WŁASNOŚCI
PODSTAWOWYCH
SKŁADNIKÓW BETONU
I OGÓLNE ZASADY
KWALIFIKACJI ICH
JAKOŚCI

Aneta Górecka

BETON- materiał powstały ze zmieszania cementu,
kruszywa grubego i drobnego oraz
ewentualnych domieszek i dodatków, który
uzyskuje swoje właściwości w wyniku
hydratacji cementu.

cement + H

2

O

+ kruszywo

TRWAŁOŚĆ- czas, w jakim w danych warunkach eksploatacji
beton zachowuje swoje właściwości na
wymaganym poziomie, pozwalającym na
niezakłócone pełnienie przez beton założonych
funkcji.

Zadanie betonu:



przenoszenie sił ściskających,



aktywna ochrona stali zbrojeniowej.

TYPY AGRESJI ZEWNĘTRZNEJ

KLASA

EKSPOZYCJI

brak agresji

X0

karbonatyzacja (C)

XC1-XC4

korozja chlorkowa w strefie śródlądowej (D)

XD1-XD3

korozja chlorkowa w strefie nadmorskiej (S)

XS1-XS3

zamarzanie/odmarzanie (F)

XF1-XF4

chemiczna (A)

XA1-XA3

ścieranie (M)

XM1-XM3

CEMENT- spoiwo hydrauliczne będące wypalonym,
drobno zmielonym materiałem mineralnym,
który po zmieszaniu z wodą tworzy zaczyn.
Wiąże oraz zachowuje swoje właściwości
zarówno w wodzie, jak i w powietrzu.

Klasyfikacja:

a.) ze wzg. na skład:



CEM I: portlandzki,



CEM II: portlandzki z
dodatkami,



CEM III: hutniczy,



CEM IV: pucolanowy,



CEM V:
wieloskładnikowy.

b.) ze wzg. na
wytrzymałość:



32,5; 42,5; 52,5 [MPa],



N/R: normalna/wysoka
wytrzymałość
wczesna,



NA: niskoalkaliczny,



LH: o niskim cieple
hydratacji,

Skład mineralogiczny:



alit C

3

S (3CaOSiO

2

),



belit C

2

S (2CaOSiO

2

),



celit C

3

A (3CaOAl

2

O

3

),



braunmileryt C

4

AF (4CaOAl

2

O

3

Fe

2

O

3

)

Wskaźnik w/c dla przeciętnego cementu wynosi ok. 0,30.
Dla betonów zwykłych w/c = 0,40 - 0,65.

Podstawowe cechy cementu:



gęstość (ziaren, nasypowa),



stopień rozdrobnienia (wielkość, powierzchnia właściwa).

Badane cechy:



wodożądność- ilość wody potrzebnej do wykonania
zaczynu o konsystencji normowej,



czas wiązania,



stałość objętości: pęcznienie oraz skurcz,



wytrzymałość.

WODA ZAROBOWA

Zadania:



zwilżenie powierzchni ziaren cementu i kruszywa,



nadanie odpowiedniej konsystencji i urabialności,



udział w hydratacji składników cementu.

Wymagania dla wody zarobowej (badania):



barwa,



zapach,



zawiesina,



zawartość siarkowodoru
H

2

S,



pH,



zawartość siarczanów SO

42-

,



zawartość chlorków Cl,



zawartość cukrów,



twardość ogólna,



sucha pozostałość.

WODA ZAROBOWA

Zadania:



zwilżenie powierzchni ziaren cementu i kruszywa,



nadanie odpowiedniej konsystencji i urabialności,



udział w hydratacji składników cementu.

Wymagania dla wody zarobowej (badania):



barwa,



zapach,



zawiesina,



zawartość siarkowodoru
H

2

S,



pH,



zawartość siarczanów SO

42-

,



zawartość chlorków Cl,



zawartość cukrów,



twardość ogólna,



sucha pozostałość.

Związki organiczne (zaburzenie wiązania cementu)

WODA ZAROBOWA

Zadania:



zwilżenie powierzchni ziaren cementu i kruszywa,



nadanie odpowiedniej konsystencji i urabialności,



udział w hydratacji składników cementu.

Wymagania dla wody zarobowej (badania):



barwa,



zapach,



zawiesina,



zawartość siarkowodoru
H

2

S,



pH,



zawartość siarczanów SO

42-

,



zawartość chlorków Cl,



zawartość cukrów,



twardość ogólna,



sucha pozostałość.

Korozja betonu i stali zbrojeniowej

KRUSZYWO-

rozdrobniony,

ziarnisty

materiał

pochodzenia
mineralnego (skalnego) o ziarnach
otoczonych
lub łamanych, których wielkość
jest
dopasowana do rodzaju betonu.

Rodzaje:
a.) pochodzenie:



naturalne,



sztuczne,



z recyklingu.

c.) wielkość ziaren:



drobne (D≤4mm),



grube (D≥4mm i
d≥2mm),



pył (0,063mm

).

b.) gęstość:



lekkie (ρ ≤ 2000 kg/m

3

),



zwykłe (2000kg/m

3

≤ ρ ≤

3000kg/m

3

),



ciężkie (ρ ≥ 3000kg/m

3

).

Właściwości kruszywa:



uziarnienie (krzywa przesiewu),



powierzchni zewnętrzna lub właściwa
(wodożądność),



jamistość (zapotrzebowanie na zaczyn),



szczelność,



kształt ziaren,



wytrzymałość na miażdżenie,



nasiąkliwość,



mrozoodporność.

Właściwości kruszywa:



uziarnienie (krzywa przesiewu),



powierzchni zewnętrzna lub właściwa
(wodożądność),



jamistość (zapotrzebowanie na zaczyn),



szczelność,



kształt ziaren,



wytrzymałość na miażdżenie,



nasiąkliwość,



mrozoodporność.

Dobór OPTYMALNEGO STOSU OKRUCHOWEGO
→ takie proporcje kruszywa grubego i drobnego, aby
uzyskać
max. szczelność przy min. jamistości i
wodożądności.

Obszar dobrego uziarnienia:

3 zalecane strefy dobrego uziarnienia zależnie od
frakcji: 0-16mm, 0-31,5mm, 0-63mm.

Zapotrzebowanie na zaczyn cementowy:

otulenie powierzchniowe

przepełnienie jam

Wniosek: im większa powierzchnia ziaren oraz jamistość,
tym więcej trzeba zaczynu.

DOMIESZKI- materiał dodawany podczas wykonywania
mieszanki
betonowej w ilości ≤5% masy cementu
w

celu

zmodyfikowania właściwości świeżej
mieszanki
betonowej i/lub stwardniałego betonu.

Rodzaje:



plastyfikatory i superplastyfikatory,



uszczelniające,



napowietrzające,



przyspieszające/opóźniające wiązanie lub twardnienie,



przeciwmrozowe,



barwiące.

DODATKI- drobnoziarniste składniki stosowane w celu
poprawy
pewnych właściwości lub uzyskania
specjalnych
właściwości w ilości przekraczającej 5%
masy

cementu.

Typy:



I → prawie obojętny,



II → właściwości pucolanowe lub utajone właściwości
hydrauliczne.

Dodatki do betonu:



granulowany żużel wielkopiecowy,



popiół lotny,



pył krzemionkowy (mikrokrzemionka).

KLASA BETONU- określa wartość minimalnej
wytrzymałości
charakterystycznej betonu na
ściskanie f

ck

[MPa].

ZWYKŁY (2000kg/m

3

≤ ρ ≤

2600kg/m

3

)

CIĘŻKI (ρ ≥ 2600kg/m

3

)

LEKKI (ρ ≤

2000kg/m

3

)

zwykły C8/10-C50/60

LC8/9-LC50/55

BWW

C55/67-C100/115

LC55/60-LC80/88

Jakościowy i ilościowy dobór składników betonu zależy od:



charakterystyki elementu konstrukcji (rola=klasa
betonu, wymiary przekroju, zbrojenie=max wymiar
kruszywa),



technologii i warunków betonowania,



żądanej konsystencji,



żądanej trwałości → klasa betonu, c

min

, w/c

max

, p

min

,

→ klasa cementu.

Bibliografia:



PN-EN 206-1:2003,



PN-EN 197-1:2002 (fragmenty),



PN-EN 1008:2004 (fragmenty),



PN-EN 12620:2008 (fragmenty),