Barbara Kosmala Gdańsk11.05.2005
WIL sem. IV
Gr. 9 czwartek 815-1000
Technologia betonu
Laboratorium
Projekt mieszanki betonowej metodą podwójnego otulenia oraz metodą trzech równań.
Metoda podwójnego otulenia
Metoda podwójnego otulenia (PO) wymaga umownego rozsegregowania kruszywa na żwir (ziarna o średnicy ponad
) oraz piasek (średnica ziaren do
).Zakłada się, że znane są uziarnienia obu kruszyw, a następnie przyjmuje się konsystencję oraz klasę wytrzymałości cementu.
Dane potrzebne do projektu :
Gęstość nasypowa żwiru w stanie zagęszczonym ρ nzg = 1,889 kg/dm3
Gęstość nasypowa piasku w stanie zagęszczonym ρ nzf = 1,874kg/dm3
Gęstość pozorna piasku / żwiru ρpg =ρpf =2,65 kg/dm3
Współczynniki: A1 i A2 A1=18 MPa A2 =12MPa
Zastosowano cement CEM 1 42,5
Konsystencja betonu wg nowej normy plastyczny
Wskaźnik wodożądności wc =0,27
Wyliczenie wodożądności i wielkości spęcznienia żwiru i piasku
Obliczenia spęcznienia i wodożądnosci żwiru
rg = 0,75 [mm] ŻWIR ρ nzg = 1,889 [kg/dm3] ρpg = 2,65 [kg/dm3] |
||||||
|
|
|
|
|
Spęcznienie |
|
Frakcja
[%] |
Przesiew
[%]
|
„Żwir” bez piasku |
Wskaźnik Sterna [l/kg] |
Ilość wody
[l] |
Wskaźnik
[l/kg] |
Wielkość
[l] |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
63/32 |
|
|
|
|
|
|
32/16 |
|
|
|
|
|
|
16/8 |
51,6 |
60,1 |
0,020 |
1,202 |
1,13 |
67,913 |
8/4 |
18,8 |
21,9 |
0,026 |
0,562 |
1,27 |
27,813 |
4/2 |
15,5 |
18,0 |
0,032 |
0,576 |
1,59 |
28,62 |
|
Σ(2)= 85,9 100% lub mniej |
Σ(3)=100% |
wg= 0,0234 Σ(5)/100 |
mg= 1,243 Σ(7)/100 |
Obliczenia spęcznienia i wodożądnosci piasku
rf = 40 [μm] PIASEK ρ nzf = 1,874 [kg/dm3] ρpf = 2,65 [kg/dm3] |
||||||
|
|
|
|
|
Spęcznienie |
|
Frakcja
[%] |
Przesiew
[%]
|
„Piasek” bez żwiru |
Wskaźnik Sterna [l/kg] |
Ilość wody
[l] |
Wskaźnik
[l/kg] |
Wielkość
[l] |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
2/1 |
13,1 |
13,1 |
0,043 |
0,563 |
1,08 |
14,148 |
1/0,5 |
29,7 |
29,7 |
0,058 |
1,723 |
1,17 |
34,749 |
0,5/0,25 |
34,3 |
34,3 |
0,084 |
2,881 |
1,36 |
46,648 |
0,25/0,125 |
17,4 |
17,4 |
0,122 |
2,123 |
1,79 |
31,146 |
0,125/0,0 |
5,5 |
5,5 |
0,239 |
1,315 |
2,90 |
15,95 |
|
Σ(2)=100% lub mniej |
Σ(3)=100% |
wf= 0,0738 Σ(5)/100 |
mf= 1,426 Σ(7)/100 |
Wyliczenie ilości składników mieszanki betonowej
Ilość żwiru:
Ilość zaprawy:
Ilość piasku:
Ilość zaczynu cementowego:
Ilość cementu:
Ilość wody:
Sprawdzenie receptury za pomocą warunku absolutnych objętości:
Dopuszczalny błąd wyliczeń wynosi 0,5 należy więc przyjąć ze wyliczona receptura mieszanki betonowej jest prawidłowa
Projektowana wytrzymałość betonu:
N<2,5 wówczas korzystamy ze wzoru Bolomey'a następującej postaci:
Przyjęto klasę: C 8/10
Weryfikacja zaprojektowanej mieszanki betonowej
Tablica robocza dla metody podwójnego otulenia
Ilość składników na: |
1 dm3 |
1 m3 |
7 dm3 |
Cement [kg] |
0,2228 |
222,8 |
1,5596 |
Kruszywo drobne (piasek) [kg] |
0,5611 |
561,1 |
3,9277 |
Kruszywo grube [kg] |
1,5185 |
151,85 |
10,6295 |
Woda [kg] |
0,1533 |
153,3 |
1,0731 |
ρpt [kg/dm3] |
2,4459 |
244,59 |
17,1212 |
f c [Mpa] |
18,9864 |
18986,4 |
132,9048 |
Projektowana klasa betonu |
C8/10 |
C8/10 |
C8/10 |
[kg/dm3]
Metoda trzech równań
Dane potrzebne do projektu :
Gęstość nasypowa żwiru w stanie zagęszczonym ρ nzg = 1,889 kg/dm3
Gęstość nasypowa piasku w stanie zagęszczonym ρ nzf = 1,874 kg/dm3
Gęstość pozorna piasku / żwiru ρpk =2,65 kg/dm3
Współczynniki: A1 i A2 A1=20 A2 =13
Zastosowano cement CEM 1 42,5
Konsystencja betonu wg nowej normy gęstoplastyczny
Wskaźnik wodożądnosci wc =0,27
Klasa betonu y metody podwójnego otulenia C 8/10
Punkt piaskowy 45%
Przy projektowaniu składu betonu metodą trzech równań bierze się pod uwagę następujące jego cechy:
zakładana wytrzymałość stwardniałego betonu,
konsystencja mieszanki betonowej,
szczelność mieszanki betonowej.
Każdą z tych cech można opisać w postaci wzoru algebraicznego:
1) Wzór Bolomey'a
Wzór ilości wody
Wzór absolutnych objętości:
Metoda ta składa się z etapów :
projekt kruszywa
obliczenia wodożądnosci kruszywa wynikowego
obliczenie składu betonu
sprawdzenie poprawności receptury
obliczenie ilości zaprawy
obliczenie gęstości pozornej teoretycznej mieszanki betonowej
1.Projekt kruszywa
Ta część projektu obejmuje znalezienie proporcji kruszywa drobnego do grubego, aby kruszywo wynikowe charakteryzowało się minimalna jamistością i wodożądnością. Obliczenie proporcji zmieszania prowadzi się z pomocą wzoru:
- punkt piaskowy (procentowa zawartość kruszywa do
), przyjęto Pp=45º
- punkty piaskowe kruszywa drobnego i grubego
PROJEKTOWANIE STOSU OKRUCHOWEGO dla Pp=45º
|
Badanie uziarnienia |
|||||
|
Wyniki przesiewu kruszywa |
|||||
Frakcja |
drobne |
grube |
drobne |
Grube |
||
|
g |
g |
% |
Σ |
% |
Σ |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
16/8 |
--------- |
----------- |
----------- |
----------- |
51,6 |
100,0 |
8/4 |
--------- |
----------- |
----------- |
----------- |
18,8 |
48,4 |
4/2 |
--------- |
----------- |
----------- |
----------- |
15,5 |
29,6 |
2/1 |
--------- |
----------- |
13,1 |
P1=100 |
10,6 |
P2=14,1 |
1/0,5 |
--------- |
----------- |
29,7 |
86,9 |
2,4 |
3,5 |
0,5/0,25 |
--------- |
----------- |
34,3 |
57,2 |
1,1 |
1,1 |
0.25/0.125 |
--------- |
----------- |
17,4 |
22,9 |
----------- |
----------- |
0,125/0 |
--------- |
----------- |
5,5 |
5,5 |
----------- |
----------- |
Suma |
--------- |
----------- |
100,0 |
----------- |
100,0 |
----------- |
Projektowanie kruszywa |
Wodożądność |
||||
Udział kruszywa |
Zaprojektowane |
Wskaźnik |
Ilość |
||
drobne |
grube |
Kruszywo |
Sterna |
wody |
|
% |
% |
% |
Σ |
kg/kg |
kg/kg |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
----------- |
33,038 |
33,039 |
100 |
0,020 |
0,661 |
----------- |
12,037 |
12,037 |
66,961 |
0,026 |
0,313 |
----------- |
9,924 |
9,924 |
54,924 |
0,032 |
0,318 |
4,712 |
6,787 |
11,499 |
P=45 |
0,043 |
0,494 |
10,684 |
1,537 |
12,221 |
33,501 |
0,058 |
0,709 |
12,339 |
0,704 |
13,043 |
21,280 |
0,084 |
1,096 |
6,259 |
----------- |
6,259 |
8,238 |
0,122 |
0,764 |
1,979 |
----------- |
1,978 |
1,979 |
0,239 |
0,473 |
K1=35,973 |
K2=64,027 |
100,0 |
----------- |
---------- |
Wk=0,0483 |
K1/100 = 0,3597
K2/100 = 0,6403
II. Projekt mieszanki betonowej
Wyliczenie ilości składników mieszanki betonowej sprowadza się do rozwiązania
układu trzech równań:
W celu rozwiązania powyższego układu równań należy wprowadzić pewien współczynnik zwany wskaźnikiem cementowo wodnym:
Ilości składników mieszanki betonowej wynoszą odpowiednio:
Łączna zawartość kruszywa:
Ilość wody zarobowej:
Zawartość cementu:
Ilość piasku zawartego w kruszywie:
Ilość zaprawy:
Gęstość pozorna teoretyczna mieszanki betonowej :
[kg/dm3]
Warunek szczelności:
W celu zweryfikowania cech zaprojektowanej mieszanki betonowej i betonu stwardniałego należy wykonać (o objętości
) zbadać jego konsystencję oraz wykonać próbki do badań wytrzymałości na ściskanie betonu (kostki sześcienne o krawędzi 10cm) oraz zbadać wytrzymałość betonu. Próbki betonu zostały zbadane pod względem wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach od wykonania próbek.
Tablica robocza dla metody
Ilość składników [kg] |
Na 1m3 |
na 7l |
Cement C |
220,78 |
1,55 |
Kruszywo |
2043,40 |
14,30 |
Woda W |
157,69 |
1,10 |
Vl=(C/ρpc+K/ +W) [dm3] |
1 |
1000 |
ρpt=ΣQ/Vt [kg/dm3] |
2,42 |
2,463 |
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Powietrze w mieszance betonowej jest składnikiem , który choć nie uwzględniany w projektowaniu ma istotny wpływ na wytrzymałość betonu. W naszym przypadku ilość powietrza określona została metodą doświadczalno-obliczeniową . Metoda ta polegała na pomiarze rzeczywistej gęstości mieszanki i porównaniu jej z gęstością teoretyczną.
Ponieważ nie wykonywaliśmy wszystkich mieszanek betonowych dalsze obliczenia są wykonane dla projektu o następujących danych:
-konsystencja gęstoplastyczna
-ρpt=2,457
-ρp(rzecz)=12,25:5=2,45
Pełna zawartość powietrza:
W naszych badaniach nie wyszło więcej niż 2% zawartości powietrza w mieszankach betonowych, więc nie wpływa to na wytrzymałość.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Jeżeli zawartość powietrza wychodzi więcej niż 2% wówczas:
- obliczamy ilość powietrza ponad normę:
-szczelność mieszanki betonowej:
-musimy przemnożyć ilość składników naszej mieszanki przez s (szczelność):
Po wyznaczeniu rzeczywistej ilości składników ponownie sprawdzamy wytrzymałość naszej mieszanki:
Po sprawdzeniu otrzymujemy rzeczywista wytrzymałość naszej mieszanki.