POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO

KATEDRA TECHNOLOGII BETONÓW

PROJEKT Z BETONÓW WYSOKIEJ WYTRZYMAŁOŚCI

1. OCENA EFEKTYWNOŚCI ODDZIAŁYWANIA UPŁYNNIACZA NA STOPIEŃ REDUKCJI WODY W ZACZENIE CEMENTOWYM.

Rodzaj zastosowanego cementu - CEM I 42,5R.

CEM I - cement portlandzki mieszany popiołowy:

• klinkier 80-94%

• popiół lotny i krzemionkowy 6-20%

• składniki drugorzędne 0-5%.

42,5R - Szybkość narastania wytrzymałości w pierwszej fazie (badana na wczesną wytrzymałość na ściskanie).

Rodzaj badanego upłynniacza - BETOPLAST N.

BETOPLAST N:

• dozowanie 1,5÷2,5% masy cementu

• zmniejszenie ilości wody zarobowej 18÷20%

• stosować w temperaturze >10ºC

Dane potrzebne do sprawdzenia konsystencji (skład wzorcowego zaczynu):

• cement 300 g

• woda 100 ml

• metoda pomiaru konsystencji - aparat Vicata

Właściwą konsystencję uzyskamy, gdy trzpień aparatu znajdzie się w odległości około 4÷8 mm od powierzchni płytki.

Porównanie wzorcowego zaczynu cementowego bez dodatku upłynniacza z zaczynem cementowym z dodatkiem upłynniacza.

1. Ustalenie konsystencji zaczynu cementowego bez upłynniacza.

Wykonano jedną próbę. Trzpień aparatu zatrzymał się w odległości 9 mm od płytki, co jest dopuszczalne.

2. Ustalenie konsystencji zaczynu cementowego z upłynniaczem.

Wykonano dwie próby pomiarowe dobierając odpowiednią ilość wody:

PRÓBA 1

Przyjęta redukcja wody: 20%·100 ml=20ml

100 - 20=80ml - woda

2% = 6 g - BETOPLAST N

300 g - cement

Trzpień aparatu przekroczył wartość przewidzianą w normie i zagłębił się na 15 mm.

PRÓBA2

Przyjęta redukcja wody: 25%·100 ml = 25 ml

100 - 25 = 75ml - woda

2% = 6 g - BETOPLAST N

300 g - cement

Trzpień aparatu zagłębił się na głębokość 4 mm.

Ostateczną redukcję wody przyjęto po interpolacji z dwóch prób w wielkości 22% tzn.: 78 ml.

2. OCENA WPŁYWU UPŁYNNIACZA NA WYTRZYMAŁOŚĆ
   I POROWATOŚĆ ZAPRAWY CEMENTOWEJ.

1. Sprawdzenie konsystencji zaprawy normowej bez dodatków metodą stożka opadowego;

2. Sprawdzenie konsystencji zaprawy normowej z dodatkiem upłynniacza - metoda stożka opadowego;

3. Ocena wytrzymałości na ściskanie zaprawy bez upłynniacza oraz zaprawy z dodatkiem upłynniacza BETOPLAST N;

4. Sprawdzenie nasiąkliwości.

Ad. 1)

Skład zaprawy normowej (bez upłynniacza):

piasek - 1350 g

cement - 450 g

woda - 260 ml

czas mieszania - 4 min.

ilość uderzeń - 60

opad stożka - 10,5 cm

Ad. 2) Skład zaprawy cementowej z dodatkiem upłynniacza:

piasek - 1350g

cement - 450g

woda - 203 ml (redukcja wody 22%)

BETOPLAST N - 2% = 9 g

czas mieszania - 4min.

ilość uderzeń - 60

opad stożka - 9 cm

Zdecydowano się powtórzyć próbę dla ilości wody zwiększonej o 5 ml.

opad stożka - 9,2 cm

Zdecydowano się powtórzyć próbę dla ilości wody zwiększonej o 9 ml.

opad stożka - 9,8 cm

Ostateczna ilość wody w zaprawie wynosi 217 ml, co oznacza redukcję o 16,5%

Wykonano po trzy próbki z każdej zaprawy.

Ad. 3) Sprawdzenie wytrzymałości:

A = 25 cm² - pole powierzchni zgniatanej próbki

F - siła niszcząca

Zestawienia wytrzymałości i porowatości (obliczenia w ad. 4) próbek bez plastyfikatora i próbek z plastyfikatorem:

Lp.	Próbki zapraw bez plastyfikatora		Próbki zapraw z plastyfikatorem
		Siła niszcząca [kN]	Wytrzymałość [MPa]	Siła niszcząca [kN]	Wytrzymałość [MPa]
1 2 3 4	43,0 44,0 36,0 36,0	17,2 17,6 14,4 15,6	51,1 52,0 48,0 48,0	20,4 20,8 19,2 19,2
	Wytrzymałość średnia:	16,2	Wytrzymałość średnia:	19,9
	Porowatość średnia:	8,22	Porowatość średnia:	8,76

Przyrost wytrzymałości próbek zapraw z plastyfikatorem w stosunku do próbek zapraw bez plastyfikatora wynosi 23,0%.

ZESTAWIENIE WYNIKÓW BADAŃ BWW Z UŻYTYMI UPŁYNNIACZAMI:

Rodzaj plastyfikatora	Przyrost wytrzymałości %	Porowatość kapilarna %	Redukcja wody %	Rodzaj cementu
BETOPLAST N	23,0		16,5	42,5R
BG97	37,8		11,5	32,5R

Do dalszych badań wybrano plastyfikator BG97, ponieważ w wyniku jego zastosowania w zaprawach cementowych stwierdzono najwyższy przyrost wytrzymałości.

Ad. 4) Zestawienie wagi badanych próbek:

	Lp.	Masa próbki po nasączeniu wodą [g]	Masa próbki po wysuszeniu [g]
Próbka z upłynniaczem	1	273,9	253,2
		2	238,4	220,2
	Próbka bez upłynniacza	3	260,0	238,9
		4	265,4	243,8

OBLICZENIE POROWATOŚCI KAPILARNEJ:

Próbki bez upłynniacza

Próbki z upłynniaczem

Obliczenie średniej wartości porowatości kapilarnej:

• z upłynniaczem P_śr.=8,76%

• bez upłynniacza P_śr.=8,22%

PROJEKT WYKONAWCZY BWW:

Projektujemy mieszankę betonową z piaskiem kopalnym zwykłym z Sukowa.

ZAŁOŻENIA:

• cement - 550kg/m³

• W/C=0,35

• klasa cementu - CEM I 42,5R

• gęstość cementu - 3,1 kg/m³

• gęstość kruszywa - 3,0 kg/m³

• rodzaj kruszywa grubego - bazalt

• konsystencja - gęstoplastyczna

Wyznaczenie wstępnej ilości cementu i wody:

C = 550 kg/m³

W/C = 0,35

W = 192,5 kg/dm³

K = ?

Ustalenie składu ziarnowego kruszywa:

- zawartość piasku 30%

- zawartość bazaltu 70%

ρ_p = 2,65 kg/m³

ρ_k = 0,7·3,0 + 0,3·2,65 = 2,895 kg/m³

K = 1824,08 kg/m³

K_piasek = 547,2 kg/m³

K_bazalt = 1276,876 kg/m³

RECEPTA na 1 m³ BWW:

C = 550 kg/m³

W = 192,5 kg/dm³

K = 1824,08 kg/m³

K_piasek=547,22 kg/m³ K_0÷2=547,22 kg/m³

K_2÷4 = 109,44 kg/m³

K_bazalt = 1276,86 kg/m³ K_4÷8 = 364,80 kg/m³

K_8÷16 = 510,74 kg/m³

RECEPTA na 12 dm³ BWW próbnego zarobu bez plastyfikatora:

C = 6,60 kg

W = 2,31 kg

K_0÷2 = 6,57 kg

K_2÷4 = 1,31 kg

K_4÷8 = 4,38 kg

K_8÷16 = 9,63 kg

korekta wody - pozostało 170 ml

RECEPTA na 12 dm³ BWW właściwego z plastyfikatorem:

C = 6,60 kg

W = 1,96 kg

K_0÷2 = 6,57 kg

K_2÷4 = 1,31 kg

K_4÷8 = 4,38 kg

K_8÷16 = 9,63 kg

BG 97 = 0,13 kg

korekta wody - pozostało 120 ml

3. OCENA WPŁYWU UZIARNIENIA KRUSZYWA I PLASTYFIKATORA NA WYTRZYMAŁOŚĆ BETONÓW WYSOKIEJ WYTRZYMAŁOŚCI.

Lp.	Sito [mm]	Frakcja [mm]	Masa [g]	Przesiew [%]	Zawartość danej frakcji [%]	Tabelaryczny wskaźnik wodożądności piasku [dm^3/	Iloczyn kolumn (6)∙(7)
1	2	3	4	5	6	7	8
1 2 3 4 5 6	2 1 0,5 0,25 0,125 0	2÷4 1÷2 0,5÷1 0,25÷0,5 0,125÷0,25 0÷0,125	2 6 74 243 64 11	99,5 98,0 79,5 18,75 2,75 0	0,5 1,5 18,5 60,75 16,0 2,75	0,027 0,036 0,048 0,067 0,100 0,188	0,0135 0,054 0,888 4,07 1,6 0,517
Suma:							7,1425

Wodożądność piasku:

ρ_p=2,65kg/dm³

konsystencja gęstoplastyczna

w_p=
w_p=0,0714dm³/kg

WPŁYW UPŁYNNIACZA ORAZ RODZAJU PIASKU NA WYTRZYMAŁOŚĆ BETONU:

Lp.	Wytrzymałość na ściskanie projektowanych BWW [MPa]
		Beton z piaskiem drobnym bez dodatku	Beton z piaskiem grubym bez dodatku	Beton z piaskiem grubym z dodatkiem
1 2 3	63,56 57,78 59,11	57,3 62,0 59,0	84,44 80,89 81,78
śr.:	60,15	59,43	82,37
	Wodożądność [dm^3/kg]
		0,076	0,052	0,52

PODSUMOWANIE.

W zestawieniu wyników badań trzech rodzajów mieszanek BWW widoczny jest znikomy wpływ rodzaju kruszywa na zmianę wytrzymałości betonu. Najwyższą wytrzymałość uzyskał beton z piaskiem grubym z dodatkiem upłynniacza BG97. Znaczący wpływ na zmianę (wzrost) wytrzymałości miała domieszka chemiczna. Wytrzymałość na ściskanie BWW wzrosła o 37,2%.

1

7

---