1. Projektowanie składu betonu.
Postanowienia normy PN-EN 206-1:2003 -Beton. Część 1: Wymagania, wykonanie, produkcja i zgodność” (nowej normy europejskiej dotyczącej betonu) wskazują, iż w procesie projektowania składu betonu (mieszanki betonowej) wyróżnić należy 4 podstawowe etapy:
Etap 1 - zdefiniowanie przeznaczenia projektowanego betonu, czyli:
Podpora mostu zanurzona w wodzie.
pełne scharakteryzowanie betonowego elementu i jego roli w konstrukcji
warunków wykonywania robót budowlanych, takich jak:
transport mieszanki betonowej,
Beton towarowy (odległość do ustalenia) 5km
układanie z uwzględnieniem rozstawu między zbrojeniem oraz grubości otuliny,
Układanie (np. warstwami)
Rozstaw między zbrojeniem (6-10 mm) 8mm
Grubość otuliny (4-6 mm) 5mm
zagęszczanie,
Buława (lub wibrator przyczepny, beton samo zagęszczający)
pielęgnacja
Przykrywanie folią (prymitywny polewanie wodą)
klasy ekspozycji betonu, odpowiadające warunkom użytkowania elementów lub konstrukcji z betonu.
XC1 (stale mokre, chlorki, mróz, karbonatyzacja, korozja chemiczna)
Etap 2 - jakościowe projektowanie składu betonu, czyli właściwy (racjonalny)
dobór składników betonu takich jak: rodzaj kruszywa, rodzaj
cementu, rodzaj domieszek chemicznych.
Rodzaje cementu i kruszywa:
CEM III, Bazalt
Etap 3 - projektowanie ilościowe, czyli określenie ilości składników w jednostce
objętości betonu, które zapewniają uzyskanie wymaganych właściwości
mieszanki betonowej i betonu w tym jego trwałość.
Ustalenie granicznych wartości do projektowania betonu
Poziom zagrożenia |
C min |
W/C |
Klasa betonu |
XC1 |
260 |
O,65 |
C16/ 20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1 Ustalenie składu ilościowego betonu
3.1.1 Określenie optymalnego składu ziarnowego kruszywa do betonu
Piasek
Skład ziarnowy piasku
Tablica 1. „Skład ziarnowy piasku”
Etap 4 - doświadczalne sprawdzenie poprawności doboru składu betonu i
dokonanie ewentualnych jego korekt.
Projektowanie ilościowe betonu.
Ogólnie metody projektowania można podzielić na 3 grupy:
Analityczne,
Analityczno - doświadczalne,
Doświadczalne.
Podstawowe zasady projektowania składu betonu zwykłego (konstrukcyjnego) analityczno-doświadczalną metodą 3 równań.
Wymagania w stosunku do projektowanego betonu i mieszanki betonowej:
wytrzymałość na ściskanie betonu po 28dniach dojrzewania - fcm
porowatość betonu - p≤ 2%,
konsystencja (ciekłość) mieszanki betonowej - wilgotna, gęstoplastyczna, plastyczna, półciekła, ciekła.
Równania opisujące zależności pomiędzy wymaganiami a składnikami betonu:
Warunek wytrzymałości - Wzór Bolomeya
dla
< 2,5 [MPa]
lub
dla
≥ 2,5 [MPa]
Warunek konsystencji - wzór ilości wody - W
W=C⋅wc+ K⋅wk [dm3]
Warunek szczelności - wzór absolutnych objętości
[dm3]
Założenie: brak pęcherzyków powietrza w mieszance p=0
Warunek ten można zapisać również w następujący sposób:
Vc + Vk + Vw = Vmb = 1000 dm3
Oznaczenia:
C, W, K - odpowiednio ilość cementu kruszywa i wody w 1m3 betonu,
ρc, ρ, ρw - odpowiednio gęstość cementu, kruszywa i wody,
wc, wk - odpowiednio wskaźnik wodożądności (wodożądność) cementu i
kruszywa
wskaźnik jakości kruszywa i cementu
fcm - średnia wytrzymałość na ściskanie
Vc, Vk, Vw - objętości cementu, kruszywa i wody w jednostce objętości
mieszanki betonowej Vmb
Rozwiązanie układu trzech równań pozwoli obliczyć poszukiwane ilości:
Cementu - C,
Kruszywa - K,
Wody - W,
Pod warunkiem, że pozostałe dane występujące w układzie 3 równań poznamy bądź doświadczalnie w laboratorium, bądź z literatury.