Reciklirani agregat iz betona (slika 52.) se generalno sastoji od originalnog

agregata i sloja maltera koji obavija zrna agregata. Fizička i mehanička svojstva

recikliranog agregata zavise, kako od svojstava, tako i od količine preostalog maltera.

Naime, poznato je da je malter oko zrna agregata porozan materijal, čija poroznost

zavisi od vodocementnog faktora betona koji je recikliran.

Na količinu malterske komponente dominantno utiču proces drobljenja

(usitnjavanja) starog betona i dimenzije recikliranog agregata. Količina cementnog

maltera u recikliranom agregatu kreće se od 25% do 65% (izraženo u zapreminskim

procentima) i razlikuje se po pojedinim frakcijama (što je sitnija frakcija, veća je

količina cementnog maltera). U nastavku su prikazana neka svojstva recikliranog

agregata.

Upijanje vode je svojstvo po kome se reciklirani agregat najviše razlikuje u

odnosu na prirodni i zavisi od kvaliteta i debljine malterskog sloja oko zrna agregata.

Zbog prisustva cementnog maltera, koji ima manju zapreminsku masu od zrna

prirodnog agregata, zapreminska masa zrna recikliranog agregata manja je od

zapreminske mase zrna prirodnog agregata u prosjeku za 10%.

Otpornost prema drobljivosti i habanju recikliranog agregata je manja od

otpornosti prirodnog, pri čemu se razlike kreću u širokim granicama od 0% do 70%, u

zavisnosti od kvaliteta originalnog betona i vrste prethodno upotrebljenog agregata.

Bez obzira na određene manje razlike u pogledu svojstava agregata od

recikliranog betona, generalno reciklirani agregat u odnosu na prirodni agregat ima

sledeća svojstva: veće upijanje vode, manju zapreminsku masu, veće habanje, veću


73

drobljivost, veću količinu prašinastih čestica, veći sadržaj organskih materija i moguć

sadržaj hemijski škodljivih materija.

Slika 52. Reciklirani agregat iz “starog” betona

9.2. Betoni sa agregatom od recikliranog betona

Imajući u vidu navedene nedostatke agregata od recikliranog betona, vjeruje se

da je beton napravljen sa recikliranim agregatom iz betona lošiji (manje fizičko –

mehaničke karakteristike kao i slabija obradljivost i ugradljivost) u odnosu na

standardni beton.

Jedan od pokušaja povećanja mehaničkih karakteristika betona sa recikliranim

agregatom je, pored upotrebe hemijskih i mineralnih dodataka, istraživanje primjene

dvofaznog spravljanja betona (slika 53.).

Slika 53. Dvofazni postupak mješanja betona

Ovim postupkom pokazano je da se prionljivost između recikliranog agregata i

nove cementne paste može poboljšati i da se istovremeno novim cementnim gelom

mogu popuniti postojeće pore i prsline u malterskom sloju obavijenom oko zrna

agregata. Unapređenje kvaliteta tranzitne zone doprinelo je povećanju čvrstoće na

pritisak.

Dostupni rezultati ispitivanja betona sa recikliranim agregatom variraju u

širokim granicama, pa su nekad i kontradiktorni, ali se generalno može reći da betoni sa

recikliranim agregatom imaju sledeća svojstva:

povećanjem učešća recikliranog agregata smanjuje se zapreminska masa betona;


74

vrsta krupnog agregata nema uticaja na količinu uvučenog vazduha;

reciklirani agregat utiče na konzistenciju betona, tako što smanjuje pokretljivost

betonske mješavine zbog upijanja vode;

skupljanje betona se povećava sa povećanjem količine recikliranog agregata;

tečenje betona je proporcionalno količini cementnog maltera u betonu. Betoni na

bazi recikliranog agregata imaju više cementnog maltera u odnosu na uporedni

beton sa prirodnim agregatom, a samim tim i veće tečenje (do 50%);

upijanje vode zavisi od razlike između vodocementnih faktora novog i starog

betona od koga je dobijen reciklirani agregat (veće upijanje vode);

čvrstoća betona pri pritisku zavisi prvenstveno od kvaliteta recikliranog

agregata. Kod betona sa 100% recikliranog krupnog agregata pad čvrstoće u

odnosu na čvrstoću uporednog betona sa prirodnim agregatom u prosjeku iznosi

oko 13%, a kod betona sa 50% recikliranog krupnog agregata oko 8%. Pad

čvrstoće kod betona sa procentom zamjene krupnog agregata manjim od 50%

praktično se može smatrati zanemarljivim;

na vrijednosti čvrstoća pri zatezanju cijepanjem i pri zatezanju savijanjem, vrsta

upotrebljenog agregata nema bitniji uticaj. Razlike u čvrstoćama se kreću od 0-

10%;

modul elastičnosti betona na bazi recikliranog agregata manji je od modula

elastičnosti betona na bazi prirodnog agregata zbog prisustva cementnog

maltera;

količina recikliranog agregata utiče na otpornost betona prema habanju. Sa

povećanjem količine recikliranog agregata smanjuje se otpornost betona prema

habanju, zbog povećane količine cementnog kamena koji se lakše haba od zrna

prirodnog agregata;

na vodopropustljivost betona utiče kapilarna poroznost cementnog kamena

novog betona i kapilarna poroznost cementnog kamena recikliranog betona.

Ukoliko je agregat dobijen drobljenjem betona male poroznosti, tada

vodopropustljivost novog betona zavisi od izbora granulometrijskog sastava i

ostvarene strukture novog cementnog kamena;

na prionljivost između betona i armature agregat od recikliranog betona nema

značajniji uticaj, jer se prionljivost ostvaruje preko novog cementnog kamena.


75

9.3. Polimerom modifikovani beton sa agregatom od recikliranog

betona

Ova vrsta betonskih kompozita je u početnoj fazi istraživanja, tako da je do sada

objavljeno svega nekoliko radova sa rezultatima eksperimentalnih ispitivanja.

Rad autora Byung-Wan Jo, Seung-Kook Park i Jong-Chil Park, Mechanical

properties of polymer concrete made with recycled PET and recycled concrete

aggregates, Journal Construction and Building Materials 22, 2008:

Svojstva polimer – betonskog kompozita spravljenog sa nezasićenom

poliestarskom smolom dobijenom od reciklirane plastike i sa recikliranim agregatom

upoređivana su sa polimer betonom na bazi prirodnog agregata. Za spravljanje betona

korišćen je i mljeveni krečnjak, kao mineralni dodatak, u cilju poboljšanja adhezije

između polimerne matrice i zrna neorganskog agregata. Ispitivani betoni nose oznaku

NA (prirodni agregat), a broj iza te oznake označava učešće prirodnog agregata u

mješavini (100%, 70%, 50%, 30% i 0%). Prikazani rezultati se odnose na betonske

mješavine sa 9% polimernog veziva u odnosu na masu betona (slika 54., slika 55. i slika

56.).

Slika 54. Čvrstoća pri pritisku polimer betona sa recikliranim krupnim agregatom


76

Slika 55. Čvrstoća pri pritisku polimer betona sa recikliranim sitnim agregatom

Slika 56. Čvrstoća pri pritisku polimer betona sa recikliranim sitnim i krupnim agregatom

Analizom dobijenih rezltata (slika 54., slika 55. i slika 56.), može se zaključiti,

da se u slučaju primjene recikliranog krupnog agregata čvrstoća betona pri

pritisku neznatno smanjuje, dok se sa povećanjem učešća recikliranog sitnog

agregata čvrstoća evidentno redukuje. Slično se može reći i za čvrstoću pri

zatezanju savijanjem i cijepanjem. Kao glavni razlog za ovakve rezultate možemo

navesti slabiju adheziju između starog maltera i polimernog veziva.

Sa povećanjem učešća recikliranog agregata dolazi do smanjenja nagiba krivulje

napon – deformacija (σ-ε) (slika 57.), što ukazuje na drugačiji mehanizam loma u

odnosu na beton sa prirodnim agregatom.


77

Slika 57. σ-ε krive polimer betona sa recikliranim agregatom

Povećanjem učešća recikliranog agregata hemijska otpornost na dejstvo

hlorovodonične kiseline značajno opada u odnosu na polimer beton sa prirodnim

agregatom.

Rad autora Corinaldes i Moricon, Admixtures on Preformance and Economics

od Recycled Aggregate Concrete, Publication SP 199-50, 2001

Spravljan je beton gdje je prirodni agregat u cjelosti zamjenjen recikliranim

agregatom (leteći pepeo, silikonska prašina) i uz mineralne dodatke. Kao polimerni

modifikator korišten je superplastifikator na bazi akril polimera. Vodocementni faktor je

0.40. Kao referentni beton, korišten je beton spravljen na klasični način od prirodnog

agregata sa vodocementnim faktorom 0.56.

Na osnovu dobijenih rezultata, dolazi se do zaključka da superplastifikator

kao i mineralni dodaci mogu redukovati vodocementni faktor, a da se dobiju

betoni sličnih mehaničkih karakteristika kao i kod referentnog betona.

Rad autora Liu i Chu, Some studies on recycled aggregate concrete with and

without polymer, 2nd Internationl Conference for Disaster Mitigation and

Rehabilitation, 2008

Mehaničke karakteristike betona sa recikliranim agregatom mogu se poboljšati

primjenom polimera u količini od 7.5% u odnosu na masu cementa.

Rezultati ispitivanja ukazuju na povećanje čvrstoće pri pritisaku za 10%,

čvrstoće pri zatezanje na savijanje do 40%, a povećava se i čvrstoća pri zatezanju

na cijepanju do 35%.


78

10. PRIMJENA POLIMEROM MODIFIKOVANIH BETONA

Betoni modifikovani polimerima mogu se primjenjivati u svim oblastima

građevinarstva kao i klasični betoni, kako pri izvođenju novih konstrukcija, tako i za

saniranje konstrukcija. Međutim, zbog više cijene, modifikovani betoni koriste se u

slučajevima kada se od betona, pored čvrstoće, zahtjevaju posebna svojstva. Naime,

veća početna ulaganja u betone modifikovane polimerima opravdava se produženjem

eksploatacionog vijeka betonskih konstrukcija.

Kada je u pitanju gradnja novih objekata, tu se akcenat stavlja na polimerom

modifikovani beton sa povećanom korozionom otpornošću. To znači da je primjena

takvih betona u prvom redu prisutna u industrijskim objektima koji su izloženi kako

gasovitim, tako i tečnim agresivnim medijumima; tipa bazena sa različitim tečnostima,

rezervoari, kanali industrijske i otpadne vode, konstrukcije u moru ili pored mora i dr.

Takođe, primjena ovih betona je vrlo korisna i na područiju fundiranja, kada se

temeljenje objekta vrši u agresivnim podzemnim vodama.

Betoni sa polimernim dodacima se pimjenjuju i pri izradi pločastih konstrukcija

tipa podova (industrijski podovi), platformi, aerodromskih pista i kolovoza (mostova,

parking garaža), gdje se od betona zahtjevaju visoki nivoi trajnosti (na habanje, na

udar, na hemijsku agresiju, mraz i sl.).

Istraživanjim koja su sprovedena u Japanu potvrđeno je da se modifikovani

kompoziti mogu uspješno primjeniti za izolaciju od vibracija, pa se u praksi ovo

svojstvo koristi za prigušenje vibracija na željezničkim mostovima i za izradu temelja

mašina.

Na osnovu sprovedenih ispitivanja (Japan) i već stečenih praktičnih iskustava

pretpostavlja se da će doći i do šire primjene betona modifikovanog polimerima u

aseizmičnom građenju. Naime, zbog svoje povećane duktilnosti u odnosu na klasične

betone, konstrukcije od betona modifikovanih polimerima pri djelovanju seizmičkih sila

ispoljavaju vrlo značajne efekte disipacije unutrašnje energije, što utiče na smanjivanje

seizmičkih sila, a time i na povećanje seizmičke otpornosti objekta pri djelovanju

intezivnih zemljotresa.

Polimerom modifikovani beton se koristi za izradu zidnih panela i tunelskih

obloga.

Kada je u pitanju sanacija postojećih objekata, betoni modifikovani polimerima

koriste se prvenstveno za popravku većih oštećenja ili zamjenu pojedinih dijelova


79

betonskih konstrukicja. Modifikovana cementna pasta se uspješno primjenjuje za

injektiranje prslina i popunjavanje defekata usljed raslojavanja.

Razlozi za primjenu ovih betona leže pre svega u njihovoj velikoj adheziji za

stari beton, ugradljivosti, žilavosti, malom skupljanju i dr. Adhezija novog betona

(PMB) za stari beton poboljšava se ako se prije ugrađivanja novog betona nanese

premaz čiste polimerne disperzije, u obliku modifikatoar betona.

Najaširu upotrebu imaju betoni modifikovani polimerima BSR, PEVA i PAE,

zbog svoje cijene i pristupačnosti.

10.1. Primjer sanacije betonom modifikovanim polimerom

U nastavku rada dat je primjer sanacije stuba primjenom PMB, kao i proračun

betonske mješavine za sanaciju..

Prije sanacije defektna mjesta na stubu treba mehanički očistiti, upotrebom

ručnih alata (udarna bušilica), od oštećenog betona uz oblikovanje sanacione zone (slika

58.).

Slika 58. Uklanjanje zaštitnog sloja starog betona

Nakon prvog koraka, očišćena mjesta treba dodatno očistiti od prašine

vazduhom pod pritiskom, a zatim ih obilno nakvasiti vodom ili polimernom disperzijom

(slika 59.).


80

Slika 59. Pripremljena površina stuba

Oko postojećeg, zdravog jezgra stuba postavlja se dodatna armatura (dodatne

vilice i šipke) koja se vezuje za postojeću armaturu (slika 60.).

Slika 60. Postavljanje nove armature

Postavlja se oplata stuba koja sadrži otvor kroz koji se ubacuje beton

modifikovani polimerom pomoću pumpi (slika 61.). Otvori mogu biti i u vidu džepa ako

su u pitanju manja oštećenja, s tim da se prilikom takvih sanacionih intervencija

dobijena ispupčenja na površini elementa uklanjaju kasnije u što kraćem roku, dok

ugrađeni beton ne dobije veću čvrstoću.


81

Slika 61. Betoniranje dodatne obloge

Nakon uklanjanja oplate, površinu stuba treba konačno obraditi cementnim

malterima modifikovanim polimerom. Izgled saniranog stuba dat je na slici 62.

Slika 62. Izgled saniranog stuba


82

11. ZAKLJUČAK

Na osnovu rezultata višegodišnjih istraživanja, može se zaključiti da se

polimerizacijom betona poboljšavaju svojstva betona u odnosu na klasični

nemodifikovani beton. Poboljšanje svojstava betona kod upotrebe polimernih dodataka

objašnjava se promjenama u unutrašnjoj strukturi betona. Naime, poznato je da se

unošenjem polimernih dodataka modifikuje struktura betona, formiranjem dvostruke

matrice. Polimerom modifikovani betoni, prije svega, imaju visoke čvrstoće pri

zatezanju na savijanje i cijepanje, odličnu adheziju za različite podloge, visoke

otpornosti na dejstvo mraza i hemijske agense, kao i niz drugih povoljnih karakteristika,

tako da je primjena ovakvih sistema u građevinskoj praksi iz dana u dan sve šira.

Kao modifikatori betona najširu primjenu imaju lateksi. Optimalna količina

lateksa u betonu je od 5 do 20% na masu cementa. Upotreba veće količine lateksa u

betonu nije ekonomična jer može prouzrokovati prevelik sadržaj vazduha u betonu, a

samim tim i pokvariti neka bitna svojstva betona (čvrstoća pri pritisku). U poslednje

vrijeme, odmah iza lateksa kao modifikatora svojstava betona široko se primjenjuju

praškaste suspenzije koje su po svojoj prirodi praktično identične lateksnim

formulacijama.

Tečne smole kao modifikatori imaju primjenu u industriji betonskih

prefabrikanata bez obzira na njihovu relativno visoku cijenu u odnosu na materijale na

bazi lateksa.

Monomeri kao modifikatori betona se koriste na dva načina. Ili se

polimerizacijom monomera dobijaju polimeri kao modifikatori betona, ili se koriste u

vidu premaza kao hidroizolacija ili kao zaptivna masa pukotina betonskih ploča.

Odlikuju se veoma velikom adhezijom. Jedan od najpoznatijih monomera je

metilmetakrilat.

Kao polimer rastvorljiv u vodi najširu primjenu ima poliakrilamid koji

miješanjem sa cementom značajno modifikuje reologiju cementne paste prevodeći je u

gumasti materijal podoban za oblikovanje tiskanjem ili valjanjem. Zbog tog svojstva

najšira primjena je u CBC materijalima (Chemically Bonded Ceramics - hemijski

vezana keramika).

Sve veća potrošnja agregata i ograničenja u eksploataciji prirodnih sirovina

dovjela je do alternativnih rješenja. Kao što je već navedeno, u alternativne agregate

spadaju industrijski i građevinski otpad. Jedan od takvih materijala jeste betonski krš,


83

nastao rušenjem objekata, koji se reciklira. Primjenom agregata od reciliranog betona za

spravljanje betona mogu se dobiti betoni zadovoljavajućih, pa čak i visokih

performansi, što prvenstveno zavisi od čvrstoće pri pritisku betona čijim drobljenjem je

dobijen agregat, a zatim i od poznavanja svih specifičnosti vezanih za projektovanje

sastava i spravljanje ovih vrsta betona. Međutim, u praksi je za konstrukcijsku primjenu,

upotreba agregata od recikliranog betona limitirana prvenstveno zbog velikih varijacija

u kvalitetu, što je direktna posljedica porijekla i stanja starog betona.

Primjena agregata iz recikliranog betona u kombinaciji sa polimerima kao

modifikatorima započela je poslednjih godina. Iako se radi o malom broju

eksperimentalnih ispitivanja, prvi rezultati ukazuju da se primjenom polimera mogu

popraviti pojedina svojstva betona sa agregatima od recikliranog betona, čime se

otvaraju šire mogućnosti za primjenu ovih vrsta betona u svakodnevnoj građevinskoj

praksi.

Naposlijetku, treba istaći da polimeri kao dodaci betonu nisu neki čudotvorni

proizvodi koji bi, na primjer, poboljšali loš cement, ili omogućili da se od nepovoljne

granulometrijske kompozicije napravi dobar beton. Upotreba polimernih dodatka u

betonu opravdana je samo onda kada su preduzete sve mjere da se dobije dobar beton.


84

LITERATURA

1. M.Muravljov, Osnovi teorije i tehnologije betona, Beograd 2010;

2. Y.Ohama, Handbook of polymer-modified concrete and mortars, 1994;

3. M.Muravljov, Građevinski materijali, Beograd 2007;

4. SITJ, Građevinski kalendar 1994 – 1995;

5. Časopis Materijali i konstrukcije br. 52., Beograd 2009;

6. V.Ukrainczyk, Beton, Zagreb 1994;

7. V.Hasanović, Betonske konstrukcije, Sarajevo 2007;

8. J.Radić, Betonske konstrukcije 1, Zagreb 2006;

9. T.Kovačević, Struktura i svojstva polimera, Split 2010;

10. 13. Interantional congress on polymers in concrete, Portugal 2010;

11. S.Otović, Građevinski materijali u praksi, Beograd 2007;

12. Beton tehnički priručnik, Kakanj 2012;

13. Sika, Priručnik o betonima, Beograd 2008;

14. ACI, Polymer-Modified concrete, USA 2003;

15. BAS EN 206-1, BAS EN 197-1 i BAS EN 12620;

16. B. Skenderović, Građevinski materijali, Beograd 2011;

17. Časopisi Fokus, Build, Građevinar i Modul;

Documents

Polimerom modifikovani beton