Tabela 3. Orientacyjne wartości punktów piaskowych stosu okruchowego.
c/w |
Wartości punktów piaskowych P, % przy objętości zaprawy w 1m3 mieszanki betonowej, [dm3] |
|||||||||||
400 |
450 |
500 |
550 |
|||||||||
i przy konsystencji mieszanki betonowej |
||||||||||||
półciekła |
plastyczna |
gęstoplastyczna |
połciekła |
plastyczna |
gęstoplastyczna |
półciekła |
plastyczna |
gęstoplastyczna |
półciekła |
plastyczna |
gęstoplastyczna |
|
1,2 |
25 |
26 |
29x |
30 |
31Х |
34x |
36x |
37x |
39x |
40x |
43x |
45x |
1,4 |
24 |
25 |
28 |
29 |
30 |
33 |
34 |
36 |
38x |
39x |
42x |
44x |
1,6 |
22 |
23 |
26 |
27 |
28 |
31 |
32 |
34 |
36 |
37 |
40 |
42 |
1,8 |
19 |
21 |
24 |
24 |
25 |
29 |
30 |
32 |
35 |
35 |
38 |
41 |
2 |
17 |
19 |
22 |
23 |
23 |
27 |
27 |
30 |
33 |
33 |
36 |
39 |
2,2 |
14 |
16 |
20 |
19 |
21 |
25 |
24 |
28 |
31 |
30 |
33 |
37 |
2,4 |
- |
14 |
17 |
- |
19 |
23 |
- |
25 |
29 |
- |
30 |
34 |
2,6 |
- |
- |
15 |
- |
- |
20 |
- |
- |
26 |
- |
- |
31 |
Uwaga: indeks x, podany przy niektórych wartościach w tabl. 3 oznacza przypadki, w których mogą występować nieszczelności mieszanek betonowych na skutek małej ilości zaczynu cementowego.
6.4. Właściwy dobór składników mieszanki betonowej.
Warunek wytrzymałości (wzór Bolomeya)
fcm = A1 , jeżeli 1,2 ≤ c/w < 2,5 (6-8)
fcm = A2 , jeżeli 2,5 ≤ c/w ≤ 3,0 (3,2) (6-9)
Współczynnik A powinien być wyrażony doświadczalnie. Szacunkowo jego wartość można przyjąć wg tabl. 4.
Tablica.4. Szacunkowe wartości współczynników A1 i A2 do wzoru Boloneya [ ].
Rodzaj kruszywa |
Współczynnik Ai |
Klasa cementu |
||
32,5 |
42,5 |
52,5 |
||
otoczakowe |
A1 |
20 – 22 |
22 – 24 |
24 – 25 |
A2 |
14 |
15 |
16 |
|
Łamane
|
A1 |
22 – 24 |
24 – 25 |
25 – 26 |
A2 |
15 |
16 |
17,5 |
Warunek szczelności.
+ + + W = Op (6-10)
gdzie: ρc, ρkd, ρkg – odpowiednio: gęstość cementu, kruszywa drobnego i grubego
C, Kd, Kg, W – odpowiednio: masa cementu, kruszywa drobnego i grubego oraz wody
Op – objętość pozorna mieszanki betonowej.
Warunek konsystencji.
Cwc + Kd ·wkd + Kg · wkg = W (6-11)
gdzie: wc, wkd, wkg – wskaźniki wodożądności odpowiednio: cementu,kruszywa drobnego i grubego
Wskaźniki wodożądności, nazywane także wskaźnikami wodnymi, mówiące o ilości wody niezbędnej do uzyskania przez jednostkę masy danego składnika mieszanki żądanej konsystencji (tabl.6), są obliczone najczęściej według empirycznych wzorów Sterna i Bolomeya lub określane doświadczalnie. W tablicy 5 podano przykładowa wskaźniki wodne dla kruszyw otoczakowych o gęstości ρk = 2,65 kg/m3.
Tablica 5. Wskaźniki wodne kruszywa (wk) i cementu (wc) wg [ ].
Frakcje [mm] |
Wskaźniki wodne [dm3/kg] przy konsystencji |
||||
wilgotnej (S1) |
gęstoplastycznej (S2) |
Plastycznej (S3) |
półciekłej (S4) |
ciekłej (S5) |
|
0÷0,125 |
0,184 |
0,215 |
0,239 |
0,255 |
0,296 |
0,125÷0,25 |
0,094 |
0,109 |
0,122 |
0,137 |
0,151 |
0,25÷0,50 |
0,064 |
0,076 |
0,084 |
0,095 |
0,112 |
0,5÷1,0 |
0,045 |
0,053 |
0,058 |
0,065 |
0,077 |
1÷2 |
0,033 |
0,039 |
0,043 |
0,048 |
0,058 |
2÷4 |
0,025 |
0,029 |
0,032 |
0,037 |
0,044 |
4÷8 |
0,020 |
0,023 |
0,026 |
0,029 |
0,034 |
8÷16 |
0,015 |
0,018 |
0,020 |
0,023 |
0,027 |
16÷31,5(32) |
0,013 |
0,015 |
0,016 |
0,018 |
0,022 |
31,5÷63 |
0,0085 |
0,012 |
0,013 |
0,015 |
0,016 |
CEM32,5 |
0,230 |
0,250 |
0,270 |
0,290 |
0,310 |
CEM 42,5; 52,5 |
0,260 |
0,280 |
0,300 |
0,320 |
0,340 |
Tablica 6. Przybliżone powiązanie klas konsystencji podziałem tradycyjnym.
Konsystencja |
Klasa konsystencji wg PN-EN 206 mierzona wg: |
||
opadu stożka [mm] |
Ve – Be [s] |
rozpływu [mm] |
|
Wilgotna |
- |
Ѵ0 |
- |
Gęstoplastyczna |
- |
Ѵ1 Ѵ2 |
-
|
Plastyczna |
S1 |
Ѵ3 |
F1 |
Półciekła |
S2 |
Ѵ4 |
F2 |
Ciekła |
S3 |
- |
F3 F4 |
Mieszanka samozagęszczlna |
S4 S5 |
- |
F5 F6 |
Warunek gęstości zaprawy.
Za = + +W = Oa - (6-12)
gdzie: Za - objętość absolutna zaprawy,
Oa - objętość absolutna mieszanki betonowej,
ρnkg – gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym kruszywa grubego,
mg – wskaźnik spulchnienia kruszywa grubego w wyniku otulenia zaprawą; (patrz tab.7).
Wskaźnik spulchnienia (spęcznienia) mówi, ile razy wzrośnie objętość najgęściej ułożonego stosu kruszywa grubego po otuleniu jego ziaren zaprawą. Otulenie ziaren grubych zaprawą powoduje ich rozepchnięcie na odległość rg. Zaleca się przyjmowanie następujących wartości rg [ ]:
rg = 0,25 ÷ 0,5 mm – dla wysokich wytrzymałości, przy dobrych warunkach zagęszczania (np. prosty kształt elementów, rzadko rozmieszczone pręty zbrojeniowe);
rg = 0,5 ÷ 0,75 mm – dla elementów prefabrykowanych o prostych przekrojach i rzadkim zbrojeniu;
rg = 0,75 ÷ 1,0 mm – dla elementów prefabrykowanych o złożonych przekrojach i normalnym zbrojeniu oraz konstrukcji monolitycznych;
rg = 1,0 ÷ 1,5 mm – w przypadku konstrukcji żelbetowych o gęstym zbrojeniu i złożonym przekroju.
Podane wartości, jedyne szacunkowe, zależą w dużym stopniu od kształtu ziaren i są większe w przypadku kruszyw łamanych w porównaniu z otoczakowymi. Stosując materiał z ziarnami łamanymi, nie zaleca się przyjmować rg < 1 mm. Znaczenie ma także technika zagęszczania mieszanki betonowej. Dobierając np. skład masy przeznaczonej do transportu pneumatycznego (pompowanie), zazwyczaj powinno stosować się rg ≥ 2 mm.
Podobne zasady dotyczą tzw. jednokrotnego otulenia stosu kruszywa grubego zaprawą. Projektując np. skład betonu wodoszczelnego lub hydrotechnicznego, należy rozpatrywać także otulenie ziaren stosu kruszywa drobnego zaczynem, a dopiero w następnym etapie zająć się układem kruszywo grube – zaprawa. Bardzo często, stosując modyfikatory w postaci dodatków, np. pyłu krzemionkowego, należy poszerzyć analizę otulania i potraktować pył jako składnik otulający ziarna cementu.
Tablica 7. Wskaźniki spulchnienia kruszywa grubego zaprawą.
Frakcja [mm] |
Przewidywalna konsystencja mieszanki betonowej |
||||
wilgotna |
gęstoplastyczna |
plastyczna |
półciekła |
ciekła |
|
Wskaźnik mg przy wielkości rozepchnięcia rg [mm] |
|||||
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
2 ÷ 4 |
1,59 |
1,95 |
2,37 |
3,38 |
4,63 |
4 ÷ 8 |
1,27 |
1,37 |
1,59 |
1,95 |
2,37 |
8 ÷ 16 |
1,12 |
1,19 |
1,27 |
1,42 |
1,59 |
16 ÷ 31,5 |
1,06 |
1,09 |
1,13 |
1,20 |
1,27 |
6.5. Metoda zaczynowa (przykładowa metoda doświadczalna).
Przebieg doboru składu mieszanki betonowej tą metodą [ ] jest następujący:
przyjęcie założeń projektowych (klasa ekspozycji, konsystencja, klasa wytrzymałości, warunki technologiczne).
wybór jakościowy składników mieszanki betonowej.
określenie elementarnych parametrów fizycznych kruszywa i cementu, o ile spoiwo to nie ma certyfikatu jakości.
sprawdzenie prawidłowości uziarnienia kruszywa drobnego i grubego (najczęściej przez ocenę położenia krzywych przesiewu względem zalecanych krzywych granicznych lub za pomocą innych wskazówek zawartych w p.6.3
określenie wielkości charakterystycznych punktów krzywych przesiewu (p.6.3).
obliczenie niezbędnej wielkości wielkości stosunku c/w (np. wg wzoru (6-8) lub (6-9)).
przyjęcie żądanego punktu piaskowego P (tab. 3).
obliczenie stosunku zmieszania składników kruszywa (wzory (6-5) do (6-7)).
przyjęcie niezbędnej do wykonania doświadczeń masy kruszywa (stosu okruchowego) i określenie ilości składników drobnego i grubego.
przyjęcie masy zaczynu do czynności interacyjnych (najczęściej 1/3 masy kruszywa) i określenie jego składu zapewniającego zachowanie obliczonego wcześniej stosunku c/w,
przygotowanie próbnego stosu okruchowego,
interacyjne dozowanie przygotowanego zaczynu (jeżeli przewidziano modyfikator w postaci domieszek, to powinien on znajdować się w odpowiedniej ilości w dozowanym zaczynie) do momentu uzyskania projektowanej konsystencji, co powinno być potwierdzone pomiarem wg jednej z przyjętych metod w normie [ ],
pomiar wydajności objętościowej próbnej mieszanki betonowej,
sprawdzenie jamistości (zawartość powietrza) w mieszance betonowej,
sprawdzenie urabialności mieszanki betonowej, np. za pomocą wskaźnika pyłowego β,
ewentualna korekta składu mieszanki betonowej z uwagi na jamistość i urabialność,
sprawdzenie uzyskania projektowanej wytrzymałości średniej oraz ocena możliwości uzyskania żądanej klasy wytrzymałościowej w procesie produkcyjnym.
Przykład określenia składu mieszanki betonowej metodą zaczynową.
1. Założenia projektowe:
beton zwykły,
klasa betonu C 20/25
konsystencja mieszanki V3,
klasa ekspozycji X0,
cement CEM І 42,5,
gęstość cementu ρc = 3,1 Mg/m3,
gęstość kruszyw ρk = 2,65 Mg/m3,
uziarnienie kruszyw wg tab. 8 i 9,
gęstość objętościowa ziaren kruszywa ρoz = 2,6 Mg/m3,
pojemność teoretyczna betoniarki Vt = 600 dm3,
zawilgocenie kruszywa w miejscu wykonywania betonu:
a) kruszywo drobne (K1) – Zwd = 2,5%
b) kruszywo grube (K2) – Zwg = 1,8%
2. Uziarnienie zastosowanych kruszyw.
Zawartość frakcji pyłowej (0 ÷ 0,063 mm)wynosiła 2,1%, zatem pod względem zawartości pyłów kruszywo zakwalifikowano zgodnie z [ ] do kategorii f3 (patrz tab. 8, 9).
Na podstawie tab. 8 i 9 punkty piaskowe kruszyw są następujące:
P1 = 98,6%; P2 = 0%
Żądany punkt piaskowy ustalono, przyjmując objętość absolutną zaprawy Z= 500 dm3/m3, wg tab. 3, jak P=31%.
Tablica 8. Skład granulometryczny kruszywa drobnego.
Numer frakcji |
Wymiar frakcji [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechody [%] |
Kategoria uziarnienia |
f1 + f2 |
0 ÷ 0,125 |
2,5 |
2,5 |
GF85 |
f3 |
0,125 ÷ 0,25 |
2,7 |
5,2 |
|
f4 |
0,25 ÷ 0,5 |
24,8 |
30 |
|
f5 |
0,5 ÷ 1,0 |
31,2 |
61,2 |
|
f6 |
1,0 ÷ 2,0 |
37,4 |
98,6 |
|
f7 |
2,0 ÷ 4,0 |
1,4 |
100,0 |
|
∑ |
- |
100,0 |
- |
Tablica 9. Skład granulometryczny kruszywa grubego.
Numer frakcji |
Wymiar frakcji [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechody [%] |
Kategoria uziarnienia |
f7 |
2,0 ÷ 4,0 |
16,3 |
16,3 |
GC90/15 |
f8 |
4,0 ÷ 8,0 |
51,2 |
67,5 |
|
f9 |
8,0 ÷ 16 |
32,5 |
100 |
|
f10 |
16 ÷ 32 |
0 |
- |
|
∑ |
- |
100,0 |
- |
3. Do projektowania w pierwszym przybliżeniu przyjęto wytrzymałość średnią wg [ ]:
fcm,p = 25+7,5 = 32,5 MPa
4. Według zależności (6-8) obliczono niezbędną wartość stosunku cementowo – wodnego w mieszance betonowej, przyjmując wg tab. 4 wartość współczynnika A1 = 23 MPa:
= + 0,5 = + 05 = 1,91
5. Stosunek zmieszania składników (drobnego i grubego) stosu okruchowego obliczmy wg wzoru (6-5) wynosi:
X = = 2,18
6. Do wykonania planowanych oznaczeń jako wystarczającą masę kruszywa w próbnym zarobie laboratoryjnym ustalono na K = 15 kg.
7. Na podstawie stosunku X zmieszania składników obliczono skład stosu okruchowego:
masa kruszywa drobnego K1 = = 4,72 kg
masa kruszywa grubego K2 = 4,72 · 2,18 = 10,28 kg
8. Korzystając z doświadczenia,przyjęto jako wystarczającą do interacji masę zaczynu Z' = K'/3, z zatem w analizowanym przypadku Z' = 15/3 = 5 kg. Skład przygotowanego zaczynu:
masa (objętość) wody W1 = = 1,72 dm3
masa cementu C1 = 1,72 · 1,91 = 3,28 kg
9. Przygotowany dokładnie wymieszany zaczyn o wyznaczonym składzie dodano do 15 kg mieszanki kruszcowej (stosu okruchowego), aż do odciągnięcia przez próbny zarób żądanej konsystencji. Pomiar konsystencji, po dodaniu zaczynu w ilości 2,51 kg wykazał uzyskanie mieszanki betonowej klasy V3 (wg Ve – Be).
10. Skład dodanego do próbnej mieszanki zaczynu jest zatem następujący:
masa (objętość) wody w próbnym zarobie W2 = = 0,86 dm3
masa cementu w próbny zarobie C2 = 0,86 · 1,91 = 1,64 kg
11. Zmierzono następnie objętość pozorną otrzymanego próbnego zarobu w stanie zagęszczonym.
Wyniosła ona Vp = 7,18 dm3.
12. Sprawdzenie jamistości (zawartości powietrza) mieszanki betonowej.
Objętość absolutna próbnego zarobu (wg wzoru (6-10)):
Vta = + + 0,86 = 7,05 dm3
Według wzoru j = · 100% otrzymuje się jamistość:
j = · 100% = 1,82% < 2%
gdzie: Vp – objętość pozorna mieszanki betonowej po zagęszczeniu [dm3],
Vta – objętość teoretyczna składników mieszanki [dm3].
13. Określenie i ocena stosu okruchowego.
Uziarnienie stosu okruchowego określono, obliczając procentowy udział danej grupy ziaren (drobnego K1 i grubego K2) na podstawie zawartości odpowiednich frakcji w jednym i drugim kruszywie. Udział kruszywa drobnego w stosie okruchowym powstałym ze zmieszania w ustalonej proporcji X kruszyw K1 i K2 wynosi 31,5%, natomiast kruszywa grubego – 68,5%. Uziarnienie wypadkowe przedstawiono w tab. 10.
Tablica 10. Uziarnienie stosy okruchowego.
Numer frakcji |
Wymiar frakcji [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechody [%] |
f1 + f2 |
0,0 ÷ 0,125 |
0,8 |
0,8 |
f3 |
0,125 ÷ 0,25 |
0,9 |
1,7 |
f4 |
0,25 ÷ 0,50 |
7,8 |
9,5 |
f5 |
0,5 ÷ 1,0 |
9,8 |
19,3 |
f6 |
1,0 ÷ 2,0 |
11,8 |
31,1 |
f7 |
2,0 ÷ 4,0 |
11,6 |
42,7 |
f8 |
4,0 ÷ 8,0 |
35,0 |
77,7 |
f9 |
8,0 ÷ 16 |
22,3 |
100,0 |
f10 |
16 ÷ 32 |
0 |
- |
∑ |
- |
100,0 |
- |
Prawidłowość uziarnienia stosu okruchowego oceniono na podstawie położenia krzywej przesiewu względem krzywych granicznych. Krzywe przedstawiono na rys. 2.
Rys.2. Wypadkowa krzywa uziarnienia (linia przerywana) w odniesieniu
do krzywych granicznych
14. sprawdzenie urabialności mieszanki betonowej za pomocą pyłowego wskaźnika β
Wskaźnik pyłowy definiuje się jako:
β = (6-13)
gdzie: C – masa cementu w mieszance betonowej [kg/m3],
∑ Fd – suma zawartości w mieszance ziaren pylastych od 0 ÷ 0,125 mm [kg/m3],
F – zawartość frakcji 0 ÷ 2 mm [kg/m3],
Optymalna wartość wskaźnika β zależy od stosunku powierzchni rozwiniętej kruszywa grubego do objętości zaprawy w mieszance betonowej. Stosunek ten oznacza się jako MZ i oblicza się wg wzoru:
MZ = (6-14)
gdzie: ρOZ – gęstość objętościowa ziaren [kg/m3],
AK – powierzchnia rozwinięta ziaren kruszywa grubego [dm2],
Z – objętość absolutna zaprawy [dm3].
Powierzchnię rozwiniętą kruszywa grubego oblicza się jako średnią ważona powierzchni właściwej ziaren poszczególnych frakcji:
AK = 0,01Σ Aki· Pi (6-15)
gdzie: Aki – powierzchnia właściwa ziaren poszczególnych frakcji wg tab.
11 [dm2/kg],
Pi – procentowa zawartość ziaren danej frakcji.
Tablica 11. Powierzchnia właściwa ziaren kruszywa grubego [dm2/kg].
Wymiar frakcji [mm] |
Aki dla kruszyw, [dm2/kg] |
|
naturalnego |
łamanego |
|
2 ÷ 4 |
100 |
150 |
4 ÷ 8 |
50 |
75 |
8 ÷ 16 |
25 |
37 |
16 ÷ 32 |
12 |
19 |
32 ÷ 63 |
6 |
9 |
Optymalne wartości wskaźnika β, zależne od wielkości wskaźnika MZ oraz wymagań dotyczących jakości powierzchni i spoistości świeżej, zagęszczonej mieszanki w chwili częściowego rozformowania elementu przedstawiono w tabl. 12.
Tablica 12. Optymalne wartości wskaźnika pyłowego β wg [ ].
β
|
Wskaźnik MZ |
|||||||
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
|
β1 |
0,27 |
0,29 |
0,32 |
0,35 |
0,39 |
0,45 |
0,53 |
0,62 |
β2 |
0,19 |
0,22 |
0,26 |
0,30 |
0,36 |
0,42 |
0,50 |
0,60 |
Uwaga: wartości β1 dotyczą wymagań wysokich, natomiast β2 – przeciętnych. |
Obliczenie wstępnej receptury laboratoryjnej.
masa cementu C = · 1000 = 228 kg/m3
objętość wody W = · 1000 = 120 dm3/m3
masa kruszywa grubego K2 = · 1000 = 1432 kg/m3
masa kruszywa drobnego K1 = · 1000 = 657 kg/m3
Powierzchnię rozwiniętą kruszywa grubego oblicz się wg wzoru (6-15), przyjmując uziarnienie wg tabl. 10, oraz wartości Aki wg tabl. 11.
Uwaga: gdy kruszywo grube jako składnik stosu okruchowego zawiera podziarno, to należy określić uziarnienie składnika grubego stosu okruchowego „wydzielając” matematycznie ze stosu okruchowego grupę frakcji od 2,0 do 63 mm tak, aby stanowiła ona 100%.
Tablica 13. Obliczenie powierzchni rozwiniętej kruszywa grubego.
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji Pi [%] |
Aki [dm2/kg] |
Aki Pi |
2 ÷ 4 |
16,3 |
100 |
1630 |
4 ÷ 8 |
51,2 |
50 |
2560 |
8 ÷ 16 |
32,5 |
25 |
813 |
∑ |
|
|
5003 |
Tak więc:
AK = 0,01 · 5003 = 50,03 dm3/kg
masa frakcji 0 ÷ 2 mm wynosi 31,1% (tabl.10) z całkowitej masy stosu okruchowego (K! + K2) równej 2089 kg, a zatem
F = 2089 · 0,311 = 650 kg/m3
masa ziaren 0 ÷ 125mm (gdy nie zastosowano żadnych modyfikatorów w postaci dodatków pylastych) wynosi 0,8% (tabl.10) z całkowitej masy stosu okruchowego równej 2089 kg, czyli:
∑Fd = 0,008∙2089 = 16,7 kg/m3
Objętość absolutna zaprawy
Z = + + 120 = 439 dm3
wartość wskaźnika MƵ:
MƵ = 2,6 · 50,03 = 167 l/dm3
wartość wskaźnika β:
β = = 0,34
przyjmując przeciętny stopień i obliczony wskaźnik Mz = 167 l/dm3, wskaźnik β2 wg tabl. 12 powinien wynosić co najmniej 0,45 (interpolacja liniowa w przedziale). Występuje zatem niedobór frakcji pylastych, które można uzupełnić niewielką ilością dodatku pylastego.
Przekształcając wzór (6-13), uzyskamy żądaną zawartość frakcji 0 ÷ 0,125 mm
∑Fd = = = 18,6 kg/m3
Odejmując rzeczywistą zawartość frakcji 0 ÷ 0,125 mm od żądanej otrzymujemy niedobór:
18,6 – 16,7 = 1,9 kg/m3
15. Receptura robocza mieszanki betonowej.
receptura robocza uwzględnia podaną w założeniach projektowych pojemność betoniarki oraz zawilgocenia kruszywa. Pojemność roboczą betoniarki ustala się jako:
= (6-16)
gdzie: αb – współczynnik uwzględniający spęcznienie składników
w stanie luźnym i wynosi 0,75 ÷ 0,95, zależnie od
konsystencji mieszanki
Przyjmując dla konsystencji V3 wartość współczynnika αb = 0,85:
Vbr = 0,85 · 600 = 510 dm3
masa kruszywa zawilgoconego K2 jest uzależniona od masy kruszywa K wynikającej z receptury laboratoryjnej i wilgotności ƵWK
K2 = K (6-17)
Masę (objętość) wody po uwzględnieniu zawilgocenia kruszywa oblicza się jako:
WZ = W – K (6-18)
ze względu na wartości uzyskane przy doborze składu dla przyjętych wcześniej założeń:
- masa zawilgoconego kruszywa drobnego
Kzd = 657 = 673 kg
- masa zawilgoconego kruszywa grubego
Kzg = 1432 = 1458 kg
objętość wody zarobowej po uwzględnieniu wilgotności kruszyw
WZ = 120 – 657 · 0,025 – 1432 · 0,018 = 78 dm3
obliczenie mas składników z uwzględnieniem zawilgocenia kruszyw przypadających na objętość roboczą betoniarki (receptura robocza):
Xr = (6-19)
gdzie: Xr – masa składnika przypadająca na objętość roboczą betoniarki [kg],
XZ – masa składnika przypadająca na 1 m3 z uwzględnieniem wilgotności [kg],
Vbr – objętość robocza betoniarki [dm3].
Receptury zarówno laboratoryjne, jak i robocze zestawiono w tabl.14.
Tablica 14. Zestawienie receptur zaprojektowanej mieszanki betonowej.
Składniki |
Receptura laboratoryjna na 1 m3 mieszanki betonowej [kg/m3] |
Receptura robocza na pojemność betoniarki [kg] |
Cement CEM I 42,5 |
228 |
116 |
Woda |
120 |
40 |
Kruszywo drobne GF85 |
657 |
343 |
Kruszywo grube GC90/15 |
1432 |
743 |
Załącznik
Tablica 1. Klasy wytrzymałości na ściskanie betonu zwykłego i betonu ciężkiego (wg PN-EN 206-1:2003, PN-EN 206-1:2003/Ap1:2004, PN-EN 206-1:2003/A1:2005 i PN-EN 206-1:2003/A2:2006)
Klasa wytrzymałości na ściskanie |
Wytrzymałość na ściskanie |
|
charakterystyczna oznaczana na próbkach walcowych (Ø15 cm i h = 30 cm fck [MPa |
gwarantowana oznaczana na próbka sześciennych o boku h = 15 cm fc,Gcube [MPa] |
|
C8/10 C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60 C55/67 C60/75 C70/85 C80/95 C90/105 C100/115 |
8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 |
10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115 |
Uwaga: Wytrzymałość na ściskanie określa się po 28 dniach dojrzewania mieszanki betonowej w temperaturze 20oC i pełnej wilgotności. |
Tablica 2. Zalecane klasy betonów do konstrukcji budowlanych.
Zastosowanie betonu |
Klasa betonu |
Fundamenty budowli Elementy zginane przy obciążeniu użytkowym < 8 kN/m2 Elementy zginane przy obciążeniu użytkowym > 8 kN/m2 Elementy ściskane osiowo Elementy ściskane mimośrodowo Fundamenty pod maszyny Żelbetowe elementy prefabrykowane Słupy hal przemysłowych z ciężkim suwnicami Łupiny i elementy cienkościenne Części budowli mostowych |
C8/10 i C12/15 C8/10 i C12/15 C8/10 i C16/20 C8/10 i C16/20 C8/10 i C16/20 C12/25 i C20/25 C12/25 i C35/45 C16/20 i C20/25 C16/20 i C25/30 C20/25 i C30/37 |
Tablica 12. Klasy ekspozycji w zależności od warunków środowiska (wg PN-EN 206-1:2003)
Klasy ekspozycji |
Opis środowiska |
Przykłady występowania klas ekspozycji |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Brak zagrożenia agresją środowiska lub korozją |
XO |
dotyczy betonów niezbrojonych i żelbetu |
budynki o bardzo niskiej wilgotności powietrza |
Korozja spowodowana karbonatyzacją. Żelbet narażony na kontakt z powietrzem i wilgocią; ekspozycja powinna być klasyfikowana w następujący sposób |
XC1 |
suche lub stale mokre |
beton wewnątrz budynków o niskiej wilgotności powietrza, beto stale zanurzony w wodzie |
XC2 |
mokre, sporadycznie suche |
powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą (najczęściej fundamenty) |
|
XC3 |
umiarkowanie wilgotne |
beton wewnątrz budynków o umiarkowanej lub wysokiej wilgotności powietrza lub na zewnątrz osłonięty przed deszczem |
|
XC4 |
cyklicznie mokre i suche |
powierzchnie betonu narażone na kontakt z wodą ale nie jak w klasie eksplozji XC2 |
|
Korozja spowodowana chlorkami wody morskiej Beton zbrojony narażony na działanie chlorków pochodzących z wody morskiej (znajdujących się w wodzie lub powietrzu); ekspozycja powinna być klasyfikowana w następujący sposób: |
XS1 |
narażenie na działanie soli zawartych w powietrzu (ale nie na bezpośredni kontakt z wodą morską) |
konstrukcje zlokalizowane na wybrzeżu lub w jego pobliżu |
XS2 |
stałe uzbrojenie |
elementy budowli morskich |
|
XS3 |
Strefy pływów, rozbryzgów i aerozoli |
||
Korozja spowodowana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej Beton zbrojony narażony na kontakt z wodą zawierającą chlorki (w tym sole odladzające, pochodzące z innych źródeł niż woda morska); ekspozycja powinna być klasyfikowana w następujący sposób; |
XD1 |
umiarkowanie wilgotne |
powierzchnie betonów narażone na działanie chlorków z powietrza |
XD2 |
mokre, sporadycznie suche |
baseny, beton narażony na działanie wody przemysłowej zawierającej chlorki |
|
XD3 |
cyklicznie mokre i suche |
elementy mostów narażone na działanie rozpylonych cieczy zawierających chlorki, nawierzchnie dróg, płyty parkingów |
|
Agresywne oddziaływanie zamrażania/rozmrażania bez środków odladzających albo ze środkami odladzającymi
Beton w stanie mokrym jest narażony na znaczącą agresywność cyklicznego zamarzania/rozmarzania; ekspozycja powinna być klasyfikowana w następujący sposób: |
XF1 |
umiarkowanie nasycone wodą bez środków odladzających |
pionowe powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzanie |
XF2 |
umiarkowanie nasycone wodą ze środkami odladzającymi |
pionowe powierzchnie betonowe konstrukcji drogowych narażone na zamarzanie i działanie środków odladzających z powietrza |
|
XF3 |
silnie nasycone wodą bez środków odladzających |
pionowe powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzanie |
|
XF4 |
silnie nasycone wodą ze środkami odladzającymi lub wodą morską |
jezdnie dróg i ostów narażone na działanie środków odladzających,powierzchnie betonowe narażone bezpośrednio na działanie aerozoli zawierających środki odladzające i na zamarzanie, strefy rozbryzgu w budowlach morskich narażone na zamarzanie |
|
Agresja chemiczna
Gdy beton jest narażony na agresję chemiczną gruntów naturalnych lub wody gruntowej, jak podano w tabeli [ ], ekspozycja powinna być klasyfikowana w następujący sposób:
|
XA1 |
środowisko chemiczne mało agresywne zgodnie z tab. [ ] |
|
XA2 |
środowisko chemiczne średnio agresywne zgodnie z tab. [ ] |
||
XA3 |
środowisko chemiczne silnie agresywne zgodnie z tab. [ ] |
Tablica 13. Zalecenia dotyczące składu i właściwości betonu (wg PN-EN 206-1:2003)
Klasy ekspozycji* |
Maksymalna wartość wskaźnika C/W |
Minimalna klasa wytrzymałości |
Minimalna zawartość cementu [kg/m3] |
|
Brak zagrożeń agresją środowiska lub korozją |
XO |
- |
C12/15 |
- |
Korozja spowodowana karbonatyzacją |
XC1 XC2 XC3 XC4 |
0,65 0,60 0,55 0,50 |
C20/25 C25/30 C30/37 C30/37 |
260 280 280 300 |
Korozja spowodowana chlorkami z wody morskiej |
XS1 XS2 XS3 |
0,50 0,45 0,45 |
C30/37 C35/45 C35/45 |
300 320 340 |
Korozja spowodowana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej |
XD1 XD2 XD3 |
0,55 0,55 0,45 |
C30/37 C30/37 C35/45 |
300 300 320 |
Agresywne oddziaływanie zamarzania/rozmrażania |
XF1 XF2 XF3 XF4 |
0,55 0,55 0,50 0,45 |
C30/37 C25/30 C30/37 C30/37 |
300 300 320 340 |
Agresja chemiczna |
XA1 XA2 XA3 |
0,55 0,50 0,45 |
C30/37 C30/37 C35/45 |
300 320 360 |
* Klasyfikację ekspozycji przedstawiono w tabeli 12.
Tablica 14. Orientacyjny dobór konsystencji mieszanki betonowej.
Konsystencja |
Sposób zagęszczania mieszanki i warunki formowania elementu |
Wilgotna |
Mieszanki wibroprasowane, przekroje proste niezbrojone |
Gęstoplastyczna |
Mieszanki wibrowane lub ubijane ręcznie, przekroje proste rzadko zbrojone |
Plastyczna |
Mieszanki wibrowane i ręcznie szychtowane, przekroje proste normalnie zbrojone lub przekroje złożone rzadko zbrojone |
Półciekła |
Mieszanki wibrowane lub ręcznie szychtowane, przekroje złożone gęsto zbrojone |
Ciekła |
Mieszanki ręcznie szychtowane |
Bardzo ciekła |
Mieszanki samozagęszczlne |
Tablica 15. Klasy konsystencji mieszanki betonowej według metody opadu stożka*[1].
Klasa |
Opad [cm] |
S1 (wilgotna) S2 (gęstoplastyczna) S3 (plastyczna ) S4 (półciekła ) S5** (ciekła ) |
1 ÷ 4 5 ÷ 9 10 ÷ 15 16 ÷ 21 ≥ 22 |
* Metoda zalecana, gdy opad stożka zawiera się w przedziale 1 ÷ 21cm.
** Klasa S5 dotyczy tylko betonów kruszywowych z kruszywem lekkim.
Tablica 16. Klasy konsystencji mieszanki betonowej według metody
Ve-be*[1].
Klasa |
Stopień zagęszczenia [ρ] |
VO V1 V2 V3 V4** |
≥ 21 21 ÷ 30 11 ÷ 20 6 ÷ 10 3 ÷ 5 |
* Metoda zalecana, gdy czas Vebe wynosi 5 ÷ 30 s.
** Klasa V4 dotyczy tylko betonów kruszywowych z kruszywem lekkim.
Tablica 17. Klasy konsystencji mieszanki betonowej według metody stopnia zagęszczalności*[1].
Klasa |
Stopień zagęszczalności |
CO C1 C2 C4** |
≥ 1,46 1,26 ÷ 1,45 1,11 ÷ 1,25 1,04 ÷ 1,10 |
* Metoda zalecana, gdy stopień zagęszczalności jest równy 1,04 ÷ 1,46.
** Klasa C4 dotyczy tylko betonów kruszywowych z kruszywem lekkim.
Tablica 18. Klasy konsystencji mieszanki betonowej według metody stolika rozpływowego*[1].
Klasa |
Średnica rozpływu [cm] |
F1 F2 F3 F4 F5 F6 |
≤ 34 35 ÷ 41 42 ÷ 48 49 ÷ 55 56 ÷ 62 ≥ 63 |
* Metoda zalecana, gdy średnica rozpływu wynosi 34 ÷ 62 cm. Klasy F6 nie zaleca się stosować w tym zakresie.