Osobine cementnog maltera i betona 2

Zaštita armature od korozije

Po današnjim Evrokodovima propisana je minimalna debljina zaštitnog sloja betona (c_nom). Debljina ovakvog sloja betona je najmanje rastojanje od spoljne površine armiranobetonskog elementa do prve armature. Kod linijskih elemenata je to uzengija, a kod površinskih elemenata je to donja podužna armatura. Nominalni zaštitni sloj definiše se kao: c_nom = c_min + Δc_dev

c_min je minimalni propisan zaštitni sloj, čija vrednost zavisi od uslova prianjanja betona i armature, uslova sredine, premaza na armaturi, itd. Δc_dev je vrednost koja predstavlja odstupanje u izvođenju. U zavisnosti od klase izloženosti armiranobetonskog elementa postoje različine vrednosti nominalnog zaštitnog sloja; on se najčešće kreće od 2,5 cm do 3,5 cm. Za temelje se uzima da je 5cm.

Ponašanje cementnog maltera i betona pri čestom zagrevanju i hlađenju

Čvrstoća svežeg betona se može brzo povećati postupnim zagrevanjem parom ili držanjem u postepeno zagrevanoj vodi, a zatim laganim hlađenjem. Na taj način posle jednodnevnog postupka javljaju se čvrstoće do kojih se pri običnom postupku dolazi nakon nekoliko nedelja. Stepen dejstva zavisi od cementa i vrste agregata, dok se međutim sa mršavim betonom postižu mnogo bolji rezultati nego sa masnim betonom.

U slučaju da se zagrevanja i hlađenja vrše u širokim granicama, u betonskom elementu će se javiti znatna naprezanja ako se zagrevanja i hlađenja brzo izvode. U takvom slučaju, a naročito pri čestom ponavljanju, treba računati na pojavu prslina koje prodiru spolja ka unutrašnjosti utičući na mehaničke karakteristike betona. Pri tome se razni cementi različito ponašaju, zbog čega se u svrhu praktične primene preporučuje brižljiv izbor cementa.

Toplotna propustljivost betona

Koeficijent toplotne provodljivosti betona zavisi od svojstva agregata i cementa, od količine cementa, količine vode za spravljanje, vlažnosti betona, kao i od visine temperature. Ispitivanjima sa pločama 10 cm debljine i od jako sušenog betona, koeficijent toplotne provodljivosti λ utvrđeno je da iznosi 1,163 W/mK pri 10 ^oC, a sa pločama od betona koji je ležao u vodi iznosi do 2,326 W/mK. Deblje ploče davale su veće koeficijente toplotne provodljivosti; najveća vrednost iznosila je 2,38 W/mK.

Širenje betona na toploti

Širenje u velikoj meri zavisi od agregata, zatim od vlažnosti betona, a i od samog cementa. Dosad poznate granične vrednosti na 0 do 40 ^oC iznose oko 6 do 13*10^-6 m/m za svaki stepen.

Otpornost prema učestalom opterećivanju

1. Pritisna čvrstoća pri zamoru. Pojam čvrstoće pri zamoru upotrebljen je ovde u opštem značenju; za tehničku primenu treba uvek navesti čvrstoće pri zamoru (pritisak, zatezanje, naizmenično pritisak i zatezanje, savijanje, smicanje, čisto smicanje, izvijanje) kao i način opterećivanja (samo mirno, samo učestalo, delimično mirno i delimično ustajalo).

Pritisna čvrstoća pri zamoru usled mirnog opterećenja: treba očekivati da otpornost prema dugotrajnom opterećenju iznosi najmanje ¾ od čvrstoće koja se javlja pri običnom ispitivanju pritiskom.

Pritisna čvrstoća pri zamoru usled učestalih opterećenja (osnovna dinamička čvrstoća): osnovna dinamička pritisna čvrstoća betonskih stubova različitog sastava, a naročito sa različitim količinama cementa i sa različitim granulacijama, pokazalo se da iznosi najmanje 0,5 od čvrstoće prizme pri običnom opterećenju do loma. Pri tome je izvedeno 260 ciklusa opterećenja u minuti; ukupan broj ciklusa za koje je određivana ova osnovna dinamička čvrstoća iznosio je dva miliona. Sa povećanjem broja ciklusa u minuti (ispitivano je sa 10 do 450 ciklusa u minuti), povećao se i broj ponavljanja koji je dovodio do loma.

Pritisna čvrstoća pri zamoru usled istovremenog dejstva mirnih i učestalih opterećenja: Kad su učestalim opterećenjima dodata mirna opterećenja, onda su sa povećanjem mirnih opterećenja opadale vrednosti amplituda učestalih opterećenja koja su inače ponavljana dva miliona puta. Primera radi, sl. 1 prikazuje da su amplitude učestalih opterećenja S iznosile:

• pri mirnom opterećenju za σ_u = 6 kg/cm² S = 109 kg/cm²
• pri mirnom opterećenju za σ_u = 118 kg/cm² S = 39 kg/cm²
• pri mirnom opterećenju za σ_u = 157 kg/cm² S = 8 kg/cm²

Sl. 1

Sl. 2

2. Savojna čvrstoća betona pri zamoru. Ispitivanja prikazana na sl. 2 za grede koje su trajno održavane u vlažnom stanju, pokazala su, pri osnovnom dinamičkom opterećenju da savojna čvrstoća pri zamoru iznosi 28 kg/cm², dok je obična savojna čvrstoća iznosila 53 kg/cm², što odgovara odnosu 0,53.

Lak beton

Lak beton (beton težina ispod 18 kN/m³) dobija se upotrebom lakih, poroznih agregata kao što su: plovućac, zgura iz visokih peći, kotlovska zgura, osim toga upotrebom maltera od prirodnog ili veštačkog peska i brašna sa primesama koje prilikom spravljanja maltera razvijaju gaosve (gasni beton) ili u malteru izazivaju penušavost (penast beton).

Lak beton, između ostalog, mnogo se upotrebljava za izradu blokova za zidanje i ploča od plovućca za zidove i krovove; u suvom stanju je loš kao provodnik toplote; čvrstoća je umerena, ali se lako podešava, tako da se sa sigurnošću mogu izrađivati laki blokovi za noseće zidove stambenih zgrada.

Kao sredstvo za izazivanje gasova u gasnom betonu upotrebljava se aluminijumski prah. U zavisnosti od količine primesa kao i od drugih uslova, dobija se više ili manje porozan materijal, težine u suvom stanju od oko 3 kN/m³ pa naviše.

1. Zapreminska težina lakog betona. Sa prirodnim plovućcem mogu se garantovati zapreminske težine – podrazumevajući u stanju osušenom na 105 ^oC – počev od 7 kN/m³ pa naviše, uz pritisne čvrstoće 2 MPa. Zapreminska težina koja se može očekivati iznosti približno zbir agregata i cementa u nasutom stanju. Gasni beton zapreminskih težina preko 8 kN/m³ po pravilu je tehnički nepogodan.

2. Pritisna čvrstoća lakog betona. Za nasipan beton se bez nekih naročitih mera mogu postići čvrstoće 8 MPa, a sa šljunkom čak i do 12 MPa. Potrebna su stalna ispitivanja podobnosti. Porozan beton (gasni beton i penast beton) pogodan je za noseče zidove samo posle očvršćenja pod pritiskom pare. Sa pogodnim sirovinama mogu ze zajemčiti zapreminske težine od 6 kN/m³ i pritisne čvrstoće od 5 MPa.

3. Savojna čvrstoća lakog betona. Odnos između savojne i pritisne čvrstoće pokazao se u granicama praktičnih potreba srazmerno veliki a ukoliko čvstoće rastu taj odnos opada.

4. Stepen skupljanja lakog betona. Stepen skupljanja zavisi uglavnom od elastičnosti agregata, kao i od količine sastava očvrslog cementa; skupljanje lakog betona veće je nego skupljanje betona od šljunka. Beton od drobine opeka pokazao j eu toku jedne godine ukupan stepen skupljanja od oko 0,65 mm/m. Sveže isporučeni elementi od prirodnog plovućca, za 14 meseci skratili su se za oko 0,8 mm/m. Uzorci od gasnog betona i penastog betona koji su očvršćavali na vazduhu pokazali su još mnogo veća skupljanja, čak preko 2 mm/m. Ne treba zaboraviti da svaki beton pri provlaživanju kišom i topljenim snegom bubri, a pri docnijem sušenju se opet skuplja.

Sl. 3

5. Koeficijent toplotne provodljivosti. Koef. toplotne provodljivosti opada sa zapreminskom težinom, i pod inače istim uslovima postaje utoliko manji ukoliko su mu vazdušne pore manje i ravnomernije raspoređene. Za vazdušno suv nasipan beton iznosio je (λ = 0,4625 za 9 kN/m³; λ = 0,58 – 0,7 za 12 kN/m³; λ = 0,81 – 1,05 za 16 kN/m³). Za vazdušno suv gasni beton podatke daje sl. 3.

NAPOMENA:

• 0,1 kcal/mh^oC = 0,1163 W/mK
• 0,1 kg/dm³ = 100 kg/m³ = 1 kN/m³