Politechnika Gdańska

Michał Budzisz

III semestr

Rok akademicki 2000/2001

LABORATORIUM Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

I. Badanie składników betonu

1. Cement jest tym składnikiem. który w decydujący sposób wpływa na właściwości zapraw i betonów. Należy do grupy spoiw mineralnych hydraulicznych, co oznacza. że wiąże on tak na powietrzu. jak i pod wodą oraz zachowuje swoje cechy wytrzymałościowe.

Podstawowym półproduktem przemysłu cementowego jest klinkier portlandzki. Surowcami używanymi do produkcji klinkieru są wapień, margle oraz glina. Są to surowce zasobne w CaO, SiO₂ oraz zawierające znaczne ilości A1₂0₃ i Fe₂0₃. Mieszanina surowców jest mielona. a następnie wypalana w piecu obrotowym w temperaturze ok. 1450⁰C. Proces produkcyjny może być prowadzony dwoma metodami: mokrą i suchą.

W zależności od użytych surowców oraz zastosowanych dodatków, zgodnie z normą PN-B-19701 obowiązującą od dnia I kwietnia 1998r., wyróżnia się następujące rodzaje cementów:

CEMENT PORTLANDZKI

CEMENT PORTLANDZKI ŻUŻLOWY

CEMENT PORTLANDZKI KRZEMIONKOWY

CEMENT PORTLANDZKI POPIOŁOWY

CEMENT PORTLANDZKI WAPIENNY

CEMENT PORTLANDZKI ŻUŻLOWO-POPIOŁOWY

CEMENT HUTNICZY

CEMENT PUCOLANOWY

Ogólne wymagania dotyczące warunków w jakich wykonuje się badania cementów:

• Temperatura pomieszczenia ±20⁰ ± 2⁰C

• Wilgotność względna powietrza ok.65%

• W przypadku wystąpienia w cemencie grudek należy przesiać go przez sito o boku oczka 2mm

• Do badań należy używać wody wodociągowej. Jeżeli woda pochodzi z innych źródeł. powinna być wcześniej przebadana pod względem zawartości związków organicznych.

Opis badań

Oznaczanie wytrzymałości cementu.

1. Wykonanie i przechowywanie próbek

2. Badanie wytrzymałości na zginanie (aparat Michaelisa)

3. Badanie wytrzymałości na ściskanie (prasa).

Ad.1

Sprzęt potrzebny do badań:

• mieszarka do zapraw

• forma trójdzielna do beleczek (4x4x16cm)

• wstrząsarka laboratoryjna

• wanna z pokrywą i rusztem (z wodą)

Etapy

• Sporządzenie zaprawy normowej (450g cementu, 1350g piasku normowego, 225g wody)

• Badanie plastyczności zaprawy

• Wykonanie beleczek.

• Przechowywanie form z beleczkami trwa 24godz. Po rozformowaniu beleczki należy opisać i przechowywać w aż do terminu badania. zanurzone w wodzie. Termin badania 1,3,7.28.90 dni przyjmuje się w zależności od przeznaczenia cementu.

Ad.2

Wytrzymałość na zginanie bada się za pomocą aparatu Michaelisa. Zasada działania aparatu polega na obciążeniu beleczki (4x4x16cm) silą skupioną przyłożoną w środku rozpiętości beleczki. Siła ta wywołana jest przez śrut sypiący się ze zbiornika do naczynia wiszącego na ramieniu dźwigni. Przekładnie dźwigni l/5 i l/l0 zamieniają ciężar naczynia ze śrutem (P) na siłę łamiącą beleczkę (P”).

Badanie polega na wyjęciu beleczek z wody powierzchniowym osuszeniu, umieszczeniu na podporach aparatu, zawieszeniu naczynia na ramieniu dzwigni i otwarciu dopływu śrutu. Równomierny strumień śrutu obciąża stopniowo beleczkę, aż do jej złamania. Z chwilą złamania beleczki naczynie ze śrutem spada i zamyka dalszy dopływ śrutu.

P'

3 10 3

8 8

Wytrzymałość na zginanie oblicza się ze wzoru:

R_zg=l,17 P'

(gdzie P'- ciężar naczynia ze śrutem w [kg])

Ad.3

Badanie wytrzymałości na ściskanie wykonuje się na prasie hydraulicznej na połówkach beleczek złamanych wcześniej w aparacie Michaelisa. Podczas badania połówkę beleczki umieszcza się na płytce dociskowej (4x6,5cm) i obciąża siłą ściskającą P aż do zniszczenia próbki.

Wynik oblicza się jako iloraz siły niszczącej próbkę (P) z manometru prasy (kN) i powierzchni próbki F=0,0025m²

Rc=P/F [MPa]

Zarówno wytrzymałość na zginanie jak i na ściskanie można badać, w zależności od potrzeb. w następujących terminach:

1, 3, 7 i 28 dniach. 28-dniowa wytrzymałość na ściskanie pozwała przypisać badanemu

cementowi jego podstawową cechę - klasę cementu.

Oznaczanie plastyczności zaprawy.

Jest to badanie dotyczące wszystkich zapraw budowlanych, nie jest bezpośrednio związane z badaniem właściwości normowych cementu. W przypadku zaprawy normowej, przeznaczonej do oznaczania cech wytrzymałościowych cementu. Plastyczność bada się przed przystąpieniem do wypełnienia formy beleczkowej. Do oznaczania plastyczności służy stolik wstrząsowy ze ślimakiem o skoku 10 mm, blaszane naczynie stożkowe, ubijak.

Naczynie stożkowe ustawione na płycie stolika wstrząsowego należy wypełnić dwoma warstwami zaprawy normowej. Każdą warstwę zaprawy ubija się 10 uderzeniami ubijaka. Po ubiciu drugiej warstwy należy zdjąć lejek i zebrać nadmiar zaprawy. Po 10s podnosi się naczynie stożkowe, a próbkę zaprawy poddaje 15 wstrząsom przez obrót korbą w ciągu 15 s. Po zakończeniu wstrząsania należy zmierzyć dwie prostopadle do siebie średnice rozlanego placka zaprawy. Miarą plastyczności zaprawy jest średnia arytmetyczna obu średnic w cm.

Oznaczanie normalnej konsystencji i czasu wiązania.

Badanie warunków wiązania cementu składa się z dwóch części: wstępnej, w której metodą prób określa się skład zaczynu normowego, oraz zasadniczej, w której określa się początek i koniec wiązania cementu.

Sprzęt wykorzystywany w obu częściach to: mieszarka, waga, aparat Vicata wraz z płytką szklaną i ebonitowym pierścieniem o wysokości 40mm.

Aparat Vicata składa się z podstawy i ruchomego trzonu wraz ze wskazówką dającą odczyt na skali. W dolnej części trzonu umocowuje się wymienną końcówkę w postaci stalowej igły lub bolca o takiej samej długości co igła. Ponieważ masa części ruchomej aparatu ma być stała w przypadku stosowania igły w górnej części trzonu należy umieścić dodatkowy ciężarek. Przed przystąpieniem do badania należy aparat wyzerować poprzez doprowadzenie trzonu z bolcem do zetknięcia się z powierzchnią szklanej płytki i ustawienie wskazówki w poz. .„0”.

Oznaczanie normalnej konsystencji.

W tej części badania wymienną końcówkę stanowi bolec. Badanie polega na doświadczalnym (metodą prób) ustaleniu receptury zaczynu normowego. W pierwszej próbie należy do miski mieszarki wlać ok. 130g wody. następnie wsypać 500g cementu i uruchomić mieszadło na 1 minutę z stałą prędkością. Jeżeli po 1 min. okaże się że zaczyn jest zbyt gęsty, należy dodać odmierzoną ilość wody, przełączyć mieszadło na dużą prędkość i mieszać ponownie przez minutę. Po zatrzymaniu mieszarki zaczyn należy umieścić w pierścieniu ustawionym na szklanej płytce, usunąć pęcherzyki powietrza (poprzez parokrotne wstrząśnięcie o krawędź stołu), wyrównać powierzchnię i centrycznie ustawić pod bolcem aparatu. Następnie doprowadza się do zetknięcia bolca z powierzchnią zaczynu i swobodnie opuszcza część ruchomą aparatu w zaczyn. Po 30 sek. należy dokonać na skali odczytu głębokości wniknięcia bolca.

Zaczyn ma normalną konsystencję, jeżeli bolec zatrzyma się na wysokości 5-7 mm ponad poziomem szklanej płytki. Oznacza to. że już w pierwszej próbie udało się dobrać właściwą ilość wody. Jeżeli bolec zatrzyma się powyżej 7mm oznacza to, że już w pierwszej próbie udało się dobrać właściwą ilość wody. Jeżeli bolec zatrzyma się powyżej 7 mm oznacza to, że wykonany zaczyn jest zbyt gęsty i w drugiej próbie należy zwiększyć ilość wody, jeśli natomiast bolec zatrzyma się niżej niż 5 mm - ilość wody w drugiej próbie należy zmniejszyć.

Opisane postępowanie należy powtarzać aż do uzyskania pożądanego zagłębienia bolca.

Badanie prowadzi się w celu uzyskania zaczynów o stałej gęstości (stawiających jednakowy opór zagłębiającej się ruchomej części aparatu Vicata). Trzeba je przeprowadzać ze względu na różny stopień rozdrobnienia cementu.

Oznaczanie czasu wiązania.

W badaniu tym wymienną końcówką jest igła. W górnej części trzonu należy umieścić dodatkowy ciężarek. Badanie polega na sporządzeniu zaczynu o normalnej konsystencji. tj. o recepturze ustalonej wcześniej metodą prób. a następnie wypełnieniu pierścienia w sposób opisany w poprzednim punkcie. Wypełniony pierścień należy ustawić centrycznie pod igłą aparatu Vicata, doprowadzić do zetknięcia trzonu z igłą z powierzchnią zaczynu. a następnie swobodnie opuścić część ruchomą aparatu w zaczyn.

W celu oznaczenia czasu wiązania igłę należy zanurzać w różnych miejscach zaczynu nie rzadziej niż co 10 minut w odległościach między zagłębieniami igły ok. 1cm. Początkowo igła. o przekroju poprzecznym znacznie mniejszym niż bolec będzie dochodzić do poziomu szklanej płytki, później w miarę upływu czasu będzie zatrzymywać się coraz wyżej nad płytką.

Za początek wiązania przyjmuje się czas po którym igła zanurzana w zaczyn zatrzyma się

2-4 mm nad powierzchnią szklanej płytki.

Za koniec wiązania przyjmuje się czas, po którym igła zanurzy się w zaczyn na głębokość nie większą niż 1mm.

Badania zmian objętości

• badanie skurczu

• badanie pęcznienia: a)metoda Le Chateliera, b)metoda placków

Badanie skurczu

Skurcz jest zjawiskiem technologicznym prowadzącym do zmniejszenia w czasie objętości ciała próbnego. Skurcz cementu bada się na beleczkach (4x4xl6cm) wykonanych Z zaprawy normowej. Beleczki te zaopatrzone są w bolce umożliwiające pomiar ich długości. Jedyną różnicę w usprzętowieniu stanowi fakt, że płyty czołowe form trójdzielnych muszą mieć otwory, w których, za pomocą plasteliny, osadza się metalowe czopy.

Warunki przechowywania beleczek:

• 2 pierwsze doby beleczki przechowuje się w formach w pomieszczeniu o wysokiej wilgotności względnej powietrza

• po rozformowaniu przez 5 dni zanurzone w wodzie

• po 7 dniach od wykonania wyjmuje się beleczki z wody, powierzchniowo osusza i za pomocą aparatu Graf-Kaufmana wykonuje się pierwszy pomiar ich długości

• następnie umieszcza się je w szczelnie zamkniętej wannie. w której pod rusztem, na którym spoczywają beleczki znajduje się przesycony roztwór węglanu potasowego

• w kolejnych terminach badania (w zależności od wymagań np. po 28 lub 180 dniach) wykonuje się kolejne pomiary długości beleczek.

Wielkość skurczu oblicza się z następującego wzoru:

S_n=[(l₁-l_n)/160]*1000 [mm/m]

(gdzie 160 - długość beleczki wzorcowej w [mm]

Oznaczanie pęcznienia.
Metoda Le Chateliera.
W oznaczaniu wykorzystuje się pierścień ze sprężystej nierdzewnej blachy, przeciętej wzdłuż tworzącej: z obu stron przecięcia przyspawane są igły pomiarowe z twardego drutu. Rolę dna i pokrywki pełnią szklane płytki. Całość spinana jest klamrą. W badaniu wykorzystuje się również naczynie służące do kąpieli próbek we wrzącej wodzie.

Oznaczenie rozpoczyna się od sporządzenia zaczynu o konsystencji normalnej. Zaczynem tym wypełnia się pierścień Le Chateliera i zamyka szklanymi płytkami. Całość na I dobę umieszcza się w wodzie, po C-LYIU wykonuje się pierwszy pomiar rozstawu igieł. Po wykonaniu pomiaru pierścień wraz z zaczynem umieszcza się na 3 godziny we wrzącej wodzie. Po wyjęciu z wody i ostudzeniu wykonuje się drugi pomiar rozstawu igieł (l2). Miarą pęcznienia jest różnica pomiarów. Dla polskich cementów różnica ta nie może być mniejsza niż 8 mm

2. Kruszywo materiał sypki pochodzenia mineralnego lub sztucznego, służący jako wypełniacz mieszanki betonowej.

Kruszywo stanowi ok. 70% objętości betonu, w związku z tym ma bardzo duży wpływ na jego jakość.

Podział kruszyw

Ze względu na pochodzenie:

• Kruszywo naturalne - jest to materiał kamienny rozdrobniony w sposób naturalny (mróz, wiatr, prąd wody). wystę­pujący w postaci luźnych, zaokrąglonych okruchów skalnych o gładkich powierzchniach ziaren.

• Kruszywo łamane - jest to materiał kamienny uzyskany w wyniku co najmniej jednokrotnego rozkruszenia skały li­tej. Ziarna tego kruszywa charakteryzują się ostrymi krawędziami i szorstką powierzchnią. Zapewnia ona lepszą niż w przypadku kruszyw naturalnych, przyczepność zaprawy cementowej, jednak wymaga dodania większej ilości wo­dy, co z kolei obniża znacznie wytrzymałość betonu. Dlatego do wykonywania mieszanek betonowych częściej sto­suje się kruszywo naturalne.

• Kruszywo sztuczne - powstaje jako produkt odpadowy w procesach przemysłowych (popiół, żużel) lub w wyniku zastosowania specjalnej technologii produkcji (keramzyt).

Ze względu na wielkość ziaren:

• Kruszywo drobne - średnica ziaren do 5mm (do 4mm),

• Kruszywo grube - średnica ziaren od 5mm do 80mm (4do63,5mm).

• Kruszywo bardzo grube - średnica ziaren powyżej 80mm (>63,5mm).

Podane wartości dotyczą sit o oczkach okrągłych, natomiast wartości w nawiasach dotyczą sit o oczkach kwadratowych.

Badanie gęstości nasypowej

Gęstość nasypowa - charakteryzuje materiały sypkie. Definiuje się ją jako stosunek masy próbki do jej objętości wraz z porami w ziarnach oraz przestrzeniami międzyziarnowymi. Określa się ją w stanie luźnym i zagęszczonym

1. Gęstość nasypowa w stanie luźnym.

Cylinder o masie (m_c) wypełnia się kruszywem sypanym z wysokości około 20cm. Po ostrożnym usunięciu nadmiaru kruszywa należy zważyć cylinder wraz z zawartością (m_ck). Gęstość nasypową W stanie luźnym (ρ_nl) oblicza się ze wzoru:

ρ_nl = m_ck^l- m_c/V [kg/m³]

(gdzie V - objętość cylindra)

Gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym.

Wypełniony kruszywem cylinder należy postawić na stoliku wibracyjnym i wibrować prze 3 minuty. Gęstość nasypową w stanie zagęszczonym oblicza się ze wzoru:

ρ_nz = m_ck^z- m_c/V [kg/m³]

(gdzie V - objętość cylindra)

Zawsze prawdziwa jest relacja ρ_nl < ρ_nz

Badania wytrzymałościowe

Zawartość ziaren słabych.

Polega na określeniu procentowego udziału w kruszywie masy ziaren, które uległy zniszczeniu w wyniku ściskania pojedyn­czych ziaren między dwoma sztywnymi i równoległymi płaszczyznami określoną siłą, prostopadłą do tych płaszczyzn. Ziarna które ulegną zniszczeniu należy odrzucić, a pozostałe zważyć. Następnie oblicza się wskaźnik procentowy:

Z_i = m_l - m / m x 100%

Zawartość ziaren nieforemnych.

Ziarno nieforemne charakteryzuje się wskaźnikiem kształtu (stosunek długości dwóch boków) większym niż 3. Pomiary ziaren wykonuje się za pomocą suwmiarki Schultza. Wynikiem badania jest wskaźnik procentowy, obliczony jako stosunek masy ziaren nieforemnych (m_f) do masy wyjściowej próbki (m) wziętej do badania:

Ni = m - m_f / m x 100%

Jamistość - to wskaźnik procentowy, wyrażający udział objętości przestrzeni międzyziarnowych w objętości kruszy­wa; określa się ją dla kruszywa w stanie luźnym lub zagęszczonym. Oblicza się ją korzystając z następujących wzorów:

J_l = (1 - ρ_nl/ρ_p) x 100% J_z = (1 - ρ_nz/ρ_p) x 100%

(gdzie: ρ_nl - gęstość nasypowa w stanie luźnym

ρ_nz - gęstość nasypowa stanie zagęszczonym

ρ_p - gęstość pozorna (dla kruszyw mineralnych przyjmuje się 2,56 kg/dm3)

%
^100
^90												80
^80
^70										60
^60								50
^50														50
^40						35
^30				20						25		30
^20	5	10						18
^10				7		8										# mm
0	0,125		0,25		0,5		1,0		2,0		4,0		8,0		16,0

Krzywa przesiewu o uziarnieniu do 16 mm

%
^100
^90
^80														80
^70												65
^60										55						60
^50								45
^40						35								40
^30				20								25
^20	5	12						15		20
^10				4		7												# mm
0	0,125		0,25		0,5		1,0		2,0		4,0		8,0		16,0		32,0

Krzywa przesiewu o uziarnieniu do 32 mm

II. Projektowanie składu betonów

Projekt betonu metodą trzech równań

Ponieważ żadne z kruszyw w zakresie uziarnienia nie spełnia wy­magań normowych, pierwszą czynnością jest ustalenie takiej proporcji zmieszania tych kruszyw, aby uzyskać uziarnienie stosu okruchowego zgodne z zaleceniami powyższej normy. Proporcję zmieszania kruszyw wyznacza się metodą znanego punktu piaskowego. Np.: punkt piaskowy stosu okruchowego będzie wynosił 40%.

Po wyliczeniu optymalnego składu ziarnowego stosu okruchowego, należy wyliczyć jego wodożądność. Całość obliczeń dotyczących kruszyw należy pro-

wadzić w tablicy.

Wyliczenie uziarnienia stosu okruchowego

Do kolumny (3) należy wpisać uziarnienie kruszywa drobnego natomiast do kolumny (5) uziarnienie kruszywa grubego. Kolumny (4) i (6) służą do wyliczenia punktów piaskowych oraz danych do krzywych przesiewu kruszyw. W rozpatrywanym przykładzie punkt piaskowy kruszywa drobnego P₁=90,8%, natomiast punkt piaskowy kruszywa grubego P₂ = 15,0%.

Proporcję zmieszania kruszyw liczy się z następującej zależności:

x = K₂ / K₁ = P₁ - P / P -P₂

kruszywo drobne K₁=100/x+1
kruszywo grube K₂ =100- K₁

Kolejną czynnością jest obliczenie udziałów, jakie poszczególne frakcje obu ruszyw wniosą do uziarnienia stosu okruchowego. Należy pamiętać, że po wyli­czeniu udziałów poszczególnych frakcji suma zawartości frakcji pochodzących z kruszywa drobnego musi równać się K₁, natomiast suma frakcji pochodzących z kruszywa grubego K₂. Wyliczone udziały frakcji kruszywa drobnego należy wpisać do kolumny (7), a kruszywa grubego do kolumny (8). Uziarnienie stosu okruchowego należy wyliczyć w kolumnie (9) sumując zawartości odpowiadających sobie frakcji z kolumn. W kolumnie (10) należy wyliczyć dane do krzywej przesiewu (sumując „od dołu”) zawartości frakcji z kolumny (9) oraz sprawdzić, czy uzyskano zakładany punkt piaskowy P stosu okruchowego. Na podstawie danych z kolumny (10) należy wykreślić krzywą przesiewu sto­su okruchowego, nanieść na nią krzywe graniczne zgodne z normą i sprawdzić, czy zaprojektowane uziarnienie spełnia zalecenia normy (krzywa przesiewu musi się zawierać w obszarze ograniczonym krzywymi granicznymi).

Wyliczenie wodożądności kruszywa

Do kolumny (II) należy wpisać odpowiednie dla danej frakcji i wymaganej konsystencji mieszanki betonowej wskaźniki wodożądności. Następ­nie wyliczyć, w kolumnie (12), wodożądności poszczególnych frakcji kruszywa jako iloczyn jej zawartości i odpowiedniego wskaźnika wodożądności.

Wodożądność całego stosu okruchowego to suma wodożądności jego frakcji.

Wyliczenie ilości składników mieszanki betonowej

Wyliczenie ilości składników mieszanki betonowej sprowadza się do rozwiązania układu trzech równań:

R=A₁₂ [C/W +-0,5]

W = C w_c + K w_k

C/ ρ_pc + K/ ρ_pk + W = 1000

W celu zweryfikowania cech zaprojektowanej mieszanki betonowej i betonu stwardniałego, należy wykonać zarób próbny (o objętości 7 dm³), zbadać konsy­stencję i gęstość objętościową (rzeczywistą) mieszanki betonowej, wykonać próbki do badań wytrzymałości na ściskanie betonu (kostki sześcienne o krawędzi 10 cm) oraz zbadać wytrzymałość betonu.

III. Badanie mieszanki betonowej i stwardniałego betonu.

Badania mieszanki betonowej

Mieszankę betonową charakteryzują cztery cechy:

- urabialność, czyli zdolność do łatwego i szczelnego wypełniania formy lub deskowania, przy zachowaniu jednorodności mieszanki betonowej,

- jednorodność, czyli zdolność do zachowania jednakowego składu w każdym punkcie mieszanki,

- konsystencja, czyli stopień ciekłości,

- zawartość powietrza, czyli objętość pęcherzyków powietrza w zagęszczonej mieszance z pominięciem powietrza w porach kruszywa. Zawartość powietrza w zagęszczonej mieszance betonowej nie powinna przekraczać 2%.

Badanie konsystencji mieszanki betonowej

Istnieją dwie metody badania ciekłości mieszanki betonowej:

- metoda Ve-Be (stosowana głównie do mieszanek o mniejszym stopniu ciekłości) oraz metoda stożka opadowego (stosowana do mieszanek o większym stopniu ciekłości).

Metoda Ve - Be

W metodzie Ve-Be zestaw pomiarowy stanowią:

- stolik wibracyjny, f=50±5 Hz, A=0,5mm

- naczynie cylindryczne, przymocowane do powierzchni stolika wibracyjnego,

- forma stożkowa z uchwytami do podnoszenia,

- stalowy pręt do zagęszczania mieszanki betonowej w formie stożkowej,

- stoper

Badanie obejmuje następujące czynności:

- wstawienie formy stożkowej i ustawienie nad nią leja zasypowego.

- wypełnienie formy trzema porcjami mieszanki betonowej (w trzech warstwach).

- zagęszczenie każdej warstwy mieszanki przez 25-krotne zagłębienie stalowego pręta. odsunięcie leja zasypowego.

- usunięcie nadmiaru mieszanki i wygładzenie powierzchni,

- ostrożne podniesienie formy (w naczyniu cylindrycznym pozostaje betonowy stożek).

- oparcie na powierzchni betonowego stożka przezroczystego krążka przy jednoczesnym uruchomieniu wibratora i stopera.

Wskaźnikiem konsystencji jest czas wibrowania (z dokładnością do l sek.) mierzony do chwili, gdy cała powierzchnia krążka zetknie się z mieszanką betonową.

Metoda stożka opadowego.

W rnetodzie stożka opadowego zestaw pomiarowy stanowią:

- forma stożkowa z uchwytami do jej podnoszenia oraz występami u dołu. umożliwiającymi dociśnięcie formy stopami do podłoża.

- lej zasypowy

- pręt stalowy do zagęszczania mieszanki betonowej

- liniał z podziałką

Badanie obejmuje następujące czynności:

- ustawienie formy stożkowej wraz z lejem zasypowym na równym i nieprzepuszczalnym podłożu.

- wypełnienie formy trzema porcjami mieszanki betonowej (w trzech warstwach).

- zagęszczenie każdej warstwy mieszanki przez 25-krotne zagłębienie stalowego pręta

- zdjęcie leja zasypowego, usunięcie nadmiaru mieszanki i wygładzenie powierzchni,

- ostrożne podniesienie formy i ustawienie jej obok stożka utworzonego z mieszanki betonowej,

- pomiar różnicy wysokości formy stożkowej i odkształconego stożka z mieszanki betonowej

Wskaźnikiem konsystencji jest wielkość opadu stożka, wyznaczona z dokładnością do 1cm.

Badanie zawartości powietrza w mieszance betonowej

Powietrze jest tym składnikiem mieszanki betonowej, który choć nie uwzględniany na etapie projektowania -zawsze w niej występuje. Znajomość faktycznej zawartości powietrza w mieszance pozwała określić spowodowany przezeń spadek wytrzymałości betonu na ściskanie.

Istnieją dwie metody określania zawartości powietrza w mieszance betonowej. Metoda .ciśnieniowa stosowana jest głównie do betonów celowo napowietrzanych za pomocą domieszek chemicznych. Dla potrzeb oszacowania spodziewanego spadku wytrzymałości betonu, w związku z obecnością powietrza, można posłużyć się badaniem nie normowym wg metody doświadczalno-obliczeniowej.

Metoda ciśnieniowa

W metodzie ciśnieniowej zestaw pomiarowy stanowią:

- 5-litrowę naczynie cylindryczne, wypełniane mieszanką betonową

- stożkowa pokrywa z zaworem spustowym wraz z osadzoną rurą pomiarową, rura zaopatrzona jest w szklany wziernik i podziałkę wyskalowaną w jednostkach objętości,

- śrubowe zaciski i gumowa uszczelka , gwarantujące szczelne zamknięcie naczynia pokrywą,

- manometr ciśnieniowy, wskazujący wielkość nadciśnienia działającego na mieszankę betonowa,

- przewód z wentylem i pompką

- przewód do wlewania wody z nakrętką

Badanie obejmuje następujące czynności:
- wypełnienie naczynia cylindrycznego mieszanką betonowa,,
- zagęszczanie mieszanki stalowym prętem

- wygładzanie powierzchni

- oczyszczenie kołnierza, nałożenie gumowej uszczelki i skręcenie pokrywy z naczyniem,

- odkręcenie nakrętki, wlanie wody do poziomu

- poziom wody w rurze można regulować zaworem

- zakręcenie nakrętki,

- pompowanie ręczną pompką aż do uzyskania założonego nadciśnienia „P”

- odczytanie poziomu wody w rurze

- zwolnienie ciśnienia w rurze przez odkręcanie nakrętki

- odczytanie poziomu wody w rurze.

Z

Badanie gęstości pozornej mieszanki betonowej

Tok postępowania:

• Zważyć stalowy cylinder

• Wypełnić cylinder mieszanką betonową i zważyć

• Wibrować mieszankę na stoliku Ve-Be tak długo aż na jej powierzchni pojawi się zaczyn cementowy, nie dłużej jednak niż 1,5 min

• Zmierzyć objętość mieszanki za pomocą wykalibrowanego tłoka

• Obliczyć:

Ρ_p(rzecz) = G1 - G2 / V [kg/dm3]

• uzyskany wynik wpisać do tablicy „Tablica robocza dla metody trzech równań”, obliczyć szczelność i zawartość powietrza w mieszance.

• obliczyć faktyczne zawartości składników (Crz, Krz, Wrz) w 1 m³ betonu, bowiem obecność nie uwzględnianego w obliczeniach powietrza powoduje uzyskanie większej, niż teoretycznie założony 1 m³, objętości mieszanki betonowej,

• obliczyć wytrzymałość betonu na ściskanie oraz spodziewaną klasę betonu

BETON STWARDNIAŁY

Podstawową cechą betonu stwardniałego jest wytrzymałość na ściskanie, pozwalająca przypisać badanemu betonowi określoną klasę. W miarę potrzeby bada się również nasiąkliwość, mrozoodporność i przepuszczalność wody przez beton (wodoszczelność).

Badania betonu stwardniałego

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie.

Zgodnie z PN-88/B-06250 „Beton zwykły” wytrzymałość betonu na ściskanie bada się na próbkach kostkowych.

Charakterystyka form kostkowych.

Próbka sześcienna typu

Wymagana cecha A B ( podstawowa) C

Wymiar boku [cm] 20 15 10
Zastosowanie do frakcji kruszywa poniżej [mm] 63 32 16
Powierzchnia przekroju próbki [cm²] 400 225 100
Współczynnik przeliczeniowy wytrzymałości

ze względu na wymiar próbek 1,05 1,00 0,90

W przypadku próbek wycinanych z konstrukcji dopuszcza się kształt walcowy.

Formy stalowe przed wypełnieniem mieszanką betonową należy wysmarować środkiem adhezyjnym, zmniejszając przyczepność betonu do stali. Sposób wypełniania form przez technikę zagęszczania (ręcznie lub mechanicznie) warunkuje sposób formowania i zagęszenia wyrobu, elementu lub konstrukcji.

W przypadku wibrowania mieszankę betonową układa się w formie z nadmiarem i wibruje aż do wystąpienia zaczynu cementowego na powierzchni.

W przypadku ręcznego zagęszczania mieszankę układa się w formie i zagęszcza stalowym prętem. Próbki typu A i B W dwóch warstwach - po25 zagłębień na warstwę, próbki typu C w jednej warstwie - po 10 zagłębień.

W przypadku ręcznego ubijania mieszankę układa się jak przy zagęszczaniu ręcznym, ale zamiast pręta stosuje się 1,5- kilogramowy ubijak.

Sposób przechowywania próbek

Powinien odpowiadać warunkom dojrzewania betonu w wyrobie:

- gdy beton dojrzewa w warunkach laboratoryjnych (temp. 18±2⁰C, wilgotność względna powietrza powyżej 90%), dopuszcza się przechowywanie próbek na ruszcie nad wodą pod przykryciem z folii,

-przy stosowaniu obróbki cieplnej z betonu w próbkach powinna być zbliżona do temperatury betonu w elemencie, po zakończeniu obróbki cieplnej próbki należy przechowywać w warunkach laboratoryjnych

- w przypadku gdy betonowanie i dojrzewanie betonu odbywa się w warunkach obniżonych temperatur, próbki przechowuje się w warunkach zbliżonych do tych, w jakich dojrzewa beton w obiekcie, tj. przez I dzień w przypadku cementów szybkotwardniejących, 5 dni w przypadku cementów portlandzkich i 8 dni w przypadku cementów hutniczych, dalsze przechowywanie próbek odbywa się w warunkach laboratoryjnych.

- próbki do badań dodatkowych przez cały czas, aż do terminu badania, należy przechowywać w warunkach analogicznych do warunków dojrzewania betonu w obiekcie.

Badanie wytrzymałości na ściskanie

przeprowadza się przy użyciu prasy wytrzymałościowej. Próbki sześcienne umieszcza się w prasie w pozycji obróconej o 90⁰ w stosunku do kierunku formowania (płaszczyzna wyrównywana próbki ustawiona ma być pionowo). Za wynik badania przyjmuje się największe obciążenie F (W kN) przeniesione przez próbkę o powierzchni A (w m²) w czasie próby ściskania. Wytrzymałość na ściskanie badanej próbki oblicza się z dokładnością do 0,1 MPa ze wzoru:

R=ω F/A 10^-3 [MPa]

Podstawowym terminem określania wytrzymałości na ściskanie betonu jest termin 28 - dniowy. W przypadku konieczności wcześniejszego badania uzyskany wynik należy przeliczyć na termin podstawowy przyjmując podane w tablicy wskaźniki procentowe:

---