GRUPA 25B
SKŁAD ZESPOŁU:
Temat projektu
ZAPROJEKTOWAĆ MIESZANKĘ BETONOWĄ METODĄ WYPEŁNIANIA JAM
DO WYKONANIA KONSTRUKCJI Z BETONU ZWYKŁEGO.
1.WYMAGANIA
KLASA BETONU-35
KONSYSTENCJA-GĘSTOPLASTYCZNA
MAKSYMALNY WYMIAR ZIAREN KRUSZYWA-16 mm
2.SKLADNIKI MIESZANKI BETONOWEJ
CEMENT PORTLANDZKI MARKI P-35
KRUSZYWO DROBNE-PIASEK KWARCOWY O
ρ=2.65 kg/dm3
2.3 KRUSZYWO DROBNE-BAZALT ρ=3.12 kg/dm3
WODOŻĄDNOŚĆ PIASKU Wpiasku=0,076 dm3/kg
WODOŻĄDNOŚĆ KRUSZYWA Wkruszywa=0,025 dm3/kg
POROWATOŚĆ KRUSZYWA p=
3.WARUNKI WYKONANIA
ZAGĘSZCZANIA MIESZNKI BETONOWEJ PRZEZ WIBROWANIE
4.WARUNKI DOJRZEWANIA =1.05
Sprawdzenie marki cementu.
- uzasadnienie potrzeby przeprowadzenia badań sprawdzających markę cementu
zgodnie z PN-88/B-06250 (cement - 35)
- okres przechowywania cementu jest dłuższy od okresu gwarancji wydawanej
przez cementownie.
Cement - 450g.
Woda - 225cm3
Kruszywo - piasek normowy - 1350g;(Biała Góra)
Urządzenia:
mieszarka normowa
wstrząsarka → forma
Warunki przechowywania próbek :
ilość próbek - 3 szt. (4x4x16)
wilgotność względna > 90%
temperatura - 18°C
czas przechowywania - 28 dni
1.1.Wyniki badań cementu.
109kN 4)120kN
116kN 5)91kN
120,5kN 6)112kN
A = 6,25 cm x 4 cm = 25 cm2
σ = N / A
σ = 43,6 MPa 4) σ = 45,6 MPa
σ = 46,4 MPa 5) σ = 36,4 MPa
σ = 48,2 MPa 6) σ = 44,8 MPa
σśr1 = 44,2 MPa
Zgodnie z PN-88/B-04300 w przypadku gdy więcej niż 2 wyniki różnią się od średniej o więcej niż 5 % należy je odrzucić a z pozostałych obliczyć średnią arytmetyczną.. Odrzucamy wyniki: 3, 5.
Średnia z pozostałych wyników:
σśr2 = 45,1MPa
Badana przez nas marka cementu 35 odpowiada wymaganiom stawianym przez normę PN- 88/B-04300.
2.Ustalenie optymalnego stosu okruchowego.
Optymalny stos okruchowy - to kruszywo, o takim uziarnieniu, które pozwala uzyskać mieszankę betonową o określonej konsystencji (ciekłości, płynności) oraz o określonej wytrzymałości przy użyciu minimalnej ilości wody i cementu.
Badanie:
Określenie składu ziarnowego (kruszywa) piasku wg.PN-78/B-06724/15;
Określenie wskaźnika wodożądności piasku;
Ocena gatunku piasku.
4 ÷ 8
0 ÷ 2mm 4 ÷ 16
8 ÷ 16
piasek grys
kruszywo drobne kruszywo grube
0 0,125 0,25 0,5 1 2 [mm]
oczka sit frakcje
2[mm] -- 2 ÷ 4
1 -- 1 ÷ 2
0,5 -- 0,5 ÷ 1
0,25 -- 0,25 ÷ 0,5
0,125 -- 0,125 ÷ 0,25
0 -- 0 ÷ 0,125
wk - wskaźnik wodożądności kruszywa
wp - wskaźnik wodożądności dla piasku
wskaźnik wodożądności - odnosi się do zapotrzebowania kruszywa w
wodę.
frakcja - zbiór ziarn zawartych miedzy dwoma kolejnymi sitami zestawu
normowego
Tab.nr 1. Obliczanie wskaźnika wodożądności piasku
Wymiar oczka sita kw. |
Frakcja od-do |
Zawartość |
danej |
frakcji(g) |
|
Zaw. Danej frakcji(%) |
Współ- czynnik poprawki |
Tabelary- czny wskaźnik wodożąd-ności |
Iloczyn kolumn 7x8x9 |
|
mm |
mm |
Pomiar 1 |
Pomiar 2 |
Pomiar 3 |
Średnio |
% |
ρt / ρk |
dm3 /kg |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
4÷2 |
9 |
12 |
9 |
10 |
2.5 |
1 |
0.038 |
0.095 |
|
2 |
2÷1 |
4 |
7 |
6 |
5.7 |
1,4 |
1 |
0.050 |
0.07 |
|
0.5 |
1÷0.5 |
68 |
133 |
180,5 |
127,5 |
32 |
1 |
0.068 |
2,176 |
|
0.25 |
0.5÷0.25 |
169 |
125 |
187,5 |
161,5 |
40.5 |
1 |
0.094 |
3.807 |
|
0.125 |
0.25÷0.125 |
116 |
108 |
10 |
79 |
19,5 |
1 |
0.140 |
2,73 |
|
0 |
0.125÷0 |
30 |
13 |
6 |
16,3 |
4,1 |
1 |
0.264 |
1.0824 |
|
|
|
396 |
398 |
399 |
397,7 |
100 |
|
0,099 |
9,96 |
|
Tab.nr 1.
Wskaźnik wodożądności piasku
Wp = Σ/100 = 9,96/100 = 0,099 dm3/kg
2.1.Ustalenie rodzaju i gatunku piasku
Rys.1.Ocena gatunku piasku.
- krzywa uziarnienia badanego piasku
- zakres normowy dla gatunku 1
- zakres normowy dla gatunku 2
Stosowany w projekcie piasek według PN 86/B-06712 jest piaskiem zwykłym.
2.2.Określenie wskaźnika wodożądności frakcji kruszywa grubego.
Tabelaryczny wskaźnik wodożądności frakcji 4 ÷ 8 = 0,032 dm3/kg
Tabelaryczny wskaźnik wodożądności frakcji 8 ÷ 16 = 0,025 dm3/kg
Gęstość bazaltu = 3,03 kg/m3
Poprawka do przeliczania wskaźnika wodożądności.
ρt /ρk = 3,0/3,03 = 0,99
ρt - gęstość tabelaryczna = 3,0 dm3/kg
ρk - gęstość rzeczywista kruszywa = 3,03 dm3/kg = δb - gęstość bazaltu
wk = ρt /ρk * wtab.
wtab. - tabelaryczny wskaźnik wodożądności kruszywa
wk1 = 0,99*wtab. = 0,99*0,032 = 0,03168 dm3/kg
wk2 = 0,99*0,025 = 0,02475 dm3/kg
2.3.Określenie zawartości nadziarna i podziarna w kruszywach frakcji 4 ÷ 8 i 8 ÷16.
Ćwiczenie
1600 g - całkowita waga kruszywa frakcji 4 ÷ 8
> 8,0 mm - 24g - masa kruszywa pozostająca na sicie 8 mm
8 ÷ 4,0 mm - 1518g - masa kruszywa pozostająca na sicie 4 ÷ 8 mm
< 4,0 mm - 58g masa kruszywa przechodząca przez sito 4 mm
zawartość nadziarna :
frakcja 4 ÷ 8 = 1,5 %
frakcja 8 ÷ 16 = 7,4 %
zawartość podziarna :
frakcja 4 ÷ 8 = 3,6 %
frakcja 8 ÷ 16 = 3,6%
3200 g - całkowita waga kruszywa frakcji 8 ÷ 16
> 16,0 mm - 236,8g - masa kruszywa pozostająca na sicie 16 mm
16 ÷ 8 mm - 2848g - masa kruszywa pozostająca na sicie 8 ÷16 mm
< 8 mm - 115,2g masa kruszywa przechodząca przez sito 8 mm
Dopuszczalna zawartość nadziarna i podziarna zgodnie z PN - 78/B - 06714 dla frakcji 4 ÷ 8 i 8 ÷ 16 wynosi 15%.
2.4.Ustalenie procentowego udziału frakcji kruszywa grubego w optymalnym stosie okruchowym.
Metoda wypełniania jam.
WARUNEK: wk + j = min.
j - jamistość kruszywa
jamistość kruszywa - objętość wolnych przestrzeni pomiędzy ziarnami
kruszywa (PN - 88/B - 06714/10 )
Frakcja |
% |
|
objętość |
|
gęstość nasypowa |
jamistość |
wodożądność |
j+Wk |
4÷8 |
8÷16 |
pomiar 1 |
pomiar 2 |
pomiar 3 |
ρ= |
j |
Wk |
|
30 40 50 60 70 100
|
100 70 60 50 40 30 0 |
5,7 5,5 5,6 5,6 5,6 5,7
|
5,8 5,7 5,4 5,4 5,4 5,5
|
5,75 5,6 5,5 5,5 5,5 5,6
|
1,739 1,785 1,818 1,818 1,818 1,785 |
0,2405 0,2257 0,2456 0,2456 0,2156 0,2257 |
0,02475 0,026829 0,027522 0,028215 0,028908 0,029601 0,03168
|
0,26525 0,25287 0,24356 0,24415 0,24484 0,25563
|
Tab. nr2.
ρnz = m/vz
j = (1- ρnz/ρp.)*1/ρnz
Wk3 = 0,0278 dm3/kg ≈ 0,0275 dm3/kg
Udział procentowy frakcji 4 ÷ 8 = 40 %
Udział procentowy frakcji 8 ÷ 16 = 60 %
2.5.Ustalenie procentowego udziału frakcji kruszywa drobnego w optymalnym stosie okruchowym (punkt piaskowy).
Warunek: j = Oz/k
Oz - objętość zaczynu
k - masa kruszywa
PUNKT PIASKOWY
Udział kruszywa (%) |
|
|
objętość Vz |
[dm3]
|
|
ρnz kg/dm3 |
ρb+p kg/dm3 |
jamistość dm3/kg |
j+8% j dm3/kg |
wk
dm3/kg |
Oz/k dm3/kg |
4÷16 |
0÷4 |
1 |
2 |
3 |
średnia |
|
|
|
|
|
|
100 |
0 |
5,7 |
5,7 |
5,6 |
5,66 |
1,77 |
2,99 |
0,23 |
0,25 |
0,02756 |
0,0958 |
90 |
10 |
5,4 |
5,4 |
5,3 |
5,36 |
1,86 |
2,95 |
0,20 |
0,22 |
0,0347 |
0,1207 |
80 |
20 |
5,2 |
5,1 |
5,0 |
5,10 |
1,96 |
2,92 |
0,16 |
0,17 |
0,0418 |
0,1454 |
70 |
30 |
5,0 |
5,0 |
4,7 |
4,90 |
2,04 |
2,88 |
0,14 |
0,15 |
0,049 |
0,1704 |
60 |
40 |
4,95 |
4,7 |
4,75 |
4,80 |
2,08 |
2,85 |
0,11 |
0,12 |
0,0561 |
0,1951 |
50 |
50 |
4,8 |
4,6 |
4,7 |
4,70 |
2,13 |
2,82 |
0,11 |
0,12 |
0,0633 |
0,2201 |
0 |
100 |
|
|
|
|
|
2,65 |
|
|
0,099 |
0,3443 |
Tab.nr 3.
ρp. = 2,65 kg/dm3
ρb = 2,99 kg/dm3
ρb+p. = (% piasku * ρp. + % bazaltu*ρb)/100%
Oz/k = tg ε * wk
tg ε = f(Rp/A,konsystencja)
tg ε = 3,478
tg ε - szybkość wzrostu wskaźnika wodożądności
Rp = A(C/W - 0,5)
Rp - wytrzymałość na ściskanie projektowanego betonu
Rp/A = C/W-0,5
A - wskaźnik jakości kruszywa i cementu (zależy od marki cementu i rodzaju
kruszywa)
tg ε = f(Rp/A,konsystencja)
klasa betonu - wytrzymałość gwarantowana betonu na ściskanie
B20 → RGb = 20MPa
Rp = 1,3 ∗RGb∗β
Rp - wytrzymałość projektowana betonu na ściskanie
β - współczynnik zależny od warunków dojrzewania betonu (1,0)
Rp = RGb *1,3*1,0
Rp = 26,0 MPa
A = 19 - (na podstawie „Beton zwykły” J. Piasta)
Rp/A = 26/19 = 1,4
tg ε = 3,478 wc = 0,29 dm3/kg
Wyniki badań przedstawiono na rysunku 2.
Skład ziarnowy optymalnego stosu okruchowego wynosi:
piasek = 25,75 %
frakcje:
4 ÷ 8 -- 29,7 % (k* 40%)
8 ÷ 16 -- 44,55 % (k* 60%)
Wskaźnik wodożądności optymalnego stosu okruchowego
ws = 0,046 dm3/kg
Gęstość pozorna optymalnego stosu okruchowego
ρs = % piasku *2,65 + % (frakcji 4 ÷ 16)*2,99 = 2,9 kg/dm3
3.Ustalenie składu mieszanki betonowej (betonu) metodą trzech
równań.
Dane: Szukane:
Rp = 26,0 MPa Rcp = ?
A = 19 RGb = ?
wc = 0,29 dm3/kg (z tablic)
ws = 0,046 dm3/kg
ρc = 3,10 kg/dm3
ρs = 2,90 kg/dm3
C = 370,925 kg
W = 198,5236 kg
K = 1977,286 kg/m3
B = 5,037
Sprawdzenie: 370,925 / 3,1+1977,286 / 2,9 +198,52 = 1000,007
1000,007 ≅ 1000
Recepta na 1 m3 mieszanki betonowej (betonu):
C = 370.95 kg
W = 198.52 kg
K = 1977.29 kg
piasek = 514.30 kg
frakcja 4 ÷ 8 = 593.20 kg
frakcja 8 ÷ 16 = 889.79 kg
4.Sprawdzenie parametrów projektowanej mieszanki betonowej
4.1.Wykonanie próbnego zarobu
Recepta na 12 dm3próbnego zarobu
C = 4.45 kg
W = 2.38 kg
K = 23.73 kg
piasek = 6.17 kg
frakcja 4 ÷ 8 = 7.12 kg
frakcja 8 ÷ 16 =10.68 kg
4.2.Sprawdzenie konsystencji (ciekłości) mieszanki betonowej
Metoda badań - stożek opadowy
Wymagania normowe (PN-88/B-06250)
Opad stożka - 6 ÷ 11
Wynik pomiaru - 12,3 cm
Korekta wody aby uzyskać zakres konsystencji półciekłej.
Aby wejść w zakres konsystencji półciekłej należy zmniejszyć o 50 ml ilość wody.
Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca korektę wody.
12 dm3 ---- 0,05 dm3
1000 dm3 ---- x
x = 4,17 dm3
Na 1 m3 mieszanki betonowej wodę należ zmniejszyć o 4,17 dm3. Rzeczywista objętość wody po korekcie wynosi 11,95 dm3 .
12,0 dm3- 0,05 dm3 = 11,95 dm3
Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca rzeczywistą ilość wody.
11,95 dm3 -- 4,45 kg (cement)
1000 dm3 -- C1
C1 = 372,39kg
11,95 dm3 -- 23,73 kg (kruszywo)
1000 dm3 -- K1
K1 = 1985,77 kg
11,95 dm3 -- (2,38-0,05)kg
1000 dm3 -- W1
W1 = 194,98 kg
Skład 1 m3 mieszanki betonowej po korekcie wody:
C1 = 372,39 kg
W1 = 194,98 kg
K1 = 1985,77kg
4.3.Sprawdzenie szczelności mieszanki betonowej.
Metoda pomiaru - cylinder miarowy. Dopuszczalna zawartość powietrza w mieszance betonowej (PN-88/B-06250) wynosi 2 %.
masa cylindra - 2,524 kg
objętość cylindra - Vc = 3,078 dm3
masa cylindra z mieszanką betonową = 10,56 kg
masa mieszanki betonowej - mmb = 8,03 kg
ρmbp = mmb / Vc = 2,61 kg/dm3
ρmbp - gęstość pozorna mieszanki betonowej
S = ρmbp / ρm
Wyniki pomiaru szczelności:
ρmbp = 8,03 / 3,078 = 2,61 kg/dm3
Recepta po korekcie wody:
C1 = 372,39kg
K1 = 1985,77 kg
W1 = 194,98 kg
ρmb = (C1 + K1 + W1) / 1000
ρmb - gęstość (właściwa) teoretyczna mieszanki betonowej przy założeniu że
porowatość = 0 %.
ρmb = 2,553 kg/dm3
S = ρmbp / ρmb ≠ 1,02
Mała dokładność stosowanej metody nie pozwala określić dokładnie zawartości powietrza. Należy przeprowadzić badania metodą ciśnieniową zalecaną przez
normę PN-88/B-06250.
Przyjęto p. = 0,5 % (porowatość)
p. = (1 - S)∗1000 = 5 dm3/m3
S = 0,995
Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca powietrze:
1005 -- 1985,77
1000 -- K2
K2 = 1975,89 kg
1005 - 372,38
1000 - C2
C2 = 370,53 kg
1005 - 194,98
1000 - W2
W2 = 194,01 kg
Skład mieszanki betonowej na 1 m3 po uwzględnieniu powietrza:
K2 = 1975,89 kg
C2 = 370,53 kg
W2 = 194,01 kg
4.4.Sprawdzenie klasy betonu.
Wyniki badań wytrzymałości na ściskanie
P1 = 0,985 MN R1 = 43,7 MPa
P2 = 1,015 MN R2 = 45,1 MPa
P3 = 0,95 MN R3 = 42,2 MPa
Rmin ≥ α ∗ RbG
α = 1,15
42,2MPa ≥ 1,15 ∗ 20 MPa
42,2 MPa ≥ 23 MPa
Z powyższego warunku wynika iż beton został zaprojektowany poprawnie.
4.5.Sprawdzenie wskaźnika wodno-cementowego, ilości cementu i zaprawy w 1m3 projektowanej mieszanki betonowej.
Wskaźnik wodno-cementowy = W/C
W/C = 194,01 / 370,53 = 0,5236
Ilość cementu - C2 = 370,53 kg
Zgodnie z PN-88/B-06250 największa dopuszczalna ilość cementu o projektowanej klasie nie powinna przekraczać 450 kg/m3.
Ilość zaprawy w 1m3:
C+W+P.= zaprawa
C/ ρc + W + P. / 2,65 = V2
370,53 / 3,1 + 194,01 + 508,79 / 2,65 = 505,53 dm3/m3
5.Recepta robocza.
Recepta robocza uwzględnia wilgotność kruszywa i objętość betoniarki.
W = (Kw - Ks)∗100% / Ks
Kw -kruszywo wilgotne
Ks - kruszywo suche
wilgotność piasku - 4 %
wilgotność bazaltu - 3 %
Woda wprowadzona przez bazalt 1975,89 - 508,79 = 1467,1
K4÷16∗0,03 = Wk = 1467,1∗0,03 = 44,01dm3
Woda wprowadzona przez piasek
P∗ 0,04 = Wp= 508,79∗0,04 = 20,35 dm3
Woda wprowadzona przez kruszywo
Wk + Wp = 64,36 dm3 = W3
Korekta wody
W2 - W3 = 129,65 dm3
Masa wilgotnego bazaltu w 1m3 mieszanki betonowej
K2 ∗ 1,03= 2035,1667 kg
Masa wilgotnego piasku w 1m3 mieszanki betonowej
P3 = P2∗1,04 = 529,14 kg
Recepta na 1m3 mieszanki betonowej uwzględniająca wilgotność kruszywa
C3 = 370,53 kg
W3 = 129,65 dm3
P3 = 529,14 kg
kruszywo:
4 ÷ 8 - 814,07 kg
8 ÷ 16 - 1221,1 kg
6.Ocena projektu.
Podana recepta zapewnia założone wymagania projektowe.
7.Wnioski
Otrzymany beton jest szczelny, 0,486% porowatości.
Konsystencja jest zgodna z projektowaną.
Klasa betonu jest większa od klasy betonu którą należało uzyskać.
Beton był badany po okresie dłuższym od 28 dni co spowodowało nieznaczny przyrost wytrzymałości betonu do wytrzymałości po 28 dniach.
Do betonu dolano mniejszą ilość wody niż to wynikało z obliczeń, a woda zawsze zmniejsza wytrzymałość betonu, jeżeli jest jej więcej niż wynika to z wodożądności cementu i wodożądności kruszywa.
Receptura na 15 dm3 betonu po dolaniu zakładanej wstępnie ilości wody.
Gdyby dolano całą ilość wody konsystencja była by plastyczna.
Receptura na 1 m3 wynosiła by:
C = 494,4 kg
W = 187,5 kg
K = 1908,6 kg:
Receptura dla konsystencji gęstoplastycznej wynosi:
C = 507,423 kg
W = 166,245 kg
Piasek = 430,368 kg
Kruszywo 8-16 mm = 763,83 kg
Kruszywo 4-8 mm = 763,83 kg
14
wk
Wyszukiwarka