Semestr II 24.04.2012r

rok akademicki 2011/2012

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Laboratorium materiałów budowlanych

Tytuł laboratorium

Projektowanie mieszanki betonowej metodą iteracji z dwóch kruszyw

Doświadczenia przeprowadzili:

Wstęp teoretyczny:

Metoda iteracji polega, jak sama nazwa wskazuje, na dokonywaniu pewnych prób. Celem tej metody jest znalezienie takich stosunków kruszyw mających się składać na mieszankę, które

zapewniają najlepszą szczelność. Szczelność winna się kształtować w przedziale od 0,72 do 0,76 natomiast wskaźnik uziarnienia powinien być w przedziale od 5 do 7,5. Po znalezieniu „maximum” dla szczelności i uziarnienia należy obliczyć z wzoru Bolomeya ilość wody niezbędną do przygotowania mieszanki betonowej. Następnie również z wzoru Bolomeya należy obliczyć ilość cementu potrzebną do utworzenia mieszanki betonowej. Aby mieć konsystencję mieszanki należy dodawać w odpowiednim stosunku cement i wodę tak aby nie zmienić stosunku c/w. Na końcu należy sprawdzić objętość absolutną i powinna ona wynosic 1000 jednakże może wynosić ona trochę mniej. Natomiast objętość absolutna nigdy nie może być mniejsza niż 960 oraz nie większa niż 1000.

Zadanie: Zaprojektować beton klasy C 16/20 z cementu CEM 32,5 w klasie ekspozycji XC1. Zastosować kruszywa naturalne K1 i K2. O plastycznej konsystencji.

Obliczenia:

1. Iteracyjny dobór stosu okruchowego z dwóch składników

Dla posiadanych kruszyw K1 i K2 o parametrach:

	U	S	ρa
K1	7,6	0,56	2,65
K2	4,9	0,77	2,63

1. Ustaliliśmy proporcje K1 4kg i K2 2kg

2. Zmierzyliśmy w objętościomierzu objętość mieszaniny V=3,4 i obliczyliśmy gęstość pozorną nasypową w stanie zagęszczonym
= 6/3,4 = 1,764

3. Obliczyliśmy wskaźnik uziarnienia kruszywa U_n

U_n = U₁n₁ + U₂n₂ n₁,n₂ - proporcje kruszywa

U_n =7,6 · (4/6) + 4,9 · (2/6)= 6,7

4. Obliczyliśmy gęstość mieszaniny jako średnią ważoną ze wzoru

= 2,64

5. Obliczyliśmy szczelność S mieszaniny

S =
S = 1,764/2,64 = 0,66

Kruszywa w tych proporcjach nie spełniają warunku szczelności 0,72 ≤ S ≤ 0,76

6. Dokonaliśmy kolejnego przybliżenia, dosypaliśmy 2kg kruszywa K2 i powtórzyliśmy obliczenia:

Zmierzyliśmy w objętościomierzu objętość mieszaniny V=4,2 i obliczyliśmy gęstość pozorną nasypową w stanie zagęszczonym
= 8/4,2 = 1,90

7. Obliczyliśmy wskaźnik uziarnienia kruszywa U_n

U_n = U₁n₁ + U₂n₂ n₁,n₂ - proporcje kruszywa

U_n =7,6 · (4/8) + 4,9 · (4/8)= 6,25

8. Obliczyliśmy gęstość mieszaniny jako średnią ważoną ze wzoru

= 2,64

9. Obliczyliśmy szczelność S mieszaniny

S =
S = 1,90/2,64 = 0,72

Kruszywa w proporcji 4kg K1 i 4kg K2 spełniają warunki szczelności 0,72 ≤ S ≤ 0,76

i uziarnienia 5 ≤ U ≤ 7,5

2. Projektowanie mieszanki betonowej metodą iteracji

1. Obliczyliśmy stosunek
   ze wzoru Bolomey'a

R_B=A₁·(
- 0,5)

=
+ 0,5 = 1,94

2. Obliczyliśmy pierwszą ilość wody W₁ z warunku wodożądności składników

W₁= K( wk + 0,035) [dm³]

Gdzie w_k = 0,049

W₁ = 8(0,049+ 0,035) = 0,672

3. Obliczyliśmy pierwszą ilość cementu ze wzoru C₁ = W₁
   [kg]

C₁= 0,672 · 1,94 = 1,304

Zmieszaliśmy cement, kruszywo i wodę. Otrzymana konsystencja nie była plastyczna.

Dodaliśmy 200ml wody oraz cement w ilości obliczonej ze stosunku

W₂ = 0,872

C₂= 0,872 · 1,94 = 1,692

Po zmieszaniu otrzymaliśmy mieszankę o właściwej, plastycznej konsystencji.

Za pomocą objętości omierza zmierzyliśmy objętość V_b = 4,5 masy betonowej i obliczyliśmy gęstość pozorną ρ=2,348 oraz ilość składników i kilogramach i dm³ na 1m³ betonu

K1 = 4/4,5 · 1000 = 889

K2 = 4/4,5 · 1000 = 889

C = 1,692/4,5 · 1000 = 376

W = 0,872/4,5 · 1000 = 194

4. Sprawdziliśmy szczelność mieszanki wzorem na sumę objętości absolutnej

Vabs = K/ρk + C/ρC + W [dm3]

Vabs = 889/2,65 + 889/2,63 + 376/3,12 + 194 = 335+ 338 + 121 + 194 = 989

5. Określiliśmy porowatość zagęszczonej miszanki betonowej Ib = 1,2%

6. Obliczona ilości składników odpowiadają wymaganiom normowym.

Wnioski:

Zaprojektowany przez nas beton spełnia wszelkie normy. Ilość kruszywa K1 użyta do betonu to 4kg a ilość kruszywa K2 użyta do betonu to również 4kg. W takich ilościach szczelność wynosi 0,72, jest to najmniejsza wartość jaką musi mieć beton ale spełnia ona niezbędne minimum. Wskaźnik uziarnienia również został spełniony gdyż wynosi on 6,25. Po wytworzeniu betonu z obliczeń był on mało plastyczny a więc dodaliśmy w odpowiednim stosunku c/w cementu oraz wody tak aby stosunek c/w nie uległ zmianie. Objętość absolutna jest poniżej 1000 ale nie jest mniejsza niż 960 a więc możemy przyjąć, że beton został wykonany prawidłowo.

---