Materiały budowlane - laboratorium.

Temat:

• Badania cech technicznych kruszywa mineralnego do betonu zwykłego.

• Badania cech technicznych kruszywa do betonu lekkiego.

Data ćwiczenia: 23.10.2002r.

Zespół III: Ćwik Michał,

Lembke Jakub,

Nagłowski Bartłomiej,

Skindzier Michał.

Grupa 8

R.A. 2002/2003

Rodzaje kruszyw stosowanych do betonu zwykłego:

Rozróżnia się 3 podstawowe grupy asortymentowe kruszywa mineralnego:

• Piasek (zwykły - bezgatunkowy oraz uszlachetniony, uzyskany przez płukanie i refrakcjonowanie kruszywa naturalnego na mokro - produkowany gatunku I i II), piasek łamany;

• Żwir, grys, grys z otoczaków;

• Mieszankę kruszywa naturalnego, mieszankę z otoczaków i mieszankę kruszywa łamanego sortowaną.

W zależności od zawartości poszczególnych frakcji, kruszywa do betonu zwykłego dzieli się na 2 gatunki (1 i 2). W zależności od przydatności do odpowiedniej klasy betonu - dzieli się na 4 marki (10, 20, 30, 50). Ponadto rozróżnia się 4 podstawowe klasy petrograficzne kruszywa grubego:

• Żwir;

• Grys ze skał magmowych i metamorficznych;

• Grys ze skał osadowych;

• Grys z otoczaków.

W zależności od zawartości grudek gliny w kruszywach łamanych ze skał węglanowych i/lub nasiąkliwości w grysach ze skał magmowych i metamorficznych rozróżnia się dwie odmiany (I i II).

Wymagania dotyczące jakości kruszyw przeznaczonych do betonów zwykłych podaje norma PN-86/B-06712

Rodzaje badań przeprowadzanych dla kruszyw do betonu zwykłego:

Badania pełne:

(wykonywane co najmniej raz w roku, przy każdej zaobserwowanej zmianie jakości złoża, oraz na życzenie odbiorcy)

• Skład petrograficzny

• Skład ziarnowy

• Wytrzymałość na miażdżenie

• Zawartość ziaren słabych

• Nasiąkliwość

• Mrozoodporność

• Kształt ziaren

• Zawartość pyłów naturalnych

• Zawartość zanieczyszczeń obcych

• Zawartość zanieczyszczeń organicznych

• Wytrzymałość na ściskanie surowca skalnego

• Zawartość związków siarki

Badania niepełne:

(wykonywane przy bieżącej kontroli)

• Skład ziarnowy

• Kształt ziaren

• Zawartość pyłów mineralnych

• Zawartość zanieczyszczeń obcych

Badania specjalne:

(wykonywane dla pełnej informacji - potrzebne przy projektowaniu bwtonu)

• Reaktywność alkaliczna

• Promieniotwórczość naturalna

Dla potrzeb projektowych niezbędne jest również oznaczenie wilgotności kruszywa.

Wyniki, omówienie i wnioski przeprowadzonych oznaczeń dla kruszyw do betonu zwykłego:

1. Oznaczenie składu ziarnowego metodą na sucho:

W trakcie trwania ćwiczenia wykonano 3 próby przesiewania próbki kruszywa o masie 6300g przez sita. Następnie obliczone zostały wartości średnie. Wyniki przedstawia tabela:

Frakcje [mm]	Pozostaje na sicie						Przechodzi przez sito
		[mm]	I próg	II próg	III próg	średnie	%	[mm]	∑ %
0-0,125	0	97	97	80	91	1,4	0,125	1,4
0,125-0,25	0,125	52	67	41	53	0,8	0,25	2,2
0,25-0,5	0,25	83	90	67	80	1,3	0,5	3,5
0,5-1	0,5	103	113	87	101	1,6	1	5,1
1-2	1	213	224	175	204	3,2	2	8,3
2-4	2	947	924	824	898	14,2	4	22,5
4-8	4	1628	1667	1617	1637	26,0	8	48,5
8-16	8	2548	2483	2724	2586	41,2	16	89,7
16-31,5	16	629	635	685	650	10,3	31,5	100,0
Razem		6300	6300	6300	6300	100,0

Wykres krzywej uziarnienia:

Optymalne uziarnienie kruszywa powinno zapewnić uzyskiwanie założonych właściwości mieszanki betonowej i betonu, przy możliwie najmniejszym zużyciu cementu i wody. Można mówić o optymalnym kruszywie tylko dla konkretnych, założonych wartości, jakie ma wykazać mieszanka betonowa i beton przy założonych sposobach układania, zagęszczania i formowaniu. Wyróżnia się dwa układy granulometryczne kruszyw - o uziarnieniu ciągłym (zawierającym wszystkie frakcje) i nieciągłym (z brakującymi frakcjami). Jeżeli zachodzi potrzeba celowego doboru kruszywa o nieciągłym uziarnieniu (betony wysokich wytrzymałości), zalecane jest stosowanie łamanych kruszyw grubych i piasku. Niezależnie jednak od rodzaju kruszywa i jego właściwości fizycznych dąży się do uzyskania kruszywa o najmniejszej ilości jam między ziarnami stosu, przy czym stos powinien zawierać jak najgrubsze ziarna kruszywa (przy najmniejszej wodożądności kruszywa). Graniczne krzywe uziarnienia sporządza się wg normy PN-88/B-06250 w celu ułatwienia oceny składu ziarnowego kruszywa. Za najkorzystniejsze uważa się uziarnienie, dla którego krzywa przesiewu znajduje się w środku pola wyznaczonego przez krzywe graniczne. W badanym kruszywie obserwujemy zbyt mały udział frakcji do 4 mm i zbyt dużo ziaren o frakcjach 16 i 31,5. Mieszanka betonowa z takim kruszywem będzie charakteryzowała się złą urabialnością i dużą wodożądnością. Mieszanka ta mogłaby zostać użyta do betonów wysokich wytrzymałości po zwiększeniu udziału drobnych frakcji (do 2 mm).

2. Oznaczenie kształtu ziaren dla frakcji 8-16:

Badanie przeprowadzono przy pomocy suwmiarki Schultza. Masa próbki wynosiła 500 g. W trakcie badania wydzielono 55,6 g ziaren nieforemnych co stanowi 11,12% masy próbki przeznaczonej do badania.

Rodzaje badań przeprowadzanych dla kruszywa do betonu lekkiego:

• Uziarnienie

• Gęstość nasypowa w stanie luźnym

• Zawartość zanieczyszczeń obcych

• Zawartość pyłów mineralnych

• Zawartość związków siarki

• Zawartość ziaren nieforemnych

• Zawartość ziaren ulegających rozpadowi wapniowemu (rozpad wapniowy)

• Straty przy prażeniu

• Zawartość ziaren ulegających rozpadowi krzemianowemu (rozpad krzemianowy)

• Wskaźnik rozkruszenia

• Marka kruszywa

• Promieniotwórczość naturalna

Wyniki i omówienie przeprowadzonych oznaczeń dla kruszyw do betonu lekkiego:

Do badań użyto keramzytu (lekkie kruszywo otrzymywane przez wypalanie pęczniejących glin w piecach obrotowych w temperaturze 1150 ÷ 1200°C, sortowane na frakcje). Wymagania dla keramzytu określa norma PN-86/B-23006, dzieląc kruszywo keramzytowe następująco:

• Pod względem uziarnienia

• Na gatunki w zależności od właściwości fizycznych i chemicznych

• Na marki w zależności od wytrzymałości gwarantowanej betonu wykonanego przy użyciu danego kruszywa

1. Oznaczenie gęstości nasypowej keramzytu w stanie luźnym (frakcja 2 - 4):

Do oznaczenia gęstości nasypowej stosuje się kruszywo w stanie powietrzno - suchym. Oblicza się ją ze wzoru:

[kg/m³]

w którym:

m₁ - masa cylindra pustego,

m₂ - masa cylindra z kruszywem,

V - objętość cylindra.

Kruszywo badanej frakcji zostało wsypane do cylindra o objętości 5 dm³, i następnie zważone (m₁ = 2971 g, m₂ = 6483 g). Dla powyższych danych gęstość nasypowa wynosi
702,4 kg/m³. Pozwala ona określić markę kruszywa, która w przybliżeniu wynosi 7,5.

2.Oznaczenie wskaźnika rozkruszenia dla frakcji 4 - 8:

Wykorzystywany jest do bieżącej kontroli jakości produkowanego kruszywa. Określany jest w wyniku pomiaru wytrzymałości na miażdżenie. Wskaźnik rozkruszenia kruszywa powinien wynosić:

• Nie więcej niż 16% dla kruszyw przeznaczonych dla betonów klasy LB-25

• Nie więcej niż 22% dla kruszyw przeznaczonych dla betonów klasy poniżej LB-25

W celu oznaczenia próbkę kruszywa (o objętości 1,8 dm³) poddaje się ściskaniu osiowemu, przy czym przyrost siły nacisku na tłok powinien być równomierny (w granicach 1 ÷ 1,5 kN). Nacisk na tłok należy natychmiast zwolnić po uzyskaniu wartości 50 kN. Zawartość cylindra rozsiewa się na sicie o boku oczka 1mm (dla badanej frakcji). Następnie waży się pozostałość na sicie po przesianiu. Wskaźnik rozkruszenia oblicza się następnie ze wzoru:

[%]

w którym:

m - masa próbki kruszywa przed badaniem,

m₁ - masa próbki po badaniu („pozostałość na sicie”).

Dla danych m = 238 g i m₁ = 179 g wskaźnik rozkruszenia wynosi X_r = 24,8%.

BADANIA CECH TECHNICZNYCH KRUSZYW

4

---