Beton
UVOD
Beton je heterogen građevinski materijal koji se sastoji od cementa, kao osnovnog vezivnog materijala, i drugih vezivnih materijala (zgura visokih peći, elektrofilterski pepeo, mikrosilika...), krupnog agregata koji može biti prirodni, drobljeni i vještački (reciklirani), sitnog agregata koji takođe može biti prirodni i vještački i voda koja je neophodna za odigravanje hemijskih reakcija u procesu očvršćavanja betona.
Hemijski proces koji nastaje poslije mješanja i ugradnje betona je poznat pod nazivom hidratacija. Voda hemijski reaguje sa cementom praveći pastu koja obavija ostale komponente koje čine beton. Hemijska reakcija dovodi do očvršćavanja betona pretvarajući svježu betonsku mješavinu u stijenu.
Primena betona u građevinskoj industriji je veoma raširena i širokom auditorijumu veoma poznata. Beton kao građevinski materijal je najrasprostranjeniji materijal. Prema nekim podaciima iz 2005. godine ukupna proizvodnja betona u svijetu je bila oko 6 milijardi kubnih metara što predstavlja oko 1 kubni metar po stanovniku planete.
Trenutno najveći proizvođači betona u svijetu su Kina i SAD. Prema nekim podacima, u posljednjih par godina 40% ukupne svjetske proizvodnje cementa se troši u Kini .
ISTORIJA
Poznato je da je kroz istoriju bilo pokušaja da se naprave materijali slični današnjem betonu. Jedan od prvih pokušaja pravljenja betona bio je 5600 godina pre nove ere na području Srbije gdje su nađeni tragovi poda napravljenog od smeše crvenog krečnjaka, pijeska i šljunka. Piramide Shaanhi u Kini koje su sagrađene hiljadama godina pre nove ere su sagrađene sa mješavinom materijala vulkanskog pepela i gline.
Asirci i Vavilonci su koristili glinu kao cement u betonu. Egipćani su kao cement koristili krečnjak i gips. U vrijeme Rimskog carstva beton se pravio od QUICKLIME, pucolana, pepela/pucolana i agregata koji je pravljen od PUMICE. Ovakav beton je bio veoma sličan današnjem konvencionalnom betonu.
Posle Rimskog carstva nije bilo primene betona punih 13 vekova. Engleski inženjer je 1756. godine načinio pionirske korake u primjeni krečnjaka kao hidrauličnog veziva i lomljene opeke kao agregata u betonu. Portland cement je prvi put primenjen kao vezivni material u betonu 1840-tih godina. U današnje vrijeme primjena recikliranih materijala kao agregata u betonu je veoma raširena najviše zbog ekoloških problema. Pored raznih vrsta agregata u betonu se mogu koristiti i elektrofilterski pepeli koji se dobijaju sagorjevanjem uglja u termoelektranama.
Ova primena elektrofilterskog pepela je omogućila smanjenje prostora za deponovanje pepela i smanjila raširen ekološki problem deponovanja pepela. Praćenje karakteristika betona je staro koliko i sam beton. Još se u vreme Egipćana i Rimljana znalo da dodavanjem konjske dlake u beton smanjuje njegovo pucanje usled skupljanja i da dodavanjem kravlje krvi povećava se otpornost betona na dejstvo mraza. Savremena građevinska praksa nemože se zamisliti bez hemijskih dodataka betonu koji ga čine otpornijim, trajnijim kao i boljih fizičkih karakteristika.
KONSTRUKTIVNI MATERIJALI
Karakteristike betona zavise od kvantiteta i kvaliteta njegovih konstitutivnih materijala. Od kada je cement najaktivnija komponenta betona i obično ima najveću cijenu njegov pravilan odabir i pravilna upotreba je važna kako bi se zadovoljili ekonomski zahtevi a pri tome ispunili željeni zahtjevi betonske mješavine. Izbor cementa je ostavljen korisniku u najvećem broju slučajeva. Mnogi cementi će obezbjediti očekivane nivoe čvrstoće i trajnosti betona. Neki obezbeđuju viši nivo zahtjevanih karakteristika nego što su zahtjevi specifikacija za određena mjesta u konstrukciji. Za neke primjene, kao što su kada se zahtjeva od betona povećana sulfatna otpornost, redukovana toplota hidratacije ili kada se koristi agregat sa mogućom alkalno silikatnom reakcijom specijani zahtjevi se moraju naglasiti u tehničkim specifikacijama. Ne naglašavanje ovakvih zahtjeva u specifikacijama može uzrokovati ozbiljne posljedice koje će dovesti do velikih gubitaka kako ekonomskih tako i u strukturi (betona i konstrukcije).
Cilj svakoga ko piše specifikacije za beton je veoma ozbiljan. Obezbeđenjem njegovih zahtjeva mora se osigurati da će zahtjevane količine i tipovi cemenata primjenjivati kako bi se zadovoljili strukturni i zahtjevi za trajnošću.
Grubo, cementi se mogu podjeliti u dvije osnovene grupe, na cemente na bazi portland cementnog klinkera i na ostale specijalne vrste cementa. Druga podjela se može izvršiti na vrste i klase cemenata. U vrste cementi se dijele na osnovu hemijskog sastava. U klase se cementi svrstavaju na osnovu mehaničkih karakteristika uzoraka spravljenih, čuvanih i ispitivanih u tačno definisanim uslovima.
Prema klasama kod nas se cementi dijele u tri osnovne klase i to 32.5; 42.5 i 52.5.
Postoje razne vrste cementa i one zavise od toga u kom procentu su pomješane određene komponente za proizvodnju finalnog proizvoda. Ovde ćemo ukratko opisati većinu vrsta cemenata, a na kraju ćemo dati i tabelu sa oznakama i šta te oznake znače u svakodnevnoj praksi.
Portland cement nema drugih sastojaka osim onih koji ulaze u sastav portland cementnog klinkera i nekih dodataka koji su neophodni radi regulisanja vremena vezivanja betona.
Portland cement sa dodatkom zgure se dobija mlevenjem portland cementnog klinkera, sadre i najviše 35% zgure visokih peći (u nekim propisima moguća je veća primena zgure).
Portland cement sa dodatkom pucolana se dobija mlevenjem klinkera, sadre i pucolana čiji procenat ne treba da prelazi 35% po našim standardima.
Portland cement sa mešanim dodatkom osim osnovnog klinkera i sadre sadrži i mešani dodatak zgure i pucolana. Procenat dodataka ne prelazi 35% i mora se naglasiti oznakom koji je dominantni dodatak.
Metalurški cement je u suštini portland cement sa dodatkom zgure preko 30% a manje od 85%.
Pucolanski cement je cement koji se dobija mlevenjem klinkera, sadre i pucolana u procentu preko 35%.
Cementi niske toplote hidratacije mogu se dobiti na više načina. Najčešće se dobija tako što se kontroliše sastav portland cementnog klinkera. Pored ovoga ovakav cement se nesme mleti veoma sitno jer se time povećava njegova toplota hidratacije.
Beli portland cement se izrađuje od belog portland cementnog klinkera koji se dobija pečenjem naročito odabranih sirovina belih krečnjaka i kaolina.
Sulfatnootporni cement je cement kome se ograničavju određene komponente koje ulaze u sastav portland cementnog klinkera.
SPECIJALNE VRSTE CEMENTA
Aluminatni cement je cement koji se dobija žarenjem mješavina krečnjaka i boksita uz dodatak silicijumdioksida i oksida gvožđa. Ovakav cement ima crnu boju i često se koristi za dobijanje betona viših marki. Njegove uobičajne klase su 62.5 i 72.5 što je znatno iznad klasa portland cementnog klinkera.
Ekspanzivni cementi se dobijaju tako što se u procesu proizvodnje dodaju supstance koje dovode do njegove eksppanzije. Ekspanzija koja se dobija primenom ovakvih cemenata kreće se u granicama od 3 do 5 mm/m, a može se dobiti i ekspanzija od 25 mm/m.
CEMENT - VRSTE I OZNAKE
U sledećoj tabeli se daju oznake cemenata prema evropskim standardima, a koje su usvojene i kod nas.
Tabela 1
Naziv Oznaka
Portland cement CEM I
Portland cement sa
dodatkom zgure CEM II/A-S
CEM II/B-S
Portland cement sa
dodatkom pucolana CEM II/A-P
CEM II/A-Q
CEM II/B-P
CEM II/B-Q
Portland kompozitni
cement CEM II/A-M
CEM II/B-M
Metalurški cement CEM III/A
CEM III/B
CEM III/C
Pucolanski cement CEM IV/A
CEM IV/B
Kompozitni cement CEM V/A
CEM V/B
Oznake date u Tabeli 1:
A – procenat učešća dodataka od 6 do 20%
B – procenat učešća dodataka od 21 do 35%
C – procenat učešća dodatka zgure od 81 do 95%
S – zgura visokih peći
P – prirodni pucolan
Q – aktivirani pucolani
M – mješani dodatak pucolana i zgure
V – silikani leteći pepeo
W – karbonatni leteći pepeo
L – krečnjak
Tri posljednje oznake V, W i L nisu u tabeli ali se sve više koriste. Tako se i kod nas mogu sresti cementi sa raznim dodacima što pojedinačnim i mješanim. Na proizvođaču je da odabere koje će dodatke staviti u cement samo je potrebno da se drži zahtjevanih granica doziranja i da to na otpremnici ili pakovanju naznači.
UVOD
Izbor agregata treba da je tehničko, ekonomsko kao i pitanje dostupnosti agregata na određenom podneblju (mjestu gdje se izvodi konstrukcija). Karakteristike agregata, njegovo skladištenje i mnogi drugi parametri vezani za agregat utiču u velikoj mjeri na karakteristike kako svježeg tako i očvrslog betona. Zavisno od mogućnosti skladištenja agregata i njegove kontrole kvaliteta proizvođači betona će imati manje ili veće varijacije od mešunga do mešunga i od dana do dana proizvodnje betona u kvalitetu betona.
Agregat koji nije u skladu sa zahtjevima standarda može se upotrebiti ako se upotrebom ovakvog agregata u betonu dobija beton zahtjevanih karakteristika. Ovakve vrste agregata kasnije će biti opisane. Materijali koji mogu biti reciklirani i od kojih se mogu dobiti neke vrste agregata za beton takođe ne treba odbacivati u proizvodnji betona ali treba biti veoma oprezan sa njima i izvršiti njihovu evaluaciju (dokazati mogućnosti primjene kroz prethodne probe i sveukupna ispitivanja na svježem i očvrslom betonu) u početku proizvodnje.
Agregat kao glavni konstituent betona utiče na karakteristike kako svježeg tako i očvrslog betona. Njegova važna uloga u betonu se često zanemaruje i stavlja u drugi plan zbog njegove relativno niske cijene (cijena u odnosu na vezivne materijale je daleko niža).
Ovim ćemo pokušati da pomognemo projektantima u specificiranju karakteristika agregata. Takođe, ovo može poslužiti i proizvođačima agregata i korisnicima u određivanju uticaja karakteristika agregata na beton uključujući i identifikovanje problema prilikom rukovanja i skladištenja agregata koji mogu dovesti promena u kavlitetu i uniformnosti betona. Ovde ćemo se za sada zadržati na agregatima prirodnog porijekla (riječni koji se najviše primenjuje na ovim prostorima) i drobljenim agregatima. Kasnije ćemo opisati alternativne vrste agregata koje kod nas nisu u upotrebi, a koje se u svetu veoma mnogo koriste. Predmet ovoga nisu agregati za lake betone. O lakim betonima kao i agregatima koji se primenjuju za dobijanje lakih betona govorićemo nešto kasnije. Agregati koji se koriste u normalnim okolnostima za spravljanje konvencionalnih betona treba da zadovolje uslove standarda SRPS ISO 6724 i uslove drugih standarda. U većini slučajeva kada se kaže da pijesak i krupan agregat zadovoljavaju ovu grupu standarda usvajamo i zaključak da zadovoljava uslove za primenu u betonu.
Agregat u betonu se može posmatrati sa različitih strana, a mi ćemo izdvojiti 5 tačaka koje svakako netreba zanemariti.
- Karakteristike očvrslog betona na koje utiču karakteristike agregata.
- Karakteristike svežeg betona na koje utiču karakteristike agregata.
- Aspekti pripreme i rukovanja agregatom koji utiču na kvalitet betona i unifornost
- Kontrola kvaliteta
- Rijetki i reciklirani materijali kao agregat za beton.
Smatramo da su sve pobrojane tačke veoma bitne za beton. Ipak mora se izdvojiti tačka 4 kontrola kvaliteta jer bez takve kontrole ne može biti uspešne proizvodnje kvalitetnog betona. Mišljenja smo da se na kontrolu kvaliteta treba staviti poseban akcenat tako da ćemo u daljem razmatranju dati prvo opis ove tačke a kasnije ćemo razrađivati i ostale delove ove priče. Nadamo se da i većina čitalaca dijeli naše mišljenje.
KONTROLA KVALITETA AGREGATA
Obezbjeđenje kontrole kvaliteta je veoma složen i obiman sistem kontrole i prihvatanja kvaliteta. Ovim akcijama se obezbeđuje da se ostvari zahtevani nivo kvaliteta agregata. Ove akcije se najčešće sastoje u rutinskim vizuelnim inspekcijama i testovima kontrole kvaliteta, kako je agregat proizveden, kako se njime rukuje, i prihvatanje ispitivanja u vreme kada se proizvodi ili koristi u proizvodnji betona.
Svrha kontrole kvaliteta je da se prati (monitoring) i reguliše proces proizvodnje da se objezbede uniformni materijali, stalno ispunjenje mnogobrojnih specificiranih zahjteva do vremena kada se ovaj materijal bude koristio za proizvodnju betona.
Jednom kada se izvor agregata uzorkuje i testira na osnovu ovoga se nađe da je dobra za korišćenje u betonu, parametri kontrole kvaliteta koji su tada utvrđeni u agregatu mogu biti narušeni samim procesom i za očekivati je da variraju (sertifikacija nalazišta – prema našim propisima neophodan je atest za agregat). Ove karakteristike u normalnim okolnostima su granulometrija, količina vlage u agregatu, oblik zrna i čistoća agregata. Ipak, preporučljivo je da se periodično proveravaju ostale karakteristike kao što su mineralni sastav, količina hlor jona, zapreminska masa, upijanje, otpornost na habanje (abraziju), količina loših zrna, zbog mogućih promena koje mogu nastati u nalazištu agregata.
Sa jakom kontrolom kvaliteta agregata, isti će imati mali uticaj, od mješavine do mješavine ili od dana do dana, u varijacijama karakteristika betonske mešavine. Kontrola kvaliteta uključuje rutinske inspekcije nalazišta materijala, procesa proizvodnje i separacije, kao i rukovanje agregatom u svim tačkama procesa do primene u betonu (mešalice). Rutinsko uzorkovanje i ispitivanje treba vršiti na što više tačaka u sistemu a na osnovu rezultata primeniti korektivne mere kako bi se dobio koliko je to moguće stalan nivo ispunjenosti specificiranih zahteva.
Prema pravilniku za beton i prema brojnim svetskim standardima neophodna ispitivanja za kontrolu fabričke proizvodnje (kada se radi o agregatu) su:
• ispitivanje vlažnosti agregata (sitnih frakcija)
• ispitivanje granulometrijskog sastava frakcija
• količina sitnih čestica u frakcijama
Sva navedena ispitivanja moraju se obavljati na nedeljnom nivou a vlažnost sitnih frakcija i češće ukoliko dođe do promena (nastalih usled atmosferskih padavina).
Posebna pažnja se mora ostvarti prilikom kontrole ova tri parametra jer sva tri parametra mogu veoma uticati na kvalitet proizvodnje betona i njegove konačne karakteristike.
ISPITIVANJE VLAŽNOSTI AGREGATA
Potrebno je pravilno uzorkovati agregat u silosima na fabrici betona. Količina koja se ispituje određuje se na osnovu veličine frakcije i preporučljivo je da to bude količina koja se dobija u gramima kada se najveće zrno agregata frakcije pomnoži sa 200.
Izmerimo mase prazne posude i posude sa uzorkom. Uzorak sa posudom se stavlja u sušnicu ili na grejno telo. Ukoliko je u sušnici nije potrebno mešanje a ako se sušenje obavlja na grejnim telima potrebno je uzorak mešati. Kada je uzorak osušen potrebno je da se ohladi na sobnu temperaturu i tada se izmeri masa osušenog uzorka sa posudom. Na osnovu izmerenih masa lako je naći odnos vlažnog i suvog agregata. Na osnovu ovako dobijenog parametra i količine agregata u betonu moguće je izračunati količinu vode koju je neophodno smanjiti prilikom doziranja iste u mešalicu.
Primjer
Prosječna vlažnost sitnog agregata je oko 3.5%. U slučaju kiše dešava se da vlažnost bude i 6%. Uzmimo da je prosečna količina sitne frakcije oko 800 kg. Razlika u količini vode u ova dva slučaja je 20 litara. Ako uzmemo da je prosečna količina vode u metru kubnom betona oko 200 litara može se zaključiti da ova promena u agregatu dovodi do 10% promene u količini vode u betonu. Na osnovu ovoga vidi se koliki uticaj vlažnost agregata ima na kvalitet betona kako u očvrslom tako i u svežem stanju.
ISPITIVANJE GRANULOMETRIJSKOG SASTAVA FRAKCIJA AGREGATA
Veoma važna karakteristika agregata je svakako i granulometrijski sastav. Ovaj sastav je propisan za svaku frakciju koja se koristi. Takođe, mešavina agregata koja se koristi za proizvodnju betona mora biti u definisanim granicama. Granice su propisane pravilnikom za beton i armirani beton kod nas dok se granice u drugim zemljama sveta najčešće definišu standardima.
Ove granice su veoma bitne jer je iskustveno utvrđeno da su to optimalne granice za pakovanje agregata u betonu. Ovim se postiže minimalna količina cementa i drugih materijala. U protivnom se koristi više cementa i nekada je nemoguće dobiti karakteristike betona na dovoljno visokom nivou.
Prilikom kontrole granulometrijskog sastava frakcija treba voditi računa o sledećem:
• U frakcijama ne sme biti više od 10% nadmernih zrna
• U frakcijama ne sme biti više od 15% podmernih zrna
Kod izrade granulometrijske mešavine agregata potrebno je se držati sledećih granica mada pravilnik ne isključuje primenu betona sa granulometrijskom krivom izvan ovih granica.
Tabela 1.
Granice granulometrijske mešavine sa 4 frakcije
Sito 0.250 0.500 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 32.0
Min 2 5 8 14 23 38 62 100
Max 8 18 28 37 47 62 80 100
Tabela 2.
Granice granulometrijske mešavine sa 3 frakcije
Sito 0.250 0.500 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0
Min 3 7 12 21 36 60 100
Max 8 20 32 42 56 76 100
Iz datih tabela vidi se da granice nisu široke mada se dozvoljavaju određena odstupanja. Ukoliko želimo dobiti beton koji se lakše ugrađuje pumpom tada se trudimo da granulometrijsku krivu približimo maksimalnim vrednostima iz tabele. Ukoliko imamo zahteve za pritisnom čvrstoćom tada se trudimo da granulometrijsku krivu približimo minimalnim vrednostima. U praksi je najčešći slučaj da nam je potrebna i dobra ugradljivost kao i visoka čvrstoća betona pa se tada pribegava kompromisu i proba se sa različitim mešavinama dok se nedobiju adekvatni rezultati.
ISPITIVANJE AGREGATA NA KOLIČINU SITNIH ČESTICA
Čestice manje od 0.09 i 0.063 mm spadaju u sitne čestice u agregatu. Pisustvo ovih čestica u betonu često nije poželjno osim uslučaju nekih specijalnih vrsta betona. Princip je da se izvrši suvo sejanje agregata a da se ostaci na sitima 0.09 i 0.063 mm mokrim postupkom ispiraju. Ispiranje se vrši sve dok iz sita počene da teče bistra voda. Nakon toga se vrši sušenje i merenje ostataka na sitima a kasnije se računaju kumulativni ostaci na sitima.
• Sadržaj sitnih čestica za frakcije 4/8, 8/16, 16/32 ograničava se na 1% dok se kod frakcije 0/4 ovaj procenat ograničava na 5% kod prirodnog i 10% kod drobljenog.
Takođe, se kod agregata velika pažnja mora obratiti i na količinu grudvi gline. Ovo je posebno važno jer se sa povećanjem količine grudvi gline povećava i mogućnost da beton bude veoma loših karakteristika kako u pogledu mehaničkih osobina tako i u pogledu fizičkih osobina. Prisustvo gline najveći uticaj može ostaviti na pritisnu čvrstoću koja je i glavna osobina betona.
• Sadržaj grudvi gline se ograničava kod peska na 0.5% a kod krupnijih frakcija na 0.25%.
Sada su opisana osnovna ispitivanja agregata za beton u daljim pokušajima proširićemo ova ispitivanja i na neka koja su na prvi pogled manje značajna ali kada se uđe u njihovu suštinu shvatamo da je njihovo izostavljanje u nekim slučajevima neopravdano.
Pijaća voda se može koristiti za proizvodnju betona. Vodo cementni faktor je od veoma velikog značaja za čvrstoću betona. Ovaj maseni odnos takođe veoma utiče i na ostale karakteristike betona. Niži vodocementni faktor omogućava dobijanje veoma trajnih betona i veoma velikih čvstoća. Ovakav beton je veoma teško ugraditi jer je njegova ugradljivost uglavnom veoma mala. Viši vodocementni faktor omogućava dobijanje ugradljivih betona ali ovakvi betoni po pravili nemaju visoke čvrstoće i uglavnom nisu veoma trajni.
Kvalitet vode sa kojom se pravi beton je bitan za njegova svojstva u očvrslom stanju.
Za izradu betona mora se upotrebljavati isključivo čista voda. Voda za piće može se upotrebljavati bez potvrđivanja njenih karakteristika. Voda koja nije za piće se takođe može upotrebljavati ali se njena podobnost za primenu mora prethodno dokazati.
Razne primese mogu biti prisutne u vodi od istopljnih, lebdećih do onih koje plivaju u vodi. Sve ove stvari mogu biti veoma štetne za karakteristike betona. Ovakve primese u vodu mogu dospeti na različite načine iz kanalizacije ili otpadnih industrijskih voda. Prilikom vršenja iskopa mogu se pojaviti i izvori koji mogu biti zagađeni raznim primesama koje se nalaze na gradilištu. Ponekad se u proizvodnji betona koristi i voda koja se reciklira na samoj fabrici betona.
U vodi se najčešće sreću sledeće primese: sulfati, razni oblici hlora, neorganske i organske soli, kao i razne organske primese. Prisustvo ovakvih materija u vodi može negativno uticati na vezivanje betona, čvrstoću, iscvetavanje betona, poremetiti zapreminsku stalnost kao i smanjiti njegovu trajnost.
Morska voda sadrži oko 3.5% soli. Najveći dio je NaCl, zatim magnezijum hlorid i magnezijum sulfat. Upotreba morske vode može dovesti do ubrzanog vezivanja betona, korozije armature, cvjetanje betona na površini, veće rane čvrstoće, a manje konačne čvrstoće, a beton čini u suštini veoma higroskopnim materijalom. Prema tome morska voda nije pogodna za primenu betona koji se armira kao ni betona koji je u direktnoj vezi sa metalnim delovima.
Voda za negovanje betona mora ispunjavati uslove kao i voda za pripremu betona. Ukoliko voda za negovanje sadrži organske nečistoće ili gvožđe oksid može doći do ostavljanja neestetskih tragova na betonu. Takođe, ukoliko voda stalno teče niz beton prilikom negovanja mogu se očekivati ružni tragovi na površini. Previše vode na površini ako ona sadrži slobodni ugljen dioksid ili je vrlo mekana može izazvati površinska mladog betona. Negovanje armiranog betona sa morskom vodom niukom slučaju nije dozvoljeno.
Kao što je već rečeno prema Pravilniku za beton i armirani beton voda mora da zadovolji uslove date u SRPS U.M1.058. U ovom standardu daju se granične vrednosti primesa u vodi zavisno od dela konstrukcije koji se izvodi. Kod evropskih normi daju se tehnički zahtevi u zavisnosti od porekla vode. Tako prema nekim evropskim normama vode se dele na pitku, otpadnu vodu iz betonskih postrojenja, voda iz podzemnih izvora, površinska voda, voda iz drugih industrijskih postrojenja, morska voda, voda iz kanalizacije itd. Treba naglasiti da se jedino pitka voda sme koristiti za izradu betona bez prethodnih analiza dok se voda iz kanalizacije ni u kom slučaju ne sme koristiti za proizvodnju betona. Morska voda sme se koristiti za proizvodnju nearmiranog betona. Sve ostale vrste vode moraju se prethodno ispitati pre korišćenja za proizvodnju betona.
Prema nekim evropskim normama potrebno je da voda ima manju gustinu od 1.02 kg/l. U suprotnom smatra se da voda ima primese koje je čine gušćom i samim tim potrebno je detaljno analizirati njen sastav pre proizvodnje betona.
Hemijski dodaci su praškasti ili tečni dodaci koji daju betonu zahtevane karakteristike a bez njihovog dodavanja te karakteristike je nemoguće dobiti.U normalnim okolnostima doziranje aditiva ne prelazi 5% u odnosu na masu cementa. Dodaju se neposredno pre ili tokom mešanja. Razlozi za primjenu aditiva su:
• smanjenje koštanja izrade armirano-betonskih konstrukcija
• sigurnost kvaliteta sveže betonske mešavine tokom mešanja, transporta, ugradnje i nege betona
• poboljšavanje karakteristika očvrslog betona
• mogućnost bržeg postupka gradnje u situacijama u kojima je to neophodno
Uspešnost primjene aditiva za beton zavisi od količine koja se dozira kao i načina betoniranja. Većina aditiva su u tečnom stanju i moguća je upotreba bilo na fabrici betona, bilo na gradilištu. Efikasna upotreba aditiva zavisi od ciljeva koje želimo postići kako na svežoj betonskoj mešavini tako i na očvrslom betonu.
Vrsta i količina aditiva koja se dodaje betonu utiče na vodocementni faktor, optimalno vreme mešanja, obradljivost, ugradljivost, vreme vezivanja, temperaturu mešavine, uvučeni vazduh kao i trajnost očvrslog betona. Posebnu pažnju treba obraditi na kompatibilnost aditiva za beton sa vrstom i količinom cementa koja se upotrebljava.
Vrsta i količina aditiva koju preporučuje proizvođač svakako se mora dokazati na prethodnim probama u laboratoriji pre upotrebe na fabrici betona. Preporučujemo da se pridržavate uputstava koje je dato u specifikaciji proizvoda.
Najčešći vid aditiva su superplastifikatori, plastifikatori, ubrzivači, usporivači, boje za beton, antikorozivi, vrske.
Superplastifikatori povećavaju obradljivost i plastičnost sveže betonske mešavine, omogućavajući lakšu ugradnju i samim tim smanjenje potrebne energije za ugradnju. Superplastifikatori omogućavaju smanjenje potrebne količine vode preko 12% sa mogućnošću zadržavanja obradljivosti i plastičnosti. Primenom ovih aditiva moguće je smanjiti vodocementni faktor i samim tim povećati značajno čvrstoće betona.
Plastifikatori su grupa hemijskih aditiva koji imaju ista svojstva kao superplastifikatori osim što su njihove mogućnosti znatno slabije.
Ubrzivači vezivanja betona su hemijski dodaci betonu koji omogućavaju ubrzano očvršćavanje betona nakon njegove ugradnje. Mehanizam delovanja se sastoji u ubrzavanju reakcije hidratacije cementnog kamena. Primena ovih vrsta hemijskih dodataka je preporučljiva kada je neophodno dobiti veoma visoke rane čvrstoće betona.
Usporivači vezivanja betona su hemijski dodaci betonu koji omogućavaju usporeno vezivanje cementnog kamena. Primena ove vrste hemijskih aditiva je poželjna u vreme letnjih meseci kada su temperature veoma visoke i kada je opasnost od brzog vezivanja cementnog kamena veoma velika.
Boje za beton su hemijski dodaci koji se koriste u betonu kako bi se promenila boja samog betona. Postoji veoma širok asortiman boja za betona na veoma različitim bazama.
Antikorozivi su smeše za zaštitu betonske površine od uticaja spoljašnje sredine. Često je beton izložen raznim hemijskim uticajima koji su štetni po njega. Da bi se sprečilo propadanje betonskih konstrukcija jedan od načina je svakako i primena antkoroziva.
Vrska je jedan od hemijskih aditiva betonu koji se dodaje za vezu starog I novog betona kao i radi poboljšanja nekih karakteristika betona.
MINERALNI DODACI BETONU I CEMENTU
Postoje materijali koji imaju pucolanska svojstva kao i materijali koji imaju latentna hidraulička svojstva. Ovi fino mleveni materijali se dodaju betonu kako bi se unapredile njegove karakteristike ili da bi se zamenio deo Portland cementa. Tu grupu materijala čine elektrofilterski pepeli (leteći pepeo), zgure visokih peći, mikrosilika, metakaolin.
Elektrofilterski pepeo (leteći pepeo) koji se dobija sagorevanjem uglja u termoelektranama može se koristiti kao zamena za portland cement (i do 60% po masi). Karakteristike elektrofilterskog pepela zavise od vrste uglja koji sagoreva. Generalno elektrofilterski pepeo sa većim delom silicijuma je pucolan dok ako preovladava kalcijum tada ima latentna hidraulička svojstva.
Zgura visokih peći nastaje kao produkt u proizvodnji čelika i može zameniti i do 80% cementa po masi. Poseduje latentna hidraulična svojstva.
Mikrosilika (silika fume) je biprodukt proizvodnje silikona i ferosilikona. Mikrosilika je produkt koji je po svom sastavu sličan elektrofilterskom pepelu dok su čestice i do 100 puta manje od čestica elektrofilterskog pepela. Posledica ovoga je veoma velika specifična površina materijala. Zbog veoma velike specifične površine mikrosilika ima veoma brzu pucolansku reakciju. Mikrosilika se koristi za dobijanje betona visokih čvrstoća kao i veoma trajnih betona.
Metakaolin (visoko reaktivni metakaolin) je mineralni dodatak betonu kojim se postižu karakteristike betona slične onim sa mikrosilikom. Dok je mikrosilika tamne boje metakaolin je svetle boje. Beton spravljen sa ovim materijalom je veoma dobar za arhitektonske svrhe u kojima se zahteva estetika od natur betona.
Primena vlakana u betonu je počela kada i primena betona još u vreme Rimljana. Današnji trend su svakako čelična, polipropilenska, staklena i prirodna vlakna u betonu. U novije vreme počela je i primena ugljeničnih vlakana ali je njihova upotreba ograničena zbog njihove cene. Zavisno od vrste vlakana koja se koriste dobijaju se i određene karakteristike betona.