Zaščita armature pred korozijo
Po današnjih Evrokodih je predpisana minimalna debelina zaščitnega sloja betona (cnom). Debelina takšnega sloja betona je najmanjša razdalja od zunanje površine armiranobetonskega elementa do prve armature. Pri linijskih elementih je to stremensko železo, pri površinskih elementih pa spodnja vzdolžna armatura. Nazivni zaščitni sloj se določi kot: cnom = cmin + Δcdev
cmin je minimalna predpisana zaščitna plast, katere vrednost je odvisna od pogojev oprijema betona in armature, pogojev okolja, premaza na armaturi itd. Δcdev je vrednost, ki predstavlja odstopanje pri izvedbi. Glede na razred izpostavljenosti armiranobetonskega elementa obstajajo različne vrednosti nominalne zaščitne plasti; ta se najpogosteje giblje od 2,5 cm do 3,5 cm. Za temelje se upošteva, da je 5cm.
Obnašanje cementne malte in betona pri pogostem segrevanju in ohlajanju
Trdnost svežega betona je mogoče hitro povečati s postopnim segrevanjem s paro ali z držanjem v postopno segrevani vodi, nato pa z nežnim hlajenjem. Na ta način se po enodnevnem postopku pojavijo trdnosti, do katerih pri običajnem postopku pridemo šele po več tednih. Stopnja učinka je odvisna od cementa in vrste agregata, medtem ko se pri pustem betonu dosegajo veliko boljši rezultati kot pri mastnem betonu.
Če se segrevanje in hlajenje izvajata v širokem razponu, se v betonskem elementu pojavijo znatne napetosti, če sta segrevanje in hlajenje izvedena hitro. V takem primeru, posebej pri pogostem ponavljanju, je treba računati na pojav razpok, ki prodirajo od zunaj proti notranjosti in vplivajo na mehanske lastnosti betona. Pri tem se različni cementi obnašajo različno, zato se za praktično uporabo priporoča skrbna izbira cementa.
Toplotna prehodnost betona
Koeficient toplotne prevodnosti betona je odvisen od lastnosti agregata in cementa, od količine cementa, količine vode za pripravo, vlažnosti betona ter od višine temperature. Pri preizkusih s ploščami 10 cm debeline in iz močno sušenega betona je bilo ugotovljeno, da koeficient toplotne prevodnosti λ znaša 1,163 W/mK pri 10 oC, pri ploščah iz betona, ki je ležal v vodi, pa znaša do 2,326 W/mK. Debelejše plošče so dajale večje koeficiente toplotne prevodnosti; največja vrednost je znašala 2,38 W/mK.
Širjenje betona zaradi toplote
Raztezanje je v veliki meri odvisno od agregata, nato od vlažnosti betona in tudi od samega cementa. Doslej znane mejne vrednosti pri 0 do 40 oC znašajo približno 6 do 13*10-6 m/m za vsak stopinjo.
Odpornost proti pogostemu obremenjevanju
1. Tlačna utrujenostna trdnost. Pojem utrujenostne trdnosti je tu uporabljen v splošnem pomenu; za tehnično uporabo je treba vedno navesti utrujenostne trdnosti (tlak, nateg, izmenični tlak in nateg, upogib, strig, čisti strig, uklon) ter način obremenjevanja (samo mirno, samo ponavljajoče, deloma mirno in deloma stoječe).
Tlačna trdnost pri utrujanju zaradi mirne obremenitve: pričakovati je treba, da odpornost proti dolgotrajni obremenitvi znaša najmanj ¾ trdnosti, ki se pojavlja pri običajnem tlačnem preskusu.
Tlačna trdnost pri utrujanju zaradi pogostih obremenitev (osnovna dinamična trdnost): pokazalo se je, da osnovna dinamična tlačna trdnost betonskih stebrov različne sestave, zlasti z različnimi količinami cementa in z različno granulacijo, znaša najmanj 0,5 prizemske trdnosti pri običajni obremenitvi do porušitve. Pri tem je bilo izvedenih 260 ciklov obremenjevanja na minuto; skupno število ciklov, za katere je bila določana ta osnovna dinamična trdnost, je znašalo dva milijona. S povečanjem števila ciklov na minuto (preizkušano je bilo s 10 do 450 ciklov na minuto) se je povečalo tudi število ponovitev, ki je vodilo do porušitve.
Tlačna čvrstoća pri utrujenosti zaradi sočasnega delovanja stalnih in ponavljajočih se obremenitev: Ko so k ponavljajočim se obremenitvam dodane stalne obremenitve, so se z večanjem stalnih obremenitev zmanjševale vrednosti amplitud ponavljajočih se obremenitev, ki so bile sicer ponovljene dva milijona krat. Na primer, sl. 1 prikazuje, da so bile amplitude ponavljajočih se obremenitev S:
- pri mirni obremenitvi za σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- pri mirni obtežbi za σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- pri mirni obremenitvi za σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Slika 1
Slika 2
2. Upogibna trdnost betona pri utrujanju. Preskusi, prikazani na sl. 2 za nosilce, ki so bili stalno vzdrževani v vlažnem stanju, so pri osnovni dinamični obremenitvi pokazali, da je upogibna trdnost pri utrujanju 28 kg/cm2, medtem ko je običajna upogibna trdnost znašala 53 kg/cm2, kar ustreza razmerju 0,53.
Lahki beton
Lahki beton (beton s težo pod 18 kN/m3) se pridobiva z uporabo lahkih, poroznih agregatov, kot so: plovec, žlindra iz visokih peči, kotlovska žlindra; poleg tega z uporabo malte iz naravnega ali umetnega peska in moke z dodatki, ki pri pripravi malte razvijajo pline (plinasti beton) ali v malti povzročajo penjenje (penasti beton).
Lahki beton se med drugim veliko uporablja za izdelavo zidakov in plošč iz plovca za stene in strehe; v suhem stanju je slab toplotni prevodnik; trdnost je zmerna, vendar ga je lahko obdelovati, tako da je mogoče zanesljivo izdelovati lahke bloke za nosilne stene stanovanjskih zgradb.
Kot sredstvo za tvorjenje plina v plinobetonu se uporablja aluminijev prah. Glede na količino primesi ter druge pogoje dobimo bolj ali manj porozen material, s suho gostoto približno 3 kN/m3 in več.
1. Prostorninska teža lahkega betona. Pri naravni plovcu je mogoče zagotoviti prostorninske teže – ob predpostavki stanja, posušenega pri 105 oC – od 7 kN/m3 navzgor, pri tlačnih trdnostih 2 MPa. Prostorninska teža, ki jo je mogoče pričakovati, je približno vsota agregata in cementa v nasutem stanju. Plinski beton s prostorninskimi težami nad 8 kN/m3 je praviloma tehnično neprimeren.
2. Tlačna čvrstoća lahkega betona. Za nasipni beton je brez posebnih ukrepov mogoče doseči trdnosti 8 MPa, s prodom pa celo do 12 MPa. Potrebna so stalna preskušanja primernosti. Porozni beton (plinski beton in penasti beton) je primeren za nosilne zidove šele po utrjevanju pod parnim tlakom. S primernimi surovinami je mogoče zagotoviti prostorninske teže od 6 kN/m3 in tlačne čvrstoće od 5 MPa.
3. Upogibna trdnost lahkega betona. Razmerje med upogibno in tlačno trdnostjo se je pokazalo v mejah praktičnih potreb sorazmerno veliko, z rastjo trdnosti pa to razmerje pada.
4. Stopnja krčenja lahkega betona. Stopnja krčenja je odvisna predvsem od elastičnosti agregata ter od količine sestave strjenega cementa; krčenje lahkega betona je večje kot krčenje betona iz proda. Beton iz opečne drobine je pokazal v enem letu skupno stopnjo krčenja približno 0,65 mm/m. Sveže dobavljeni elementi iz naravnega plovca so se v 14 m mesecih skrčili za približno 0,8 mm/m. Vzorce iz plinskega betona in penastega betona, ki so strjevali na zraku, so pokazali še precej večje krčitve, celo več kot 2 mm/m. Ne smemo pozabiti, da vsak beton ob namakanju z dežjem in topljenim snegom nabreka, pri kasnejšem sušenju pa se spet krči.
Slika 3
5. Koeficient toplotne prevodnosti. Koeficient toplotne prevodnosti pada z volumsko maso in pri sicer enakih pogojih postane toliko manjši, kolikor so njegove zračne pore manjše in enakomerneje razporejene. Za zračno suh nasut beton je znašal (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 plinobetonski beton podatke daje sl. 3.
OPOMBA:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3