Beton
Predavanje, 17-24.05.201.
Vrste betona
z
z
z
Laki (do1900kg/m3)
Obični (od 1900kg/m3 do 2500kg/m3)
Teški (od 2500kg/m3)
Komponente betona
z
z
z
z
Agregat (70-80% u ukupnoj masi betona)
Cement (10-20% u ukupnoj masi betona)
Voda
Aditivi
Materijali za izradu betona
z
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
b)
a)
Agregati (70-80%) :
prirodni šljunak i pijesak, drobljen kamen, razne vrste zgura, pucolana,
ekspandirana glina i sl.
Riječni agregat: jeftiniji, povoljnjiji u pogledu ugradljivosti i obradljivosti
Drobljen agregat: homogeniji u petrografskom pogledu, povećane
mehaničke karakteristike
Komponente štetne sa aspekta fizičko-mehaničkih svojstava betona:
izmjenjena (slaba) zrna, glinoviti pješščari, lapori i laporoviti karbonati,
argilošisti, mikašisti, filiti, škriljci, gips, glina i glinci, serpentin, liskun, ugalj
i dr.
Izbor granulometrijskog sastava najznačajnije pitanje tehnologije
betona:
postići povoljnu ugradljivost i obradljivost svježe betonske mješavine
postizanje odgovarajućih fizičko-mehaničkih osobina očvrslog betona
Materijali za izradu betona
z
Agregati (70-80%) :
⇒
0/4, 4/8, 8/16 i 16/31,5mm
⇒
a)
b)
⇒
a)
b)
Osnovna podjela:
sitan agregat zrna prolaze kroz sita otvora od 4mm
⇒
prašinaste i glinovite čestice
⇒
veća količina može da smanji čvrstoću i otpornost na dejstvo mraza,
poveća upijanje vode, skupljanje i tečenje
krupan ne prolaze kroz to sito
⇒
nominalno najkrupnije zrno agregata (D)
⇒
stvarno najkrupnije zrno agregata (maksimalno zrno) (Dmax)
Referentne granulometrijske krive za beton i AB:
po starim propisima: Fuler i EMPA
po novim propisima: DIN 1048
Referentne granulometrijske krive
●
Fuler:
⇒
ukoliko se zahtjeva beton većih čvrstoća, imamo oblik zrna koji nije
povoljan, ako ne postoji primjena efikasnih sredstava za ugrađivanje
(sitniji agregat - bliže krivoj Fuler)
●
EMPA:
⇒
ukoliko se zahtjeva beton većih čvrstoća, imamo agregat sa zaobljenim
zrnima, imamo efikasna sredstva za ugrađivanje (krupniji agregat - bliže
krivoj EMPA)
Referentne granulometrijske krive
●
Kontinualna granulometrijska kompozicija:
⇒
područje (3), povoljna granulometrijska kompozicija
⇒
područje (4), prihvatljiva granulometrijska kompozicija
⇒
područje (5), zahtjeva povećanu količinu vode
⇒
područje (1) i (2), nedovoljno ugradljivi
●
Diskontinualna granulometrijska kompozicija(U)
Referentne granulometrijske krive
●
Diskontinualna granulometrijska kompozicija:
⇒
Prednosti:
⇒
⇒
izvanredno velika kompaktnost betona
⇒
visoke fizičko-mehaničke osobine
Mane:
⇒
ekstrakcija i korištenje samo pojedinih kategorija zrna iz prirodne
mješavine agregata
⇒
vrlo teško ugradljivi, potrebene povećane količine vode, što
uzrokuje segregaciju
Komponente betona
z
Agregat (70-80%):
⇒
Oblik i veličina zrna agregata:
⇒
ne više od 20% pljosnatih i duguljastih zrna (zrna krupnija od 4mm)
⇒
zapreminski koeficijent po Foriju:
⇒
⇒
kf>0,15 za drobljen agregat
⇒
kf>0,18 za prirodni agregat
kF =
Vs
Vk
nominalno najkrupnije zrno u AB konstrukciji:
D ≤ a min / 3
D ≤ 1,25 ⋅ emin
Komponente betona
z
Agregat (70-80%):
⇒
Efekat rešetke i efekat zida:
⇒
⇒
Er =
Efekat rešetke:
⇒
Er<1,4 za prirodni agregat
⇒
Er<1,2 za drobljen agregat
⇒
Er≤ 2
ρ=
Dmax
ρ
površina
a ⋅b
=
obim
2( a + b )
b→∞
Efekat zida
Ez =
R=
maksima ln o zrno agregata Dmax
=
srednji radijus oplate
R
V zapre min a koja se ispunjava betonom
=
S
ukupna površina zidova i armature
0,8< Ez <1,0
Ez ≈ 0,9
ρ = 0,5e
Komponente betona
z
Cement (10-20%) :
(3)
čvrstoća cementa
toplotna hidratacija
hemijska otpornost
⇒
Vrste cementa:
(1)
(2)
a)
b)
c)
Najveći broj objekata
⇒
portlant cementi sa dodacima (pucolana, zgure i pucolana)
Objekti velikih masa (brane, masivni zidovi i sl.)
⇒
cementi niske toplotne hidratacije
Objekti izloženi djelovanju agresivnih tečnosti ili gasova
⇒
cementi otporni na hemijske agense
⇒
Količine cementa:
a)
minimalno 250kg/m3 za AB konstrukcije
minimalno 300kg/m3 za AB konstrukcije izložene atmosferskim uticajima
minimalno 350kg/m3 za AB konstrukcije izložene djelovanju agresivne
sredine
b)
c)
Komponente betona
⇒
⇒
Na izbor količine cementa utiču: zahtjevane fizičko-mehaničke
karakteristike betona, uslovi eksploatacije konstrukcije, veličina najkrupnijeg
zrna agregata, granulometrijski sastav agregata, sredstava za transport i
ugrađivanje betona, temperatura sredine pri ugrađivanju i pri njezi betona i
dr.
Količina cementa funkcija granulometrijskog sastava
agregata
⇒
za betone koji neće biti izloženi hemijskim agensima
min M c =
⇒
550
5
D
za betone koji će biti izloženi hemijskoj agresiji
min M c =
700
5
D
Komponente betona
z Voda (0,45-0,65) :
⇒ Voda je podesna za spravljanje betona ako je:
•
vodonikov pokazatelj (pH) u granicama 4,5-9,5pH
•
sadržaj sulfatnih jona < 2700 mg/l vode
•
količina hloridnih jona do 300 mg/l
•
indeks organskih sastojaka do 200 mg/l
•
ukupna količina rastvorenih soli nije veća od 5000 mg/l
Komponente betona
z
Dodaci (Aditivi)
•
Plastifikatori:
⇒
⇒
poboljšavaju ugradljivost i obradljivost
fino dispergovani materijali: bentonit, elektrofilterski pepeo, pucolani
i dr.
smanjuju količinu vode od 10% do 15%
doziraju se u količini od 0,2 do 3% u odnosu na masu cementa
•
Superplastifikatori:
⇒
vodeni rastvori sulfonovanog melamin formaldehida,sulfonovanog
naftalin formaldehida ili modifikovanog lignosulfonata
specifične mase od 1100-1200kg/m3
smanjuju količinu vode preko 30%
⇒
⇒
⇒
⇒
Komponente betona
z
Dodaci (Aditivi)
•
Aeranti (uvlačivači vazduha):
⇒
povećava se otpornost na dejstvo mraza
formiraju mjehuriće vazduha od 0,01 do 0,3mm, koje smanjuju
kapilarno upijanje vode, dobija se prostor za širenje leda
doziraju se u količini od 0,5-1%u odnosu na masu cementa
koriste se kod betonskih kolovoza, aerodromskih pista, kanala i sl.
kombinovano dejstvo mraza i soli:
⇒
⇒
⇒
⇒
Komponente betona
z
Dodaci (Aditivi)
•
Akceleratori (ubrzivači):
⇒
⇒
•
⇒
⇒
⇒
betoniranje po hladnom vremenu, brzi prirast čvrstoće, hitne
intervencije i sl.
alkalni silikati i aluminati (od 0,1%), kalcijum hlorid CaCl2(od 0,2 do
2%), natrijum hlorid, natrijum sulfat, natrijum nitrat (od 2-5%)
Retarderi (usporivači):
betoniranje na visokim temperaturama, transportovanje na veće
udaljenosti, betoniranje bez prekida i sl.
sadra CaSO4⋅H2O, dekstrin, razne vrste šećera(glukoza, saharoza),
glicerin, oksidi cinka i olova
dodaju se u količini od 0,1%
Komponente betona
z
Dodaci (Aditivi)
•
Antifrizi:
⇒
⇒
⇒
⇒
snižavaju tačku smrzavanja vode
betoniranje na niskim temperaturama (<0ºC)
kalcijum hlorid, natrijum nitrat, natrijum hlorid (kuhinjska so) i dr.
kod nearmiranih konstrukcija dodaju se i do 10%, a kod armiranih je
strogo ograničeno
•
Zaptivači:
⇒
⇒
⇒
zaptivaju kapilarne pore u cementnom kamenu
povećaju stepen vodonepropustljivosti očvrslog betona
masne kiseline (kaprinska, sterainska, oleinska)
Osobine svježeg betona
z
Homogenost mješavine
⇒
⇒
isti sastav u cijeloj mješavini (jednakost konzistencije)
razlike najviše do 5%
z
Segregacija betona:
⇒
izdvajanje krupnijih zrna agregata (transport, ugrađivanje, vibriranje)
izdvajanje vode (nakon ugrađivanja)
manjak nekih frakcija u agregatu, manja količina cementa od
potrebne, korištenje veće količine vode
⇒
⇒
z
Konzistencija, ugradljivost i obradljivost betona:
⇒
kruta
slabo plastična
plastična
tečna
⇒
⇒
⇒
z
z
z
z
Zapreminska masa
Mehanička otpornost
Procenat uvučenog vazduha
Vertikalni i horizontalni pritisak na oplatu
Konzistencija
•
Metoda slijeganja
⇒
3 sloja po 25 udaraca (metalne letvice)
ocjena konzistencije Δh
plastičnije betonske smjese
•
Metoda rasprostiranja
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
2 sloja (drvene letvice 4x4cm)
ocjena konzistencije r1 i r2 (3 ispitivanja)
plastične i tečne betonske smjese
Abramsov konus
Konzistencija
•
⇒
⇒
⇒
VEBE metoda
Abramsov konus, 3 sloja po 25 udaraca
ocjena konzistencije Vebe stepeni (N)
kruće betonske smjese
V0
V1
t
- zapremina betona prije vibriranja (V0=5.5 dm3)
- zapremina betona poslije vibriranja
- vrijeme vibriranja u sekundama
Konzistencija
•
⇒
⇒
⇒
Metoda slijeganja vibriranjem (metoda zbijanja)
visina pada pri sipanju mistrijom 10cm
ocjena konzistencije z
vibrirane betonske smjese
Konzistencija
Mjere slijeganja svježeg betona u zavisnosti od količine vode i
krupnoće agregata
Osobine svježeg betona
z
⇒
⇒
⇒
Zapreminska masa betona
kalupi za ispitivanje mehaničkih karakteristika očvrslog betona (kocke 20cm)
ugradnja indentična ulovima ugradnje u datu konstrukciju
kod pervibratora se koristi kalup sa nastavkom, sloj pjeska 10-15cm
mb,sv
Vb,sv
- masa svježeg betona u kalupu
- zapremina kalupa
Osobine svježeg betona
z
⇒
⇒
Mehanička otpornost svježeg betona
betonske konstrukcije opterećene u kratkom roku nakon ugrađivanja
zavisi od vodocementnog faktora (mv/mc)
⇒
agregat sa granulometrijskim sastavom koji obezbjeđuje dobru
“upakovanost” zrna i snažno zbijanje tokom ugrađivanja
⇒
čvrstoća pri pritisku od 0,1- 0,3MPa i čvrstoća pri zatezanju oko 100 puta
manja
Osobine svježeg betona
z
⇒
⇒
⇒
Procenat uvučenog vazduha u svježi beton
Bojl-Mariotov zakon (tz. Metod pritiska)
smanjenje zapremine uzorka betona izloženog pritisku iznad atmosferskog
snižavanje nivo vode u cijevi odgovara smanjenju zapremine vazduha u
betonu (izraženo u procentima)
Osobine svježeg betona
z
Vertikalni i horizontalni pritisak svježeg betona na
oplatu
gb,sv - zapreminska masa svježeg betona (t/m3)
h
- visina betona u m
⇒ zona visine h1 (beton svjež i osjećaju se
uticaji sredstava za ugradnju)
⇒ zona visine h2 (beton svjež, na početku
vezivanja i ne osjećaju se uticaji sredstava za
ugradnju)
⇒ zona visine h3 (otpočeo proces vezivanja i
očvršćavanja betona)
ρ ≅ 17,5°
ρ →0
y = h1 = 1,0m
y = h1 = 1,0m
p h M ≅ 13kN / m 2
p hV ≅ 24kN / m 2
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona
⇒
područje “a” nedovoljno kompaktiran beton (kruta konzistencija)
⇒
područje “b” najbolje kompaktiranje (plastična konzistencija)
područje “c” čvrstoća opada (tečna konzistencija)
područje “d” segregacija betona
⇒
⇒
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri pritisku
⇒
cilindar, prizma, odnosi dimenzija (h/a=3)
kocka 20x20x20cm
brzina nanošenja opterećenja (0,2-0,8MPa/s)
postupak ugrađivanja betona
režim njege uzorka
nominalno najkrupnije zrno agregata
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Koeficijenti konverzije
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri pritisku ⇒ Marka betona
⇒
normirana (uslovna) čvrstoća, 20x20x20cm, 28 dana
⇒
20±4h u kalupima, temperature 20°C
do ispitivanja u vodi ili u prostoriji sa 95% vlažnosti i 20°C temperaturom
prirast napona od 0,2-0,8MPa/s
MB10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60
Tri kriterijuma:
m 3 ≥ MB + k1
⇒ Kriterijum 1 (3,6,9,12 ili 15 uzoraka)
x1 ≥ MB − k 2
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
no
Kriterijum 2 (10≤n≤30)
poznata vrijednost standardne devijacije
S no =
∑ (m
i =1
Kriterijum 3 (15≤n≤30)
⇒
procjenjena vrijednost standardne devijacije
− xi ) 2
no
x1 ≥ MB − 4( MPa )
no
n
Sn =
∑ (m
m no ≥ MB + 1,25S no
n
− xi ) 2
i =1
n −1
m n ≥ MB + 1,3S n
x1 ≥ MB − 4( MPa )
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri pritisku
Ispitivanje cilindra
Ispitivanje kocke
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri pritisku
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri zatezanju:
⇒
zavisi od niza faktora: vrste agregata, sadržaja cementa, vodocementnog
faktora, postupka spravljanja, ugrađivanja i njege
direktno aksijalno zatezanje
⇒
κ = 0,12 za f p = 20MPa
κ = 0,10 za f p = 30MPa
κ = f p / fz
κ = 0,07 za f p = 50MPa
⇒
cjepanjem po izvodnici cilindra
⇒
savijanjem
f zs =
6 M gr
b⋅h
2
f zs / f z = 1 − 1,25
f zc =
2 Pgr
πdl
f z / f zc = 0,85
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Čvrstoća betona pri čistom smicanju:
⇒
zavisi od: otpornosti na smicanje krupnog agregata, čvrstoća spoja
(adhezije između agregata i cementnog kamena)
pretpostavka je da su naponi smicanja pri lomu ravnomjerno raspoređeni
po površini presjeka po kojoj se vrši smicanje
⇒
fτs =
Pgr
f τs = (0,07 − 0,08) f p ⋅ f z
2 Fτ
f τs ≅ 2 f z
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Vodonepropustljivost betona
zavisi od: vodocementnog faktora, stepena hidratacije cementa, od
poroznosti cementnog kamena, strukture pora (otvorene i zatvorene
pore), svojstva cementa i agregata, načina ugrađivanja, njege
mikrokapilari do 10-7mm, makrokapilari preko 10-7mm
150/150mm (ili na 200x200x150mm)
donja površina prečnika 100mm ohrapavi se i izlaže pritisku
uzorci stari 28 dana, 7 dana prije početka ispitivanja u prostoriju sa 65%
vlažnosti i temperaturom od 20°C
marka vodonepropusnosti: V-2(3 uzorka),V-4, V-6, V-8 i V-12 (6 uzoraka)
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
⇒
⇒
⇒
Otpornost prema dejstvu mraza
zavisi od: kompaktnosti betona (kapilarne pore preko10-7mm)
dvije metode
⇒
destruktivna (ispitivanje čvrstoće pri pritisku, min 75%)
⇒
nedestruktivna (ispitivanje dinamičkog modula elastičnosti,
min 75%)
marke otpornosti na mraz: M-50,M-100,M-150,M-200,M-250,M-300
•
Destruktivna ispitivanja:
⇒
⇒
15 uzoraka kocke od 15cm ili 20cm, ili kernovi (9 etalona, 6 za ispitivanje)
za M-50 6 uzoraka (3 etalona, 3 za ispitivanje)
smrzavanje -20°C (4h) – odmrzavanje 20±3°C (4h)
•
Nedestruktivna ispitivanja:
⇒
3 uzorka prizme 10x10x40cm
⇒
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Otpornost na habanje
⇒
⇒
čvrstoća i tvrdoća površinskog sloja
cementi visokih klasa
niski vodocemnetni faktori
drobljeni agregat (krupne frakcije, min sitnih frakcija)
z
Otpornost na hemijske agense
⇒
⇒
hemijska otpornost cementa i kompaktnost betona
niski vodocemnetni faktori
efikasno ugrađivanje (kompaktiranje)
njega betona
z
Deformacije pod uticajem kratkotrajnih opterećenja
⇒
radni dijagram
modul elastičnosti
Poasonov koeficijent
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
z
Deformacije pod uticajem kratkotrajnih opterećenja
⇒
radni dijagram (σ-ε)
⇒
⇒
“1”(betoni većih čvrstoća), “2” (betoni manjih čvrstoća)
režim diktiranog povećanja napona 0,6±0,4MP/s
tangnetni modul elastičnosti tgαtg
σ = E ⋅ ε = tgα ⋅ ε
sekantni modul elastičnosti tg α
⇒
modul elastičnosti
⇒
odnos poprečnih i podužnih dimenzija uzorka >2
(0,3-0,5) fp u područje radnih napona
⇒
⇒
⇒
E=
Δσ
Δε
E = 9,25 ⋅ 3 f k + 10
⇒
Poasonov koeficijent (μ)
⇒
odnos poprečnih i podužnih dilatacija uzorka
0,15-0,25 (u području radnih napona)
(0,8-1,0mm/m1)0,4-0,5 neposredno pred lom
⇒
⇒
Reološke osobine očvrslog betona
z
⇒
⇒
a)
b)
c)
⇒
⇒
⇒
Skupljanje betona
zavisi od: vrste i količine cementa, granulometrijskog sastava agregata,
količine vode, finoće mliva, temperature i vlažnosti sredine, načina
ugrađivanja i njege, starosti, dimenzija uzorka i dr.
Tri komponente skupljanja su:
skupljanje usljed kontrakcije produkata hidratacije (hidrataciono
skupljanje)
skupljanje usljed isparavanja vode (plastično skupljanje)
skupljanje nakon završetka procesa vezivanja (hidraulično skupljanje)
komparateri, deformetri, ekstenzometri
kriva “1” kondicionirani termohigrometrijski uslovi
kriva “2” spoljašnja sredina
Reološke osobine očvrslog betona
z
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Skupljanje betona
komparateri, deformetri, ekstenzometri
2≤h/a≤4, a≥4D (3 uzorka)
2h na temperaturi 20°C, relativnoj vlažnosti 90%
48h u pijaćoj vodi (20°C)
nakon 72h vade se iz vode i izlažu termohigrometrijskim uslovima (20°C,
relativne vlažnosti 40, 70 ili 90%)
nulto očitavanje 72h
mjerenja nakon 4, 7, narednih 7 dana, ne manje od 3 mjeseca
2 Ab
dm =
Ob
Reološke osobine očvrslog betona
z
⇒
⇒
Tečenje betona
(0,3-0,5)fp linerarno tečenje
9 uzorka:
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
3 uzorka za mjerenje skupljanja (“a”)
3 uzorka za određivanje fp (“b”)
3 uzorka za mjerenje ukupnih deformacija pod konstantnim naponom σk (“c”)
nulto očitavanje 72h (“a” i “c”)
u vremenu tk (“b”), konstantan napon σk≤fp/3
mjerenja nakon 4, 7, narednih 7 dana, ne manje od 3 mjeseca
Proizvodnja betona
z
⇒
Prema PBAB dvije kategorije betona:
BI: bez predhodnih ispitivanja betona (MB10,15,20,25)
⇒
propisane min količine cementa
⇒ cement klase 35, plastična konzistencija, frakcija 16/31,5mm
- MB10 220kg/m3
- MB15 260kg/m3
- MB20 300kg/m3
- MB25 350kg/m3
⇒ cement klase 45 smanjiti za 10%
⇒ cement klase 25 povećati za 10%
⇒ povećati za:
- 10%, pri najvećoj frakciji 8/16mm
- 20%, pri najvećoj frakciji 4/8mm
- 10%, ako se umjesto plastične traži tečna konzistencija
Proizvodnja betona
⇒
Prema PBAB dvije kategorije betona:
BII:predhodna ispitivanja betona (sa markama 30 i više)
z
Postupci sastavljanja mješavine:
z
⇒ Projektovanje
⇒ Eksperimentalna provjera uz eventualne korekture sastava
⇒
⇒
svježa betonska smjesa (konzistencija)
očvrsli beton (fizičko-mehaničke osobine)
⇒ Konačno utvrđivanje sastava
Proizvodnja betona
z
Određivanje količine vode
⇒
zapreminska masa veća, najmanja količina vode
Vrijednosti k0 po Fereu
Proizvodnja betona
z
⇒
⇒
Određivanje količine cementa
poznate veličine: specifična masa cementa i vode, klasa cementa,
čvrstoća betona fk,28
iz dijagrama ili nekog obrasca mv/mc, poznato mv
Proizvodnja betona
z
Određivanje količine agregata
z
Projektovana zapreminska masa svježe ugrađenog betona
γ b , sv = mc + mv + ma
Proizvodnja betona
z
Ostali uslovi za mješavine svježeg betona:
⇒
Za BKII, količina cementa i zrna agregata manjih od 0,25mm
⇒
kod agresivne sredine količina cementa ne manja od 350 kg/m3,
v/c najveći 0,5
beton izložen djelovanju soli i mraza treba biti aeiran
ukupna količina hloridnih jona u odnosu na količinu cementa ne
veća od 0,4%
⇒
⇒
Posebne vrste običnog betona
z
Pumpani beton:
⇒
⇒
odgovarajuću obradljivost
dovoljnu količinu maltera
Dmax≤1/3 promjera cjevovoda
z
Prepakt beton:
⇒
⇒
ugradnja agregata, pa zatim cementnog maltera
zapunjavanje betonom teško dostupnih mjesta
mala potrošnja cementa, mala čvrstoća
visok v/c, visoka vodonepropusnost, homogena građa
z
Vakumirani beton:
⇒
izvaja se 20% slobodne vode
smanuje se v/c, povećava gustoća
površine izložene habanju teškim saobraćajem ili abraziji riječnih nanosa
vakumiranje posebnim filterskim folijama
skidanje oplate nakon 1/2h
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Posebne vrste običnog betona
z
Mlazni beton:
⇒
Špricanje suhe ili vlažne smjese pod pritiskom od 7bara
suhi postupak: dodavanje vode u zoni mlaznice, kvalitetniji beton,
neugodna prašina i velika količina otpadnog materijala (do 30%)
mokri postupak: dodavanje vode pri pripremi smjese, složena oprema,
slabije razvijene tehnologija
izvođenje i zaštita pokosa usjeka i iskopa tunela, sanacija betonskih
objekata
⇒
⇒
⇒
z
Valjani beton:
⇒
koristi se oprema za ugradnju zemljenih materijala (vibrovaljci)
izgradnja saobraćajnica i masivnih hidrotehničkih objekata, kao zamjena
za slabo nosive dijelove temeljnog tla
⇒
Posebne vrste običnog betona
z
Beton prefabriciranih elemenata:
⇒
proizvodnja betonskih, armirano-betonskih i prenapregnutih elemenata:
šuplji blokovi za zidanje od običnog i laganog betona, betonske cijevi,
ivičnjaci, elementi za popločavanje, elementi polumontažnih stropnih
konstrukcija, prenapregnute gredice, betonski crijepovi, montažni zidni i
stropni armirano-betonski elementi i stubišta, nosači industrijskih hala i dr.
Posebne vrste običnog betona
z
Beton prefabriciranih elemenata
Posebne vrste običnog betona
z
z
Beton prednapregnutih elemenata i konstrukcija
Beton armiran vlaknima (mikroarmirani beton)
Oblici čeličnih vlakana
Primjena mikroarmiranog betona
HVALA NA PAŽNJI
Metali
Predavanje, 31.06.2012.
Tehnologija dobijanja metala
z
z
z
z
vađenje rude
obogaćivanje rude
topljenje poluproizvoda
rafinacija ili prerada poluproizvoda
Osnovna podjela metala
z
z
Crni (gvožđe i njihove legure)
Obojeni (aluminijum, bakar, olovo, cink i dr.)
Povoljne osobine
z
z
z
z
visoke mehaničke karakteristike
mogućnost obrade deformacijom
mogućnost livenja
mogućnost zavarljivosti
Nedostaci
z
z
z
velike zapreminske mase
podložnost koroziji
velike deformacije pri visokim tempereturama
Čelik
Legira se sa:
z
z
z
z
z
z
z
z
Ugljenik (C)
Silicij (Si)
Mangan (Mn)
Hrom (Cr)
Bakar (Cu)
Nikl (Ni)
Molidben (Mo)
Volfram (W) itd.
Štetne primjese:
z
z
z
z
Fosfor (P)
Sumpor (S)
Azot (N)
Kiseonik (O)
Osnovne karakteristike čelika:
⇒
⇒
⇒
⇒
Osnovni legirajući element u čeliku je
ugljenik (maksimalno do 1.7%)
Ako se koristi za izradu nosivih konstrukcija
ili dijelova konstrukcija maksimalno 0.25%
ugljenika
Za armaturu maksimalno 0.6% ugljenika
Ukupna količina dodataka kod niskolegiranih
čelika do 5%, a kod visokolegiranih preko 5%
Gvožđe i legirajućih elemenati (Fe-C)
z
z
z
komponete se rastvaraju jedna u drugoj stvarajući
čvrste rastvore
komponente hemijski dijeluju jedne na druge
stvarajući odgovarajuća hemijska jedinjenja (Fe3Ckarbid gvožđa)
komponente se međusobno ne rastvaraju, već
očvršćavajući grade mehaničke smjese čvrstih
supstanci (izlučeni grafit)
Dobijanje čelika
Čelik se dobija kao rezultat dvoetapnog pročišćavanja gvozdene rude:
z
z
I etapa-dobivanje sirovog gvožđa (sa više od 2% ugljika)
II etapa-dobivanje čelika (sa manje od 2% ugljika)
Prikaz procesa dobijanja sirovog gvožđa u visokoj peći
Dobijanje čelika
Dobivanje sirovog gvožđa:
z
z
redukcija oksida gvožđa sadržanog u rudi (koks)
odstranjivanje štetnih primjesa sumpora, fosfora i dr.
(topitelji: kreč, pijesak i dr.)
Vrste sirovog gvožđa:
z
z
bijelo sirovo gvožđe (ugljenik hemijski vezan Fe3C)
→ dobijanje čelika
sivo sirovo gvožđe (ugljenik izlučen u obliku grafita)
→u livarstvu: vodovodne i kanalizacione cijevi, radijatori za
centralno grijanje
→liveno gvožđe: veliku čvrstoću na pritisak (do 1200MPa),
znatno manja čvrstoća na zatezanje i savijanje (100-600MPa),
mala žilavost
Dobijanje čelika
Prerada bijelog sirovog gvožđa:
z
Konvektorski postupak
-
Besemerov postupak (kisela obloga-šamot): koristi se za preradu
bijelog sirovog gvožđa sa visokim sadržajem silicija (do 2%) i
mangana (do 1.5%) i min. količinom sumpora i fosfora
Tomasov postupak (bazna obloga-roagnezit, dolomit): koristi se za
preradu bijelog sirovog gvožđa koje sadrži veliku količinu fosfora
(do 2%) i min. količine silicija (do 0.6%) i sumpora (do 0.07%)
Kiseonički proces (uduvavanje čistog kisika)
-
-
Dobijanje čelika
Prerada bijelog sirovog gvožđa:
z
Siemens-Martenov postupak:
-
-
Skreps proces: otpaci gvožđa i čelika 60-75%, BSG 25-40%
Rudni proces: BSG, otpaci gvožđa i čelika, manja količina gvozdene rude
Skreps-rudni proces: BSG, otpaci gvožđa i čelika→ iste količine
z
Elektro postupak
-
→ proizvode se čelici sa tačno definisanim hemijskim sastavom
i sa min. sadržajem sumpora, fosfora, kisika i dr.
Obrada čelika
z Mehanička
Čelik iz ingota se podvrgava valjanju, izvlačenju, kovanju,
presovanju i istiskivanju, pri čemu se mijenja:
– otpornost na kidanje
– granica elastičnosti
– relativno izduženje
– tvrdoća
– otpornost na udare
z
z
–
–
Termička
Hemijska
površinska tvrdoća
otpornost na habanje
Mehanička obrada čelika
•
Valjanje i izvlačenje
⇒
postupak u kojem se koriste jaki čelični valjci ili valjci od livenog
gvožđa
dobijaju se homogeniji presjeci, zbijeniji osnovni materijal i vlaknasta
struktura čelika, sa glatkim i tvrdim površinama
tehnologija prerade: “na toplo” ili “na hladno”
⇒
⇒
Valjanje pomoću glatkih valjaka
Kalibrirani valjci
Postupak izvlačenja
Mehanička obrada čelika
•
Kovanje i presovanje
⇒
veći komadi koji se teško valjaju
kovanjem odnosno presovanjem dolazi do zbijanja
materijala, pri čemu se smanuje visina, a povećava širina do
granične vrijednosti
u slučaju kovanja sila se nanosi trenutno, u obliku udara, dok
se u slučaju presovanja sila nanosi postupno od nule do
izvjesne konačne veličine
⇒
⇒
Postupci kovanja
Postupci presovanja
Mehanička obrada čelika
•
Istiskivanje (ekstrudiranje)
⇒
⇒
zagrijan metal se istiskuje kroz matrice u okviru kojih postoje
otvori određenih oblika
dobijaju se šipke različitih profila
teško se dobiju materijali za matrice
•
Lijevanje
⇒
postupak kojim se rastopljeni materijal sipa u kalupe
pogodnog oblika i dimenzija, a ne u kokile (kalupe od livenog
gvožđa)
ovim postupkom dobivaju se predmeti i konstrukcijski
elementi raznovrsnih i vrlo složenih oblika koji bi se teško
mogli dobiti na neki drugi način
dobro podnose dugotrajna i intezivna udarno-abrazivna
opterećenja
imaju malu žilavost, veću sklonost ka stvaranju termičkih
napona i pojave prslina, veću zapreminsku kontrakciju i
temperaturu topljenja
⇒
⇒
⇒
⇒
Termička obrada
•
Žarenje:
⇒
⇒
obrada kod koje se čelik zagrijava do određene temperature, izvjesno
vrijeme se zadržava na datom temperaturnom nivou, a zatim se sporo hladi
u peći
smanjuje se čvrstoća i tvrdoća, a povećava žilavost i plastičnost
•
Kaljenje:
⇒
⇒
obrada čelika kod koje se čelik zagrijava do određene temperature a zatim
se naglo hladi
najmanju čvrstoću i tvrdoću imaju čelici kaljeni zrakom ili uljem, a najveću u
tečnostima koje brzo poprimaju toplotu zagrijanog metala (npr. živa)
ne dobija se dovoljno žilav materijal
•
Otpuštanje:
⇒
redovan pratilac kaljenja, okaljeni materijal se zagrijava do temperature
između 150 i 650°C (temperatura otpuštanja), prema potrebnim mehaničkim
osobinama i strukturi, a zatim se hladi, najčešće na vazduhu
ne razlikuje se mnogo od kaljenja, zagrijava se materijal do temperature
otpuštanja, a potom se brže ili sporije hladi u vazduhu, vodi, ulju, pijesku i sl.
⇒
⇒
Hemijska obrada
z
Cementovanje:
⇒
⇒
termohemijska obrada metala kojom površinski slojevi elemenata dobijaju
veliku tvrdoću (povećava se sadržaj ugljika u maloj dubini materijala)
čelični predmet se stavlja u mješavinu drvenog uglja i barijumkarbonata i
zagrijava se do 850C (5-25h), stvara se cementit Fe3C do dubine 2mm, pri
čemu jezgro ostaje nepromjenjeno (u pogledu strukture i fizičko-mehaničkih
osobina)
z
Nitrovanje:
⇒
još jedan vid termohemijske obrade metala pri kojoj dobijamo veću
površinsku tvrdoću elemenata (povećava se sadržaj nitrata u maloj dubini
materijala)
čelični predmet izlažemo djelovanju amonijaka uz istovremeno zagrijavanje
do 550C (100h), pri čemu nastaju azidi gvožđa do dubine 0,8mm, pri čemu
jezgro ostaje nepromjenjeno (u pogledu strukture i fizičko-mehaničkih
osobina)
⇒
Građevinski čelici
z
Čelici za nosive konstrukcije
Građevinski čelici
z
Niskougljenični čelici za limove:
- tanki (do 3mm)
- srednji (do 4,75mm)
- debeli (preko 4,75mm)
z
Betonski čelik
Oznake i osobine čelika za armiranje
Građevinski čelici
z
Čelici za prednapregnuti beton
-
Čelična žica (prečnik do 14mm)
Čelična užad (u jezgru veći broj žica)
-
Fizičke osobine čelika
z
Specifična masa
⇒
⇒
specifična masa čistog gvožđa 7876 kg/m3
specifična masa čelika sa 1% ugljika 7820 kg/m3
bijelo sirovo gvožđe 7000 do 7800 kg/m3
sivo sirovo gvožđe 6700 do 8600 kg/m3
prosječna vrijednost u praksi 7850 kg/m3
z
Termičke osobine
⇒
koeficijent toplotne provodljivosti čistog gvožđa λ=73 W/m°C
koeficijent toplotne provodljivosti sa 1% ugljika na sobnoj temperaturi λ=51
W/m°C
u praksi se usvaja λ=58 W/m°C
koeficijent toplotne provodljivosti čistog gvožđa na temperaturi od 700°C
λ=38 W/m°C (skoro 2 puta manje nego na sobnoj temperaturi)
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
termički koeficijent linearnog širenja čistog gvožđa 1,2x10-5 1/ºC
termički koeficijent linearnog širenja čelika od 1,0 do 1,3x10-5 1/ºC
(zavisno od hemijskog sastava)
Mehaničke osobine čelika
z
Čvrstoća čelika na zatezanje
⇒
Mehaničke osobine materijala: granica elastičnosti, granica
razvlačenja (granica velikih deformacija) i čvrstoća pri zatezanju
Deformacione osobine materijala: modul elastičnosti, izduženje pri
lomu i kontrakcija
Uzorci za ispitivanje:
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
propocionalne epruvete
neproporcionalne epruvete
oslabljene epruvete (tanki limovi, čelične cijevi)
tehničke epruvete (betonski čelik, žice i sl.)
Mehaničke osobine čelika
z
Čvrstoća čelika na zatezanje
⇒
sila zatezanja P brzinom od 10 MPa/s
dva tipična oblika σ-ε dijagrama:
⇒
⇒
⇒
⇒
granica elastičnosti σe (σ0,01) ili (σ0,05)
granica razvlačenja σv (σ0,2)
čvrstoća čelika fz (σm)
σm = fz =
Pgr
A0
Mehaničke osobine čelika
z
Čvrstoća čelika na zatezanje
⇒
⇒
Granica elastičnosti (tačka A)
Granica propocionalnosti (tačka B)
Granica razvlačenja (tačka C, tačka D)
Teorijska tačka loma (tačka E)
Stvarna tačka loma (fizički lom)(tačka F)
⇒
Modul elastičnost kod građevinskih čelika E=190000-210000MPa
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Izduženje:
⇒
⇒
⇒
⇒
čelici za prenapregnuti beton: 190000-200000MPa
ostale vrste (za nosive čelične konst., betonski čelik): 200000-210000MPa
ocjena žilavosti (duktilnosti)
kod betonskog čelika GA240/360 od 20-25%
kod čelika za prenapregnuti beton 5-10%
Kontrakcija:
⇒
veća od 25% kod većine građevinskih čelika
δ=
l − l0
⋅ 100 (%)
l0
Mehaničke osobine čelika
z
Tvrdoća čelika
⇒
Brinelova metoda
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
površina otiska:
tvrdoća se dobija prema izrazu:
sila se postepeno povećava u toku 12-18s do max. vrijednosti,
zadržava još 10-15s, pa se očitava prečnik d
očitanje se radi mikroskopom sa milimetarskim zavrtnjem
f Z = k ⋅ HB
K=0,34-0,36
Mjerenje tvrdoće čelika po Brinelu
Mehaničke osobine čelika
z
Tvrdoća čelika
⇒
Vikersova metoda
⇒
⇒
površina otiska:
tvrdoća se dobija prema izrazu:
Mjerenje tvrdoće čelika Vikersovom metodom
Mehaničke osobine čelika
z
Tvrdoća čelika
⇒
Rokvelova metoda
⇒
⇒
⇒
utiskivanje čelične kuglice kod mekših materijala (ugljenični čelici)
utiskivanje dijamantskog šiljka kod tvrđih materijala (kaljeni čelici)
ocjena tvrdoće veličina h3 (trajne, plastične deformacije)
Mjerenje tvrdoće čelika Rokvelovom metodom
Mehaničke osobine čelika
z
Žilavost čelika
⇒
Ispitivanje žilavosti provodi se sa uređajem koji se zove Šarpijevo
klatno
Udarna žilavost:
⇒
Ispitivanje udarne žilavosti kod čelika
Mehaničke osobine čelika
z
Dinamička čvrstoća – visokociklični zamor
⇒
najveći primjenjivi napon koji materijal može da izdrži
Velerovi dijagrami za različite vrijednosti srednjih napona
Smitov dijagram: na osnovu određenog broja Velerovih dijagrama
⇒
⇒
Smitov dijagram za čelik Č.0460
Mehaničke osobine čelika
z
Uticaj ugljenika na mehaničke osobine čelika
⇒
sa povećanjem sadržaja ugljenika čelik postaje sve manje žilav (duktilan), no
čvrstoća čelika raste i donekle modul elastičnosti
povećanje %C, raste tvrdoća (HB) i granica razvlačenja (σv), a opada
izduženje (δ), udarna žilavost (ρ) i kontrakcija (ψ)
čvrstoća raste do 1%C, a poslije naglo opada
⇒
⇒
Zavisnost oblika σ-ε dijagrama
od sadržaja ugljenika u čeliku
Zavisnost nekih mehaničkih svojstava
čelika od sadržaja ugljenika
Mehaničke osobine čelika
z
Mehaničke osobine čelika na povišenim temperaturama
⇒
zatezna čvrstoća i granica razvlačenja po pravili opada sa povećanjem
temperature
kriva 1 -ugljenični čelici (npr.GA240/360) ni “na toplo”, ni “na hladno”
kriva 2 - termički obrađeni čelici (“na toplo”)
kriva 3 - obrada “na hladno”(patentirana hladno vučena žica za prenapregnuti
beton)
⇒
⇒
⇒
Zavisnost čvrstoće čelika od temperature
Zavisnost udarne žilavosti od temperature
Reološke osobine čelika
⇒
zavise od: inteziteta napona, vrste čelika, temperature
⇒
značajne osobine u oblasti čelika za prenepregnuti beton (0,6-0,75fz)
z
Tečenje:
⇒
naponi veći od granice elastičnosti σ0,01
z
Relaksacija
⇒
naponi koji su veći 0,5fz
ispitivanja u trajanju od 1000h (42 dana)
2/3 procesa se odigrava u prvih 24h
⇒
⇒
ϕ (t ) =
r (t ) =
Δσ (t )
σ0
⋅ 100 (%)
ε teč (t )
ε tren
HVALA NA PAŽNJI
Drvo i materijali na bazi drveta
Predavanje, 07.06.2012.
Prednosti i nedostaci
z
Prednosti:
z
Nedostaci:
–
Visoka mehanička čvrstoća
(uz malu zapreminsku
masu)
Niska toplotna i zvučna
provodljivost
Dobra otpornost na mraz
Otpornost na djelovanje
hemikalija
Laka obrada
–
Nehomogenost i
anizotropnost
Prisustvo raznih defekta
Hidroskopnost
Podložnost truljenju
Laka zapaljivost i sl.
–
–
–
–
–
–
–
–
Stepen prerade
z
Obična drvena građa
⇒
mehaničkom obradom prirodnog drveta
z
⇒
Materijali dobijeni primjenom naročitih
industrijskih postupaka
naročitim industrijskim postupkom (furniri, šper-ploče, panelploče, lamelirana drvena građa i sl.)
z
Sintetički materijali
⇒
dubokom preradom prirodnog drveta (razni oblici celuloze)
Hemijski sastav drveta
●
Celuloza i lignin
Voda (hemijski vezana)
Smola, ulje, skrob, tanin
●
Prosječan sadržaj hemijskih elemenata:
−
Ugljenik (C)
Kiseonik (O) i Azot (N)
Vodonik (H)
Kalcijum (Ca) u obliku mineralnih soli
●
●
−
−
−
do 80%
cca 17%
cca 3 %
49%
44%
6%
1%
Vrste drveta
z
Liščari
⇒
Hrast (žućkastobijele do zatvorenocrvene ili mrke boje, velika čvrstoća,
tvrdoća, postojan u vodi, lako se obrađuje)
⇒
Bukva (bijeličaste do otvorenoružičaste ili blijedomrke boje, velika tvrdoća,
postojan u vodi bez naizmjeničnog kvašenja i sušenja)
⇒
Jasen (bijele boje, teško i tvrdo, nepostojan u vodi)
Bagrem (žućkaste ili crvenkaste boje, zadovoljavajuća tvrdoća i trajnost)
Topola (bijele boje)
z
Četinari
⇒
Bor (bijeložućkaste ili crvenkaste do mrkocrvenkaste boje, velike trajnosti)
Jela (žućkastobijele boje, manja trajnost)
Smreka (smrča, omorika) (nepostojan u vodi)
Ariš (dugotrajno)
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Prerada drveta i gotovi proizvodi od drveta
z
Sušenje drveta:
⇒
Prirodno:
⇒
⇒
⇒
⇒
slaganjem drveta u vitlove u slobodnom ili natkrivenom prostoru
traje od 2-3 nedelje do 1-1,5 godine
min. vlažnost od 15%
Vještačko:
⇒
sušare sa kontinualnim ili periodičnim radom
⇒
u novije vrijeme:
⇒
⇒
⇒
ubrzano sušenje u petrulatumu (cca 130°C)
sušenje električnim putem (10-20 puta brže, 3-4 puta skuplje)
kombinovani postupci
Prerada drveta i gotovi proizvodi od drveta
z
Drvena građa:
⇒
Obla:
⇒
⇒
⇒
Poluobla:
⇒
⇒
min prečnik 16cm
promjena prečnika ne veća od 2cm/m1
podužnim presjecanjem oble građe: poluoblice ili četvrtače
Cjepana i tesana:
⇒
cijepanje: razdvajanje na dijelove po linijama vlakana pomoću
sjekire i klinova
⇒
⇒
daske i grede
tesanje: sjekirom u smjeru (ili približno u smjeru) podužne ose
debla
⇒
gredice, grede, željeznički pragovi i sl.
Prerada drveta i gotovi proizvodi od drveta
Rezana:
a) po obliku poprečnog presjeka:
z
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Tanke daske (9-13mm)
Daske (14-40mm)
Talpe (>40mm)
Letve kvadratnonog i pravougaonog presjeka (max
38x48mm)
Gredice kvadratnonog i pravougaonog presjeka (veća
strana ima max 10mm)
Grede kvadratnonog i pravougaonog presjeka (manja
strana ima min 10mm)
b) po dužini:
⇒
⇒
Kratke (do 4m)
Duge (preko 4m)
Prerada drveta i gotovi proizvodi od drveta
z
Građevinska galanterija
⇒
Brodski pod (širina 6-16cm, debljina 16-26cm)
Parket (dužina 190-550mm, širina 26-105mm, debljina 18-22,5mm)
Mozaik parket
⇒
⇒
Lamperija (za oblaganje zidova i plafona)
Profilisani elementi (za formiranje uglova između podova i zidova, za
⇒
⇒
z
oivičenje otvora za vrata i prozore)
Ostali fabrički proizvodi od drveta
⇒
Šper ploča
Panel ploče
Iverice
Lesonit ploče
⇒
Lamelirano ljepljeno drvo
⇒
⇒
⇒
Šperploča
Iverica
Panel ploča
Lamelirano ljepljeno drvo
Greške građe drveta
z
⇒
⇒
⇒
⇒
z
z
z
z
z
Greške poprečnog presjeka:
Eliptični (ovalni) presjek
Žljeboviti presjek
Ekscentrični presjek
Dvostruko srce
Nejednaka širina godova
Zakrivljenost debla
Nepravilnost vlakna (uvijanje ili talasastost vlakana)
Kvrgavost
Urasla kora
Nepravilnost vlakana
Kvrgavost
Greške drveta od uzroka fizičke prirode
z
Paljivost
⇒
z
Okružljivost
⇒
⇒
⇒
z
u radijalnom pravcu od srca prema periferiji
odvajanje drvene mase po linijama kontakta susjednih godova
totalna
parcijalna
Raspukline
⇒
u radijalnom pravcu od periferije prema srcu
Greške drvene građe
z
Pukotine i raspukline
⇒
posljedica skupljanja drveta usljed smanjenja vlažnosti
⇒
⇒
z
Pukotine: dio presjeka u radijalnom pravcu
Raspukline: cio presjek po dužini grede
Krivljenje
⇒
Izbočenost (podužna zakrivljenost)
Koritavost (poprečna zakrivljenost)
Vitopernost (izvitoperenost oblika građe)
z
Lisičavost:
⇒
jednoivična i višeivična
z
Nejednakost dimenzija
⇒
⇒
Lisičavost
Greške drveta usljed djelovanja
biotičkih faktora
z
Trulež:
⇒
poslijedica djelovanja određenih gljiva i mikroorganizama
Centralna: u unutrašnjosti poprečnog presjeka
Periferna: na površini od kore prema unutrašnjosti
z
Crvotočina:
⇒
⇒
⇒
⇒
posljedica djelovanja određenih insekata
Osnovna podjela:
⇒
⇒
⇒
⇒
površinska do 3mm
plitka od 3 do15mm
duboka od 15mm
U zavisnosti od veličine otvora:
⇒
⇒
sitna do 3mm
krupna od 3mm
Zaštita drveta
z
⇒
⇒
⇒
Od truljenja
u uslovima naizmjeničnog vlaženja i sušenja
pod uticajem određenih vrsta gljiva i mikroorganizama
najčešće korišteni antiseptici:
⇒
⇒
⇒
vodeni rastvori natrijum fluorida (NaF), bakar sulfata (CuSO4), cink hlorida
(ZnCl), hlorida žive (HgCl2), plavog kamena (CuSO4⋅5H2O), dinitrofenolata
natrijuma (C6H3(NO2)2ONa) i dr.
katranska ulja, katran iz drveta, katran kamenog uglja, bitumen, kreozot,
karbolineum, i dr.(supstance koje se ne rastvaraju u vodi)
Osnovni načini obrade elemenata i konstrukcije:
⇒
Površinska obrada:
⇒
⇒
Natapanje u postupku toplo-hladno:
⇒
⇒
u specijalnim kadama zagrijavanje do 90-95°C, a poslije nekoliko sati,
hlađenje na 20-40°C
Natapanje pod pritiskom (impregnacija):
⇒
⇒
nanošenje četkama ili raspršivačima
u autoklavima dok se ne izvuče vazduh i vlaga, a zatim pod pritisakom od
0,6-0,8MPa utiskuje se antiseptik
Obrada antiseptičkim pastama:
⇒
kod već ugrađenih elementa ili se ne može primjeniti nijedan drugi
postupak, nanose se premazivanjem, nabacivanjem, namakanjem i sl.
Zaštita drveta
z
⇒
⇒
Od insekata
koriste se svi naprijed nabrojani antiseptici koji se vrlo često
mješaju sa manjim količinama pentahlorofenola ili
oksidifenola radi povećanja toksičnosti
koriste se razni insekticidi u vidu suspenzija ili u gasovitom
stanju, ako je drvo već napadnuto od strane insekata
z
Od paljenja i gorenja
⇒
Osnovni postupci:
⇒
⇒
premazivanje površina raznim premazima
natapanje drvene mase odgovarajućim hemijskim sredstvima:
⇒
⇒
⇒
po postupku toplo-hladno
pod pritiskom (impregnisanje)
antipireni (antipiri): borna kiselina (H3BO3), amonijum-sulfat
((NH4)2SO4), amonijum fosfat ((NH4)3PO4), i dr.
Fizičke osobine drveta
●
Vlažnost
⇒
Voda u drvetu može da bude:
⇒
⇒
slobodna
vezana (tačka zasićenosti vlakana cca 30%):
a) adheziona (fizički vezana voda)
b) konstituciona (hemijski vezana voda)
⇒
Dva područja vlažnosti drveta su:
⇒
higroskopsko (adheziona vlaga, tzv. uravnotežene vlaga,
vlažnost drveta manja od tačke zasićenosti vlakana)
⇒
kapilarno (adheziona i slobodna voda, vlažnost drveta veća
od tačke zasićenosti vlakana)
Fizičke osobine drveta
●
Stepeni vlažnosti:
⇒
Napojeno drvo (daleko iznad tačke zasićenosti)
Sirovo drvo (veća od tačke zasićenosti)
Polusuho drvo (cca 30%)
Prosušeno drvo:
⇒
⇒
⇒
a)Transportno suho (18-22%)
b)Vazdušno suho (12-18%)
⇒
Isušeno drvo (6-12%)
Suho drvo (cca 0%)
●
Vlažnost:
⇒
⇒
⇒
⇒
uzorci 20x20x20mm
Eksikatori
Apsolutna vlažnost H=Ha(%)
Fizičke osobine drveta
●
Skupljanje i bubrenje (30x30x100mm)
ε l = 0,1 − 0,4%
ε r = 2 − 5%
ε t = 4 − 8%
Fizičke osobine drveta
●
Specifična i zapreminska masa
⇒
20x20x30mm, Brejov volunometar
γ s = cca 1560 kg / m 3
γ 15 = γ H [1 + 0,01(1 − k )(15 − H )]
k = 0,5 − 0,6
H = 8 − 23%
Fizičke osobine drveta
●
Termotehničke osobine:
⇒
zavisi od pravca djelovanja toplotnog fluksa i od vlažnosti
⇒ Koeficijent toplotne provodljivosti:
–
–
–
Četinari
Hrast
Bukva
0,14 W/mºC
0,27 W/mºC
0,17 W/mºC
⇒ Termički koeficijent linearnog širenja:
α T (3 − 6)10 −6
–
paralelno vlaknima
u radijalnom pravcu
–
u tangencijalnom pravcu
α T (3 − 8)10 −5
–
α T (2 − 4)10 −5
Fizičke osobine drveta
●
Boja drveta
Trajnost drveta
⇒
zavisi od:
●
⇒
⇒
načina upotrebe drvene građe (stalno u vodi ili na vazduhu)
hemijskog sastava vode
Mehaničke osobine drveta
z
Čvrstoća na pritisak
•
Paralelno vlaknima
(20x20x40mm, 5 kom)
(50x50x100mm, 3 kom)
•
Okomito na vlakna
(20x20x60mm, 5 kom)
(50x50x150mm, 3 kom)
Mehaničke osobine drveta
z
Čvrstoća na zatezanje
•
Paralelno vlaknima
•
Okomito na vlakna
Mehaničke osobine drveta
z
⇒
⇒
Čvrstoća na savijanje
(20x20x320mm, 5 kom), razmak oslonaca 280mm
ili (50x50x800mm, 3 kom), razmak oslonaca 700mm
Mehaničke osobine drveta
z
⇒
⇒
Čvrstoća na smicanje
čvrstoća na smicanje paralelno vlaknima iznosi 1/8 do 1/10 čvrstoće
pri pritisku
3-4 puta je manja od čvrstoće pri smicanju upravno na vlakna
Mehaničke osobine drveta
z Čvrstoća na udarna opterećenja
⇒ 20x20x320mm, 5 kom, raspona 240mm
Mehaničke osobine drveta
z
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Tvrdoća
50x50x150mm, 5 kom
d=11,284mm, brzinom 6mm/m1, do polovovice d
Vrlo meko drvo
P≤3,5kN
Meko drvo
P=3,51-5kN
Drvo srednje tvrdoće P=5,01-6,5kN
Tvrdo drvo
P=6,51-10kN
Vrlo tvrdo drvo
P=10,01-15kN
Drvo tvrdo kao kost P>15kN
Reološke osobine drveta
z
Tečenje
⇒
u području radnih napona (kriva 1):
HVALA NA PAŽNJI
Download

Fizičke osobine čelika