POLITECHNIKA GDAŃSKA GDAŃSK 2008-06-07

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO

KATEDRA TECHNOLOGII BETONU

SPRAWOZDANIE Z LABOLATORIUM TECHNOLOGII BETONU

Opracowanie:

1. Jerużalska Magdalena

2. Jurak Piotr

3. Kasprzycki Karol

4. Kasprzyk Joanna

5. Kilińska Paulina

6.Olewczyński Grzegorz

7. Piasecka Aleksandra

8. Soliwoda Natalia

9. Wachowski Łukasz

10. Wołosz Martyna

11. Zimorska Emilia

12. Zygmunt Iwona

CEMENT

1. WARUNKI BADAŃ

Ogólne wymagania dotyczące warunków wykonania badania cementów:

• Temperatura otoczenia 20ºC ±2°C

• Wilgotność względna powietrza ok. 65%

• Cement powinien być przesiany przez sito o oczku 2 mm, (jeżeli występują w nim grudki).

• Wszystkie składniki i urządzenia muszą mieć temperaturę otoczenia ( powinny przebywać w danym pomieszczeniu conajmniej 24 godziny przed badaniem)

W badaniach wzorcowych i rozjemczych należy używać wodę destylowaną, a do pozostałych wodociągową.

II. BADANIA BETONU

Przygotowane zostały próbki do określenia wytrzymałości cementu na ściskanie oraz na zginanie. Wykonane zostały one w postaci kształtek prostopadłościennych o wymiarach 40 x 40 x 160 mm, z zaprawy normowej ( 450 g cementu, 1350 g piasku normowego i 225 g wody), mieszana była przy użyciu specjalistycznej aparatury (maszyny przypominającej robot kuchenny).

Badanie wytrzymałości na zginanie

Badanie to polegało na poddaniu beleczek (wykonanych prędzej z zaprawy normowej) działaniu siły skupionej, przyłożonej w połowie rozpiętości próbki. Badanie przeprowadzone zostało przy pomocy aparatu Michaelis'a. Siła powodująca niszczenie próbek wywoływana była przez śrut sypiący się ze zbiornika do naczynia wiszącego na ramieniu dźwigni. Wytrzymałość na zginanie obliczamy ze wzoru:

R_t=(1,5*Ft*l)/b³ [MPa]

W którym Ft oznacza ciężar naczynia ze śrutem. Ft=P*9,81, b=40mm. Badania zostały przeprowadzone po 28 dniach od wykonania beleczek.

Wytrzymałość po 28 dniach:

Belka nr 1
1)Zginanie: masa wiaderka równa 4875g [47,8 N]

R_t11=(1,5*47,8*100)/40³=0,112 MPa

Belka nr 2
1)Zginanie: masa wiaderka równa 5770g [56,6 N]

R_t21=(1,5*56,6*100)/40³=0,132 MPa

Belka nr 3
1)Zginanie: masa wiaderka równa 5800g [56,9 N]

R_t31=(1,5*56,9*100)/40³=0,133 MPa

Wymiary wkładki w maszynie wytrzymałościowej to 4x4 [cm].

Badanie wytrzymałości na ściskanie:

Badanie to wykonywane było w prasie hydraulicznej na połówkach beleczek złamanych prędzej przy badaniu wytrzymałości na zginanie.

Wytrzymałość próbek na ściskanie oblicza się z wzoru:

R_c=Fc/A [MPa] gdzie:

• A - to powierzchnia ściskana; F = 16 cm²

• Fc - to siła powodująca zniszczenie próbki, odczytywana każdorazowo z manometru prasy w kN

Wartości sił pomierzone po 28 dniach i odpowiadające im wytrzymałości

Fc ₁=42,7 kN R_c1=2,67 MPa

Fc ₂=40,3 kN R_c2=2,51 MPa

Fc ₃=50,8 kN R_c3=3,175 MPa

Fc ₄=42,3 kN R_c4=2,64 MPa

Fc ₅=42,9 kN R_c5=2,68 MPa

Fc ₆=39,7 kN R_c6=2,48 MPa

R_c-śred=2,69 MPa

Określanie normalnej konsystencji betonu

Badanie zostało przeprowadzone przy pomocy aparatu Vicata. Polegało ono na wyznaczeniu metodą prób i błędów takiego stosunku ilości cementu do ilości wody, by sporządzony zaczyn miał normową konsystencję. Jeżeli chodzi o przyjęcie początkowych proporcji składników, to zawsze stała jest masa użytego do wykonania zaczynu cementu - 500 g. Zmienna jest natomiast ilość wody, którą regulujemy konsystencję i której do wykonania zaczynu przyjęliśmy 145 g. Następnie zaczyn umieszczono w mieszarce i mieszano 1 minutę na wolnych i 1 minutę na szybkich obrotach. Następnie uzyskany zaczyn umieszczono w pierścieniu ebonitowym o wysokości 4 cm, zatkanym od spodu szklaną płytką, który po wyrównaniu powierzchni zaczynu i usunięciu przypadkowego powietrza ( przez kilkakrotne uderzenie spodem próbki o kant stołu) wstawiono do aparatu Vicata. Bolec ustawiono tak, aby stykał się z powierzchnią zaczynu. Następnie zwolniono go, a po 30 sekundach odczytano jego zagłębienie w zaczyn. Przyjmuje się, że konsystencja jest normalna, gdy odległość bolca od dna pierścienia wynosi 5  7 mm. Otrzymany przez nas wynik to 8,5 mm., - więc badany zaczyn okazał się nie mieć normalnej konsystencji.

Wytrzymałość na ściskanie betonu

Jest to podstawowa cecha betonu stwardniałego. Badamy ją na próbkach sześciennych lub walcowych po 28 dniach dojrzewania. Badanie to zostało przeprowadzone na podstawie obliczeń z Metod PO i 3R dla konsystencji półciekłej. W laboratorium zostały przygotowane kostki betonowe, które po 14 dniach zostały poddane ściskaniu. Obliczenia zostały dołączone na oddzielnych kartkach. Zaznaczyć należy jednak ze w wyniku obliczeń dla metody 3R nie można określić klasy betonu gdyż uzyskana wytrzymałość nie nadaje się do sklasyfikowania na podstawie normy, pomimo iż próbka została wykonana poprawnie.

KRUSZYWA

Kruszywa ze względu na uziarnienie dzielimy na:

a. drobne ( ziarna poniżej 4mm)

b. grube (4-63mm)

c. bardzo grube (>63mm)

Rozmiary są określane przy pomocy sit o oczkach kwadratowych.

Ze względu na pochodzenie kruszywa dzielimy na:

a. naturalne

b. łamane

c. sztuczne

Przy badaniu kruszywa mamy 3 rodzaje próbek:

- próbkę pierwotną ( 30 - 100 kg kruszywa pobranego z jednego miejsca)

- próbkę ogólną ( będącą sumą wszystkich próbek pierwotnych usypanych w 1 miejscu)

- średnią próbkę laboratoryjną (pobraną z próbki pierwotnej metodą kwartowania).

Badanie uziarnienia kruszywa

Badanie to polega na rozdzieleniu materiału kamiennego za pomocą sit na kilka frakcji ziarnowych. Wymiary otworów i liczbę sit dobiera się w zależności od rodzaju próbki i wymagań dokładności. Do badań używamy sit z otworami kwadratowymi o wymiarach 0.063mm, 0.125mm, 0.25mm, 0.5mm, 1mm, 2mm, 4mm, 8mm, 16mm, 31.5mm, 63mm i 125mm. Sita o wymiarach większych lub równych 4mm są wykonywane z płyt perforowanych o otworach kwadratowych symetrycznie rozmieszczonych po całej powierzchni, natomiast przy oczkach mniejszych od 2mm stosuje się sita plecione z drutów.

Całe badanie przeprowadzamy na próbce o znanej masie M₁- stała masa wyznaczona przez wysuszenie w temp. 110^oC (±5). Próbkę umieszczamy w pojemniku dodając tyle wody, aby próbka była całkowicie zanurzona, intensywnie mieszamy w celu odprowadzenia pyłów do zawiesiny. Bierzemy sito najdrobniejsze zwilżamy powierzchnie z obu stron. Zakładamy na nie sito ochronne(1/2mm)i wylewamy na nie zawartość pojemnika. Ustawiamy pod bieżącą wodą i kontynuujemy przemywanie do czasu aż woda przepływająca przez sito 0.063 będzie klarowna. Pozostałość na sicie 0.063mm suszymy w temperaturze 110^oC do stałej masy M₂. Następnie wsypujemy na zestaw sit normowych ( od najmniejszego do największego). Na zestaw sit wsypujemy kruszywo o znanej masie ( u nas 1kg) przesiewamy przez potrząsanie. Przesiewamy do momentu, gdy masa przesiewanego materiału nie zmieni się więcej niż o 1% po 1 min przesiewania. Ważymy materiał pozostający na poszczególnych sitach i na koniec ważymy ziarna kruszywa, które zostały na denku ->P

Procentową ilość pyłów można wyliczyć ze wzoru:

gdzie: M₁- masa suchej próbki analitycznej, w kg

M₂- masa suchej pozostałości na sicie 0,063 mm, w kg

P- masa przesianego materiału znajdującego się na denku, w kg

• Metoda sucha (tą metodą badano uziarnienie kruszywa na zajęciach laboratoryjnych) - należało odważyć, 1000g. kruszywa z dokładnością do 1g i przesiać przez zestaw sit normowych. Przesiewanie przez dane sito można uznać za zakończone, jeżeli w ciągu 1 minuty przelatuje przez nie nie więcej niż 0,1% masy próbki. Pozostałości na poszczególnych sitach należy zważyć. Zawartość danej frakcji w próbce to stosunek masy tej frakcji do masy całej próbki (%). Suma wszystkich frakcji musi być zawarta w przedziale (99%; 101%).

• Metoda mokra - w trakcie przesiewu na górne sito lana jest od góry woda. Ponieważ najdrobniejsza frakcja spływa razem z wodą jej zawartość obliczamy odejmując od 100% sumę zawartości pozostałych frakcji.

• Metoda mieszana - najdrobniejszą frakcję odsiewa się na mokro, pozostałość - na sucho.

TABELA UZYSKANA PODCZAS PRZESIEWANIA KRUSZYWA:

d/D	[g]	d[%]	D[%]
16/32	28	2,8	100
8/16	40	4,0	97,2
4/8	258 -12=246	24,6	93,2
2/4	277 -13=264	26,4	68,6
1/2	47	4,7	42,2
0,5/1	282 -13=269	26,9	37,5
0,25/0,5	67	6,7	10,6
0,125/0,25	22	2,2	3,9
0/0,125	17	1,7	1,7
Suma G	1038	100

W badaniu uzyskano odchyłkę niedopuszczalna, dlatego należałoby powtórzyć badanie.

Wykres Krzywej Przejścia:

Punkt Piaskowy (dla d<2mm), Pp=42,2%

Wyznaczenie gęstości nasypowej w stanie luźnym i zagęszczonym.

Gęstość nasypowa jest to stosunek masy próbki do jej obietości wraz z porami w ziarnach oraz przestrzeniami miedzyziarnowymi. Jest to wielkość charakteryzującą wszelkie materiały sypkie. Określa się ją w stanie luźnym i zagęszczonym.

Badanie gęstości nasypowej.

1. Przy badaniu gęstości nasypowej w stanie luźnym - do cylindra o znanej masie i objętości (2 dm³)_wsypać należy kruszywo czerpakiem opartym o górną krawędź cylindra aż do przesypania, przy czym krawędź czerpaka nie powinna znaleźć się nigdy wyżej niż 50 mm od brzegu pojemnika. Po ostrożnym wyrównaniu górnej powierzchni za pomocą stalowego zgarniaka cylinder z kruszywem zważono. Gęstość nasypową w stanie luźnym wyznaczamy ze wzoru:

r_{nl =} (m_ck- m_c)/ V = M/V

gdzie:

m_ck - masa cylindra razem z kruszywem - w stanie niezagęszczonym

m_c - masa cylindra

V - objętość cylindra

Wyniki uzyskane podczas badań:

M= 3,143 kg

r_nl=3,143/ 2 = 1,5715 kg / dm³

2. By wyznaczyć gęstość nasypową w stanie zagęszczonym - cylinder z kruszywem z poprzedniego badania poddaliśmy wibracji przez czas 3 minut. Następnie kruszywo uzupełniono „z nadmiarem”, i ponownie poddano go wibracji - tym razem przez 1 minutę. Po tych czynnościach po raz ostatni uzupełniono brak kruszywa, i w takim stanie cylinder zważono. Gęstość nasypową w stanie zagęszczonym r_nz obliczamy ze wzoru:

r_{nz =} (m_(ck)zag- m_c)/ V gdzie:

m_(ck)zag - masa cylindra razem z kruszywem - w stanie zagęszczonym

m_c - masa cylindra

V - objętość cylindra

Oznaczenie Jamistości:

Jamistość jest to obiętość wolnych przestrzeni miedzy ziarnami kruszywa znajdującego się w pojemniku, obliczona zgodnie ze wzorem:

Gdzie:

υ- jamistość wyrażona w procentach

ρ1- gęstość cząsteczek wysuszonych w suszarce lub wstępnie suszonych, w megagramach na metr sześcienny.

ρ2- gęstość nasypowa w stanie luźnym, w megagramach na metr sześcienny.

Nasze wyniki:

ρ1= 2,65 [kg/m³] ρ2=1,5715 [kg/m³]

υ=(2,65-1,5715)/2,65=0,406981x100=40,6981%

---