Laboratorium z Technologii Betonu
BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ
Mieszankę betonową charakteryzują cztery cechy: urabialność, jednorodność, konsystencja i zawartość powietrza.
Urabialność - zdolność do łatwego i szczelnego wypełniania formy. Jest pojęciem raczej intuicyjnym, w praktyce nie wykonuje się badań.
Jednorodność - niezmienność składu mieszanki w każdym punkcie. W praktyce bada się ją określając zawartość kruszywa grubego. Pobiera się ok. 5 kg mieszanki betonowej, przemywa na sicie o oczkach 4 mm. Pozostałość na sicie suszy się i waży. Próbki pobrane z różnych miejsc pozwalają ocenić skład.
Konsystencja - inaczej stopień ciekłości. Bada się ją dwoma metodami:
Stożka opadowego - wykonywana przez nas w laboratorium;
Ve-Be - do stolika wibracyjnego przykręca się cylinder, do niego wstawia się formę stożkową, którą wypełnia się tak samo, jak w metodzie stożka opadowego (trzy warstwy, każda zagęszczana przez 25-krotne zagłębienie stalowego pręta). Następnie ostrożnie podnosi się formę (w cylindrze zostaje betonowy stożek) i na powierzchni stożka opiera przezroczysty krążek jednocześnie uruchamiając wibrator i stoper. Wskaźnikiem konsystencji jest czas wibrowania, mierzony do chwili, gdy cała powierzchnia krążka zetknie się z mieszanką betonową.
KONSYSTENCJE ORAZ ICH WSKAŹNIKI
Konsystencja I jej symbol |
Wskaźniki według metody |
|
|
Stożka opadowego [cm] |
Ve-Be [s] |
Wilgotna K-1 |
0 |
>28 |
Gęstoplastyczna K-2 |
0-2 |
27-14 |
Plastyczna K-3 |
2-5 |
13-7 |
Półciekła K-4 |
6-11 |
≤6 |
Ciekła K-5 |
12-15 |
- |
Zawartość powietrza - objętość pęcherzyków powietrza w zagęszczonej mieszance, z pominięciem powietrza w porach kruszywa. Powietrze jest takim składnikiem mieszanki betonowej, który-choć nie uwzględniany na etapie projektowania-zawsze w niej występuje. Znajomość faktycznej zawartości powietrza w mieszance pozwala oszacować spowodowany przez nią spadek wytrzymałości na ściskanie. Istnieją dwie metody określania zawartości powietrza w mieszance.
Metoda pośrednia - bazuje na gęstości pozornej mieszanki betonowej.
- gęstość pozorna rzeczywista (obliczamy na podstawie naszych danych z laboratorium)
ρpt - gęstość pozorna teoretyczna (obliczona w projekcie dla każdej z metod)
- szczelność
p=(1-s) 100% - porowatość
Spodziewany spadek wytrzymałości:
C'=C•s
K'=K•s - wartości rzeczywiste (po uwzględnieniu powietrza)
W'=W•s
Metoda ciśnieniowa - zakłada, że powietrze jest jedynym ściśliwym składnikiem mieszanki betonowej. Mieszankę umieszczoną w cylindrze poddaje się działaniu ciśnienia (nadciśnienie rzędu 1-2 atmosfery). Zmniejszenie objętości mieszanki betonowej poddanej działaniu określonego ciśnienia będzie proporcjonalne do zawartości powietrza.
BADANIA BETONU STWARDNIAŁEGO
Wytrzymałość na ściskanie - podstawowa cecha betonu.
- dla kostek 15 po 28 dniach
Wyniki badania na kostkach 10 po 14 dniach (R1,R2,R3 w [MPa] ) przeliczamy na kostki 15 po 28 dniach:
Średnia z trzech kostek da nam
gdzie: Rimin - najmniejsza wielkość wytrzymałości w badanej serii próbek
α - współczynnik zależny od ilości badanych próbek (α=1,15)
Wodoszczelność betonu - odporność betonu na działanie wody pod wysokim ciśnieniem. Badanie przeprowadza się na minimum 6 próbkach o min. wysokości 15cm. Z powierzchni próbki, na którą ma działać parcie wody, należy skuć warstwę stwardniałego zaczynu cementowego (ok.2mm); po czym próbkę umieścić w aparacie. Ciśnienie wody działającej na próbkę podwyższa się skokowo co 24 godziny o wartość 0,2 MPa (2 atmosfery). Miarą wodoszczelności jest ostatnie ciśnienie, przy którym na dolnej powierzchni nie nastąpił przeciek wody (np. dla 5-ciu atmosfer - W5)
Mrozoodporność betonu - odporność na cykliczne zamrażanie i odmrażanie próbek betonowych nasyconych wodą. Pełne badanie obejmuje min. 25 cykli na 12 próbkach (np. F25). Sześć próbek porównawczych pozostawia się w wodzie aż do zakończenia cykli zamrażania, pozostałe sześć waży się (m1) i poddaje badaniu. Jeden cykl trwa 8 godzin: 4 godziny w temp. -20°C oraz 4 godziny w wodzie o temp. +20°C. Po ostatnim cyklu próbki waży się (m2), a następnie bada ich wytrzymałość na ściskanie (R2). Bada się również wytrzymałość na ściskanie próbek porównawczych (R1). Miarą mrozoodporności jest ubytek masy
oraz spadek wytrzymałości
Jeżeli głównym kryterium trwałości jest stopień zewnętrznych destrukcji, określany wizualnie lub ubytkiem objętości próbki, można zastosować metodę przyspieszoną, w której cykle badawcze polegają na kolejnym zamrażaniu i odmrażaniu w wodzie jednej powierzchni próbki. Jeden cykl trwa 2 godziny.
IV. Nasiąkliwość betonu - stosunek masy wody, jaką zdolny jest wchłonąć beton, do jego masy w stanie suchym. Bada się ją zalewając stopniowo próbki wodą (co 24 godziny). Również co 24 godziny próbki wyjmuje się z wody i waży. Gdy dwa kolejne ważenia nie wykazują przyrostu masy (mn) próbki suszy się do stałej masy (ms). Nasiąkliwość oblicza się ze wzoru:
Dla betonów narażonych na bezpośrednie działanie czynników atmosferycznych n≤4%, dla betonów nie narażonych - n≤9%.
4