Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Lądowej Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych
Materiały Budowlane
Nr ćwiczenia: 8		Zespół 3
Temat ćwiczenia: Projektowanie betonu metodą nomogramów		Katarzyna Michalska Mariusz Chmielewski Jakub Opaliński
R.A. 2006/2007	Grupa 4	Semestr 3	Ocena

Betony można podzielić na:

• betony zwykłe <2000kg/m³ , 2600kg/m³>

• betony ciężkie >= 2600kg/m³

• betony lekkie <800kg/m³ , 2000kg/m³>

Wraz z wejściem do Unii Europejskiej i dostosowywaniem polskich przepisów do unijnych, została wprowadzona nowa norma (PN-EN 206-1) określająca wytrzymałość betonów zwykłych i ciężkich symbolem C../.. (np. C20/25 oznacza beton o minimalnej wytrzymałości oznaczonej na próbkach walcowych , o wymiarach φ=150mm, h=300mm, wynoszącej 20 MPa i minimalnej wartości wytrzymałości charakterystycznej (wytrzymałość charakterystyczna to wartość osiągana przez minimum 95% próbek danej partii, równoznaczne jest to z 5% przedziałem ufności) oznaczonej na próbkach sześciennych, o wymiarach 150mm wynoszącej 25 MPa). Dla betonów lekkich ta sama norma wprowadza oznaczenie symbolem LC../.. (np. LC20/22). Metody projektowania betonów: - Obliczeniowe - Doświadczalne - Obliczeniowo - doświadczalne - Szczególne - Ze wspomaganiem komputerowym

Celem ćwiczenia wykonanego na laboratoriach jest zaprojektowanie betonu, o założonych właściwościach, metodą nomogramów. Metoda ta oparta jest na odczytywaniu ilości wody, cementu i kruszywa z opracowanych metodą doświadczalną nomogramów, stosunek f_cm /A oraz wodożądność kruszywa. Zaprojektowany beton musi spełniać następujące warunki:

- warunek wytrzymałości - f_cm = A_1,2*(C/W ± 0.5)

f_cm - średnia wytrzymałość na ściskanie [MPa]

A_1,2- współczynniki zależne od klasy cementu i rodzaju kruszywa

- warunek szczelności - C/δ_c + K/δ_k +W = 1000± 2%

ς_c , ς_k - gęstość cementu i kruszywa [kg/dm³]

- warunek konsystencji - ω = C*ω_c + K*ω_k

ω_c, ω_k - wodożądność cementu i kruszywa [dm³/kg]

C, K, W - ilość cementu, kruszywa i wody w 1m³ betonu

Wskaźnik wodożądności kruszywa jest to ilość wody jaka jest niezbędna do zwilżenia jednostki masy kruszywa w celu uzyskania założonej konsystencji.

Założenie dotyczące projektowanego betonu:

- klasa wytrzymałości betonu na ściskanie - C 16/20

- konsystencja (badana aparatem Ve-be) V-2 (11÷20s)

- punkt piaskowy - 32%

- współczynnik A₁=18

- ς_c=3.1 kg/dm³, ς_k=2,65kg/m³

- w_p=3%, w_p=2% - wilgotność pisku i żwiru

- udział poszczególnych frakcji w piasku (frakcja 0-2)

1 - 2 - 40%

0.5 - 1 - 22%

0.25 - 0.5 - 30%

0.125 - 0.25 - 5%

0 - 0.125 - 3%

- udział poszczególnych frakcji w kruszywie

0 - 2 - 32%

2 - 4 - 21%

4 - 8 - 23%

8 - 16 - 24%

Obliczanie wodożądności kruszywa

Frakcja kruszywo	Zawartość % frakcji w kruszywie	Wskaźnik wodożądności	Wodożądność
0 - 0.125	3%	0.239	0.0022944
0.125 - 0.25	5%	0.122	0.001952
0.25 - 0.5	30%	0.084	0.008064
0.5 - 1	22%	0.058	0.0040832
1 - 2	40%	0.043	0.005504
2 - 4	21%	0.032	0.00672
4 - 8	23%	0.026	0.00598
8 - 16	24%	0.02	0.0048
			∑ = 0.039

f_cm = f_ck + y

y=6+[6*( f_ck - 10)]/105 = 6,57 [MPa]

f_ck =20Mpa

f_cm =26,57 [MPa] - średnia wytrzymałość na ściskanie

fcm	fcm / A	wk	C	K	W	Wytrzymałość na ściskanie	Szczelność
26,57	1,476	0,039	286	2025	144	26,75	1000,41
Po poprawkach			289	2045	145		1009,924

Warunek wytrzymałości:

f_cm = 18*(286/144 - 0.5) = 26,75 [MPa]

Warunek szczelności:

286/3,1 + 2025/2,65 + 144 = 1000,41

C₁ = C/200 = 286/200 = 1,43 [kg]

K₁ = K/200 = 2025/200 = 10,125 [kg]

W₁ = W/200 = 144/200 = 0,72 [kg]

Zawartość poszczególnych frakcji w kruszywie:

8 - 16 - 2,430 [kg]

4 - 8 - 2,329 [kg]

2 - 4 - 2,126 [kg]

0 - 2 - 3,240 [kg]

Badamy konsystencje = 15s

Zbadana konsystencja odpowiada założonej, tzn, mieści się w przedziale 11÷20 s. Konsystencja V-2.

V_rz^p = 4,95 [dm³] V_rz^t =5 dm³

Dokonujemy korekty obliczonych ilości składników, gdyż objętość rzeczywista betonu jest różna od założonej.

C = 1,43/4,95 *1000 = 288,889 = 289

K = 10,125/4,95 *1000 = 2045,45 = 2045

W = 0,72/4,95 *1000 = 145,45 = 145

Sprawdzenie receptury roboczej - sprawdzenie wilgotności kruszywa:

Założenia:

• w_d =3% wilgotność kruszywa drobnego

• w_g =2% wilgotność kruszywa grubego

Obliczenie ilości składników betonu w 1m³ z uwzględnieniem wilgotności kruszywa:

P_w = P(1+ w_d/100) = 654,4*(1+3/100) = 674,032 = 674 [kg] - kruszywo drobne, frakcja 0-2

K_w = K(1+ w_g/100) = 1390,6*(1+ 2/100) = 1418,412 = 1418 [kg] - kruszywo grube, frakcja 2-16

W_w = W - [(P_w - P)+(K_w - K)] = 145,45 - [(674,032 - 654,4) + (1418,412 - 1390,6)] = 97,556 = 98 [dm³]

Obliczenie składników na jeden zarób betoniarki o pojemności teoretycznej V_r [dm³]

V_r = V_t *α gdzie α=0.85

V_r = 5*0,85 = 4,25 [dm³]

Obliczenie składników na jeden zarób:

C_r = C* V_r/1000 = 289*4,25/1000 = 1,228 [kg]

P_r = P_w* V_r = 674*4,25/1000 = 6,028 [kg]

K_r = K_w* V_r =1418*4,25/1000 = 2,865 [kg]

W_r = W_w* V_r = 98*4,25/1000 = 0,415 [kg]

Skład betonu na jeden zarób betoniarki uwzględniający dozowanie cementu pełnymi workami:

C = 11,56 = 11,5 (worka 25kg )

Wnioski:

---