1.2. Podaj zakres gęstości dla betonu zwykłego i lekkiego :

• betony lekkie - gęstość w stanie suchym od 800 do 2000 kg/m³,

• betony zwykłe - gęstość w stanie suchym od 2000 do 2600 kg/m³,

3. Jakie kruszywa stosuje się do betonu zwykłego a jakie do lekkiego :

Betony lekkie:

naczęściej stos. min: węglano-, pumekso-, tu-, krzemoporyt,

min+obr. termiczna: keramzyt, glinoporyt, perlitoporyt, wermikulitoporyt,

przem +obr. termiczna: gralit, łupko-, popiołoporyt, pollytag, pumeks hutniczy, żużel granulowany,

przem. bez obr. term: elporyt, łupkoporyt ze zwałów, żużel wielkopiecowy, żużel paleniskowy, popiół lotny,

organiczne: wiórki, słoma, sieczka, szkło, trociny, mączka drzewna.

Betony zwykłe:

kruszywa naturalne tj.:

• naturalnie rozdrobnione

- niekruszone (piasek zwykłe, żwir, otoczaki, pospółka, mieszanka kr. nat.) - kruszone (piasek kruszony, grys z otoczaków, mieszanka z kr. z otoczaków)

• mechanicznie rozkruszone

-łamane (2x kr): miał, kliniec, tłuczeń, kamień łamany, ziarna nieformene, - łamane granulowane ( kilka razy kruszone) : piasek łamany, grys granulowany, mieszanka kruszywa łamanego sortowanego, ziarna foremne,

4. Z czym związane są klasy ekspozycji betonu?

Związane są z oddziaływaniem środowiska - oddziaływanie chemiczne i fizyczne na które narażony jest beton i które na niego wpływają lub na zbrojnie lub inne jego elementy znajdujące się w nim i które nie zostały uwzględnione w projekcie konstrukcyjnym.

X0- przy braku zagrożenia agr. środ. lub zagr. korozją.

XC- zagr. korozją wywołaną karbonatyzacją,

XD - zagr. korozją wywołaną chlorkami nie poch. z wody morskiej,

XS- zagr. korozją chlorkami z wody morskiej,

XF - oddziaływanie przemiennego zamrażania i odmrażania,

XA - agresja chemiczna

5.

Współczynnik woda/cement - stosunek efektywnej zawartości masy wody do zawartości masy cementu w mieszance betonowej.

związany z konsystencją (?)

Wyższą wytrzymałość na rozciąganie wykazują betony o mniejszym współczynniku
.

Większą nasiąkliwością odznaczają się betony, które powstały z mieszanek o mniejszym wskaźniku
.

6. Wymień metody pomiaru konsystencji mieszanki betonowej:

• opadu stożka (oznaczenie klasy konsystencji: S1, S2, S3, S4, S5),

• Vebe (V0, V1, V2, V3, V4),

• stopnia zagęszczalności (C0, C1, C2, C3)

• metody rozpływu (F1, F2, F3, F4, F5, F6).

7. Opisz sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą Vebe, opadu stożka, metody stolika rozpływowego, stopnia zagęszczalności

Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą Vebe

Istota badania polega na pomiarze czasu zmiany kształtu próbki mieszanki betonowej, ze stożkowego w walcowy, po poddaniu jej wibracjom. Czas ten, liczony od chwili rozpoczęcia wibracji do chwili ustalenia się poziomu mieszanki w cylindrycznym naczyniu pomiarowym, jest wskaźnikiem konsystencji.

Kolejne etapy badania

• ułożenie części mieszanki betonowej w formie stożkowej w trzech warstwach, zagęszczając każdą z nich przez 25 - krotne zagłębienie pręta

• usunięcie nadmiaru mieszanki

• usunięcie formy

• oparcie krążka na stożku mieszanki i wibrowanie jej do chwili zetknięcia się całej powierzchni krążka z mieszanka w naczyniu.

• Czas wibrowania z dokładnością do 1s jest wskaźnikiem konsystencji
  V1,V2

Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą opadu stożka

Badanie obejmuje następujące czynności: (stożek 30cm)

• Wypełnienie formy mieszanką betonową w trzech warstwach zagęszczając każdą z nich przez 25 - krotne zagłębienie pręta

• Usunięcie nadmiaru mieszanki

• Podniesienie formy i postawienie tuż obok stożka utworzonego z mieszanki

• Pomiar różnicy wysokości formy stożkowej i odkształconego stożka mieszanki

Różnica wysokości formy i stożka zwana opadem stożka, wyznaczona z dokładnością do 1cm, jest wskaźnikiem konsystencji S1 (1040mm),S2(50-90mm),S3(100-150), S4(>160)

Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metoda stolika rozpływowego.

Zestaw pomiarowy:

-forma w kształcie stożka ściętego o średnicach 130 i 200 mm, wysokości 200mm

-drążek do zagęszczania wykonany z twardego materiału

-stolik rozpływowy z ruchomą płytą górną (700 x 700) przymocowaną zawiasami do płyty podstawy, środek stolika jest oznaczony krzyżem oraz kołkiem, górna część powinna być zaopatrzona w uchwyt do podnoszenia jej.

Badanie:

Bezpośrednio przed badaniem należy lekko zwilżyć powierzchnię stolika. Formę ustawia się centralnie na górnej płycie stolika i unieruchamia. Należy ją wypełnić w 2 warstwach, każdą wyrównując 10-krotnym lekkim ubijaniem drążka. Powierzchnię mieszanki trzeba wyrównać. Po odczekaniu 30s formę unosi się pionowo. Stolik należy unieruchomić stając na dolnej płycie z przodu i powoli podnosić jego górną część, aż do zetknięcia się z górnym ogranicznikiem. Wtedy zwalnia się górną część aby swobodnie opadła na dolny ogranicznik. Należy wykonać 15 takich cykli trwających 2÷5 s.

Maksymalny wymiar rozpływy w 2 kierunkach równoległych do krawędzi stołu mierzy się linijką z dokładnością 1cm. Jeżeli zaczyn cementowy oddzieli się od kruszywa grubego badanie nie jest zadowalające.

Sposób pomiaru konsystencji mieszanki betonowej metodą stopnia zagęszczalności

Badanie polega na pomiarze zmniejszenia objętości mieszanki luźno ułożonej i po jej zagęszczeniu ( dla mieszanek o grubości ziaren < 63mm).

Mieszankę ostrożnie układa się szpachelką, unikając zagęszczenia, w metalowym pojemniku o wymiarach 200 x 200 mm i wysokości 400 mm. Na spodzie pojemnika należy umieścić elastyczną płytkę zakrywającą perforację dna. Gdy pojemnik jest pełny powierzchnie mieszanki wyrównuje się przez ścięcie do poziomu górnej krawędzi pojemnika. Mieszankę zagęszcza się poprzez wibrację. Miarą stopnia zagęszczalności jest odległość między powierzchnią zagęszczonej mieszanki i górną krawędzią pojemnika (s). Pomiary wykonuje się w środku ścianki pojemnika.

8. Wymień metody pomiaru konsystencji mieszanek betonowych betonów lekkich kruszywowych o strukturze zwartej.

Metoda Vebe oraz opadu stożka.

9. Co to jest wytrzymałość charakterystyczna betonu?

Wytrzymałość charakterystyczna - wartość wytrzymałości, poniżej której może się znaleźć 5% wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu.

( wytrzymałość gwarantowana).

10.Objaśnij zapis:

C 40/50 klasa wytrzymałości betonu na ściskanie betonu zwykłego , gdzie 40 - fck,cyl minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach walcowych q=150mm, h=300mm [N/mm^2]], a
=50 - minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach sześciennych150x150x150mm [N/mm^2]

11.Objaśnij zapis:

LC 20/22 klasa wytrzymałości betonu lekkiego na ściskanie, gdzie
= 20 - minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach walcowych q=150mm, h=300mm [N/mm^2]], a
=22 - minimalna wytrzymałość charakterystyczna oznaczana na próbkach sześciennych150x150x150mm [N/mm^2]

12. Objaśnij co oznaczają zapisy:

- wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach walcowych (ø150mm, h=300mm)

- wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach sześciennych 150x150x150mm

13. Jaki czynniki trzeba uwzględnić przy wyborze cementu do betonu?

Cement należy wybrać spośród cementów mając na uwadze:

1. realizację robót,

2. przeznaczenie betonu,

3. warunki pielęgnacji (np. obróbka cieplna),

4. wymiary konstrukcji (wydzielanie ciepła),

5. warunki na które narażona będzie konstrukcja,

6. reaktywność kruszywa z alkaliami zawartymi w składnikach

14.Jakie czynniki należy uwzględniać przy wyborze kruszywa do betonu?

Przy wyborze kruszywa do betonu :

• rodzaj, uziarnienie i właściwości : opis petrograficzny, porowatość, gęstość ziarn, nasiąkliwość, wilgotność, zanieczyszczenia, uziarnienie, kształt ziaren, wytrzymałość, stałość objętości, mrozoodporność, reaktywność alkaliczna

należy uwzględniać realizację robót, przeznaczenie betonu, warunki środowiska, na jakie będzie narażony beton, wszelkie wymagania wobec odsłoniętego kruszywa lub kruszywa przy maszynowym wykańczaniu powierzchni, maksymalny nominalny wymiar ziarn kruszywa (Dmax) należy dobierać, uwzględniając otulinę oraz minimalną szerokość przekroju : nie powinno być większe niż

- 1/3 najmniejszego wymiaru przekroju poprzecznego elementu,

- ¾ odległości w świetle między prętami zbrojenia, leżącymi w jednej płaszczyźnie prostopadłej do kierunku betonowania.

Optymalne uziarnienie powinno zapewniać uzyskanie założonych właściwości mieszanki betonowej i betonu, przy możliwie najmniejszym zużyciu cementu i wody.

15. Wymień dodatki do betonu.

• Dodatki prawie obojętne (I typu)

• Kruszywa wypełniające

• Barwniki

• Dodatki o właściwościach pucolanowych lub utajonych właściwościach hydraulicznych (II typu)

• Pucolany (p)

• Popiół lotny (p)

• Pył krzemionkowy (mikrokrzemionka) (p)

• Żużel wielkopiecowy (h)

Domieszki:

• Uplastyczniające i upłynniające

• Napowietrzające

• Przyspieszające wiązanie i twardnienie

• Uszczelniające

• zwiększające objętość cementu

• zwiększające odporność chemiczną betonu

• zapobiegające wymywaniu cementu

• zwiększające przyczepność

• barwiące

16. Jakie efekty są możliwe do uzyskania w wyniku stosowania domieszek upłynniających?

• Polepszenie urabialności mieszanki betonowej

• zmiany konsystencji mieszanki betonowej

• Regulacja warunków wiązania i twardnienia

• Uszczelnienie mieszanki betonowej i betonu, przez co zwiększenie odporności betonu na działanie mrozu

• Umożliwienie wykonywania betonów w temperaturze bliskiej 0^oC

• Spulchnienie mieszanki betonowej

• Barwienie betonu

17. Uzasadnij możliwość zmniejszenia ilości cementu w mieszance betonowej w wyniku użycia domieszki upłynniającej, bez zmiany wytrzymałości betonu.

W wyniku dodania domieszki upłynniającej zmniejszy się ilość wody potrzebnej do otrzymania betonu o założonych parametrach. Aby zachować stałość wytrzymałości, należy w tym celu zachować stały stosunek C/W (co wynika ze wzoru Bolomey'a). Tym samym należy zmniejszyć ilość cementu.

18.Wymień etapy projektowania betonu.

1. Założenia

2. Dobór jakościowy składników betonu

3. Dobór ilościowy składników betonu

4. Sprawdzenie w sposób obliczeniowy i doświadczalny poprawności zaprojektowanego betonu, ewentualnie dokonanie korekty.

19.Jakie dane powinny zawierać założenia projektowe?

• Przeznaczenie betonu

• Klasa wytrzymałości betonu na ściskanie

• Klasa konsystencji (ciekłość świeżego betonu)

20.

Wzór Bolomey'a

[MPa]

- średnia wytrzymałość betonu na ściskanie

c - ilość cementu w 1m³ betonu w kg

w - ilość wody w 1m³ betonu w dm³

A₁ i A₂ - współczynniki zależne od klasy cementu i rodzaju kruszywa

Gdzie

- wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczana na próbkach walcowych (
) lub sześciennych (
)

y - zapas wytrzymałości dla poszczególnych klas wytrzymałości na ściskanie

wzór z ( - ) dla

21. Podaj wzory stosowane w projektowaniu betonu, opisujące 3 warunki technologiczne.

• 
  

• W = C · w_c + K · w_k

• 
  

22. Podaj wraz z objaśnieniami wzór absolutnych objętości.

[dm³]

gdzie: C - ilość cementu, K - ilość kruszywa, W - ilość wody, ρ_c - gęstość cementu, ρ_k - gęstość kruszywa

23.Podaj wraz z objaśnieniami wzór opisujący warunek ciekłości mieszanki betonowej.

W = C · w_c + K · w_k

W, K, C -ilość cementu, kruszywa, wody w 1m³ betonu

w_c , w_K -wskaźniki wodożądności cementu i kruszywa

24.Co to jest wodożądność kruszywa i jakie dane są niezbędne do jej obliczenia?

Jest to ilość wody jaką należy dodać do 1 kg kruszywa aby uzyskać mieszankę betonowa o założonej konsystencji. Oblicza się jako sumę iloczynów procentowych zawartości frakcji przez odpowiedni dla danych frakcji wskaźnik wodożądności w_k.

25. Oblicz projektową wytrzymałość betonu dla następujących założeń:

C16/20, σ = 4 MPa

R=20+2* σ = 28MPa

1. 26. Podaj (w punktach) tok postępowania w projektowaniu betonu zwykłego metodą zaczynu.

1.Założenia

• Przeznaczenie i warunki użytkowania betonu (klasa ekspozycji)

• Klasa konsystencji

• Klasa wytrzymałości

2.Składniki: Cement ,Kruszywo kamienne naturalne o założonym max. górnym wymiarze ziarn Dmax, Woda

• Dobór optymalnej mieszanki kruszywa (np. z krzywych granicznych)

• Ustalenie procentowego udziału poszczególnych frakcji kruszywa w mieszance kruszywa

• Wstępne określenie ilości składników mieszanki betonowej

Ustalenie współczynnika c/w

Ustalenie ilości zaczynu i jego składników

Z =
[kg] - ilość zaczynu

[dm³] - ilość wody

[kg] - ilość cementu

• wykonanie próbnej mieszanki betonowej : spr. konsyst. met. Vebe lub met. opadu stożka oraz spr. objętości

• obliczenie rzeczywistej ilości zaczynu użytego do próbnego zarobu i jego składników

- Z1=Z - „to co zostało”

-

-C1=W1

• Wstępne obliczenie ilości składników na 1 m³ [kg]

4.Sprawdzenie w sposób obliczeniowy i doświadczalny poprawności zaprojektowanego składu betonu

• Sprawdzenie warunku szczelności

• W 28 dniu dojrzewania próbek sprawdzamy wytrzymałość na ściskanie

1. Ostateczne ustalenie ilości składników na 1 m³ betonu (po ewentualnej korekcie)

C, W, P, Z

2. Obliczenie ilości składników na 1m³ betonu z uwzględnieniem wilgotności zaczynu




1)Obliczenie ilości składników na 1 zarób betoniarki ;Współczynnik spęcznienia składników w mieszance betonowej α=0.85

Objętość robocza betoniarki V_R=V_T· α

Składniki na jeden zarób [kg]




27.Podaj (w punktach) tok postępowania w projektowaniu betonu zwykłego metodą trzech równań.

1. Założenia

• Przeznaczenie

• Klasa betonu

• Konsystencja mieszanki

• Klasa cementu

• Uziarnienie kruszywa

• woda z wodociągu

• Dobór i badanie składników

1. Składniki : cement powszechnego użytku l;. 32,5; 42,5; 52,5; woda z wodociągu, kruszywo kamienne naturalne

2. dobór mieszanki kruszywa do betonu ( dobór frakcji i obliczenie wodożądości)

3. Wstępne określenie ilości składników mieszanki betonowej

1. obliczenie wartości współrzędnych z nomogramów

2. Obliczenie wartości f_cm /A; A - zależne od klasy sem. i rodz. kruszywa

3. obliczenie średniej wytrzymałości na ściskanie f cm

f_cm=f_ck,cube+Y, Y=6÷12 MPa - z rysunku lub ze wzoru : y = 6 + [6*fck, cube - 10)]/105

Z wykresów odczytujemy przybliżoną ilość cementu (C), kruszywa (K), i wody (W) na 1m^3 betonu.

4. Sprawdzenie warunku wytrzymałości




5. Sprawdzenie warunku szczelności




6. Ewentualna korekta

7. Próbna mieszanka betonowa

V_b=5 dm³

C=.../200

W=.../200

K=.../200

8. Wykonanie mieszanki

Zbadanie konsystencji metodą Vebe

Zmierzenie rzeczywistej objętości mieszanki V_rz

9. Zaformowanie próbek

4. Sprawdzenie w sposób obliczeniowy i doświadczalny poprawności zaprojektowanego betonu (ew. korekta)

• Ostateczny skład betonu na 1 m³

• Obliczenie ilości składników na 1 m³ oraz na 1 zarób betoniarki z uwzględnieniem wilgotności kruszywa










28. Dokonaj korekty następującego składu betonu na 1 m³, ze względu na zawilgocenie kruszywa wynoszące 2%,

Cement - 300 kg

Kruszywo - 1996 kg

Woda -150 dm³

Cw = 300 kg

K_w=K*(1+w_k/100)=2036 kg

W_w=W-(K_w-K)= 110 l

29. Jak uwzględnia się w projektowaniu betonu jakość stosowanych materiałów?

Należy wykonać oznaczenia dla wszystkich składników betonu. Te składniki, które spełniają wymagania normy (lub posiadają atesty lub certyfikaty - wtedy nie przeprowadza się oznaczeń) nadają się do zrobienia mieszanki betonowej.

30.Jakie są zasady formowania próbek do sprawdzania wytrzymałości betonu?

Próbki w kształcie sześcianu - wymiar boku 150 mm

Próbki w kształcie walca - średnica 150 mm, wysokość 300 mm

1. Przygotowanie i wypełnienie form (2 warstwy).

2. Zagęszczanie betonu (próbka jest wibrowana tyle czasu, ile wyszło z badania konsystencji)

1. Wibrowanie mechaniczne (wibrator wgłębny lub na stole wibracyjnym)

2. Ręczne

3. Wyrównanie powierzchni

4. Znakowanie

5. Pielęgnacja próbek do badania

6. Transport próbek

31Jakie są wymagane warunki dojrzewania próbek betonowych przeznaczonych do oceny klas betonu?

Próbka powinna dojrzewać przez 28 dni w temperaturze 20±2ºC, w powietrzu o wilgotności większej niż 95%. Próbka powinna się znajdować w formie min. 16 godzin, ale nie dłużej niż 3 dni.

32.Na czym polega metoda podwójnego otulenia?

Przy ustalaniu składu mieszanki betonowej tą metodą przyjmuje się założenie, że ziarna kruszywa o wielkości powyżej 2mm są otulone warstewką zaprawy określonej grubości, ziarna piasku zaś warstewką zaczynu cementowego.

33.Co to jest beton wodoszczelny?

Jest to beton stosowany do wykonywania budowli hydrotechnicznych jak zapory, jazy, śluzy, nadbrzeża morskie i rzeczne, charakteryzujący się podwyższoną wodoszczelnością (min. W6). Kruszywo nie może być nasiąkliwe, piasek powinien być pozbawiony pyłów drobniejszych niż 0.05 mm. Woda nie powinna wnikać na głębokość >5 cm, wolniej wiąże, ma mniejszy skurcz i wymaga wydłużonej pielęgnacji. Celowe jest stosowanie domieszek uplastyczniających i uszczelniających.

8

---