Predmet: Betonske konstrukcije
Tema: Izrada betona
DIPLOMSKI RAD
1. UVOD
2. SASTAV BETONA
2.1. ULOGA CEMENTNOG KAMENA I AGREGATA
2.2. CEMENT
2.2.1. VRSTE CEMENTA
2.2.2. PROIZVODNJA PORTLAND-CEMENTA
2.2.3. DODACI CEMENTIMA
2.2.4 SASTAV I SVOJSTVA PORTLAND-CEMENTA
2.2.5. SVOJSTVA I ISPITIVANJE PORTLAND-CEMENTA
2.3. AGREGAT
2.3.1. PROIZVODNJA AGREGATA ZA BETON
2.3.2. SVOJSTVA I ISPITIVANJE AGREGATA
2.4.VODA
2.5. ADITIVI
2. SASTAV BETONA
Beton se pravi miješanjem ve ćeg broja sastojaka, a to su: cement, voda, pijesak i zrnje
stijena. Pijesak i zrnje stijena čine agregat ili granulat. Osim tih sastojaka često se
upotrebljavaju aditivi, a u smjesi je uvijek prisutan i zrak. Svježe pomiješani cementni prah s
vodom tvori cementnu pastu. Odmah nakon miješanja po činje kemijski vrlo složeni proces
hidratacije, koji traje vrlo dugo. Tim procesom cementna pasta prelazi u cementni kamen,
koji očvrš ćuje. Kemijsku reakciju prate određeni fizikalni procesi, pri čemu osobito važnu
ulogu ima voda. Sastav betona obuhvaća različite kompozicije betona, jer postoji više tipova
cem enta, a k tome često puta oni sadrže kemijske aktivne dodatke: puco lane, zgure ili
kemijski inertne dodatke (punila), koji fizikalno modificiraju svojstva betona. Danas se sve
više uvrštavaju razni polimeri, vlakna i drugi dodaci, kojima se bitno mijenjaju osnovna
svojstva betona npr. krhkost, skupljanje, velika volumna masa, vrlo visoke čvrstoće.
U praksi se udio osnovnih sastojaka betona odabire tako, da se postignu zadovoljavajuća
svojstva:
1) svježeg betona u svim fazama obrade, od miješanj a preko transporta do ugradbe,
2) očvrslog betona obzirom na čvrstoće i druge mehaničke karakteristike, te trajnost
i deformabilnost,
3) minimalni troškovi za prihvatljivu kakvo ću.
Slika 1. Orijentacijski volumni udjeli osnovnih sastojaka u betonu
Agregat čini približno tri četvrtine volumena određene mase betona. Veličine čestica agregata
se mijenjaju obično kontinuirano od sitnog pijeska do najčeš će 32 mm podrijetlom riječnog
ili od stijene drobljenog zrnja. Približno četvrtina prostora, koju ne zauzima agregat, ispunjena
je cementnim kamenom. To je temeljni materijal, jer on betonu daje čvrstoću i omogućuje
njegovu uporabu kao konstrukcijskog gradiva. Beton je heterogeni kompozit, ali i sam
cementni kamen je heterogeni materijal koji se sastoji od produkata hidratacije cementa, pora
vrlo različite veličine, adsorbirane i kapilarne vode i ostataka još ne hidratiziranog cementnog
klinkera. Nakon ugradbe, čak i uz vrlo pažljivo zbijanje, ostaje u cementnom kamenu izvjesna
količina zahvaćenog zraka. U dobro sastavljenom svježem betonu nei zbježna koli čina
zahvaćenog zraka ne prelazi 2 do 5% volumena betona. To su nepoželjne šupljine u betonu.
Danas u modernoj tehnologiji betona, miješaju se do daci betonu, kojima se namjerno uvlače
male zračne pore u količini od 3 do 8% volumena betona.
Dodaci betonu su beznačajni po volumenu, no vrlo djelotvorni na svojstva svježeg i o čvrslog
betona. Doziraju se u promilima ili postocima od količine cementa. To su kemijski ili
fizikalno vrlo aktivni materijali, koji se dodaju betonu prilikom miješanja, da bi se dobio
obradljivi svježi beton ili ubrzao prirast čvrstoće ili poboljšala trajnost čvrstoga betona, itd.
2.1. ULOGA CEMENTNOG KAMENA I AGREGATA
U svježem betonu, u fazi obrade , cementna pasta za jedno s najsitnijim dijelom agregata
treba betonu dati plastičnost i kohezivnost. Uobičajene količine cementa u kubnom metru
betona su 200 do 400 kg, što odgovara 7 do 14% volumena. Visk oznost svježeg betona
regulira se3 količinom vode. To znači, da vodi potrebnoj za hidrataciju cementa treba
pridodati vodu za postizanje željene obradivosti svježeg betona. Za v rlo široki raspon
konzistencije betona, količina vode se mijenja u relativno uskim granicama od 160 do 200
litara, odnosno 16 do 20% ukupnog volumena. Svako povećanje količine vode preko one koja
je potrebna za hidrataciju cementa znači povećanje količine pora u očvrslom betonu.
Posljedica je smanjenje
čvrstoće, trajnosti i drugih temeljnih svojstava betona.
U čvrstom betonu cementni kamen ima dvije glavne zadaće:
a) da slijepi zrna agregata i betonu dade odgovarajuću čvrstoću,
b) da ispuni prostor između čestica agregata i s njime tvori nepropusnu masu.
okside kalcija, silicija, aluminija i željeza koji su u prirodi sadržani u vapnencu i glini.
Tijekom procesa transformacije od osnovnih sirovina do očvrsnule cementne paste, postoje
dvije odvojene faze kemijskih promjena. U prvoj fazi, proizvodnji, sirovine se sinteruju, pri
čemu nastaju spojevi cementa, a u drugoj fazi, hidratacije, cement kao dio betonske
mješavine hidratizira, da bi tvorio čvrstu ili hidratiziranu cementnu pastu
2.2.1. VRSTE CEMENTA
Po osnovnom kemijskom sastavu razlikuju se dvije osnovne vrste cementa: silikatni, čiji su
glavni nosioci svojstava kalcijevi silikati i aluminati, čija su svojstva uvjetovana kalcijevim
aluminatima. Glavni predstavnik silikatnog cementa je portland-cement. Od portland-cementa
se izvode cementi s hidrauličkim dodacima, tj. S tvarima koje same nemaju izraže nija
hidraulička svojstva ali ih dobivaju pomiješane s portland-c ementom. Cementi kojima je
osnovni sastojak portlandcementni klinker dijele se na sljedeće vrste:
Oznaka d naglašava, da je dodatak miješani, a uz nj u se dopisuje slovo dodatka, koji je više
zastupljen (p ili z). Na mjesto oznake k upisuje se klasa cementa, koja zapravo znači
očekivanu čvrstoću cementa nakon 28 dana u MPa. Uz to je naznačeno da li je porast čvrstoće
u prvim danima brz (oznaka B) ili je spor (oznaka S). Npr. oznaka PC 30 dz 35S znači:
portland cement s miješanim dodatkom u kojem je ve ća količina zgure, a očekivana čvrstoća
nakon 28 dana je 35 Mpa.
2.2.2. PROIZVODNJA PORTLAND-CEMENTA
Proces proizvodnje portland-cementa započinje da se najprije vapnenac i glina usitne i
homogeniziraju u vodi u obliku mulja (mokri postupak) ili se mješavina samljevenih osnovnih
sastojaka transportira u struji zraka (suhi postupak). Tako homogenizirana mješavina se uvodi
na početak dugačke, blago nagnute rotacijske peći. Mješavina se postepeno zagrijava kako
napreduje prema drugom kraju peći, najprije voda ishlapi, pa se vapnenac razgradi na vapno i
ugljični dioksid, koji odplinjava iz peći. Konačno dolazi do sinterovanja pri temperaturi oko
1400 C, a mješavina prelazi u kalcij silikate i kalcij a luminate i manji dio u druge spojeve.
Tako nastane cementni klinker, veličine granula 3…25 mm, koji se nakon izlaska iz rotac
ijske peći hladi i uskladišti. Klinker se zatim, uz dodatak gipsa (kalcij sulfata) melje i time
istovremeno homogenizira u sitnu prašinu, portland cement. Samljeveni cement se deponira u
silose odakle se pakira i otprema u papirnatim vrećama po 50 kg ili u cisternama u rasutom
stanju. Gips se dodaje uglavnom radi sprečavanja trenutnog vezivanja. Proizvodnja jedne
moderne rotacijske peći je 6000 tona klinkera dnevno.
