Politechnika Krakowska

Wydział Inżynierii Lądowej

Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych

Zakład Technologii Betonu

TECHNOLOGIA BETONU

PROJEKT MIESZANKI BETONOWEJ

SŁUP ŻELBETOWY - metoda jednorodnego otulenia ziaren żwiru

Tomasz Klag

PK WIL, II ROK, gr. 07

Zaprojektować metodą punktu piaskowego skład betonu klasy C25/30 (B30) do wykonania stropu płytowo-żebrowego przy następujących założeniach:

• minimalny rozstaw prętów zbrojenia w kierunku prostopadłym do kierunku betonowania e=80[mm]

• najmniejszy wymiar przekroju poprzecznego elementu a=150[mm]

Recepturę roboczą zarobu obliczyć dla betoniarki o pojemności zasypowej V_z =400 [dm³].

1. Dobór i sprawdzenie cech składników

1) Cement

Przyjęto cement portlandzki CEM II/A-D 42,5N na podstawie tablic 1, 2A i 2B. Gęstość nasypowa w stanie luźnym ρ_nc^l = 1,20[kg/dm³]. Cement spełnia wymagania klasy ekspozycji środowiska eksploatacji XC3. Cement spełnia wymagania normy PN-EN 197-1:2002.

2. Kruszywo

1. piasek (drobne)

przyjęto piasek naturalny (rzeczny) o składzie granulometrycznym podanym w poniższej tabeli:

Uziarnienie piasku
Frakcja
0  0,125[mm]	5[%]
0,125  0,25[mm]	10[%]
0,25  0,5[mm]	27[%]
0,5  1,0[mm]	23[%]
1,0  2,0[mm]	35[%]

Gęstość nasypowa piasku w stanie luźnym wynosi ρ_np^l=1,59[kg/dm³], a w stanie zagęszczonym wynosi ρ_np^z=1,69[kg/dm³]. Oznaczona wilgotność piasku wynosi Φ_p=4,4[%]. W zakresie pozostałych cech piasek spełnia wymagania normy PN-EN 12620:2004.

2. żwir (grube)

przyjęto żwir naturalny łamany o składzie granulometrycznym podanym w poniższej tabeli:

Uziarnienie żwiru
Frakcja
2  4[mm]	10[%]
4  8[mm]	20[%]
8  16[mm]	30[%]
16  31,5[mm]	40[%]
31,5  63[mm]	- [%]

Gęstość nasypowa żwiru w stanie luźnym wynosi ρ_nż^l=1,53[kg/dm³], a w stanie zagęszczonym wynosi ρ_nż^z=1,63[kg/dm³]. Oznaczona wilgotność piasku wynosi Φ_ż=3,2[%]. Maksymalne ziarno (d_max=31,5[mm]) nie przekracza

Żwir spełnia wymagania normy PN-EN 12620:2004.

3. woda

Przyjęto wodę wodociągową pitną spełniającą wymagania normy PN-EN 1008:2004.

1. Dobór parametrów technologicznych mieszanki betonowej

Na podstawie zaleceń podanych w tablicy 3 przyjęto konsystencję mieszanki betonowej S1.

2. Dane uzupełniające

przyjmuję średnią wytrzymałość na ściskanie betonu f_cm=f_ck + 2σ =25 + 6 = 31 [MPa]

3. Określenie składu mieszanki betonowej

1). Równania metody.

- równanie wytrzymałości Bolomey'a:

• równanie szczelności:

c + p + ż + w =1,0

• równanie konsystencji:

w=k_c *c + k_p *p + k_ż *ż

k_p= w_p *ρ_p

k_c= w_c *ρ_c

k_ż= w_ż *ρ_ż

• 
  równanie charakterystyczne:

2). Dobór wartości parametrów zmiennych występujących w równiach

a). przyjęto z tabeli 4 współczynnik A₁=24 [MPa], (przyjęto C/W<2,5).

b). przyjęto wodożądność cementu z tabeli 5

wg Sterna w_c=0,280 [dm³/ kg] dla konsystencji S1

k_c= 0,280 *ρ_c=0,280*3,1=0,868 [dm³/dm³]

c). obliczanie wodożądności żwiru i piasku

wskaźniki wodne wg Sterna przyjęto z tabeli 5. Dla kruszyw naturalnych łamanych wskaźniki wodne podane w tablicy 5 zwiększono o 10%.

k_p= w_p *ρ_p=8,438/100*2,65=0,224 [dm³/dm³]

k_ż= w_ż *ρ_ż=2,607/100*2,65=0,069 [dm³/dm³]

k_c= 0,280 *ρ_c=0,280*3,1=0,868 [dm³/dm³]

d). Z tablicy 7 przyjęto średnią zalecaną ilość zaprawy Z = 500 [dm³/m³]. Z tablicy 8 przyjęto wartość punktu piaskowego X=32[%] dla C/W = 1,8

3).Rozwiązanie równań:

ilości wagowe składników:

C= c *ρ_c= 0,099*3100=306,9[kg/m³]

P= p *ρ_p= 0,232*2650=614,8[kg/m³]

Ż= ż *ρ_ż= 0,495*2650=1311,73[kg/m³]

W= w *ρ_w=0,173*1000=173[dm³/m³]

ρ_b=2406,43[kg/m³]

4. Sprawdzenie oraz ewentualne korekty

a). Sprawdzenie warunku szczelności:

c + p + ż + w =0,099+0,173+0,232+0,495=1

b). Sprawdzenie warunku wytrzymałości:

c). Sprawdzenie rzeczywistej ilości zaprawy:

Z_rzecz= (c + p + w)*1000[dm³/m³]= (0,099+0,232+0,173)+1000=504[dm³/m³]

Porównuję z tabelą 7 gdzie Z_max=550[dm³/m³]

d). Sprawdzenie sumy objętości absolutnych cementu:

=(c+p*n)*1000[dm³/m³]=(0,099+0,232*0,05)*1000[dm³/m³]=110,6[dm³/m³]

procentowa zawartość frakcji 0  0,125[mm] w piasku n=5[%]

_min=80[dm³/m³]

 > _min

e). Sprawdzenie zawartości cementu:

C_min =280[kg/m³]

C_rzecz =306,9 [kg/m³]

C_max=450[kg/m³]

C_min <C_rzecz <C_max

f). Sprawdzenie wartości stosunku wodno cementowego:

5. Obliczanie składu granulometrycznego zaprojektowanego kruszywa:

P : Ż = 614,8 : 1311,73 = 1: 2,13

Frakcja	Piasek x 1 [%]	żwir x 2,13 [%]	Suma [%]	Zawartość w kruszywie [%]	Rzędna
0 - 0,125[mm]	5	-	5	1,6	1,6
0,125 - 0,25[mm]	10	-	10	3,2	4,8
0,25 - 0,5[mm]	27	-	27	8,6	13,4
0,5 - 1,0[mm]	23	-	23	7,4	20,8
1,0 - 2,0[mm]	35	-	35	11,2	32
2 - 4[mm]	-	10x2,13	21,3	6,8	38,8
4 - 8[mm]	-	20x2,13	42,6	13,6	52,4
8 -16[mm]	-	30x2,13	63,9	20,4	72,8
16 - 31,5[mm]	-	40x2,13	85,2	27,2	100
31,5 - 63[mm]	-	-	-
	100[%]	100x2,13	313	100

Na wykresie jest przedstawiona krzywa uziarnienia zaprojektowanego kruszywa oraz krzywe graniczne dla kruszywa o frakcjach do 31,5 [mm].

6. Określenie składu roboczego 1 m³ mieszanki betonowej z uwzględnieniem wilgotności kruszywa

a). Wagowo:

b). Objętościowo:

7. Określenie składu roboczego mieszanki na jeden zarób

a). obliczenie pojemności użytkowej betoniarki:

V_u = V_z*=400*0,65=260[dm³]

współczynnik spulchnienia masy  betonowej obliczamy ze wzoru:

b). Obliczanie recepty na 1 zarób betoniarki przy wagowym dozowaniu składników

Frakcja	Zawartość
		Piasek	Żwir	Wskażnik wodny[dm^3/kg]	Piasek	Żwir
0 - 0,125[mm]	5[%]	-	0,254	1,27	-
0,125 - 0,25[mm]	10[%]	-	0,137	1,37	-
0,25 - 0,5[mm]	27[%]	-	0,095	2,565	-
0,5 - 1,0[mm]	23[%]	-	0,066	1,518	-
1,0 - 2,0[mm]	35[%]	-	0,049	1,715	-
2 - 4[mm]	-	10[%]	0,0407	-	0,407
4 - 8[mm]	-	20[%]	0,0319	-	0,638
8 -16[mm]	-	30[%]	0,0242	-	0,726
16 - 31,5[mm]	-	40 [%]	0,0209	-	0,836
31,5 - 63[mm]	-	- [%]	0,0176	-	-
	100[%]	100[%]		8,438	2,607