Obliczanie składu mieszanki betonowej.

Dobór składników:

Cement:

o Cement portlandzki

o Klasa cementu: 32,5 N

Ustalenie wytrzymałości projektowej betonu fp :

Wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach sześciennych fck,cube =30 MPa.

Wytrzymałość średnia betonu:

fcm=fck,cube+2 * σ = 30+2*3,3=36,6 Mpa

Wytrzymałość projektowa betonu:

fp=β*fcm=1,1*36,6=40,26 MPa

Dobór składu procentowego kruszywa:

Na podstawie granicznych krzywych uziarnienia dobrać procentowy skład poszczególnych rodzajów kruszyw.

• piasek: 25%

• kruszywo łamane 2-8mm; 25%

• kruszywo łamane 8-16mm; 50%

Ustalenie gęstości pozornej kruszywa

Stosując mieszankę kruszyw o różnej gęstości, należy obliczyć średnią gęstość pozorną mieszanki, uwzględniając udział wagowy lub procentowy kruszyw składowych:

ρk=$\frac{K_{1} + K_{2} + \ldots + K_{n}}{\frac{K_{1}}{\rho k1} + \frac{K_{2}}{\rho k2} + \ldots + \frac{K_{n}}{\rho\text{kn}}} = \frac{25 + 25 + 50}{\frac{25}{2,65} + \frac{25}{2,90} + \frac{50}{2,90}}$=2,83

gdzie:

K₁- procentowa zawartość kruszywa o gęstości ρk1 =25% , ρk1 = 2,65 kg/dm³

K₂- procentowa zawartość kruszywa o gęstości ρk2 =25% , ρk2 = 2,90 kg/dm³

K_n-procentowa zawartość kruszywa o gęstości ρkn =50% , ρk3 = 2,90 kg/dm³

Wyznaczenie wodożądności kruszywa:

Sprawdzenie czy dobrany stos okruchowy mieści się w zalecanych krzywych uziarnienia.

Wyznaczenie ilości składników mieszanki betonowej.

Wyznaczenie składników mieszanki betonowej zostanie przeprowadzone metodą trzech równań.

Projektuję mieszankę betonową dla klasy betonu C20/25 metodą trzech równań przy założeniu konsystencji plastycznej, oraz współczynnika A=15,5, która spełnia trzy podstawowe warunki optymalnego projektowania betonu, a mianowicie:

1. warunek wytrzymałości

2. warunek urabialności konsystencji

3. warunek szczelności

gdzie:

R- średnia wytrzymałość na ściskanie,

A_i- współczynnik zależny od rodzaju i marki kruszywa oraz cementu,

1. wielkość liczbowa zależna od jakości cementu i kruszywa (w przybliżeniu =0,5)

C- ilość dozowanego cementu [kg/m³] betonu,

W- ilość wody [dm³/m³] betonu,

ρ_c- gęstość cementu [kg/dm³],

ρ_k- gęstość kruszywa [kg/dm³],

w_c- wodożądność cementu [dm³/kg],

w_k- wodożądność kruszywa [dm³/kg],

Ustalenie wskaźnika C / W

Wyznaczenie wartości C/W

dla C/W ≤ 2,5

C/W = $\frac{40,26}{20} + 0,5 = 2,50$

1,2 < C/W = 2,5 ≤ 2,5

Warunek jest spełniony,

Obliczenie ilości składników mieszanki betonowej. Dla C/W = 2,5; ρk=2,83 i w_k=0,029 dm³/kg na podstawie metody trzech równań wyliczamy skład mieszanki betonowej

• warunek wytrzymałości betonu

C/W = 2,5

• warunek konsystencji mieszanki betonowej:

W = Cw_c+Kw_k

W = 0,23C+0,029K

• warunek szczelności mieszanki betonowej

$$\frac{C}{\rho c} + \frac{K}{\rho k} + W = 1000$$

$$\frac{C}{3,1} + \frac{K}{2,83} + W = 1000$$

Po rozwiązaniu układu trzech równań otrzymano następujący skład mieszanki betonowej:

W=143 dm³/m³

C=357 kg/m³

K=2100 kg/m³

w tym:

piasek 525 kg/m³

kruszywo łamane frakcji 2-8 mm 525 kg/m³

kruszywo łamane frakcji 8-16 mm 1050 kg/m³

Sprawdzenie warunku urabialności mieszanki

Objętość zaprawy w 1m³ mieszanki betonowej wynosi:

Z$= \frac{357}{3,1} + \frac{525}{2,65} + 143 = 456,3dm$³ / m³

i jest mniejsza od ilości równej 600dm³/m³ dopuszczalnej przez normę dla elementów żelbetowych przy stosowaniu kruszywa do 16mm

Suma objętości ziaren poniżej 0,125 mm i cementu wynosi:

$\frac{C}{\rho c} + \frac{P_{0,125}}{\rho p} = \frac{357}{3,1} + \frac{3,27}{2,65} = 116,4$dm³/m³

i jest większa od wartości minimalnej równej 95dm³/m³ dla warunków zagęszczania mechanicznych - wibrowanie objętościowe

Sprawdzenie ilości cementu w mieszance betonowej

W przyjętym składzie ilości cementu wynosi 357 kg/m³ i jest większa od ilości minimalnej, odpowiadającej konstrukcjom zbrojonym nienarażonym na wpływy atmosferyczne, równej 0,4*Z=0,4*456,3=182,5 kg/m³, oraz mniejsza od największej dopuszczalnej ilości cementu dla betonu o wytrzymałości średniej fcm=36,6 MPa równej 450kg/m.

Przewidziano produkcje 600 nadproży dziennie w systemie dwuzmianowym.

Dzienne zużycie materiału:

- beton – 15m³

• kruszywo frakcji 2-8 – około 8 ton

• kruszywo frakcji 8-16 – około 16 ton

• zużycie piasku – około 8 ton

• zużycie cementu – około 6 ton