Mikroarmirani beton za industrijske tlake

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO





David Polanec




MIKROARMIRAN BETON ZA INDUSTRIJSKE TLAKE




Diplomsko delo





Maribor, Januar 2010

I





UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO



SI - 2000 MARIBOR, Smetanova 17





Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa



MIKROARMIRAN BETON ZA INDUSTRIJSKE TLAKE





Študent:

David POLANEC Študijski program:

VS Gradbeništvo



Smer:



Mentor:



Somentor:


Operativno-konstrukcijska



viš. pred. Samo LUBEJ, univ.dipl. inţ. grad.



Vitoslav DOBNIKAR, univ.dipl.inţ.grad.





Maribor, Januar 2010

II

III





ZAHVALA




Zahvaljujem se mentorju Samu Lubeju za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Prav tako se zahvaljujem somentorju Vitoslavu Dobnikarju. Hvala tudi dr. Jakobu Šušteršiču, ki je velikodušno dovolil uporabo internih dokumentov in literature za izdelavo diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.

IV





Ključne besede: gradbeništvo, mikroarmirani beton za industrijske tlake, tlaki, mikroarmatura, mikroarmiran beton, beton, projekt betona

UDK: 691.328(043.2)

Povzetek

V diplomski nalogi so dane zahteve za projektiranje, gradnjo in uporabo industrijskih tlakov ter preskusne metode, ki se uporabljajo pri preiskavah tlakov na vgrajenih tlakih in v laboratoriju. V našem primeru gre za mikroarmirane betone, ki se uporabljajo za izdelavo industrijskih tlakov. Ker standarda SIST EN 206-1 in SIST 1026 ne obravnavata vseh lastnosti mikroarmiranega betona, ki so pomembne za projektiranje industrijskih tlakov, morajo biti te lastnosti natančneje obravnavane v projektu. Obravnava se torej celotna problematika projektiranja in grajenja betonskih industrijskih tlakov iz mikroarmiranih betonov ter ugotavljanje njihove ustreznosti z upoštevanjem veljavnih predpisov in pravil stroke.


MIKROARMIRAN BETON ZA INDUSTRIJSKE TLAKE

V





Key words: construction, micro reinforced concrete for industrial floors, micro-fiber reinforced, concrete, concrete project


UDK: 691.328(043.2)

Abstract


In the diploma, there are given the requests for projection, construction and use of industrial pavements, as well as the testing methods that are used for analyzing pavements on built in pavements and in laboratories. In our case the micro reinforced concrete that is used for production of all industrial pavements is observed. Since standards SIST EN 206-1 and SIST 1026 do not deal with all the properties of micro reinforced concrete that are relevant for the projection of industrial pavements, these properties should be discussed in details in the project. It is dealt with all the problems of projecting and constructing of concrete industrial pavements made of micro reinforced concrete and the finding of their suitability with consideration to valid regulations and rules of profession.


FIBER REINFORCED CONCRETE AND APPLICATION FOR INDUSTRIAL SLABS

VI




UPORABLJENE KRATICE





MAB - Mikroarmiran beton
ŠOR - Širina odpiranja razpok
ŠR - Širina razpoke

MŢ - Modul ţilavosti

CMOD - Crack mouth opening displacement

SIST - Slovenski nacionalni organ za standarde EN - Evropska standardizacija

VII




VSEBINA

1 UVOD ........................................................................................................................ 10


2 INDUSTRIJSKI TLAK ........................................................................................... 12

2.1 DEFINICIJA POJMA INDUSTRIJSKI TLAK ............................................................ 12

2.2 KAJ SE OD INDUSTRIJSKEGA TLAKA ZAHTEVA ? ............................................... 13

2.3 KLASIFIKACIJA TLAKOV .................................................................................. 14

2.3.1 Klasifikacija betonskih tlakov glede na predvideno uporabo. ....... 15

2.3.2 Klasifikacija tlakov glede na vrsto podlage ................................... 17

2.4 ZAHTEVE IN KRITERIJ ZA IZVAJANJE INDUSTRIJSKIH TLAKOV .......................... 18

2.5 MEHANSKA OBTEŢBA ...................................................................................... 22

2.5.1 Splošno ........................................................................................... 22

2.5.2 Obremenitev s kolesi ....................................................................... 23

2.5.3 Obremenitve zaradi zaviranja in obračanja ................................... 24

2.5.4 Mrtva obtežba ................................................................................. 24

2.5.5 Obtežba zaradi vskladiščenega blaga ............................................ 25

2.6 ZUNANJE IN NOTRANJE DEFORMACIJE.............................................................. 25

2.6.1 Deformacije podlage ...................................................................... 25

2.6.2 Napetosti ......................................................................................... 25

2.6.3 Notranje napetosti .......................................................................... 26

2.7 PROMETNA SPOSOBNOST, PREVOZNOST IN VOZNI KOMFORT ............................ 27

2.7.1 Ravnost (gladkost) .......................................................................... 27

2.7.2 Hrapavost ....................................................................................... 28

2.7.3 Stiki ................................................................................................. 29

2.7.4 Razpoke ........................................................................................... 32

2.8 ZAHTEVE ZA DELOVANJE IN UPORABO ............................................................. 34

2.8.1 Odpornost proti drsenju ................................................................. 34

2.8.2 Ponašanje tal proti umazaniji......................................................... 36

2.8.3 Sposobnost čiščenja ........................................................................ 36

2.9 KOMPATIBILNOSTI ........................................................................................... 37

2.9.1 Deformacije .................................................................................... 37

2.10 ZAŠČITA OKOLJA ............................................................................................. 40

VIII




3 PRESKUSNE METODE ZA MATERIALE IN INDUSTRIJSKE TLAKE ..... 41

3.1 SPLOŠNO .......................................................................................................... 41

3.2 PRESKUSNI POSTOPKI, KI SE UPORABLJAJO ZA PRESKUŠANJE IZVEDENIH INDUSTRIJSKIH TLAKOV IN V TLAKE VGRAJENIH MATERIALOV. ....................... 42

3.3 PRESKUSNI POSTOPKI ZA PRESKUŠANJE MATERIALOV IN SISTEMOV ZA INDUSTRIJSKE TLAKE V LABORATORIJU ........................................................... 44

3.4 SPISEK PRESKUSNIH METOD IZ STANDARDOV IN PREDPISOV ............................ 46

3.5 RAZVREDNOTENJE REZULTATOV MERITEV ...................................................... 48


4 MIKROARMIRANI BETON – UČINKOVITOST VLAKEN ........................... 49

4.1 SPLOŠNO .......................................................................................................... 49

4.2 TRDNOST SPRIJEMLJIVOSTI IN IZVLEČNA SILA ................................................. 50

4.3 VPLIV VLAKEN NA OBNAŠANJE MIKROARMIRANEGA BETONA V RAZPOKANEM STANJU ............................................................................................................ 59

5 BETONI ZA INDUSTRIJSKE TLAKE IN NJIHOVO CERTIFICIRANJE ... 70

5.1 SPLOŠNO .......................................................................................................... 70

5.2 NEKATERI SPLOŠNI PRINCIPI PROJEKTIRANJA MIKROARMIRANIH BETONOV ZA TLAKE ............................................................................................................. 71

5.2.1 Obtežbe in zahteve .......................................................................... 71

5.2.2 Princip projektiranja ...................................................................... 73

5.3 POSEBNE LASTNOSTI MIKROARMIRANIH BETONOV, KI NISO OBRAVNAVANE V

SIST EN 206 IN SIST 1026............................................................................. 75

5.3.1 Modul elastičnosti .......................................................................... 75

5.3.2 Lastnosti mikroarmiranega betona v plastičnem področju ............ 77


6 PRAKTIČNI DEL – PROJEKT BETONA........................................................... 82

6.1 TEMELJI IN ZUNANJA DOSTOPNA RAMPA .......................................................... 82

6.1.1 Kriteriji kakovosti betonov ............................................................. 82

6.1.2 Priprava betona in transport .......................................................... 83

6.1.3 Vgrajevanje in zgoščanje betona .................................................... 83

6.1.4 Nega vgrajenega betona ................................................................. 86

6.1.5 Program kontrolnih preskusov ....................................................... 87

IX

6.2 TALNA PLOŠČA IZ MIKROARMIRANEGA BETONA ............................ 89

6.2.1 Statični izračun ............................................................................... 89

6.2.2 Kriteriji kakovosti za MAB ............................................................. 93

6.2.3 Izvedba talne plošče z MAB ............................................................ 94

6.2.4 Program kontrolnih preskusov ....................................................... 97


7 POROČILO O KAKOVOSTI MIKROARMIRANEGA BETONA V TALNO

PLOŠČO TRGOVINE HOFER ............................................................................. 99

7.1 SPLOŠNO .......................................................................................................... 99

7.2 SESTAVA BETONA ............................................................................................ 99

7.3 REZULTATI LABORATORIJSKIH PRESKUSOV ................................................... 100
8 SKLEP .................................................................................................................... 109
9 VIRI ......................................................................................................................... 110
10 PRILOGE ............................................................................................................... 114

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 10





1 UVOD



Beton je v svetu najbolj uporaben gradbeni material zaradi dveh svojih lastnosti: velike tlačne trdnosti in nizke cene. Vse ostale njegove lastnosti so v primerjavi s tlačno trdnostjo mnogo slabše in zato uporabnost betona omejujejo, vendar pa se jih da s primernimi ukrepi izboljšati. Danes je jasno, da je moţno in potrebno lastnosti betona s spremembo njegove sestave in z dodajanjem raznih dodatkov prirejati namenu njegove uporabe.

Ideja, da se v mešanico sveţega betona ali malte primešajo vlakna anorganskega ali organskega izvora, se je porodila ob ţelji, da bi se betonu oziroma malti izboljšale njegove lastnosti kot so: upogibna trdnost, udarna trdnost, ţilavost in odpornost na utrujanje. Ta ideja ni nova. Ljudje so ţe davno dodajali glini pri proizvodnji opeke slamo in izboljševali malto z dodajanjem las. Leta 1874 je bil v Kaliforniji pripravljen prvi patent o izboljšanju lastnosti betona z dodajanjem granuliranega odpadnega ţeleza. Prvemu patentu so sledili novi patenti, ki so kot novost zaščitili različne oblike ţeleznih delcev za dodajanje sveţemu betonu v smislu mikroarmature.

Sodobni razvoj za mikroarmiranje primernih vlaken in s tem tudi mikroarmiranih malt in betonov se je začel v šestdesetih letih tega stoletja. Danes se za mikroarmiranje uporabljajo vlakna, ki so obstojna v alkalni cementni matrici, ki bistveno izboljšajo lastnosti tako nastalega kompozitnega materiala in, ki imajo primerno ceno. Uporabljajo se sledeča vlakna: kovinska vlakna, ki so iz jekla ali nerjavečega jekla, sintetična vlakna, ki so iz polipropilena, akrila, aramida, ogljika, najlona, poliestra ali polietilena, mineralna vlakna, ki so predvsem iz alkalno odpornega stekla, naravna vlakna, ki so predvsem iz celuloze in lesa. V svetu se trenutno največ uporabljajo jeklena, alkalno odporna steklena, polipropilenska, ogljikova in celulozna vlakna.

Po definiciji je mikroarmirani beton beton, ki je narejen iz cementov, z drobnim ali z drobnim in grobim agregatom ter z nekontinuiranimi in nepovezanimi vlakni. Kontinuirane mreţe, tkanine in dolge palice se ne smatrajo kot nepovezana vlakna.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 11





Armaturne palice oziroma mreţe se v beton vgrajujejo z namenom, da prevzamejo velike natezne napetosti in čeprav je uporaba vlaken namenjena izboljšanju natezne trdnosti in povečanju duktilnosti betona, je potrebno poudariti, da mikroarmatura v principu ne zamenjuje armature. Iz niza primerov je razvidno, da se največkrat doseţejo največji ţeleni efekti ravno s kombinacijo armature in mikroarmature.

Čeprav vmešavanje vlaken v sveţo betonsko mešanico mnogokrat predstavlja določen tehnični problem in dodajanje vlaken beton podraţi, pa se je pokazalo, da imajo mikroarmirani betoni in malte pred nemikroarmiranimi določene tehnološke in ekonomske prednosti. Zato se danes v svetu poraba mikroarmiranih malt in betonov povečuje. Uveljavili so se zlasti pri podzemskih gradnjah, pri sanacijah, pri proizvodnji betonskih izdelkov in izgradnji objektov ali delov objektov, ki so v času eksploatacije izpostavljeni velikim upogibnim oziroma bočnim pritiskom, utrujanju ter udarcem in pri izgradnji objektov ali delov objektov, ki so močno obremenjeni z obrabo.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 12





2 INDUSTRIJSKI TLAK




2.1 Definicija pojma industrijski tlak


Industrijski tlak. Skupni pojem za tlake za večnamensko industrijsko uporabo, kot na primer transportne poti v obratih, skladiščne površine, tlaki v delavnicah, obratnih prostorih, laboratorijih in podobno. V najširšem pomenu spadajo pod industrijske tlake vsi tlaki, ki se ne nahajajo v stanovanjih in ki se ne uporabljajo kot ceste zunaj industrijskih hal.

Poleg zadostne nosilnosti, odpornosti na obrus in lastnosti, ki omogočajo kar najboljše čiščenje in kar najbolj enostavno nego, se od industrijskih tlakov glede na uporabo zahtevajo še posebne lastnosti, kot na primer ekstremno dobra ravnost oziroma ravninska natančnost v računalniško vodenih visoko-regalnih skladiščih, obstojnost proti različnim kemikalijam in topilom v proizvodnih prostorih, laboratorijih ali skladiščih s cisternami, električna prevodnost v eksplozijsko nevarnih prostorih, površina brez por v »čistih« prostorih, na primer v farmaciji ali elektroniki itd.

Konstrukcija industrijskega tlaka največkrat predstavlja večplastno gradnjo, ki, na primer sestoji iz: planuma, tamponske plasti, vlago zaporne plasti, nosilnega betona z dilatacijskimi, prostorskimi ali delovnimi fugami, estriha in posebne površinske preplastitve. Zadnje lahko tvorijo na primer bitumenske preplastitve, z vlakni ojačani ali polimerni betoni, umetne smole na bazi epoksidnih smol, poliestrov, polimetilmetakrilatov ali poliuretanov, trakovi ali plošče iz umetnih snovi (npr.: PVC), elastomerov (npr.: sintetični kavčuk) ali keramike.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 13


2.2 Kaj se od industrijskega tlaka zahteva ?


Industrijski tlak je v okviru objekta najbolj obremenjena, in še to tanka ploskovna konstrukcija, ki je zato zelo občutljiva na poškodbe ter deformacije in se zato glede na vse zahtevane lastnosti tlaka, kakor tudi spodnjega ustroja, pri njej zahteva največja pozornost pri projektiranju, pripravi, izvedbi in vzdrţevanju.

Ustrezati mora celi vrsti zahtev, ki so vezane na namen uporabe prostora, kot so npr.: varnost,
visoka mehanska odpornost (tlačna in upogibna trdnost, elastičnost, odpornost proti obrabi in udarcem itd.),

ravnost in stalnost oblike,
površinska zaprtost,
monolitnost (brez dilatacij),
toplotna izolativnost oz. toplotna neprevodnost v pogledu kontaktnega in transmisijskega odvajanja toplote,
odpornost na visoke temperature in temperaturne spremembe,
ognjevzdrţnost,
antistatičnost,
dobro odvajanje statične elektrine in neiskrivost,
neprašnost,
nedrsnost in moţnost preprostega vzdrţevanja,
nevpojnost za olja in vodo ali olje-ne-propustnost in vodo-ne-propustnost, odpornost v agresivnem okolju in odpornost proti kemikalijam (kislinam, luţinam), doseganje normativnih higiensko-sanitarnih zahtev (sterilnost, odpornost proti plesni, čistost - površina brez por ali reg v keramiki ali na dilatacijah),

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 14

moţnost obnavljanja in trajnost.

Za doseganje prej navedenih zahtev je treba ţe v fazi priprave oz. projektiranja pridobiti vse podatke o obremenitvah in tehnično-tehnoloških delovnih postopkih proizvodnje, ki nastopajo v danem prostoru. V ta namen je v skladu s SIST EN 206-1 in SIST 1026 treba izdelati specifikacijo projektiranega ali predpisanega betona.



2.3 Klasifikacija tlakov


Betonske tlake je moţno klasificirati na več načinov. Na osnovi predvidene uporabe jih je moţno razdeliti v razrede, kot je prikazano v tabeli 1. Za posamezne betone iz teh razredov obstajajo empirične vrednosti za konsistenčno stopnjo sveţega betona in povprečno tlačno trdnost strjenega betona. Pri tem je potrebno poudariti, da podana klasifikacija v literaturi temelji na spoznanjih iz prakse pri uporabi normalnih betonov, zato smo v tabeli 1 vsaj delno upoštevali in dodali novejša spoznanja iz sodobne tehnologije betona in izdelave betonskih tlakov.

Industrijske tlake lahko klasificiramo glede na: predvideno uporabo,
vrsto podlage oz. povezavo s spodnjo plastjo, armiranje,
njihovo konstrukcijo,
tehnološke deformacije,
finalno obdelavo,
mesto izdelave in
posebne namene.

V diplomski nalogi se bomo omejili na klasifikacijo betonskih industrijskih tlakov glede uporabo in glede na vrsto podlage.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 15


2.3.1 Klasifikacija betonskih tlakov glede na predvideno uporabo.

Tabela 1: Klasifikacija betonskih tlakov glede na predvideno uporabo.



Razred


predvidena vrsta prometa


uporaba


posebnosti, ki se morajo upoštevati pri izvedbi


zaključna obdelava




1


Pešci (male obremenitve)

stanovanjske površine; preteţno prekrite s talnimi oblogami


način dreniranja površinske vode; ravnost površine primerne za uporabljena prekritja; nega


enkratno zaglajevanje





pisarne in javni prostori; običajno s talnimi oblogami dekorativne površine


-tolerance površin (vključno z dvignjenimi ploščami); nedrsni agregati na določenih površinah
-barvni mineralni agregati; trši ali izpostavljeni agregati; umetniška razporeditev stikov


-enkratno zaglajevanje; nedrsna obdelava, kjer je zahtevana -posebne zahteve


2


Pešci





3


pešci in pnevmatska kolesa


zunanja sprehajališča; vozne poti; tlaki v garaţah, pločniki


način dreniranja površinske vode; primerna vsebnost zračnih por (aeracija); nega; posebne zahteve za obstojnost


širše površinsko zaglajevanje, zaglajevanje ali metlanje





4


pešci in promet z laţjimi vozili


tlaki v različnih

ustanovah in trgovinah

ravnost plošče, primerna za uporabljena prekritja; nedrsni agregati na določenih površinah; nega


normalna površinska obdelava z jeklenimi gladili




industrijski promet z vozili – pnevmatska kolesa


manj obremenjeni industrijski tlaki v predelovalnicah, proizvodnih halah in skladiščih


dobro in enakomerno skompaktirana podlaga; tolerance površin; mikroarmirani betoni; razporeditev stikov; abrazijska odpornost; nega


intenzivna površinska obdelava z jeklenimi gladili


5





posebni kovinski ali mineralni agregati; ponavljajoča intenzivna površinska obdelava z jeklenimi gladili


6


industrijski promet z vozili – trda kolesa


industrijski tlaki obremenjeni s teţkim prometom; lahko so izpostavljeni udarnim obteţbam


dobro in enakomerno skompaktirana podlaga; tolerance površin; razporeditev stikov; mikroarmirani betoni visokih zmogljivosti; raznos obteţbe; abrazijska odpornost; nega

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 16


Nadaljevanje Tabela 1:



7


industrijski promet z vozili – trda kolesa


povezani dvoslojni tlaki obremenjeni s teţkim prometom in udarom


-osnovna plošča – dobro in enakomerno skompaktirana podlaga; armatura; razporeditev stikov; mikroarmirani betoni visokih zmogljivosti; ravnost površine; nega
-zgornja plošča – iz kakovostnih frakcij mineralnih ali kovinskih agregatov in vlakna za doseganje visokih trdnosti in ţilavosti betona; betoni visokih zmogljivosti; tolerance površin; nega


-čista tekstura površine primerna za kasnejšo povezavo z zgornjo ploščo
-posebni močni površinski gladilci s ponavljajočim zaglajevanjem z jeklenimi gladili





Intenzivna površinska obdelava z jeklenimi gladili


8


kot v razredih 4, 5 ali 6

nepovezane zgornje plošče – hladilnice, tlaki na izolacijskih slojih, na starih tlakih, kjer to narekuje potek grajenja


ločilni sloj na stari površini; vlakna; armaturna mreţa; betoni visokih zmogljivosti; minimalna debelina 75mm, z uporabo mikroarmiranega betona 40mm; abrazijske odpornost; nega

zahtevana zelo visoka stopnja ravnosti ali kritična toleranca površine; ročno ali avtomatsko vodena vozila, ki zahtevajo specifične tolerance


ozki hodniki; visokoregalna skladišča; televizijski studii


različne zahteve za kakovost betona; betoni visokih zmogljivosti v različnih modifikacijah; površinski trdilci se smejo uporabljati pri posebnih aplikacijah in z veliko previdnostjo; primerna razporeditev stikov; visoka stopnja ravnosti


velika pozornost pri zaključni obdelavi z uporabo kompleksnih tehnologij izdelave zelo ravnih površin


9





Ker lahko industrijski tlaki istočasno sluţijo kot vozišče, prostor za skladiščenje in prostor, ki je obremenjen z različnimi obremenitvami se od njega zahtevajo visoke zmogljivosti pri odpornosti na obrabo, uporabo in dolgoročnost.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 17


2.3.2 Klasifikacija tlakov glede na vrsto podlage


Vsaka industrija ima svoje proizvodne zahteve, katerim morajo biti tlaki kos. Razen tega površina, na kateri se tlak gradi, mnogokrat prisili oz. obvezuje projektanta, da za tlak predvidi različne podlage. Industrijski tlak se torej potemtakem ne izvaja vedno direktno na terenu (podlago iz zbitega tampona).

Glede na podlago, na katero se bo tlak naslanjal, se morajo sprejeti različni tehnični postopki in preudarne izvedbe s posebnimi rešitvami za izbiro ter polaganje armature. Na ob-rabno prevleko močno obremenjenega industrijskega tlaka, pa podlaga nima nobenega vpliva in tako posledično ne more pogojevati njene izbire.

Podlaga je tako pomembna za: dimenzioniranje debeline, dimenzioniranje in razporeditev armature in dimenzioniranje stikov oz. dilatacij.

Po vrsti podlage oz. povezave s spodnjo plastjo ločimo:
tlak na tamponu,
vezani oz. lepljeni tlak,
tlak na monolitnem AB-stropu, izdelanem na licu mesta, tlak na stropu iz predizdelanih AB-elementov,
tlak na sovpreţni stropni konstrukciji,
tlak na ločilni plasti in
plavajoči tlak.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 18


2.4 Zahteve in kriterij za izvajanje industrijskih tlakov


Projektiranje industrijskih tlakov mora upoštevati mnoge faktorje:
nameravana uporaba,
projektiranje in dejanska ţivljenjska doba industrijskega objekta, v katerem se tlak nahaja,

zahtevane lastnosti tlaka zaradi uporabe za določeno dejavnost,
ţelena kvaliteta izvedbe in zahtevana garancijska doba,
moţnosti in omejitve za nanos dodatne zaščite, za izvajanje kasnejših sanacij in za stalno opazovanje tlaka,

cena vzdrţevanja in sprejemljivo število obnovitev tlaka med projektirano ţivljenjsko

dobo industrijskega objekta,

stroški alternativnih opcij, ki vključujejo tudi bodoče vzdrţevanje.

Za izbor konstrukcije tlaka ni pomemben samo tehnični vidik. Odločitev se sprejme na osnovi tehničnih in ekonomskih moţnosti, ki navadno upoštevajo vse zgoraj naštete faktorje.

Ključna za odločitev, kakšna bo konstrukcija tlaka, je projektirana ţivljenjska doba. Opcija, da bo imel tlak dolgo ţivljenjsko dobo brez vzdrţevanja, ni vedno najboljša. Včasih se je boljše odločiti za tlak s krajšo ţivljenjsko dobo, najboljša odločitev pa je odvisna od pogojev v vsakem posameznem primeru.

Mnogokrat se predvideva, da se bo v času ţivljenjske dobe industrijski objekt uporabljal za različne namene. To zahteva ''več namensko'' rešitev, kar se kaţe v bolj ali manj standardni izvedbi tlaka. V takem slučaju navadno nismo natančno definirali zahteve, kar lahko vodi do komplikacij.

ACI definira devet razredov tlakov s kvalitativnimi zahtevami na osnovi nameravane uporabe in predpostavljene površinske obdelave s cementnimi materiali. Ti so podani v tabeli 2.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 19


Tabela 2: Razredi tlakov po ACI:



Razred


Predvidena vrsta prometa


Uporaba


Posebne zahteve


Obdelava površine



Enakomerna obdelava, nedrsnost na določenih površinah, nega

površine. Obarvano z mineralnim agregatom ali pigmenti, s prano površino betona, z vtisnjeni vzorci ali

intarzijami, okrasna izvedba stikov, nega

površine.


Normalna zglajena površina, nedrsnost

površine, kjer se zahteva

Če se zahteva


Enoplasten (monoliten)


Odkrita površina betonske plošče –

pešci


Uradi, cerkve, trgovski, upravni in stanovanjski objekti

Dekorativen





Uradi, cerkve, trgovski, upravni in stanovanjski objekti s

prekritjem tlaka


Ravne in horizontalne plošče primerne za prekrivanje, nega

površine. Izravnani stiki in uporaba prekritja.


Gladko zglajena površina


Enoplasten


Prekrita površina betonske plošče –

pešci





Osnovna plošča – dobra enakomerna ravnost površine z

doseganjem zahtevnih toleranc, nege površine. Nevezano prekritje –

ločilno sredstvo na osnovni plošči, minimalna debelina

75 mm, armirano, nega. Vezano prekritje – ustrezna granulacija agregata,

najmanjša debelina 19mm, nega.


Osnovna plošča – zglajena površina

pod nevezanim prekritjem; čista, teksturirana površina pod

vezanim prekritjem. Prekritje – za izpostavljene

površine normalno zglajeno; za pokrite površine ročno zaglajeno


Dvoplasten (betonska plošča z

zaključnim slojem iz

cementne malte)


Odkrita ali prekrita površina

betonske plošče – pešci


Nevezana ali vezana prevleka na betonski plošči za

trgovske ali neindustrijske zgradbe, ki jo zahtevata vrsta konstrukcije ali

načrt





Izravnana in gladka plošča primerna za

prekrivanje, nedrsnost na

določenih površinah, nega površine. Izravnani stiki pri uporabi prekritja.


Normalno zaglajena površina


Enoplasten


Odkrita ali prekrita površina

betonske plošče – pešci ali lahka vozila


Upravni ali trgovski objekti

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 20




Enoplasten


Odkrita površina betonske plošče – industrijska vozila s pnevmatikami in

mehkimi polnimi kolesi


Industrijski tlaki za proizvodnjo,

transport in skladišča


Dobra enakomerna podlaga, izvedba plošče s stiki, površina odporna na

obrus, nega

površine.


Močno zbita zaglajena površina





Dobra enakomerna podlaga, izvedba plošče s stiki, prestavitev tovora,

površina odporna na obrus, nega površine.


Površina iz betona, pripravljenega s posebnim kovinskim ali

mineralnim agregatom, močno zbita in zaglajena površina


Enoplasten


Odkrita površina betonske plošče – industrijska vozila s trdimi kolesi in teţkimi tovori


Industrijski tlaki za teţek promet,

ki je lahko izpostavljen udarcem





Betonska plošča – dobro enakomerno

vgrajena podlaga, armirana, s stiki, z

ravno površino, nega površine. Prekritje –

izdelano iz kvalitetnega

mineralnega ali kovinskega agregata. minimalna debelina

19mm. Površina iz mineralnega ali kovinskega agregata z nanešenim površinskim

utrjevalcem za povečanje ţilavosti, nege površine.


Čista, teksturirana površina plošče, primerna za naknaden nanos

prevleke. Primerna je uporaba močnega vezalnega sredstva, močno

zbita površina


Dvoplasten


Odkrita površina betonske plošče –

za teţka industrijska vozila s trdimi polnimi kolesi in teţkimi

tovori


Vezan dvoplasten tlak izpostavljen teţkemu

prometu in udarcem





Uporaba ločilnega sredstva na osnovni

plošči, minimalna debelina 100mm,

odpornost proti obrusu, nega površine.


Kot v razredu 4, 5 ali 6


Dvoplasten


Kot v razredih 4, 5 ali 6


Nevezano prekritje – na novem ali starem tlaku,

kjer to zahteva konstrukcija ali

projekt

Različne zahteve za kvaliteten beton.

uporaba posebnih postopkov in priporoča se posebna pozornost detajlom

pri uporabi naprav za vgrajevanje, nega površine.


Striktna uporaba tehnologije za izdelavo super ravnih tlakov


Enoplasten ali prekritje


Odkrita površina – super ravna površina z

upoštevanjem zelo zahtevnih

toleranc. Posebna vozila za manipulacijo in prevoz materiala

ali roboti, ki zahtevajo specifič. tolerance


Visoko-regalna skladišča z ozkimi prehodi; televizijski

studii, drsališča ali telovadnice

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 21

Ker zahteva izvedba industrijskega tlaka dobro koordinirano akcijo mnogih podizvajalcev in dobaviteljev materialov, je zelo priporočljivo, da investitor pred začetkom gradnje skliče koordinacijski sestanek vseh, ki so neposredno vključeni v projektiranje in gradnjo, ter končnih uporabnikov. Na tem sestanku je potrebno potrditi in dokumentirati odgovornosti in sodelovanje vseh ključnih udeleţencev pri izgradnji industrijskega tlaka.

Spisek točk, ki jih je potrebno obravnavati na takšnem sestanku in od katerih večina bi morala biti jasno definirana tudi v pogodbeni dokumentaciji je naslednji:

1. priprava gradbišča

2. vrsta drenaţe, v kolikor je potrebna

3. delo povezano z vgrajevanjem pomoţnih materialov kot so hidroizolacija, parna zapora,

izolacija robov, ozemljitev, itd.

4. razred industrijskega tlaka

5. debelina tlaka

6. armiranje, če je potrebno

7. tolerance pri obliki in dimenzijah osnovne plošče, pri hrapavosti, debelini slojev, legi

armature, ravnosti, nagibov, vodoravnosti, itd.

8. stiki in način prenosa obremenitev

9. specifikacija betona, ki mora obsegati:
tlačno in upogibno trdnost ter vgrajenost,
vrsto in dozo cementa,
maksimalno zrno, granulacijsko sestavo in vrsto agregata, vsebnost zračnih por v sveţem betonu,
konsistenco sveţe betonske mešanice,
vodocementno oziroma vodovezivno razmerje.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 22

10. določitev specifikacij preplastitve ali prevleke

11. postopki mešanja in vgrajevanja ter kontrole

12. način površinske obdelave in orodja za to, če je potrebno

13. uskladitev zahtev za površinsko obdelavo betonske plošče z zahtevami za izvedbo

preplastitve s polimeri, keramičnimi ploščicami, kamnitimi ploščami ali lesom, ki se jih

vgrajuje direktno na beton

14. postopek nege, začetek in trajanje nege ter potrebna zaščita in čas prvega nanosa

obteţbe

15. zahteve za preskušanje in nadzor

16. kriterij za sprejem in postopki popravil, če so popravila potrebna



2.5 Mehanska obteţba

2.5.1 Splošno


Nosilna betonska plošča, estrih ali polimerna preplastitev morajo biti dimenzionirani tako, da vzdrţijo nanos vseh obremenitev pri nameravani uporabi brez kakršnih koli poškodb. Pri tem je potrebno upoštevat tudi reakcije na napetosti in notranje napetosti, da ne pride do nastanka razpok in drugih poškodb. Določitev nivoja obremenitve mora upoštevati tudi morebitne spremembe v bodoči rabi tlaka.

Mehanska obremenitev je navadno koncentrirana na majhnem delu tlaka. Glede na razporeditev stikov nastopijo trije primeri obremenitve, in sicer: obremenitev v sredini plošče, obremenitev na robu plošče in obremenitev na vogalu plošče.

Čeprav je dimenzioniranje betonske plošče vgrajene na tleh teoretično eksaktno, pa se pojavlja pri industrijskem tlaku toliko različnih, tudi nepredvidljivih vplivov, da je to praktično nemogoče. Zato se plošča dimenzionira enostavno z velikim varnostnim količnikom, s čemer se doseţe nizek nivo rizika.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 23

Sama mehanska obremenitev ni najbolj agresiven del obteţb. Poškodbe se navadno pojavijo zaradi napetosti, ki nastanejo zaradi krčenja in zaradi posedanja pri ne dovolj dobrem temeljenju. Projektiranje industrijskega tlaka mora oboje upoštevati in te vplive izključiti.


2.5.2 Obremenitev s kolesi


Razrede zaradi obremenitve s kolesi podaja tabela 3. Obremenitve, ki jih povzročajo kolesa tovornjakov in viličarjev, se nahajajo med 10kN in 150kN in so pogojene tudi s tipom gum. Nekaj informacij o tem da slika 1.





Slika 1: Vpliv tipa gum na napetost v kontaktni točki na tlaku

Opomba: steel - Ţelezo; polyamide – Poliamid; vulkollan – Vulkollan; solid rubber – Trda guma;

air tire – Pnevmatika.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 24


Tabela 3: Razredi zaradi obremenitve s kolesi



Razred


Vrsta industrije


Obremenitev s kolesi

lahka obremenitev

razstavne hale, trgovine,

super marketi, pralnice,
tekstilna industrija, industrija precizne

mehanike, industrija za predelavo plastike


Q ≤ 10 kN





srednja obremenitev

lesna industrija, proizvodnja pohištva, papirna industrija,

parkirišča, skladišča


Q ≤ 40 kN




teţka obremenitev

letališča, strojna industrija, orodjarska industrija, avtomobilski servisi


Q ≤ 80 kN




zelo teţka obremenitev

servisi za tovornjake, metalurška industrija, teţka industrija


Q > 80 kN





2.5.3 Obremenitve zaradi zaviranja in obračanja


Tovornjaki in viličarji vnesejo v industrijski tlak močne striţne sile z močnim zaviranjem in obračanjem na enem mestu. Horizontalne zaviralne sile so reda velikosti 40 % vertikalne obremenitve, če imajo vozila kolesa iz trdega polimera, in 70 %, če imajo kolesa iz trde gume. Obe vrsti obremenitev je potrebno upoštevat v projektu.

Dodaten problem predstavlja toplota, ki se pri zaviranju sprosti na stiku kolo-tlak. Mnoge polimerne preplastitve se pri tem termično poškodujejo in tako poškodovano površino se ne da očistiti.



2.5.4 Mrtva obteţba


Regali v skladiščih, transportna oprema in druga strojna oprema stojijo navadno direktno na betonski plošči. Pri projektiranju se navadno upošteva neka standardna namesto realne mrtve obteţbe.

V mnogih primerih bi morala biti zelo teţka mrtva obteţba posebno temeljena in v takem primeru ločena od tlaka s stiki.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 25


2.5.5 Obteţba zaradi vskladiščenega blaga


Skladiščeno blago povzroča le majhne napetosti v betonski plošči. Pri projektiranju se definira največja moţna obteţba zaradi skladiščenega blaga na 1m2 betonske plošče. To obteţbo se lahko poveča, če se predpostavlja, da bo uporaba tlaka v bodočnosti spremenjena in se bo obteţba še povečala.

Teţka obremenitev, ki jo povzročajo na primer: role papirja, stroji ali njihovi deli, metalurški proizvodi in podobno, lahko zelo povečajo trenje med ploščo in tlemi, kar zelo ovira deformacije zaradi krčenja ali zaradi temperaturnega krčenja in raztezanja. To je seveda potrebno upoštevat v projektu.



2.6 Zunanje in notranje deformacije

2.6.1 Deformacije podlage


Ni splošnih zahtev glede deformabilnosti temeljnih tal pod betonsko ploščo. Toda pri vsakem projektiranju in izvajanju industrijskega tlaka morajo biti temeljna tla dobro skompaktirana in morajo imeti visok modul elastičnosti. Upoštevati je potrebno zahteve, ki veljajo za utrjevanje temeljnih tal v posameznih deţelah.

V Sloveniji je predpisano merjenje modula elastičnosti s ploščo in zbitosti po Proctorjevem ali modificiranem Proctorjevem preskusu. Uporabljajo se kriteriji, ki veljajo v cestogradnji, doseţena pa mora biti najmanj 98% zbitost po Proctorjevem preskusu ali modificiranem Proctorjevem preskusu in deformacijski modul Ev2>100 MN/m2 za lahke in srednje obremenitve in Ev2>120 MN/m2 za teţke obremenitve.


2.6.2 Napetosti


Prostorske spremembe betonske plošče, ki je vgrajena na tleh, so navadno ovirane s temeljnimi tlemi, armaturo itd., kar povzroča nastanek znatnih nateznih napetosti. Da bi se te napetosti kar najbolj zmanjšale, je potrebno med in po izvedbi tlaka kar najbolj upoštevati naslednje zahteve:

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 26

uporaba ustrezne betonske mešanice,
dovolj prostora v delovnih stikih ali izdelavi tlaka brez stikov,
krčenje plošče naj bo kar najmanj ovirano,
pri stebrih naj bodo izvedeni izolacijski stiki,
poloţena naj bo armatura v diagonalni smeri za preprečevanje vihanja vogalov, pomikanje plošče naj ne bo ovirano z negladko ali neravno podlago ali z neenakomerno

debelino plošče,
vgraditi ploščo na podlago, ki ima nizek koeficient trenja, kar se doseţe z uporabo finozrnatega peska na površini temeljnih tal.



2.6.3 Notranje napetosti


Nehomogeno krčenje ali temperaturni gradienti povzročajo v betonski plošči nastanek lastnih napetosti, ki so največkrat natezne napetosti v bliţini površine. Posledica njihovega nastanka so razpoke in vihanje. Oboje je potrebno ali popolnoma preprečiti ali pa omejiti na sprejemljiv obseg.

Na nastanek notranjih napetosti vplivajo mnogi faktorji, ki vplivajo drug na drugega in se jih ne da kvantificirati z zadostno točnostjo. Ti faktorji so naslednji:

Proces hidratacije in razvoj hidratacijske toplote,
toplotna prevodnost in toplotna kapaciteta,
temperaturno raztezanje,
izparevanje vode in nastanek krčenja,
zunanji vremenski pogoji kot so temperatura, veter in vlaţnost zraka, zgodnje lezenje.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 27


2.7 Prometna sposobnost, prevoznost in vozni komfort

2.7.1 Ravnost (gladkost)


Osnovni razlogi, da morajo biti industrijski tlaki ravni, so: varnost pešcev zaradi spotikanja in padanja,
vozni komfort za vozila in varnost pri prevaţanju tovorov, preprečitev nastanka mlakuţ in blatnih lukenj.

V navadi je, da se dogovori zgornja mejna vrednost za dovoljeno odstopanje med površino tlaka in merilno lato definirane dolţine. Tabela 4 in 5 sta primera takih zahtev



Tabela 4: Mejna vrednost v mm za dovoljene odmike od ravnosti.



Nameravana uporaba tlaka


Dolţina merilne late v m

0,1


1


4


10


15

Standardna uporaba


2


4


10


12


15



Zahtevnejša uporaba


1


3


9


12


15





Tabela 5: Mejne vrednosti v mm za dovoljene odmike od ravnosti.



Uporabnost tlaka


Dolţina merilne late 2 m

Neprimerna


> 6

Podstandardna


4 – 6

Standardna


2 – 4

nadstandardna


< 2




Poseben problem pri ravnosti je vihanje vogalov in robov, kar je posledica razlik v vlaţnosti ali v temperaturi spodnjega in zgornjega dela plošče. Vihanje se kaţe kot višinska razlika med sosednjima ploščama na stiku. Če je višinska razlika več kot 3 do 4 mm, predstavlja mesto, kjer obstoji neravnost spotikanja. In pri zahtevah za visoko transportno sposobnost površine za viličarje morajo biti take višinske razlike minimalne.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 28

Ekstremno nizke tolerance za odstopanje od ravnosti so potrebne za ozke poti v visoko regalnih skladiščih. Taka tla so del tehnologije skladiščenja in so zato zahteve drugačne od običajnih gradbeniških zahtev. V diskusijah za pripravo evropskega standarda so mejne vrednosti za taka skladišča polovico manjše od zahtev, ki so podane za zahtevnejšo uporabo v tabeli 3, največja dolţina merilne late pa mora biti 2 kratnik širine poti.



2.7.2 Hrapavost


Navadno se za hrapavost površine ne podaja mejne vrednosti (indeks hrapavosti). Namesto tega morajo biti izpolnjene zahteve za nedrsnost.

Kljub temu pa obstojijo posamezni predlogi za hrapavost, ki naj omogoča varno hojo. Ti predlogi so podani v tabeli 6. Vendar pa je vpliv materialov za industrijske tlake in materialov, iz katerih so izdelani čevlji, prevelik, da bi bilo moţno definirati kvantitativne zahteve, kar se vidi s slike 2.





Slika 2: Hrapavost v odvisnosti od varnostnega kota naklona po različnih avtorjih

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 29


Tabela 6: Predlagane minimalne vrednosti za hrapavost, ki omogoča ''varno hojo''.



Avtor


Medij


Hrapavost v µm

Harris in Shaw


Voda


7 – 9

Grönqvist in drugi


Glicerin


30 – 40

Wieder


Voda


30 – 40

Jung in Riediger


Olje


140 30 – 140




2.7.3 Stiki

2.7.3.1 Izolacijski stiki


Izolacijski stiki se uporabljajo povsod, kjer je potrebno med tlakom in konstrukcijskimi elementi objekta zagotoviti popolno prostost gibanja v vertikalni in horizontalni smeri. Izolacijski stiki se uporabljajo na stikih tlaka s stenami, stebri, temelji strojne opreme, oporami ali z ovirami kot so jaški, kanali, zbiralniki in stopnišča. Izolacijski stiki so izvedeni z vstavljanjem delujočega polnila med tlak in konstrukcijski element. Polnilo za izvedbo stika mora segati čez celo debelino betonske plošče in ne sme štrleti nad njo. Polnilo za izvedbo stika bo pogojno vidno pri tlakih, kjer so mokri pogoji ali postavljene higienske zahteve ali zahteve za neprašnost.



2.7.3.2 Prostorski stiki


Prostorski stiki omejujejo na betonski plošči posamezna polja vgrajevanja betona skladno s planirano razporeditvijo stikov. Če je betoniranje prekinjeno za toliko časa, da začne beton strjevati, je potrebno izdelati prostorski stik. Če je moţno, naj bodo paralelni prostorski stiki med seboj oddaljeni najmanj 1,5 m.

Na področjih, kjer tlak ni obremenjen s prometom, so stiki lahko prazni. Na področjih, ki so obremenjeni s teţkim prometom ali s teţko obremenitvijo, se priporoča, da so prostorski stiki izvedeni z mozničenjem.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 30


2.7.3.3 Navidezni stiki


Navidezni stiki so navadno locirani na linijah stebrov in vmes na enakih razdaljah. Za določitev medsebojnih oddaljenosti navideznih stikov se navadno upoštevajo naslednji faktorji:



način projektiranja betonske plošče,
debelina betonske plošče,
vrsta, količina in lega armature,
predvideno krčenje betona (vrsta in količina cementa, velikost maksimalnega zrna, količina in kakovost agregata, v/c vrednost, vrsta uporabljenega kemijskega dodatka in temperatura betona),

trenje glede na temeljna tla,
razporeditev temeljev, odprtin, temeljev za opremo, kanalov in podobnih diskontinuiranosti tlaka,

vremenski pogoji kot so temperatura, veter in vlaga, način in kakovost nege betona.

Pogoji, ki morajo biti izpolnjeni pri določitvi razporeditve navideznih stikov, so: razdelitev betonske plošče v kvadratna ali pravokotna polja z razmerjem dolţine proti širini, ki je manjše kot 1.5,

polja, na katera je razdeljena betonska plošča, ne smejo imeti oblike črk L ali T, na glavnih transportnih poteh naj ne bo vzdolţnih stikov.

Skupne zahteve za oddaljenost stikov pa so 1,6:
razdalja med stiki naj bo 25 do 35 kratnik debeline betonske plošče,
največja razdalja med stiki naj bo 6 m za standardne pogoje pri grajenju betonske plošče,

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 31

maksimalna razdalja naj bo 10 m za posebne pogoje pri grajenju betonske plošče (nizka doza vode za pripravo betonske mešanice, nizka toplotna hidratacija, učinkovita zaščita pred vetrom in soncem, takojšnje in dolgo izvajanje nege).

Tudi če so izpolnjene vse zahteve, ni izključena moţnost nastanka vidne razpoke!



2.7.3.4 Betonske plošče brez stikov


Najšibkejše mesto velikih industrijskih tlakov so tehnične pomanjkljivosti in napake stikov. Razvrednotenje stroškov grajenja in stroškov vzdrţevanja med obratovalno dobo (največkrat nekaj desetletij) kaţe, da so betonske plošče brez fug tudi ekonomska alternativa betonskim ploščam, razdeljenim z mnogimi navideznimi stiki, ki se največkrat gradijo.

Precej je uspešno izvedenih betonskih plošč brez navideznih stikov, ne obstojijo pa splošne zahteve za tako gradnjo. Pogoji, ki jih je potrebno upoštevati, so enaki kot pri določanju oddaljenosti navideznih fug. Uporaba polimerne folije med ploščo in podlago v tem primeru ni priporočljivo, ker zmanjšamo trenje, ki je v primeru plošče brez navideznih fug pozitivni parameter.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 32


2.7.4 Razpoke


Ni splošnih zahtev za dovoljene ali tolerirane količine in največje širine razpok, ki se pojavijo v industrijskem tlaku. Izjeme so:

Preprečitev korozije armature. V tem primeru predpisujejo nacionalni ali mednarodni standardi za armirani beton mejne vrednosti (EN 206-1 Concrete-Part 1: Specification, performance, production and conformity), polimerne prevleke za industrijske tlake, ki imajo sposobnost premostitve razpok. Evropski standardi (EN 1504-2 Products and systems for the Protection and Repair of concrete Structures – part 2: Surface Protection Systems for Concrete) definirajo posamezne razrede sposobnosti premostitve razpok, kot je to podano v tabelah 7 in 8. Zahtevano sposobnost premostitve razpok bo izbral projektant tlaka na osnovi lokalnih pogojev (klima, širina razpoke, gibanje razpoke).

Tudi če iz tehničnega vidika razpoke niso problematične, so pri njihovem obravnavanju zelo pomembne estetske zahteve. V takem primeru je zelo pomemben dogovor med vključenimi strankami.

Splošno priporočilo je, da naj bo investitor opozorjen s strani projektanta in izvajalca, da je normalno pričakovati razpoke na vsakem projektu, tudi če bodo izvedeni vsi ukrepi za preprečitev njihovega nastanka.

Če se zahteva zapolnitev ali injektiranje razpok v betonski plošči, je nujno potrebno analizirat gibanje razpok v določenem časovnem obdobju. Izvedbo zapolnitve ali injektiranja se ne sme izvesti preden ni v glavnem končan proces krčenja (EN 1504-5 Products snd Systems for the Protection and Repair of Concrete Structures – Part5: Concrete Injection). Ta čas lahko traja tudi do 2 leti po betoniranju plošče.

Tabela 7: Pogoji preskušanja statične stopnje premoščanja razpok po EN 1062-7 (metoda A)



Razred



A 1


A 2


A 3


A 4


A 5


Širina premoščene razpoke

mm


Hitrost odpiranja razpoke


mm/min

> 0,100


-

> 0,250


0,05

> 0,500


0,05

> 1,250


0,5

> 2,500


0,5

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 33




Opomba: Za razrede A2 do A5 je priporočena temperatura preskušanja: -10°C (A1: 21°C).

Drugačne temperature se lahko dogovorijo med zainteresiranimi strankami ko so

na primer: 10°C, 0°C, -20°C, -30°C, -40°C

Tabela 8: Pogoji preskušanja dinamične stopnje premoščanja razpoke po EN 1062-7
(metoda A)



Razred


Preskusni pogoji


w0 = 0,15 mm
w
u = 0,10 mm trapezoid


n = 100
f = 0,03 Hz


w = 0,05 mm


B 1





w0 = 0,15 mm
w
u = 0,10 mm trapezoid


n = 1000
f = 0,03 Hz

w = 0,05 mm


B 2





w0 = 0,30 mm
w
u = 0,10 mm trapezoid


n = 1000
f = 0,03 Hz


w = 0,20 mm


B 3.1





kot B 3.1 in wL = ±0,05 sinus


n = 20 000 f = 1 Hz


B 3.2





w0 = 0,50 mm
w
u = 0,20 mm trapezoid


n = 1000
f = 0,03 Hz


w = 0,30 mm


B 4.1





kot v B 4.1 in wL = ±0,05 sinus


n = 20 000 f = 1 Hz


B 4.2





Pomen oznak: f – frekvenca


wL – gibanje razpoke v odvisnosti od obremenitve

n – število ciklov


w0 – maksimalna širina razpoke

w – sprememba v širini razpoke

wu – minimalna širina razpoke



Opomba: Za razred B 1 do B 4.2 je priporočena temperatura preskušanja -10°C.

Drugačne temperature se lahko dogovorijo med zainteresiranimi strankami kot so na primer: 10°, 0°C, -20°, -30°C, -40°C

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 34


2.8 Zahteve za delovanje in uporabo

2.8.1 Odpornost proti drsenju


Mnoge drţave so predpisale zahteve za varnost in zaščito na delovnih mestih, ki vključujejo splošno zahtevo, da morajo biti tla nedrsna. Glavni problem za določitev mejnih vrednosti je dejstvo, da je drsnost stvar individualnega občutka in ni fizikalno definirana, zato obstoji mnogo preskusnih metod, katerih rezultati so med seboj teţko primerljivi (GUV-R 181; Bundesferband der Unfallkassen in Skiba, R; Scheil, M.; Windhövel, U.: Vergleichsuntersuchung zur instantionären Reibzahlmessung auf Fussböden). Kot primer podaja Tabela 9 deset preskusnih metod za določitev koeficient trenja (Skiba, R; Scheil, M.; Windhövel, U.: Vergleichsuntersuchung zur instantionären Reibzahlmessung auf Fussböden).

Trije razredi nedrsnosti so definirani tudi v evropskih standardih za proizvode in sisteme za zaščito in popravilo betonskih konstrukcij (EN 1504-2 Products and systems for the Protection and Repair of concrete Structures – part 2: Surface Protection Systems for Concrete) in so podani v tabeli 10.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 35


Tabela 9: Mejne vrednosti za koeficient trenja v odvisnosti od preskusne metode



Preskusna metoda


Koeficient trenja


Ocena

Schuster (D)


0 – 0,4


nevarno

0,4 – 0,6


varna hoja

0,6 – 1,0


varno za hojo in tek

Tortus (GB)


0 – 0,2


nevarno

0,2 – 0,4


nesprejemljivo

0,4 – 0,75


sprejemljivo

> 0,75


zelo dobro

FSC 2000 (D) BST 2000 (D)

Tortus (D)


0 – 0,21


zelo nevarno

0,00 – 0,29


nevarno

0,30 – 0,42


delno varno

0,43 – 0,63


varno

≥ 0,63


zelo varno

FIOH (SF)


0 - < 0,05


zelo drsno

0,05 – 0,14


drsno

0,15 – 0,19


nevarno

0,2 – 0,29


nedrsno

≥ 0,30


zelo nedrsno

NF S73-010 (F) UNI 8615 (I) SIS 923515 (S)


≥ 0,15


nedrsno



≥ 0,15


nedrsno



≥ 0,20


nedrsno

ISO TR 11220


0,15 – 0,25


razred I

> 0,25


razred II

CEN TC 161 WG3 N13

> 0,1 – 0,15


razred I

> 0,15 – 0,2


razred II

> 0,2


razred III


razred R9


ZH1 % 571 (D) GUV 26.18 (D) DIN 51 130 (D)

ISO 10 545 del 17

0,05 – 0,18*


0,18 – 0,34*


razred R10

0,34 – 0,51*


razred R11

0,51 – 0,70*


razred R12

> 0,70*


razred R13



Opomba: *tangens naklonskega kota nagnjene ravnine

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 36


Tabela 10: Nedrsnost za betonsko površino



Nameravana uporaba


Razred


Zahteva (preskus po EN 13036-4)

znotraj, mokra površina


I


> 40 enot, preskušano mokro

znotraj, suha površina


II


> 40 enot, preskušano suho

zunaj


III


> 55 enot, preskušano mokro




2.8.2 Ponašanje tal proti umazaniji


Stroški čiščenja so preteţno odvisni od ponašanja tal proti umazaniji. Vendar pa za to ne obstojajo nobeni kriteriji in niti splošno sprejete preskusne metode.

Splošno velja, da je sprijemljivost umazanije s površino tlaka odvisna od njegove makro in mikro hrapavosti in od fizikalne energije površine (površinska napetost).



2.8.3 Sposobnost čiščenja


Periodično čiščenje industrijskega tlaka je nujno, da se: zagotovi varna hoja,
doseţejo kontrolirani higienski pogoji,
preprečijo zastoji oziroma prekinitve proizvodnega procesa, vzdrţuje estetski videz.

Zahteve za čiščenje so v različnih vrstah industrije, trgovini in različnih obratih zelo različne.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 37

Materiali za industrije tlaka morajo biti zaradi tega odporni proti postopkom čiščenja, kar pomeni, da morajo biti odporni :

na temperaturo do 100°C,
proti mehanskemu suhemu in mokremu krčenju,
proti delovanju topil, alkoholov in olj,
proti delovanju substanc z visokimi in nizkimi pH vrednostmi.

Navodila za čiščenje morajo biti predana uporabniku.



2.9 Kompatibilnosti

2.9.1 Deformacije


Vsi deli sistema večplastnega industrijskega tlaka menjajo svojo obliko in dimenzije zaradi:



mehanskih obremenitev,
kemijskih procesov (pri strjevanju),
procesov, ki jih povzroči vlaga (krčenje, nabrekanje), temperaturnih sprememb (strjevanje, vreme, gretje, čiščenje),

kar se kaţe v mehanskih napetostih (tlak, nateg, strig). Vse deformacije morajo biti med seboj kompatibilne, da ne bi prišlo do poškodbe tlaka kot sistema. Pri tem so najbolj kritična področja stiki med betonsko ploščo in preplastitvami iz malte oziroma polimernimi prevlekami.

Nevarnost nastanka poškodb v kontaktni coni se lahko zmanjša z izbiro in načrtovanjem optimalne preplastitve tlaka, ki bo zadovoljila vse druge zahteve (mehanske lastnosti, kemijska odpornost, videz, obdelovalnost, itd.) in v kateri se bodo pri določenih pogojih pojavile minimalne napetosti.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 38

Moţnost presoje delovanja preplastitve tlaka glede na betonsko ploščo pri določeni temperaturni obremenitvi zahteva poznavanje velikosti napetosti zaradi strjevanja in temperaturnih sprememb kot odločujočega parametra.

Trenutne metode za določanje napetosti so izračuni, ki temeljijo na podatkih o krčenju, temperaturnem raztezanju, modulih elastičnosti in drugih količinah, ki jih je teţko določiti. Ti izračuni so zelo nenatančni, ker spreminjajo polimerni material svoje lastnosti med procesom strjevanja in ob temperaturnih spremembah. Velikosti so zelo odvisne od časa, deformacije, popuščanja napetosti, vpliva strukture in notranjih napetostnih stanj in se ne dajo realno določiti iz poskusov.

Zaradi tega se moţnost nastanka poškodb tlaka ugotavlja z laboratorijskimi preskusi, ki simulirajo resničnost. Evropski standard za proizvode in sisteme za zaščito in popravilo betonskih konstrukcij za malte in polimerne preplastitve (tabela 12, tabela 11) predpisujejo ustrezne preskuse. Tabeli 11 in 12 podajata zahteve, ki morajo biti izpolnjene, da do poškodb ne pride.

Dodatne zahteve, ki morajo biti še izpolnjene za razrede 1 do 3 (Tabela 11) so: največja dovoljena širina razpoke n = 0,05 mm,
ne sme se pojaviti nobena razpoka, ki je ≥ 0,1 mm,
ne sme priti do nobenega razslojevanja ali luščenja.

Dodatna zahteva za razred 4 (tabela 11):
ne sme se pojaviti nobena razpoka ali razslojevanje.

Dodatne zahteve za mehansko kompatibilnost polimerne preplastitve in betona (tabela 12), ki morajo biti pri tem še izpolnjene so:

ne smejo se pojaviti zračni mehurčki, ne sme se pojaviti nobena razpoka, ne sme se pojaviti razslojevanje.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 39


Tabela 11: Zahteve za mehansko kompatibilnost preplastitve betona z malto (29)



Proces


Preskusna metoda


Odtrţna sila v MPa po 50ciklih* razred 1

razred 2

razred 3


razred 4

zmrzovanje – tajanje s solmi


EN 13678-1


≥ 2,0


≥ 1,5


≥ 0,8


-




suho – mokri šok


EN 13678-2


≥ 2,0


≥ 1,5


≥ 0,8


-



ciklično spreminjanje

temperature


EN 13678-4


≥ 2,0


≥ 1,5


≥ 0,8


-





Opomba: *srednja vrednost, vsaka posamezna vrednost mora doseči najmanj 75% povprečne vrednosti





Tabela 12: Zahteve za mehansko kompatibilnost polimerne preplastitve in betona

(21)



Proces


Preskusna metoda


Odtrţna sila v MPa za sistem za

premoščanje razpok ali fleksibilni sistem


tog sistem




ciklično zmrzovanje in tajanje s solmi (50x) plus temperaturni šok

(10x)


EN 13678-1 plus EN 13678-2


povprečna vrednost: ≥ 1,5


povprečna vrednost: ≥ 2,0





staranje pri 70°C plus temperaturni

šok (1x)


EN 1061-11 plus EN 18687-5


najmanjša posamezna

vrednost: ≥ 1,0

najmanjša posamezna

vrednost: ≥ 1,5

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 40


2.10 Zaščita okolja


Projekt industrijskega tlaka, ki predpisuje vse tehnične zahteve, mora upoštevati tudi vso relevantno zdravstveno, okoljsko in protipoţarno zakonodajo. Ta je podana v nacionalni gradbeni zakonodaji in pokriva gradnjo, uporabo in ţivljenjsko dobo industrijskega tlaka.

Ta zakonodaja navadno podaja zahteva za skladiščenje, pretovarjanje in odpošiljanje nevarnih snovi. Če se uporabi industrijski tlak kot zaščitno prepreko, je potrebno upoštevati moţnost, da obremenitve, napetosti in druge zahteve, ki so navedene v tem prispevku, lahko povzročijo, da tlak ne opravlja funkcije prepreke.

Če pride do nasprotij med lastnostmi materialov za industrijske tlake ali detajlov konstrukcije (stiki, razpoke, propustnosti, itd.) in okoljsko zakonodajo, je potrebno izvedbo tlaka spremeniti in izpolniti zahteve te zakonodaje.

Za recikliranje in deponiranje odpadnega materiala, ki nastane ob razgraditvi industrijskega tlaka, velja zakonodaja o gradbenih odpadkih.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 41





3 PRESKUSNE METODE ZA MATERIALE IN INDUSTRIJSKE

TLAKE




3.1 Splošno


Materiali za industrijske tlake in zgrajeni industrijski tlaki morajo izpolnjevati mnoge zahteve za nameravano uporabo. Za preskušanje materialov za tlake in zgrajenih industrijskih tlakov ne obstojajo posebne preskusne metode ki bi bile standardizirane. Za preskušanje materialov za industrijske tlake se navadno uporabljajo osnovne preskusne metode za te materiale, dopolnjene z nekaterimi specifičnimi preskusi, za preskušanje zgrajenih tlakov kot sistemov pa preskusne metode, ki se običajno uporabljajo za preskušanje betonskih konstrukcij, tudi z nekaterimi dopolnitvami.

V evropski zakonodaji je bila v zadnjem desetletju sprejeta serija standardov EN 1504 – Proizvodi in sistemi za zaščito in popravilo betonskih konstrukcij. Ta serija produktnih standardov predpisuje mnogo preskusnih metod za preskušanje proizvodov in sistemov za zaščito in popravilo betonskih konstrukcij, ki so v precejšnji meri uporabne tudi za preskušanje industrijskih tlakov. Zaradi specifičnosti industrijskih tlakov standardi serije EN 1504 ne pokrivajo vseh potreb po preskušanju na področju industrijskih tlakov. Zato so v Evropi prisotna prizadevanja, da bi s primerno dopolnitvijo preskusnih standardov za preskušanje proizvodov in sistemov za popravilo in zaščito betonskih konstrukcij pokrili tudi potrebe po preskušanju materialov za industrijske tlake in zgrajenih industrijskih tlakov.

V nadaljevanju so v tabelah podane merske metode za preskušanje izvedenih industrijskih tlakov in v tlake vgrajenih materialov, ki se izvajajo na tlakih, in merske metode za preskušanje materialov in sistemov za industrijske tlake, ki se izvajajo v laboratoriju.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 42


3.2 Preskusni postopki, ki se uporabljajo za preskušanje izvedenih industrijskih tlakov in v tlake vgrajenih materialov.


Za preskušanje zgrajenih industrijskih tlakov in v tlake vgrajenih materialov se uporabljajo preskusne metode, ki so podane v tabeli 13.



Tabela 13: Preskusne metode za preskušanje zgrajenih industrijskih tlakov in v tlake vgrajenih materialov



Preskušana lastnost


Preskusni postopek za preskušanje (cementnega) betona PCC ali polimerno modificiranega betona PMC


Preskusni postopek za preskušanje polimernega betona PC ali polimerne preplastitve

MEHANSKE OBREMENITVE

Tlačna trdnost


Preskus odvzetih valjev in pregled – EN 12504-1


-



Preskus s sklerometrom – EN 12504-2


-



Preskus izvlečne sile (pull-out test) – prEN 12504-3


-



Površinska natezna trdnost podlage


preskus odtrţne sile (Pull-off test) – DIN 1048, Teil 2


-



Preskus odtrţne sile (Pull-off test) – BS 1881


-



Odpornost na udar

''Zagreb'' test


''Zagreb'' test

ISO/DIN 6272


ISO/DIN 6272

ADHEZIJA

Trdnost vezi med plastmi


Preskus odtrţne sile – ZTVING, Teil 1, Abschnitt3, Punkt 3


Preskus odtrţne sile – ZTVING, Teil 1, Abschnitt3, Punkt 3

Preskus odtrţne sile – EN 12636


-



Razslojevanje


Trkanje s kladivom


Trkanje s kladivom

Zvočni udarec


-

PREVOZNOST

Ravnost


Laserski merilec


Laserski merilec

Merilna lata


Merilna lata

Vizualni pregled


Vizualni pregled

Hrapavost


Preskus s peskom – EN 1766

Preskus s peskom – EN 1766 Profile meter – EN ISO 4288

Profile meter – EN ISO 4288

Širina in globina razpok


Mehanski ali električni


Mehanski ali električni

merilec


merilec

Hitrost ultrazvoka – EN

12504-4


Hitrost ultrazvoka – EN 12504-4

Odvzem valjev in pregled –


EN 12504-1


Odvzem valjev in pregled – EN 12504-1

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 43




LASTNOSTI PRI UPORABI Temperatura podlage

Termometer


Termometer

Čistost


Vizualni pregled


Vizualni pregled

Odpornost proti drsenju


Preskus z nihalom – prEN 13036-4


Preskus z nihalom – prEN 13036-4

ANTISTATIČNE LASTNOSTI

Električna upornost


Wenner-jev preskus – EN 1081


Wenner-jev preskus – EN 1081

VLAŢNOST

Vlaga


CM metoda


-

Meritev električne upornosti

-

Dielektrična metoda


-

Izotopsko merjenje z nevtroni

-

PROSTORNINSKA MASA BETONA



Gravimetrična metoda


-

Izotopsko merjenje z ɣ ţarki

-

DEBELINA PREPLASTITVE Debelina preplastitve

-


Odvzem valjev – EN 12504-1

Debelina betonske plošče


Odvzem valjev – EN 12504-1


-

PENETRACIJA IMPREGNACIJE Globina penetracije

-


Odvzem valjev – EN 12504-1

PRISOTNOST VOTLIN IN DRUGIH DEFEKTOV



Infrardeča termografija Test odmevnega udarca


Odmevno nadzvočno pulziranje georadar OPAZOVANJE VOTLIN


Endoskop ARMATURA



Globina karbonatizacije


Phenolphtalein test – prEN 14630

Korozija


Meritev potencialov s polcelico

Lokaliziranje lege armature


Elektro-magnetna metoda - profometer

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 44


3.3 Preskusni postopki za preskušanje materialov in sistemov za industrijske tlake v laboratoriju


Preskusni postopki za preskušanje materialov in sistemov za industrijske tlake v laboratoriju so prikazani v tabeli 14. Razdeljeni so glede na preskušano lastnost.



Tabela 14: Preskusni postopki za preskušanje materialov in sistemov za industrijske tlake v laboratoriju



Preskušane lastnosti


Preskusni postopki za preskušanje (cementnega) betona PCC ali polimerno modificiranega PMC


Preskusni postopek za preskušanje polimernega betona PC ali polimerne preplastitve

MEHANSKE LASTNOSTI


Tlačna trdnost


EN 12390-3


EN 12190

EN 12190 ali EN 196-1 (za

PM malto)


EN 196-1



Upogibna trdnost


EN 12390-5


-

EN 196-1 (za PM malto)


EN ISO 178

Modul elastičnosti


DIN 1048, Teil 5


EN 13412

EN 13412


DIN 18555, Teil 4

DIN 18555, Teil 4 (za

malto)


-



Površinska trdota


EN 13892-6


EN 13892-6

NASTAJANJE RAZPOK


Duktilnost in ţilavost


WST – metoda ASTM C 1098-97


WST – metoda



Sposobnost premoščanja

razpok


-


prEN 1062-7



DEFORMABILNOST


Koeficient temperaturnega raztezka


EN 1770


EN 1770



Krčenje


-


EN 12617-1

Krčenje in nabrekanje


EN12617-4


EN 1267-4

ADHEZIJA Sprijemljivost med plastmi

Preskus odtrţne sile – EN 12 636


Preskus odtrţne sile – EN 1542

Duktilnost in ţilavost vezi


WST – metoda


WST – metoda

OBRABA


Obrus


Böhme test – DIN 52 108


Taber abrader – EN ISO 5470-1

Odpornost proti obrabi zaradi koles


EN 13892-5


EN 13892-5

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 45




OBSTOJNOST Zmrzovanje in tajanje v prisotnosti odtaljevalnih soli


EN 13678-1


EN 13687-1



Suho-mokri šok


EN 13687-2


EN 13687-2

Zmrzovanje in tajanje brez prisotnosti odtaljevalnih soli


EN 13687-3


EN 13687-3



Ciklično spreminjanje

temperature


EN 13687-4


EN 13687-4



Odpornost proti

temperaturnemu šoku


EN 13687-5


EN 13687-5



KEMIČNA ODPORNOST


Odpornost proti močni kemijski koroziji


-


EN 13529



Kemična obstojnost


ISO 2812-1


ISO 2812-1

PREPUSTNOST Prepustnost za CO2

prEN 1062-6


prEN 1062-6

Kapilarna absorbcija in

prepustnost za vodo

prEN 1062-3


prEN 1062-3



Parapropustnost


EN ISO 7783-1


EN ISO 7783-1

EN ISO 7783-2


EN ISO 7783-2

Kompatibilnost z mokrim

betonom


-


EN 13578



Odpornost proti karbonatizaciji


EN 13295


-



LASTNOSTI PRI UPORABI Odpornost proti drsenju


-


Preskus z nihalom – prEN 13036-4

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 46


3.4 Spisek preskusnih metod iz standardov in predpisov


1. EN 196-1: 1994 Method of testing cement – Part 1: Determination of strength

2. EN 1062-3: 1998 Paints and varnishes – Coating materials and coating systems for exterior masonry – Part 2: Determination and classification of water- vapour transmission rate (permeability)

3. EN 1062-6: 2002 Paints and varnishes-Coating materials and coating systems for exterior masonry – Part 6: Determination of carbon dioxide permeability

4. EN 1026-7: 2002 Paints and varnishes-Coating materials and coating systems for exterior masonry – Part 7: Determination of crack bridging ability

5. EN 1082: Resilient floor coverings – Determination of electrical resistance

6. EN 1542: 1999 Product and systems for the protection and repair of concrete structures: Measurement of bond strength by pull-off

7. EN 1766: 2000 Product and system for the protection and repair of concrete structures: Test methods: Reference concretes for testing

8. EN 1770: 1998 Product and systems for the protection and repair of concrete structures: Test methods: Determination of coefficient of thermal expansion

9. EN 12190: 1998 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods: Determination of compressive strength of repair mortar

10. EN 12390-3: 2001 Testing hardening concrete – Part 3: Compressive strength of test specimens

11. EN 12390-5: 2000 Testing hardening concrete – Part 5: Flexural strength of test specimens

12. EN 12504-1: 2000 Testing concrete in structures – Part 1: Cored specimens – Taking, examining and testing in compression

13. EN 12504-2: 2001 testing concrete in structures – Part 2: Non destructive testing – Determination of rebound number

14. EN 12504-4: 2004 Testing concrete in structures – Part 4: Determination of ultrasonic puls velocity

15. EN 12617-1: 2003 Products and systems for the protection and repair oc concrete structures – Test methods: Determination of linear shrinkage for polymers and surface protection system

16. EN 12617-4: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods: Determination of shrinkage and expansion

17. EN 12636: 1999 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods: Determination of adhesion concrete to concrete

18. EN 13295: 2004 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of resistance to carbonatisation

19. EN 13412: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods: Determination of elestic modules in compression

20. EN 13529: 2003 Products and system for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Resistance to severe chemical attack

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 47

21. EN 13578:2003 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods: Compatibility on wet concrete

22. EN 13687-1: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of thermal compatibility – Part 1: Freeze-thaw cycling with de-icing immersion

23. EN 13687-2: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of thermal compatibility – Part 2: Thunder-shower cycling (thermal shock)

24. EN 13687-3: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of thermal compatibility – Part 3: Thermal cycling without de-icing salt impact

25. EN 13687-4: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of thermal compatibility – Part 4: Dry thermal cycling

26. EN 13687-5: 2002 Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of thermal compatibility – Part 5: Resistance to temperature shock

27. EN 13892-5: 2003 Methods of test for screed materials – Part 5: Determination of wear resistance to rolling wheel of screed material for wearing layer

28. EN 13892-6: 2002 Methods of test for screed materials – part 5: Determination of surface hardness

29. EN ISO 178: 1997 Plastics – Determination of flexural properties

30. EN ISO 527-2: 1996 Plastic – Determination os tensile properties – Part 2: Test condition for moulding and extrusion plastics

31. EN ISO 4288: Geometrical product specifications (GPS) – Surface texture: Profile method – Rules and procedure for assessment of surface texture

32. EN ISO 5470-1: Rubber-or plastic coated fabrics – Determination of abrasion resistance – Part 1: Taber abrader

33. EN ISO 7783-1: Paints and varnishes – Determination water – vapour transmission rate – Part 1: Dish method for free films

34. EN ISO 7783-2: Paints and varnishes – Coating materials and coating systems for exterior masonry and concrete – Part 2: Determination and classification of water-vapour transmission rate

35. prEN 12504-3: 2003 testing concrete in structures – part 3: Determination pull-out force

36. prEN 13036-4: 2002 Surface charasteristic – Test methods – Part 4: Methods for measurement of skid resistance of a surface: The pendulum test

37. prEN 14630: Products and systems for the protection and repair of concrete structures – Test methods – Determination of carbonation depth in hardened concrete by the phenolphthalein method

38. ISO 2812-1: Paints and varnishes – Determination of resistance to liquids – Part 1: General methods

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 48

39. ISO/DIS 6272-1: Paints and varnishes – Rapid deformation tests – Part 1: Falling-weight test, large area

40. DIN 1048, Teil 2: 1991 Prüfvefahren für Beton. Festbeton in Bauwerken und Bauteilen

41. DIN 1048, Teil 5: 1991 Prüfvefahren für Beton. Festbeton, gesondert hergestellte Probekörper

42. DIN 18555, Teil 4: 1986 Prüfung von Mörteln mit mineralischen Bindemitteln; Festmörtel – Bestimmung der Längs und Querdehnung so wie von Verformungskenngrössen Mauermörteln im statischen Druckversuch

43. DIN 52 108: 1988 Prüfung anorganischer nichtmetallischer Werkstoffe – Verschleiss prüfung mit der Schleifscheibe nach Böhme – Verschlaiss scheiben – Verfahren

44. ASTM C 1098-97: Standard test method for flexural tougthnees and first crack strength of fiber reinforced concrete

45. BS 1881: Part 207 Recommendations for the assessment of concrete strength near-to-surface tests

46. WST method according to: Linsbauer, H.N., Tschegg, E.K., Die Bestimmung der Bruchenergie von Zementgebundenen Werkstoffe an Würfelproben, Zement un Beton 31 (1986)

47. "Zagreb" test according to: Stirmer, N., Ukrainczyk, V., Testing Impact Resistance of Industrial Floors Overlays, Industrial Floors 2003, 5th International Colloquium,

21. – 23. January 2003, Proceedings, pp. 627-637

48. Pull-off test Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Reichtlinien für Ingenieurbauten ZTV-ING, Teil 1 Algemeines, Abschnitt 3 Prüfungen während der Ausführung, Punkt 3 Bestimmung der Abreissfestigkeit, march 2003

49. Carino, N.J., 2003 "Non destructive test methods to evaluate concrete structures". Sixth CANMET/ACI International Conference on the Durability of Concrete, Special Seminar, Thessaloniki, Greece, 75p

50. Garbacz, A. and Garboczi, E. 2003 "Ultrasonic evaluation methods applicable to polymer concrete composites", United States Department of Commerce, Report no. NISTIR 6975, Gaithersburg, MD.

51. ZTV-ING Teil 1: Allgemeines, Abschnitt 3: Prüfungen während der Ausführung, Punkt 3: Bestimmung der Abreissfestigkeit


3.5 Razvrednotenje rezultatov meritev


Za razvrednotenje rezultatov meritev na tlakih ali na proizvodih in sistemih za industrijske tlake ni podanih nobenih kriterijev. Razvrednotenje rezultatov preskusov se mora izvesti na osnovi kriterijev, ki so določeni za vsak industrijski tlak posebej glede na nameravano uporabo v samem projektu (glej Zahteve in kriterij za izvajanje industrijskih tlakov).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 49





4 MIKROARMIRANI BETON – UČINKOVITOST VLAKEN




4.1 Splošno


Pri gradnji različnih objektov se čedalje bolj uporabljajo mikroarmirani betoni zaradi bistveno izboljšanih mehanskih in obstojnostnih lastnosti kot so ţilavost, upogib, odpornost proti obrabi itd. V Sloveniji se betoni, mikroarmirani z jeklenimi pa tudi drugimi vlakni, uporabljajo v veliki meri pri gradnji podzemskih prostorov v rudnikih (obloge rovov in jaškov), pri sanaciji ţelezniških predorov, pri gradnji ali preplastitvah servisnih površin na bencinskih črpalkah, pri gradnji industrijskih tlakov ter tankovskih poti.

Z uporabo X – ţarkov je bilo odkrito, da se razpoke na stični površini cementna pasta – zrno agregata pojavijo pri 30 % napetosti od tlačne trdnosti betona. Razpoke v matrici se pojavijo pri nekoliko višji napetosti.

Z zdruţevanjem teh razpok nastane glavna razpoka, ki ima vijugasto obliko, ker se razpoke pogosto izogibajo zrn agregata. Z uporabo elektronskega mikroskopa, pri skrbno kontroliranih preskusih na nateg, so odkrili, da »konca« razpoke teţita k razvejanju, potekata v cementnem kamnu ob zrnih peska in, da so razpoke pogosto diskontinuirane. Izogibanje razpok na mikroskopskem nivoju se razlaga z dejstvom, da se med procesom lomljenja betona izpulijo zrna agregata iz cementne matrice, ker imajo najpogosteje večjo trdnost od cementnega kamna in od stika med cementnim kamnom in zrnom. Povečana lomna ţilavost betona preko cementne paste izhaja verjetno iz izpuljenja agregatnih zrn ali učinka premoščanja. V mikroarmiranem betonu prevladuje učinek premoščanja z vlakni. To je delo, ki je rezultat izpuljenja ali pretrga vlaken in na ta način se povečuje duktilnost mikroarmiranega betona.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 50


4.2 Trdnost sprijemljivosti in izvlečna sila


Medsebojno delovanje vlaken in matrice je osnovna lastnost, ki vpliva na obnašanje mikroarmiranega kompozitnega materiala. Razumevanje tega medsebojnega delovanja je potrebno za oceno prispevka vlaken in napovedovanje obnašanja kompozita. Medsebojno delovanje vlaken z nerazpokano matrico ima v aplikaciji omejeno pomembnost, ker bo v večini primerov matrica počila med uporabo. Študija teh medsebojnih delovanj daje uporabne informacije za razumevanje celovitega obnašanja kompozita. Razen tega, nerazpokani deli konstrukcije vplivajo na celovito obnašanje konstrukcijskega sestava, ko se ţe razvijejo razpoke v kompozitu.

Preprost sestav vlakno – matrica, ki vsebuje posamezno vlakno, je prikazan na sliki 3.

V primeru, ko ne deluje obteţba se predpostavlja, da je napetost v matrici in vlaknu nič (slika 1 a). Ko deluje natezna ali tlačna obteţba na kompozit ali ko deluje temperaturna sprememba na kompozit, se pojavijo napetosti in deformacije, ki morajo ostati kompatibilne. V primeru cementne matrice, ţe sama hidratacija cementa lahko uvede napetosti v matrico in v vlakna. Ko obteţba deluje na matrico, se del obteţbe prenese na vlakno vzdolţ njegove površine. Zaradi razlike v togosti med vlakni in matrico nastane striţna napetost vzdolţ površine vlakna. Ta striţna napetost deluje tako, da se del obteţbe prenese na vlakno. Če je vlakno bolj togo od matrice, potem bo deformacija na in v okolici vlakna manjša kakor je prikazano na sliki 1 b in c. Takšen primer je pri jeklenih in mineralnih vlaknih. Če je modul elastičnosti vlakna manjši od modula elastičnosti matrice, bo deformacija v okolici vlakna večja. To je v primeru kompozita s polimernimi in nekaterimi naravnimi vlakni.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 51





Slika 3: Medsebojno delovanje vlakno – matrica (nerazpokana matrica):

(a) brez obteţbe, (b) nateg, (c) tlak.





Prenos napetosti je elastičen v nerazpokanem kompozitu, toliko časa dokler sta matrica in vlakno znotraj elastičnega področja napetosti.

- diagram matrice lahko izkazuje nelinearnost in neelastično obnašanje pred lomom. Razvite so matematične enačbe za striţno napetost na stični površini in napetost vzdolţ vlakna. Ti modeli se navadno imenujejo modeli zaostalega striga. Osnovani so na številnih poenostavljenih predpostavkah. Te predpostavke vključujejo:

linearno elastično obnašanje vlakna in matrice,
popolno zvezo med vlaknom in matrico,
stična površina je ekstremno tanka in njena lastnost je enaka lastnosti matrice na drugem mestu in

vlakna imajo gladke in pravilne prečne preseke.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 52

Razdelitev striţne napetosti

(x) v razmiku x od konca vlakna se izrazi kot:





x E G E


sinh cosh


l


x


1 2



1 2


m vl


(1)


vl m


2


ln


R r


l





kjer je:





2

G E r


m


(2)


1


2


ln


R r


vl





Razmerje


R r


je funkcija prostorninskega deleţa vlaken in razporeditve vlaken. Razviti so izrazi za kvadratne in heksagonalne razporeditve vlaken. Napetost v osi vlakna

vl(x) se

lahko izračuna iz sledeče enačbe:





vl vl m


l l


x

x E


1 1 2

1 2


cosh cosh


(3)





vl(x) sta nelinearni vzdolţ vlakna. Potrebno je poudariti, da Poissonovi efekti niso upoštevani v teh enačbah. Kljub temu, enačbe (1) do (3) dajejo, na osnovi postavljenih, zelo omejenih predpostavkah, moţnost izračuna napetosti v vlaknih in njihov vpliv na kompozit.

V praktičnih primerih so vlakna poljubno razporejena v najmanj dve dimenziji. V mikroarmiranih betonih so vlakna poljubno razporejena v vse tri (medsebojno pravokotne) smeri. Poleg tega, ima večina jeklenih vlaken in nekatera polimerna vlakna namensko deformirane površine ali konce. V skoraj vseh primerih obstaja medsebojno delovanje


Razporeditvi striţnih napetosti


(x) in normalne napetosti

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 53

vlaken, kar dodatno povečuje kompleksnost problema. Zaradi tega so matematični modeli za praktično aplikacijo še vedno v začetnem stanju razvoja.

Po obnašanju kompozita pri različnih stanjih obteţbe se lahko ugotovi ali vlakna prinašajo k trdnosti in togosti kompozita. H kateri lastnosti in kolikšen je prispevek, je odvisno od vrste in prostorninskega deleţa vlaken ter od lastnosti matrice. Na primer: kompozit, ki vsebuje

10 vol. % jeklenih vlaken ima petkratno povečanje natezne trdnosti, medtem ko je povečanje minimalno pri prostorninskem deleţu manjšem od 2 vol.%.

Ko je mikroarmirani kompozit obremenjen na nateg (slika 3 b), bo matrica pri določeni stopnji obteţbe počila (slika 4).

Ko matrica poči, vlakno prevzame obteţbo s prenašanjem obteţbe od ene strani matrice čez razpoko na drugo stran. V praktičnem primeru več vlaken premošča razpoko s prenašanjem obteţbe. Če vlakna v celoti prenašajo obteţbo čez prvo razpoko, se bo formiralo še več razpok vzdolţ preskušanca. To stanje obteţbe se imenuje večkratno razpokano stanje. V mnogih aplikacijah se to večkratno razpokano stanje dogaja pod pogojem stalne obteţbe. Mejno nosilnost in obnašanje kompozita po maksimumu prav tako določajo karakteristike delovanja vlaken.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 54





Slika 4: Medsebojno delovanje vlakno – matrica (razpokana matrica)

Najpomembnejša vprašanja v zvezi z delovanjem vlaken so:
variacije obteţba – drsenje,
vpliv geometrije in orientacije,
kako oceniti odpor proti izvleku posameznega vlakna,
medsebojno delovanje poljubno razporejenih vlaken, z namenom ocenitve večkratnega izvlečenja vlaken.

Stik med vlaknom in matrico se lahko proučuje na osnovi podatkov iz direktnih in indirektnih preskusov. Z indirektnimi preskusi se kompozit preskuša na nateg ali na upogib in ocenjuje se prispevek vlaken. Nato se uporablja obširna matematična analiza, da bi se ločil vpliv vlaken od vpliva matrice. Rezultati dobljeni s temi postopki so zelo odvisni od matematičnega modela, ki se uporablja pri analizi.

Mehanizem izgube sprijemljivosti na stiku vlakno – matrica je pomemben parameter za razumevanje odziva obteţba – drsenje. Zelo pomembno vlogo ima stik vlakno – matrica po razpokanju matrice. Shematični prikaz ocene izvlečenja posameznega vlakna je podan na sliki 5.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 55

Ko je obteţba mala, se sprijemljivost lahko opazuje kot elastičen pojav. Razdelitev striţne napetosti se lahko izračuna po teoriji elastičnosti, z rešitvijo enačb ravnoteţja, kompatibilnosti in mejnih pogojev. S predpostavko, da se vpliv vlakna širi do radia velikosti


1

2


medsebojne razdalje vlaken, se lahko napiše enačba za elastično napetost sprijemljivosti

e, kot sledi:





e


2


r C x C x


sinh cosh


(4)


1


2





kjer so:





Slika 5: Shema rešitve izvlečenja vlakna, ki prikazuje definicije parametrov modela

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 56





2


2 1
2


G

V A E


m


(5)

ln


vl vl

vl





C P


(6)


1





l


cosh sinh


P


1 1


2

C


(7)


2


l

2





A E A E


vl vl m m


(8)





Razporeditev striţne napetosti, ki je izraţena z enačbo (4) se kaţe v največji striţni napetosti na razpokani površini matrice. Ko ta striţna napetost preseţe striţno trdnost stika vlakno – matrica

s, pride do odpiranja razpoke. Razpoka napreduje vzdolţ vlakna (slika 5

b). V coni razpoke nudi odpor trenja

i določeni odpor proti izvlečenju. Ta odpor trenja je manjši od trdnosti sprijemljivosti matrice, pogosto se predpostavlja, da je konstanten (slika

6).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 57





Slika 6: Idealizirani diagram lastnosti stika. Razvidno je popolno elastično obnašanje, dokler ni doseţena striţna trdnost stika


s, ki se nadaljuje s konstantno sprijemljivostjo s trenjem


i





V primeru delnega odpiranja razpoke se lahko sila izvlečenja izrazi kot:





P r m l r l m


s


2

tanh


1 1


i


(9)

1


2





1


m l

dolţina razveze.


kjer je:

2





Na področju od 0 do


m l

je zveza elastična, toda v področju od


m l

do


l 2


2


2



predstavlja odpor čisto trenje. Enačba (9) velja samo za jeklena vlakna.

Če je trdnost trenja

i manjša od trdnosti sprijemljivosti

s, doseţe izvlečna sila maksimum šele po stabilnem procesu odpiranja razpoke, kot je prikazano na sliki 7.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 58





Slika 7: Model izvlečne sile v odvisnosti od parametra dolţine odpiranja razpoke (1 – m), ki prikazuje stabilne in nestabilne reţime odpiranja razpoke odvisno od razmerja



(premer vlakna = 0.4 mm, vgrajena dolţina l/2 = 13 mm,





To dokazuje, da preskus izvlečenja pokaţe področje stabilnega odpiranja razpoke pred točko na kateri se doseţe mejna trdnost. Povprečna krivulja

- kompozita postane nelinearna primarno zaradi tega, ker se začne stabilni proces odpiranja razpoke pred izvlečenjem vlakna.

Na splošno se trdnost sprijemljivosti izračuna s predpostavko enakomerne razdelitve napetosti na stiku . Največja izvlečna sila se deli s stično površino vlakna in se dobi trdnost sprijemljivosti stika. Ta pristop se uporablja za karakterizacijo trdnosti sprijemljivosti v odvisnosti od dolţine in premera vlakna5. Alternativni pristop je uporaba


s


5



i



s = 4.1 MPa).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 59

dvo-parameterskega modela, z uporabo

s in

i kot lastnosti materiala. Ta dva parametra bi se lahko privzela kot osnovni lastnosti materiala. Natezna sila, ki se izračuna z uporabo zgoraj opisanega obnašanja, se lahko uporablja za napovedovanje obnašanja mikroarmiranega kompozita pri natezni obteţbi.

Raziskujejo se modeli na osnovi mehanike loma, pri katerih je proces popuščanja in izvlečenja modeliran kot razvoj razpoke stika. Uporablja se energetski kriterij širjenja razpoke. Energetski pristop je geometrijsko bolj neodvisen od pristopa preko stanja napetosti.



4.3 Vpliv vlaken na obnašanje mikroarmiranega betona v razpokanem stanju


Ocenjuje se vpliv vlaken na obnašanje mikroarmiranega betona v razpokanem stanju, to je stanje, ko je preskušanec oziroma element obremenjen čez mejo proporcionalnosti (MP), kot je shematsko prikazano na sliki 8. Na tem področju postanejo vlakna učinkovita in njihov vpliv na obnašanje celotnega kompozita postane razviden.





Slika 8: Shematski prikaz diagrama obteţba – upogib ali ŠOR (širina odpiranja razpoke)


MP



OBTEŢBA





UPOGIB ali ŠOR

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 60


Metode preskusov



Delovni diagram obteţba – upogib ali ŠOR (slika 8) se lahko dobi z različnimi metodami preskusov:

upogib prizme v štirih točkah (dve podpori in dve sili); z ali brez zareze; meri se upogib ali ŠOR (slika 9);

upogib prizme v treh točkah (dve podpori in ena sila); z ali brez zareze; meri se upogib ali ŠOR;

cepitev z zagozdo; preskušanec je kocka ali valj z zarezo; meri se ŠOR (slika 10);

Obnašanje mikroarmiranega betona v razpokanem stanju ocenjujemo z različnimi parametri, ki jih dobimo z vrednotenjem delovnega diagrama. V nadaljevanju je prikazan princip vrednotenja diagrama z računalniškim programom, s katerim se tudi izračunajo posamezni parametri in ugotovljeni model za modul ţilavosti6.





Slika 9: Upogib prizme v štirih točkah, brez zareze.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 61





Slika 10: Cepitev s klinom.





Priprava diagrama za izračun parametrov



Določanje meje proporcionalnosti

Med obremenjevanjem betonskega elementa se pri določeni obteţbi začnejo znotraj betona tvoriti mikro razpoke. Te razpoke se med seboj povezujejo v kontinuirne razpoke, ki se ţe lahko vidijo na površini betonskega elementa. Na tej točki preide diagram obteţba –ŠOR ali upogib iz linearnega v nelinearno področje. Posamezni parametri se na tej točki imenujejo obteţba pri prvi razpoki in ŠOR ali upogib pri prvi razpoki. Ker se konča linearnost, se ta točka imenuje tudi meja proporcionalnosti.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 62

Pri določanju točke prve razpoke oziroma meje proporcionalnosti obstajajo določene teţave. ASTM C 1018-97 določa prvo razpoko kot točko na diagramu pri kateri oblika diagrama najprej postane nelinearna. Obstaja priporočilo za določanje prve razpoke 7,8, pri kateri preide naklon diagrama iz linearnosti za več kot 5 % in traja na intervalu upogiba, ki je večji od 0.01 mm.

Na našem Inštitutu smo izdelali računalniški program, ki dela v grafični obliki, za avtomatično risanje diagramov in za izračun parametrov za ocenjevanje obnašanja betona pri različnih načinih obremenjevanja6. Meja proporcionalnosti (MP), oziroma točka prve razpoke, se s tem programom določa po metodi, ki je shematsko prikazana na sliki 11.





(a) (b)

Slika 11: Grafična metoda za določanje meje proporcionalnosti, oziroma točke prve razpoke.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 63

Ocenjuje se prvi del diagrama obteţba (F) – ŠOR ali upogib od 0 do Fmax (slika 11 (a)). Najprej se nariše diagram

F –ŠOR (slika 11 (b)), kjer je

F razlika obteţbe med diagramom in premico, ki povezuje izhodiščno točko 0 in Fmax (slika 11(a)). Meja proporcionalnosti MP se najde, ko se izbere najvišja točka (


Fmax) diagrama


F –ŠOR

(točka MP na sliki 9 (b)). Ta točka se avtomatsko nariše na diagramu F – ŠOR (slika 11 (a)).

Linearizacija diagrama

Zaradi vlaken, ki premoščajo razpoko je zelo teţko meriti diagram obteţba – ŠOR ali upogib mikroarmiranega betona dokler se preskušanec popolnoma ne prelomi in dobi celotna površina diagrama (absorbirana energija).

Zato razdelimo diagram obteţba – ŠOR na štiri linearizirane segmente tako, da se obteţba linearno zmanjšuje do nič z naraščanjem ŠOR v zadnjem segmentu (slika 12).





Slika 12: Shematski prikaz razdelitve lineariziranega diagrama obteţba – ŠOR.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 64

Razdelitev diagramov obteţba – ŠOR na štiri linearizirane segmente izvedemo z računalniškim programom. Prvi segment poteka od 0 do meje proporcionalnosti (MP) (točke prve razpoke), drugi od MP do točke največje obteţbe, tretji in četrti od točke največje obteţbe do ŠORmax. ŠORmax je določena s točko kjer regresijska premica četrtega segmenta seka horizontalno os. Točka med tretjim in četrtim segmentom se določi tako, da se dobi optimalna razdelitev padajočega dela diagrama.

Parametri ocenjevanja

S tako poenostavitvijo se lahko izračuna absorbirana energija lomne cone WLC:





(Nm) (10)

Karakteristična širina odpiranja razpoke lomne cone
ŠOR (oziroma karakteristični upogib)

se izračuna iz enačbe:





SOR


W W W W


LC II III IV





W

F


LC

MP


(mm) (11)





kjer je FMP obteţba na meji proporcionalnosti. Faktor duktilnosti lahko izračuna iz naslednje enačbe:






1
B SOR



SOR MP


(12)





kjer je ŠORMP širina odpiranja razpoke na meji proporcionalnosti.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 65

Če faktor duktilnosti 1/B pomnoţimo s trdnostjo na meji proporcionalnosti fMP, dobimo novi parameter ocenjevanja, ki ga imenujemo modul ţilavosti MŢ6:






Z


M MP 1


B f


(MPa) (13)

Modul ţilavosti kaţe duktilno obnašanje mikroarmiranega betona pri določeni trdnosti na meji proporcionalnosti fMP. Če narišemo premico med fMP in faktorjem krhkosti B, ki ima obratno vrednost faktorja duktilnosti, predstavlja kot med to premico in horizontalno osjo modul ţilavosti MŢ (slika 13).





Slika 13: Shematski prikaz modula ţilavosti MŢ v odvisnosti od trdnosti na meji proporcionalnosti f


MP in faktorja krhkosti B.





Če je beton manj krhek (bolj duktilen) pri isti trdnosti na meji proporcionalnosti, je pripadajoči modul ţilavosti večji (MŢ1 > MŢ2 na sliki 11). Pri isti krhkosti betona bo modul ţilavosti večji, če je trdnost na meji proporcionalnosti večja (MŢ2 > MŢ3 na sliki

13).


1


2 3

faktor krhkosti B

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 66

Analiza vpliva jeklenih vlaken in strukture betona na modul ţilavosti

Število vlaken na prelomni površini preskušanca ni odvisno samo od prostorninskega deleţa vlaken, ampak tudi od faktorja oblike l/d, največjega zrna agregata Dmax, deleţa cementne paste in dimenzij kalupa, v katerega se je vgradil mikroarmirani beton. Pri postavljenem modelu se upošteva število jeklenih vlaken na prelomni površini s faktorjem učinkovitosti nu.vl., ki ga izračunamo iz enačbe:



N n


dej vl

u N


.





pri tem pomeni: Ndej. - dejansko število vlaken na prelomni površini in

Nrač. – izračunano število vlaken idealizirane razporeditve,

Pri vgrajevanju mikroarmiranega betona v prizmo se vlakna razporedijo bolj ali manj vzporedno osnovni površini. Predpostavimo, da se vsa vlakna razporedijo vzporedno osnovni površini in daljši stranici, kontinuirno kot je shematsko prikazano na sliki 14.





Slika 14: Shematski prikaz idealiziranega usmerjenega razporeda vlaken v prizmi.


.


(14)


.

rač


.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 67

Vsako posamezno vlakno je obdano z matrico, ki skupaj z vlaknom tvori mikrokompozit, kot je shematsko prikazan na sliki 15.





Slika 15: Shematski prikaz mikrokompozita z vlaknom.

Pri določenem prostorninskem deleţu določene vrste jeklenih vlaken je moţno dobiti idealizirano razporeditev, če je izpolnjen pogoj:





(15)





kjer Dmax predstavlja premer največjega zrna agregata in cmk diagonalni razmak vlaken, kot je shematsko prikazano na sliki 16.


D cmk

max

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 68





Slika 16: Sklop sosednjih mikrokompozitov z zrnom agregata.

Z upoštevanjem pogoja (15) lahko za določeno sestavo mikroarmiranega betona izračunamo število vlaken na prelomni površini idealizirane razporeditve Nrač..

Dejansko število vlaken na prelomni površini se ugotovi z merjenjem posameznih prelomnih površin, kot je shematsko prikazano na sliki 17.





Slika 17: Štetje vlaken na ţagani prelomni površini preskušanca.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 69

Odziv mikroarmiranega betona na obremenitve je zelo kompleksen in je odvisen od razporeditve napetosti med vlakni in matrico. Na obnašanje mikroarmiranega betona vpliva veliko parametrov. Pri določanju modela se je analiziralo obnašanje mikroarmiranega betona pri preskusu cepitve z zagozdo (slika 10), pri konstantni hitrosti širjenja odprtine razpoke. Dolţina jeklenih vlaken je konstantna.

Za analizo se privzamejo naslednji parametri:



• tlačna trdnost mikroarmiranega betona fc,

• faktor oblike vlaken l/d,

• faktor učinkovitosti števila vlaken na prelomni površini nu.vl.,

• prostorninski deleţ cementne paste Vcp.

Upoštevajo se naslednje interakcije med izbranimi parametri:
tlačna trdnost f
c in prostorninski deleţ cementne paste Vcp; ta dva parametra vplivata na adhezijo med vlakni in matrico;

tlačna trdnost fc in faktor učinkovitosti števila vlaken na prelomni površini nu.vl.; učinkovitost vlaken postaja pri visokih trdnostih pomembnejša, s povečevanjem nu.vl. se ta učinkovitost povečuje.

Z določitvijo zgornjih interakcij se dobi skupina hipotez, od katerih se nekatere sprejmejo ali izločijo iz nadaljnje obravnave Za formuliranje modela se je uporabila večkratna linearna regresija. Na osnovi tega se je dobila modela za modul ţilavosti:





62

.

475


Z

M


53

.

4


d l


86

.

3


f


V


10

.

2


f


n


(16)


c


cp


c


u


.vl


.





Ugotovljena je bila zadovoljiva korelacija med eksperimentalno ugotovljenimi rezultati preskusov modula ţilavosti različnih vrst mikroarmiranega betona z jeklenimi vlakni in izračunanimi vrednostmi po enačbi 16.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 70





5 BETONI ZA INDUSTRIJSKE TLAKE IN NJIHOVO

CERTIFICIRANJE




5.1 Splošno


Čeprav še vedno ne obstajajo s standardi določene metode, obstaja veliko število priporočil in smernic za projektiranje in dimenzioniranje tlakov oziroma talnih plošč iz mikroarmiranega betona.

Za proizvodnjo betonov v Sloveniji sta postala obvezna za uporabo produktna standarda: SIST EN 206-1 in pripadajoči standard SIST 1026. Za beton je predpisan sistem ugotavljanja skladnosti 2+, pri čemer mora proizvajalec betona izvajati lastno kontrolo proizvodnje, nadaljnje preskušanje vzorcev in začetno tipsko preskušanje. Certifikacijski organ pa izvaja samo nadzor lastne kontrole proizvajalca in v tem okviru preveri tudi izvedbo začetnih tipskih preskusov.

Oba produktna standarda veljata za normalno teţek, teţek in lahek beton, ki so tako zgoščeni, da ne vsebujejo znatnih količin zajetega zraka, razen umetno vnesenih zračnih por. Betoni so lahko pripravljeni na gradbišču, lahko so transportni betoni, lahko pa so proizvedeni v obratu za betonske izdelke. Namenjeni pa so za izdelavo konstrukcij, montaţnih konstrukcij in za konstrukcijske izdelke za stavbe in inţenirske konstrukcije, torej tudi za talne betonske plošče. MAB sicer niso predmet teh standardov, jih je pa potrebno pripravljati po vzpostavljenem sistemu proizvodnje. Najprej mora proizvajalec izvršiti začetne tipske preskuse predvidenih MAB za tlake, s katerimi proizvajalec dokaţe, da bodo s predvidenimi sestavami MAB doseţene vse s projektom predpisane lastnosti. Vse temeljne zahteve za sveţi in strjeni beton, ki so podane v produktnih standardih veljajo tudi za MAB. Vendar so v teh standardih podane zahteve le za naslednje lastnosti strjenega betona, ki so lahko tudi predpisane za MAB, ki se uporablja za izdelavo tlakov: tlačna

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 71

trdnost, gostota, odpornost proti prodoru vode, notranja odpornost betona proti zmrzovanju in tajanju, odpornost površine betona proti zmrzovanju in tajanju ter odpornost proti obrabi površine. Ostale lastnosti MAB, ki se zahtevajo pri izgradnji tlakov so podane v projektu.

Za MAB pa prav tako veljajo vse temeljne zahteve za osnovne materiale, ki so podane v citiranih produktnih standardih, razen za jeklena vlakna, katerih produktni standard je v izdelavi, pripravljen je ţe pred-standard. Ta standard bo harmoniziran, kar pomeni, da bo obvezen za vse drţave Evropske skupnosti.



5.2 Nekateri splošni principi projektiranja mikroarmiranih betonov za tlake

5.2.1 Obteţbe in zahteve


Betonske talne plošče, kot so industrijski tlaki, vozišča in letališča so lahko kontinuirane ali sestavljene. Kasneje se lahko talna plošča razdeli na samostojne plošče, ki so ločenem med sabo s stiki. Betonske talne plošče, kakor tudi betonski estrihi leţijo na podlagi. Razlike nastajajo pri variacijah obteţb Tabela 15 in na splošno pri variacijah zahtev.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 72


Tabela 15: Preteţno (X) in občasno prisotne (x) obteţbe na različnih vrstah konstrukcije.





Vrsta konstrukcije


Koncentrirana obteţba


Obremenitve zaradi temperature


Obremenitv e zaradi

krčenja




posamezna


utrujanje


enakomerna


spreminjajoča


enakomerna


spreminjajoča

notranje talne plošče


X


X


X



industrijski tlaki, vozišča, letališča


X


X





kontinuirane talne plošče


X


X


X


X




estrihi


X


X


X


X





Za betonske talne plošče lahko privzamemo naslednje bistvene zahteve: za statično nosilnost,

za dinamično nosilnost, za omejitev razpok,
za trajnost,
za odpornost proti obrabi, za tolerance,
za ravnost,
za izsušenost.

Zahteve za trdnostni razred, oprijemno trdnost, ţilavost, ekvivalentno ali rezidualno trdnost in druge lastnosti se oblikujejo glede na statične in dinamične vplive. Zahteve za omejitev razpok se oblikujejo z dovoljeno širino razpoke glede na trajnost, nosilnost in ostale uporabne dejavnike.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 73

Industrijski tlaki so obremenjeni z zunanjimi obteţbami, ki jih povzročajo različna osebna in tovorna vozila, viličarji in postavljenimi predmeti. Zaostale obremenitve lahko izvirajo iz zaostalih deformacij, ki so posledica spreminjanj temperature in krčenja.



5.2.2 Princip projektiranja


Osnovni efekt jeklenih vlaken v betonu je povečanje trdnosti betona po razpoki. Povečave vrednosti karakterističnih trdnosti betona, kot sta tlačna in upogibna natezna trdnost, so običajno prav male pri ekonomskih odstotkih doziranja vlaken ( 1 vol.%) in niso pomembne za namene projektiranja. Mnogo bolj ekonomična pot za dosego visokih vrednosti karakterističnih trdnosti je izboljšanje projektiranje sestave betona, to je z uporabo mineralnih in kemijskih dodatkov in/ali niţjih vrednosti v/c. Da se dobi korist z uporabo vlaken, je potrebno, da se privzame postopek projektiranja, ki upošteva trdnost po razpokanju, to je izven področja elastičnega obnašanja v delavnem diagramu in v plastičnem področju, ki dovoli prerazporeditev napetosti.

Pri splošnem principu projektiranja tlakov iz MAB lahko odločimo med mejnim stanjem nosilnosti in mejnim stanjem uporabnosti. Pri mejnem stanju nosilnosti se projektant lahko odloči med razpokanim ali nerazpokanim stanjem (slika 18).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 74





zunanje


obt.


zaostale


obrem.

1

trdnost


na


meji


alnosti

proporcion





zunanje


obtežbe

1

povečana

trdnost,


duktilnost




Slika 18: Princip projektiranja tlakov iz MAB.





V nerazpokanem stanju mora betonska plošča nositi zunanje obteţbe in zaostale obremenitve. V razpokanem stanju pa mora nositi samo zunanje obteţbe. Duktilnost MAB prevzame vsak vpliv zaostalih obremenitev. Napetosti v MAB z zadostno duktilnostjo, ki jih povzročita temperatura in krčenje (zaostale napetosti), izginejo v razpokanem stanju.


postopek projektiranja





mejno stanje nosilnosti


mejno stanje uporabnosti





nerazpokano stanje


razpokano stanje




zunanje


obt.


zaostale

1

maksimalna

obrem.

trdnost

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 75


5.3 Posebne lastnosti mikroarmiranih betonov, ki niso obravnavane v SIST EN 206 in SIST 1026

5.3.1 Modul elastičnosti


Med posebne lastnosti MAB, ki niso obravnavane v SIST EN 206 in SIST 1026 štejemo predvsem lastnosti plastičnega področja. V elastičnem področju predstavljata glavni variabli modul elastičnosti matrice in vlaken. Naklon

-

diagrama do točke prve razpoke določa krhkost kompozita. Privzemimo, da sta modula elastičnosti matrice in vlaken Em in

Evl in prostorninska deleţa posamezne faze Vm in Vvl. Nadalje privzemimo paralelni model strukture, pri katerem so specifične deformacije matrice, vlaken in kompozita enake. To pomeni, da ni drsenja med vlakni in matrico ter da je obremenitev, ki jo prenaša kompozit seštevek obremenitve obeh faz )vlaken in matrice). To lahko zapišemo z enačbo:





k m vl


(17)



in





(18)

Nato lahko modul elastičnosti kompozita zapišemo kot:


A A A


k k vl vl m m





E E V E V


k vl vl m m


(19)





Ker je





V V


1


(20)


vl m

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 76

lahko enačbo (3) zapišemo tudi kot





(21)

Enačba (21) velja samo, če so vlakna kontinuirna in poloţena v smeri obteţbe in če obstaja odlična vez med vlakni in matrico. Ko se bo prostorninski deleţ vlaken Vvl povečeval od 0 do 1, se bo modul elastičnosti kompozita spreminjal od Em do Evl proporcionalno Vvl.

Pri MAB z jeklenimi vlakni pričakujemo, da je modul elastičnosti kompozita Ek večji od modula elastičnosti matrice Em. Pri MAB s polipropilenskimi vlakni, ki imajo modul elastičnosti Evl manjši od Em, se modul elastičnosti kompozita zmanjša v primerjavi z Em.

Če so vlakna nepovezana in poljubno razporejena, lahko izraz, ki predstavlja modul elastičnosti vlaken Evl v enačbi (21) zamenjamo z ekvivalentnim modulom elastičnosti

Evl*. Tako bi bil modul elastičnosti kompozita Ek odvisen od dolţine, geometrije, orientacije in prostorninskega deleţa vlaken. Ekvivalenten modul elastičnosti je lahko manjši od


vl 3
1 E


E

E


E


V


1

(


V


)


k


vl

vl


vl


m





. V večini aplikacij MAB je prostorninski deleţ vlaken manjši od 2 v/v %. Zato se v praksi običajno privzame, da je Ek enak Em.

V primerih, ko obstaja moţnost, da bi lahko uporabili za izdelavo tlaka MAB z modulom elastičnosti, ki bi nam ţe v izračunu doprinesel k optimizaciji sestave je smiselno predhodno ugotoviti njegovo dejansko vrednost. Za različne vrste betonov poznamo veliko korelacijskih odnosov med tlačno trdnostjo in modulom elastičnosti. Obstaja pa tudi moţnost, da z dodajanjem vlaken betonu vnesemo veliko zajetega zraka ali pa je MAB zaradi določene oblike in količine jeklenih vlaken slabše zgoščen, zato je Ek < Em20.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 77


5.3.2 Lastnosti mikroarmiranega betona v plastičnem področju


Pri velikemu številu metod projektiranja tlakov iz MAB se uporabljajo različne lastnosti plastičnega področja. Za primer bomo na kratko podali nekatere uporabljane.



5.3.2.1 Ekvivalentna upogibna trdnost

Ekvivalentna upogibna trdnost se izračuna po japonskem standardu JCI-SF4 iz enačbe:





T L
s h
2


b tb





kjer pomenijo:

Tb upogibna ţilavost, ki se določi iz površine diagrama obteţba - upogib do upogiba

= 1/150 razpona podpor prizme (L) (slika 19); če se preskušanec prelomi pred tem upogibom, se vzame površina do preloma,

tb = 2 mm, ko je razpon L = 30 cm in

tb = 3 mm, ko je razpon L = 45 cm, š širina prizme,
h višina prizme.


(22)


b





tb

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 78





Slika 19: Površina pod delovnim diagramom za izračun Tb.


5.3.2.2 Ekvivalentni upogibni natezni trdnosti feq,2 in feq,3


Ekvivalentni upogibni natezni trdnosti feq,2 in feq,3 izračunata iz enačb:





2


3


D


f


D


f

f


BZ


,


2


,


I


BZ


,


2


,


II


(N/mm2) (23)


eq


,


2


2


,

0


h


,

0


65


50


b

L



sp





3


D


f


D


f

f


BZ


,


2


,


I


BZ


,


2


,


II


(N/mm2) (24)

2


,

2


eq


65


,

2


50


b

L

h


,


3


2


sp





Absorbirane energije iz zgornjih enačb dobimo iz delavnih diagramov (slika 20). Te diagrame pa dobimo s preskusom prizem z zarezo po metodi, ki jo podajamo na sliki 21.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 79





Slika 20: Določanje kapacitete absorbirane energije D


BZ,2 (D


BZ,3


) iz diagrama obteţba -

upogib (F –

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 80





Slika 21: Shematičen prikaz upogibnega preskusa z zarezo.





5.3.2.3 Ekvivalentna trdnost do izbrane širine razpoke


Ekvivalentno trdnost do izbrane širine razpoke izračunamo iz enačbe:





2


W f


I


034

.

2



c


ŠR ŠR


(25)

ŠOR

W

ŠR


a

G



PR





G(

) dobimo iz enačbe:





2


2

G


(26)

1

2




in



a


nc


(27)

a


c

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 81

kjer pomenijo: fŠR - ekvivalentna trdnost do izbrane širine razpoke,
W
I - absorbirana energija elastičnega področja (slika 22), WŠR - absorbirana energija od PR do ŠR (slika 22), ŠORPR - širina odpiranja razpoke pri prvi razpoki,
ŠR - širina razpoke,
a
c - dolţina roba kocke in

anc - dolţina zareze.





Slika 22: Širine razpok ŠR = 0,1, 0,2, 0,3 in 0,4 mm do katerih se izračuna ekvivalentna trdnost, odvisno od vrste betona, ki mu ocenjujemo odpornost proti širjenju razpok;



desna slika: posamezni elementi naprave za preskus cepitve z zagozdo.


Opomba: Parametre enačbe (9) dobimo iz delavnih diagramov (slika 22), ki smo jih dobili pri preskusu kocke

z zarezo po metodi cepitve z zagozdo (slika 22, desno).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 82





6 PRAKTIČNI DEL – PROJEKT BETONA



Projekt betonov za izdelavo temeljev, zunanje dostopne rampe in mikroarmiranega betona za talno ploščo na objektu Trgovina Hofer.



6.1 Temelji in zunanja dostopna rampa

6.1.1 Kriteriji kakovosti betonov


Beton za temelje:
tlačna trdnost: trdnostni razred
C25/30; preskus tlačne trdnosti po SIST EN 12390-3 pri starosti MAB 28 dni na kockah z robom 15 cm - karakteristična tlačna trdnost 30,0 MPa.



Beton za zunanjo dostopno rampo:
tlačna trdnost: trdnostni razred
C25/30; preskus tlačne trdnosti po SIST EN 12390-3 pri starosti MAB 28 dni na kockah z robom 15 cm - karakteristična tlačna trdnost 30,0 MPa.



odpornost površine betona proti zmrzovanju/tajanju ob prisotnosti soli za tajanje do 25 ciklov po SIST 1026/2008, dodatek 5, pri starosti betona najmanj 28 dni.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 83


6.1.2 Priprava betona in transport


Betoni so se pripravljali v stacionarni betonarni, ki ima vzpostavljeno notranjo kontrolo proizvodnje betona, za kar je bil izdan Certifikat. Glede na podane zahteve se bodo uporabili betoni naslednjih sestav z oznakami:

za temelje: C25/30-XC2-Dmax32-S3-PV II, št. recepture: 11-S3-PE,
za zunanjo dostopno rampo: C25/30-XC3-D
max16-XF2 (OMO100,OSMO25)-S3-PV II, št. recepture: 39-S3-TR.

Transport sveţega betona od betonarne do gradbišča se vrši z agitatorji. Predvideni čas transporta od mesta priprave do gradbišča znaša pribliţno do največ 30 minut. Na gradbišču se beton vnaša med opaţe s črpalko.

V primeru zastojev ali drugih nepredvidenih vzrokov, ki lahko zmanjšajo obdelovalnost sveţega betona, se le-ta na gradbišču popravlja le z dodajanjem ustreznega kemijskega dodatka v agitator. Zaradi ţelenega in zahtevanega reološkega ponašanja sveţega in strjujočega se betona (dobra obdelovalnost sveţe betonske mase ter čim manjše krčenje strjujočega se betona) se med pripravo in nadaljnjo manipulacijo stremi k optimalni uporabi dodane vode v sveţi beton.



6.1.3 Vgrajevanje in zgoščanje betona


V primeru, ko je temperatura zraka pod + 5°C ali nad + 30°C, je potrebno izvesti posebne ukrepe za normalno strjevanje betonov.

Sestava betona mora biti prirejena za predvidene načine transporta in vnašanja med opaţe. Med temi manipulacijskimi postopki ne sme priti do segregacije betona in do drugih ovir pri delu. Pri tem pa morajo biti odkrite površine betona zaščitene proti škodljivim atmosferskim vplivom.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 84

Beton je treba vgraditi v čim krajšem času po pripravi, to je v času, ko še ne nastopi sprememba konsistence do take stopnje, ki več ne omogoča kvalitetno vgrajevanje in zgoščanje s predvidenimi sredstvi.

Nekontrolirano dodajanje vode za izboljšanje vgradljivosti ni dopustno. Korekcija takega betona je dopustna samo v prisotnosti tehnologa za beton in to tako, da v/c razmerje ostane nespremenjeno in da je zagotovljena homogenost betona.

Dopustna višina prostega padanja betona in višina nasipnih stoţcev je odvisna od sestave betona in se določa za vsak primer posebej tako, da je preprečeno vsako gravitacijsko razmešanje betona. Na splošno pa velja, da višina prostega padanja sveţega betona ne sme biti večja od 1,5 m. Pri večjih višinah je potrebno beton transportirati po ceveh ali drčah z nagibom 1 : 2 do 1 : 3.

Sveţi beton je potrebno vgrajevati v slojih debeline med 30 in 70 cm. Pri izbiri višine sloja je potrebno uskladiti površine betoniranega elementa s kapaciteto betonarne, oziroma kapaciteto dostave betona in to v času, v katerem je zagotovljeno spajanje betona dveh slojev to je, ko se zgornji sloj zgoščuje primarno, se spodnji sloj zgoščuje dodatno.

Beton je potrebno čim bolj zgostiti tako, da vsebuje čim manj zajetega zraka in odvečne vode. Transportiranje betona z vibratorji znotraj opaţev ni dovoljeno.

Odvisno od vgradljivosti betona in vrste elementa, ki se betonira, se zgoščevanje vrši z vibriranjem (z vibracijskimi iglami, plan vibratorji, opaţnimi vibratorji). Vibracijske igle se vstavljajo na medsebojnih razdaljah pribliţno 40 do 60 cm. Vibracija mora trajati toliko časa, da se beton dobro zgosti in da pri tem ne pride do segregacije, oziroma prekomernega izločanja fine malte na površino betona. Beton s tekočo konsistenco se načelno zgoščuje s prebadanjem ali, če ne obstoji nevarnost segregacije, z rahlim vibriranjem. Vsekakor pa se učinkovitost izbranega načina zgoščanja predhodno dokaţe na poskusnem polju.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 85

Beton, ki je ţe zgoščen se lahko naknadno izboljša z dodatnim zgoščanjem, pri čemer se teţi k doseganju večje tesnosti strukture betona, k spajanju posameznih slojev betona in k tesnjenju razpok. Te lahko nastanejo pri plošči nad armaturnimi palicami (slika 23), ki lahko potekajo v prečni ali vzdolţni smeri plošče, nastanejo zaradi naknadnega posedanja betona po vgraditvi. Vsak beton je po vgraditvi in nezadostni zgostitvi nagnjen k naknadnemu posedanju. Na mestih različnih debelin betona, to je v primeru betonske plasti nad armaturnimi palicami prihaja do takih napetosti (nateznih in striţnih napetosti), ki presegajo natezno trdnost betona, zato nastanejo razpoke. Napetosti nastanejo zaradi neenakomernega posedanja betona, ki je na strani večjih debelin večje in na strani manjših debelin pa manjše.





Slika 23: Shematični prikaz nastanka razpoke nad armaturno palico zaradi naknadnega posedanja betona in ker beton ni bil dodatno zgoščen.

Nastanek takih razpok lahko v znatni meri zmanjšujemo z dodatnim zgoščanjem. Kdaj lahko pristopimo k dodatnemu zgoščanju je odvisno od številnih faktorjev, kot so na primer: sestava betona, temperatura zraka in betona, vrsta uporabljenih naprav za zgoščanje, velikost konstrukcijskega elementa. Optimalni čas se ugotovi eksperimentalno na licu mesta med vgrajevanjem, ob upoštevanju rezultatov meritev v okviru predhodnih

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 86

preskusov. Vsekakor pa je »prehitro« dodatno zgoščevanje boljše od aplikacije samo primarnega zgoščevanja, ki ne prepreči naknadnega posedanja betona.

Zadnja faza zgoščanja, to je dodatno zgoščanje zgornje – zadnje plasti betona se v praksi pogosto ne izvaja in zato prihaja do tvorbe razpok, ki smo jih predhodno opisali. Te razpoke nastanejo, kljub zadovoljivi izvedbi vseh predhodnih faz zgoščanja.

Vgrajevanje in zgoščanje betona dostopne rampe se obvezno začne na najniţji točki naklona in se nadaljuje proti vrhu. S tem preprečujemo nastajanje razpok – trganin, ki so posledica lezenja sveţega in strjujočega se betona.



6.1.4 Nega vgrajenega betona


Nega betona je pomemben element v tehnologiji betona. Pomembna je za normalni razvoj hidratacije cementa, to je za doseganje projektiranih lastnosti betona v strjenem stanju. Zaradi tega morajo biti vidne površine betona čim prej zaščitene in negovane (dokler beton ne doseţe potrebne trdnosti) z namenom:

preprečevanja hitrega izsuševanja (sonce, veter),
upočasnjevanja toplotne izmenjave med betonom in zrakom (relativna temperatura v času hidratacije cementa mora biti konstantna),

zaščite betona pred nalivi in tekočimi vodami, da ne pride do povečanja količine vode v betonu in da voda ne poškoduje ţe obdelane površine,

zaščite betona pred visokimi in nizkimi temperaturami,
zaščite betona pred tresljaji, ki bi lahko spremenili notranjo strukturo in sprijemljivost betona z armaturo ter pred drugimi mehanskimi poškodbami med vezanjem cementa, oziroma strjevanjem betona.

Potencialno škodljivim vplivom izhlapevanja se lahko izognemo z dodajanjem vode na površino strjujočega se betona ali s preprečevanjem prekomernega izhlapevanja. Hitrost izhlapevanja vode je odvisna predvsem od naslednjih vplivov:

temperature in relativne vlaţnosti zraka, temperature sveţega betona in

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 87

hitrosti vetra.

Izhlapevanje je večje pri višji temperaturi sveţega betona in zraka, pri nizki relativni vlaţnosti zraka in pri veliki hitrosti vetra. Izhlapevanje je tudi veliko pri nizki temperaturi zraka, če je temperatura betona visoka (ogrevani betoni v hladnem vremenu).

Za preprečevanja izsuševanja vgrajenega betona se uporabljata dva osnovna sistema: mokra nega in nega z uporabo tesnilnih prekritij. Nega mora biti izvajana kvalitetno in kontinuirano. Mokra nega ali vlaţno okolje se ustvarja z namakanjem ali potopitvijo, kontinuiranim polivanjem, škropljenjem, pršenjem, dovajanjem pare in pokrivanjem z mokrimi prekritji (rogoznica, tekstil, pesek). Nega s tesnilnimi prekritji se ustvarja z neprepustnimi plastičnimi folijami ali kemijskimi sredstvi.

Optimalna metoda in potrebno trajanje nege sta odvisna od atmosferskih pogojev, zahtevanih lastnosti betona, vrste cementa in sestave betona. Nega betona mora trajati najmanj 7 dni ali do takrat, ko beton doseţe najmanj 60 % od predpisane trdnosti betona.



6.1.5 Program kontrolnih preskusov


Med izvajanjem betonarskih del se bo izvajala stalna vizualna kontrola sveţih betonov na betonarni in gradbišču, kjer se tudi kontrolira izvedba predvidenih postopkov vgrajevanja.

Merijo se naslednje lastnosti sveţih betonov:
konsistenca s posedom po metodi, ki je podana v SIST EN 12350-2, na betonarni in na gradbišču,

vodocementno razmerje v/c na način, opisan v SIST EN 206-1, poz. 5.4.2 na betonarni,

prostorninska masa po SIST EN 12350-6 na betonarni,
temperatura zraka in sveţega MAB po SIST EN 12350-1na betonarni in na gradbišču, vsebnost zraka v sveţem betonu po metodi, ki je podana v SIST EN 12350-7 na betonarni in na gradbišču; ta preskus se izvaja samo na sveţem betonu, ki se vgrajuje v zunanjo dostopno rampo.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 88

Pripravijo se kalupni preskušanci za preskus lastnosti strjenega betona glede na zahtevane kriterije kakovosti, ki so podani v tč. 6.1.1. - Kriteriji kakovosti betona. Pripravi se naslednje število preskušancev za preskus strjenega betona:

ki se vgrajuje v temelje:
za preskus tlačne trdnosti po SIST EN 12390-3 pri starosti MAB 28 dni (za izračun karakteristične tlačne trdnosti) se odvzame vsak dan betoniranja 1 kocka z robom 15 cm na betonarni in na gradbišču – skupno minimalno število kock oziroma preskusov je 6,

za preskus prostorninske mase strjenega betona po SIST EN 12390-7 pri starosti betona 28 dni; na betonarni in gradbišču se pripravi minimalno 6 kocke z robom 15 cm – ti preskusi se izvajajo na istih kockah, ki so predvidene za preskus tlačne trdnosti;

ki se vgrajuje v zunanjo dostopno rampo:
za preskus tlačne trdnosti po SIST EN 12390-3 pri starosti MAB 28 dni (za izračun karakteristične tlačne trdnosti) se odvzame 3 kocke z robom 15 cm na betonarni in na gradbišču,

za preskus prostorninske mase strjenega betona po SIST EN 12390-7 pri starosti betona 28 dni; na betonarni in gradbišču se pripravi minimalno 3 kocke z robom 15 cm – ti preskusi se izvajajo na istih kockah, ki so predvidene za preskus tlačne trdnosti,

za preskus odpornosti površine betona proti zmrzovanju/tajanju ob prisotnosti soli za tajanje do 25 ciklov po SIST 1026, dodatek 3, pri starosti betona najmanj 28 dni se odvzamejo 3 prizme z dimenzijami 10 × 10 × 40 cm na gradbišču.

Na osnovi ugotovljenih rezultatov preskusov se izdela končno poročilo o doseţeni kakovosti vgrajenih betonov v temelje in zunanjo dostopno rampo.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 89


6.2 TALNA PLOŠČA IZ MIKROARMIRANEGA BETONA

6.2.1 Statični izračun

6.2.1.1 Osnovne predpostavke


V Trgovini Hofer je predvidena izvedba talne plošče iz mikroarmiranega betona (MAB). V tem projektu betona se predvideva uporaba MAB, brez klasične armaturne.

Predvidena zunanja obteţba predmetne talne plošče znaša: osna obteţba viličarja 30 kN in
ploskovna obteţba 20 kN/m
2.

Ker se napetosti pri nerazpokanem stanju izračunajo z uporabo Westergaardove teorije elastičnosti talne plošče na gosti tekoči (proţni ali Winklerjevi) podlagi pri delovanju koncentrirane obteţbe, se ob upoštevanju predvidenih zunanjih obteţb predmetne plošče in dinamičnega koeficienta, izračuna koncentrirana obteţba, ki znaša 56 kN.

Posamezni sloji tlaka v predmetni trgovini so razvidni iz shematičnega prikaza, ki je podan na sliki 24.





Slika 24: Shematičen prikaz posameznih slojev tlaka v trgovini Hofer.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 90


6.2.1.2 Izračun napetosti zaradi delovanja zunanje obteţbe


Za parametre izračuna so privzete naslednje vrednosti: Pmax = 56 kN,

EMAB = 35 GPa,
k = 0,05 N/mm
3

Določena je debelino plošče d = 180 mm. Z upoštevanjem Pmax dobimo vrednost a:





56000 a


= 94,41 mm < 1,72 × 180 = 309,6 mm





d


2


π





b


1,6


a


2


d


2


0,675


= 94,51 mm





Največja upogibna natezna napetost:



(1) ko deluje zunanja obteţba na sredini plošče:





4


P


,

0 log


36


E


d


3

,

0


32


max


2 max


MAB

d


k


b





Po vstavitvi zgoraj privzetih vrednosti dobimo:



max = 2,36 N/mm2 < fu/

u = 5,5/1,4 = 3,93 N/mm2

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 91

pri tem je fu povprečna vrednost izmerjene največje upogibne trdnosti MAB in

u skupni

faktor varnosti;



(2) ko deluje zunanja obteţba na robu plošče:





4


P


,

0 log


2


E


d


3

,

0


57


MAB

max


2 max


d


k


b





Po vstavitvi zgoraj privzetih vrednosti dobimo:



max = 3,95 N/mm2 < fu/

u = 5,5/1,4 = 3,93 N/mm2.



6.2.1.3 Izračun napetosti zaradi krčenja (nepovratnih deformacij) strjujočega se betona in povratnih deformacij (širjenje in krčenje) strjenega betona zaradi temperaturnih sprememb

6.2.1.3.1 Napetosti na sredini plošče zaradi nepovratnega krčenja strjujočega se betona izračunamo iz enačbe:





1


E


kr

kr

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 92

kjer pomenijo:

faktor oviranja; njegova vrednost je odvisna od razmerja L/h (L predpostavljena fiktivna razdalja med stiki = 20,0 m, h debelina plošče = 180 mm) in od koeficienta trenja med ploščo in podlago; za izračun vzamemo vrednost 0,890;

E elastični modul betona; 35 GPa;

kr deformacija betona zaradi krčenja, katere vrednost je odvisna od vrste in sestave betona, nege, itd; v račun vzamemo vrednost 0,08 %;

faktor relaksacije; vzamemo vrednost 5;

Po vstavitvi zgoraj privzetih vrednosti dobimo:





4,2 N/mm2

V primeru, ko je ta napetost preseţena, se pojavi razpoka in preprečevanje njenega širjenja je odvisno od sposobnosti betona absorbiranja energije. Zato bi morala znašati ekvivalentna trdnost MAB do širine razpoke 0,2 mm:





3.1 N/mm2.

Za napetosti na robu plošče, zaradi krčenja strjujočega se betona, se privzamejo vrednosti, ki so za polovico manjše od napetosti na sredini plošče. Na vogalu plošče je vrednost teh napetosti nič.



6.2.1.3.2 Izračun napetosti zaradi temperaturnih razlik na vogalu plošče


Napetosti zaradi temperaturnih razlik na vogalu plošče, ki so večje od napetosti na sredini in na robu, se izračunajo iz enačbe:


kr





f0,2

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 93





T


E T 15

.


T





kjer pomenijo:

E elastični modul betona; 35 Gpa;

T koeficient toplotnega raztezka betona, privzame se vrednost 10-5/°C; T temperaturna razlika, vzamemo 15 °C.

Po vstavitvi zgoraj privzetih vrednosti dobimo:





T


3,5 N/mm2

Podobno kot v primeru delovanja nepovratnih deformacij, bi morala tudi v tem primeru znašati ekvivalentna trdnost MAB do širine razpoke 0,2 mm:





f0,2


2,6 N/mm2.



6.2.2 Kriteriji kakovosti za MAB


Na osnovi statičnega izračuna bi moral MAB, ki se uporabljala za izdelavo talne plošče z dpl = 18 cm, izpolnjevati naslednje kriterije kakovosti:



tlačna trdnost C 25/30,


upogibna natezna trdnost (povprečna največja trdnost - fu

5,5 N/mm2; meritve na



prizmi z dimenzijami 10

10


40 cm z zarezo na sredini prizme pri starosti betona 28

dni,



krčenje betona (največji dovoljeni povprečni skrček pri 6 mesecih je 0,8 mm/m)

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 94

povprečna največja cepilna natezna trdnost – fct


4,2 N/mm2; meritve na kocki z robom 15 cm, pri starosti betona 28 dni, po metodi cepitve z zagozdo,

odpornosti proti širjenju razpok (povprečna ekvivalentna trdnost do širine razpoke 0,2 mm – f0,2


3.1 N/mm2); meritve na kocki z robom 15 cm, pri starosti betona 28 dni, po metodi cepitve z zagozdo,

odpornost proti prodoru vode (PV II - največja globina prodora vode

3 cm po SIST

EN 12390-8).





6.2.3 Izvedba talne plošče z MAB

6.2.3.1 Priprava MAB


MAB, ki se bo vgrajeval v predmetno talno ploščo, se bo pripravljal v stacionarni betonarni po normalnem postopku, pri čemer se doziranje jeklenih vlaken JV50/16 vrši v keblo za agregat oziroma neposredno v mešalnik. Kot je ţe omenjeno v poz. 1.2 ima betonarna vzpostavljeno notranjo kontrolo proizvodnje betona, za kar je bil izdan Certifikat.

Na betonarni proizvodnje je predvidena naslednja sestava MAB (vse predvidene količine so podane za 1m3 vgrajenega MAB) (C25/30,XC2,PV-II,Dmax32,S3):

C 25/30,
cement (CEM II/A-S 42,5 R Lafarge, Trbovlje 270 kg, mineralni dodatek II – EFP 70,2 kg, voda 194 L, plastifikator delta extra 1,62 kg, jeklena vlakna JV50/16 20 kg, agregat D
max = 32 mm – prodnati iz separacije Begrad:

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 95

0-4 mm 658 kg, 0-4M mm 227 kg, 4-8 mm 217 kg, 8-16 mm 327 kg, 16 – 32 mm 406 kg.





Sestave posameznih frakcij in skupna sestava agregata v betonu so razvidne s slike 25.





Slika 25: Sestave posameznih fr akcij in skupna sestava agregata v betonu.

S predvideno sestavo MAB morajo biti izpolnjeni vsi kriteriji kakovosti, ki so podani v tč.

6.2.2 – Kriteriji kakovosti MAB.


100

-3,0 -2,0 -1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

sito [mm]


8-16

4-8

0-4

A32

B32




skupna sest. agr.


90



80



70

presevek [%]


60



50



40



30



20



10



0

0.125


0.25


0.5


16


32


1


2


4


8

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 96


6.2.3.2 Transport


Transport sveţega betona se vrši z agitatorji. V primeru zastojev ali drugih vzrokov, ki lahko zmanjšajo obdelovalnost sveţega betona, se le-ta na gradbišču popravlja le z dodajanjem

ustreznega kemijskega dodatka v agitator. Zaradi ţelenega in zahtevanega reološkega ponašanja sveţega in strjujočega se betona (dobra obdelovalnost sveţe betonske mase ter čim

manjše krčenja strjujočega se betona) se med pripravo in nadaljnjo manipulacijo stremi k optimalni uporabi dodane vode v sveţi beton.



6.2.3.3 Vgrajevanje


Konsistenčna stopnja sveţega MAB na gradbišču, merjena po metodi poseda stoţca, naj znaša med 120 in 160 mm. Na stiku s stenami in stebri se vloţijo trakovi iz polistirena z debelino 1,0 cm in višino najmanj enako debelini plošče, ki preprečujejo neposredni stik plošče s stenami in stebri. Beton se na mesto vgrajevanja vnaša s črpalko. Pri tem je potrebno zagotoviti čim večjo enakomernost razgrnitve. Razgrinjanje betona z vibracijskimi sredstvi (vibracijsko iglo) ni dovoljeno.

Zgoščevanje betona se izvrši z vibracijskimi iglami in/ali vibracijskimi letvami. Nato se površina plošče izravna na višine določene s projektom.

Celotna površina talne plošče s tlorisno dimenzijo pribliţno 48
20 m se betonira

enopotezno.





6.2.3.4 Nega vgrajenega MAB


Po izvršeni površinski obdelavi se pristopi k intenzivni negi MAB. Pri izboru načina nege se priporoča mokra nega in pokrivanje celotne površine s PVC folijo. Obvezna je intenzivna nega 7 dni po vgraditvi.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 97


6.2.4 Program kontrolnih preskusov

Med izvajanjem betonarskih del se bo izvajala stalna vizualna kontrola sveţega MAB na betonarni in gradbišču, kjer se tudi kontrolira izvedba predvidenih postopkov vgrajevanja. Merijo se naslednje lastnosti sveţega MAB:



konsistenca s posedom po metodi, ki je podana v SIST EN 12350-2, na betonarni in na gradbišču,

vodocementno razmerje v/c na način, opisan v SIST EN 206-1, poz. 5.4.2 na betonarni,

prostorninska masa po SIST EN 12350-6 na betonarni,
temperatura zraka in sveţega MAB po SIST EN 12350-1na betonarni in na gradbišču.

Pripravijo se kalupni preskušanci za preskus lastnosti strjenega betona glede na zahtevane kriterije kakovosti, ki so podani v tč. 6.2.2. Pripravi se naslednje število preskušancev za preskus strjujočega se in strjenega mikroarmiranega betona:



za preskus tlačne trdnosti po SIST EN 12390-3 pri starosti MAB 28 dni (za izračun karakteristične tlačne trdnosti) se odvzame 1 kocka z robom 15 cm na betonarni in na gradbišču – skupno minimalno število kock oziroma preskusov je 3,
za preskus prostorninske mase strjenega betona po SIST EN 12390-7 pri starosti betona 28 dni; na betonarni in gradbišču se pripravi minimalno 3 kocke z robom 15 cm – ti preskusi se izvajajo na istih kockah, ki so predvidene za preskus tlačne trdnosti;
za preskus tri-točkovne upogibne natezne trdnosti na prizmi z zarezo pri starosti MAB 28 dni se odvzamejo 3 prizme z dimenzijami 10

10


40 cm na gradbišču,
za preskus največje cepilne trdnosti in odpornosti MAB proti širjenju razpoke po metodi cepitve z zagozdo pri starosti betona 28 dni se odvzamejo 3 kocke z robom 15 cm na gradbišču,
za preskus odpornosti proti prodoru vode po SIST EN 12390-8, pri starosti betona 28 dni; na gradbišču se pripravi 3 kocke z robom 15 cm

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 98

Na osnovi ugotovljenih rezultatov preskusov se izdela končno poročilo o doseţeni kakovosti vgrajenega MAB.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 99





7 POROČILO O KAKOVOSTI MIKROARMIRANEGA BETONA V

TALNO PLOŠČO TRGOVINE HOFER




7.1 Splošno


Med izvedbo talne plošče na objektu "trgovina Hofer" se je s strani inštituta IRMA izvajala tekoča kontrola sveţega in strjenega betona. Beton mora ustrezati zahtevam podanim v Projektu betona za izdelavo temeljev, zunanje dostopne rampe in mikroarmiranega betona za talno ploščo na objektu trgovina Hofer. Preverjali smo lastnosti sveţega betona, odvzeli vzorce za preskus tlačne trdnosti in odpornosti betona proti prodoru vode skladno z veljavnimi standardi ter vzorce za preskus lomne ţilavosti in upogibne trdnosti mikroarmiranega betona. V poročilu podajamo pregled opravljenih del in preskusov.



7.2 Sestava betona


Za 1m3 vgrajenega betona so predvidene naslednje vrste osnovnih materialov in njihove količine:





Sestava betona 11-S3-PE-JV



cement (CEM II/A-S 42,5 R Zeleni, Trbovlje) 270 kg mineralni dodatek tipa II – EFP 70,2 kg plastifikator Delta Extra, TKK 1,62 kg jeklena vlakna JV 50/16, IRI d.d. 20 kg zamesna voda na suhi agregat 194 kg frakcija agregata 0/4 mm, prodnati Begrad 658 kg

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 100

frakcija agregata 0/4M mm, prodnati Begrad 227 kg frakcija agregata 4/8 mm, prodnati Begrad 217 kg frakcija agregata 8/16 mm, prodnati Begrad 327 kg frakcija agregata 16/32 mm, prodnati Begrad 406 kg



7.3 Rezultati laboratorijskih preskusov

Program preiskav

Lastnosti sveţega betona (določanje konsistence s posedom) smo 11. in 14.03.2009 merili

na gradbišču. Preskus smo izvajali skladno s standardom SIST EN 12350-2. Preskus tlačne trdnosti smo izvajali pri starosti 28 dni skladno s standardom SIST EN 12390-3. Vse vzorce smo odvzeli in negovali skladno s standardom SIST EN 12390-2, odleţavali so v laboratorijskih pogojih pri 20 ± 2°C. Vsi vzorci so bili kompaktirani z ročnim akumulatorskim vibratorjem.



Rezultati preiskav sveţih betonov

Med izvajanjem betonarskih del se je izvajala stalna vizualna kontrola sveţega betona na gradbišču ter predvideni postopki vgrajevanja. Merili smo konsistenco s posedom po metodi, ki je podana v SIST EN 12350-2 in temperaturo sveţega betona po SIST EN 12350-1. Rezultate podajamo v grafični obliki na sliki 26, kjer je razvidna medsebojna korelacija med tema dvema parametroma sveţega betona.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 101





Slika 26: Korelacija med temperaturo in posedom sveţega betona.

Posamezni rezultati meritev konsistence, merjena po metodi poseda stoţca se nahajajo v mejah od 140 mm do 150 mm pri temperaturah sveţega betona med 8.3°C in 11.6°C. S slike 26 je razvidno, da temperatura sveţega betona praktično ni vlivala na njegovo obdelovalnost.



Rezultati preiskav strjenih betonov



Tlačne trdnosti:

Tlačno trdnost betona smo preskušali po SIST EN 12390-3 pri starosti betona 28 dni na kockah z robom 15 cm. Preskus tlačne trdnosti se je izvajal v laboratoriju IRMA v Trzinu. Poročili št. 90100/1 in 90100/2.



Za oceno kakovosti vgrajenega betona glede na določene rezultate tlačne trdnosti betona imamo 6 rezultatov. Ocenjujemo jih glede na pogoje, ki jih predpisuje "Pravilnik o tehničnih normativih za beton in armirani beton" – kriterij I:


170




160




150




140




130


posed (mm)





8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12



temperatura svežega MAB (°C)

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 102





Partija 1 (90100/1,2,3) – IRMA d.o.o.



Rezultati preskusa:


Preskus opravljen: 20.04.2009 v Trzinu, pri starosti 28 dni.



šifra


oznaka

geometrija


na dan preskusa


ustreznost in

preskušanca

naročnika

preskušanca

prost. masa

porušna sila


tl.trdnost

tip porušitve

90100/1


1


ustreza

2391

kg/m3


967

kN


43,0


MPa


da


-

90100/2


2


ustreza

2401

kg/m3


972

kN


43,2


MPa


da


-

90100/3


3


ustreza

2427

kg/m3


996

kN


44,3


MPa


da


-





število rezultatov n = 3,

srednja vrednost 3 rezultatov fcm = 43.5 MPa > fck,cube + k1 = 33.0 MPa

(kjer pomenita: fck,cube – minimalna karakteristična trdnost kocke = 30 MPa in k1 = 3 MPa)
minimalna vrednost 3 rezultatov fci,min = 43.0 MPa > fck,cube - k2 = 27.0 MPa

(kjer pomenita: fck,cube – minimalna karakteristična trdnost kocke = 30 MPa in k2 = 3 MPa)

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 103





Partija 2 (90100/4,5,6) – IRMA d.o.o.



Rezultati preskusa: Preskus opravljen: 20.04.2009 v Trzinu, pri starosti 28 dni. šifra

oznaka

geometrija

na dan preskusa

ustreznost in

preskušanca

naročnika

preskušanca

prost. masa

porušna sila


tl.trdnost

tip porušitve

90100/4

4


ustreza

2433

kg/m3


1084

kN

48,2


MPa


da


-

90100/5

7


ustreza

2400

kg/m3


1104

kN

49,1


MPa


da


-

90100/6

13


ustreza

2427

kg/m3


1199

kN

53,3


MPa


da


-




število rezultatov n = 3,

srednja vrednost 3 rezultatov fcm = 50.2 MPa > fck,cube + k1 = 33.0 MPa
(kjer pomenita: fck,cube – minimalna karakteristična trdnost kocke = 30 MPa in k1 = 3 MPa)
minimalna vrednost 3 rezultatov fci,min = 48.2 MPa > fck,cube - k2 = 27.0 MPa

(kjer pomenita: fck,cube – minimalna karakteristična trdnost kocke = 30 MPa in

k2 = 3 MPa)



Ugotovljeni rezultati tlačne trdnosti izpolnjujejo pogoje, ki jih predpisuje PBAB za razred tlačne trdnosti C 25/30 (1. kriterij).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 104


Odpornost betona proti prodoru vode:

Odpornost betona proti prodoru vode smo preskušali po SIST EN 12390-8 pri starosti betona 31 dni na kockah z robom 15 cm. Preskus tlačne trdnosti se je izvajal v laboratoriju IRMA v Trzinu. Poročilo št. 90100/4.

Za oceno kakovosti vgrajenega betona glede na določene rezultate odpornosti betona proti prodoru vode imamo 3 rezultate. Ocenjujemo jih glede na pogoje, ki jih predpisuje SIST 1026:2008:





Partija 1 (90100/10,11,12) – IRMA d.o.o.



Rezultati preskusa:

Datum začetka preskusa:


14.04.2009


t.j. pri starosti 31 dni.



šifra


oznaka

prostorninska


smer nanašanja

prodor

preskušanca

naročnika


masa


vodnega pritiska

vode

90100/10


5


2433

kg/m3


pravokotno

16


mm

90100/11


8


2400

kg/m3


pravokotno

15


mm

90100/12


14


2427

kg/m3


pravokotno

13


mm




število rezultatov n = 3,

srednja vrednost 3 rezultatov epovp = 15 mm < epovp,dov = 30 mm

maksimalna vrednost 3 rezultatov ecmax= 16 mm < emax,dov = 40 mm

Ugotovljeni rezultati tlačne trdnosti izpolnjujejo pogoje, ki jih predpisuje SIST 1026:2008 za razred odpornosti proti prodoru vode PV-II.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 105


Cepilna natezna trdnost fct in ekvivalentna trdnost do širine razpoke 0.2 mm f0,2: Rezultati preskusov

Preskus je bil izveden na kockah s stranico 150 mm

Koncentracije napetosti in deformacij je bila inicirana z zarezo
globine 51,5 mm, t.j. 0,34 višine prereza.

Med samim preskusom smo merili pomik bata (∆), silo (P) ter odpiranje ustja razpoke (CMOD - crack mouth opening displacement).

Preskus je bil krmiljen preko konstantne hitrosti pomika bata, ki je znašal 0,05 mm/s. Odpiranje razpoke smo merili z po enim induktivnim merilcem na vsaki strani prizme in sicer na zgornjem robu kocke, t.j. na mestu delovanja cepilne sile.

Rezultat podajamo v obliki diagramov sila-CMOD ter v tabeli.





diagram sila - odpiranje ustja razpoke

5



4,5



4



3,5


90100/6

90100/9

90100/15

vert. sila [kN]


3



2,5



2



1,5



1



0,5



0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2


CMOD [mm]

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 106





oznaka

presk.


Fmax maksimalna sila


trdnost

(1) pri Fmax


FPR sila pri

prvi razpoki


trdnost

(1) pri Fpr


G0.2 absorbirana energija lomne cone


fŠP ekvivalentna trdnost do širine razpoke

0.2 mm

[-]


[kN]


[MPa]

[kN]


[MPa]


[Nm]


[MPa]

90100/6


4,67


4,59


3,78


3,71


0,782


3,149

90100/9


4,31


4,55


3,27


3,46


0,637


2,852

90100/15

4,77


4,74


3,93


3,91


0,78


3,204

max


4,77


4,74


3,93


3,91


3,20

povpr.


4,58


4,63


3,66


3,69


3,07

min


4,31


4,55


3,27


3,46


2,85



oznaka

presk.

datum priprave


starost

prost. masa


globina zareze

[-]


[dni]

[kg/m3]

[mm]

90100/6


14.3.2009


39


-


51,5

90100/9


14.3.2009


39


-


54,6

90100/15


14.3.2009


39


-


52,0

max


-

povpr.


-

min


-



(*)- Zareza je bila pregloboko zarezana

(1) - računano po upogibni teoriji na neto presek

(2) - računano po teoriji linearno-elastične lomne mehanike





Največjo cepilno natezno trdnost fct in ekvivalentno trdnost do širine razpoke 0.2 mm f0,2 smo določevali po metodi cepitve z zagozdo na kockah z robom 15 cm in z zarezo do globine 1/3 višine kocke, pri starosti betona 39 dni. Rezultate preskusov podajamo v poročilu št. 90100w, ki ga podajamo v prilogi 1.

Povprečna največja cepilna natezna trdnost fct = 4.63 MPa > fct,zahtev. = 4.2 MPa. Povprečna ekvivalentna trdnost do širine razpoke 0.2 mm f0,2 = 3.07 MPa ≈ f0,2 zahtev.= 3.1

MPa.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 107


Upogibna natezna trdnost

Rezultati preskusov

Preskus je bil izveden na prizmah dim. 100×100×400 mm.

Razmak podpor je znašal 300 mm.

Koncentracije napetosti in deformacij je bila inicirana z zarezo globine
ca. 33 mm. t.j. 33% višine prereza.

Med samim preskusom smo merili pomik bata (D), silo (P), poves (w) ter odpiranje ustja razpoke (CMOD - crack mouth opening displacement).

Preskus je bil krmiljen preko konstantne hitrosti pomika bata 0.3 mm/min.

Poves smo merili z po enim induktivnim merilcem na vsaki strani prizme in sicer relativno nasproti nevtralni osi prizme. CMOD smo merili na sredini spodnje ploskve prizme z eni uporovnim merilcem.

Rezultat podajamo v obliki diagramov in v tabeli.





diagram sila - poves



7




6



90100/10 90100/11 90100/12


5



vert. sila [kN]


4




3




2




1




0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4


w [mm]

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 108





diagram sila - odpiranje ustja razpoke



7




6



90100/10 90100/11 90100/12


5



vert. sila [kN]


4




3




2




1




0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4


CMOD [mm]





oznaka presk.

datum priprave


sta- rost

globina zareze


max sila


upog. trdnost

(1)



[-]


[dni]


[mm]


[kN]


[MPa]

90100/10


14.3.2009


39


33


6,61


6,57

90100/11


14.3.2009


39


31


5,63


5,12

90100/12


14.3.2009


39


30


6,31


5,70

max


6,57

povpr.


5,80

min


5,12

(1) - računano po upogibni teoriji na neto presek





Upogibno natezno trdnost smo določevali s tri-točkovnim upogibnim preskusom na prizmah z dimenzijami 10

10

40 cm z zarezo na sredini prizme do globine 1/3 višine prizme in pri starosti MAB 39 dni. Rezultate preskusov podajamo v poročilu št. 90100u.

Povprečna največja upogibna natezna trdnost fu znaša 5.80 MPa > fu,zahtev. = 5.5 MPa.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 109





8 SKLEP



Industrijski tlak je v okviru objekta najbolj obremenjena in izpostavljena konstrukcija, ki je zato zelo občutljiva na poškodbe ter deformacije in se zato glede na vse zahtevane lastnosti tlaka pri njej zahteva največja pozornost pri projektiranju, pripravi, izvedbi in vzdrţevanju. Pri projektiranju je pomembno, da projektant pozna materiale, ki jih uporablja in med vsemi izbere pravega, naloga izvajalca pa je, da izbrani material pravilno vgradi.

Ker za preskušanje materialov za tlake in zgrajenih industrijskih tlakov ne obstojajo posebne preskusne metode, ki bi bile standardizirane se navadno uporabljajo osnovne preskusne metode z nekaterimi dopolnitvami. Ko izvedemo vse potrebne preskuse industrijskega tlaka moramo te pridobljene rezultate primerjati z zahtevami in predpisi, ki so podani za tlak. V tem trenutku še ne obstajajo standardi za projektiranje industrijskih tlakov iz mikroarmiranega betona, obstaja pa veliko priporočil in smernic.

Mikroarmiran beton se proizvaja v certificiranih betonarnah po zahtevah, ki so podane v produktnih standardih SIST EN 206-1 in SIST 1026. Ker ta standarda ne obravnavata posebnih lastnosti mokroarmiranega betona, morajo biti natančneje opredeljeni v projektu.

Na podlagi pridobljenih rezultatov iz vseh opravljenih preskusih o lastnostih sveţega in strjenega mikroarmiranega betona, ki se je vgrajeval med izdelavo talne plošče na objektu "trgovina Hofer" lahko dokaţemo, da so v skladu z zahtevami projekta ter kriteriji kakovosti, ki so podani v SIST EN 206-1 in SIST 1026 ter v veljavni tehnični regulativi: Pravilnik o tehničnih normativih za beton in armirani beton.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 110





9 VIRI



1. IRMA inštitut za raziskavo materialov in aplikacije d.o.o., Ljubljana: Interna gradiva.

2. Šušteršič J.: Industrijski tlaki. Betonski industrijski tlaki: zbornik gradiv in referatov. Ljubljana: Irma 21. Maj 1998, str. 35-36.

3. Reiner Sase; Bau Ingeneur Sozietät Aachen: IRMA Inštitt za raziskavo materialov in aplikacije, Ljubljana, Kolokvij o betonih 25. Maj 2005 – Zahteve in kriteriji za izvajanje industrijskih tlakov, str. 7-18.

4. ACI Committee 302: Guide for Concrete Floor and Slab Construction. Farmington Hills, Ml: American Concrete Institute, 2004

5. Lohmeyer, G.: Betonböden im Industriebau: Hallen und Freiflächen. 5. aufl. Düsseldorf: Beton-Verlag, 1996. Schriftenreihen der Bauberatung Zement.

6. Zeus, K.: Prüfung des Verschleisses von Industriefussböden. 3 Aufl. Renningen: Expert Verlag. – In: Handbuch Industriefussböden: Planung, Ausführung, Instandhaltung, Sanierung, Seidler P.; Beckmann, K.; Beinborn, S.; Bischoff, D, 1994

7. Blessenohl, B.: Industriefussböden für die pharmazeutische Industrie. – In: Industriebau 47, 2001, Nr. 2.

8. ACI 360 R-92, reapproved 1997: Design of Slabs on Grade. American Concrete Institute

9. Pauw de, P.; Schutter de, G.; Taerwe, L.: The Structural Behaviour of Concrete Slabs on Grade. Ostfildern: Technische Akademie Esslingen, , 2003. – In: Industriefussböden 2003, 5. Internationales Kolloquium 21. – 23. Januar 2003; Seidler, P.

10. DIN 18202 04.97. Toleranzen im Hochbau; Bauwerke

11. Hullet, T.: The Development of a European Norm for Concrete Ground Floor Surface Regularuty. Ostfildern: Technische Akademie Esslingen, 2003. – In: Industrieböden 2003, 5. Internationales Kolloquium, 21. – 23. Januar 2003; Seidler,

P.

12. DIN 15185-1 08.91. Lagersysteme mit leitliniengeführten Flurförderzeugen; Anforderungen an Boden, Regal und sonstige Anforderungen

13. Bundesverband der Unfallkassen: GUV-Regel Fussböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr, April 1995 München: Bundesverband der Unfallkassen, 2003

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 111





14. Werner, m; Flohrer, C.: Für und Wider grosser Betonplatten ohne Fugen. Ostfildern: Technische Akademie Esslingen, 1995. – In: Industriefussböden 1995,

3. Internationales Kolloquium 10. – 12. Januar 1995; Seidler, P.

15. EN 206-1. Concrete part 1: Specification, performance, production and conformity

16. EN 1504-2 Products and Systems for the Protection and Repair of Concrete Structures – Part 2: Surface Protection Systems for Concrete

17. EN 1504-5. Products and systems for the Protection and Repair of concrete Structures – Part 5: Concrete Injection

18. Harris, G.W.; Shaw, S.R.: Slip Resistance of Floors. Journal of Occupational Assidents, 1988. Elsevier Science Publisher, Amsterdam

19. Grönqvist, R.; Rhikainen, A. et al: Slipperiness of underfoot sufaces in ships. Työ ja ihminen 2: 1988

20. Wieder, R.M.: Experimentelle Untersuchungen über den Einfluss der Oberflächenrauhait auf die Gleitsicherheit beim menschlichen Gang. Dissertation GHS Wuppertal 1988

21. Jung, K.; Schenk, H.: An International Comparison of Test Methods for Determining the Slip Resistance of Shoes. Journal of Occupartional Accidents, 1990

22. Skiba, R.; Scheil, M.; Windhövel, U.: Vergleichsuntersuchung zur instationären Reibzahlmessung auf Fussböden. Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Fb 701. Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 1994

23. Jung, K.: Gleitsicherheit – Prüfungen im Labor und vor Ort. Ostfildern: Technische Akademie Esslingen, 1995. – In: Industriefussböden 1995 Internationales kolloquium 10. – 12. januar 1995; Seidler, P.

24. EN 1504-3. Products and Systems for the Protection and repair of Concrete Structures, Part 3: Structural and non-structural Repair.

25. Zajc A.: IRMA Inštitt za raziskavo materialov in aplikacije, Ljubljana, Kolokvij o betonih 25. Maj 2005 – Preskusne metode za materiale in industrijske tlake, str. 19-

23.

26. Šušteršič J.: IRMA Inštitt za raziskavo materialov in aplikacije, Ljubljana; Interno gradivo: Mikroarmiran beton – učinkovitost vlaken

27. Slate, F.O.: X-Ray Technique for Studying Cracks in Concrete, with Emphasis on Methods Developed and Used at Cornell Univ., Fracture Mechanics of Concrete, F.H. Whittman Ed., Elsevier Science Publishers, The Netherlands, 1983, str. 75-84.

28. Balaguru P.N., Shah S.P. Fiber - Reinforced cement Composites. McGraw-Hill,Inc. 1992. 530str.

29. Šušteršič J. Vlaknasti betoni visokih uporabnih svojstava. Doktorska disertacija. GraĎevinski faklultet u Zagrebu. dec. 1998. 211 str.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 112





30. Šušteršič J.: IRMA Inštitt za raziskavo materialov in aplikacije, Ljubljana; Kolokvij o betonih 25. Maj 2005 – Betoni za industrijske tlake in njihovo certificiranje, str. 25-31.

31. Šušteršič J.: Betonski industrijski tlaki. Zajc A. (ur.). 5. slovenski kolokvij o betonih, Ljubljana, 21. maj 1998. Industrijski tlaki : zbornik gradiv in referatov. Ljubljana: IRMA, 1998, str. 36-40.

32. ACI Committee 544: Design Considerations for Steel Fiber Reinforced Concrete. ACI 544.4R-88 (1999). ACI Manual of Concrete Practice 2004, Part 6. str. 544.4R-1 – 18.

33. ACI Committee 360: Design of Slabs on Grade. ACI 360R-92 (1997). ACI Manual of Concrete Practice 2004, Part 5. str. 360.R-1 – 57.

34. ACI: Design with Fiber Reinforced Concrete. ACI Publication SCM-10 (85). ACI, Detroit. 1985.

35. Deutscher Beton -Verein E.V. “Grundlagen zur Bemessung von Industriefu

böden

aus Stahlfaserbeton”; DBV - Merkblatt-Sammlung, Wiesbaden, 1997, (4.2), 16 str.

36. TSC 04.440: Beton ojačen z jeklenimi vlakni za krovne plasti voznih in hodnih površin. Tehnične specifikacije za javne ceste. Direkcija Republike Slovenije za ceste, 2002.

37. Šušteršič J.: Industrijski tlaki iz mikroarmiranega betona : koncept projektiranja industrijskega tlaka iz mikroarmiranega betona. [1.del]. Korak (N. Gorica), let. 3, št. 2, str.41-43.

38. Šušteršič J.: Industrijski tlaki iz mikroarmiranega betona : koncept projektiranja industrijskega tlaka iz mikroarmiranega betona. [2. del]. Korak (N. Gorica), let. 3, št. 3, str.32-34.

39. Vandewalle L.: Test and design methods for steel fibre reinforced concrete: Bending test. Recommendations of RILEM TC 162-TDF. Materials and Structures, Vol. 33, No 226 (2000), str. 3 – 5.

40. Vandewalle L.: Test and design methods for steel fibre reinforced concrete:

design method. Recommendations of RILEM TC 162-TDF. Materials and Structures, Vol. 33, No 225 (2000), str. 75 – 81.

41. SIST EN 206-1: 2003 Beton 1. del: Specifikacija, lastnosti, proizvodnja in skladnost.

42. SIST 1026: 2004 Beton 1. del: Specifikacija, lastnosti, proizvodnja in skladnost – Pravila za uporabo SIST EN 206-1.

43. Šušteršič J.: Vključevanje novih rešitev v projekte betonskih konstrukcij. Zajc A. (ur.). Od projekta do izvedbe betonskih konstrukcij : zbornik gradiv in referatov. Ljubljana: IRMA, 2003, str. 23-29.

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 113





44. Šušteršič J., Rebić M., Urbančič S.: Testing of SFRC by the Schmidt rebound hammer. Mindess S. (ur.). Fiber-reinforced cementitious materials : Symposium : Boston, November 26-28, 1990, (Materials research society symposium proceedings, 0211). Pittsburgh: Materials Research Society, 1991, str. 33-39.

45. Šušteršič J.: Določanje odpornosti betona proti širjenju razpok. Zajc A. (ur.). Razpoke v betonu : zbornik gradiv in referatov. Ljubljana: IRMA, 2002, str. 67-72.

46. IRMA inštitut za raziskavo materialov in aplikacije d.o.o., Ljubljana: Poročilo št. 90100 - 22.04.2009, Ljubljana (trgovina Hofer).

47. IRMA inštitut za raziskavo materialov in aplikacije d.o.o., Ljubljana: Poročilo št. 90100 – Tlačna trdnost, 22.04.2009, Ljubljana (trgovina Hofer)

48. IRMA inštitut za raziskavo materialov in aplikacije d.o.o., Ljubljana: Poročilo št. 90100u – 3 točkovni upogib z zarezo, 22.04.2009, Ljubljana (trgovina Hofer).

49. IRMA inštitut za raziskavo materialov in aplikacije d.o.o., Ljubljana: Poročilo št. 90100w – cepilni preskus z zagozdo, 22.04.2009, Ljubljana (trgovina Hofer).

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 114





10 PRILOGE




Seznam slik

Slika 1: Vpliv tipa gum na napetost v kontaktni točki na tlaku

Slika 2: Hrapavost v odvisnosti od varnostnega kota naklona po različnih avtorjih Slika 3: Medsebojno delovanje vlakno – matrica (nerazpokana matrica):

(a) brez obteţbe, (b) nateg, (c) tlak.

Slika 4: Medsebojno delovanje vlakno – matrica (nerazpokana matrica)

Slika 5: Shema rešitve izvlečenja vlakna, ki prikazuje definicije parametrov modela Slika 6: Idealizirani diagram lastnosti stika. Razvidno je popolno elastično obnašanje,

dokler ni doseţena striţna trdnost stika

s, ki se nadaljuje s konstantno

sprijemljivostjo s trenjem



Slika 7: Model izvlečne sile v odvisnosti od parametra dolţine odpiranja razpoke (1 – m), ki prikazuje stabilne in nestabilne reţime odpiranja razpoke odvisno od razmerja



s


i





s = 4.1 MPa).

Slika 8: Shematski prikaz diagrama obteţba – upogib ali ŠOR (širina odpiranja razpoke) Slika 9: Upogib prizme v štirih točkah, brez zareze.

Slika 10: Cepitev s klinom.

Slika 11: Grafična metoda za določanje meje proporcionalnosti, oziroma točke prve

razpoke.

Slika 12: Shematski prikaz razdelitve lineariziranega diagrama obteţba – ŠOR.


5 (premer vlakna = 0.4 mm, vgrajena dolţina l/2 = 13 mm,

i

Mikroarmiran beton za industrijske tlake Stran 115


Slika 13: Shematski prikaz modula ţilavosti MŢ v odvisnosti od trdnosti na meji proporcionalnosti fMP in faktorja krhkosti B.

Slika 14: Shematski prikaz idealiziranega usmerjenega razporeda vlaken v prizmi. Slika 15: Shematski prikaz mikrokompozita z vlaknom.

Slika 16: Sklop sosednjih mikrokompozitov z zrnom agregata.

Slika 17: Štetje vlaken na ţagani prelomni površini preskušanca.

Slika 18: Princip projektiranja tlakov iz MAB.

Slika 19: Površina pod delovnim diagramom za izračun Tb.

Slika 20: Določanje kapacitete absorbirane energije DBZ,2 (DBZ,3) iz diagrama obteţba - upogib (F –

)

Slika 21: Shematičen prikaz upogibnega preskusa z zarezo.

Slika 22: Širine razpok ŠR = 0,1, 0,2, 0,3 in 0,4 mm do katerih se izračuna ekvivalentna trdnost, odvisno od vrste betona, ki mu ocenjujemo odpornost proti širjenju razpok; desna slika: posamezni elementi naprave za preskus cepitve z zagozdo.

Slika 23: Shematični prikaz nastanka razpoke nad armaturno palico zaradi naknadnega posedanja betona in ker beton ni bil dodatno zgoščen.

Slika 24: Shematičen prikaz posameznih slojev tlaka v trgovini Hofer. Slika 25: Sestave posameznih frakcij in skupna sestava agregata v betonu. Slika 26: Korelacija med temperaturo in posedom sveţega betona.





Naslov študenta



David Polanec Prušnikova 24 2000 Maribor