POLITECHNIKA GDAŃSKA GDAŃSK 1999

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO

KATEDRA TECHNOLOGII BETONU

SPRAWOZDANIE Z LABOLATORIUM TECHNOLOGII BETONU

OPRACOWAŁA GRUPA VI

CEMENT

I. WARUNKI BADAŃ

Badań laboratoryjnych betonu muszą być wykonywane przy spełnionych poniższych warunkach:

• temperatura otoczenia 20ºC

• wilgotność względna powietrza - min. 50%

• cement powinien być przesiany przez sito o oczku 1 mm

• wszystkie składniki i urządzenia muszą mieć temperaturę otoczenia ( powinny przebywać w danym pomieszczeniu conajmniej 24 godziny przed badaniem )

W badaniach wzorcowych i rozjemczych należy używać wodę destylowaną , a do pozostałych wodociągową .

II. BADANIA BETONU

Przygotowane zostały próbki do określenia wytrzymałości cementu na ściskanie oraz na zginanie. Wykonane zostały one w postaci kształtek prostopadłościennych o wymiarach 40 x 40 x 160 mm, z zaprawy normowej ( 1 część wagowa cementu , 3 części wagowe piasku normowego , przy czym stosunek wody do cementu wynosi 1 : 2 ). Zaprawa sporządzona z 450 g cementu , 1350 g piasku normowego i 225 g wody mieszana była przy użyciu mieszarki normowej.

Plastyczność.

Plastyczność zaprawy była badana po jej wymieszaniu . W tym celu zaprawa umieszczona została w leżącej na specjalnym stoliku formie stożkowej. Wprowadzanie zaprawy do formy przebiegało dwuetapowo :

• wypełnienie formy do połowy i zagęszczenie przez 10-krotne ubicie ubijakiem

• dopełnienie i powtórne zagęszczenie

• wyrównanie górnej powierzchni.

Po usunięciu formy zaprawę poddano 15 wstrząsom o częstotliwości 1 wstrząs na sek. za pomocą korby stolika wstrząsowego . Następnie pomierzono 2 wzajemnie prostopadłe średnice . Uzyskane wyniki :

• dla pierwszego zarobu 10,3 x 9,0 mm

• dla drugiego zarobu 10,8 x 9,6 mm

W obu przypadkach zaprawy miały normową plastyczność , gdyż średnie arytmetyczne z pomierzonych średnic nie przekroczyły 15 cm .

Po zbadaniu plastyczności zaprawę umieszczono w formach nasmarowanych uprzednio środkiem antyadhezyjnym . Forma wypełniona do połowy wraz ze specjalną nasadką przymocowana została do stolika wstrząsowego i poddana 60 wstrząsom . W wyniku wibrowania zaprawa uległa zagęszczeniu - uzupełniono ją więc i ponownie poddano wstrząsom . Po zakończeniu zagęszczania górną powierzchnię form wyrównano , próbki opisano i pozostawiono je , by dojrzewały.

Badanie wytrzymałości na zginanie

Badanie to polegało na poddaniu beleczek (wykonanych prędzej z zaprawy normowej) działaniu siły skupionej , przyłożonej w połowie rozpiętości próbki. Badanie przeprowadzone zostało przy pomocy aparatu Michaelis'a . Siła powodująca niszczenie próbek wywoływana była przez śrut sypiący się ze zbiornika do naczynia wiszącego na ramieniu dzwigni. Wytrzymałość na zginanie obliczamy ze wzoru :

R_zg=1,17·P [MPa]

w którym P oznacza ciężar naczynia ze śrutem . Badania zostały przeprowadzone po 7 i po 28 dniach od wykonania beleczek.

Wytrzymałość po 7 dniach

P₁=3570 g R_zg1=4,1769 MPa

P₂=3290 g R_zg2=3,8493 MPa R_zg-śr=3,9936 MPa

P₃=3380 g R_zg3=3,9546 Mpa

Wytrzymałość na zginanie po 28 dniach:

P₁=3625 g R_zg1=4,2413 MPa

P₂=1600 g R_zg2=1,872 MPa R_zg-śr=3,2058 MPa

P₃=2995 g R_zg3=3,5042 MPa

Uzyskane wytrzymałości 28-dniowe okazały się mniejsze od 7-dniowych , co można jedynie wytłumaczyć albo niewłaściwym przechowywaniem próbek , albo pomyleniem próbek , i badaniem za każdym razem innych beleczek.

Badanie wytrzymałości na ściskanie

Badanie to wykonywane było w prasie hydraulicznej na połówkach beleczek złamanych prędzej przy badaniu wytrzymałości na zginanie. By w przypadku każdej próbki ściskana powierzchnia była taka sama - zastosowana została specjalna wkładka stalowa , dzięki której powierzchnia poddawana ściskaniu wynosiła stale 25cm².

Wytrzymałość próbek na ściskanie oblicza się z wzoru :

R_c=P/F [MPa] gdzie :

• F - to powierzchnia ściskana ; F = 25cm²

• P - to siła powodująca zniszczenie próbki , odczytywana każdorazowo z manometru prasy w kN

Wartości sił pomierzone po 7 dniach i odpowiadające im wytrzymałości

P₁=43,1 kN R_c1=17,24 MPa

P₂=26,2 kN R_c2=10,48 MPa

P₃=41,4 kN R_c3=16,56 MPa

P₄=20,5 kN R_c4=8,20 MPa

P₅=18,8 kN R_c5=7,52 MPa

P₆=43,3 kN R_c6=17,32 MPa

R_c-śr7=12,88 MPa

Wartości sił pomierzone po 28 dniach i odpowiadające im wytrzymałości

P₁=16,6 kN R_c1=6,64 MPa

P₂=22,0 kN R_c2=8,8 MPa

P₃=20,6 kN R_c3=8,24 MPa

P₄=15,2 kN R_c4=6,08 MPa

P₅=12,5 kN R_c5=5,00 MPa

P₆=23,3 kN R_c6=9,32 MPa

R_c-śr28=8,79 MPa

Ponownie uzyskane wytrzymałości 28-dniowe okazały się mniejsze od 7-dniowych , co również można jedynie wytłumaczyć albo niewłaściwym przechowywaniem próbek , albo pomyleniem próbek , i badaniem po 7 i 28 dniach różnych beleczek.

Określanie normalnej konsystencji betonu

Badanie zostało przeprowadzone przy pomocy aparatu Vicata. Polegało ono na wyznaczeniu metodą prób i błędów takiego stosunku ilości cementu do ilości wody , by sporządzony zaczyn miał normową konsystencję . Jeżeli chodzi o przyjęcie początkowych proporcji składników , to zawsze stała jest masa użytego do wykonania zaczynu cementu - 500 g. Zmienna jest natomiast ilość wody , którą regulujemy konsystencję i której do wykonania zaczynu przyjmujemy około 150 g. W przypadku badania wykonanego przez naszą grupę do sporządzenia zaczynu użyto 500 g cementu oraz 148 g wody. Następnie zaczyn umieszczono w mieszarce i mieszano 1 minutę na wolnych i 1 minutę na szybkich obrotach . Następnie uzyskany zaczyn umieszczono w pierścieniu ebonitowym o wysokości 4 cm , zatkanym od spodu szklaną płytką , który po wyrównaniu powierzchni zaczynu i usunięciu przypadkowego powietrza ( przez kilkakrotne uderzenie spodem próbki o kant stołu) wstawiono do aparatu Vicata. Bolec ustawiono tak , aby stykał się z powierzchnią zaczynu . Następnie zwolniono go, a po 30 sekundach odczytano jego zagłębienie w zaczyn . Przyjmuje się , że konsystencja jest normalna , gdy odległość bolca od dna pierścienia wynosi 5  7 mm. Otrzymany przez nas wynik to 5 mm. - więc badany zaczyn okazał się mieć normalna konsystencję .

KRUSZYWA

Kruszywa ze względu na uziarnienie dzielimy na:

a. drobne ( ziarna poniżej 4mm)

b. grube (4-63mm)

c. bardzo grube (>63mm)

Rozmiary są określane przy pomocy sit o oczkach kwadratowych.

Ze względu na pochodzenie kruszywa dzielimy na :

a. naturalne

b. łamane

c. sztuczne

Przy badaniu kruszywa mamy 3 rodzaje próbek :

- próbkę pierwotną ( 30 - 100 kg kruszywa pobranego z jednego miejsca)

- próbkę ogólną ( będącą sumą wszystkich próbek pierwotnych usypanych w 1 miejscu )

- średnią próbkę laboratoryjną (pobraną z próbki pierwotnej metodą kwartowania).

Badanie uziarnienia kruszywa

Badanie to polegało na określeniu procentowego udziału poszczególnych frakcji w całej masie badanego kruszywa.

• Metoda sucha (tą metodą badano uziarnienie kruszywa na zajęciach laboratoryjnych) - należało odważyć 1000g. kruszywa z dokładnością do 1g i przesiać przez zestaw sit normowych. Przesiewanie przez dane sito można uznać za zakończone jeżeli w ciągu 1 minuty przelatuje przez nie nie więcej niż 0,1% masy próbki . Pozostałości na poszczególnych sitach należy zważyć . Zawartość danej frakcji w próbce to stosunek masy tej frakcji do masy całej próbki (%) . Suma wszystkich frakcji musi być zawarta w przedziale (99% ; 101%).

• Metoda mokra - w trakcie przesiewu na górne sito lana jest od góry woda . Ponieważ najdrobniejsza frakcja spływa razem z wodą jej zawartość obliczamy odejmując od 100% sumę zawartości pozostałych frakcji .

• Metoda mieszana - najdrobniejszą frakcję odsiewa się na mokro , pozostałość - na sucho .

Frakcja kruszywa	[kg]	[%]	∑ od dołu
16/ 8	0,042	4,2	100
8 / 4	0,449	44,9	95,8
4 / 2	0,28	28	71,6
2 / 1	0,183	18,3	22,9
1 / 0,5	0,039	3,9	4,6
0,5 / 0,25	0,002	0,2	0,7
0,25 / 0,125	0,003	0,3	0,5
0,125 / 0	0,002	0,2	0,2
	∑=1	∑=100%

---