MATERIAŁY BUDOWLANE |
Kompozycja kruszywa do betonu zwykłego |
|
Skład zespołu: Łukasz Pisarek Marcin Talarek Marcin Szarszewski |
||
R.A. 2006/2007 |
Grupa 4 Zespół II |
|
Część teoretyczna
Na ćwiczeniu będziemy się zajmować doborem uziarnienia czy inaczej komponowaniem stosu okruchowego do betonu zwykłego.
Warunkiem odpowiedniego doboru uziarnienia kruszywa jest spełnienie wymagań, aby jamistość i wodożądność kruszywa były jak najmniejsze.
Niezbędne do wykonania ćw. jest przyswojenie kilku podstawowych pojęć:
- Uziarnienie kruszywa - to procentowa zawartość poszczególnych frakcji w stosie okruchowym. Powszechnie spotykanym opisem uziarnienia kruszywa jest jego graficzna interpretacja w postaci łamanej krzywej przesiewu.
- Punkt piaskowy (pp) - procentowa zawartość kruszywa drobnego (w technologii betonu od 0 do 2 mm) w stosie okruchowym.
- Kruszywo o uziarnieniu nieciągłym - jeżeli w kruszywie traktowanym jako mieszanina ziarn różnych frakcji brakuje którejś z frakcji składowych mówimy o nieciągłości w uziarnieniu kruszywa.
- Krzywe graniczne uziarnienia - nie optymalne, lecz zalecane krzywe górna i dolna które tworzą obwiednie dla pola dobrego uziarnienia (pomiędzy nimi powinna się znajdować krzywa przesiewu).
- Jamistość kruszywa - określa względną objętość pustek międzyziarnowych (jam) w objętości kruszywa. Liczona ze wzoru:
j k = (ρ p - ρ n u) / ρ p
gdzie:
ρ p - gęstość objętościowa ziarn kruszywa (dla żwiru i piasku wynosi ona 2,65 kg/dm3)
ρ n u - gęstość nasypowa kruszywa w stanie utrzęsionym
jednostki zależne od przemnożenia jamistości:
j k * 100% [%]
j k * 1000 [dm3/m3]
j k * 1/ ρ n u [dm3/kg]
Dąży się do uzyskania w betonie kruszywa o jak najmniejszej ilości jam między ziarnami.
- Wodożądność kruszywa (w k) - określa ilość wody jaką należy dodać do 1kg. suchego kruszywa, aby mieszanka betonowa z tym kruszywem uzyskała założoną konsystencję.
w k = ( ∑ f i * w k i ) / 100 [dm3/kg]
gdzie:
f i - procentowa zawartość i-tej frakcji
w k i - wskaźnik wodożądności
Im większe ziarno, tym mniejsza wodożądność.
„Kruszywo stanowi szkielet betonu”
cytat z zajęć
Część praktyczna
Na ćwiczeniach zajęliśmy się doborem uziarnienia do betonu zwykłego metodą iteracji. Polega ona na doborze proporcji pomiędzy frakcjami kruszywa tak, aby mieszanka ta charakteryzowała się najmniejszą jamistością i wodożądnością. Przedmiotem badania były cztery frakcje: żwir:2/4mm ; 4/8mm ; 8/16mm oraz piasek 0/2mm. Na początku połączyliśmy frakcje żwiru 8/16mm i 4/8mm. Badaliśmy gęstość nasypową poszczególnych mieszanek. Najodpowiedniejszą była ta o największej gęstości nasypowej. W etapie drugim otrzymaną poprzednio frakcję 4/16mm mieszaliśmy z frakcją 2/4mm i tak jak poprzednio poszukiwaliśmy mieszanki o największej gęstości nasypowej. W etapie trzecim czynności powtarzają się z tym że łączymy frakcje żwiru 2/16mm z piaskiem 0/2mm.
Wyniki z oznaczeń w poszczególnych etapach.
Etap I
Frakcja |
jednostka |
1 |
2 |
3 |
4 |
Żwir 8/16mm |
% |
70 |
65 |
60 |
55 |
Żwir 4/8mm |
% |
30 |
35 |
40 |
45 |
Żwir 8/16mm |
kg |
5 |
5 |
5 |
5 |
Żwir 4/8mm |
kg |
2,14 |
2,69 |
3,35 |
4,09 |
Żwir 4/16mm |
kg |
7,14 |
7,69 |
8,35 |
9,09 |
Objętość mieszanki |
dm3 |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
5,0 |
Gęstość nasypowa w stanie luźnym |
kg/dm3 |
1,785 |
1,831 |
1,898 |
1,818 |
Kruszywem optymalnym po etapie I jest mieszanka zawierająca 60% frakcji 8/16mm (3 kg) i 40% frakcji 4/8mm (2 kg).
Etap II
Frakcja |
jednostka |
1 |
2 |
3 |
Żwir 4/16mm |
% |
90 |
85 |
80 |
Żwir 2/4mm |
% |
10 |
15 |
20 |
Żwir 4/16mm |
kg |
5 |
5 |
5 |
Żwir 2/4mm |
kg |
0,55 |
0,88 |
1,25 |
Żwir 2/16mm |
kg |
5,55 |
5,88 |
6,25 |
Objętość mieszanki |
dm3 |
3,0 |
3,1 |
3,4 |
Gęstość nasypowa w stanie luźnym |
kg/dm3 |
1,850 |
1,897 |
1,838 |
Kruszywem optymalnym po etapie II jest mieszanka zawierająca 85% frakcji 4/16mm i 15% frakcji 2/4mm. Przystępując do etapu III kruszywo frakcji 2/16mm będzie miało następujący skład ziarnowy: frakcja 8/16mm - 51% (2,55kg); 4/8mm - 34% (1,7kg); 2/4mm - 15% (0,75kg).
Etap III
Frakcja |
jednostka |
1 |
2 |
3 |
4 |
Żwir 2/16mm |
% |
70 |
67 |
64 |
61 |
Piasek 0/2mm |
% |
30 |
33 |
36 |
39 |
Żwir 2/16mm |
kg |
5 |
5 |
5 |
5 |
Piasek 0/2mm |
kg |
2,14 |
2,46 |
2,81 |
3,20 |
Masa mieszanki |
kg |
7,14 |
7,46 |
7,81 |
8,20 |
Objętość mieszanki |
dm3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,9 |
Gęstość nasypowa w stanie luźnym |
kg/dm3 |
2,100 |
2,131 |
2,169 |
2,103 |
Optymalne kruszywo z etapu III posiada następujące uziarnienie:
Frakcja |
Zawartość w % |
Żwir 8/16mm |
32,6 |
Żwir 4/8mm |
21,8 |
Żwir 2/4mm |
9,6 |
Piasek 0/2mm |
36,0 |
Uziarnienie mieszanek z etapu III
Mieszanka nr 1 - żwir 2/16mm 70%; piasek 0/2mm 30%.
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechodzi przez sito |
|
|
|
Otwór sita D [mm] |
% |
0/0,5 |
11,0 |
0,5 |
11,0 |
0,5/1 |
10,3 |
1 |
21,3 |
1/2 |
8,7 |
2 |
30,0 |
2/4 |
10,5 |
4 |
40,5 |
4/8 |
23,8 |
8 |
64,3 |
8/16 |
35,7 |
16 |
100,0 |
|
∑=100 |
|
|
Skład granulowy |
Wartość wskaźnika wodożądności wki [ dm3/kg ] |
Wodożądność frakcji [ dm3/kg ] |
|
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji (fi) [ % ] |
|
|
0/0,5 |
11,0 |
0,148 |
0,016 |
0,5/1 |
10,3 |
0,058 |
0,006 |
1/2 |
8,7 |
0,043 |
0,004 |
2/4 |
10,5 |
0,032 |
0,003 |
4/8 |
23,8 |
0,026 |
0,006 |
8/16 |
35,7 |
0,020 |
0,007 |
|
∑=100 |
|
∑=0,042 |
Wodożądność badanej mieszanki wynosi w k = 0,042 [ dm3/kg ]
gdzie:
ρ p = 2,650 kg/dm3
ρ n u = 2,100 kg/dm3
jk = 0,099 [ dm3/kg ]
jk + w k = 0,141 [ dm3/kg ]Mieszanka nr 2 - żwir 2/16mm 67%; piasek 0/2mm 33%.
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechodzi przez sito |
|
|
|
Otwór sita D [mm] |
% |
0/0,5 |
12,2 |
0,5 |
12,2 |
0,5/1 |
11,3 |
1 |
23,5 |
1/2 |
9,5 |
2 |
33,0 |
2/4 |
10,0 |
4 |
43,0 |
4/8 |
22,8 |
8 |
65,8 |
8/16 |
34,2 |
16 |
100,0 |
|
∑=100 |
|
|
Skład granulowy |
Wartość wskaźnika wodożądności wki [ dm3/kg ] |
Wodożądność frakcji [ dm3/kg ] |
|
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji (fi) [ % ] |
|
|
0/0,5 |
12,2 |
0,148 |
0,018 |
0,5/1 |
11,3 |
0,058 |
0,007 |
1/2 |
9,5 |
0,043 |
0,004 |
2/4 |
10,0 |
0,032 |
0,003 |
4/8 |
22,8 |
0,026 |
0,006 |
8/16 |
34,2 |
0,020 |
0,007 |
|
∑=100 |
|
∑=0,045 |
Wodożądność badanej mieszanki wynosi w k = 0,045 [ dm3/kg ]
gdzie:
ρ p = 2,650 kg/dm3
ρ n u = 2,131 kg/dm3
jk = 0,091 [ dm3/kg ]
jk + w k = 0,136 [ dm3/kg ]Mieszanka nr 3 - żwir 2/16mm 64%; piasek 0/2mm 36%.
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechodzi przez sito |
|
|
|
Otwór sita D [mm] |
% |
0/0,5 |
13,3 |
0,5 |
13,3 |
0,5/1 |
12,3 |
1 |
25,6 |
1/2 |
10,4 |
2 |
36,0 |
2/4 |
9,6 |
4 |
45,6 |
4/8 |
21,8 |
8 |
67,4 |
8/16 |
32,6 |
16 |
100,0 |
|
∑=100 |
|
|
Skład granulowy |
Wartość wskaźnika wodożądności wki [ dm3/kg ] |
Wodożądność frakcji [ dm3/kg ] |
|
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji (fi) [ % ] |
|
|
0/0,5 |
13,3 |
0,148 |
0,020 |
0,5/1 |
12,3 |
0,058 |
0,007 |
1/2 |
10,4 |
0,043 |
0,004 |
2/4 |
9,6 |
0,032 |
0,003 |
4/8 |
21,8 |
0,026 |
0,006 |
8/16 |
32,6 |
0,020 |
0,007 |
|
∑=100 |
|
∑=0,047 |
Wodożądność badanej mieszanki wynosi w k = 0,047 [ dm3/kg ]
gdzie:
ρ p = 2,650 kg/dm3
ρ n u = 2,169 kg/dm3
jk = 0,084 [ dm3/kg ]
jk + w k = 0,131 [ dm3/kg ]Mieszanka nr 4 - żwir 2/16mm 61%; piasek 0/2mm 39%.
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji [%] |
Przechodzi przez sito |
|
|
|
Otwór sita D [mm] |
% |
0/0,5 |
14,4 |
0,5 |
14,4 |
0,5/1 |
13,3 |
1 |
27,7 |
1/2 |
11,3 |
2 |
39,0 |
2/4 |
9,2 |
4 |
48,2 |
4/8 |
20,7 |
8 |
68,9 |
8/16 |
31,1 |
16 |
100,0 |
|
∑=100 |
|
|
Skład granulowy |
Wartość wskaźnika wodożądności wki [ dm3/kg ] |
Wodożądność frakcji [ dm3/kg ] |
|
Frakcja [mm] |
Zawartość frakcji (fi) [ % ] |
|
|
0/0,5 |
14,4 |
0,148 |
0,021 |
0,5/1 |
13,3 |
0,058 |
0,008 |
1/2 |
11,3 |
0,043 |
0,005 |
2/4 |
9,2 |
0,032 |
0,003 |
4/8 |
20,7 |
0,026 |
0,005 |
8/16 |
31,1 |
0,020 |
0,006 |
|
∑=100 |
|
∑=0,048 |
Wodożądność badanej mieszanki wynosi w k = 0,048 [ dm3/kg ]
gdzie:
ρ p = 2,65 kg/dm3
ρ n u = 2,103 kg/dm3
jk = 0,098 [ dm3/kg ]
jk + w k = 0,146 [ dm3/kg ]
Zestawienie wykresów gęstości nasypowej oraz sumy jamistości i wodożądności dla mieszanek z etapu III.
Dla mieszanki nr 3 - żwir 2/16mm 64%; piasek 0/2mm 36% wartość gęstości nasypowej przyjmuje wartość maksymalną a suma jk + w k osiąga wartość minimalną. Świadczy to o tym że poszczególne frakcje zostały dobrane w odpowiednim stosunku.
8
Wyszukiwarka