TECHNOLOGIA BETONU

Projekt mieszanki betonowej

Prowadzący : Wykonał:

mgr inż. Sławomir Słonina Sergiusz Jancełowski

BD II - LP 05

Założenia projektowe

Element i technika jego wykonania

• Nazwa – Płyty dachowe korytkowe zamknięte SWW 1451-73

• Symbol – DKZ-300/30

• Wymiary – 2990x290x100 mm

• Zbrojenie elementu : minimalny rozstaw prętów zbrojenia w kierunku prostopadłym do kierunku betonowania e=10 cm; siatka zgrzewana ø=6 mm (10x10cm)- ze stali klasy A-III;

Maksymalny wymiar ziaren kruszywa:

d_max ≤ 3/4 r min d_max ≤ 1/3 g min

R_min = 10 cm g_min = 3,5 cm

d_max ≤ 7,5cm d_max ≤ 1,2cm

• Sposób zagęszczania mieszanki betonowej – mechaniczne

• Warunki dojrzewania elementu – naturalne

• Liczba projektowanych elementów – 100 sztuk

• Pojemność betoniarki – 500 dm³

• Objętość betonu – 0,0400 m³

• Ciężar elementu – 100 kg

• Przeznaczenie – stosowane do przekryć dachowych i stropodachowych

 w budownictwie ogólnym i przemysłowym

Beton

• Klasa ze względu na wytrzymałość ściskania C20/25 – B25

• Konsystencja mieszanki betonowej

K4 według PN-88/B-06250

V3 według PN-EN 206-1:2000

• Klasa ekspozycji elementu – XC3.

Beton wewnątrz budynków o niskiej wilgotności powietrza, beton stale zanurzony w wodzie.

• Maksymalny wskażnik $\frac{W}{C}\ $=0,60

• Minimalna zawartość cementu 280 kg/m³

• Minimalna klasa wytrzymałości betonu: C 20/25

• Stopień mrozoodporności i wodoszczelności (PN-88/B-06250):

• - mrozoodporność klasy F50;

• - wodoszczelność klasy W4;

Dobór składników

Cement

• Rodzaj cementu – CEM I

• Klasa cementu – 42,5 R

• Gęstość pozorna ρ _c = 3,1 [g/cm³]

• Gęstość nasypowa w stanie luźnym- ρ _{n c} = 1,2 [g/cm³]

• Wodożądność cementu - w_c = 0,29 (według Sterna)

Kruszywa

• Kruszywo drobne (do 2 mm) – piasek naturalny

• Kruszywo grube (od 2mm – 16mm) – bazalt

• Gęstości pozorne kruszyw

  • ρ_p=2,6 [g/cm³]

  • ρ_G=2,6 [g/cm³]

• Gęstości nasypowe w stanie luźnym

  • ρ_np=1,59 [g/cm³]

  • ρ_nG=1,47 [g/cm³]

• Gęstość stosu okruchowego

ρ_k=2,6 [g/cm³]

• Wilgotność naturalna kruszyw

  • w_np=2%

  • w_nG=1%

Projektowanie stosu okruchowego

Frakcja	Piasek	Kruszywo grube
	udział [%]	przesiew [%]
1	2	3
0 - 0.125	5,0	5
0.125 - 0.25	26,2	31
0.25 - 0.5	56,7	88
0.5 - 1	10,3	98
1 - 2	1,4	100
2 - 4	0,3	100
4 - 8	0,0	100
8 - 16	0,0	100
16 - 31.5	0,0	100
31.5 - 63	0,0	100
	100
Punkt piaskowy kruszywa drobnego (piasku)
PPp =	99,7	%
Punkt piaskowy kruszywa grubego
PPg =	7	%
Punkt piaskowy stosu okruchowego
PP st =	25,9	%
Proporcja zmieszania kruszyw
X=KG/KD

Frakcja	Udział frakcji [%]	Stos okruchowy
	Kruszywo drobne	Kruszywo grube
1	2,0	4
0 - 0.125	5,0	1,01
0.125 - 0.25	26,2	0,02
0.25 - 0.5	56,7	0,39
0.5 - 1	10,3	0,70
1 - 2	1,4	4,40
2 - 4	0,3	14,8
4 - 8	0,0	40,0
8 - 16	0,0	38,7
16 - 31.5	0,0	0,0
31.5 - 63	0,0	0,0
SUMA	100	100

Woda zarobowa

Stosowana woda wodociągowa spełniająca wymagania wody zarobowej ( wg PN-EN-1008)

Dobór parametrów w równaniach

Średnia wytrzymałość po 28 dniach dojrzewania

R_c²⁸ = 1,3*R_b^G*β

C20/25 R_b^G= 25mPa

β=1,0 naturalne dojrzewanie

R_c²⁸ = 32,5

Współczynniki A₁, A₂ do wzoru Bolomey’a

A₁ = 24

A₂ = 15,5

Wodożądność cementu ( W_c)

Wodożądność cementu – 0,29 dm3/kg

Wodorządność kruszywa (W_k)

Wodożądność mieszanki kruszyw

Frakcja	Wodożądność
	Wi
1	10
0 - 0.125	0,290
0.125 - 0.25	0,150
0.25 - 0.5	0,103
0.5 - 1	0,073
1 - 2	0,054
2 - 4	0,041
4 - 8	0,032
8 - 16	0,025
16 - 31.5	0,021
31.5 - 63	0,017
SUMA

• Wodożądność kruszywa drobnego :

• Wodożądność kruszywa grubego :

• Wodożądność mieszanki kruszywa:

Gęstość pozorna mieszanki kruszywa:

Obliczenia wstępnego składu betonu

Założenie wstępne:

Warunek się spełnia:

Składniki na 1 m³ mieszanki betonowej:

- cement

Minimalna zawartość cementu wynosi 280 [kg/]

C_min<C warunek został spewniony : 280 < 395,664 [kg/]

- kruszywo

- woda

- piasek i bazalt (obliczanie zawartości poszczególnych kruszyw w mieszance betonowej):

Warunki:

1. warunek zapewniający mieszance betonowej odpowiednią ciekłość, konsystencję (warunek konsystencji)

2. warunek szczelności:

Ostateczny skład na 1m³mieszanki betonowej przedstawia się następującą:

C = 395,664

W = 213,86

P = 335,943

G = 1356,143

Sprawdzanie otrzymanego składu oraz ewentualne korekty

Zawartość cementu

* wg PN-88/B-06250

Z powyższego warunek został zachowany

Zawartość (objętość) zaprawy

Zawartość cząstek poniżej 0,125 mm

Wymagania dotyczące stosunku wodno cementowego

(dla XC3)

Uwzględnienie wilgotności naturalnej kruszywa

K_skor = P_skor+G_skor=342,66+1369,70=1712,36 [kg/m³]

C_skor =C = 395,664 [kg/m³]

Ostatecznie z uwzględnieniem zawilgoceń receptura jest następująca:

C = 395,664 kg/m³

W_skor = 193,58 dm³/m³

P_skor = 342,66 kg/m³

G_skor = 1369,70 kg/m³

Obliczanie składu zarobowego

Nominalna objętość betoniarki

Współczynnik wykorzystania objętości betoniarki

Użyteczna objętość betoniarki

Skład zarobu roboczego

Ilość składników na 150 elementów

Obliczenie ilości zarobu na wykonanie n elementów

Dodatki i domieszki

Dodatki – popiół lotny

Minimalne zawartości cementu CEM I 32,5 przy k=0,4 [kg/m³]

C_min = 280 [kg/m³]

ρ_PL=2,39 [g/cm³]

$\frac{W}{C}\ = 0,54\ \ $

C = 395,664

W = 213,86

P = 335,943

G = 1356,143

Zawartość cementu po uwzględnieniu obecności popiołu C^P

C^P = 0,883 C = 0,883 *395,644= 349,371 [kg/m³]

ΔC^P = 0,117 C = 0,117 * = 46,293 [kg/m³]

Maksymalna zawartość popiołu

PL_max = 0,291 C = 0,291*395,664 = 115,138 [kg/m³]

C^P = C – ΔC^P = 395,664 – 46,293 = 349,371 [kg/m³]

$$\frac{W}{C^{P} + k\ PL} = \frac{213,86}{349,371 + 0,4*\ 115,138} = 0,541$$

Korekta zawartości kruszywa wynikające z wprowadzenia popiołu lotnego

ΔV_k = -0,074 C = 0,094 *765,696 = 37,1924 [dm³/m³]

ΔK = ρ_k ΔV_k = 2,6*37,1924 = 96,7

K^P = G + P – ΔK = 335,943 +1356,143 – 96,7 = 1595,386 [kg/m³]

$$P = \frac{K^{P}}{1 + x} = \frac{1595,386}{1 + 3,81\ } = 331,68\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$$

G = K^P – P = 1595,386 – 331,68 = 1263,706 [kg/m³]

Składniki na 1m³ bez uwzględniania zawilgocenia

C = 349,4 [kg/m³]

W = 213,86 [dm³/m³]

P = 331,7 [kg/m³]

G = 1263,7 [kg/m³]

PL = 115,1 [kg/m³]

Domieszki

FM (sika) 1,25% masy cementu

C = 349,4 [kg/m³]

SP = 7,5 l

Superplastyfikator zawiera 75% wody i 25% suchego superplastyfikatora

W_SP = 5,6 l

ρ_w = 1 [g/cm³]

SP_s = 1,9 kg

ρ_sp = 1,17 [g/cm³]

W = – 5,6 = 187,98 [dm³/m³]

SP = 2,2 [kg/m³]

C = 349,4 [kg/m³]

P = 331,7 [kg/m³]

G = 1263,7 [kg/m³]

PL = 115,1 [kg/m³]

SP = 2,2 [kg/m³]

W = 213,86 [kg/m³]

Równanie szczelności

Błąd wynosi 0,89%

Podsumowanie

Projekt mieszanki betonowej na wykonanie PŁYTY DACHOWEJ KORYTKOWEJ ZAMKNIĘTEJ DKZ-300/30

Wymiary: 2990x290x100 mm

Konsystencja mieszanki betonowej: półciekła K-4

Klasa betonu: C20/25

Skład: cement CEM I 42,5 R ρ _c = 3,1 [g/cm³] w_c = 0,29

kruszywo naturalne : piasek ρ _p = 2,6 [g/cm³] w_np = 2%

bazalt ρ _g = 2,6 [g/cm³] w_ng = 1%

woda wodociągowa

Ilość składników na 1 m³ bezuwzględnienia zawilgocenia

C = 395,664

W = 213,86

P = 335,943

G = 1356,143

Ilość składników na 1 zarób z uwzględnieniem zawilgocenia

C = 395,664 kg/m³

W_skor = 193,58 dm³/m³

P_skor = 342,66 kg/m³

G_skor = 1369,70 kg/m³

Literatura

1 Norma PN-88 B-60250 ,,Beton zwykły”

2 Norma PN-EN 206-1: 2003 ,,Beton Część 1. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.”

3 Jamroży Z. „Beton i jego technologie”

4 Norma PN-EN 933-1: 1997

5 Dr Kulpiński ; Materiały pomocnicze z robót budowlanych

6 Beton według normy PN-EN 206-1 (komentarz)

7 Notatki z zajęć „Technologii betonu”