MATERIAŁY BUDOWLANE
GRUPA 6 SEMESTR 3	17 październik 2007
ĆW Nr	Modyfikacja mieszanki betonowej domieszkami
ZESPÓŁ Nr 4	Prowadzący: dr inż. Elżbieta Gantner
Skład zespołu: 1. Piotr Romanowski 2. Maciej Wieczorek 3. Jacek Gieruszyński

Spis treści:

0. 1. Domieszki betonowe, rodzaje i właściwości

1. 2. Domieszki do Betonów Wysokich Wytrzymałości

2. 3. CHRYSO Fluid CE 40 - krótka charakterystyka

3. 4. Projektowanie mieszanek betonowych

1. Domieszki betonowe, rodzaje i właściwości

DOMIESZKA – składnik dodawany podczas mieszania betonu w małych ilościach (do 5%) w stosunku do masy cementu w celu modyfikacji w właściwości mieszanki betonowej lub betonu stwardniałego.

Rodzaje domieszek

W zależności od efektów ich oddziaływania na właściwości betonu zwykłego, wyróżniamy następujące rodzaje domieszek:

1. uplastyczniające i upłynniające (superplastyfikatory),

2. retencyjne,

3. napowietrzające,

4. opóźniające wiązanie tworzyw cementowych,

5. przyspieszające wiązanie i twardnienie,

6. uszczelniające,

7. przeciwmrozowe,

8. barwiące,

9. ekspansywne,

10. kompleksowe (oddziaływujące na więcej niż jedną z właściwości: uplastyczniająca, upłynniająca, przyspieszająca twardnienie, uszczelniająca, etc.).

Domieszki wpływają na zmiany właściwości mieszanek betonowych i stwardniałych betonów następująco:

11. polepszają urabialność mieszanki betonowej,

12. wpływają na zmiany konsystencji mieszanki betonowej,

13. regulują warunki wiązania i twardnienia,

14. uszczelniają mieszankę betonową i beton, przez co zwiększają odporność betonu na działanie mrozu,

15. umożliwiają wykonywanie betonu w temperaturze bliskiej 0^oC,

16. spulchniają mieszankę betonową,

17. barwią beton.

W wyniku stosowania domieszek możemy uzyskać przykładowo następujące korzyści:

18. zmniejszenie ilości wody w mieszance betonowej,

19. zachowanie lub zmianę konsystencji mieszanki betonowej,

20. polepszenie szczelności,

21. zmniejszenie ilości cementu,

22. wzrost wytrzymałości betonu, w tym średniej wytrzymałości na ściskanie.

Badania efektów oddziaływania domieszek upłynniających:

W celu zwiększenia ciekłości mieszanki betonowej badania niepełne obejmują:

23. czas wiązania cementu,

24. zmianę objętości cementu,

25. konsystencję mieszanki betonowej,

26. wytrzymałość na ściskanie.

W przypadku domieszek stosowanych w celu zwiększenia wytrzymałości, badania niepełne obejmują:

27. czas wiązania cementu,

28. zmianę objętości cementu,

29. zmniejszenie ilości wody zarobowej w mieszance betonowej,

30. inne właściwości, które powinny być zagwarantowane z uwagi na zastosowanie betonu (np. mrozoodporność itp.)

2. Domieszki do Betonów Wysokich Wytrzymałości

Bezwzględne wymaganie małej wartości stosunku w/c lub w/s (wodno – spoiwowego) przy wykonywaniu BWW zmusza do stosowania domieszek chemicznych upłynniających mieszankę betonową w celu osiągnięcia konsystencji półciekłej lub ciekłej, co umożliwia optymalne ułożenie i zagęszczenie mieszanki. Jest to szczególnie istotne w obiektach monolitycznych, gdzie mieszanka musi być podawana pompami, a stosowanie sztywnych form i ciężkiego sprzętu do zagęszczania nie byłoby ekonomiczne.

O użyteczności kompozytów cementowych, w tym szczególnie BWW, decyduje szeroko rozumiana urabialność, wytrzymałość i przepuszczalność. Poprawa każdej z tych właściwości możliwa jest przy zastosowaniu plastyfikatorów (PL) i superplastyfikatorów (SP), nazywanych reduktorami wody.

3. CHRYSO Fluid CE 40 - krótka charakterystyka

CHRYSO Fluid CE 40

(domieszka uplastyczniająca użyta w badaniach laboratoryjnych)

0. ęłęóRodzaj: domieszka uplastyczniająca

1. Postać: płynna

2. Temperatura stosowania [°C]: od –15 do +45

3. Główny składnik: naftalenosulfoniany

4. Dozowanie [% do masy cementu]: 0,3–3,0 (średnio 0,80)

5. Gęstość [kg/m³]: 1200 ±10

6. Kolor: brązowy

7. Opakowanie [dm³]: 215, 1000

8. Trwałość: 18 miesięcy

9. Normy, certyfikaty, aprobaty: IBDiM AT/2002-04-1417 wyd. II

10. Opis: redukuje wodę zarobową, zwiększa szczelność betonu oraz początkowe i końcowe wytrzymałości, zmniejsza nasiąkliwość

4. Projektowanie mieszanek betonowych

(mieszanki kontrolnej-MK, mieszanki z domieszką lecz zmniejszoną ilością wody-M1, mieszanki z domieszką-M2)

Przy każdej dostarczonej partii domieszki należy przeprowadzić badania betonu bez domieszki i z domieszką wg PN – 90/B – 06420.

Efekty oddziaływania domieszek analizuje się, oceniając zmiany właściwości zaczynu cementowego, mieszanki betonowej i betonu. Próbki zaczynu lub betonu, zarówno bez domieszki jak i z jej dodatkiem, należy wykonywać w takich samych warunkach temperatury i wilgotności względnej powietrza, w takim samym czasie oraz stosując ten sam sposób mieszania i zagęszczania. Jeśli domieszkę stanowi roztwór wodny, ilość wody zarobowej powinna być zmniejszona o ilość wody zawartą w tym roztworze

Założenia

- Przyjęcie składu wyjściowego naszej mieszanki betonowej MK na 1m³ na podstawie obliczeń wykonanych na poprzednich zajęciach.

- Wykonanie próbnych miesz. bet. M1i M2 na podstawie składu wyjściowego.

- Założyliśmy w obu mieszankach taka samą klasę konsystencji metodą Vebe równa V3

- Przyjęcie do wykonania obu mieszanek następujących składników: Kruszywo naturalne (Frakcja 0/16), C- portlandzki 32,5 R, domieszka(D)- uplastyczniająco- upłynniająca (CHRYSTO Fluid CE 40) w ilości 3% w stosunku do masy C.

Obliczenia dotyczące składu wyjściowego mieszanki

- Skład wyjściowy na 1m³: C=365kg, K=1886kg, W=176kg.

- Sprawdzenie warunku szczelności:

C/ρ_c +K/ρ_k +W = 1000+/-2%,

dla naszych wartości warunek ten był spełniony, równanie to wyniosło 999,5.

- Obliczenie przewidywanej wytrzymałości klasy betonu:

C/W=2,07 przyjęte na podstawie tego stosunku A₁=18, następnie z wz. Boloney'a:

f_cm= A₁(C/W - 0,5)= 28,26

na podstawie wykresu znając f_cm i C/W stwierdziliśmy, że przewidywana klasa wytrzymałości betonu to C20/25.

Wykonanie próbnej mieszanki MK

- Obliczony skład na 5dm³: C=1,825kg, K=9,530kg, W=0,88kg.

- Założyliśmy następujący punkt piaskowy i udział poszczególnych frakcji w naszym kruszywie: P(0/2)= 35%, Ż(2/8)= 30%, Ż(8/16)=35%.

- Ustalony skład i masa mieszanki kruszywowej: P(0/2)= 3,30kg, Ż(2/8)= 2,83kg, Ż(8/16)= 3,30kg,

Masa m= C+K+W= 12,235kg. ρ= m/5dm³ = 2,447kg/dm³

.

- Wykonaliśmy próbna miesz. bet. o powyższym składzie.

- Sprawdzone właściwości mieszanki i zaformowanie próbek:

Konsystencja metodą Vebe – V3 (7s)

Opad wyniósł 1cm

Rzeczywista objętość naszej mieszanki = 4,9dm³, zatem trzeba dokonać korektę,

Gęstość mieszanki ρ= m/4,9dmł = 2,50kg/dm³.

- Po uwzględnieniu korekty warunek szczelności jest ciągle spełniony.

- Ponieważ potrzebna była korekta skład mieszanki na 1m³ ulega zmianie:

C=372kg, K=1945, W=180kg

- Obliczenie przewidywanej wytrzymałości klasy betonu:

C/W=2,06 przyjmujemy A1=18, nastepnie z wzoru Boloney'a

f_cm= A₁(C/W - 0,5)= 28,20

- Klasa betonu pozostała bez zmian jest to C20/25.

- Obliczenie z warunku konsystencji wskaźnika wodożądności kruszywa

w_c = 0,23 dm³/kg

w = C · w_c + K · w_k

w_k = 0,049 dm³/kg

Wykonanie próbnej mieszanki M1

(z domieszką i zmniejszoną ilością wody)

- Skład na 5dm³: C=1,825kg, K=9,430kg, W=0,88kg.

- Zadano nam dodać 3%domieszki, zatem D=3%*C=36,5g.

- Wykonując próbną mieszankę mieliśmy zadaną jej konsystencję jako taką samą jak próbnej mieszanki MK zatem V3. W związku z tym wykonując próbną mieszankę dodaliśmy do cementu i kruszywa najpierw 2/3W wcześniej wymieszane z domieszką, a następnie stopniowo dodawaliśmy resztę wody, tak, aby otrzymać konsystencję V3.

- Wykonana próbna miesz. bet. o konsystencji V3 zawierała: P(0/2)= 3,30kg, Ż(2/8)= 2,830kg, Ż(8/16)= 3,30kg, C=1,825kg, D=36,5g, W=0,70kg(użyliśmy 180ml wody mniej).

- Sprawdzone właściwości mieszanki i zaformowanie próbek:

Konsystencja metodą Vebe – V3 (6s),

Rzeczywista objętość naszej mieszanki V^rz= 4,85dmł, zatem trzeba dokonać korekty,

Masa m= C+K+W+D= 11,99kg,

Gęstość mieszanki ρ= m/4,85dm³ = 2,47kg/dm³.

- Ilość składników mieszanki M1 po dokonaniu korekty na 1m³ wynosi:

C’=1,825kg*1000/ V^rz=1,825kg*1000/4,85=376kg,

P(0/2)’=3,30kg*1000/ V^rz=3,30kg*1000/4,85=680kg,

Ż(2/8)’=2,83kg*1000/ V^rz=2,83kg*1000/4,85=584kg,

Ż(8/16)’=3,30kg*1000/ V^rz=3,30kg*1000/4,85=680kg,

W’=,70kg*1000/ V^rz=0,70kg*1000/4,85=144kg,

D’=0,0365kg*1000/ V^rz=0,0365kg*1000/4,85=7,5kg.

- Ponowne sprawdzenie warunku szczelności:

C/ρ_c +K/ρ_k +W = 1000+/-2%,

dla naszych wartości równanie to =998,9 zatem jest spełnione.

- Obliczenie przewidywanej wytrzymałości klasy betonu:

C/W=2,61 przyjmujemy A1=18, nastepnie z wzoru Boloney'a

f_cm= A₁(C/W - 0,5)= 38,0

f_cm^G=38,0/1,3=29,2

- Klasa betonu pozostała bez zmian jest to C20/25

- Obliczenie z warunku konsystencji wskaźnika wodożądności kruszywa

w_c = 0,23 dm³/kg

w = C · w_c + K · w_k

w_k = 0,0295 dm³/kg

Wykonanie próbnej mieszanki M2

(z domieszką i normalną ilością wody)

- Skład na 5dm³: C=1,825kg, K=9,430kg, W=0,88kg.

- Zadano nam dodać 3%domieszki, zatem D=3%*C=36,5g.

- Wykonując próbną mieszankę mieliśmy zadaną jej konsystencję jako taką samą jak próbnej mieszanki MK zatem V3. Tym razem dodajemy całą przewidzianą iość wody.

- Konsystencje badamy tym razem metodą opadu stożka na płaskiej wypoziomowanej i zwilżonej uprzednio płycie szklanej. Ustawiamy na niej stożek opojemnośći 5,5 dm³ i po napełnieniu go mieszanką betonową podnosimy energicznie do góry. Mierzymy opad stozka względem jego najwyżej położonego punktu.

- C/W=2,07

-Klasa wytrzymałości C 20/25

-Opad stośka 23cm- konsystencja S5

5. Tabela wymików

ozn. skład mieszank konsystencjs obj.[dm³]

mieszanki na 5dm³

MK C=1825g V3 4,9

K=9430g

W=880g

D=0

----------------------------------------------------------------

M1 C=1825 V3 4,85 konsyst.-const

K=9430 c/w- rośnie

W=700g

D=36,5g

----------------------------------------------------------------

M2 C=1825 S5 4,95 c/w-const

K=9430 konsyst.-rośnie

W=880g

D=36,5g