5A cechy stwardniałego betonu zwykłego -podstawą do klasyfikacji betonu jest wytrzymałość na ściskanie. Dotyczy to zarówno betonu zwykłego i betonu ciężkiego. Do tej klasyfikacji można stosować wytrzymałość charakterystyczną na ściskanie określoną w 28 dniu dojrzewania na próbkach 150 mm i wysokości 300 mm lub na próbkach sześciennych o boku 150 mm. Klasyfikacja betonów gęstość pozorna Beton ciężki pp>2600kg/m3 b. zwykły pp=2000-2600 b. lekki pp=800-2000, / betony ze spoiw cementowych: -konstrukcyjne przeznaczone do przenoszenia obciążeń w budynkach lub obiektach inżynierskich -osłonowe do przegród osłabiających promieniowanie jonizujące źródeł twardych promieni -izolacyjne termiczne ch. Małym współczynnikiem ciepła A<0,25W/(m*C) / miejsce wykonania cementowy beton zwykły wyprodukowany na placu budowy przez wykonawcę obiektu jest zużywany na jego własny użytek i za jego jakość odpowiada wykonawca -beton towarowy dostarczony jako mieszanka betonowa przez producenta betonu lub jednostkę nie będącą wykonawcą obiektu budowlanego lub elementu. Betonem towarowym jest także -b. p. przez wyk. Poza miejscem budowy -b. p. na miejscu budowy ale nie przez wykonawcę Zależność miedzy 28 dni a wytrzymałością określona w innych terminach czas 28 dni jest powszechnie przyjęty za porównawczy i miarodajny przy ocenie wytrzymałości betonu. Wzrost wtrz. Betonu po okresie dłuższym niż 28 dni jest zjawiskiem ciągłym, uzaleznionym od użytego cementu, dodatków bądź spoiw, od wilgoci i temp. Gdy zachodzi konieczność przewidywania oceny wytrz. Betonu po upływie ponad 28 dni do 90 dojrzewania można zastosować wzór przeliczeniowy fck.t = fc.cube [1+(t-28)α] Urabialność mieszanki betonowej cecha urabialności nie jest ściśle opisana i nie ma miana fizycznego. Decyduje o jednorodności tworzywa betonowego, polegającej na równomiernym przestrzennym rozmieszczeniu wszystkich składników mieszanki, a w następstwie o jednorodności technicznych cech betonu -określoną struktura betonu (beton po zagęszczeniu nie powinien zawierać pustek powietrznych więcej niż 3% przy ziarnach 16mm i 4% przy ziarnach <16mm -przy doborze rodzaju cementu należy uwzględnić zastosowanie betonu (niezborojony, zbrojony, sprężysty), ciepło hydratacji (wymiary konstrukcji) Ustalanie składu mieszanki kruszywa- mając do dyspozycji kruszywo drobne o ziarnach do 2 mm oraz grube kruszywo otoczkowe o ziarnach 23 \ 1,5 mm należy ustalić skład mieszanki kruszywa do betonu zwykłego. Przewiduje się np. półciekłą konsystencję mieszanki betonowej. Procentowa zawartość frakcji piaskowych w kruszywie powinna wynosić 25\50%. Przyjmuje się kilka próbnych mieszanek kruszywa o zawartości piasku 25%, 35%, 50% i sporządza mieszanki kruszywa o takiej zawartości piasku. Masa poszczególnych mieszanek kruszywa wynosi 10kg. Oznacza się laboratoryjnie gęstość pozorną każdej z mieszanek kruszywa oraz gęstość ziaren kruszywa w mieszance (w mniejszym przykładzie przyjmuje się, że kruszywo nie jest porowate, a gęstość piasku równa jest gęstości grubych ziaren kruszywa). Oblicza się jamistość każdej z mieszanek kruszywa. Transport, składowanie kruszyw oraz zasady optymalnego doboru ziaren przy dostawie kruszyw lekkich lub ciężkich należy przeprowadzać pomiar gęstości nasypowej w stanie luźnym. Minimalna częstotliwość oznaczenia tej cechy to: pierwsza dostawa z nowego źródła oraz przypadku wątpliwości przy ocenie wizualnej. Zaleca się pobieranie próbek z każdej dostawy oraz ich przechowywanie. 5B Projektowanie składu mieszanki betonu metodą zaczynu -bezpośrednie pomiary laboratoryjne i proste obliczenia rachunkowe. Dla założonej wytrzymałości betonu i wartości współczynnika A oblicza się wartość C/W\ przygotowuje zaczyn cementowy (ze znanej ilości składników) obliczonej wartości tego współczynnika C/W. Korzystając z opisu o dobieraniu składu mieszanki kruszywa, ustala się procentowy udział poszczególnych frakcji, mając uziarnienie surowców wyjściowych: piasku, żwiru lub pospółki. Znając ustalony skład, przygotowuje się do badań 20 kg lub 15 kg mieszanki kruszywa. Przyjmuje się, że ilość zaczynu równa się l /3 masy kruszywa. Ze wzoru Bolomeya obliczamy współczynnik C/ W. Mając założoną ilość zaczynu obliczamy ilość cementu i wody. Do kruszywa dodaje się małymi porcjami zaczyn cementowo-wodny o stosunku Cl Warownym wartości wynikającej ze wzoru Bolomeya (15.16). Ilość dodanego zaczynu zależy od założonej konsystencji mieszanki betonowej. Po uzyskaniu odpowiedniej konsystencji mierzy się objętość mieszanki betonowej. Znając objętość oraz ilości dodanych składników do tej mieszanki, można ustalić receptę laboratoryjną na l m betonu. Do obliczeń stosuje się następujące wzory: Cement: C=Cr/V*1000 [kg] Woda: W=Wr/V*1000 [kg] Kruszywo: K=Kr/V*1000 [kg] Suma objętości „absolutnych” poszczególnych składników mieszanki betonowej powinna wynosić 1000dm3. Dopuszczalne jest zwiększenie objętości mieszanko betonowej (obliczane na podstawie sumy objętości „absolutnych” składników) o konsystencji plastycznej przy zagęszczeniu mechanicznym o 1%, przy ręcznym o 3%. Poprawność wyniku projektowania składu mieszanki sprawdza się w warunkach laboratoryjnych . 5B Transport mieszanek betonu zwykłego -Podczas transportowania mieszanki betonowej nie można dopuścić do rozsor-towania składników, przekroczenia czasu początku wiązania cementu oraz do zwiększenia ilości wody w mieszance w wyniku deszczu. Wybór środków transportu mieszanki betonowej jest zależny od odległości i od konsystencji mieszanki. Środkami transportu mieszanki betonowej mogą być, wózki, taczki prowadzone ręcznie, pojemniki z uchylnym dnem, wózki pojemnikowe z napędem elektrycznym lub spalinowym, przenośniki taśmowe, samochody z pojemnikami obrotowymi. Nowoczesnym sposobem transportowania mieszanek betonowych jest transport rurociągami za pomocą pomp. Mieszanka betonowa dostosowana do transportu pompą powinna mieć konsystencję S4 lub S5, zawartość cementu nie powinna być mniejsza niż 250 kg na l m , wskaźnik C/W powinien mieć wartość l ,35—2,0. Przewody rurociągowe mają średnice wewnętrzne 150—200 mm. Bardzo ważnym warunkiem umożliwiającym transport mieszanki betonowej za pomocą pompy jest zachowanie jednorodnej konsystencji i jednorodnego uziarnienia. Transport taki można ułatwić przez użycie domieszek uplastyczniających i drobnoziarnistych dodatków w postaci popiołów lotnych lub glinki bentonitowej w ilości nieprzekraczającej 5 kg na l m betonu. Podczas transportu i wyładowywania należy tak postępować, aby można było uniknąć segregacji, zanieczyszczeń lub strat składników. Maksymalny dopuszczalny czas transportu zależy w istotny sposób od składu mieszanki i od warunków atmosferycznych. Układanie i zagęszczanie mieszanek betonu zwykłego-Układanie mieszanki należy rozpoczynać od miejsca najgłębszego (lub najniższego). W przypadku betonowania pionowych elementów cienkościennych 'wysokość układanej warstwy może wynosić 6070 cm. Mieszankę betonową należy układać równomiernie, rozprowadzać za pomocą łopat, rozgarniaczy płaskich lub za pomocą płasko lub pochyło przesuwanych wibratorów pogrążalnych (buławowych). Przy stosowaniu wibratorów, wibrowanie powinno odbywać się nieprzerwanie przy układaniu każdej partii mieszanki, aż do praktycznego ustania wydzielania się powietrza i nie powinno spowodować segregacji mieszanki. Sposoby zagęszczania są następujące: ubijanie, sztychowanie, utrząsanie, wibrowanie, wibroprasowanie, prasowanie, próżniowanie oraz wirowanie. Sposoby zagęszczania dobiera się zależnie od wymiarów betonowych elementów, konsystencji mieszanki, zlokalizowania betonowanej konstrukcji, rodzaju form lub deskowań i od technicznego wyposażenia wykonawców. Pielęgnacja i ochrona twardniejącego betonu - pielęgnację i ochronę należy rozpocząć po zagęszczeniu betonu, tak szybko jak to jest możliwe. Pielęgnacja betonu polega na przeciwdziałaniu przedwczesnemu wysychaniu, przede wszystkim w skutek działania słońca i wiatru. Ochrona polega na przeciwdziałaniu: wymywanie przez deszcz lub przez bieżącą wodę; gwałtownym ochłodzeniu w ciągu kilku pierwszych dni po ułożeniu; wysokim zewnętrznym różnicom temperatury; niskiej temperaturze lub mrozowi; wibracjom lub uderzeniom, które mogą uszkodzić beton i wpłynąć ujemnie na jego przyczepność do zbrojenia. Podstawowymi elementami pielęgnacji betonu są: przechowywanie na budowie w deskowaniach; przykrywanie folią; stosowanie mokrych przykryć; spryskiwanie wodą; stosowanie środków pielęgnacyjnych, które tworzą powłoki ochronne. Wymagany okres pielęgnacji zależy od szybkości, z jaką jest osiągana żądana odporność na penetrację gazów lub cieczy warstwy betonu stanowiącej otulenie zbrojenia. Okresy pielęgnacji powinny być ustalone: w zależności od stopnia hydratacji mieszanki i warunków środowiska; zgodnie z minimalnym okresem trwania pielęgnacji. Oznaczenie konsystencji mieszanki betonowej metodą stopnia zagęszczenia -oparte jest na pomiarze zmniejszenia objętości mieszanki luźno ułożonej i po jej zagęszczeniu. Metody nie stosuje się w odniesieniu do mieszanki betonowej z kruszywem o maksymalnym wymiarze ziaren przekraczającym 63 mm. W przypadku gdy stopień zagęszczalności jest mniejszy niż 1,04 lub większy niż l ,46, pomiar konsystencji mieszanki betonowej metodą oznaczania stopnia zagęszczalności jest niemiarodajny. Pomiar przeprowadza się w sposób następujący: mieszankę ostrożnie układa się szpachelką unikając zagęszczenia w metalowym pojemniku o wymiarach podstawy 200x900 mm i wysokości 400 mm. Dno pojemnika może być perforowane, aby ułatwić jego opróżnianie. Wewnątrz pojemnika na spodzie umieścić odpowiednią elastyczną płytkę zakrywającą perforację dna. Gdy pojemnik jest wypełniony mieszanką, jej górną powierzchnię wyrównuje się przez ścięcie do poziomu górnej krawędzi pojemnika. Mieszankę betonową zagęszcza się poprzez wibrację. Miarą stopnia zagęszczalności jest odległość pomiędzy powierzchnią zagęszczonej mieszanki betonowej i górną krawędzią pojemnika (s). Wartość tę otrzymuje się wykonując pomiary w środku każdej ścianki pojemnika.Stopień zagęszczalności: C=h1/(h1-s)
5B Oznaczenie konsystencji mieszanki betonowej przy użyciu aparatu Vebe -można stosować w przypadku o zawartości ziaren żwiru do 63 mm. W przypadku gdy pomiar jest krótszy niż 5 s lub dłuższy niż 30 s, oznaczenie konsystencji aparatem Vebe jest niemiarodajne. Pomiar konsystencji aparatem Vebe obejmuje: zamocowanie pojemnika cylindrycznego na płycie stolika wibracyjnego, umieszczeniu formy w pojemniku u umocowaniu jej przy pomocy leja zasypowego. Tak przygotowany zestaw napełnić mieszanką w trzech warstwach. Każdą warstwę zagęszczać 25 uderzeń pręta do sztychowania, zapewniając równomierne rozłożenie sztychów w przekroju każdej warstwy. Dla warstwy dolnej konieczne jest nieznaczne pochylenie pręta oraz wykonanie około połowy uderzeń sztychów spiralnie wokół środka. Mieszankę zagęścić na całej wysokości, uważając aby nie uderzać w podstawę. Warstwę środkową oraz warstwę górną zagęszczać na całej wysokości tak, aby sztychowania dochodził)' bezpośrednio do warstwy położonej poniżej. Przy wypełnianiu i zagęszczaniu warstwy górnej, przed przystąpieniem do sztychowania, formę wypełnić z nadmiarem mieszanką betonową. Jeśli to konieczne, dodać więcej mieszanki betonowej, aby w czasie zagęszczania utrzymywać jej nadmiar ponad górną krawędź formy Po zagęszczeniu górnej warstwy, poluzować śrubę, podnieść lej, odsunąć go na bok i dokręcić śrubę w nowej pozycji. Zapewnić, aby forma nie podnosiła się ani nie poruszała przedwcześnie, a mieszanka betonowa nie wpadał do pojemnika. Pomiar mieszanki betonowej wyrównać do górnej krawędzi formy za pomocą pręta sztychującego ruchem posówisto-obrotowym. Formę usunąć z mieszanki przez ostrożne jej podniesienie w kierunku pionowym za pomocą uchwytów. Rozformowanie wykonać w czasie 5 s do 10 s przez równomierne podnoszenie formy do góry, bez ruchów bocznych lub skręcających działających na mieszankę betonową. Przezroczysty krążek przenieść nad górną powierzchnię mieszanki betonowej, poluzować śrubę i bardzo ostrożnie opuszczać krążek aż do momentu zetknięcia się z mieszanką betonową. Jeżeli zaobserwowano opad mieszanki betonowej, dokręcić śrubę w momencie, w którym krążek zetknie się z najwyższym jej punktem. Zanotować wartość opadu odczytaną ze skali. Następnie poluzować śrubę tak, aby umożliwić swobodne opadanie krążka w głąb pojemnika aż do momentu, w którym całkowicie spocznie na mieszance betonowej. Wibrację rozpocząć z równoczesnym włączeniem stopera. Obserwować przez przezroczysty krążek, w jaki sposób deformuje się mieszanka betonowa. Stoper zatrzymać, a stolik wibracyjny wyłączyć w momencie, gdy dolna powierzchnia krążka w pełni zetknie się z mieszanką. Czas zanotować z dokładnością do sekundy. Czas odczytany w sekundach stanowi miarę konsystencji mieszanki. Całą operację od początku wypełniania formy, bez przerw, zakończyć w czasie 5 minut. Oznaczenie konsystencji mieszanki betonowej metodą stolika rozpływowego - oparte jest na pomiarze jej rozpływu na płycie poddawanej wstrząsom. Metody tej nie stosuje się w przypadku pianobetonów lub betonów jamistych, ani betonów z kruszywem o maksymalnym wymiarze ziaren przekraczających 63 mm. Metoda badania rozpływu jest czuła na zmiany konsystencji mieszanki betonowej, które odpowiadają wartościom rozpływu w granicach od 340 mm do 600 mm. Poza tym przedziałem, badanie metodą stolika rozpływowego może okazać się niemiarodajne i wówczas zaleca się wzięcie pod uwagę innych metod oznaczania konsystencji. Do spodu przedniej krawędzi płyty powinny być mocno przytwierdzone dwa ciężkie, sztywne klocki. Zaleca się, aby klocki nie deformowały się pod wpływem wilgoci. Ograniczniki te powinny przenosić obciążenie z górnej części stolika na podstawę bez wypaczania stolika. Rama podstawy powinna być skonstruowana tak, aby obciążenie było przenoszone bezpośrednio na powierzchnię, na której ustawiony jest przyrząd. W ten sposób minimalizuje się możliwość wstrząsów górnej części stolika przy swobodnym opadaniu. Stolik powinien być wyposażony w podnóżki umożliwiającego jego stabilizację podczas pracy. Wysokość opadania górnej części stolika, mierzona na środkowej linii przedniej krawędzi płyty górnej, powinna być ograniczona do 40 mm za pomocą jednego (lub większej liczby) ogranicznika. Górna część stolika powinna być wyposażona w uchwyt lub mechanizm zapewniający podnoszenie jej bez szarpania i umożliwiający swobodne opadanie na całej wysokości.
5C Wytrzymałość betonu na ściskanie - przeprowadza się na próbkach sześciennych. W licznych przypadkach zaleca się stosowanie próbek walcowych o wysokości równej 2. Próbki powinny być wykonane z mieszanki betonowej o identycznym składzie jak mieszanki produkowanej na budowie lub w zakładzie wytwórczym. Sposób zagęszczenia powinien być taki sam jak w wytwórni. W przypadku zagęszczenia przez wibrowanie przymocowuje się formy do stołu wibracyjnego, napełnia mieszankę betonowa z pewnym nadmiarem i wibruje. Wibrowanie należy zakończyć wtedy, kiedy mieszanka w formie przestaje osiadać. Po zakończeniu zagęszczania usuwa się nadmiar betonu za pomocą pręta metalowego do poziomu krawędzi formy, a następnie wygładza powierzchnię próbki. Zagęszczanie masy ręcznie, w przypadku mieszanek betonowych o konsystencji plastycznej, półciekłej i ciekłej, wykonuje się przez sztychowanie prętami stalowymi o średnicy około 18 mm; mieszanki betonowe o konsystencji gęsto plastycznej i wilgotnej - przez ubijanie ubijakiem o masie 1,5 kg. Mieszankę układa się w dwóch warstwach jednakowej grubości. Liczba uderzeń prętem lub ubijakiern powinna wynosić 25 razy dla każdej warstwy Zagęszczanie należy przeprowadzać od brzegów formy ku środkowi i powinno być zakończone nie później niż po upływie pół godziny od momentu wymieszania próbek. Po wyjęciu próbek z form sprawdza się, czy nie zostały uszkodzone. Wykryte uszkodzenia zaciera się gęstym zaczynem cementowym o C/W=2,5/2,8. Podobnie zaciera się w miarę potrzeby powierzchnie próbek, aby były równe, a przeciwległe boki do siebie równoległe. Próbki powinny być ściskane w prasie przy czym próbki umieszcza się między podkładkami stalowymi grubości 10 mm i o wymiarach powierzchni ściskanej próbki. Wzrost siły obciążającej wywieranej na badaną próbkę powinien odpowiadać prędkości przyrostu naprężenia równej 0,5 MPa/s. Wytrzymałość na ściskanie badanej próbki oblicza się z dokładnością do 0,1 MPa według wzoru: f=n*F/A F -siła niszcząca próbkę A -powierzchnia przekroju próbki n -współczynnik przeliczeniowy, ze względu na wymiary próbki Wytrzymałość betonu na zginanie -przeprowadza się w prasie hydraulicznej na próbkach o wymiarach 15x15x70 cm. Przed badaniem na zginanie należy zmierzyć z dokładnością do 1mm szerokość i wysokość beleczek próbnych w środku ich długości. Następnie beleczkę obciąża się dwiema siłami skupionymi, rozmieszczonymi systematycznie względem podpór. Odległość między podporami próbki powinna wynosić 600 mm, a między punktami przełożenia sił - 200 mm. Szybkość przyrostu obciążenia próbek nie powinna przekraczać 245 N/s. Wytrzymałość na zginanie: Rz=M/W M -moment zginający [Ncm] W -wskaźnik wytrzymałości [cm3] Wynik badania wytrzymałości betonu na zginanie określa się z dokładnością do 0.05 Mpa jako średnia wyników złamania trzech próbek. Dla otrzymania ostatecznej średniej należy, po przeliczeniu średniej arytmetycznej wytrzymałości trzech próbek, odrzucić wynik niższy od 80% tej średniej i wyznaczyć średnią arytmetyczną pozostałych dwóch wyników. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek betonowych - wykonuje się na próbkach walcowych o wymiarach 15 cm i / = 30 cm lub sześciennych. Sześciany dają wyższe zmierzone wytrzymałości na rozciąganie niż walce, o około 10%, natomiast sześciany o boku 15 cm dają niższe zmierzone wytrzymałości na rozciąganie niż sześciany o boku 10 cm. Metodą zalecaną jest użycie próbek walcowych. Próbkę do oznaczania umieścić centrycznie w prasie wytrzymałościowej stosując ramkę Przyrost obciążenia może wahać się w granicach od 0,04 MPa/s (X/mm s) do 0,06 MPa/s (N/mm2s). Wymagana prędkość obciążenia na maszynie wytrzymałościowej: R=(s*(pi))/2*L*d [N/s] R -prędkość wzrostu obciążenia [N/s] L -długość próbki do badania [mm] d- wymiar przekroju poprzecznego próbki [mm2] s- wielkość przyrostu naprężenia [Mpa/s] lub [N/mm2/s] Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu: f=(2*F)/((pi)*L*d f- wytrzymałość na rozciąganie przy rozładowaniu [Mpa/s] F -maksymalne obciążenie [N] L -długość linii styku próbki [mm] d- wymiar przekroju poprzecznego Odporność betonu na działanie mrozu - Betony klasy C12/15 i klasy niższej wystawione na działanie wilgoci i mrozu powinny być sprawdzone na odporność na działanie mrozu. Średnia wytrzymałość na ściskanie próbek zamrażanych nie powinna być mniejsza od 80% wartości średniej wytrzymałości próbek niezamrażanych, wykonanych z tego betonu. Przebieg badania odporności próbek betonów na działanie mrozu jest taki sam, jak w przypadku badania materiałów kamiennych. Liczba oznaczeń zamrażania i odmrażania próbek jest zależna od stopnia mrozoodporności. Nasiąkliwość betonu -przeprowadza się po 28 dniach twardnienia, po czym badaniu poddaje się przynajmniej trzy próbki. W celu zbadania betonu z konstrukcji wycina się trzy kostki sześcienne o wymiarach krawędzi 10 cm. Przebieg oznaczenia jest podobny, jak w przypadku badań materiałów kamiennych lub ceramicznych. W betonach nie narażonych na wpływy atmosferyczne, np. znajdujących się wewnątrz budynku, nasiąkliwości można nie sprawdzać.
5C Badanie gęstości objętościowej pozornej min. objętość p. wynosi 1l. Jeśli dla p. wykonywanych w formach nominalnych maksymalny wymiar ziarna kruszywa przekracza 35mm, minimalna objętość powinna być nie mniejsza niż 50 D3, gdzie D jest nominalnym maks. Wymiarem ziarna kruszywa grubego. Metody oznaczania objętości -za pomocą pomiaru obj. wypartej wody -obliczeń wykorzystujące rzeczywiste pomiary -dla sześcianów za pomocą obliczeń. Zważyć próbkę w stanie aktualne suchym mt Zważyć próbkę w wodzie o temp (20+2)C do czasu aż zmiany masy w czasie 24h będą mniejsze niż 0,2% ms Suszyć próbkę w suszarce z wentylacją w temp. (105+5)C do czasu aż zmiany w czasie 24h będą mniejsze niż 0,2% Przed każdym ważeniem ochłodzić próbkę do temp. zbliżonej do pokojowej w suchym hermetycznym naczyniu m0 Obliczyć objętość p. V=(ma-[(mst+mw)-mst])/pw ma-m. P. w powietrzu mst- masa objętościowa zanurzonego wieszaka mw- masa objętościowa zanurzonej próbki pw- gęstośc wody. Gęstość D=m/V m- masa próbki do badania w stanie odpowiadającym w chwili jej badania V objętość oznaczona
|