• WSTĘP TEORETCZNY

1. Definicja domieszki:

Składnik dodawany w małych ilościach podczas procesu mieszania betonu w celu modyfikacji właściwości mieszanki betonowej lub betonu stwardniałego.

Rodzaj domieszek	Przykłady	Efekty oddziaływania	Przykłady zastosowań
Uplastyczniające i upłynniające	Lignosulfonian wapnia, żywica melaminowa, polikarboksylany	Zwiększenie ciekłości mieszanki betonowej lub zwiększenie wytrzymałości betonu, lub zmniejszenie zużycia cementu	Mieszanki betonowe o dużej ciekłości, mieszanki samozagęszczalne, beton natryskowy
Przyspieszające wiązanie i/lub twardnienie betonu	Mrówczan wapnia	Szybki przyrost wytrzymałości bez obróbki cieplnej	Elementy prefabrykowane, betony i zaprawy szybkowiążące (np. w naprawach)
Opóźniające wiązanie	Fosforan wapnia	Utrzymywanie mieszanki w stanie ciekłym	Betonowanie w czasie upałów, transport mieszanki betonowej
Napowietrzniajace	Abietynian sodu	Wzrost mrozoodporności betonu	Betony narażone na dostęp wilgoci i działanie ujemnej temperatury
Przeciwmrozowe	Rodanek sodu	Umożliwianie wykonywania betonu w niskiej temperaturze	Betony wykonywane w warunkach zimowych
Uszczelniające	mikrokrzemionka	Zmniejszenie nasiąkliwości betonu	Betony wodoszczelne

Tabela 1.1 Działanie i zastosowanie podstawowych rodzajów domieszek do betonu

Korzyści, jakie możemy uzyskać w wyniku stosowania domieszek:

• Zmniejszenie ilości wody przy zachowaniu stałej konsystencji, dzięki czemu uzyskuje się beton o wyższej wytrzymałości

• Zwiększenie ciekłości mieszanki betonowej przy tej samej zawartości wody zarobowej, co ułatwia transport i układanie mieszanki

• Zachowanie lub zmianę klasy konsystencji mieszanki betonowej

• Polepszenie szczelności

• Zmniejszenie zużycia cementu(o 10-20%) przy zachowaniu niezmienionej wytrzymałości

• Wzrost wytrzymałości betonu

1. Domieszka użyta w ćwiczeniu

APROMENT

Zastosowanie:

• Do robót betonowych i żelbetowych

• Do konstrukcji betonowych monolitycznych oraz prefabrykowanych stosowanych w budownictwie drogowym i mostowym

• Do produkcji kostki drogowej i elementów wibroprasowanych, szczególnie barwionych

Działanie:

• Przy stałym wskaźniku w/c powoduje uplastycznianie mieszanki betonowej, co ułatwia transport, pompowanie i zagęszczanie mieszanki betonowej bez pogorszenia właściwości technicznych betonu

• Przy stałej konsystencji mieszanki betonowej pozwala na zmniejszenie ilości wody zarobowej o 12-20%. Powoduje poprawę właściwości betonu a w szczególności:

1. Zwiększenie wytrzymałości betonu o 10-25%

2. Zwiększenie wodoszczelności

3. Zmniejszenie nasiąkliwości

4. Obniżenie skurczy w betonie

5. Zwiększenie mrozoodporności betonu

• Stosowany do kostki drogowej i elementów wibroprasowych powoduje:

1. Dobre i równomierne rozprowadzenie pigmentu (intensyfikuje barwę wyrobu)

2. Zwiększenie szczelności

3. Zmniejszenie nasiąkliwości

4. Zwiększenie wytrzymałości (szczególnie początkowej) wyrobów

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest przedstawienie wyników dotyczących wpływu domieszki na właściwości mieszanki betonowej. Poprzez dodanie domieszki chcemy zachować stała konsystencję zmniejszając jednocześnie ilość wody zarobowej a także wzrostu wytrzymałości na ściskanie.

• PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Założenia

• Przeznaczenie - do konstrukcji monolitycznych

• Klasa ekspozycji - X0

• Klasa konsystencji - stała V3

• Klasa wytrzymałości - wyjściowa C12/15

1. Przyjęcie składu wyjściowego (M) betonu zwykłego na 1 m³

• Cement portlandzki 32.5 - 340 kg

• Woda wodociągowa - 186dm³

• Kruszywo naturalne - 1863kg

ρ^t_p =2389kg/dm³

Tabela 2.1 ilość poszczególnych frakcji kruszywa

Frakcja kruszywa	Zawartość procentowa	Ilość [kg]
0/2	40%	745
2/8	35%	652
8/16	25%	466

1. Sprawdzenie warunku szczelności




Wynik zawiera się w przedziale 1000
2%, wiec warunek szczelności jest spełniony.

2. Obliczenie przewidywanej klasy wytrzymałości betonu

• Obliczenie c/w

c/w=340/180=1,83

• Obliczenie ze wzoru Bolomeya przewidywanej średniej wytrzymałości na ściskanie



=18*
=23.94

• Znając przewidywana wartość średniej wytrzymałości betonu na ściskanie i wiedząc, że





- zapas wytrzymałości

Przyjęto
=15Mpa

Podstawiając do wzorów otrzymujemy:

y = 6,3 MPa


= 21.3 MPa

Co odpowiada klasie wytrzymałości betonu C12/15

1. Wykonanie próbnej mieszanki betonowej bez domieszki(M1)

1. Obliczenie ze składu wyjściowego (M) ilości składników mieszanki betonowej na 5dm³

Cement c1: 1,7 kg

Kruszywo k1: 0/2 - 3,7 kg

2/8 - 3,3 kg

8/16- 2,3 kg

Woda w1: 0,93 dm³

Skąd masa mieszanki m=11.93kg

2. Wykonanie próbnej mieszanki betonowej przy dozowaniu składników w następującej kolejności: kruszywo (od najgrubszej frakcji do najdrobniejszej), cement woda

3. Sprawdzenie właściwości mieszanki betonowej oraz wykonanie próbek do badań wytrzymałościowych:

• Określenie klasy konsystencji mieszanki betonowej wg metody Vebe

t₁= 6 s z czego wynika klasa V3

• Sprawdzenie objętości mieszanki betonowej

V¹_p =4,85dm³

• Obliczenie gęstości mieszanki betonowej:

• ρ¹_p =2,46kg/dm³

1. Ponieważ V¹_p≠5 dm³ ponownie obliczamy skład mieszanki betonowej na 1 m³

• Cement= (c1/ V¹_p )*1000=351kg

• Woda=(w1/ V¹_p )*1000=207kg

• Kruszywo=(k1/ V¹_p )*1000=1918kg

1. Ostateczny skład mieszanki betonowej (M1) na 1 m³ przedstawiono w tabeli 3:

Tabela 2.2. Końcowy skład na 1 m³

Składnik		Ilość
Cement (c)		351 kg
Woda (w)		207 dm3
Kruszywo	Frakcja 0/2	767kg
		Frakcja 2/8	671 kg
		Frakcja 8/16	480 kg

2. Obliczenie z warunku wytrzymałości przewidywanej średniej wytrzymałości betonu na ściskanie
   i określenie przewidywanej klasy wytrzymałości C.

• Obliczenie c/w

336/198=1,7

• Obliczenie
  



=18*
=21,6MPa

• Odczytanie z wykresu wartości wytrzymałości charakterystycznej i przewidywanego dla niej zapasu wytrzymałości oraz sprawdzenie odczytanych wartości


15

y = 6.3


=21,3MPa

• Określenie przewidywanej klasy wytrzymałości betonu na ściskanie C12/15

1. Obliczenie z warunku konsystencji wskaźnika wodorządności kruszywa

W2=C2*w_c+K2*w_k stąd otrzymujemy w_k =0,062


1. Wykonanie próbnej mieszanki betonowej z domieszka (M2)

1. Przyjęcie składu mieszanki betonowej na 5 m³ jak dla mieszanki betonowej M1

Cement c1: 1,7 kg

Kruszywo k1: 0/2 - 3,7 kg

2/8 - 3,3 kg

8/16- 2,3 kg

Woda w1: 0,93 dm³

2. Obliczenie potrzebnej ilości domieszki do mieszanki betonowej.

Domieszkę dodano do zgodnie ze wzorem

(2/3W+D)+Wx , gdzie W - ilość obliczonej wody, D - ilość domieszki, W_x - pozostała ilość wody, którą użyto do uzyskania konsystencji takiej samej, jak w przypadku mieszanki M1.

Niezużyta ilość wody- 0,24 kg z czego wynika, że mieszance M2 zużyto 0,69 kg wody.

3. Wykonanie próbnej mieszanki betonowej przy dozowaniu składników w następującej kolejności: kruszywo (od najgrubszej frakcji do najdrobniejszej), cement, woda z domieszką, woda potrzebna do uzyskania zakładanej konsystencji.

4. Sprawdzenie właściwości mieszanki betonowej oraz wykonanie próbek do badań wytrzymałościowych

• Określenie masy mieszanki betonowej

m2=11.72kg

• Określenie klasy konsystencji mieszanki betonowej V²_p metodą Vebe:

t =8 s stąd wynika klasa konsystencji V3

V²_p = 4,9 dm³

• Obliczenie gęstości mieszanki betonowej

Ρ²_p=2,39 kg/dm³

1. Obliczenie składu mieszanki betonowej na 1 m³

C 1/V²_p *1000=347 kg

K 1/V²_p *1000=1898 kg

W1/V²_p *1000=141 dm³

2. Sprawdzenie warunku szczelności




Warunek szczelności jest niespełniony wiec dokonujemy korekty obliczając nowy skałd według proporcji:

351 - 969

C2 - 1000

C2 = (1000*347)/969 = 358 kg

analogicznie obliczmy kolejne wartości:

W2 = (1000*141)/969 = 146 kg

K2 = (1000*1898)/969 = 1959 kg

Tabela2.3 Ostateczny skład mieszanki M2.

Składnik		Ilość
Cement (c)		358 kg
Woda (w)		145 dm3
Kruszywo	Frakcja 0/2	783 kg
		Frakcja 2/8	686 kg
		Frakcja 8/16	490 kg

3. Obliczenie z warunku wytrzymałości przewidywanej średniej wytrzymałości betonu na ściskanie
   i określenie przewidywanej klasy wytrzymałości C.

• Obliczenie c/w

358/141=2,54

• Obliczenie
  



=18*
=36,72MPa

• Odczytanie z wykresu wartości wytrzymałości charakterystycznej i przewidywanego dla niej zapasu wytrzymałości oraz sprawdzenie odczytanych wartości


25

y = 6.9


=31,9MPa

• Określenie przewidywanej klasy wytrzymałości betonu na ściskanie C20/25

• Tabelaryczne zestawienie wyników

Tabela3.1 Porównanie składu mieszanek betonowych

Oznaczenie mieszanki betonowej	Skład mieszanki betonowej na1 m^3 , kg
		C	K						W	D
				0/2		2/8		8/16		-	-
		kg	%	kg	%	kg	%	kg	dm^3	kg
	M	340	40	745	35	652	25	466	186	-
	M1										336	40	767	35	671	25	459	480	-
M2	358	40	786	35	686	25	490	145	7,2

Tabela 3.2 Porównanie właściwości

Oznaczenie mieszanki	D[%]	konsystencja	V[dm^3]	wc [dm^3/ kg]	wk [dm^3/ kg]	c/w	fck [MPa]	Przewidywana klasa betonu
M	-	V3	-	-	-	1,83	15	C15/20
M1	-	V3	4,85	0,25	0,062	1,83	15	C15/20
M2	2	V3	4,9	0,25	0,028	2,54	25	C20/25

• Wnioski

Analizując ostateczne składy mieszanek na 1 m3 zauważono:

• Zmniejszenie użycia wody w mieszance M2 względem mieszanki M1

• Zwiększenie współczynnika c/w mieszanki M2 względem mieszanki M1

Taka zmiana powoduje zwiększenie wytrzymałości betonu.

2

---