Zaštita nosive armature od korozije
Po današnjim Eurokodovima propisana je minimalna debljina zaštitnog sloja betona (cnom). Debljina takvog sloja betona najmanje je udaljenost od vanjske površine armiranobetonskog elementa do prve armature. Kod linijskih elemenata to je uzengija, a kod površinskih elemenata to je donja uzdužna armatura. Nominalni zaštitni sloj definira se kao: cnom = cmin + Δcdev
cmin je minimalni propisani zaštitni sloj, čija vrijednost ovisi o uvjetima prianjanja betona i armature, uvjetima sredine, premazu na armaturi itd. Δcdev je vrijednost koja predstavlja odstupanje u izvođenju. Ovisno o klasi izloženosti armiranobetonskog elementa postoje različite vrijednosti nominalnog zaštitnog sloja; on se najčešće kreće od 2,5 cm do 3,5 cm. Za temelje se uzima da je 5cm.
Ponašanje cementnog morta i betona pri čestom zagrijavanju i hlađenju
Čvrstoća svježega betona može se brzo povećati postupnim zagrijavanjem parom ili držanjem u postupno zagrijavanoj vodi, a zatim laganim hlađenjem. Na taj način nakon jednodnevnog postupka javljaju se čvrstoće do kojih se pri običnom postupku dolazi nakon nekoliko tjedana. Stupanj djelovanja ovisi o cementu i vrsti agregata, dok se međutim s mršavim betonom postižu mnogo bolji rezultati nego s masnim betonom.
U slučaju da se zagrijavanja i hlađenja provode u širokim granicama, u betonskom elementu pojavit će se znatna naprezanja ako se zagrijavanja i hlađenja brzo izvode. U takvom slučaju, a osobito pri čestom ponavljanju, treba računati na pojavu pukotina koje prodiru izvana prema unutrašnjosti utječući na mehaničke karakteristike betona. Pri tome se različiti cementi različito ponašaju, zbog čega se u svrhu praktične primjene preporučuje brižljiv odabir cementa.
Toplinska propusnost betona
Koeficijent toplinske provodljivosti betona ovisi o svojstvu agregata i cementa, o količini cementa, količini vode za pripravu, vlažnosti betona, kao i o visini temperature. Ispitivanjima s pločama 10 cm debljine i od jako sušenog betona, koeficijent toplinske provodljivosti λ utvrđeno je da iznosi 1,163 W/mK pri 10 oC, a s pločama od betona koji je ležao u vodi iznosi do 2,326 W/mK. Deblje ploče davale su veće koeficijente toplinske provodljivosti; najveća vrijednost iznosila je 2,38 W/mK.
Širenje betona pri toplini
Širenje u velikoj mjeri ovisi o agregatu, zatim o vlažnosti betona, a i o samom cementu. Dosad poznate granične vrijednosti na 0 do 40 oC iznose oko 6 do 13*10-6 m/m za svaki stupanj.
Otpornost na učestalo opterećivanje
1. Tlačna čvrstoća pri zamoru. Pojam čvrstoće pri zamoru ovdje je upotrijebljen u općem značenju; za tehničku primjenu treba uvijek navesti čvrstoće pri zamoru (pritisak, zatezanje, naizmjenični pritisak i zatezanje, savijanje, smicanje, čisto smicanje, izvijanje) kao i način opterećivanja (samo mirno, samo učestalo, djelomično mirno i djelomično stajaće).
Pritisna čvrstoća pri zamoru uslijed mirnog opterećenja: treba očekivati da otpornost prema dugotrajnom opterećenju iznosi najmanje ¾ od čvrstoće koja se javlja pri običnom ispitivanju pritiskom.
Tlačna čvrstoća pri zamoru uslijed učestalih opterećenja (osnovna dinamička čvrstoća): pokazalo se da osnovna dinamička tlačna čvrstoća betonskih stupova različitog sastava, a osobito s različitim količinama cementa i različitim granulacijama, iznosi najmanje 0,5 od čvrstoće prizme pri običnom opterećenju do loma. Pri tome je provedeno 260 ciklusa opterećenja u minuti; ukupan broj ciklusa za koje je određivana ova osnovna dinamička čvrstoća iznosio je dva milijuna. S povećanjem broja ciklusa u minuti (ispitivano je s 10 do 450 ciklusa u minuti), povećao se i broj ponavljanja koji je dovodio do loma.
Tlačna čvrstoća pri zamoru uslijed istodobnog djelovanja mirnih i učestalih opterećenja: Kad su učestalim opterećenjima dodana mirna opterećenja, s povećanjem mirnih opterećenja opadale su vrijednosti amplituda učestalih opterećenja koja su inače ponavljana dva milijuna puta. Primjerice, sl. 1 pokazuje da su amplitude učestalih opterećenja S iznosile:
- pri statičkom opterećenju za σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- pri statičkom opterećenju za σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- za σu = 157 kg/cm2 i S = 8 kg/cm2 pri mirnom opterećenju
Slika 1
Slika 2
2. Savojna čvrstoća betona pri zamoru. Ispitivanja prikazana na sl. 2 za grede koje su trajno održavane u vlažnom stanju pokazala su da pri osnovnom dinamičkom opterećenju savojna čvrstoća pri zamoru iznosi 28 kg/cm2, dok je obična savojna čvrstoća iznosila 53 kg/cm2, što odgovara odnosu 0,53.
Laki beton
Laki beton (beton težine ispod 18 kN/m3) dobiva se uporabom lakih, poroznih agregata kao što su: plovućac, zgura iz visokih peći, kotlovska zgura, osim toga uporabom morta od prirodnog ili umjetnog pijeska i brašna s primjesama koje prilikom pripreme morta razvijaju plinove (plinski beton) ili u mortu izazivaju pjenjenje (pjenušavi beton).
Laki beton, između ostalog, mnogo se upotrebljava za izradu blokova za zidanje i ploča od plovućca za zidove i krovove; u suhom stanju slab je vodič topline; čvrstoća mu je umjerena, ali se lako prilagođava, tako da se s pouzdanjem mogu izrađivati laki blokovi za nosive zidove stambenih zgrada.
Kao sredstvo za stvaranje plina u plinskom betonu upotrebljava se aluminijski prah. Ovisno o količini primjesa kao i o drugim uvjetima, dobiva se više ili manje porozan materijal, težine u suhom stanju od oko 3 kN/m3 pa naviše.
1. Zapreminska težina laganog betona. S prirodnim plovućcem mogu se garantirati zapreminske težine – podrazumijevajući u stanju osušenom na 105 oC – počevši od 7 kN/m3 naviše, uz tlačne čvrstoće 2 MPa. Zapreminska težina koja se može očekivati iznosi približno zbroj agregata i cementa u nasutom stanju. Plinobeton zapreminskih težina iznad 8 kN/m3 u pravilu je tehnički nepogodan.
2. Tlačna čvrstoća laganog betona. Za nasipni beton se bez nekih posebnih mjera mogu postići čvrstoće 8 MPa, a sa šljunkom čak i do 12 MPa. Potrebna su stalna ispitivanja prikladnosti. Porozni beton (plinobeton i pjenobeton) pogodan je za nosive zidove tek nakon očvršćivanja pod tlakom pare. S pogodnim sirovinama mogu se osigurati volumske težine od 6 kN/m3 i tlačne čvrstoće od 5 MPa.
3. Savojna čvrstoća lakog betona. Odnos između savojne i tlačne čvrstoće pokazao se u granicama praktičnih potreba razmjerno velikim, a kako čvrstoće rastu, taj odnos opada.
4. Stupanj skupljanja lakog betona. Stupanj skupljanja uglavnom ovisi o elastičnosti agregata, kao i o količini sastava očvrsnulog cementa; skupljanje lakog betona veće je od skupljanja betona od šljunka. Beton od opečne drobine pokazao je tijekom jedne godine ukupni stupanj skupljanja od oko 0,65 mm/m. Svježe isporučeni elementi od prirodnog plovućca, za 14 m mjeseci skratili su se za oko 0,8 mm/m. Uzorci od staničnog betona i pjenastog betona koji su očvršćivali na zraku pokazali su još mnogo veća skupljanja, čak preko 2 mm/m. Ne treba zaboraviti da svaki beton pri vlaženju kišom i otopljenim snijegom bubri, a pri kasnijem sušenju se opet skuplja.
Slika 3
5. Koeficijent toplinske vodljivosti. Koef. toplinske vodljivosti opada sa zapreminskom težinom, i pod inače istim uvjetima postaje tim manji što su mu zračne pore manje i ravnomjernije raspoređene. Za zračno suh 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 zračno suh plinski beton podatke daje sl. 3.
BILJEŠKA:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3