IIBZ TECHNOLOGIA BETONU (WYKŁAD) - ZAGADNIENIA DO ZALICZENIA

• klasy i rodzaje cementów powszechnego użytku

• co to jest ciepło hydratacji (zagrożenia dla betonu)

• metody obniżania ciepła hydratacji

• na czym polega reakcja pucolanowa

• sposoby doboru optymalnego uziarnienia stosu okruchowego kruszywa

• jakimi właściwościami powinno charakteryzować się optymalne uziarnienie stosu okruchowego kruszywa

• wyjaśnij znaczenie granicznych krzywych przesiewu

• jakim składem charakteryzuje się stos okruchowy kruszywa, którego krzywa przesiewu wychodzi poza obszar :

1. górnej granicznej krzywej uziarnienia

2. dolnej granicznej krzywej uziarnienia

• metody ustalania wodożądności składników betonu

• podaj zależność pomiędzy wytrzymałością średnią a wytrzymałością gwarantowaną (charakterystyczną)

• co oznacza symbol literowo-liczbowy w oznaczeniu klasy betonu

• zależność pomiędzy f_{c cube} i f_{c cyl} według PN-EN 206-1

• metody badania wytrzymałości betonu na ściskanie

• na czym polega „efekt ściany”

• metody badania konsystencji mieszanki betonowej

• porowatość mieszanki betonowej

• podaj ogólną charakterystykę betonów wysokowartościowych (skład, klasa, projektowanie)

• co to są dodatki pucolanowe (wymień przykłady)

• podział domieszek uplastyczniających

• mechanizm działania domieszek napowietrzających

• dodatki do betonu (mikrowypełniacze)

• metody podwyższania mrozoodporności betonu

• skurcz betonu (na czym polega, metody badań)

• jakie czynniki wpływają na wytrzymałość betonu na ściskanie

• procedura określenia klasy betonu

• badania nieniszczące betonu

na czym polega badanie modułu sprężystości betonu4. Moduł sprężystości betonu.

Wyznacza się go na próbkach walcowych ∅ 15 cm h 30 cm, mierząc odkształcenia próbki w zakresie naprężeń od 0,5 MPa do 1/3 wytrzymałości betonu na ściskanie. Moduł sprężystości betonu zależy od klasy betonu oraz od zawartości w betonie kruszywa grubego i modułu sprężystości skały, z której wykonano kruszywo. Ze wzrostem zawartości kruszywa grubego moduł sprężystości betonu rośnie.

• różnice między betoniarkami wolnospadowymi i przeciwbieżnymi o działaniu wymuszonym

• Betoniarki o działaniu cyklicznym (najczęściej stosowane) można podzielić na wolnospadowe oraz przeciwbieżne. Mieszarki wolnospadowe mają oś obrotu nachyloną (pod zmiennym kątem) do poziomu, a mieszanie składników następuje wskutek wynoszenia ich do góry bębna pod działaniem siły odśrodkowej oraz listew wewnątrz bębna, a następnie swobodny spadek w dół. Załadunek i wyładunek odbywa się od góry. Betoniarki wolnospadowe mają pojemności od 30 do 500 litrów i są przeznaczone głównie do mieszanek plastycznych i półciekłych. W mieszalnikach przeciwbieżnych oś bębna jest pionowa, a ruch bębna wokół osi odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu mieszadła wewnątrz bębna. Załadunek składników odbywa się od góry, a wyładunek mieszanki dołem. Betoniarki przeciwbieżne mają pojemności do 2 m³. Są one przydatne dla wszystkich konsystencji mieszanek. Orientacyjne czasy mieszania wynoszą:

Typ betoniarki	Pojemność, litry	K. ciekła i półciekła, minuty	K. plastyczna, minuty	K. gęstoplastyczna i wilgotna
Przeciwbieżne	Poniżej 500	1	1,5	2
		500 - 1000	1,5	2	Powyżej 3
		1000 - 2000	2	2,5	Powyżej 4
Wolnospadowe	100 - 500	1 ÷ 2	1,5 ÷ 3	-

• sposoby transportu mieszanki betonowej

• Transport mieszanki betonowej.

Rozróżniamy transport bliski (odległość od placu budowy nie więcej niż 250 m) i transport daleki (nawet do kilkudziesięciu kilometrów).

Warunki dobrego transportu polegają na tym, aby nie dopuścić do:

- rozsortowania składników,

- rozpoczęcia procesu wiązania w czasie transportu,

- rozrzedzenia mieszanki,

- zbytniego ochłodzenia.

Środki transportu bliskiego:

- taczki,

- wózki ręczne,

- koleby,

- transportery taśmowe

Środki transportu dalekiego:

- betoniarki na podwoziu samochodowym,

- wywrotki samochodowe z udoskonalonymi skrzyniami do transportu mieszanek betonowych,

- zwykłe wywrotki samochodowe.

Ponadto stosuje się transport pompowy (tylko na terenie budowy) oraz transport metodą rynnową. W transporcie pompowym mieszanka przesuwa się ruchem laminarnym, a więc nie ulega mieszaniu wewnątrz przewodów. Zachodzić to może tylko wówczas, gdy powierzchnie przewodów pokryte są warstwą zaczynu cementowego oraz konsystencje betonu jest plastyczna (przy bardziej suchej - korkowanie, przy bardziej ciekłej - segregacja i w konsekwencji korkowanie). Idea transportu rynnami polega na tym, że mieszanka betonowa nie może się toczyć, lecz musi się zsuwać pod wpływem własnego ciężaru, wówczas bowiem nie podlega rozdzieleniu składników. Mieszanka betonowa musi więc utrzymać swoją konsystencję w ciągu co najmniej 1 godziny. W tym celu dodajemy bentonit, popiół lotny, plastyfikator, środki napowietrzające, proszek aluminiowy.

• podstawowe zasady układania mieszanki betonowej

• Sposób układania mieszanki betonowej zależy od typu konstrukcji, konsystencji mieszanki i sposobu zagęszczania, które powodują, że sposób układania musi być z góry zaplanowany. Plan powinien uwzględniać:

• - sposób wprowadzenia mieszanki do miejsca przeznaczenia,

• - sposób układania,

• - sposób zagęszczania,

• - układ miejsc przerw roboczych i sposobu wykończenia powierzchni betonu na okres przerwy roboczej,

• - kolejność betonowania elementów lub ich fragmentów.

• Podstawowym warunkiem jest nie dopuszczenie do rozsortowania się składników. Należy również pamiętać, aby ostatni odcinek opadania był pionowy, a nie ukośny.

• Mieszankę betonową można układać:

• - warstwami poziomymi ciągłymi,

• - warstwami poziomymi ze stopniami,

• - warstwami pochyłymi.

UKŁADANIE

zapewnienie ciągłości procesu oraz braku segregacji składników

• Wysokość swobodnego zrzucania mieszanki betonowej należy maksymalnie ograniczyć; nie powinna przekraczać 1m, przy konsystencji ciekłej nie większa niż 50 cm

• Przy większych wysokościach należy mieszankę spuszczać za pomocą elastycznych rur, rur teleskopowych, rynien lub stosując pomosty pośrednie

Mieszankę betonową można układać:

1. warstwami poziomymi ciągłymi

2. warstwami poziomymi ze stopniami

3. warstwami pochyłymi

• sposoby zagęszczania mieszanki betonowej

• Zagęszczanie

• Ogólne zasady:

• - mieszanka musi być zagęszczona do stanu ścisłego i jednorodnego,

• - deskowanie musi być szczelnie wypełnione i zbrojenie dokładnie otulone,

• - powierzchnia wykonanej konstrukcji powinna być możliwie gładka i bez porów.

• Podstawowe sposoby zagęszczania:

• - dziobanie

• - ubijanie

• - wibrowanie

• - prasowanie

• - walcowanie

• - utrząsanie

• - wirowanie

• - próżniowanie

• - samozagęszczanie

• Ponadto stosuje się metody mieszane (np. wibroprasowanie, prasoodpowietrzanie, itd.)

• na czym polega zagęszczanie mieszanki betonowej przez próżniowanie

Zagęszczanie przez próżniowanie polega na odciągnięciu części wody oraz powietrza z mieszanki pod wpływem podciśnienia wytworzonego pod deskowaniem aktywnym. Na powierzchniach poziomych (drogi, mosty, stropy) układa się elastyczne deskowanie aktywne (matę), składające się z następujących warstw:

• tkaniny filtracyjnej zapobiegającej odsysaniu cementu;

• gąbczastego tworzywa tworzącego komorę próżniową;

• szczelnej warstwy zewnętrznej umożliwiającej wytworzenie w komorze próżni.

Wytrzymałość betonu natychmiast po próżniowaniu jest rzędu do 3 MPa, co umożliwia chodzenie. Skurcz betonu maleje o 30 ÷ 50%. Wytrzymałość końcowa betonu wzrasta o 15 do 40% (zależnie od ilości cementu). Poprawia się wodoszczelność i mrozoodporność oraz rośnie (do 25%) siła kotwiąca stal w betonie.

• na czym polega zagęszczanie mieszanki betonowej przez wirowanie

• Metodą wirowania zagęszcza się rury betonowe oraz słupy elektroenergety-czne (puste w środku). Do zagęszczania mieszanki wykorzystuje się siłę odśrodkową powstającą przy wirowaniu formy wypełnionej mieszanką. Siła odśrodkowa powoduje dociśnięcie mieszanki do ścian formy i wyciśnięcie z niej wody do środka, dzięki czemu rośnie stosunek c/w i wytrzymałość betonu.

• II Wirowanie-jest to zagęszczanie układanej mieszanki betonowej, spowodowane siłą odśrodkową, występującą w czasie szybkiego ruchu obrotowego formy.Ciśnienie prasujące wywołane siłą odśrodkową powoduje jednocześnie odprowadzanie części wody zarobowej z zawieszonymi w niej wysoko dyspersyjnymi cząstkami. Następuje wiec zmniejszenie stosunku w/c w trakcie zagęszczania. Metodę te stosuje się wyłącznie przy formowaniu elementów rurowych.

• na czym polega zagęszczanie mieszanki betonowej przez prasowanie

• Prasowanie- polega na poddawaniu formy wypełnionej mieszanką betonową działaniu znacznego nacisku (statycznego lub występującego w ruchu). Działanie nacisku powoduje przemieszczenie cząstek mieszanki betonowej w celu zajęcia  przez nie jak najmniejszej objętości w formie. Najlepsze rezultaty otrzymuje się przy prasowaniu mieszanek betonowych o niskim stosunku w/c i znacznym przepełnieniu zaprawą cementową stosu okruchowego grubszego wypełniacza.

• na czym polega zagęszczanie mieszanki betonowej przez wibroprasowanie

• Metodą wibroprasowania produkuje się betonową kostkę brukową oraz inne drobnowymiarowe elementy prefabrykowane. Jest to połączenie prasowania mieszanki o konsystencji wilgotnej w formach z wibracja stempla.

• czynniki ograniczające czas transportu i wbudowania mieszanki betonowej

• Przy transporcie mieszanek plastycznych i półciekłych zaleca się czas:

• 1,5 godziny - przy temperaturze 15^oC

• 0,5 godziny - przy temperaturze 30^oC

• rodzaje wibratorów

• - wibratory pogrążalne,

• - wibratory powierzchniowe,

• - wibratory przyczepne.

• warunki dojrzewania betonu

• Warunki dojrzewania betonu - war. W których znajduje się beton od jego wykonania do 28 dni lub innego terminu określonego warunkami technologicznymi.

• Wyróżniamy:

• Laboratoryjne-18+-2C wilgotność powy 90%

• Naturalne - sred temperatura dobowa nie mniejsza niż 10st

• Obniżonej temp. Od 5 do 10

• Zimowe- temp poniżej 5C

• Podwyższonej temp- wystepuje w procesie przyspieszonego dojrzewania

Uwzględniając wpływ warunków dojrzewania można

stwierdzić, że:

1. Największą przyczepność do podłoża wykazały próbki

przechowywane w warunkach naturalnych,

najmniejszą zaś przechowywane w suszarce. Różnice

te wyniosły około 69%, 51% i 37% dla zapraw

cementowych oraz 76%, 41% i 46% dla zapraw

cementowo-wapiennych odpowiednio z cementami

CEM I 32,5, CEM II/B-V 32,5 i CEM III/A 32,5.

2. Próbki dojrzewające w lodówce uzyskały pośrednie

wartości przyczepności zaprawy do podłoża

betonowego.

3. Świeża zaprawa powinna być chroniona zarówno

przed oddziaływaniem podwyższonej jak i obniżonej

temperatury. Temperatura wyższa przyspiesza

hydratację pod warunkiem dostatecznej wilgotności,

a niższa opóźnia proces dojrzewania. Przy niskiej

wilgotności, co miało miejsce w suszarce, nastąpiło

szybkie odparowywanie wody. W przypadku

niewystarczającej ilości wody do poprawnego

przebiegu wiązania doszło do przesuszenia

i zahamowania procesu hydratacji

warunki dojrzewania betonu - warunki, w których znajduje sie beton w okresie od jego wykonania do 28 dni lub

innego terminu okreslonego warunkami technologicznymi. Rozró_nia sie nastepujace warunki:

- laboratoryjne - temperatura 18 ±2°C i wilgotno sc wzgledna powietrza powy_ej 90%,

- naturalne - temperatura srednia dobowa nie ni_sza ni_ 10°C,

- obni_onej temperatury - temperatura srednia dobowa od 5 do 10°C,

- zimowe - temperatura srednia dobowa poni_ej 5°C,

- podwy_szonej temperatury - wystepujace w procesie przyspieszonego dojrzewania.

• wyjaśnij pojęcie „deskowanie aktywne”

• metody betonowania pod wodą

• Można wyróżnić trzy metody betonowania pod wodą:
  
  * Betonowanie podwodne w workach
  * Betonowanie w kubłach, czyli przy użyciu nosideł
  * betonowanie podwodne ciśnieniowe
  
  Zaczynając od pierwszego rodzaju, czyli od betonowania podwodnego w workach musimy pamiętać, że masa betonowa musi być mało wilgotna. Taką mało wilgotną masę umieszczamy w workach za pomocą odpowiedniego sprzętu, takiego jak na przykład skrzynie z otwieranym dnem i wkładamy te worki opuszczając je pod wodę z pontonów. Aby było to prawidłowo wykonane należy opuszczać skrzynie z workami, w których znajduje się masa betonowa za pomocą dźwigów.
  
  Kolejną metodą betonowania pod wodą jest betonowanie w kubłach, skrzyniach. W tej metodzie używa się nosideł. Przygotowaną mieszankę betonową dzielimy na zgodne z wymaganiami porcje i umieszczamy je w naczyniu. Taka mieszanka betonowa jest transportowana, a następnie opuszczana do miejsca, które jest wyznaczone. Ważną rolę tutaj odgrywa nurek, który opróżnia tą mieszankę, która znalazła się pod wodą. Aby ta czynność była prawidłowo wykonana, nurek musi znajdować się w wyznaczonym miejscu. Droga, którą przebywa mieszanka jest bardzo krótka i w ten sposób betonowanie w kubłach, skrzyniach niweluje taki problem jak segregacja składników. Jak każda metoda także i ta ma cechy pejoratywne. Jedną z takich wad jest to, że woda i cement mogą być wypłukiwane z mieszanki przez co beton może nie być wystarczająco trwały. Również zauważa się niską efektywność jeśli chodzi o pracę jak i wydajność.
  
  Ostatnią metodą jest betonowanie podwodne ciśnieniowe. Ogólnie określa się, że ta metoda może przypominać metodę PPR. Jednak istnieją pomiędzy nimi różnice. Przede wszystkim różnią się tym, że w metodzie ciśnieniowej mieszankę betonową dostarcza się przy pomocy rurociągu, który znajduje się pod ciśnieniem, a w metodzie PPR po pierwsze w miejscu, w którym ma nastąpić betonowanie układa się kruszywo po czym uszczelnia się poprzez wibrowanie, a mieszanka betonowa dostarczana jest przez lej. Aby móc precyzyjnie wykonać metodę ciśnieniową należy spełnić kilka warunków. Pierwszym z nich jest to, że zakończenie rurociągu powinno być ciągle umieszczone w mieszance betonowej na odpowiedniej głębokości. W tym przypadku ta głębokość powinna wynosić 1 metr. Gdy wykonujemy czynność betonowania musimy pamiętać, że gdy ilość mieszanki wzrasta należy podnieść rurę, przez którą wprowadzany jest świeży beton.
  
  Gdy już zapoznaliśmy się z trzema metodami betonowania pod wodą pamiętajmy o tym, że gdy układamy i zagęszczamy mieszankę betonową musimy wykonać wszystkie warunki, które zapewnią nam precyzyjne i dokładne ułożenie mieszanki. Pamiętajmy o tym, że świeża mieszanka betonowa może ulegać segregowaniu składników, a my nie możemy dopuścić żeby tak się stało. Przy zagęszczaniu mieszanki używajmy specjalistycznego sprzętu, który zapewni nam dokładność zagęszczania oraz odpowiednie grubości warstwy.

---