Zakład Technologii Betonu i Prefabrykacji

Przedmiot: Technologia Betonu

TEMAT PROJEKTU

ZAPROJEKTOWAĆ SKŁAD MIESZANKI BETONOWEJ

METODĄ PRZEPEŁNIENIA JAM

1.Wymagania

a)klasa betonu: C30/37

b)klasa konsystencji: S3(ciekła)

2.Skład mieszanki betonowej

a)cement: CEM I 32,5

b)kruszywo w dwóch frakcjach(4÷8mm i 8÷16mm):Dolomit

c)piasek zwykły

3.Warunki wykonania

Zagęszczenie mieszanki betonowej - stół wibracyjny

Grupa: 207, L14

Skład zespołu projektowego:

I. OBLICZENIA

1. Krzywe uziarnienia oraz określenie poszczególnych frakcji kruszywa

Frakcja [mm]	Zawartość	Wk	Wodożądność
	g	%
0-0,125	1	0,5	0,303
0,125-0,25	25	12,5	0,16
0,25-0,5	109	54,5	0,108
0,5-1	60	30	0,077
1-2	6	3	0,058
2-4	1	0,5	0,043

Tab. 1, wodożądność dla piasku kwarcowego (202g)

Wykres 1, krzywa uziarnienia piasku

Frakcja [mm]	Zawartość	Wk	Wodożądność
	g	%
8-31,5	148	18,5	0,031
4-8	523	65,4	0,039
2-4	106	13,3	0,049
1-2	7	0,9	0,066
0,5-1	2	0,4	0,087
0-0,5	12	1,5	0,214

Tab.2, wodożądność dla dolomitu 2-8(800g)

Wykres 2, krzywa uziarnienia dolomitu 2-8(800g)

Frakcja [mm]	Zawartość	Wk	Wodożądność
	g	%
8-16	1083	68	0,031
4-8	494	31	0,039
2-4	16	1	0,049
1-2	2	0	0,066
0,5-1	0	0	0,087
0,25-0,5	3	0	0,123

Tab.3, wodożądność dla dolomitu 8-16 (1600g)

Wykres 3, krzywa uziarnienia dolomitu 8-16(1600g)

2. Obliczenie recepty roboczej mieszanki betonowe na 1m³

2.1 Metoda trzech równań.

Wzór na ilość kruszywa grubego w mieszance betonowej

$$Kg = \frac{1000 \bullet \rho_{k}}{1 + \mu\frac{j_{\text{nk}}}{1 - j_{\text{nk}}}}$$

gdzie:

μ- wskaźnik przepełnienia jam

ρ_k- gęstość kruszywa

j_nk- jamistość nasypowa kruszywa

Warunek wytrzymałości betonu na ściskanie – średnia wytrzymałość na ściskanie betonu po 28 dniach twardnienia (f_cp)

$$f_{\text{cp}} = A_{1}(\frac{c}{w} - 0,5)$$

gdzie:

f_cp- wytrzymałość projektowana,

$\frac{c}{w}$- stosunek zawartości cementu i wodu [dm³/m³]

A₁-współczynnik zależy od rodzaju kruszywa i spoiwa, kształtu ziaren, rodzaju powierzchni ziaren kruszywa oraz marki cementu

Warunek szczelność mieszanki betonowej – objętość mieszanki betonowej po zagęszczeniu:

$$1000 = \frac{c}{Q_{c}} + \frac{k}{Q_{k}} + \frac{\text{cw}}{Q_{w}}$$

gdzie:

c – ilość cementu w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

k – ilość kruszywa w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

w – ilość wody w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

Q_c – gęstość cementu – 3,010 [kg/dm³]

Q_k – gęstość kruszywa – 2,755 [kg/dm³]

Q_w – gęstość wody – 1,000 [kg/dm³]

Warunek konsystencji i urabialności mieszanki betonowej – ilość wody w mieszance betonowej:

w = c • W_c + k • W_k

gdzie:

c – ilość cementu w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

k – ilość kruszywa w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

w – ilość wody w 1m³ mieszanki betonowej [kg]

W_k – wodożądność kruszywa[dm³/kg]

W_c – wodożądność cementu[dm³/kg]

Obliczenia kruszywa grubego do zaprojektowania mieszanki betonowej

$$Kg = \frac{1000 \bullet 2,8}{1 + 2,1\frac{0,44}{1 - 0,44}}$$

$$Kg = \frac{2800}{1 + 1,65}$$

Kg= 1056,6kg

Obliczenia mieszanki betonowej bez użycia superplastyfikatora

1. Frakcje kruszyw dzielimy w stosunku 60:40

2. Cement 32,5R przyjmujemy z tablic A₁=28

3. dla C30/37 przyjmujemy f_cp=45

4. dla S3 W_c=0,31 dm³/kg

5. Q_c=3,05 kg/dm³

6. Q_K=2,8 kg/dm³

7. Q_P=2,65 kg/dm³

8. K_g = 1056, 6kg

$$\left\{ \begin{matrix} F_{\text{cp}} = 28(c/w - 0,5) \\ w = w_{c}*C + w_{k}*K \\ \frac{c}{\rho_{c}} + \frac{k}{\rho_{k}} + w = 1000 \\ \end{matrix} \right.\ $$

$$\left\{ \begin{matrix} 45 = 28(c/w - 0,5) \\ w = 0,31*2,11w + 0,1084P + 0,0337*0,6K_{8 - 16} + 0,0419*0,4*K_{2 - 8} \\ \frac{2,11w}{3,05} + \frac{P}{2,65} + \frac{1056,6}{2,8} + w = 1000 \\ \end{matrix} \right.\ $$

$$\frac{c}{w} = 2,11\overset{\Rightarrow}{}c = 2,11w$$

w = 0, 6541w + 0, 1084P + 0, 0202K_8 − 16 + 0, 0168K_2 − 8

w = 0, 6541w + 0, 1084P + 21, 34 + 17, 75

0, 3459w = 0, 1084P + 39, 09

w = 0, 313P + 115, 35

$$\frac{2,11(0,313P + 115,35)}{3,05} + \frac{P}{2,65} + \frac{1056,6}{2,8} + 0,313P + 115,35 = 1000$$

0, 217P + 79, 8 + 0, 377P + 377, 36 + 0, 313P + 115, 35 = 1000

0,907P=427,49

P=471,32 kg

W=262,87 kg

C=554,66 kg

K_8 − 16=633,96 kg

K_2 − 8 = 422, 64 kg

Obliczenia mieszanki betonowej z dodatkiem superplastyfikatora

45 = 28(c/w − 0, 5)

K_g = 1056, 6

$$\frac{c}{w} = 2,11\overset{\Rightarrow}{}c = 2,11w$$

w = 0, 31 * 2, 11w * 0, 73 + 0, 73 * 0, 1084P + 0, 0337 * 0, 6 * 0, 73 * 1056, 6 + 0, 0419 * 0, 4 * 0, 73 * 1056, 6

w = 0, 477w + 0, 079P + 15, 6 + 12, 93

0, 523w = 0, 079P + 28, 53

w = 0, 151P + 54, 55

$$\frac{2,11(0,151P + 54,55)}{3,05} + \frac{P}{2,65} + \frac{1056,6}{2,8} + 0,151P + 54,55 = 1000$$

0, 104P + 37, 74 + 0, 38P + 377, 36 + 0, 151P + 54, 55 = 1000

0,635P=530,35

P=835,2

P = 835, 2 kg

W = 180, 67 kg

C = 381, 21 kg

K_8 − 16=633,96 kg

K_2 − 8 = 422, 64 kg

*Podane niżej wyniki nie są wynikami otrzymanymi za pomocą badań.

Wyniki badania

Opad stożka 13cm

Masa cylindra 4,118kg

Objętość cylindra 8dm³

Masa całkowita 23kg

Zawartość powietrza 1,5

Próba ściskania- młotek Schmidta

Młotek Schmidta to urządzenie umożliwiające pomiar powierzchniowej twardości betonu, na podstawie pomiaru odskoku masy trzpienia uderzającego o betonową powierzchnie z określoną siłą. Głównymi elementami młotka Schmidta są: trzpień, sprężyna oraz bezwładna masa, po której przyciśnięciu młotka zostaje uwolniona i odbija się z pewną siłą odwzorowując na skali tak zwaną liczbą odbicia (L). Przy pomocy młotka Schmidta dokonano 34 pomiary wykonując je odpowiednio dla 2 próbek o wymiarach 15x15x15 po 5 pomiarów na stronę A i 5 pomiarów strona B i jednej próbki o wymiarach 10x10x10 po 7 pomiarów na stronę. Otrzymane wyniki pomiaru przedstawiono w tabeli.

próbka I próbka II próbka III A B A 25 27 29 26 30 30 28 30 30 28 29 30 28 25 30 ` średnia: 27 28,2 29,8

Wyznaczanie klasy wytrzymałości betonu na ściskanie na podstawie trzech wyników uzyskanych na prasie wytrzymałościowej.

Próbka I o wymiarach 15x15x15

Siła niszcząca 800kN

f_c1=36MPa

Próbka II o wymiarach 15x15x15

Siła niszcząca 960kN

f_c2=43 MPa

Próbka III o wymiarach 10x10x10

Siła niszcząca 480kN

f_c3=48 MPa

f_c3*0,9=43,2MPa

f_śr=41MPa

f_ck≤ f_cm-4MPa => 37≤41-4

f_ck≤ f_ci+4MPa => 37≤36+4

Wniosek:

Z badań wynika że nasza mieszanka jest właściwie zaprojektowana. Jedyną korektą ze względów ekonomicznych może być zmniejszenie ilości cementu.

Przyjmujemy zmniejszenie ilości cementu z 381, 21 kg do 350kg.

c = 2, 11w   = ≫    350 = 2, 11w      = ≫     w = 165, 88

w = 0, 151P + 54, 55 = ≫     P = 737, 28

$$1000 = \frac{350}{3,05} + \frac{K}{2,8} + \frac{737,28}{2,65} + 165,88$$

$441,15 = \frac{K}{2,8}$ = ≫       K = 1235, 22

K_8-16= 741,13kg

K_2-8= 494,09kg

C=350kg

W=165,88

P=737,28