Materiały budowlane
TEMAT ĆWICZENIA: Modyfikowanie betonów domieszkami	Data wykonania ćwiczenia: 16 grudnia 2003
ZESPÓŁ: Małgorzata Okulus Agnieszka Petrzak Andrzej Rutkowski Grzegorz Witek
GR.5 SEM.3	ZAL. ĆW:

Celem tego ćwiczenia było zapoznanie się z zasadami dodawania domieszek do betonów. Jako domieszkę użyliśmy na ćwiczeniach superplastyfikatora ARPOMENT-P. Oto jego krotka charakterystyka:

1. Arpoment-P

• superplastyfikator przyspieszający twardnienie betonu

• silnie upłynniający oraz łagodnie napowietrzający mieszankę betonową --> [Author:RC]

• w okresie zimowym umożliwia prowadzenie robót w temp. do -10°C

• eliminuje naparzanie przy prefabrykacji betonowej

• poprawia wszystkie technologiczne właściwości betonu

• nie powoduje korozji stali zbrojeniowej

• nieszkodliwy dla zdrowia

2. Zastosowanie

• Do robot betonowych, żelbetowych w budownictwie drogowym, mostowym i mieszkaniowym

• Do betonów zwykłych i pompowych

• Do wielkowymiarowej prefabrykacji betonowej

3. Działanie

• Przy stałym wskaźniku wodno-cementowym w/c powoduje bardzo silne upłynnienie mieszanki betonowej (zmianę konsystencji na bardziej ciekłą o dwa, a nawet trzy stopnie), co ułatwia transport , pompowanie i zagęszczanie mieszanki betonowej bez pogorszenia jakości (właściwości technicznych) betonu

• Przy stałej konsystencji mieszanki betonowej (zmniejszenie ilości wody zarobowej od 15 do 25%) powoduje poprawę wszystkich technologicznych własności betonu, a w szczególności:

- zwiększenie wytrzymałości betonu po 1 dniu o ponad 60%, po 28 dniach o 20-50%, po 7 dniach beton może osiągnąć wytrzymałość wyższą niż 28 dniowa wytrzymałość betonu bez domieszki

- zwiększenie wodoszczelności betonu (możliwość uzyskania powyżej W-8)

- znaczne zmniejszenie nasiąkliwości oraz obniżenie skurczy w betonie

- zwiększenie mrozoodporności (możliwość uzyskania F-150 i wyżej)

4. Dozowanie

Dodawać w ilości 0,5-2% w kg do masy cementu (optymalnie 1% tj. 0,4l na 50kg cementu). Domieszkę należy dozować z wodą zarobową, szczególnie przy wykonywaniu elementów prefabrykowanych. Możliwe jest takie stosowanie do gotowej mieszanki betonowej w czasie do 30 min. po jej wykonaniu przy zastosowaniu dodatkowego intensywnego mieszania.

Założenia

Do wykonania ćwiczenia używamy następujących składników:

• Cement portlandzki 32,5R

• Kruszywo naturalne o frakcji 0-16mm

• Domieszka-superplastyfikator Arpoment-P

Przewidywane efekty zastosowania domieszki

• Dla mieszanek M1 (bez domieszki) i M2 (z domieszką) przewidujemy taką samą konsystencję

• Zakładamy zatem wzrost wytrzymałości betonu M2 z domieszką

w^M1>w^M2

K^M1=K^M2

c^M1/ w^M1< c^M2/ w^M2 zatem

R^M1< R^M2

Przyjęcie składu wyjściowego na 1m³ (M)

c=350kg

K_0-16=1900kg

w=170kg

Sprawdzenie warunku szczelności

c/ρ_c+ K_0-16/ρ_K+w=1000±2%

u nas

350/3,1+1900/2,65+170=999,9

Sprawdzenie warunku wytrzymałości

c/w=2,06

zatem dla tego stosunku cementowo-wodnego aktualny jest wzór

R=A₁(c/w-0,5) gdzie A₁=18 MPa

R=18*(2,06-0,5)=28Mpa

ale R^G=R/1.3 stad R^G=21,6Mpa

Zatem przewidujemy, ze otrzymamy beton klasy B20

Dobór kruszywa do próbnych mieszanek betonowych M1 i M2

K0-16	P 0-2	40% punkt piaskowy
	Z 2-4	20%
	Z 4-8	20%
	Z 8-16	20%

Procent zawartości wszystkich frakcji powyżej frakcji piaskowej przyjęliśmy tak aby krzywa uziarnienia mieściła się w odpowiednich normowych granicach dla danego kruszywa.

Wykonanie próbnej mieszanki betonowej bez domieszki (M1)

Przyjmujemy objętość teoretyczną mieszanki

V_B1^t=5 dm³

Obliczenie ilości składników do próbnej mieszanki betonowej

c¹=c/200

K_0-16¹= K_0-16/200

w¹=w/200

c¹=1,75kg

K_0-16¹=9,5kg

w¹=0,85kg

P 0-2	3,8kg
Z 2-4	1,9kg
Z 4-8	1,9kg
Z 8-16	1,9kg

Wykonanie próbnej mieszanki betonowej i sprawdzenie jej właściwości

Składniki mieszaliśmy w odpowiedniej kolejności najpierw dodając kruszywo, zaczynając od największej frakcji kończąc na frakcji piaskowej, a następnie cement, wypełniając na końcu wodą.

• Sprawdzenie konsystencji próbnej mieszanki betonowej w aparacie Ve-Be

t¹=7,5sec jest to zatem konsystencja plastyczna K-3

• Sprawdzenie objętości próbnej mieszanki betonowej

Objętość rzeczywista mieszanki M1 zgodziła się z objętością teoretyczną (projektowaną)

V_B1^t=V_B1^rz

• Zaformowaliśmy próbkę do badań

Obliczenie wstępnej ilości składników mieszanki M1 na 1m³ betonu

Ponieważ objętość teoretyczna zgodziła się z rzeczywistą to ilość składników mieszanki M1 na 1m³ betonu równa się ilości składników mieszanki M na 1m³ betonu (odpowiada założeniom).

• Sprawdzenie warunku szczelności

c/ρ_c+ K_0-16/ρ_K+w=1000±2%

u nas

350/3,1+1900/2,65+170=999,9

Ostateczne obliczenie ilości składników na 1m³ betonu.

c^M1=350kg

p^M1=760kg

z^M1_2-4=380kg

z^M1_4-8=380kg

z^M1_8-16=380kg

w^M1=170kg

Obliczenie przewidywanej wytrzymałości na ściskanie R

c^M1/w^M1=2,06

zatem dla tego stosunku cementowo-wodnego aktualny jest wzór

R=A₁(c/w-0,5) gdzie A₁=18 MPa

R=18*(2,06-0,5)=28Mpa

ale R^G=R/1.3 stad R^G=21,6Mpa

Zatem otrzymaliśmy beton klasy B20

Obliczenie wskaźnika wodożądnosci kruszywa

w^M1= c^M1*w_c+ K^M1*w_K¹

Wskaźnik w_c dla konsystencji K-3 wynosi 0,27

Po rozwiązaniu powyższego równania otrzymujemy:

170=350*0,27+1900* w_K¹

w_K¹=0,03974

Wykonanie próbnej mieszanki betonowej z domieszka (M2)

Zakładamy objętość teoretyczną mieszanki

V_B2^t=5 dm³

Przyjmujemy taka samą ilość składników suchych jak w próbnej mieszance betonowej M1

c¹=c²

K_0-16¹= K_0-16²

Obliczenie i przygotowanie potrzebnej ilości domieszki

• Zakładamy D=2% ilość domieszki w stosunku do masy cementu (c²)

• Przygotowanie wody w następujących porcjach

w²=w¹=(1/3w²+D)+(2/3w²)

1.porcja 2.porcja

Wykonanie próbnej mieszanki betonowej i sprawdzenie jej właściwości

Składniki dodawaliśmy podobnie jak podczas wykonywania mieszanki M1 czyli zaczęliśmy od kruszywa od frakcji największej do najmniejszej, następnie dodaliśmy cement, a potem 1.porcje.Drugą porcję wody dodawaliśmy stopniowo aż do uzyskania żądanej konsystencji.

• Sprawdzenie konsystencji próbnej mieszanki betonowej w aparacie Ve-Be

t²=10sec jest to zatem konsystencja plastyczna K-3

• Sprawdzenie objętości próbnej mieszanki betonowej

V_B2^t≠V_B2^rz=4,9dm³

• Zaformowaliśmy próbkę do badań

Wstępne obliczenie ilości składników na 1m³ betonu

C²= c²/ V_B2^rz*1000=1,75/4,9*1000=357kg

K_0-16²= K_0-16²(w misce)/ V_B2^rz*1000=1939kg

P 0-2	775,5kg
Z 2-4	388kg
Z 4-8	388kg
Z 8-16	388kg

1.porcja=283ml

2.porcja=567ml z czego zużyliśmy 380ml

283+380=663ml=0,663kg

W²= w²/ V_B2^rz*1000=0,663/4,9*1000=135,3kg

Sprawdzenie warunku szczelności

c²/ρ_c+ K_0-16²/ρ_K+ w²=1000±2%

u nas

357/3,1+1939/2,65+135,3=982,16

zatem warunek jest spełniony

Ostateczne obliczenie składników na 1m³ betonu

Ostateczna ilość składników jest tożsama z powyższą

C^2	357kg
P 0-2	775,5kg
Z 2-4	388kg
Z 4-8	388kg
Z 8-16	388kg
W^2	135,3kg

Obliczenie przewidywanej wytrzymałości średniej betonu na ściskanie R

c²/w²=2,64

zatem dla tego stosunku cementowo-wodnego aktualny jest wzór

R=A₂(c/w+0,5) gdzie A₂=12 MPa

R=12*(2,64+0,5)=37,68MPa

ale R^G=R/1.3 stad R^G=28,98MPa

Zatem otrzymaliśmy beton klasy B25

Obliczenie wskaźnika wodożądnosci

w^M2= c^M2*w_c+ K^M2*w_K²

Wskaźnik w_c dla konsystencji K-3 wynosi 0,27

Po rozwiązaniu powyższego równania otrzymujemy:

135,3=357*0,27+1939* w_K²

w_K²=0,02007

Wnioski

Wykonując to ćwiczenie i na podstawie powyższych obliczeń stwierdzamy, ze domieszka Arpoment-P zwiększa klasę tego samego betonu o jedna pozycje wyżej z B20 do B25.

Tabelaryczne zestawienie wszystkich przyjętych i obliczonych wartości w odniesieniu do M, M1 i M2 znajduje się na końcu tego sprawozdania.

---