Materiały budowlane, Technologia betonu – Projektowanie mieszanek betonowych 1

opr. mgr inŜ. Jarosław Błyszko

Projektowanie składu mieszanki betonowej Przystępując do projektowania mieszanki betonowej naleŜy określić 3 podstawowe załoŜenia do projektowania:

1. klasę wytrzymałości betonu

2. klasę ekspozycji

3. klasę konsystencji

W oparciu o te załoŜenia ustala się proporcje między podstawowymi składnikami mieszanki betonowej tj. cementem, wodą i kruszywem.

Klasa wytrzymałości określa wytrzymałość betonu na ściskanie. Oznacza się ją symbolem np.

C 20/25 (dawniej B25)

Klasa ekspozycji wynika z przeznaczenia elementu konstrukcji i warunków środowiska pracy elementu. Klasa ekspozycji nakłada ograniczenia związane z minimalną klasa betonu, oraz minimalną zawartością cementu w mieszance, czy teŜ maksymalnym wskaźnikiem W/C.

Klasa konsystencji określa zdolność mieszanki do rozpływu i układania w deskowaniu.

Klasyfikacji konsystencji dokonuje się na podstawie metody przeprowadzenia badań: metoda opadu stoŜka, metoda Vebe, metoda stopnia zagęszczalności, metoda rozpływu.

Projektowanie mieszanki betonowej metodą 3 równań

1. Zakładamy konsystencję mieszanki betonowej. Dla załoŜonej konsystencji ustalamy wodoŜądność kruszywa w oparciu o tablice wodoŜądności np. wg Bolomeya. [3,4].

Ustalamy wodoŜądność cementu.

2. Dla załoŜonej klasy ekspozycji sprawdzamy warunek maksymalnego dopuszczalnego wskaźnika w/c [tabl.F1 normy PN-EN-206-1].

3. Korzystając z przekształceń 3 równań ustalamy skład mieszanki betonowej: Równanie wytrzymałości

 C



C

f

= A 

− 5

,

0

;

 dla

≤ 5

,

2

[ MPa]

cm

1  W



W

 C



C

f

= A 

+ 5

,

0

;

 dla

> 5

,

2

[ MPa]

cm

2  W



W

Równanie szczelności

C

P

ś

+

+

+ W = 1000 [

3

dm ]

ρ

ρ

ρ

c

P

ś

Równanie wodoŜądności

W = C ⋅ w + P ⋅ w +

⋅

c

P

ś w [

3

dm ]

ś

gdzie: C – ilość cementu wyraŜona w kg, W – ilość wody wyraŜona w kg, bądź dm3, P –

ilość piasku wyraŜona w kg, ś – ilość Ŝwiru wyraŜona w kg, wc, wP, wś – wskaźniki wodoŜądności cementu, piasku i Ŝwiru, ρ – gęstości składników.

A1, A2 – współczynniki zaleŜne od wytrzymałości cementu i jakości kruszywa Norma [1] zaleca przyjęcie fcm = fck + 2σ gdzie σ = (2 do 6) MPa (dawniej fcm = 1,3

fck). WspółzaleŜność fcm i fck moŜna teŜ ustalić doświadczalnie, a współczynnik proporcjonalności maleje wraz ze wzrostem poziomu wykonywania mieszanki betonowej.

Jeśli projektujemy beton po raz pierwszy, to przyjmujemy większą wartość σ.

Wartość wytrzymałości charakterystycznej fck przyjmujemy dla próbki walcowej.

Materiały budowlane, Technologia betonu – Projektowanie mieszanek betonowych 1

opr. mgr inŜ. Jarosław Błyszko

Tablice przydatne do projektowania mieszanki betonowej.

Źródło: JamroŜy Z., „ Beton i jego technologie”

Wartości współczynników A.

Rzeczywista

A1

A2

wytrzymałość cementu

25 Mpa kruszywo naturalne

14

9,5

35 MPa kruszywo naturalne

18

12

40 MPa kruszywo naturalne

20

13

45 MPa kruszywo naturalne

21

14,5

55 MPa kruszywo naturalne

23

15

25 MPa kruszywo łamane

15,5

10,5

35 MPa kruszywo łamane

20

13,5

40 MPa kruszywo łamane

22

14,5

45 MPa kruszywo łamane

24

16

55 MPa kruszywo łamane

26

17,5

Wskaźniki wodoŜądności wg Bolomeya.

frakcja (mm)

S1

S2

S3

S4

S5

0,0 - 0,125

0,314

0,345

0,366

0,388

0,431

0,125 - 0,25

0,232

0,254

0,27

0,286

0,318

0,25 - 0,5

0,146

0,16

0,17

0,18

0,2

0,5 - 1

0,0921

0,101

0,107

0,113

0,126

1 - 2

0,058

0,0635

0,0675

0,0714

0,0794

2 - 4

0,0365

0,04

0,0425

0,045

0,05

4 - 8

0,0214

0,0234

0,0248

0,0263

0,0292

8 - 16

0,0125

0,0137

0,0145

0,0154

0,0171

16 - 32

0,0079

0,0086

0,0091

0,0097

0,0108

32 - 64

0,005

0,0054

0,0058

0,0061

0,0068

Zalecane wartości graniczne dotyczące składu mieszanki betonowej wg. [1]

Klasa

min. klasa betonu

max. W/C

min. zaw. cementu

Ekspozycji

X0

C12/15

-

-

XC1

C20/25

0,65

260

XC2

C25/30

0,6

280

XC3

C30/37

0,55

280

XC4

C30/37

0,5

300

XS1

C30/37

0,5

300

XS2

C35/45

0,45

320

XS3

C35/45

0,45

340

XD1

C30/37

0,55

300

XD2

C30/37

0,55

300

XD3

C35/45

0,45

320

XF1

C30/37

0,55

300

XF2

C25/30

0,55

300

XF3

C30/37

0,5

320

XF4

C30/37

0,45

340

XA1

C30/37

0,55

300

XA2

C30/37

0,5

320

XA3

C35/45

0,45

360

Literatura

1. Norma PN-EN-206-1 Beton zwykły.

2. Norma PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone 3. JamroŜy Z.: Beton i jego technologie; PWN, Warszawa 2005

4. Mrowiec T, Rawicki, Z.: Technologia betonu zwykłego; Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 1996