ZASADY PROJEKTOWANIA BETONU CEMENTOWEGO
Ustalenie recepty mieszanki betonowej:
--założenia projektowe
-dobór składników betonu
*dobór uziarnienia mieszanki mineralnej (na podstawie analizy sitowej i
krzywej uziarnienia)
*dobór cementu w zależności od założonej klasy betonu
*dobór wody
*dobór dodatków
--wstępne ustalenie proporcji (kg/m3)
--sprawdzenie urabialności i objętości masy betonowej
*badanie konsystencji stożkiem opadowym
*sprawdzenie objętości masy
--wykonanie zarobu próbnego i uformowanie próbek
--wykonanie badań laboratoryjnych
*wytrzymałość na ściskanie
*nasiąkliwość
*mrozoodporność
--korekta składu i powtórzenie badań
--podanie recepty roboczej (kg/m3)
Podstawowe warunki jakie powinna spełniać mieszanka betonowa:
1.Warunek wytrzymałości
v
R = A (c/w Ä…0,5)
b
A--wsp. zależny od marki cementu i kształtu ziaren kruszywa
ą--zależne od c/w
Dla dróg wskaz
nik cementowo-wodny powinien wahać się w przedziale od
2,2-2,8.
e"2,5
+ --gdy c/w
<2,5
- -- gdy c/w
2. Warunek konsystencji
W=w *K+w *C
k c
w  wodożądność kruszywa (na podstawie tabel)
k
w
c---wodożądność cementu (ozn. doświadczalnie)
W,K,C---ilość wody, kruszywa, cementu (w kg/m3 mieszanki betonowej)
3.Warunek szczelności
c k
+ + w + p = 1000
Ác Á
k
Ác , Ák
--gęstość cementu, kruszywa
Jeżeli p=0 beton jest szczelny
Po 28 dniach od uformowania próbek (15*15*15cm) ,badamy wytrzymałość
na ściskanie w prasie hydraulicznej. Wytrzymałość betonu na ściskanie
oznacz jego klasÄ™.
G
Ri min e" Ä… × Rb
Ri min
--najmniejsza wartość wytrzymałości ze wszystkich badanych próbek
ą -- wsp. zależny od ilości próbek
G
Rb --wytrzymałość gwarantowana betonu
Jeżeli warunek nie jest spełniony to sprawdzamy
_
G
G
Ri min e" Rb
i R e"1,2Rb
Jeżeli natomiast ilość próbek n e"15 to sprawdzamy
_
G
R-1,64s e" Rb gdzie:
_
R --wytrzymałość średnia
s-odchylenie standardowe
Badania mieszanek betonowych Badanie urabialności i konsystencji,
Oznaczanie gęstości pozornej mieszanki betonowej, Oznaczanie
porowatości zagęszczonej mieszanki betonowej, Oznaczanie powietrza w
masie betonowej, Oznaczanie składu mieszanki betonowej, Kontrola
prawidłowości produkcji mieszanki betonowej
Badanie urabialności i konsystencji
Urabialność i konsystencja jest to zespół cech określających właściwości
mieszanki betonowej, od których zależy łatwość wypełniania formy i
zdolność zachowania kształtu po rozformowaniu zaraz po zagęszczeniu.
KonsystencjÄ™ mieszanki betonowej bada siÄ™ metodÄ… Ve-Be lub metodÄ…
stożka opadowego. Metodę pierwszą należy stosować do mieszanek
betonowych o konsystencji plastycznej i mieszanek gęstszych, metodę
stożka opadowego  do mieszanek ciekłych.
Metoda Ve-Be
Miarą konsystencji jest czas, liczony w sekundach, potrzebny do ułożenia w
naczyniu za pomocą wibracji określonej ilości mieszanki.
Przyrządy. Stół wibracyjny o częstotliwości drgań 50 ą 5 herców i
amplitudzie 0,5 mm. Naczynie cylindryczne o średnicy wewnętrznej 230ą10
mm i wysokości 200ą5 mm z blachy stalowej o grubości 3 ą 0,5 mm. Forma
w postaci ściętego stożka o średnicy dolnej 200 mm i Kornej 100 mm i
wysokości 300 mm, z blachy grubości nie mniejszej niż 1,5 mm, z
uchwytami. Ruchome urzÄ…dzenie zaopatrzone z jednej strony we wsyp, z
drugiej strony w przesuwny pręt z płytą z przezroczystego materiału o
średnicy 225 ą 5 mm.
Przygotowanie próbki, Próbkę o objętości co najmniej 8 litrów pobiera się z
mieszanki betonowej nie póz
niej niż po upływie 30 min od chwili zmieszania
składników z wodą.
Wykonanie badania. Do naczynia cylindrycznego przymocowanego do płyty
wibracyjnej wstawia się formę stożkową, opierając na niej wsyp. Formę
wypełnia się mieszanką betonową w trzech warstwach, zagęszczając każdą
warstwę 25-krotnym zagłębieniem pręta. Następnie odsuwa się wsyp,
wygładza powierzchnię mieszanki, zdejmuje formę stożkową i na stożku
mieszanki opiera się płytę z prętem. Potem uruchamia się wibrator, notując
czas z dokładnością 1 s. Wibrowanie trwa do chwili notowanej w sekundach
aż cała spodnia powierzchnia płytki zetknie się z mieszanką betonową.
Czas w sekundach jest miarÄ… konsystencji.
Metoda stożka opadowego
Miarą konsystencji jest opad stożka uformowanego z mieszanki betonowej.
Opad jest mierzony w centymetrach.
Przyrząd: forma w kształcie stożka ściętego jak w metodzie Ve-Be.
Oznaczanie: formę stożkową ustawioną na posadzce wypełnia się
mieszanką betonową, którą zagęszcza się jak w metodzie Ve-Be. Formę
ostrożnie ściąga się pionowo w górę. Stożek z mieszanki ulega deformacji,
zmniejszając swą wysokość. Gdy opadanie stożka zatrzyma się zupełnie,
mierzy się w centymetrach wysokość opadu w największym miejscu stożka.
Oznaczanie gęstości pozornej mieszanki betonowe
PrzyrzÄ…d: Cylinder metalowy.
Oznaczanie: Do cylindra wkłada się taką ilość mieszanki, żeby po
zagęszczeniu wykazała objętość nie mniej niż 8 dm3. Zagęszczanie
wykonuje się na stoliku wibracyjnym tak długo, aż na powierzchni mieszanki
wystąpi zaczyn cementowy, jednak nie dłużej niż 1,5 min. Następnie
wykonuje się pomiar objętości (V) w dm3 z dokładnością nie mniejszą niż
0,3% oraz pomiar masy w kilogramach z dokładnością nie mniejszą niż
0,2%. Masę próbki G określa się z różnicy masy próbki wraz z cylindrem i
masy samego cylindra. Wynik oznaczania jest średnią arytmetyczną
wyników co najmniej dwóch kolejnych próbek. Gęstość pozorną liczy się ze
wzoru: Á =G/V.
p
Oznaczanie porowatości zagęszczonej mieszanki betonowej
Porowatość mieszanki betonowej po zagęszczeniu oznacza się metodą, do-
świadczalną, jeżeli skład mieszanki i gęstości pozorne składników nie są
dokładnie znane. Gdy wielkości te są znane stosuje się metodę
doświadczalno-obliczeniową.
Metoda doświadczalna. Po zagęszczeniu mieszanki o objętości nie
mniejszej niż 8 dm3 w cylindrze wykonuje się pomiar objętości V. Następnie
do cylindra wlewa się odmierzoną ilość wody ("w) o objętości l dm3.
Mieszankę betonową miesza się z dolaną ilością wody za pomocą pręta i
wibruje do chwili, gdy przestaną się z tej mieszaniny wydobywać pęcherzyki
powietrza. Po czym ponownie mierzy się objętość V . Porowatość liczy się:
k
J =(V+" )/V*100
b w-V
k
Metoda doświadczalno-obliczeniowa polega na obliczeniu porowatości wg
wzoru:
ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ Qb ÷Å‚
Jb =ìÅ‚1 -
÷Å‚*100
C +K +W
ìÅ‚ ÷Å‚
C K
ìÅ‚ ÷Å‚
+ +W
ìÅ‚
Ác Ák ÷Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚
C,K,W  masa cementu, kruszywa, wody,
Á-gÄ™stoÅ›ci pozorne betonu, cementu, kruszywa.
Ocena wyników: porowatość zagęszczonej mieszanki betonowej nie
http://notatek.pl/zasady-projektowania-betonu-cementowego?notatka
powinna przekraczać:
0,006z-w przypadku nie stosowania dodatków napowietrzających,0,010z-w
przypadku stosowania dodatków napowietrzających.
Jako wartość z przyjmuje się wartość liczbową odpowiadającą ilości
zaprawy przyjętej przy projektowaniu składu betonu. Wymagania te dotyczą
betonów zbrojonych i niezbrojnych, narażonych na działanie czynników
atmosferycznych.
Oznaczanie powietrza w masie betonowej
Badanie to służy do oznaczania zawartości powietrza, w mikroporach
specjalnie wytworzonych dla zwiększenia odporności betonu na działanie
mrozu, soli. Chodzi więc o badanie betonów napowietrzonych. Badanie
wykorzystuje prawo Boyle-Mariott a, że iloczyn objętości powietrza i
ciśnienia w danej temp. jest stałą.
Przyrząd: aparat, który pozwala od razu odczytywać zawartość powietrza w
masie betonowej.
Ocena wyników: betony napowietrzone zawierają normalnie ok. 55
powietrza.
Oznaczanie składu mieszanki betonowej (badanie nienormowane)
Kontrola prawidłowości produkcji mieszanki betonowej:
-uziarnienie kruszywa powyżej 2 mm,
-konsystencja mieszanki,
-wytrzymałość mieszanki.
DOBÓR UZIARNIENIA
Dobór uziarnienia kruszywa do betonu przeprowadza się w dwóch etapach:
1.Projektujemy kruszywo drobne (do 8 mm)
--musi być w polu dobrego uziarnienia
--należy unikać garbu frakcji piaskowej
--krzywa uziarnienia musi być w miarę ciągła
2.Projektujemy kruszywo grube e"16mm
--każda frakcja powinna być płukana wodą w celu usunięcia pyłów
--robimy z frakcji zbliżonych do siebie
Zalecenia:
--w celu uniknięcia rozdziału w czasie transportu oraz zminimalizowania
wpływu odchyleń w uziarnieniu kruszywa, kruszywa >8mm składać z co
najmniej 2 wÄ…skich frakcji
--w celu zwiększenia odporności betonu na ścieranie oraz wodożądności
kruszywa drobnego, zawartość frakcji <4mm powinna być w granicach 40%
Ä… 2%
( )
--w celu zachowania ciągłości uziarnienia zawartość kruszywa powyżej
11,24% powinna się zawierać powyżej 30-35%
--zawartość frakcji > 2mm nie powinna przekraczać 62%
Przy doborze kruszyw do betonów celowe jest stosowanie mieszanek
żwirowo-piaskowych do betonów klas B20. Do produkcji betonu klas
wyższych zalecane jest stosowanie kruszyw łamanych ze skał magmowych
i z twardych skał węglanowych. Pole między krzywymi granicznymi
wskazuje na obszar dobrego uziarnienia. Podczas ustalania procentowego
udziału poszczególnych frakcji w mieszance kruszywa należy mieć na
uwadze ilość wolnych przestrzeni między ziarnami oraz wodożądność
kruszywa. Ustala się taki skład kruszywa, aby ilość wolnych przestrzeni była
minimalna, tj. aby gęstość pozorna mieszanki była możliwie duża.