budownictwo

niestacjonarne

rok I sem. I

Sprawozdanie z Technologii Betonów i Zapraw

Projektowanie betonu zwykłego w świetle PN-EN 206-1

Etap 1. Założenia wstępne

Przeznaczenie: belka żelbetowa nad oknem, monolityczne lub prefabrykowane

Klasa ekspozycji : X0

Klasa wytrzymałości

betonu na ściskanie: C16/20

Najmniejszy wymiar

przekroju poprzecznego: 12 cm

Odległość w świetle

między prętami zbrojenia: 30mm

Przekrój: Prosty, rzadko zbrojony

Zagęszczenie betonu: Przez wibrownik

Dojrzewanie: Naturalne

Etap 2. Wymagane właściwości mieszanki betonowej i betonu

Średnia wytrzymałość betonu na ściskanie:

Dla betonu klasy C16/20 gwarantowana wytrzymałość betonu na ściskanie dla próbek walcowych wynosi f_cmcube=20MPa. Średnia wytrzymałość betonu na ściskanie musi zawierać „zapas” wytrzymałości w stosunku do f_cmcube równy z=8 MPa. Zatem:

f_cm=f_cmcube+z=20 MPa + 8 MPa=28 MPa

Konsystencja mieszanki : Plastyczna K-3

Maksymalna średnica ziaren:

Dmax <= 1/3* ( najmniejszy wymiar przekroju poprzecznego )

Oraz

Dmax <= ¾ * ( odległość w świetle między prętami zbrojenia )

Zatem:

D_max<=1/3*120mm = 40 mm

Oraz

D_max<=3/4*30mm=22,5mm

Czyli: D_max=16mm

Urabialność mieszanki betonowej:

Zaczyn: Z=450-550 dm³/m³

zatem *V_cp =80 dm³/m³ ( według tablicy 3.9 tablicy pomocniczych do projektowania )

*Vcp-najmniejsza suma objętości absolutnej cementu i ziarn kruszywa poniżej 0,125mm

C_min: brak wymagań

W/C_max: brak wymagań

Etap 3. Dobór i ocena składników mieszanki mineralnej

Cement: Cement CEM I portlandzki klasy 32,5 ( wg. tablicy 2.1-2.4 tablic pomocniczych do projektowania )

Kruszywo: -kruszywo drobne 0/2; P₁=99,88, f₁=0,72 % (K1)

-kruszywo grube 2/16; P₂=15,01, f₂=0% (K2)

Uziarnienie i cechy techniczne kruszywa odpowiadają wymaganiom

PN-EN 12620

Dla Z=500 dm3/m3 oraz konsystencji mieszanki betonowej : plastyczna K-3, oraz stosunkowi C/W =2.0 przyjmujemy

Punkt piaskowy: P=30 %

( na podstawie tablic pomocniczych do projektowania - tablica 1.10 )

Obliczanie stosunku zmieszania kruszywa:

x = (P₁-P)/(P-P₂) = K₂/K₁ = (99,9-30)/(30-15) = 4,66

Krzywa uziarnienia mieszanki kruszynowej mieści się w polu zalecanego

Uziarnienia dla frakcji 0/16 mm-mieszanka kruszynowa poprawnie zaprojektowana.

Woda: Wodociągowa

Etap 4. Projektowanie metodą zaczynu

1 - określenie obliczeniowego wskaźnika:

Dla kruszywa naturalnego i klasy cementu 32,5 A₁=18 ( na podstawie tablicy 3.7 Tablic pomocniczych do projektowania )

C/W = F_cm/A₁ + 0,5 = { f_cm=28 MPa;;A₁=18 } = 28/18+0,5=

=2,06

2 - Wykonanie zarobu próbnego ( min 8 dm³ )

Ilość kruszywa przy założeniu, że objętość zarobu próbngo powinna być nie mniejsza od 8 dm³ przyjmujemy minimalną ilość kruszywa 15 kg ( przy założeniu, że na 1 m³ betonu przypada 2000 kg kruszywa )

K_min=15 kg -> K₁+K₂ = 18 kg=K

x=K₂/K₁=4,66

K₂=K₁*4,66

• K₁+K₁*4,66=18 kg

• K₁=3,18 kg K₂=14,82 kg

Zaczyn cementowy:

Z =1/3*K = (1/3)*18 kg = 6 kg

Woda:

W = Z/(1+C/W) = 6/(1+2,06) = 1,96 kg

Cement:

C = W*(C/W) = 1,96*2,06 = 4,04 kg

Przeliczenie zarobu na 12 dm³ :

Składnik 8dm3 12 dm3

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

K1 3,18 kg 4,77 kg

K2 14,82 kg 22,23 kg

W 1,96 kg 2,94 kg

C 4,04 kg 6,06 kg

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

SUMA 36 kg

Odważamy kruszywo i wsypujemy do mieszalnika, następnie stale mieszając mieszanke betonową dolewamy zaczyn aż uzyskamy mieszankę o zakładanej konsystencji ( plastyczna K-3 )

Sprawdzanie konsystencji:

Konsystencję sprawdzamy aparatem Vebe według PN-EN 12350-6 :

Czas Vebe - 12,35 s

Opad stożka był prawidłowy, wielkość opadu - 2mm

Uzyskaliśmy konsystencje plastyczną K-3 wg PN-EN 12350-6

Mieszanka betonowa poprawnie zaprojektowana.

Przygotowanie próbek betonowych sześciennych:

Po wykonaniu mieszanki betonowej formujemy z niej 3 próbki betonowe do badania wytrzymałości na ściskanie.

Próbki przygotowujemy w formach o wymiarach 15x15x15 cm, wypełniając je mieszanką, a następnie za pomocą stolika wibracyjnego zagęszczamy je poddając mieszankę wibracji. Na koniec opukujemy zewnętrzne ściany próbek drewnianym młotkiem i wygładzamy górną warstwę próbki. Po 1 dniu leżenia w formie wyciągamy je z formy i odkładamy do łaźni wodnej utrzymującej je w odpowiednim środowisku przez 28 dni do dnia badania wytrzymałości na ściskanie.

Ilość dolanego zaczynu:

z₁=10,176 kg-2,614 kg = 7,562 kg

z₁=z₁/(1+C/W)= 7,562 kg / (1+2,06) = 2,47 kg

c₁=w₁*(C/W)=5,09 kg

c₁/w₁=2,06

Badanie gęstości:

Gęstość objętościową badamy w specjalnym cylindrze do którego wkładamy mieszankę betonową, zagęszczamy ją wstrząsając na wibratorze, ważymy i sprawdzamy objętość.

V=4,7 dm³ - odczytane na przyrządzie pomiarowym

M=16,095 kg (waga cylindra z mieszanką) - 5,647 kg (waga cylindra) =10,448 kg

Gęstość objętościowa:

g_ob=M/V=10,448/4,7 kg/dm³= 2,223 kg/dm³ =2223 kg/m³

Objętość mieszanki betonowej:

m=K₁+K₂+Z₁= 4,77+22,23+7,562=34,562 kg

V_b=m/ g_ob=34,562/2,223 = 15,55 dm³

Recepta laboratoryjna na 1m³ ( bez uwzględnienia wilgotności kruszywa ) :

C = (c₁/V_B)*1000

C = (5,09/15,55)*1000 = 327 kg

Kx = (Kx/V_B)*1000

K1 = (4,77/15,55)*1000 = 307 kg

K2 = (22,23/15,55)*1000 = 1430 kg

K = 307+1430 = 1737 kg

W = w1/V_B*1000

W = (2,47/15,55)*1000 = 159 dm³

C/W = 327/159 = 2,06

Z = 450-550 dm³/m³

Z = (c/g_c)+(K*P)/g_k+W = 327/3,1+(1737*0,3)/2,65+159 = 461 dm³/m³

V_cp = c/g_c+(K1*f1+K2*f2)/g_k = 327/3,1+(307*0,0072+1430*0)/2,65

= 106 dm³/m³

V_cp>=80 dm³/m³

Etap 5. Sprawdzenie cech technicznych mieszanki betonowej i betonu

Sprawdzenie wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach:

Na tym etapie sprawdzamy wytrzymałość betonu na ściskanie w prasie do której wkładamy przygotowane na etapie 4 próbki betonu.

Najpierw mierzymy wymiary górnej części każdej z próbek przyjmując oraz jej wysokość ( przyjmując, że wygładzona powierzchnia nie może być ani górną ani dolną częścią próbki wkładanej do prasy ) i jeżeli wymiary próbek na górnej powierzchni będą się różniły o mniej niż 0,5 mm od wymiaru nominalnego ( 15cm) oraz wymiar wysokości będzie się różnił o mniej niż 1,5 mm od wymiaru nominalnego to przyjmujemy, że próbka ma wymiary 15x15x15cm.

Wymiary próbek:

1. 14,95x15,00x15,05 cm

2. 15,00x15,05x15,00 cm

3. 15,05x15,05x14,95 cm

Po zmierzeniu próbki wkładamy odpowiednią strona do prasy, zgniatamy i odczytujemy siłę zgniecenia.

Wyniki zapisujemy w tabeli:

Nr próbki	Ai[cm^2]	Fi[kN]	Fci[MPa]
1	15x15=225	621,4	27,5
2	15x15=225	637,9	28,5
3	15x15=225	650,2	29,0
Średnia (Fcin) =			28,5

F_ci = (F_i/A_i)*10 [MPa]

Średnia wytrzymałość na ściskanie:

F_cin>=F_ck+4 => 28,5 MPa>=20+4=24 MPa

Minimalna wytrzymałość próbki na ściskanie:

F_ci(min)>=F_ck-4 => 27,5 MPa>=20-4=16 MPa

Projektowany beton spełnia wymagania klasy C16/20 dla normy PN-EN 206-1.

Etap 6. Sporządzenie recepty roboczej ( uwzględniając wilgotność kruszywa )

Założenia:

Składniki	Recepta laboratoryjna na 1m^3	Wilgotność w %	Gęstość g [kg/dm^3]
Cement	327 kg		1,2
Kruszywo drobne 0/2	307 kg	2,7	1,65
Kruszywo grube 2/16	1430 kg	2,2	1,55
Woda	159 dm^3

Pojemność betoniarki: Vz=1000 dm³

Sposób dozowania składników: cement wagowo, kruszywo i woda objętościowo

Obliczanie zarobu roboczego według założeń:

Obliczenia wykonujemy wg następujących wzorów:

Składniki	Recepta lab.	Recepta robocza
				Wagowo	Objętościowo	Recepta na 1 zarób
Cement	C [kg]	C [kg]
Kruszywo drobne 0/2	P [kg]
Kruszywo grube 2/16	Z [kg]
Woda	W [dm3]

Gdzie:

C₀ - ilość cementu w dm3 na 1 m³ betonu

Pc/P- ilość kruszywa drobnego w kg lub dm³ o wilgotności Wp na 1m³ betonu

Zc/Zo-ilość kruszywa grubego w kg lub dm3 o wilgotności Wz na 1m3 betonu

g_ocnas - gęstość nasypowa cementu w stanie luźnym

g_opnas/g_oznas - gęstość nasypowa kruszywa drobnego i grubego w stanie luźnym i zawilgoconym

Vz - pojemność zasypowa betoniarki

α - współczynnik określający spulchnienie mieszanki betonowej

α=1000/(Co+Po+Zo)

Zestawienie wyników obliczeń:

Składniki	Recepta laboratoryjna	Recepta robocza
				Wagowo	Objętościowo	Recepta na 1 zarób
Cement	327 kg	327 kg	273 dm^3	232 kg
Kruszywo drobne 0/2	307 kg	315 kg	191 dm^3	136 dm^3
Kruszywo grube 2/16	1430 kg	1461 kg	943 dm^3	670 dm^3
Woda	159 dm^3	119 dm^3	119 dm^3	84 dm^3

Określenie ilości składników kruszywa drobnego, grubego, i wody przy

pełnym zużyciu 8 worków cementu po 25kg

232 kg ( C ) - 136 dm³ (K1)

200 kg ( C ) - x

K1=117 dm³

232 kg ( C ) - 670 dm³ (K2)

200 kg ( C ) - x

K2=724 dm³

232 kg ( C ) - 84 dm³ (W)

200 kg ( C ) - x

W=72 dm³

V1=α*(200kg/232kg)=0,71*200/232=0,61m³ -> wydajność jednego zarobu

---