Laboratorium z Technologii Betonu

BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ

Mieszankę betonową charakteryzują cztery cechy: urabialność, jednorodność, konsystencja i zawartość powietrza.

1. Urabialność - zdolność do łatwego i szczelnego wypełniania formy. Jest pojęciem raczej intuicyjnym, w praktyce nie wykonuje się badań.

2. 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.

3. Konsystencja - inaczej stopień ciekłości. Bada się ją dwoma metodami:

1. Stożka opadowego - wykonywana przez nas w laboratorium;

2. 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	-

4. 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.

1. Metoda pośrednia - bazuje na gęstości pozornej mieszanki betonowej.

- gęstość pozorna rzeczywista (obliczamy na podstawie naszych danych z laboratorium)

ρ_pt - 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

2. 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

1. 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: R_imin - najmniejsza wielkość wytrzymałości w badanej serii próbek

α - współczynnik zależny od ilości badanych próbek (α=1,15)

2. 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)

3. 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 (m_n) próbki suszy się do stałej masy (m_s). Nasiąkliwość oblicza się ze wzoru:

Dla betonów narażonych na bezpośrednie działanie czynników atmosferycznych n≤4%, dla betonów nie narażonych - n≤9%.

4