optymalnym uziarnieniem kruszywa do betonu jest taki stos ziarnowy, który charakteryzuje się minimalną jamistością w stanie zagęszczonym przy możliwie jak największych ziarnach kruszywa. Należy dążyć do tego, aby w całej mieszance kruszyw obecne były (w odpowiednich proporcjach) wszystkie frakcje ziarnowe. Brak lub niedobór pewnych frakcji ziarnowych prowadzi do wyraźnego pogorszenia urabialności świeżej mieszanki betonowej oraz obniża jakość betonu. Przyjmuje się, że jamistość mieszanki kruszyw powinna być zawarta między 23-28%. W celu zapewnienia odpowiedniej wilgotności wskazane jest: - nawilżanie przez polewanie; - nawilżanie przez zanurzenie w wodzie; - nawilżanie przez utrzymywanie pod stałą warstwą wody; - zachowanie wilgotności własnej betonu przez nakrycie folią;
- zachowanie wilgotności własnej betonu przez nałożenie warstwy paroszczelnej ze specjalnych natryskiwanych preparatów (środek krajowy - betonal); W celu zapewnienia odpowiedniej temperatury: a) podwyższenie temperatury powyżej 20^o C nie jest szkodliwe pod warunkiem, o ile beton utrzymywany jest w stałej wilgoci; b) duże płaskie połacie dachu powinno się mimo wilgoci chronić przed zbytnim wzrostem temperatury, co najlepiej wykonywać nakrywając plandekami lub posypując wilgotnymi trocinami; c) przy obiektach masywnych zachodzi czasem potrzeba chłodzenia betonu od wewnątrz (odprowadzając ciepło hydratacji). Najczęściej w tym celu wbetonowuje się rury do przepuszczania chłodzącego medium lub pozostawia się otwory, przez które ucieka ciepło z wnętrza Zasady zagęszczania Zagęszczanie mieszanki betonowej jest istotną czynnością, wpływającą na jakość betonu, dlatego: - mieszanka betonowa musi być zagęszczona do stanu ścisłego i jednorodnego; - deskowanie (forma) musi być szczelnie wypełnione, a zbrojenie dokładnie otulone; - powierzchnia wykonanej konstrukcji powinna być możliwie gładka i bez porów. Wyróżnia się następujące metody zagęszczania: - sztychowanie;- ubijanie;- wibrowanie;- prasowanie;- wibroprasowanie;- walcowanie;- utrząsanie;- wirowanie;- próżnowanie;- samozagęszczenie; Sztychowanie Sztychowanie -stosuje się do mieszanek betonowych o konsystencjach ciekłej i półciekłej. Polega ono na zagęszczaniu wgłębnym poprzez zanurzenie prętów stalowych. Przy tego typu zagęszczeniu grubość warstwy betonu nie powinna przekraczać 50 cm. Pręty do sztychowania powinny mieć średnicę 16 mm i być ostro zakończone (szpice lub łopatki). Wodożądność jest to ilość wody, jaką należy użyć w celu uzyskania zakładanej klasy konsystencji mieszanki betonowej. Jest ona uzależniona od stopnia ciekłości mieszanki betonowej oraz procentowych zawartości poszczególnych frakcji stosu okruchowego mieszanki kruszywa. Im większy stopień ciekłości mieszanki, tym otoczka wodna wokół ziaren kruszywa i cementu musi być grubsza. Na stopień ciekłości mieszanki betonowej (a tym samym i wodożądność) ma wpływ także rodzaj kruszywa grubego. Metody postępowania przy prowadzeniu robót betonowych w zimie: 1. Metoda modyfikacji wykonywania mieszanki betonowej: - stosuje się cementy wyższych klas i szybkotwardniejące; - projektuje się betony o odpowiednio wyższej wytrzymałości, uwzględniając jej spadek; - stosuje się mieszanki betonowe mniej ciekłe (W/C<0,6)‏ - stosuje się domieszki zimowe, umożliwiające betonowanie i dojrzewanie w warunkach zimowych. Ze względu na sposób działania domieszki takie można podzielić na domieszki przyspieszające wiązanie oraz domieszki obniżające temperaturę zamarzania wody - stosuje się ciepłe mieszanki betonowe (podgrzewanie wody zarobowej do 60oC oraz kruszywa do temperatury około 35^o C); 2. Metoda zachowania ciepła Idea metody polega na takiej ochronie betonu przed utratą ciepła, aby w momencie ostygnięcia do 0oC beton uzyskał założoną, konieczną w tym momencie wytrzymałość. 3. Metoda podgrzewania betonu Można stosować metodę elektronagrzewu, jednak w Polsce jest to metoda stosowana bardzo rzadko, ze względu na jej skomplikowaną ideę. Ponadto stosuje się maty grzejne oraz elektrooporowe promienniki podczerwieni wzbudzane prądem elektrycznym.
4. Metoda cieplaków Cieplaki to prowizoryczne pomieszczenie, w którym można utrzymać wyższą temperaturę w stosunku do temperatury na zewnątrz cieplaka. Cieplaki wykonuje się z drewna, z lekkiej osłony na ruszcie drewnianym lub stalowym, lub w formie powłok pneumatycznych. 5) postępowanie przy temperaturach niższych od 10^o C. Roboty prowadzone w warunkach obniżonych temperatur oraz w warunkach zimowych wymagają spełnienia dwóch warunków technologicznych: beton musi uzyskać w właściwą wytrzymałość w określonym czasie oraz beton musi uzyskać właściwą odporność zanim ulegnie zamrożeniu
Transport mieszanki betonowej -Rozróżnia się transport mieszanki betonowej w obrębie placu budowy na odległości nie większe niż 250 m (transport bliski) i transport daleki - nawet do kilkudziesięciu kilometrów z wytwórni mieszanki betonowej. Warunki dobrego transportu polegają na tym aby nie dopuścić do: - rozsortowania składników; - rozpoczęcia procesu wiązania w czasie transportu; - rozrzedzenia mieszanki betonowej; - zbytniego ochłodzenia. Środki transportu bliskiego -W zależności od ilości przewożonej mieszanki betonowej oraz długości drogi transportu stosuje się: -taczki, wózki ręczne i o napędzie mechanicznym, transportery taśmowe. -Najkorzystniej jest transportować mieszankę betonową w jak największych objętościach i środkami, które ograniczają wstrząsy do minimum. -Efektywnym sposobem transportu jest transport naczyniem zwanym nasypnikiem. Przenosi go dźwig i otwiera bezpośrednio nad miejscem przeznaczenia. Mieszankę można także wypuszczać partiami.
Środki transportu dalekiego Do transportu dalekiego mieszanek betonowych stosuje się betoniarki samochodowe o powolnych obrotach, aby nie dopuścić do segregacji składników. W szczególnych przypadkach można także stosować wywrotki samochodowe z udoskonalonymi skrzyniami, zaopatrzonymi w wibratory przyczepne dla ułatwienia rozładunku oraz zwykłe wywrotki samochodowe. Taki transport jest najmniej korzystny i dopuszcza się na odległość do 3-4 km, przy czym mieszanka nie powinna być bardziej ciekła niż plastyczna. Z obu typów wywrotek należy mieszankę wyładować do zasobnika i dopiero po dodatkowym przemieszaniu przesłać do miejsca przeznaczenia. Transport pompowy Można stosować tylko na terenie budowy (transport wewnętrzny). Mieszanka jest dostarczana do zbiornika pompy. W transporcie pompowym mieszanka przesuwa się ruchem laminarnym, tzn. nie ulega mieszaniu wewnątrz przewodów. Najbardziej optymalna konsystencja mieszanki betonowej to plastyczna, cement powinien być o wolnowiążący, stosunek W/C od 0,5 do 0,65 oraz punkt piaskowy mieszanki kruszyw w granicy 35-45%. . Nie powinna ona przekraczać 1 metra. Im mieszanka bardziej ciekła, tym wysokość swobodnego zrzucania powinna być mniejsza. Przy konsystencji ciekłej wysokość zrzucania nie powinna być większa niż 0,5 metra. Bez względu na zastosowany sposób należy pamiętać o tym, aby ostatni odcinek (około 50 cm) opadania był pionowy, a nie skośny. Chroni to mieszankę przed rozsortowaniem. Konsystencja mieszanki betonowej jest to stopień jej ciekłości określany klasami konsystencji w zależności od metody badania. Na konsystencję mieszanki betonowej wpływa: -ilość i jakość cementu (jego powierzchnia właściwa), -ilość wody zarobowej i stosunek C/W zaczynu cementowego, - skład ziarnowy kruszywa, rodzaj kruszywa grubego (naturalne, łamane) oraz ilość i rodzaj ewentualnych domieszek (plastyfikatorów i superplastyfikatorów) i dodatków (pyły krzemionkowe, popioły lotne).Z pojęciem konsystencji mieszanki betonowej łączy się grubość otoczek wodnych, czyli wody zaadsorbowanej na powierzchniach ziaren kruszywa i cementu. Specyfikacja - końcowe zestawienie udokumentowanych wymagań technicznych dotyczących wykonania lub składu betonu Beton projektowany to beton, którego żądane właściwości i dodatkowe cechy są podane przez zamawiającego - producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu w postaci mieszanki betonowej. Specyfikujący (zamawiający np. wykonawca robót betonowych) formułuje w specyfikacji wymagania stawiane betonowi: przeznaczenie betonu (wymiary konstrukcji), wytrzymałość na ściskanie(klasa wytrzymałościowa), klasa konsystencji mieszanki betonowej, warunki pielęgnacji, warunki użytkowania, klasa ekspozycji, klasa zawartości chlorków, oraz ewentualnie dodatkowe cechy. Odpowiedzialność za osiągnięcie wymaganych właściwości spoczywa na producencie betonu. Specyfikacja betonu projektowanego powinna zawierać: a) Wymagania podstawowe (dla betonu projektowanego): -wymaganie zgodności z EN 206-1, -klasę wytrzymałości na ściskanie; -klasę ekspozycji;-max nominalny górny wymiar ziaren kruszywa; -klasę zawartości chlorków; -klasę gęstości lub założoną gęstość (dla betonu lekkiego); -założoną gęstość (dla betonu ciężkiego);-klasę konsystencji lub założoną wartość konsystencji (dla betonu towarowego oraz wykonywanego na miejscu); Wymagania dodatkowe dla betonu projektowanego: specjalny rodzaj lub klasę cementu, specjalny rodzaj lub markę kruszywa ,
zawartość powietrza w świeżej mieszance betonowej , temperatura mieszanki , rozwój wytrzymałości (współczynnik wytrzymałości średnia wytrzymałość R2/ średnią R28), wydzielania ciepła podczas hydratacji, opóźnienie wiązania, wodoszczelność,
wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu,
inne wymagania techniczne (np. dotyczące wykończenia konstrukcji) Urabialność mieszanki betonowej jest to zdolność do łatwego i szczelnego wypełnienia formy z jednoczesnym zachowaniem jednorodności mieszanki betonowej, przy określonym sposobie jej zagęszczania.
Jest to cecha technologiczna, bezpośrednio nie mierzona i powinna być dostosowana do warunków formowania i zagęszczania mieszanki betonowej, określonych przez: - kształt i wymiary betonowanego elementu oraz ilości zbrojenia, - oczekiwaną gładkość i wygląd powierzchni betonu,
- sposoby układania i zagęszczania mieszanki betonowej. „Dopasowanie” urabialności mieszanki betonowej do w/w warunków polega na doborze odpowiedniej ilości zaprawy w dm³ na 1 m³ mieszanki betonowej oraz łącznej ilości cementu i frakcji kruszywa o uziarnieniu poniżej 0,125 mm., Tok postępowania przy projektowaniu betonów: Projektowanie składu betonu polega na ustaleniu poszczególnych jego składników w kg na 1 m³ zagęszczonej mieszanki betonowej. Proces projektowania składu betonu składa się z czterech etapów: (1) zdefiniowanie przeznaczenia projektowanego betonu; (2) jakościowe projektowanie składu betonu; (3) ilościowe projektowanie składu betonu; (4)doświadczalne sprawdzenie poprawności składu betonu. 1) Zdefiniowanie przeznaczenia projektowanego betonu Zdefiniowanie przeznaczenia betonu polega na opracowaniu specyfikacji, w której formułuje się wystawiane betonowi: przeznaczenie betonu (wymiary konstrukcji), wytrzymałość na ściskanie (klasa wytrzymałościowa), klasa konsystencji mieszanki betonowej, warunki pielęgnacji, warunki użytkowania, klasa ekspozycji, klasa zawartości chlorków, oraz ewentualnie dodatkowe cechy.
Projektant konstrukcji betonowej podaje klasę wytrzymałościową betonu, wymiary elementów, sposób rozłożenia stali zbrojeniowej w betonie, warunki eksploatacji konstrukcji oraz inne dodatkowe cechy. Ponadto należy ustalić w porozumieniu z wykonawcą robót betonowych klasę konsystencji mieszanki betonowej, sposób jej układania i zagęszczania. Na podstawie tych informacji specyfikujący opracowuje specyfikację projektowanego betonu. (2) Jakościowe projektowanie betonu polega na doborze składników oraz określeniu ich właściwości. Na podstawie informacji zawartych w specyfikacji należy przyjąć składniki o odpowiednich właściwościach. Wybór klasy i rodzaju cementu zależy od żądanych właściwości betonu oraz od warunków jego dojrzewania i eksploatacji. 3)Projektowanie ilościowe Jest to postępowanie prowadzące do ustalenia ilości składników mieszanki betonowej w kg/m³, zapewniających uzyskanie założonych właściwości mieszanki betonowej i betonu, podanych w specyfikacji. Przed przystąpieniem do projektu składu mieszanki betonowej należy dokonać doboru optymalnego uziarnienia mieszanki kruszyw.
-W literaturze jest dostępnych kilkadziesiąt metod projektowania betonów zwykłych. Metody te można umownie podzielić na metody obliczeniowe, doświadczalne i doświadczalno - obliczeniowe
4) Doświadczalne sprawdzenie poprawności składu betonu - Jest to postępowanie zmierzające do kontroli zaprojektowanego betonu. Ocena taka obejmuje:-porównanie wyliczonej ilości cementu z wymaganiami normowymi; -sprawdzenie ilości zaprawy; -sprawdzenie wyliczonej ilości cementu i kruszywa o uziarnieniu poniżej 0,125 mm; -kontrolę podanych w specyfikacji właściwości mieszanki betonowej i betonu (klasy konsystencji mieszanki betonowej, wytrzymałości na ściskanie betonu, mrozoodporności, ścieralności, i inne). TECHNOLOGIA Proces wykonywania betonu dzieli się na etapy:przyjmowanie i magazynowanie składników; przygotowanie mieszanki betonowej: dozowanie i mieszanietransport od miejsca mieszania do miejsca przeznaczenia: załadowanie do środka transportu, przewóz, wyładowanie; układanie i zagęszczanie mieszanki betonowej;pielęgnacja; kontrola poziomu wykonywania mieszanki betonowej i betonu w konstrukcji. Przyjmowanie i magazynowanie składnikówCementy workowane należy przechowywać w magazynach zamkniętych, szczelnych i suchych, a w zimie, w miarę możliwości w pomieszczeniach ogrzewanych. Dozowanie składnikówSkładniki można dozować masowo (ciężarowo) lub objętościowo. Na placu budowy cement dozuje się ciężarowo, a kruszywo objętościowo. Ilość wody jest ustalana na bieżąco przez operatora z uwzględnieniem aktualnego zawilgocenia kruszywa Mieszanie składników Mieszanie składników powinno być tak prowadzone, aby w możliwie krótkim czasie uzyskać maksymalnie jednorodne ich rozmieszczenie w mieszance.Jednostopniowe, dwustopniowe, wielostopniowe. Kolejność dozowania W betoniarkach wolnospadowych: przed wsypaniem kruszywa i cementu - wlać około 1/3 ilości wody zarobowej. Po kilku obrotach wsypuje się porcjami na zmianę kruszywo i cement. Po następnych kilku obrotach wlewa się resztę wody podczas obrotu bębna. Od czasu załadowania wszystkich składników miesza się przez okres przewidziany jako optymalny dla danej betoniarki. Czas mieszania Jest uzależniony od pojemności betoniarki, od konsystencji mieszanki betonowej oraz od typu betoniarki. Czas mieszania dla betoniarek o wymuszonym mieszaniu nie powinien być krótszy niż 60 sekund Czas mieszania dla betoniarek wolnospadowych nie powinien być krótszy niż 60 sekund i nie dłuższy niż 2 minuty Metody rozprowadzania Przed rozpoczęciem zagęszczania wymagane jest rozprowadzenie mieszanki w formie czy deskowaniu. Jest to bardzo ważne przy stosowaniu mieszanek o gęstszych konsystencjach, które przy zagęszczaniu mogłyby się nie rozpłynąć i nie wypełnić Badanie konsystencji: Metoda :1.stożka opadowego- Zasada meto­dy polega na umieszczeniu i zagęszczeniu mieszanki betonowej w formie o kształ­cie ściętego stożka. Opad stożka mieszanki betonowej (po zdjęciu formy) jest mia­rąjej konsystencji. 2.Vebe- 3.Stopnia zagęszczenia- 4.stolika rozpływowego- Metody zagęszczenia: Ubijanie Zagęszczanie przez ubijanie stosowane jest przy konsystencjach gęstoplastycznych i wilgotnych. Ubijanie ręczne można stosować jedynie w przypadku niewielkiej ilości betonów o podrzędnym znaczeniu. Stosuje się ubijaki o masie 7-16 kg i o powierzchni uderzenia około 150-250 cm2. Ubijak nie zagłębia się wcale lub bardzo nieznacznie w mieszankę betonową. Grubość ubijanej warstwy 10-25cm. W przypadku ubijaków ręcznych należy nimi uderzać z wysokości 20-30cm, natomiast ubijaki mechaniczne mają regulowaną siłę uderzenia i należy je tylko przesuwać po powierzchni. Ubijanie prowadzi się do momentu, aż na całej powierzchni pojawi się mleczko cementowe. Betony ubijane mechaniczne uzyskują do 10 % wyższą wytrzymałość na ściskanie, niż ubijane ręcznie.

4

---