Koło nr 2

1. Podaj wraz z objaśnieniami wzór Bolomey’a

$$f_{\text{cm}} = \ A_{1,2}\ (\frac{c}{w} \pm 0.5)$$

f_cm −  srednia wytrzymalosc betonu na sciskanie w MPa

c - ilość cementu w 1m³ betonu w kg

w – ilość wody w 1 m³ betonu w dm³

A₁ i A₂ – współczynniki zależne od klasy cementu i rodzaju kruszywa

Postać ogólna wzoru Bolomeya, ważna dla:

1.2$\ \leq \frac{c}{w} \leq 2.8$

Wartość średnią wytrzymałości f_cm obliczamy ze wzoru:

f_cm = f_ck +y [MPa]

f_ck – wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczona na próbkach walcowych (f_ck,cyl) lub sześciennych (f_ck,cube)

y – zapas wytrzymałości dla poszczególnych klas wytrzymałości na ściskanie

1. Podaj wraz z objaśnieniami wzór dotyczący warunku konsystencji

W = C∙w_c + K∙w_k

C, K, W – ilości cementu, kruszywa i wody w 1m³ betonu

w_c, w_k -wskaźniki wodożądności cementu i kruszywa ustalone doświadczalnie, przyjmowane z tablic

1. Podaj wraz z objaśnieniami wzór dotyczący warunku szczelności

$$\frac{C}{\rho_{c\ }} + \frac{K}{\rho_{k}} + W = 1000 \pm 2\%$$

C – cement

K – Kruszywo

W – Woda

ρ_c , ρ_k −  gestosci ∖ n

1. Opisz sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą Vebe

Istota badania polega na pomiarze czasu zmiany kształtu próbki mieszanki betonowej, ze stożkowego w walcowy, po poddaniu jej wibracjom. Czas ten, liczony od chwili rozpoczęcia wibracji do chwili ustalenia się poziomu mieszanki w cylindrycznym naczyniu pomiarowym, jest wskaźnikiem konsystencji.

Kolejne etapy badania:

• ułożenie części mieszanki betonowej w formie stożkowej w trzech warstwach, zagęszczając każdą z nich przez 25 – krotne zagłębienie pręta normowego

• usunięcie nadmiaru mieszanki

• usunięcie formy

• oparcie krążka na stożku mieszanki i wibrowanie jej do chwili ustalenia się poziomu mieszanki. Czas wibrowania z dokładnością do 1s jest wskaźnikiem konsystencji. Wyróżniamy następujące klasy: V0, V1, V2, V3, V4.

1. Opisz sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą opadu stożka

Badanie obejmuje następujące czynności: (stożek 30cm)

• Wypełnienie formy mieszanką betonową w trzech warstwach zagęszczając każdą z nich przez 25 – krotne zagłębienie pręta

• Usunięcie nadmiaru mieszanki

• Podniesienie formy i postawienie tuż obok stożka utworzonego z mieszanki

• Pomiar różnicy wysokości formy stożkowej i odkształconego stożka mieszanki

• Różnica wysokości formy i stożka zwana opadem stożka, wyznaczona z dokładnością do 1cm, jest wskaźnikiem konsystencji. Wyróżniamy następujące klasy: S1, S2, S3, S4.

1. Opisz sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą stolika rozpływowego

Zestaw pomiarowy:

-forma w kształcie stożka ściętego,

-drążek do zagęszczania wykonany z twardego materiału,

-stolik rozpływowy z ruchomą płytą górną przymocowaną zawiasami do płyty podstawy, środek stolika jest oznaczony krzyżem oraz kołkiem, górna część powinna być zaopatrzona w uchwyt do jej podnoszenia.

Badanie:

Bezpośrednio przed badaniem należy lekko zwilżyć powierzchnię stolika. Formę ustawia się centralnie na górnej płycie stolika i unieruchamia. Należy ją wypełnić w 2 warstwach, każdą wyrównując 10-krotnym lekkim ubijaniem drążka. Powierzchnię mieszanki trzeba wyrównać. Po odczekaniu 30s formę unosi się pionowo. Stolik należy unieruchomić stając na dolnej płycie z przodu i powoli podnosić jego górną część, aż do zetknięcia się z górnym ogranicznikiem. Wtedy zwalnia się górną część aby swobodnie opadła na dolny ogranicznik. Należy wykonać 15 takich cykli trwających 2÷5 s.

Za pomocą przymiaru liniowego zmierzyć maksymalny wymiar rozpływu mieszanki betonowej w dwóch kierunkach, α₁ + α₂ równoległych do krawędzi stołu.

1. Opisz sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą stopnia zagęszczalności.

Oczyścić pojemnik i zwilżyć jego wewnętrzną powierzchnię wilgotną tkaniną. Wypełnić pojemnik mieszanką rozmieszczając ją, bez ubijania, packą metalową kolejno, we wszystkich czterech górnych krawędziach pojemnika. Gdy pojemnik jest wypełniony, usunąć nadmiar mieszanki z górnych krawędzi ruchem ścinającym za pomocą zgarniaka, tak aby uniknąć jakiegokolwiek efektu zagęszczenia.Mieszankę betonową zagęszczać na stoliku wibracyjnym lub z użyciem wibratora wgłębnego do momentu, gdy nie obserwuje się dalszego zmniejszania objętości. Podczas zagęszczania unikać strat mieszanki betonowej spowodowanych jej rozpryskiwaniem lub wyciekaniem.

Stopień zagęszczalności c oblicza się ze wzoru:

w którym:

h₁ - jest wewnętrzną wysokością pojemnika, w milimetrach;

s - jest wartością średnią z pomiarów czterech odległości od powierzchni zagęszczonej mieszanki do górnej krawędzi pojemnika, z zaokrągleniem do milimetra

1. Wymień metody pomiaru konsystencji mieszanek betonowych betonów lekkich kruszywowych o zwartej strukturze

• Metoda opadu stożka

• Metoda Vebe

1. Objaśnij co oznaczają następujące oznaczenia f_ck,cyl , f_ck,cube, C20/25 i LC20/22

f_ck,cyl – wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczona na próbkach walcowych

f_ck,cube - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczona na próbkach sześciennych

C20/25 – Klasa wytrzymałości na ściskanie, 20 – minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach walcowych f_ck,cyl [N/mm²], 25 - minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach walcowych f_ck,cube [N/mm²]

LC20/22 – Klasa wytrzymałości na ściskanie betonu lekkiego, 20 i 22 oznaczają minimalne wytrzymałości charakterystyczne betonu oznaczane na próbkach walcowych i sześciennych.

1. Jakim uwarunkowaniom , zgodnie z PN-EN 206-1, przypisane są minimalne zawartości cementu i maksymalne wskaźniki woda/cement

Minimalna zawartość cementu zależy od klasy ekspozycji. W/C od klasy ekspozycji i od zakładanej wytrzymałości na ściskanie

1. Wymień zgodnie z normą PN-EN 206-1 podstawowe, ogólne zalecenia uwzględniane w założeniach projektowych, poprzedzające dobór jakościowy składników betonu.

• Przeznaczenie betonu i jego warunki użytkowania

• Klasa gęstości

• Klasa wytrzymałości

• Klasa konsystencji

• Klasa ekspozycji

1. Wymagania dla mieszanki betonowej:

• Klasa konsystencji lub konsystencja

• Klasa gęstości lub założona gęstość

• Zawartość powietrza

• Współczynnik w/c

• Zawartość cementu

• Dynamika wydzielania ciepła hydratacji

• Maksymalny nominalny górny wymiar ziarn kruszywa

Wymagania dla betonu:

• Klasa wytrzymałości

• Mrozoodporność

• Struktura zwarta(szczelna)

• Stopień wzrostu początkowej wytrzymałości

• Klasa zawartości chlorków

1. Podaj w punktach tok postępowania przy projektowaniu betonu zwykłego metodą zaczynu

I Założenia

• Przeznaczenie i warunki użytkowania betonu

• Klasa ekspozycji

• Klasa konsystencji

• Klasa wytrzymałości

II Dobór i badanie składników

• Składniki

- cement powszechnego użytku klasy 32.5, 42.5, 52.5

- woda z wodociągu

- kruszywo kamienne naturalne

• Dobór mieszanki kruszywa do betonu

III Wstępne określenie ilości składników mieszanki betonowej

• Ustalenie współczynnika c/w ze wzoru Bolomeya

$$f_{\text{cm}} = \ A_{1,2}\ (\frac{c}{w} \pm 0.5)$$

f_cm −  srednia wytrzymalosc betonu na sciskanie w MPa

c - ilość cementu w 1m³ betonu w kg

w – ilość wody w 1 m³ betonu w dm³

A₁ i A₂ – współczynniki zależne od klasy cementu i rodzaju kruszywa

• Ustalenie ilości zaczynu i jego składników

$$Z = \frac{K_{p}}{3}$$

$$W = \frac{Z}{\frac{c}{w} + 1,\ }\ \ \ \ C = W\frac{c}{w}$$

• Ustalenie ilości poszczególnych frakcji kruszywa i wykonanie z nich mieszanki kruszywa do próbnej mieszanki betonowej.

• Sporządzenie zaczynu

• Wykonanie próbnej mieszanki(sprawdzenie konsystencji metodą Vebe lub metodą stożka opadowego, sprawdzenie objętościV_p)

• Wykonanie odpowiedniej ilości próbek sześciennych (15x15x15 cm)

• Obliczenie rzeczywistej ilości zaczynu (Z₁)

Z₁ = Z – to co zostało w misce

$$W_{1} = \frac{Z_{1}}{\frac{c}{w} + 1,\ }\text{\ \ \ \ }C_{1} = W_{1}\frac{c}{w}$$

• Wstępne określenie ilości składników na 1 m³ betonu

Np.

$$C = \frac{C_{1}}{V_{p}} \bullet 1000\ (kg)$$

IV. Sprawdzenie w sposób obliczeniowy i doświadczalny poprawności zaprojektowanego składu betonu

• Sprawdzenie szczelności

$$\frac{C}{\rho_{c\ }} + \frac{K}{\rho_{k}} + W = 1000 \pm 2\%$$

• Podanie ostatecznego składu na 1m³

• Ustalenie receptury roboczej

1. Podaj w punktach tok postępowania przy projektowaniu betonu nomogramów

I. Założenia

• Przeznaczenie i warunki użytkowania betonu

• Klasa ekspozycji

• Klasa konsystencji

• Klasa wytrzymałości

II. Dobór i badanie składników

• Cement powszechnego użytku

• Woda z wodociągu

• Kruszywo kamienne naturalne o złożonym maksymalnym nominalnym górnym wymiarze ziarna (D_max)

• Dobór mieszanki kruszywa do betonu

III. Wstępne określenie ilości składników mieszanki betonowej

• Obliczania wartości $\frac{f_{\text{cm}}}{A}$ . Wartość współczynnika A przyjmujemy zależną od klasy cementu i rodzaju kruszywa.

• Należy odczytać z nomogramów ilości cementu, kruszywa i wody potrzebnych na 1 m³ betonu.

• Sprawdzenie poprawności odczytanych ilości składników

- sprawdzamy warunek wytrzymałości

f_cm = A_1,2($\frac{c}{w} \pm 0.5$)

- sprawdzamy warunek szczelności

$$\frac{C}{\rho_{c\ }} + \frac{K}{\rho_{k}} + W = 1000 \pm 20\%$$

• Przyjmujemy teoretyczną objętość próbnej mieszanki betonowej V_b^t = 5dm³

• Obliczamy potrzebną ilość składników

• Wykonanie próbnej mieszanki betonowej

• Sprawdzenie konsystencji

• Wykonanie próbek sześciennych (15x15x15 cm)

• Obliczenie ilości składników na 1m³

• W przypadku uzyskania V_b^rz ≠ V_b^t obliczamy ilość składników na 1m³ np. C = C₁/ V_b^rz∙1000

IV. Sprawdzenie w sposób obliczeniowy i doświadczalny poprawności zaprojektowanego składu betonu

• Sprawdzenie warunku szczelności, w przypadku niezgodności dokonać korektę

• Podanie ostatecznego składu na 1m³ betonu

• Ustalenie recepty roboczej

1. Receptura 1 m³ betonu jest następująca:

Cement – 300kg

Kruszywo – 1996 kg

Woda – 150 l

Podaj skorygowaną recepturę uwzględniającą zawilgocenie kruszywa wynoszące 2%

C = 300 kg

K_w = K(1 +$\ \frac{w}{100}$)

W_w = W – (K_w - K)

K_w = 2036 kg

W_w = 110 l

1. Opisz efekty możliwe do uzyskania przy zastosowaniu w mieszance betonowej domieszki upłynniającej

• Polepszenie urabialności mieszanki betonowej

• Regulacja warunków wiązania i twardnienia

• Uszczelnienie mieszanki betonowej

• Spulchnienie mieszanki betonowej

• Zmniejszenie ilości wody w mieszance betonowej

• Zachowanie lub zmianę klasy konsystencji mieszanki betonowej