SPRAWOZDANIE NR 3

MIESZANKI BETONOWE

Celem naszego ćwiczenia było wykonanie mieszanki betonowej zgodnej z projektem nr 9. Zakładał on klasę betonu C20/25, konsystencję półciekłą oraz punkt piaskowy na poziomie 35%. Obliczenia wykonano metodą 3 równań. Kopia projektu jest załączona do sprawozdania.

Składniki wchodzące w skład mieszanki betonowej o objętości 7 dm3:

Cement	3,39 kg
Piasek 0/2	3,70 kg
Żwir 8/16	3,97 kg
Żwir 2/8	3,97 kg
Woda	1,53 kg

Na podstawie tych wyników wykonaliśmy mieszankę cementową. Do misy wsypaliśmy odmierzone za pomocą wagi składniki: cement, piasek i żwir. Po dokładnym wymieszaniu dodaliśmy wodę. Następnie całość mieszaliśmy przez parę minut. Tak przygotowane mieszanka była gotowa do badań opadu stożka oraz oznaczenia rzeczywistej gęstości mieszanki betonowej.

Badanie konsystencji za pomocą opadu stożka.

Konsystencja jest to stopień ciekłości. Stosuje się cztery metody badania konsystencji:

- metoda Vebe

-metoda stolika rozpływowego

-metoda pomiaru stopnia zagęszczalności

-metoda opadu stożka, którą będziemy się zajmować

Na podstawie tego badania można skontrolować poprawność otrzymanej konsystencji. W celu przeprowadzenia badania ułożyliśmy na podłodze metalową blachę, na której ustawiliśmy stożek o normowych wymiarach. Następnie włożyliśmy do środka mieszankę betonową do 1/3 wysokości stożka. Przystąpiliśmy do zagęszczania mieszanki metalowym prętem 25 razy. Następnie włożyliśmy mieszankę do 2/3 wysokości i ponownie zagęściliśmy ją. Ostatnią warstwę ułożyliśmy tak aby wypełniała cały stożek i również wykonaliśmy zagęszczanie. Następnie zgarnęliśmy nadmiar mieszanki, tak aby została równa powierzchnia. Po tak wykonanym napełnianiu energicznym ruchem podnieśliśmy stożek i zbadaliśmy zmianę jego wysokości. Opad stożka wyniósł 7 cm, co wskazuje na konsystencję półciekłą (według starej normy) oraz klasę S2 według nowej normy. Tak więc jest ona zgodna z założeniami projektowymi – konsystencja półciekła.

Oznaczenie rzeczywistej gęstości mieszanki betonowej.

Do metalowego pojemnika o pojemności 5 l włożyliśmy mieszankę betonową. Następnie ułożyliśmy pojemnik na stoliku wibracyjnym i włączyliśmy go na 25 s. Podczas tego czasu dokładaliśmy mieszankę do górnej krawędzi pojemnika. Po wyłączeniu stolika wibracyjnego zważyliśmy mieszankę betonową, która znajdowała się w pojemniku - 11,91 kg.

Gęstość oblicza się ze wzoru: d=m/v, gdzie

m – masa mieszanki betonowej

v - objętość pojemnika

Podstawiając do wzoru: 11,91/5=2,382 kg/dm3

Wynik należy uznać za zgody z założeniami projektowymi (2,36 kg/dm3).

Przygotowanie betonu stwardniałego

Po wykonaniu wszystkich badań przystąpiliśmy do wykonania próbek betonu. Najpierw wysmarowaliśmy formy olejem, a następnie włożyliśmy do nich mieszankę betonową. Po tym ułożyliśmy formy na stoliku wibracyjnym. Po zdjęciu ze stolika wibracyjnego wyrównaliśmy górną powierzchnię. Tak przygotowane formy odstawiliśmy. Badania wytrzymałości wykonaliśmy po 14 oraz 28 dniach.

Wytrzymałość betonu na ściskanie

Jest to podstawowa cecha betonu stwardniałego. Badanie przeprowadzone zostało na próbkach sześciennych po 14 oraz 28 dniach.

Wytrzymałość próbki na ściskanie oblicza się ze wzoru:

f_ci=ω⋅F/A⋅10^-3 [Mpa]

gdzie:

ω-współczynnik przeliczeniowy wytrzymałości ze względu na wymiary próbek(dla równy 0,9)

F-największe obciążenie przeniesione przez próbkę w KN

A-powierzchnia próbki w m²

Zgodność wytrzymałości na ściskanie ocenia się dla:

-wartości średniej (f_cm) zbioru ’’n’’ nie pokrywających się lub pokrywających się kolejnych wyników badań - tzw. Kryterium 1

-każdego pojedynczego wyniku (f_ci) – tzw. Kryterium 2

Zgodność uznaje się za potwierdzoną ,jeśli obydwa kryteria są jednocześnie spełnione w myśl wymagań:

Dla n=3:

• f_cm ≥ f_ck + 4 (kryt.1)

• f_ci ≥ f_ck – 4 (kryt.2

Badanie po 14 dniach

Numer próbki	Największe przeniesione obciążenie [KN]	fci [Mpa]
1	254,3	22,887
2	174,8	15,732
3	229,1	20,619
	Średnia:	19,746

Kryterium 1:

19,746 < 25+4=29

Warunek nie jest spełniony

Kryterium 2:

22,887 > 25-4=21 Warunek spełniony

15,732 < 25-4=21 Warunek nie jest spełniony

20,619 < 25-4=21 Warunek nie jest spełniony

Brak zgodności wytrzymałości betonu na ściskanie z założeniami projektowymi dla próbek po 14 dniach, ponieważ przynajmniej jedno kryterium nie zostało spełnione.

Badanie po 28 dniach:

Numer próbki	Największe przeniesione obciążenie [KN]	fci [Mpa]
1	356,4	32,076
2	327,2	29,448
3	309,7	27,873
	Średnia:	29,799

Kryterium 1:

29,799 > 25+4=29

Warunek jest spełniony

Kryterium 2:

32,076 > 25-4=21 Warunek spełniony

29,448 > 25-4=21 Warunek spełniony

27,799 > 25-4=21 Warunek spełniony

Beton po 28 dniach dojrzewania otrzymał zakładaną wytrzymałość na ściskanie, ponieważ spełnił obydwa kryteria.

Dla mieszanek betonowych bada się ponadto:

Urabialność – jest to zdolność do łatwego i szybkiego wypełnienia formy, jednak w praktyce tego parametru się nie bada

Jednorodność –niezmienność składu mieszanki w każdym punkcie

Całkowita zawartość wody – woda dodana oraz woda już zawarta w kruszywie i znajdująca się na jego powierzchni a także woda w domieszkach i dodatkach zastosowanych w postaci zawiesin jak również woda wynikająca z dodania lodu lub naparzania.

Efektywna zawartość wody – różnica między całkowitą ilością wody w mieszance betonowej a ilością wody zaabsorbowaną przez kruszywo.

Współczynnik w/c (woda/cement) – stosunek efektywnej zawartości masy wody do zawartości masy cementu w mieszance betonowej.

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. Norma opisuje dwie metody oznaczania zawartości powietrza:

• metoda słupa wody – polega na pomiarze zmian słupa wody nad badaną mieszanką, w którą wtłaczana jest woda pod określonym ciśnieniem

• metoda ciśnieniomierza – polega na wprowadzeniu znanej objętości powietrza pod określonym ciśnieniem i łączeniu jej z powietrzem zawartym w mieszance. Ciśnieniomierz wskazuje wynikowe ciśnienie, które jest funkcją objętości powietrza w mieszance.

Dla betonu stwardniałego bada się ponadto:

Nasiąkliwość betonu – stosunek masy wody, jaką zdolny jest wchłonąć beton do jego masy w stanie suchym. Badamy ją na próbkach po 28 dniach dojrzewania. Próbki układamy na podpórkach i zalewamy wodą do ½ wysokości, po 24 godzinach dolewamy wody na wysokość 10 mm ponad górną powierzchnię próbek. Co 24 godziny wyjmuje się próbki z wody, powierzchniowo osusza i waży. Gdy dwa kolejne ważenia nie wykazują przyrostu masy (G₂), nasycone wodą próbki umieszcza się w suszarce i suszy do stałej masy (G₁).

Nasiąkliwość obliczamy ze wzoru:

[%]

Wg PN - 88/B - 06250 Beton zwykły nasiąkliwość betonów nie powinna być większa niż:

• 5% w przypadku betonów narażonych bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych

• 9% w przypadku betonów osłoniętych przed bezpośrednim działaniem czynników atmosferycznych.

Mrozoodporność betonu – odporność betonu na działanie mrozu, badana na próbkach po 28 dniach dojrzewania, nasyconych wodą i poddawanych naprzemiennie cyklom zamrażania i rozmrażania.

Wg PN - 88/B - 06250 Beton zwykły wyróżnia się kilka stopni mrozoodporności betonu: F25, F50, F75, F100, F150, F200 i F300. Liczba w symbolu oznacza wymaganą liczbę cykli zamrażania i rozmrażania nasyconych wodą próbek betonowych, przyjmowaną w zależności od przewidywanej liczby lat użytkowania konstrukcji i narażenia na działanie mrozu. Stopień mrozoodporności jest osiągnięty jeżeli po wymaganej w jego symbolu liczbie cykli zamrażania i rozmrażania ubytek masy badanych próbek jest nie większy niż 5% i spadek wytrzymałości jest nie większy niż 20%.

Odporność betonu na przepuszczalność wody – wg PN-EN 12390-8:2001 Badania betonu. Część 8: Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem polega na pomiarze głębokości penetracji wody, pod stałym ciśnieniem 0,5 MPa, działającym przez okres trzech dób. Wynik podawany jest z dokładnością do 1 mm.

Wg PN - 88/B - 06250 Beton zwykły wyróżnia się kilka stopni wodoszczelności betonu: W2, W4, W6, W8, W10 i W12 w zależności od wskaźnika ciśnienia (stosunek słupa wody w metrach do grubości przekroju w metrach) i warunków wodnych. Liczba oznacza dziesięciokrotną wielkość ciśnienia słupa wody w MPa, oddziałującego na próbki betonowe. Ciśnienie wody działającej na próbkę podwyższa się skokowo co 24 godziny o wartość 0,2 MPa; końcowe ciśnienie, odpowiadające żądanemu stopniowi wodoszczelności, należy utrzymywać również przez 24 godziny. Należy odnotować ciśnienie, przy którym wystąpią pierwsze oznaki przeciekania wody. Stopień wodoszczelności został osiągnięty, jeżeli pod wymaganym ciśnieniem w czterech na sześć badanych próbek nie wystąpił przeciek wody.

Literatura:

- skrypty zamieszczone w serwisie okno

- norma PN-EN 206-1 - Beton -- Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność

- norma PN-85/B-04500 - Zaprawy budowlane. Badania cech fizycznych i wytrzymałościowych

- http://www.ceramika.agh.edu.pl/zmb/publ/Beton_8.pdf