TECHNOLOGIA BETONU

Projekt mieszanki betonowej

Prowadzący : Wykonała:

dr inż. Janusz Konkol Katarzyna Burnat

BD II - LP 2

Założenia projektowe

Element

• Nazwa – Płyty dachowe korytkowe zamknięte SWW 1451-73

• Symbol – DKZ-210

• Wymiary – 209x59x10 cm

• Objętość betonu – 0,0458 m³

• Ciężar elementu – 115 kg

• Przeznaczenie – stosowane do przekryć dachowych i stropodachowych

 w budownictwie ogólnym i przemysłowym

Klasa ekspozycji

• Klasa ekspozycji elementu – XC1

Beton wewnątrz budynków o niskiej wilgotności powietrza, beton stale zanurzony w wodzie.

• Maksymalny wskażnik $\frac{W}{C}\ $=0,55

• Minimalna zawartość cementu 280 kg/m³

• Minimalna klasa wytrzymałości betonu: 20/25

Wymagania ze względu na klasę ekspozycji odczytane z pozycji [2] literatury.

Klasa betonu

• Klasa ze względu na wytrzymałość C20/25 – B20

• Sposób zagęszczania mieszanki betonowej – mechaniczne

• Warunki dojrzewania elementu – naturalne

• Konsystencja mieszanki – K2 według PN-88/B-06250

V3 według PN-EN 206-1:2000

• Stopień mrozoodporności – F75

• Liczba projektowanych elementów – 100 sztuk

• Pojemność betoniarki – 500 dm³

• Wymagania:

  • Minimalna zawartość cementu – dla X0 brak

  • Minimalna klasa betonu – C12/15 – B15

Zbrojenie elementu

• Minimalny rozstaw prętów zbrojenia w kierunku prostopadłym do kierunku betonowania e=10 cm

siatka zgrzewana ø=6 mm

• Maksymalny wymiar ziarna kruszywa

Dobór składników

Cement

• Rodzaj cementu – CEM I

• Klasa cementu – 32,5 R

• Gęstość pozorna- ρ _c = 3,1 [g/cm³]

• Gęstość nasypowa w stanie luźnym- ρ _{n c} = 1,2 [g/cm³]

• Wodożądność cementu- w_c = 0,25

Kruszywa

• Kruszywo drobne – piasek naturalny z miejscowości Lipce

• Kruszywo grube – żwir z miejscowości Gniewczyna

• Gęstości pozorne kruszyw

  • ρ_p=2,60 [g/cm³]

  • ρ_G=2,80 [g/cm³]

• Wilgotność kruszyw

  • w_np=2%

  • w_nG=1%

Piasek
Frakcja [mm]
0-0,125
0,125-0,25
0,25-0,5
0,5-1,0
1,0-2,0
2,0-4,0
4,0-8,0

Żwir
Frakcja [mm]
2,0-4,0
4,0-8,0
8,0-16,0
16,0-31,5
>=31,5

• Punkty piaskowe:

  • Kruszywo drobne – PP_d=100%

  • Kruszywo grube – PP_G=0%

  • Stos okruchowy – PP_s=27%

• Obliczenie proporcji x:

Frakcja [mm]	Udział frakcji [%]	Stan okruchowy
	kr. drobne	kr. grube
0	0	0
0,125	6	0
0,25	23	0
0,5	59	0
1	11	0
2	1	0
4	0	1
8	0	4
16	0	23
31,5	0	72
SUMA:

Wodożądność kruszyw

• Wodożądność mieszanki kruszyw

Frakcja [mm]	Wskaźnik Wodożądności wnk dla konsystencji K-2	kruszywo drobne	kruszywo grube	stos okruchowy
		udział frakcji [%]	wnk *fnp	udział frakcji [%]
0-0,125	0,240	6	1,440	0
0,125-0,25	0,106	23	2,438	0
0,25-0,5	0,072	59	4,248	0
0,5-1,0	0,052	11	0,572	0
1,0-2,0	0,038	1	0,038	0
2,0-4,0	0,029	0	0	1
4,0-8,0	0,023	0	0	4
8,0-16,0	0,018	0	0	23
16,0-31,5	0,015	0	0	72
SUMA:			8,736

• Wodożądność kruszywa drobnego :

• Wodożądność kruszywa grubego :

• Wodożądność mieszanki kruszywa:

Gęstość pozorna mieszanki kruszywa:

Woda zarobowa

• Stosowana woda wodociągowa spełniająca wymagania wody zarobowej

PN-EN-1008

Obliczanie ilości składników na 1 m³ mieszanki betonowej metodą trzech równań Bukowskiego

Obliczanie wskaźnika wodno cementowego $\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{C}}$

Korzystamy z warunku Boloney’a

f_cm – średnia wytrzymałość betonu na ściskanie po 28 dniach

f_ck- wytrzymałość charakterystyczna dla betonu klasy C20/25 (odczyt z pozycji [2])

f_cm = A_i ($\frac{C}{W} \pm 0,5)$

Współczynniki A1 i A2

A_i ustalamy na podstawie tabeli z pozycji [3] literatury

• A1=14 => $\ \frac{C}{W}\ = \ \frac{f_{\text{cm}}}{A1}$ $+ \ a = \ \frac{32,5}{14} + \ 0,5 = 2,82$ >2, 5

• A2=9,5 $= > \ \frac{C}{W}\ = \ \frac{f_{\text{cm}}}{A2} - \ a = \ \frac{32,5}{9,5} - \ 0,5\ = 2,92$ >2, 5

$\frac{C}{W} = 2,92\ $ $\frac{W}{C}\ = 0,36\ \ \ < \ \ \ \ \frac{W}{C_{\max}}\ = 0,55$

Składniki na 1 m³ mieszanki betonowej

Cement:

Kruszywo:

Woda:

Minimalna zawartość cementu

C = 765,696 kg/m³

Dla X0 brak minimalnej zawartości cementu

Wg normy PN-88/B-06250: C_min=280 kg/m³

C = 765,696 kg/m³

Obliczanie zawartości poszczególnych kruszyw w mieszance betonowej:

Ostateczny skład na 1m³ mieszanki betonowej przedstawia się następująco:

C = 766 kg/m³

W = 262 kg/m³

P = 369 kg/m³

G = 998 kg/m³

Sprawdzanie warunków techniczno-technologicznych

Równanie szczelnośći

Błąd wynosi 0,5%

Równanie ciekłości

W = C w_c + K w_k

W = 765,696 0,28 + 1366,565 0,035 = 262,225 [dm³/m³]

Równanie wytrzymałości Bolomey’a

f_cm = A₂ ($\frac{C}{W} + 0,5)$

f_cm = 9,5 (2,92 +0,5) =32,49 [MPa]

Obliczenie ilości zaprawy

Z_zalecane = 600 [dm³/m³]

Najmniejsza suma objętości absolutnych cementu

S_min = 95 [dm³/m³]

S_min ˂ S

Suma objętości absolutnej cementu i ziarn kruszywa poniżej 0,125 mm w dm³ na 1 m³ mieszanki betonowej

S_min ˂ S spełniono warunek

Uwzględnienie wilgotności naturalnej kruszywa

w_np=2%

w_nG=1%

ilość piasku $P_{z} = P + P\ \frac{w_{\text{np}}}{100}\ $ [kg/m³]

P_z =369 + 369 $\frac{2}{100}$ = 376,380 [kg/m³]

Ilość zwiru [kg/m³]

G_z = 998 + 998 $\frac{1}{100}$ = 1007,980 [kg/m³]

K_z = P_z+G_z=376,380+1007,980=1384,360 [kg/m³]

C_z =C = 765,696 [kg/m³]

W_z = W – (P_z +G_z – K) = 262,225-(376,380+1007,980-1366,565)=244,43 [dm³/m³]

Ostatecznie z uwzględnieniem zawilgoceń receptura jest następująca:

C = 765,696 kg/m³

W_z = 244,43 dm³/m³

P_z = 376,830 kg/m³

G_z = 1007,980 kg/m³

Obliczanie ilośći składników na 1 element

V_elem = 0,0458 m³

W_elem = W_z V_elem = 244,43 0,0458 =11,195 m³

C_elem = C V_elem = 765,696 0,0458 = 35,069 m³

P_elem = P_z V_elem = 376,830 0,0458 = 17,259m³

G_elem = G_z V_elem = 1007,980 0,0458 = 46,165m³

Ilość składników potrzebna do wykonania n=100 elementów

C_n = C_elem n = 35,069 100= 3506,9 [kg/100elem]

W_n = W_elem n = 11,195 100= 1119,5 [dm³/100elem]

P_n = P_elem n = 17,259 100= 1725,9 [kg/100elem]

G_n = G_elem n = 46,165 100= 4616,5 [kg/100elem]

Receptura na 1 zarób betoniarki

Betoniarka wolnospadowa producenta Rock [F] THC28 produkcja zagraniczna

V_zarób =

Pojemność wsypowa =

C_zarób = C V_zarób = 765,696

W_zarób = W V_zarób = 244,430

P_zarób = P V_zarób = 376,830

G_zarób = G V_zarób = 1007,980

Dodatki i domieszki

Dodatki – popiół lotny

Minimalne zawartości cementu CEM I 32,5 przy k=2 [kg/m³]

C_min = 280 [kg/m³]

ρ_PL=2,3 [g/cm³]

$\frac{W}{C}\ = 0,36\ \ $

Zawartość cementu po uwzględnieniu obecności popiołu C^P

C^P = 0,883 C = 0,883 765,696 = 676,110 [kg/m³]

ΔC^P = 0,117 C = 0,117 765,696 = 89,586 [kg/m³]

Maksymalna zawartość popiołu

PL_max = 0,291 C = 0,291 765,696 = 222,818 [kg/m³]

C^P = C – ΔC^P = 765,696 – 89,586 = 676,110 [kg/m³]

$$\frac{W}{C^{P} + k\ PL} = \frac{244,43}{676,11 + 0,2\ 222,818} = 0,359$$

Korekta zawartości kruszywa wynikające z wprowadzenia popiołu lotnego

ΔV_k = -0,074 C = 0,094 765,696 = 71,975 [dm³/m³]

ΔK = ρ_k ΔV_k = 2,75 71,975 = 197,931

K^P = G + P – ΔK = 998 + 369 – 197,931 = 1169,069 [kg/m³]

$$P = \frac{K^{P}}{1 + x} = \frac{1169,069}{1 + 2,7} = 315,965\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$$

G = K^P – P = 1169,069 – 315,965 = 853,104 [kg/m³]

Składniki na 1m³ bez uwzględniania zawilgocenia

C = 676 [kg/m³]

W = 244 [dm³/m³]

P = 316 [kg/m³]

G = 853 [kg/m³]

PL = 223 [kg/m³]

Uwzględnienie zawilgocenia

C = C_z

w_np=2%

w_nG=1%

P_z =316 + 316 $\frac{2}{100}$ = 322,32 [kg/m³]

G_z =853 + 853 $\frac{1}{100}$ = 861,53 [kg/m³]

W_z = W – (P_z +G_z – K^P) = 262,225-(322,32+861,53-1169,069)=247,444 [dm³/m³]

Ostateczny skład mieszanki betonowej z popiołem lotnym z uwzględnieniem zawilgocenia:

C = 676 [kg/m³]

W_z = 247 [dm³/m³]

P_z = 322 [kg/m³]

G_z = 862 [kg/m³]

PL = 223 [kg/m³]

Domieszki

FM (sika) 1,25% masy cementu

C = 676 [kg/m³]

SP = 7,5 l

Superplastyfikator zawiera 75% wody i 25% suchego superplastyfikatora

W_SP = 5,6 l

ρ_w = 1 [g/cm³]

SP_s = 1,9 kg

ρ_sp = 1,17 [g/cm³]

W = 247,444 – 5,6 = 241,844 [dm³/m³]

SP = 2,2 [kg/m³]

C = 676 [kg/m³]

P = 322 [kg/m³]

G = 862 [kg/m³]

PL = 223 [kg/m³]

SP = 2,2 [kg/m³]

W = 247 [kg/m³]

Równanie szczelności

Błąd wynosi 0,8%

Podsumowanie

Projekt mieszanki betonowej na wykonanie PŁYTY DACHOWEJ KORYTKOWEJ ZAMKNIĘTEJ DKZ -210

Wymiary: 209x59x10 cm

Konsystencja mieszanki betonowej: gęsto plastyczna K-2

Klasa betonu: C20/25

Skład: cement CEM I 32,5 R ρ _c = 3,1 [g/cm³] w_c = 0,25

kruszywo naturalne piasek ρ _p = 2,6 [g/cm³] w_np = 2%

żwir ρ _g = 2,8 [g/cm³] w_ng = 1%

woda wodociągowa

Ilość składników na 1 m³ bezuwzględnienia zawilgocenia

C = 766 kg/m³

W = 262 kg/m³

P = 369 kg/m³

G = 998 kg/m³

Ilość składników na 1 zarób z uwzględnieniem zawilgocenia

Literatura

1 Norma PN-88 B-60250 ,,Beton zwykły”

2 Norma PN-EN 206-1: 2000 ,,Beton Część 1. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.”

3 Jamroży Z. „Beton i jego technologie”

4 Norma PN-EN 933-1: 1997

5 Dr Kulpiński ; Materiały pomocnicze z robót budowlanych

6 Beton według normy PN-EN 206-1 (komentarz)

7 Notatki z zajęć „Technologii betonu”