datum
51
Grafikon 2: Gostota strjenega betona
Komentar:
Iz rezultatov preiskav gostote betona preizkušancev v odvisnosti od časa lahko ugotovimo, da so kompoziti, ki vsebujejo žlindrin agregat, celoten interval preiskav imeli višjo gostoto, v primerjavi s kompoziti iz naravnega agregata. Kompoziti z recepturami MB-6 in MB-8 so celoten proces opazovanja dosegali zelo podobno gostoto, a po pričakovanjih je bila ta skoraj vedno v prid kompozitov mešanice MB-6, ki so vsebovali več žlindrinega agregata in manj cementa, v primerjavi s kompoziti mešanice MB-8. Pri betonih z žlindrinim agregatom so nihanja v gostoti betona nizka in so lahko posledica vpijanja vode v času nege vzorcev v vodi. Razlike pa so lahko tudi posledica različne zgoščenosti betona v preizkušancih. Razlike v gostoti so večje pri betonu MB-2 iz naravnega agregata. Različna zgoščenost preizkušancev je najverjetnejši razlog za te razlike.
5.2.3.2 Tlačne trdnosti preizkušancev
prostorninska masa v odvisnosti od časa
MB-2 MB-6 MB-8
52
Preglednica 16: Rezultati meritev tlačnih trdnosti betona pri času t =7 dni
datum
Preglednica 17: Rezultati meritev tlačnih trdnosti betona pri času t = 28 dni
datum
Grafikon 3: Tlačne trdnosti kompozitov 7,5
tlačne trdnosti kompozitov v odvisnosti od starosti
MB-2 MB-6 MB-8
53
Grafikon 4: Tlačne trdnosti kompozitov
Komentar:
Po pričakovanjih se je pri vseh treh mešanicah tlačna trdnost betonskih kompozitov z njihovo starostjo višala, saj je strjevanje betona časovno odvisen proces, v katerem poteka hidratacija še ne zreagiranega dela cementnih zrn daljši čas.
Pri starosti t = 1 dan lahko opazimo, da sta mešanici MB-6 in MB-8, ki sta vsebovali žlindrin agregat, dosegli zelo podobne tlačne trdnosti v primerjavi z referenčno mešanico MB-2.
Pri starosti t = 7 dni lahko opazimo, da sta mešanici MB-6 in MB-8 dosegli večjo tlačno trdnost kot referenčna mešanica MB-2. Po tem lahko sklepam, da agregat iz črne jeklarske žlindre pospeši strjevanje betona in tako vpliva na višje zgodnje tlačne trdnosti betona.
Pri starosti t = 28 dni lahko opazimo, da je največjo tlačno trdnost dosegla referenčna mešanica MB-2, mešanici z žlindrinim agregatom pa sta dosegli za 3 MPa (MB-8) in 5 MPa (MB-6) nižjo tlačno trdnost.
Glede na trend krivulje MB-2 lahko sklepam, da bi pri starostih višjih od 28 dni mešanica MB-2 dosegla še večje odstopanje v tlačni trdnosti, v primerjavi z mešanicama MB-6 in MB-8. Zaključimo lahko, da je vpliv žlindrinega agregata ugoden pri zgodnjih starostih betona, saj bistveno poveča tlačno trdnost betona pri starosti 7 dni, istočasno pa žlindra upočasni hitrost strjevanja betona pri višjih starostih.
0 7,5
tlačne trdnosti kompozitov v odvisnosti od časa
MB-2 MB-6 MB-8
54
V preglednicah 18 do 20 so podani rezultati meritev statičnega in dinamičnega modula elastičnosti pri različnih starostih.
Preglednica 18: Rezultati meritev modulov elastičnosti betona pri času t = 1 dan
datum
Preglednica 19: Rezultati meritev modulov elastičnosti betona pri času t = 7 dni
datum
55
Preglednica 20: Rezultati meritev modulov elastičnosti betona pri času t = 28 dni
datum
Grafikon 5: Statični modul elastičnosti v odvisnosti od časa
Komentar:
Pri času t = 1 dan lahko opazimo, da imata mešanici MB-2 in MB-6 enak modul elastičnosti, kar pomeni, da žlindrin agregat pri zgodnjih starostih nima negativnega vpliva na togost betonskega kompozita. V nadaljevanju lahko opazimo, da je mešanica MB-6 v primerjavi z MB-2 do določenega časa dosegala večjo togost, trend je podoben kot pri preiskavah tlačne trdnosti. V nadaljevanju strjevanja so kompoziti obeh mešanic prav tako dosegali podobne module elastičnosti, ki so ob času t = 28 dni odstopali za približno 13 %, pri čemer je MB-2 dosegala višje vrednosti.
0
56
elastičnosti v primerjavi z drugimi mešanicami, kar pomeni, da je od vseh najmanj toga oz. najbolj podajna. Menim, da je vzrok za majhno togost predvsem vsebnost manjše količine agregata, ki v splošnem prispeva največji delež togosti k togosti celotnega kompozita, saj je bolj tog kot cementi kamen.
Grafikon 6: Dinamični modul elastičnosti
Komentar:
Če zgornji graf primerjamo s tistim, ki prikazuje statične module elastičnosti, lahko ugotovimo, da je graf skoraj enak, le da so vrednosti dinamičnih modulov višje v primerjavi s statičnimi, pri vseh časih in pri vsaki mešanici. Takšen rezultat sem pričakoval, saj pri preiskavah z ultrazvočnim valovanjem ocenimo tangentni modul elastičnosti na neobremenjenem vzorcu, ki ga imenujemo tudi Youngov modul. Dinamčni modul se praviloma uporablja za analize konstrukcij ob udarnih obremenitvah in potresih, kjer so deformacije zelo majhne.
Razmerje med dinamičnim in statičnim modulom elastičnosti je 1,22 pri sestavi MB-2, kar je pričakovana vrednost. V sestavah z žlindrinim agregatom pa je to razmerje 1,33 oziroma 1,43 za sestavo MB-6 oziroma MB-8.
Če primerjamo rezultate preiskav tlačne trdnosti in modula elastičnosti ugotovimo, da je relacija med tlačno trdnostjo in modulom elastičnosti drugačna pri betonu MB-2 iz naravnega agregata, v primerjavi z betoni MB-6 in MB-8 z vključenim žlindrinim agregatom.
0
57 6 ZAKLJUČEK
Svojo diplomsko nalogo bi zaključil z naslednjimi ugotovitvami.
Pri preiskavah agregata iz črne jeklarske žlindre lahko glede na to, da preiskav na apnenčevem agregatu nismo opravili, komentiram le iz izkušenj in predznanja. Menim, da je vlažnost agregata iz črne jeklarske žlindre v primerjavi z apnenčevim višja, saj je žlindra po procesu proizvodnje izpostavljena večtedenskemu vlaženju. Velja tudi za zelo porozen agregat, kar pomeni, da ima zelo visoko vodovpojnost v primerjavi z apenčevim naravnim agregatom. To je težava pri obvladovanju obdelavnosti mešanic v svežem stanju. Če je namreč žlindrin agregat suh, vpija vodo počasi in s tem povzroča slabšanje obdelavnosti svežega betona. Zato bi bilo treba zagotoviti, da je žlindra vlažna. To pa povzroča vezanje same žlindre, kot smo ugotovili pri preiskavah. Zrna žlindre so se po določenem času v vreči povezala v aglomerat, ki smo ga težko zdrobili.
Pri preiskavah svežega betona sem prišel do ugotovitev, da je konsistenca betona z žlindrinim agregatom precej nekonstantna, kar bi v praksi pri zagotavljanju kakovosti betona predstavljalo velik problem.
Namreč rezultati poseda mešanice z žlindrinim agregatom so bili zelo raztreseni, kar pa ni bil primer pri mešanici z naravnim apnenčevim agregatom.
Pri preiskavah prostorninske mase svežega betona z žlindrinimi agregatom lahko zaključim, da sta obe mešanici, ki sta vsebovali žlindro, dosegli do 8 % višjo prostorninsko maso v primerjavi z referenčno mešanico, ker je prostorninska masa zrn žlindrinega agregata višja v primerjavi z naravnim apnenčevim agregatom. V praksi to pomeni, da ima kompozit z agregatom iz črne jeklarske žlindre na določenih področjih uporabe prednosti, predvsem tam, kjer se zahteva velika lastna teža objektov, npr. pri gradnji vodnih pregrad. Slabosti bi pokazal predvsem na področju visokih gradenj.
Pri preiskavah gostote strjenega betona sem prišel do zaključka, da sta kompozita, ki sta vsebovala žlindro, v času od t = 0 dni do t = 28 dni dosegala višjo gostoto, v primerjavi z referenčnim kompozitom, za kar je odgovorna višja prostorninska masa žlindrinega agregata v primerjavi z apnenčevim. Zaključim lahko tudi to, da je črna jeklarska žlindra pospešila strjevanje betonske mešanice.
Zgornja trditev je bila še bolj razvidna pri tlačnih preiskavah, kajti kompozita z žlindrinim agregatom sta od t = 0 dni do približno t = 19 dni večinoma dosegala večjo tlačno trdnost, v primerjavi z referenčnim kompozitom. Pri času t = 28 dni je največjo tlačno trdnost dosegel referenčni kompozit, a sta oba kompozita z žlindrinim agregatom dosegla zelo primerljive vrednosti. Po tem lahko sklepam, da ima agregat iz črne jeklarske žlindre v splošnem ugoden vpliv na tlačne trdnosti betona, a menim, da bi v nadaljevanju opazovanja kompozit z naravnim agregatom dosegel še dosti večjo tlačno trdnost. Po mojem mnenju je betonski kompozit z agregatom iz črne jeklarske žlindre z vidika tlačnih trdnosti primerljiv s kompozitom z naravnim apnenčevim agregatom, a kljub večji gostoti betona dosega manjšo končno tlačno trdnost.
58
agregatom večjo začetno togost oz. modul elastičnosti in manjšo končno togost v primerjavi z referenčnim kompozitom. Prav tako kot pri svežih lastnostih se tudi pri modulu elastičnosti že ob manjši spremembi količine agregata pokaže zelo veliko odstopanje rezultatov, kar pomeni, da je betonski kompozit z žlindrinim agregatom zelo zahteven in nepredvidljiv za uporabo, v primerjavi z referenčnim kompozitom.
59 7 VIRI
[1] Euroslag. History. 2020.
https://www.euroslag.com/products/history/ (Pridobljeno 9. 10. 2020).
[2] Jurjavčič, P., Cotič Z. 2012. Črna jeklarska žlindra v asfaltu. Mineral. 25, 40–41.
[3] Euroslag. Legislation. 2020.
https://www.euroslag.com/status-of-slag/legislation/ (Pridobljeno 9. 10. 2020).
[4] Jurjavčič, P., Mladenovič, A., Cotič, Z. 2020. Priročnik za uporabo agregata iz črne jeklarke žlindre iz elektroobločnih peči v asfaltnih obrabnih plasteh. ReBirth: str. 16–17,7–9, 9–10, 10–11, 11, 11–12, 15, 11–13.
[5] Uredba o odpadkih. Uradni list RS, št. 37/15, 69/15 in 129/20.
[6] Euroslag. Ferrous Slag. 2020.
https://www.euroslag.com/products/ (Pridobljeno 12. 10. 2020)
[7] Taib, M. 2020. Assessment of Electric Arc Furnace (EAF) Steel Slag Waste’s Recycling Options into Value Added Green Products: A Review. Metals – Open Access Metallurgy Journal: str. 5, 7, 9–
10.
DOI:10.3390/met10101347
https://www.researchgate.net/publication/344556157_Assessment_of_Electric_Arc_Furnace_EAF_St eel_Slag_Waste's_Recycling_Options_into_Value_Added_Green_Products_A_Review
(Pridobljeno 21. 10. 2020)
[8] Mladenović, A., Eberl, U. 2010 Agregati iz črne jeklarske žlindre so odličen gradbeni proizvod iz industrijskega odpadka.
https://gradbenistvo.finance.si/283929/Agregati-iz-crne-jeklarske-zlindre-so-odlicen-gradbeni-proizvod-iz-industrijskega-odpadka?cctest&
(Pridobljeno 15. 10. 2020).
[9] Euroslag. Applications. 2020.
https://www.euroslag.com/applications/ (Pridobljeno 18. 10. 2020) [10] Euroslag. Statistics 2018. 2020.
https://www.euroslag.com/products/statistics/statistics-2018/ (Pridobljeno 19. 10. 2020)
60
https://gravelbc.ca/education/articles/the-history-of-aggregate/ (Pridobljeno 25. 10. 2020) [12] Jamal, H. 2017. Aggregates – Types of Aggregates.
https://www.aboutcivil.org/aggregates-types-uses-definition.html (Pridobljeno 27. 10. 2020)
[13] Žarnić, R. 2003. Lastnosti gradiv. Ljubljana, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za preizkušanje materialov in konstrukcij: 110, 123–124, 88–89 str.
[14] Saje, D. 2015. Tehnologija betona.
http://fgg-web.fgg.uni-lj.si/KMLK/Drago/IPiMK/IPiMK_2015_2016/2015_10_02_0003_Tehnologija_betona_TEORIJA.pdf (Pridobljeno 6. 9. 2021)
[15] Construction Aggregate – Classification Based on Geological Origin. 2017.
https://www.prodyogi.com/2017/03/construction-aggregate-classification.html (Pridobljeno 27. 10. 2020)
[16] Mladenovič, A. 2014. Uporabnost recikliranih odpadkov v gradbeništvu.
https://www.gzdbk.si/media/pdf/sekcije/okolje/posvet2014/ZAG.pdf (Pridobljeno 30. 10. 2020)
[17] Hainin, M., Aziz, M., Ali, Z., Jaya, R. 2015. Steel Slag as A Road Construction Material.
https://www.researchgate.net/publication/274458728_Steel_Slag_as_A_Road_Construction_Material (Pridobljeno 31. 10. 2020)
[18] SIST EN 1097-5: 2008. Preizkusi mehanskih in fizikalnih lastnosti agregatov – 5. del:
Določevanje vode s sušenjem v prezračevanem sušilniku.
[19] SIST EN 1097-6:2013. Preizkusi mehanskih in fizikalnih lastnosti agregatov – 6. del: Določevanje prostorninske mase zrn in vpijanja vode.
[20] SIST EN 12350-1:2009. Preizkušanje svežega betona – 1. del: Vzorčenje.
[21] SIST EN 12350-2:2009. Preizkušanje svežega betona – 2. del: Preizkus s posedom stožca.
[22] SIST EN 12390-1:2012. Preizkušanje otrdelega betona – 1. del: Oblika, dimenzije in druge zahteve za preizkušance in kalupe.
61 [23] SIST EN 12350-6:2019. Preizkušanje svežega betona – 6. del: Gostota.
[24] SIST EN 12390-2:2019. Preizkušanje otrdelega betona – 2. del: Izdelava in nega preizkušancev za preiskave tlačne trdnosti.
[25] SIST EN 12390-7:2019. Preizkušanje otrdelega betona – 7. del: Gostota otrdelega betona.
[26] SIST EN 12390-3:2019. Preizkušanje otrdelega betona – 3. del: Tlačne trdnosti preizkušancev.
[27] SIST EN 12390-13:2021. Preizkušanje otrdelega betona – 13. del: Določanje sekantnega modula elastičnosti v tlaku.
[28] SIST EN 12504-4:2021. Preizkušanje betona v konstrukcijah – 4. del: Določanje hitrosti ultrazvočnega pulza.
[29] Trdin, M. 2020. Proizvodni proces pridobivanja jekla po metodi »elektroobločne peči«. Osebna komunikacija. (Pridobljeno 6. 3. 2020)