Betontrucinska.zut.edu.pl/fileadmin/Beton_projektowanie.pdf · BETON – WPROWADZENIE DO...

BETON WPROWADZENIE

DO PROJEKTOWANIA

BETON – WPROWADZENIE DO PROJEKTOWANIA

Podstawowe określenia

Projektowanie betonu – postępowanie prowadzące do

ustalenia jakości i liczby składników mieszanki betonowej

(cementu, kruszywa i wody oraz ew. specjalnych domieszek

i/lub dodatków) zapewniających uzyskanie założonych

właściwości betonu.

Zaprawa w mieszance betonowej lub w betonie – mieszanina

cementu i wody oraz wszystkich składników, które przechodzą

przez sito 2 mm, znajdująca się w mieszance betonowej lub

odpowiednio w betonie. 2


Podstawowe określenia

Zarób mieszanki betonowej – mieszanka betonowa otrzymana z

wymieszania jednej porcji składników załadowanych do

betoniarki lub jedna porcja mieszanki betonu transportowego

dostarczona do miejsca ułożenia.

Żelbet – materiał złożony z betonu i prętów stalowych,

umieszczonych w tym betonie w sposób celowy i z góry

przewidziany.

Zbrojenie – pręty stalowe (wkładki) stosowane do żelbetu 3


Podział (umowny) betonu zwykłego na grupy projektowe:

Beton niskich wytrzymałości – klasy C20/25

Beton średnich wytrzymałości – klasy do C40/50

Beton wysokich wytrzymałości – klasy ≥ C50/60

4


Beton niskich wytrzymałości można:

wykonywać z kruszywa naturalnego klasy ≤ 20 o wielkości ziaren

do 32mm,

stosować tylko cementy klasy wytrzymałości na ściskanie 32,5,

wszystkie wskaźniki i współczynniki przyjmować z literatury,

projektować skład metodą doświadczalną „znanego zaczynu”,

wykonywać z domieszką napowietrzającą.

5


Beton średnich wytrzymałości można:

wykonywać z piasku naturalnego i kruszywa grubego (o wielkości

ziaren do 32mm) tylko łamanego, bądź w połączeniu z kruszywem

naturalnym w ilości przekraczającej 30% klas 30 i 40,

stosować cementy klasy wytrzymałości na ściskanie 32,5 i 42,5,

skład projektować w oparciu o przyjęty z góry wskaźnik wodno-

cementowy,

wykonywać także z domieszką upłynniającą,

składniki dozować wagowo.

6


Beton wysokiej wytrzymałości można:

wykonywać tylko z kruszywa łamanego klasy 50 z ziarnami do

16mm i piaskiem lub miałem, w obu przypadkach z ograniczoną

ilością ziaren do 0,125 mm,

wykonywać tylko z domieszką upłynniającą, a w uzasadnionych

przypadkach z domieszką napowietrzającą,

skład projektować przy z góry ustalonej ilości cementu,

w przypadku betonów klas > C 50/60 uzyskiwać tylko z

dodatkiem pyłu krzemionkowego i superplastyfikatora.

7


Metody projektowania składu mieszanek kruszywa

1. Metoda wg granic krzywych przesiewu

2. Metoda kolejnych przybliżeń (iteracji)

8


Metoda wg granic krzywych przesiewu

Granice krzywych przesiewu (górne i dolne) oznaczają, że jeśli

dowolne kruszywo charakteryzuje się uziarnieniem, którego

krzywa przesiewu znajduje się pomiędzy podanymi granicami, to

kruszywo spełnia warunek zaleconego, choć optymalnego

uziarnienia i może być zastosowane do betonu.

W przeciętnych warunkach betonowania, za najlepsze się uważa

uziarnienie, dla którego krzywa przesiewu znajduje się w środku

pola.

9


10

Zalecane krzywe graniczne pełnego uziarnienia kruszywa do betonu wg PN

Rys. Jamroży Z.: Beton i jego technologie. WN PWN. Warszawa 2008


11

Krzywe graniczne kruszywa do 32 mm

Nieprzekraczalne wymagania norm

niemieckich DIN 1045 oparte do

praktycznym doświadczeniu dla kruszyw do

32mm.

Istnieją także granice dla kruszyw do 8, 16 i

63mm.



Przykładowe krzywe uziarnienia piasku na tle normowego pola dobrego uziarnienia

12 Piasek nie spełnia wymogów normowych Piasek spełnia wymogi normowe


Granice krzywych przesiewu

Dla ustalenia proporcji kruszywa drobnego frakcji 0-2 do

kruszywa grubego frakcji > 2mm korzysta się z różnych

wskazówek w poradnikach lub ustala się samodzielnie metodą

kolejnych przybliżeń, aż do uzyskania najbardziej gęstego układu

zmieszanych kruszyw.

13

www.polskicement.pl


Zalecane ilości kruszywa frakcji 0-2 w stosunku do całości kruszywa

czyli tzw. punkty piaskowe, w zależności od:

stosunku W/C,

ilości cementu w 1m3 betonu,

konsystencji mieszanki betonowej,

przedstawiono w poniższych tabelach.

14


Orientacyjne zalecane wielkości punktów piaskowych mieszanki kruszywa do betonu w zależności od konsystencji, ilości zaprawy i stosunku C/W

15

C/W

Wartość punktów piaskowych przy ilości w 1 m3 betonu

400 450

i przy konsystencji masy betonowej

S4 S3 S2 S4 S3 S2

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6

25 24 22 19 17 14 - -

26 25 23 21 19 16 14 -

29x 28 26 24 22 20 17 15

30 29 27 24 22 19 - -

31x 30 28 25 23 21 19 -

34x 33 31 29 27 24 - -

x – możliwość wystąpienia nieszczelności masy betonowej na skutek małej ilości zaczynu

cementowego, konsystencje: S2 – gęstoplastyczna, S3 - plastyczna, S – 4 półciekła


Orientacyjne zalecane wielkości punktów piaskowych mieszanki kruszywa do betonu w zależności od konsystencji, ilości zaprawy i stosunku C/W

16

C/W

Wartość punktów piaskowych przy ilości w 1 m3 betonu

500 550

i przy konsystencji masy betonowej

S4 S3 S2 S4 S3 S2

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6

36x 34 32 30 27 24 - -

37x 36 34 32 30 28 25 -

39x 38x 36 35 33 31 29 26

40x 39 37 35 33 30 - -

43x 42x 40 38 36 33 30 -

45x 44x 42x 41 39 37 34 31

x – możliwość wystąpienia nieszczelności masy betonowej na skutek małej ilości zaczynu

cementowego, konsystencje: S2 – gęstoplastyczna, S3 - plastyczna, S – 4 półciekła


Punkt piaskowy określa procentową zawartość ziaren do 2 mm w

stosie kruszywa

17

Punkt pyłowy określa procentową zawartość ziaren do 0,05 mm

w stosunku do ogólnej ilości ziaren do 2 mm

G – masa danej frakcji kruszywa


Mając do dyspozycji dwa zestawy kruszyw (drobne i grube), ale

niemieszczące w granicach do 2 i ponad 2 mm, czyli pierwszy

zestaw kruszyw zawiera nadziarno a drugi podziarno, to proporcje

tych kruszyw dla przyjętego punktu piaskowego z powyższych

tablic można obliczyć wg wzoru:

18


19

Przykład

Kruszywo K1 ma punkt piaskowy PP1=5%

Kruszywo K2 ma punkt piaskowy PP2=65%

Zgodnie z danymi w tablicy ustalono, ze kruszywo ma mieć PP=30%, tak więc:

Zatem kruszywa K1 należy wziąć 1,4 części masowo w stosunku do

kruszywa K2.

Sprawdzenie: (1,4x5% + 1x65%) : (1,4+1)=30%


20

Metoda kolejnych przybliżeń (iteracji)

Optymalne uziarnienie kruszywa – jest to uziarnienie, które

zapewnia uzyskanie założonych właściwości betonu oraz

mieszanki betonowej o wymaganej konsystencji, przy możliwie

najmniejszym zużyciu wody.

Bez względu na rodzaj kruszywa i jego właściwości fizyczne

przyjmuje się z dużym prawdopodobieństwem, że kruszywo o

optymalnym uziarnieniu jest kruszywem o najmniejszej ilości

jam pomiędzy ziarnami stosu okruchowego, przy czym zawiera

jednocześnie możliwie jak najgrubsze ziarna.


21


Schemat zasady doboru optymalnego uziarnienia kruszywa: A0 (optymalne) =0,95 A1,

A1– proporcje najgęściejszego zestawu w próbie

Można to określić jako

warunek najmniejszej

jamistości i najmniejszej

wodożądności stosu

okruchowego.



22


Całość zagadnienia wynika stąd, że wytrzymałość betonu na

ściskanie zależy od stosunku masy użytego cementu (C) do masy

wody zarobowej (W) powiększonej o ilość próżni (P), jaka

znajduje się w mieszance betonowej po jej urobieniu, czyli

C/(W+P).

Zależność powyższa (sformułowana przez Fereta) oznacza, że obojętne

jest dla spadku wytrzymałości betonu, czy pory w betonie powstały w

wyniku przedostania się do mieszanki betonowej pęcherzy

powietrznych, czy też przez odparowanie nadmiaru wody zarobowej.


23

Dobór uziarnienia metodą kolejnych przybliżeń (iteracji)

Metoda iteracji polega na tym, że mając np. dwa zestawy kruszyw

o różnym uziarnieniu (np. kruszywo drobne i kruszywo grube),

miesza się je kolejno w różnych proporcjach, określając

każdorazowo szczelność mieszanki lub jej jamistość.

Za najlepszą uważa się proporcję, przy której mieszanka kruszywa

jest najbardziej gęsta i jednocześnie zawiera najmniej drobnych

ziaren.


24


Jamistość stosu okruchowego wyznaczana jest ze wzoru:

- gęstość objętościowa ziaren kruszywa (skały, z której pochodzi

kruszywo)

- gęstość nasypowa stosu kruszywa

gdzie:


25


Najmniejsza jamistość odpowiada największej szczelności stosu

okruchowego (sk), którą określa się wg wzoru:

• jamistość kruszyw stosowanych do BL niskich klas (do C16/20)

nie powinna być większa niż 28%, uwzględniając ziarna od

0,25mm,


26


• stosując kruszywa naturalne, nie uzyskuje się praktycznie

jamistości mniejszej niż 23%,

• jamistość 23-28% uważa się za wystarczającą, aby

kruszywo naturalne mogło być dopuszczone do

stosowania w betonie,

• większą szczelność można uzyskać specjalnie dobierając

kruszywa tylko niektórych frakcji, co skutkuje tzw.

uziarnieniem nieciągłym.


27

Przykład 1 – zastosowanie iteracji dla uzyskania optymalnego

uziarnienia z połączenia dwóch kruszyw

Kruszywo K1 ma gęstość nasypową =1,53 kg/dm3

Kruszywo K2 ma gęstość nasypową =1,46 kg/dm3

Kruszywo K2 jest drobniejsze od K1.. Przykład jest analizowany dla przyjętych

proporcji wagowo kruszyw wg tabeli:

Optymalny stosunek wynosi 1:0,30. Mimo, że gęstość nasypowa jest taka

sama przy stosunku 1:0,35, uznaje się ją za gorszą z uwagi na większą

zawartość ziaren drobnych i tym samym większą wodożądność.

Stosunek masowy K1:K2 1:0 1:0,25 1:0,30 1:0,35 1:0,40

Gęstość nasypowa [kg/dm3] 1,53 1,62 1,84 1,84 1,76


28

Doświadczenia prowadzi się na kruszywach wysuszonych do

stałej masy w temp. 105oC.

Zagęszczanie mieszanki określa się wg:

• gęstości nasypowej (n),

• szczelności (sk ),

• jamistości (jk).

pamiętając, że sk + jk = 1


29

Posługując się metodą iteracji można wyróżnić następujące

przypadki, które wymagają pewnej odmiany postępowania:

komponowania z dwóch zestawów kruszyw, kruszywa dla

betonów niskich klas (do C20/25),

komponowania z dwóch zestawów kruszyw, kruszywa dla

betonów średnich klas (od C20/25 do C40/50),

komponowania kruszywa podzielonego na kilka zestawów

frakcji lub grup frakcji, które stosuje się do betonów wybitnie

wysokich wytrzymałości (klasa ≥ C40/50).


30

Komponowanie z dwóch zestawów kruszyw, kruszywa dla

betonów niskich klas (do C20/25).

Po skontrolowaniu, że dane kruszywa spełniają wymagania w

zakresie cech fizycznych i chemicznych, wystarczy przy

komponowaniu kolejnych przybliżeń kierować się tylko

uzyskaniem największej gęstości mieszanki.

Z reguły jednak nie stosuje się tej metody do komponowania

kruszy do betonów niskich wytrzymałości.

Wystarczająca w tym przypadku jest metoda punktu piaskowego

zestawionego w tabeli powyżej.


31

W celu bardziej precyzyjnego ustalenia proporcji prowadzi się

analizę wielkości sumy objętości jam w kruszywie (jk) i objętości

wody (wk) różnej wodożądności kruszywa.

Sposób ten polega na mieszaniu ze sobą dwóch różnych

zestawów kruszyw w zmieniających się kolejno proporcjach i

obliczaniu dla każdej proporcji:

jamistości stosu (jk),

wodożądności (wk),

sumy wartości (jk + wk).

Zestaw o najmniejszej wartości (jk + wk) oznacza najlepsze

kruszywo.


32

Przykład 2 – dobrać najwłaściwszy zestaw kruszywa z dwóch

danych kruszyw.

Dane kruszyw:

K1 – naturalne kruszywo o frakcji do 16 mm o uziarnieniu wg

dowolnej krzywej mieszczącej się w granicach krzywych

dopuszczalnych

K2 – naturalne kruszywo drobne do 2 mm o uziarnieniu wg

dowolnej krzywej mieszczącej się w granicach krzywych

dopuszczalnych dla piasku


33

Wodożądność kruszyw obliczono jak dla gęstoplastycznej

konsystencji mieszanki betonowej

Jamistość obliczono ze wzoru. Kruszywo mieszano w stosunku

wagowym. Rezultat mieszania zawiera tabela.

Stosunek K1 : K2 1:0,35 1:0,5 1:0,65 1:0,8 1:1,1 1:1,2

Jamistość 0,1393 0,1293 0,1221 0,1384 0,1382 0,1420

Wodożądność 0,0338 0,0380 0,0412 0,0456 0,0470 0,0532

Jamistość + wodożądność

0,1731 0,1663 0,1653 0,1840 0,1862 0,1952


34

Najkorzystniejszy okazał się stosunek 1:0,65, kiedy to suma

jamistości i wodożądności (jk + wk) przybrała najniższą wartość.

Również w tym przypadku otrzymano najniższą jamistość. Z

reguły ma to miejsce, gdy zestawia się kruszywa, których

uziarnienie przebiega wg krzywej mieszczącej się pomiędzy

krzywymi granicznymi.

W związku z tym w praktyce można ograniczyć całe powyższe

postępowanie jedynie do oznaczenia jamistości.


35

Zastosowanie metody iteracji dla komponowania optymalnego

uziarnienia z kruszywa podzielonego na frakcje lub kilka grup

frakcji

Komponowanie kruszywa z wielu oddzielnych zestawów (ponad 2)

jest wykonywanie w przypadku betonów o wysokiej

wytrzymałości, począwszy od betonów klasy C40/50.

Z reguły w tym przypadku dąży się do skomponowania uziarnienia

nieciągłego, które daje stos szczelniejszy niż kruszywo ciągłe.


36

Układanie się ziaren grubych w zależności od wielkości ziaren drobnych

a) Stan wyjściowy (układ grubszych ziaren),

b) Stan po dodaniu ziaren drobnych o wymiarach większych niż jamy pomiędzy ziarnami grubymi (przypadek ciągłego uziarnienia)

c) Stan po dodaniu ziaren drobnych mieszczących się w jamach ziaren grubych (przypadek uziarnienia nieciągłego)



37

Ziarna mniejszej frakcji kruszywa mieszczą się w jamach

pomiędzy ziarnami kruszywa grubszego bez rozpychania tych

ziaren.

Warunek ten spełniają ziarna, jeśli:

gdzie:

- najmniejsza średnica ziarna z grubszej frakcji

(wypełnienie)

- największa średnica ziarna z drobniejszej frakcji

(uzupełniającej)


38

Kruszywo takie daje mieszanki gorzej urabialne, ale zakłada się, że

beton będzie zagęszczony mechanicznie.

Do betonów o wysokiej wytrzymałości stosuje się kruszywo:

o uziarnieniu do 16mm,

z pominięciem frakcji do 0,125mm, a czasem nawet do 0,25mm

– kruszywa tych frakcji mają większą wodożądność, co jest

niekorzystne, a jamy jakie powstaną w wyniku ich nieobecności,

zostaną dostatecznie wypełnione cementem, którego i tak

trzeba dodać więc do uzyskania efektu wysokiej wytrzymałości.


39

Tak więc ostatecznie wybiera się spośród frakcji od 0,125mm do

16mm trzy lub cztery frakcje wg zasady określonej wzorem

i drogą kolejnych przybliżeń ustala się optymalne

proporcje, tj. prowadzące do najszczelniejszego stosu

okruchowego przy minimalnej ilości frakcji najdrobniejszych.

Jak to zrobić?

Po ustaleniu frakcji (lub grupy frakcji) kruszywa najpierw z dwóch

najgrubszych frakcji komponuje się możliwie najszczelniejszy

zestaw.


40

Traktując ten zestaw już jako jedno kruszywo należy partiami

dodawać kolejną z frakcji, aż do uzyskania znów najbardziej

szczelnego stosu i tak kolejno do wyczerpania wszystkich

wybranych frakcji. Idea tego sposobu zobrazowana jest graficznie.

1 – optymalny stosunek K1:K2 – K12

2 – optymalny stosunek K12:K3 – K123

3 – optymalny stosunek K123:K4 –

K1234



41

Przykład 3 – kompozycja kruszywa nieciągłego o uziarnieniu do

16mm

Tok postępowania:

1. Podjęcie decyzji o zakresie dopuszczenia najdrobniejszej

frakcji

2. Dobór frakcji do kompozycji

3. Ustalenie doświadczalne proporcji poszczególnych frakcji


42

1. Podjęcie decyzji o zakresie dopuszczenia najdrobniejszej

frakcji

Przyjęto, że zestaw kruszywa nie może zawierać ziaren

przechodzących przez sito 0,125mm

2. Dobór frakcji do kompozycji

Postanowiono komponować kruszywo z trzech oddzielnych

zestawów. Przyjęto jako najgrubszą pożądaną frakcję 8/16.

Pozostałe dwie frakcje ustalono korzystając ze wzoru ,


43

a mianowicie:

dmax= Dmin : 4 = 8:4 = 2mm – zatem przyjęto frakcję 1-2mm

Podobnie ustalono najdrobniejsza frakcję

dmax= Dmin : 4 = 1:4 = 0,25mm – przyjęto frakcję 0,125-0,25mm.

Jest to zgodne ze wstępnym założeniem.

Ponieważ obie drobniejsze frakcje nie przekraczają średnicy 2mm,

przyjęto że będą to kruszywa naturalne z rozfrakcjonowanego

piasku, a kruszywem o frakcji 8/16 będzie bazalt.


44

System podziału kruszywa na frakcje i ich oznaczenia

Określenie kruszywa

Rzeczywisty wymiar ziaren

[mm]

Wymiar boku oczka [mm]

Stosowane określenia frakcji Symbol frakcji

popularnej często

Grube

> 80 64 > 63 > 63

40-80 32 32-63 32/63 f11

20-40 16 16-31,5 (32) 16/32 f10

10 do 20 8 8-16 8/16 f9

5 do 10 4 4-8 4/8 f8

Drobne

2,5 do 5 2 2-4 2/4 f7

1,25 do 2,5 1 1-2 1/2 f6

0,63 do 1,25 0,5 0,5-1 0,5/1 f5

0,32 do 0,63 0,25 0,25-0,5 0,25/0,5 f4

0,16 do 0,32 0,125 0,125-0,25 0,125/0,25 f3

0,08 do 0,16 0,063 0,063-0,125 0,063/0,125 f2

< 0,08 dno 0-0,063 0/0,063 f1


45

3. Ustalenie doświadczalne proporcji poszczególnych frakcji


Uwaga: w przypadku kruszyw o

nieciągłym uziarnieniu nie zachodzi

potrzeba, aby ostateczny układ

ziaren mieścił się w granicach

krzywych zalecanych przez normy,

ale byłoby dobrze, żeby mieścił się

w krzywych jak na wykresie


46

Postępowanie przy ustalaniu proporcji zawiera poniższa tablica.

Dane Przybliżenia

I II III IV V VI VII VIII

Frakcja 8-16 [g] 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000

Frakcja 1-2 [g] - 2000 3000 4000 5000 4000 4000 4000

Frakcja 0,125-0,25 [g] - - - - - 1500 2000 3000

Gęstość obj. [kg/m3] 1,660 1,700 1,810 1,860 1,815 2,010 2,065 2,030

Szczelność 0,580 0,642 0,665 0,681 0,660 0,754 0,770 0,750

Jamistość 0,420 0,358 0,335 0,319 0,340 0,246 0,230 0,250

Wodożądność [kg/kg] 0,013 0,019 0,020 0,021 0,022 0,030 0,033 0,037


47

W tablicy poniżej podane są przykłady najczęściej stosowanych

zestawów frakcji dla uzyskania kruszyw nieciągłych o różnej

wielkości maksymalnych ziaren

Maksymalna wielkość ziaren

Frakcje [mm]

do 63 mm 3-63 4-8 0,5-1 0,063-0,125

do 32 mm 16-32 2-4 0,25-0,5 -

do 16 mm 8-16 1-2 0,125-0,25 -

do 8 mm 4-8 0,5-1 - -


48

Woda zarobowa

Woda zarobowa - woda dodana do mieszaniny cementu i

kruszywa w celu uzyskania mieszanki betonowej o żądanej

konsystencji i umożliwienia procesu wiązania cementu.

Woda w betonie ma więc bardzo ważne i określone zadanie, z

którym łączą się dwa zagadnienia:

rodzaj wody,

ilość użytej wody.


49

Główne zadanie wody – jak najszybsze otulenie wszystkich ziaren

suchych składników betonu i to jak najcieńszą powłoką.

Są to przede wszystkim ziarna:

cementu,

miałów skalnych do 0,125 mm,

popiołów lotnych,

żużli wielkopiecowych,

pyłów krzemionkowych.


50

Wymienione ziarna w stosunku do wody zachowują się różnie, o

czym decydują właściwości fizykochemiczne.

Najgorzej zwilżalne są ziarna cementu – ziarna cementu otulają się

z trudem grubą warstwą wody (średnio od 1,5µm przy

W/C=0,5÷0,7).

Znacznie korzystniej zachowuje się pył krzemionkowy – ziarenka

SiO2 (ma ich ok. 1µm powyżej 95%) tworzą wokół siebie otoczkę

wodną zwaną micelą. Tworzy się zol - bardziej lepka woda, co

jest korzystne przy mieszaniu składników betonu.


51

Warunki dopuszczenia wody do zarabiania betonu

Woda do betonu:

woda pitna (najlepsza), można jej używać bez badania,

czyste wody powierzchniowe – rzeczne, ze stawów, z jezior itp.,

czyste wody gruntowe,

nie nadają się wody ściekowe i przemysłowe.


52

Dopuszczenie wody do zarabiania betonu

O dopuszczeniu wody innej niż pitna decydują generalnie jej

właściwości chemiczne (wg PN-88/B-32250 Woda do betonu i

zapraw):

sucha pozostałość, nie więcej niż 1500 mg/l,

zawartość siarczanów, nie więcej niż 600 mg/l,

stężenie jonów wodorowych (pH), nie niżej 4,

zawartość cukrów, nie więcej niż 500 mg/l,


53


zawartość siarkowodoru, nie więcej niż 20 mg/l,

zawartość chlorków, nie więcej niż 400 mg/l.

Woda nie powinna:

o wykazywać zabarwienia,

o wykazywać zapachu gnilnego,

o zawierać żadnej zawiesiny.


54


Jeżeli nie będą spełnione wymagania odnośnie wody, skutek

może być następujący:

zmiany procesu wiązania,

obniżenie końcowej wytrzymałości betonu, ponad

dopuszczalne 10%,

tworzenie szkodliwych związków w betonie dojrzałym, które

mogą prowadzić do jego korozji.


55

Uwaga!!!

Stosowanie wody innej niż pitna, mimo zanieczyszczeń

przekraczających powyższe zawartości, jest możliwe pod

warunkiem, że próbne beleczki 4cmx4cmx16cm wykonane z

normowej zaprawy cementowej zawierającej wątpliwą wodę

nie wykażą spadku wytrzymałości po 28 dniach większego niż

10% w stosunku do zaprawy normowej z wody pitnej.

W przypadku betonów wysokiej jakości (BWJ) powyższa próba

nie może wykazać spadku wytrzymałości.


56

Uwaga!!!

Wyklucza się wodę zawierającą oleje, kwasy humusowe,

cukier, tłuszcze roślinne oraz wodę mineralną.

Charakterystyczne jest, że woda zarobowa może zawierać

więcej substancji szkodliwych dla betonu dojrzałego niż woda

bieżąca, oddziałująca na ten beton po związaniu. Jest to

związane z tym, że wody dopływające stale doprowadzają do

betonu nowe porcje szkodliwych substancji.


57

Ilość wody zarobowej

W celu uzyskania pożądanej płynności i urabialności mieszanki

betonowej powinna nastąpić następująca sytuacja:

ziarna cementu i ziarna kruszywa muszą być otoczone podczas

mieszania składników warstewką wody,

im mieszanka ma mieć bardziej płynną konsystencję tym

warstwa wody otaczającej ziarna musi być grubsza,


58

Ilość wody zarobowej

konieczną ilość wody do otulenia ziaren cementu w celu

uzyskania wymaganej konsystencji nazywa się wodożądnością

cementu, a do otulenia kruszywa – wodożądnością kruszywa.

ilość wody wynikająca z konieczności zwilżania ziaren cementu

i kruszywa jest w praktyce wystarczająca do poprawnego

przebiegu procesu wiązania cementu w betonie.


59

Wodożądność składników betonu

Wodożądność kruszywa (wk) – ilość wody w 1 dm3, jaką należy

dodać do 1 kg suchego kruszywa określonej frakcji w celu

uzyskania żądanej ciekłości, czyli konsystencji.

Wodożądność cementu (wc) - ilość wody w 1 dm3, jaką należy

dodać do 1 kg poszczególnych klas cementu, gdyż rozdział na na

frakcje jest praktycznie niemożliwy.


60


Wodożądność dodatków (wd) do betonu uwzględnia się przez

doliczenie ich do kruszywa lub cementu – zależy to od wielkości

ziarn.

!!! Dodatki dolicza się do cementu jeżeli ziarna są < 0,25 mm

!!! Objętości domieszek występujących w postaci płynnej wlicza

się do wody zarobowej


61


Wodożądność cementu i kruszywa zależy od:

kształtu ziaren,

chropowatości powierzchni ziaren,

wielkości ziaren,

proporcji ziaren w danym składzie,

wymaganej konsystencji mieszanki betonowej.


62

Przyjmuje się więc, że rzeczywista ilość wody zarobowej „W”

musi się równać sumie ilości wody koniecznej do otulenia ziaren

cementu (Cwc) i otulenia ziaren kruszywa (Kwk), czyli:

W = Cwc + Kwk,

gdzie:

C – masa cementu w 1 m3 betonu, kg

K – masa kruszywa w 1 m3 betonu, kg

wc – wodożądność cementu, l/kg

wk – wodożądność kruszywa,l/ kg


63

Uwaga!!!

Wody zawartej wewnątrz ziaren kruszywa nie wlicza się do

wody zarobowej

Należy odliczać ilość wody, która w ciągu 30 min. może być

przez suche kruszywo wyssana z zaczynu

Od ilości wody (W – wyznaczonej obliczeniowo) należy odjąć

wodę znajdującą się już w kruszywie ale tylko na powierzchni

ziaren

Jej ustalenie polega na usunięciu wody suchą szmatką lub ułożenie pobranej próbki kruszywa na podłożu umożliwiającym jej odparowanie.


64

Znane są wskaźniki wodożądności cementu i kruszywa

opracowane przez Sterna i Bolomeya. Zasadnicza różnica między

tymi zestawami wskaźników polega na tym, że:

Bolomey przyjmuje stałą niską wartość wodożądności

cementu – wc=0,23, a w zamian za to, przyjmuje odpowiednio

większe i bardziej zróżnicowane wskaźniki wodożądności

kruszywa

Stern różnicuje także wskaźniki wodożądności cementu w

dostosowaniu do konsystencji. Jednak i te wskaźniki są

względne, gdyż nie uwzględniają miałkości cementu


65

Wyliczone wg wzoru Sterna wartości liczbowe wk dla piasku i żwiru o gęstości k = 2,65 kg/dm3 zestawiono w tabeli, [dm3/kg]

Frakcja [mm]

Wskaźniki wodne przy konsystencji masy

Wilgotna Gęstoplastyczna Plastyczna Półciekła Ciekła

0-0,16 0-0,32 0-0,62

0,16-0,32 0,32-0,63 0,63-1,25 1,25-2,50

2,5-5 5-10/1 10-20 20-40 40-80

0,151 0,118 0,094 0,080 0,054 0,039 0,029 0,022 0,017 0,013 0,011 0,009

0,188 0,146 0,117 0,100 0,067 0,048 0,036 0,027 0,021 0,017 0,013 0,011

0,227 0,176 0,141 0,120 0,080 0,058 0,043 0,032 0,026 0,020 0,016 0,013

0,264 0,205 0,164 0,140 0,094 0,068 0,050 0,038 0,030 0,024 0,019 0,016

0,303 0,235 0,188 0,160 0,108 0,077 0,058 0,043 0,034 0,027 0,022 0,018

Cem. portlandzki i hutniczy 0,23 0,25 0,27 0,29 0,31

Cement glinowy 0,32 0,34 0,36 0,38 0,40

1/ odpowiada uziarnieniu # 4-8 mm


66

Ustalając wodożądność cementu i kruszywa powinno się

przyjmować wartość jednego (choć dowolnego) autora.

Jednak poprawniejsze wyniki na ilość wody zarobowej uzyskuje się

przyjmując wc wg Sterna, a wk wg Bolomeya.

Sytuacja taka wymusiła opracowanie wskaźników wodożądności

kruszywa naturalnego uwzględniających doświadczenia praktyczne.

Mimo to, ocena wodożądności poszczególnych składników jest w

dużym stopniu subiektywna. Trudno dokładnie określić, ile wody

powinno się dać z kruszywem a ile z cementem.

Łatwiej jest ustali łączną ilość wody, ponieważ wynika ona z

uzyskane konsystencji mieszanki betonowej.


67

Wskaźniki wodne kruszywa wk i cementu wc zalecane przez krajowe poradniki [dm3/kg]

Frakcja [mm]

Wskaźniki wodne przy konsystencji masy

Wilgotna Gęstoplastyczna Plastyczna Półciekła Ciekła

0-0,125

0, 125-0,25

0,25-0,5

0,5-1,0

1,0-2,0

2-4

4-8

8-16

16-32

32-63

0,184

0,094

0,064

0,045

0,033

0,025

0,020

0,015

0,013

0,0085

0,215

0,109

0,076

0,053

0,039

0,029

0,023

0,018

0,015

0,012

0,239

0,122

0,084

0,058

0,043

0,032

0,026

0,020

0,016

0,013

0,255

0,137

0,095

0,065

0,048

0,037

0,029

0,023

0,018

0,015

0,296

0,151

0,112

0,077

0,058

0,044

0,034

0,027

0,022

0,016

Cement klasy 32,5 0,23 0,25 0,27 0,29 0,31

Cement klasy 42,5 i 52,5 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34


68

Z uwagi na to, że wskaźniki podane w powyższej tabeli dotyczą

kruszywa naturalnego (otoczakowego) o gęstości objętościowej

k=2,65 kg/dm3, w przypadku innego kruszywa należy

wprowadzić odpowiednie poprawki:

wskaźniki wodożądności kruszyw łamanych zwiększyć o 15%,

wskaźniki wodożądności kruszyw o gęstości objętościowej

powyżej 2,65 kg/dm3 pomnożyć przez współczynnik = ,

w przypadku uzupełnienia kruszyw mączkami kamiennymi lub

popiołem lotnym przyjmuje się dla tych dodatków

wodożądność równą połowie wodożądności cementu.


69

Woda w stosie kruszywa

Zawilgocenie kruszywa należy uwzględnić przy wykonywaniu

betonu, aby nie popełnić błędów w dozowaniu składników.

Wodę zawartą w stosie kruszywa dzieli się na:

wodę znajdującą się wewnątrz ziaren,

wodę znajdującą się pomiędzy ziarnami w tym także na ich

powierzchni.


70

1 – całkowicie suchy, zwykle uzyskiwany po suszeniu w temp. 105oC

2 – powietrzno-suchy, naturalny stan wynikający z wilgotności względnej

powietrza

3 – pokryty błonką wody, po zanurzeniu i szybkim wyjęciu z wody (zwykle

dotyczy to ziaren bardzo mało nasiąkliwych)

4 – zawilgocony bez wody na powierzchni, po deszczu lub innym

zawilgoceniu

5 – zawilgocony wewnątrz i zewnątrz,

6 – nasycony wodą o suchej powierzchni – po nasyceniu wg zaleceń normy

7 – nasycony i pokryty wodą – wyjęty po dłuższym przebywaniu w wodzie

Możliwe stany wilgotności pojedynczych ziaren kruszywa:



71

Ważne pojęcia!!!

Wilgotność kruszywa, to procentowo określona ilość wody w stosie

kruszywa w stosunku do jego masy w stanie suchym Ks,

gdzie:

- masa kruszywa zawilgoconego,

- masa kruszywa suchego.

Woda wolna w stosie kruszywa, to woda znajdująca się na zewnątrz

ziaren,

Więźliwość, to zdolność do zatrzymywania wody przez kruszywo

wyjęte z wody (wewnątrz i pomiędzy ziarnami). Woda uwięziona

może mieć postać błonkową i kapilarną.


72

Schemat więźliwości wody i rodzaje wody wolnej w stosie kruszywa

Schematy zjawisk kapilarnych (A, B i C)



73

Po dodaniu wody do suchego kruszywa następuje

natychmiastowe pokrywanie cienką błonką ziarn kruszywa

niezależnie od średnicy wodą błonkową – wb.

Woda zatrzymuje się także w szczelinach między zbliżonymi do

siebie ziarnami jako woda kapilarna – wkap.

Woda znajdująca się pomiędzy co najmniej trzema ziarnami to

woda meniskowa – wm.

Jeżeli ziarna mają powierzchnie bardziej chropowate, to

wymagana ilość wody do utworzenia się błonki na ich

powierzchni jest większa.


74

Ważne pojęcia!!!

Im drobniejsze ziarna, tym większa więźliwość

Wodochłonność = nasiąkliwość + więźliwość

Porównanie więźliwości wody

przez stos ziaren o różnej

wielkości (przyrównano do

więźliwości ziaren o średnicy

=0,125, będącej średnią ze

zbioru 0,1 do 0,15 mm



75

Tak więc kruszywo łamane (grys) mające prawie wszystkie ziarna

o powierzchni chropowatej wymaga większej ilości wody o ok.

10-20% do uzyskania określonej konsystencji niż kruszywo

otoczakowe.

Podobne zjawisko zachodzi w kruszywie drobnym, które ma

większą powierzchnię właściwą (od grubego kruszywa)

niezależnie od rodzaju i kształtu ziaren.

Przy użyciu wzorów empirycznych Sterna:


76

oraz Bolomeya:

gdzie:

wk - wodożądność frakcji kruszywa przechodzącego przez sito o

boku oczka kwadratowego d1, a zostających na sicie o boku oczka

kwadratowego d2,

N - współczynnik doświadczalny zależny od konsystencji

Konsystencja Wartość N do wzoru

Sterna Bolomeya

Wilgotna 0,95 0,080

Gęstoplastyczna 1,20 0,085

Plastyczna 1,45 0,095

Półciekła 1,70 0,105

Ciekła 1,95 0,120


77

Woda wessana przez ziarna kruszywa:

nie ma wpływu na ciekłość mieszanki ani nie wywiera

bezpośredniego wpływu na cechy wytrzymałościowe betonu,

może mieć korzystny wpływ na wiązanie cementu, zwilżając je

w miarę parowania,

chroni przed odciąganiem wody z zaczynu przez kruszywo.

Woda znajdująca się pomiędzy ziarnami może wpływać na

zmianę objętości stosu kruszywa, zwłaszcza drobnego do 2 mm,

co można zaobserwować np. podczas przerzucania czy ładowania.


78


Przy wilgotności ok. 3-8%, piasek ułoży się w stosie o ok. 30% objętościowo większym niż w przypadku piasku suchego lub całkowicie zalanego wodą.

Spulchnienie kruszywa drobnego o ciągłym uziarnieniu: 1- pylaste do 0,25 mm; 2 – piasek do 2 mm; 3 – drobne do 4 mm; 4 – grube do 8 mm



79

Nieuwzględnienie powyższego w praktyce przy dozowaniu

objętościowym, prowadzi do poważnych konsekwencji

Ten sposób układania się ziaren jest wynikiem specyficznych

właściwości wody, a zwłaszcza wysokiego napięcia

powierzchniowego w meniskach tworzonych przez tę wodę w

miejscach styku ziaren.



Napięcie powierzchniowe rozpycha i więzi ziarna utrudniając

ich wzajemne przesuwanie się i ułożenie w najbardziej gęsty

szkielet

W miarę przybywania ilości wody, meniski przybierają coraz

bardziej płaski kształt (promień krzywizny rośnie), ruchliwość

ziaren także rośnie, a przy całkowitym wypełnieniu pustek

pomiędzy ziarnami woda nawet ułatwia zagęszczanie stosu

przez obniżenie tarcia pomiędzy ziarnami

80



81

Zjawisko zmiany objętości skutkujące wodą znajdującą się

pomiędzy ziarnami kruszywa zachodzi w zasadzie wyraźnie

tylko przy kruszywie o ziarnach wielkości ≤ 2 mm.

Stąd też wprowadzono (na wniosek W. Paszkowskiego) podział w

analizie kruszywa jako składnika betonu na ziarna do 2 mm i

powyżej 2 mm – silnie wodożądliwe i mało wodożądliwe.



82

Doświadczalne wyznaczenie wodożądności kruszywa

Należy wykonać mieszankę kruszywa o masie K z cementem o

masie C w przybliżonej spodziewanej końcowej proporcji K:C, jaka

będzie w betonie. Przykład – tabela poniżej

Klasa betonu

fcm

MPa Wytrzymałość

cementu

K:C dla konsystencji

S2 S3 S4

< C8/9 11 25 - 8,5-10,4 7,5-9,0

C8/9 14 25 7,3-8,0 6,6-7,6 5,1-6,8

35 8,2-9,5 7,2-8,5 6,2-7,5

C12/15 20 25 5,2-6,2 4.2-5.4 -

35 6,7-7,6 5,8-7,0 4,7-6.0


83

Doświadczalne wyznaczenie wodożądności kruszywa

Do przyjętej mieszanki składników suchych dolewa się wody W do

uzyskania żądanej konsystencji. W tej metodzie nie trzeba znać

analizy sitowej kruszywa, co bardzo upraszcza oznaczenie

wodożądności, a obliczenie (wk) opiera się na przekształconym

wzorze:

W = Cwc + Kwk,


84

Praktycznie postępuje się następująco:

Ponieważ najczęściej brak jest informacji co do proporcji kruszywa

do cementu, przyjmuje się w pierwszym przybliżeniu 10 kg

kruszywa i 1,5 kg cementu, lub można posłużyć się wskaźnikami

zawartymi w literaturze (tabela – slajd na str. 82).

Wodożądność cementu przyjmuje się wg zaleceń przez krajowe

poradniki lub można przyjąć wg Bolomeya jako wc=0,23 bez

względu na konsystencję

Mieszając kruszywo z cementem dolewa się wody, aż do

uzyskania pożądanej konsystencji

Wodożądność kruszywa oblicza się wg wzoru:


85

Przykład

Zakładając, że przy przyjęciu 10 kg kruszywa i 1,5 kg cementu

dolano 0,9 dm3 wody, to wodożądność kruszywa wynosi:

WŁAŚCIWOŚCI MIESZANKI BETONOWEJ

Ogólna charakterystyka

Proces rozwoju struktury i właściwości betonu dzieli się na okresy:

I – wstępnego dojrzewania

II - wiązania

III – twardnienia

IV – eksploatacji

86

BETON – PROJEKTOWANIE

tężenie dojrzewanie

Charakterystyka procesu dojrzewania betonu: 0 – moment zakończenia mieszania składników, t – czas od zarobienia,

f – wytrzymałość na ściskanie, tpw – początek wiązania, tkw – koniec wiązania, 28 dni – okres przyjęty za zakończenie procesu twardnienia,

M – mieszanka betonowa, Bm + Bb = beton stwardniały lub krótko – beton, Bm – młody beton, Bd – beton dojrzały,

I, II, III, i IV – okresy rozwoju struktury i właściwości betonu

87



Zapewnienie żądanych (złożonych) właściwości betonu

dojrzałego, jest możliwe przy spełnieniu warunków:

właściwe zaprojektowanie ilości składników betonu oraz

uzyskanie odpowiednich cech betonu dojrzałego – który

będzie eksploatowany,

kontrola właściwości mieszanki

betonowej podczas jej

wykonywania.

88


Zapewnienie odpowiednich właściwości dojrzałego betonu jest

jeszcze możliwe poprzez ingerencję w poprawę mieszanki, jej:

wykonanie,

ułożenie,

zagęszczanie,

oraz pielęgnację w okresach II i III.

W betonie dojrzałym w zasadzie nie ma możliwości polepszenia

jego cech.

89


Beton dojrzały o złych właściwościach może być tylko

naprawiany, np.:

wzmacniany,

uszczelniany,

izolowany, itd.

Z reguły, tego typu zabiegi są bardzo kosztowne. Tak więc ważna

jest solidność oraz wysoka jakość wykonywania betonu.

90


Właściwości betonu w okresie II i III oceniane są wyjątkowo i

generalnie jest to:

przyrost wytrzymałości na ściskanie w czasie, w celu

ustalenia dopuszczalnego momentu rozdeskowania

konstrukcji,

określenie odporności na zamrażanie w okresie zimowym,

skurcz betonu w czasie po związaniu.

91


Mieszanka betonowa (w ujęciu praw fizyki) jest ciałem:

plastycznym,

tiksotropowym - łatwo deformującym się pod działaniem

siły i zachowującym stan statyczny po ustaniu jej działania.

Zjawisko to świadczy o występowaniu sił spójności w

mieszance betonowej. Pochodzą one od lepkości zaczynu i

tarcia wewnętrznego stosu kruszywa.

92


Ruchliwość mieszanki zależy od zawartości zaczynu

cementowego, który spełnia jednocześnie role:

smaru zmniejszającego tarcie wewnętrzne,

kleju spajającego ziarna, nie pozwalając im na swobodne

oddzielanie się od mieszanki.

Tarcie wewnętrzne rośnie wraz z ilością kruszywa w mieszance,

tym bardziej im:

powierzchnia ziaren jest chropowata,

kształt ziaren mniej regularny.

93


Tarcie wewnętrzne w mieszance rośnie także wraz ze:

zwiększaniem się ilości kruszywa łamanego,

zmniejszaniem się ilości zaczynu cementowego.

Spójność mieszanki betonowej jest proporcjonalna do:

lepkości,

tarcia wewnętrznego mieszanki.

Zjawiska te są bardzo ważne, ponieważ w technologii dąży się

do uzyskania mieszanki betonowej o możliwie najlepszej

spójności i najmniejszym tarciu wewnętrznym. Dzięki temu

mieszanka jest łatwo urabialna.

94


Mieszanki takie:

nie wymagają dużych energii do ich ułożenia i zagęszczania,

jednocześnie nie ulegają rozdzieleniu się składników

(segregacji), co zapewnia większą jednorodność struktury

mieszanki, a ostatecznie i betonu.

Jednorodność mieszanki oznacza równomierne rozłożenie

składników w całej masie betonu, ze szczególnym

uwzględnieniem równomiernego rozkładu wszystkich frakcji

kruszywa.

95


Te reologiczne (odkształceniowe) właściwości mieszanek

betonowych ocenia się w technologii betonu:

urabialnością,

konsystencją

zdolnością do ścisłego zagęszczania się mieszanek.

Urabialność

Urabialność mieszanki betonowej – wg normy, jest to podatność

do dokładnego wypełnienia form przy jednoczesnym

zachowaniu jednorodności, bez powstawania w niej więcej niż

2% pustek.

96


Definicja urabialności odnosi się do całego okresu betonowania,

który może trwać nawet powyżej 2 godzin – jest to okres od

urobienia mieszanki do chwili zagęszczania w deskowaniu.

Obecnie nie ma ścisłej metody badania tej właściwości. Ocenia

się ją jedynie wg efektów, o których świadczą:

Długość okresu zagęszczania,

Gładkość uzyskanej powierzchni,

Dokładność otulenia zbrojenia.

97


Urabialność można zmodyfikować:

Konsystencją,

Ilością zaczynu,

Ilością zaprawy,

Kształtem ziaren kruszywa grubego,

Sumą ilości cementu i innych składników o ziarnach do

0,125mm,

Stosowaniem plastyfikatora,

Stosowaniem domieszki napowietrzającej,

Stosowaniem wody do cementu przy odpowiedniej zmianie

rodzaju, aby zachować wymagana wytrzymałość betonu.

98


Nie wolno zmieniać urabialności przez dodanie tylko samej

wody, gdyż zmieni się niekorzystnie stosunek wody do cementu,

co skutkuje obniżeniem wytrzymałości betonu!!!!

Konsystencja

Konsystencja mieszanki betonowej – stan ciekłości obrazujący

zdolność do odkształceń (rozpływu) pod wpływem obciążenia. W

zależności od metody badania obciążeniem może być ciężar

własny mieszanki bądź dodatkowe oddziaływanie zewnętrzne.

Konsystencję określa się różnymi metodami – patrz wykład

wprowadzający z teorii betonu.

99


100


Oznaczenie konsystencji według metody Ve-be (EN 12350-3)

Klasa Czas Vebe

[s]

V0

V1

V2

V3

V4

31

od 30 do 21

od 20 do 11

od 10 do 6

od 5 do 3 Zalecane granice od 30 s do 5 s

101


Oznaczenie konsystencji według metody opadu stożka (EN 12350-2)

Klasa Opad stożka

[mm]

S1

S2

S3

S4

S5

od 10 do 40

od 50 do 90

od 100 do 150

od 160 do 210

220

Zalecane granice od 10 mm do 210 mm

Zdolność do zagęszczania

Jednym z założeń dotyczącym właściwości betonu zwykłego:

jest minimalna zawartość próżni w jego strukturze,

warunek ten ma szanse zaistnieć, gdy będzie miało miejsce

maksymalne zagęszczenie mieszanki po ułożeniu jej w

deskowaniu.

W rzeczywistości jest to trudne do zrealizowania, szczególnie w

przypadku mieszanek o konsystencji mniej ciekłej i dlatego

norma dopuszcza 2% pustek w mieszankach, do których nie

stosowano domieszek napowietrzających.

102


W praktyce budowlanej można kierować się zaleceniami

zawartymi w poniższej tablicy.

103


Konsystencja Sposób zagęszczania

Ręczny Mechaniczny

S1 4 2

S2 S3

3 1

S4 S5

2 0,5

Objętość porów w mieszance betonowej pozostająca (w większości przypadków) po zagęszczeniu, %

Pustki powietrzne:

Powietrze dostaje się do mieszanki w czasie urabialności,

Pustki tego typu są kuliste, bądź nieregularne o wymiarach

kilku milimetrów i noszą nazwę pustek powietrznych,

Im mieszanka betonowa jest mniej ciekła, tym trudniej jest

usunąć z niej wszystkie pustki,

Sprawdzenie porowatości mieszanki przeprowadza się na

pobranej próbce jedną z trzech metod:

Wolumetryczną (doświadczalną),

Grawimetryczną (met. doświadczalno-obliczeniowa),

Ciśnieniową (metoda doświadczalna).

104


Metoda wolumetryczna – pomiar objętości wody zużytej do

wypełnienia pustych miejsc.

Metoda grawimetryczną - opiera się na ustalonej wagowo

gęstości objętościowej zagęszczonej mieszanki ρm i porównaniu

jej z gęstością właściwą ρwm. Porowatość wyznacza się ze wzoru:

Metoda ciśnieniowa – opiera się na wykorzystaniu prawa Boyle-

Mariotta, które mówi, że iloczyn objętości i ciśnienia jest

wielkością stałą (v·p=const.)

105


Jeśli zatem mieszanka betonowa zawiera powietrze, to w wyniku

wywarcia na nią ciśnienia, mieszanka zmniejszy swoją objętość,

ponieważ powietrze w niej zawarte ulegnie komprymacji.

106


Wywierając nadciśnienie 0,1 MPa, czyli

zwiększając dwukrotnie istniejące ciśnienie

atmosferyczne, zawarte w mieszance

powietrze zmniejszy swoją objętość zgodnie

z prawem o połowę. Do pomiaru służy

specjalny aparat ciśnieniowy. Ze względu na

stałe jego parametry, badania nie wymaga

żadnych obliczeń, a tylko odczytu na skali.

Urządzenie do pomiaru

zawartości powietrza w mieszance

PROJEKTOWANIE BETONÓW ZWYKŁYCH

Klasyfikacja metod projektowania

Rozróżnia się metody:

obliczeniowe,

doświadczalne.

107


Skład mieszanki betonowej, może być ustalony dowolną

metodą, która pozwoli uzyskać beton o wymaganych

właściwościach, przy oszczędnym zużyciu cementu.

Podstawowymi sposobami projektowania mieszanki betonowej

są metody:

z grupy obliczeniowych opartych na trzech równaniach:

met. trzech równań wg wzorów B. Bukowskiego,

met. trzech równań wg wzorów T. Kluza i E. Eymana,

jednostopniowego otulenia wg W. Paszkowskiego,

Jednostopniowego przepełnienia wg B. Kopycińskiego,


z grupy obliczeniowych opartych na czterech równaniach:

punktu piaskowego,

dwustopniowego otulenia wg W. Paszkowskiego,

dwustopniowego przepełnienia wg B. Kopycińskiego.

z grupy doświadczalnych:

znanego zaczynu (ITB),

znanej zaprawy (B. Kopycińskiego),

metody iteracji (W. Kuczyńskiego),

zaczynożądnośći (B. Kopycińskiego)


z grupy szczególnych metod:

z grafików opracowanych przez T. Kluza,

z tablic podających wartości przybliżone (różni

autorzy).

W rzeczywistości nie ma metod w pełni obliczeniowych, ani w

pełni doświadczalnych.

W metodach obliczeniowych korzysta się z wielu wartości i

współczynników ustalanych doświadczalnie, a metody

doświadczalne szybciej prowadzą do celu, jeśli korzysta się

także z równania wytrzymałościowego.


Postępowanie przy określaniu składu betonu można podzielić na

kilka etapów:

Ustalenie założeń wstępnych,

Określenie wymaganych właściwości betonu i mieszanki

betonowej,

Dobór i ocena składników mieszanki betonowej,

Zaprojektowanie składu mieszanki,

Sprawdzenie cech technicznych mieszanki betonowej i

betonu laboratoryjnie,

Sporządzenie receptury roboczej.


Etap 1 - Ustalenie założeń wstępnych

Do założeń wstępnych zalicza się:

przeznaczenie betonu określone nazwą obiektu, fragmentu

konstrukcji lub jej elementu, charakterystykę elementów

konstrukcji z uwagi na warunki formowania mieszanki

betonowej – kształt i wielkość przekroju, usytuowania i

gęstość zbrojenia,

klasę ekspozycji betonu (oddziaływanie środowiska); wg

PN─EN 206-1:2006 i PN-B-06265:2004 można wyróżnić

następujące klasy ekspozycji:


X0 - brak zagrożenia agresją środowiska lub zagrożenia korozją,

XC - korozję spowodowaną karbonatyzacją (reakcja

wodorotlenku wapnia z dwutlenkiem węgla zawartym w

powietrzu),

XD - korozję spowodowaną chlorkami niepochodzącymi z wody

morskiej,

XS - korozję spowodowaną chlorkami pochodzącymi z wody

morskiej,

XF - agresywne oddziaływanie zamrażania/rozmrażania bez

środków odladzających albo ze środkami odladzającymi.


XA - agresję chemiczną,

XM - agresję wywołaną ścieraniem.

klasę wytrzymałości betonu (określenie np.: C16/20), a tym

samym wymaganą projektem wytrzymałość charakterystyczną

oraz wodoszczelność,

sposób zagęszczania mieszanki betonowej, warunki

dojrzewania betonu oraz inne wymagania.


Etap 2 – Określenie wymaganych właściwości betonu

i mieszanki betonowej

Prawidłowość przyjęcia wymaganych właściwości

betonu i mieszanki betonowej zależy w dużym stopniu

od szczegółowości założeń wstępnych. Z tego powodu

czynności te należą do istotnych elementów

postępowania przy określeniu składu mieszanki

betonowej.


Do właściwości wymagających określenia należą:

średnia wymagana wytrzymałość betonu na ściskanie

fcm = fck + 2∙σ

gdzie: σ = 6 do 12MPa dawniej fcm = 1,3∙fck

Współzależność fcm i fck można także ustalić doświadczalnie, a

współczynnik proporcjonalności maleje wraz ze wzrostem

poziomu wykonywania mieszanki betonowej.

Jeśli beton jest projektowany po raz pierwszy, to przyjmuje się

większą wartość σ. Wartość wytrzymałości charakterystycznej fck

przyjmuje się dla próbki walcowej.


konsystencja mieszanki betonowej, czyli stopień jej ciekłości -

dobór konsystencji w tym etapie zależy od sposobu

zagęszczania i warunków formowania, kształtu przekroju, ilości

zbrojenia i przyjmuje się na podstawie tablic do projektowania;

maksymalna średnica ziaren kruszywa Dmax – nie powinna być

większa nić 1/3 największego wymiaru przekroju poprzecznego

elementu i 3/4 odległości w świetle między prętami zbrojenia;


urabialność mieszanki betonowej określona na podstawie

tablic do projektowania:

Z [dm3/m3] – zalecana ilość zaprawy w dm3 na 1 m3

mieszanki betonowej,

Vcp [dm3/m3] - najmniejsza suma objętości absolutnej

cementu i ziaren kruszywa poniżej 0,125 mm w dm3 na 1 m3

mieszanki betonowej,

Cmin - minimalna ilość cementu w kg na 1 m3 mieszanki

betonowej,

maksymalne W:C.


Etap 3 – Dobór i ocena składników mieszanki betonowej

Klasę i rodzaj cementu przyjmuje się w zależności od klasy

wytrzymałości betonu, zastosowania oraz warunków dojrzewania.

Do betonu zwykłego należy stosować:

Kruszywa mineralne odpowiadające wymaganiom normy

PN-EN 12620:2000.


Uziarnienie mieszanki kruszywowej powinno zapewnić

uzyskanie szczelnej mieszanki betonowej o wymaganej

konsystencji przy możliwie najmniejszym zużyciu cementu i

wody.

Zalecane uziarnienie kruszyw w grupach frakcji 0-16; 0-31,5;

0-63 mm, podają wykresy „zalecane krzywe graniczne”

dostępne w literaturze przedmiotowej.

Przy ustaleniu proporcji kruszywa drobnego i grubego w

mieszance kruszywowej do betonu należy zastosować metodę

punktu piaskowego lub metodę iteracji.


Woda stosowana do betonu powinna odpowiadać

wymaganiom normy PN-EN 1008:1997;

Dodatki i domieszki powinny być stosowane w zależności od

potrzeb projektowych i wykonawczych.

Etap 4 – Zaprojektowanie składu mieszanki betonowej

Podstawowym celem projektowania mieszanki betonowej i

betonu (dowolną metodą) jest określenie składu jakościowego i

ilościowego cementu, kruszywa drobnego, kruszywa grubego,

ew. dodatków i domieszek. Skład ten powinien zapewnić

otrzymanie planowanych właściwości.


Etap 5 – Sprawdzenie cech technicznych mieszanki betonowej

i betonu

Podstawowymi cechami technicznymi mieszanki betonowej są:

Konsystencja;

Zawartość w niej powietrza;

Gęstość objętościowa.

Podstawowymi cechami technicznymi stwardniałego betonu są:

Klasa wytrzymałości betonu na ściskanie;

Mrozoodporność;

Wodoszczelność.


Badania tych cech należy przeprowadzić zgodnie z

obowiązującymi normami.

Zależność między PN-EN 206-1 a normami dotyczącymi składu,

badania mieszanki betonowej i betonu oraz projektowania

konstrukcji betonowych.


PN-EN 206-1 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność

Składniki Mieszanka betonowa

Beton Konstrukcje betonowe


Składniki

Cement PN-EN 197-1:2002 PN-EN 197-2:2002

Kruszywo PN-EN 12620:2008 PN-EN 13055-1:2004

Woda PN-EN 1008:2004

Dodatki

Popiół lotny do betonu PN-EN 450-1+A1:2009

PN-EN 450-2:2006

Pył krzemionkowy do betonu PN-EN 13263-1+A1:2010 PN-EN 13263-2+A:2009

Domieszki

Pigmenty do barwienia betonu

PN-EN 934-1-6:2009

PN-EN 12878:2006/Ap1:2007


Mieszanka betonowa

Konsystencja

PN-EN 12350-1:2009 PN-EN 12350-2:2009 PN-EN 12350-3:2009 PN-EN 12350-4:2009 PN-EN 12350-5:2009

Gęstość PN-EN 12350-6:2009

Zawartość powietrza

PN-EN 1008:2004


Beton

Klasa wytrzymałości na ściskanie

PN-EN 12390-1:2001/AC:2004 PN-EN 12390-2:2009 PN-EN 12390-3:2009 PN-EN 12390-4:2001

PN-EN 12390-5:2009

Wytrzymałość na rozciąganie

Gęstość PN-EN 12390-7:2009

Głębokość penetracji wody

PN-EN 12390-8:2009

Wytrzymałość na zginanie

PN-EN 12390-6:2010


Konstrukcje betonowe

Wykonywanie konstrukcji betonowych

PN-EN 13670:2010

PN-EN 1992:2010

Obliczenia statyczne i projektowanie

Ocena wytrzymałości betonu w konstrukcjach

PN-EN 13791:2008

Badania betonu w konstrukcjach

PN-EN 12504-1:2009 PN-EN 12504-2:2004 PN-EN 12504-3:2006 PN-EN 12504-4:2005

Projektowanie konstrukcji betonowych

PN-B-03264:2002

Etap 6 – Sporządzenie recepty roboczej

Recepta laboratoryjna określa skład 1 m3 mieszanki

betonowej w odniesieniu do kruszywa suchego.

Dla warunków produkcyjnych należy sporządzić:

receptę roboczą uwzględniającą zawilgocenie kruszywa,

pojemność betoniarki,

sposób dozowania.


Metody obliczeniowe projektowania składu mieszanki

betonowej – głownie charakteryzują się obliczaniem

niewiadomych wartości C, K i W w kg/m3 betonu, przez

rozwiązanie układu trzech równań określających właściwości

technologiczne betonu.

Z reguły przyjmuje się w tym celu więcej lub mniej

zróżnicowane sposobem wyrażania wzory:

Wytrzymałości,

Szczelności,

Konsystencji.


Jeżeli kruszywo traktuje się nie jako całość, lecz oddzielnie

ustala się ilość piasku o uziarnieniu do 2 mm (P) i

oddzielnie ilość grubszych ziaren kruszywa >2 mm(Ż), czyli

poszukuje się czterech niewiadomych, to zachodzi potrzeba

czwartego równania, które zwykle charakteryzuje metodę

projektowania.


Metoda trzech równań projektowania składu betonu

Polega ono na spełnieniu trzech podstawowych warunków

optymalnego projektowania betonu

Warunek wytrzymałości

R = Ai (C/W ± a)

Warunek urabialności (konsystencji)

W = C*wc + K*wk

Warunek szczelności, absolutnych objętości

C/c + K/k + W + = 1000 [dm3]


gdzie:

R - średnia wytrzymałość na ściskanie przyjmowana do

projektowania betonu, MPa [N/mm2] R = 1.3 RbG

RbG - wytrzymałość gwarantowana na ściskanie betonu

określona po 28 dniach dojrzewania, MPa [N/mm2]

Ai - (A1 lub A2); współczynnik zależny od rodzaju i klasy

wytrzymałości kruszywa oraz od klasy wytrzymałości

cementu; wartość A1 przyjmuje się gdy C/W < 2.5 natomiast

A2 przyjmuje się gdy C/W 2.5



Wartości współczynników A

Rzeczywista wytrzymałość cementu,

rodzaj kruszywa A1 A2

25 MPa, kruszywo naturalne 14 9,5

35 MPa, kruszywo naturalne 18 12


45 MPa, kruszywo naturalne 21 14,5


25 MPa, kruszywo łamane 15,5 10,5

35 MPa, kruszywo łamane 20 13,5


45 MPa, kruszywo łamane 24 16


a - wielkość liczbowa zależna od jakości cementu i kruszywa,

można ją przyjąć jako stałą (a=0.5); znak współczynnik "a"

jest dodatni gdy C/W 2.5 a ujemny gdy C/W < 2.5

C - ilość dozowanego cementu, kg/m3 betonu

W - ilość wody, dm3 na m3 betonu

K - ilość kruszywa, kg/m3 betonu

c - gęstość cementu, kg/dm3

k - gęstość kruszywa, kg/dm3

wc - wodożądność cementu, dm3/kg

wk - wodożądność kruszywa, dm3/kg


Wytrzymałość na ściskanie betonu przyjmuje się przy

projektowaniu zgodnie ze wzorem:

Fereta R = A [(C/W+p) - a],

Gdzie:

p - powietrze w mieszance betonowej, dm3/m3 betonu

lub

Bolomeya R = Ai [C/W ± a],


Wzór Fereta obowiązuje wtedy, gdy wytrzymałość

kruszywa jest niższa od wytrzymałości zaczynu i dotyczy

betonu porowatego.

Natomiast Bolomey uprościł wzór Fereta zakładając, że p=0

i przyjął założenie, że wytrzymałość betonu R jest funkcją

proporcji cementu do wody:

R = f (C/W) - spełniającą warunek 1.2 c/w 2.8


Związek pomiędzy wytrzymałością na ściskanie a składem

betonu można wyznaczyć na podstawie wzorów:

• dla betonów o C/W < 2.5 stosuje się wzór

C/W = R/A1 + 0.5

• dla betonów o C/W 2.5 stosuje się wzór

C/W = R/A2 - 0.5


Powyższe wzory mogą być stosowane, gdy spełnione są

warunki:

porowatość zagęszczonej mieszanki betonowej nie jest

większa od:

0.002 objętości mieszanki bez stosowania domieszek

napowietrzających;

0.008 objętości mieszanki w przypadku stosowania

domieszek napowietrzających;


do betonu stosowane są dodatki i domieszki

wpływające na zmianę określonych cech

wytrzymałościowych, a wartość C/W nie jest mniejsza

od 1.2 i nie i większa od 3.2.

W projektowaniu metodą trzech równań można korzystać z

nomogramów oddzielnie dla cementów i kruszyw

łamanych ze skał o gęstości:

2.65; 2.70; 2.80; 2.90; 3.0 [kg/dm3].



Zalecane wartości graniczne dotyczące składu mieszanki betonowej wg PN-EN 206-1

Klasa ekspozycji Min. klasa betonu Max. W/C Min. zawartość cementu

X0 C12/15 - -

XC1 C20/25 0,65 260

XC2 C25/30 0,6 280

XC3 C30/37 0,55 280

XC4 C30/37 0,5 300

XS1 C30/37 0,5 300

XS2 C35/45 0,45 320

XS3 C35/45 0,45 340

XD1 C30/37 0,55 300

XD2 C30/37 0,55 300

XD3 C35/45 0,45 320

XF1 C30/37 0,55 300

XF2 C25/30 0,55 300

XF3 C30/37 0,5 320

XF4 C30/37 0,45 340

XA1 C30/37 0,55 300

XA2 C30/37 0,5 320

XA3 C35/45 0,45 360

Po zaprojektowaniu składu betonu należy:

przeprowadzić w warunkach laboratoryjnych kontrolę

obliczonych składników mieszanki betonowej,

wykonać min. badania:

gęstości objętościowej świeżej mieszanki,

objętości próbnego zarobu,

stopnia zagęszczenia,

pomiaru konsystencji,

szczelności mieszanki betonowej w próbnym zarobie.


Badanie cech technicznych stwardniałego betonu

Podstawowym parametrem technicznym betonu jest jego klasa

wytrzymałości na ściskanie.

Według normy PN-EN 206-1:2006 jest to symbol literowo-

liczbowy.

dla betonu zwykłego i ciężkiego C fck,cyl /fck,cube np. C20/25

oznacza, że wytrzymałość charakterystyczna betonu na

ściskanie oznaczona na próbkach walcowych (fck,cyl) wynosi

20MPa, natomiast oznaczona na próbkach kubicznych (fck,cube)

wynosi 25MPa


dla betonu lekkiego LC fck,cyl /fck,cube np. C20/22 oznacza, że

wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie oznaczona

na próbkach walcowych (fck,cyl) wynosi 20MPa, natomiast

oznaczona na próbkach kubicznych (fck,cube) wynosi 22MPa.


Badanie klasy wytrzymałości betonu na ściskanie można

przeprowadzać metodą:

niszczącą,

nieniszczącą.

Badanie niszczące wytrzymałości na ściskanie betonu

Metoda niszcząca polega na przeprowadzeniu oznaczeń

wytrzymałości na ściskanie na próbkach sześciennych lub

walcowych. Próbki do badania przygotowuje się wg normy:

PN-EN 12390-1:20001/AC:2004,

PN-EN 12390-2:2009.


Oznaczenie przeprowadza się w maszynie wytrzymałościowej

spełniającej wymagania normy PN-EN 12390-4:2001.

Podstawowe czynności podczas określania klasy wytrzymałości

betonu na ściskanie metodą niszczącą:

kontrolowanie, aby obciążenie narastało ze stałą prędkością w

przedziale 0,2-1,0MPa,

pomiar pola powierzchni ściskanej próbki A,

określenie prawidłowego lub nieprawidłowego charakteru

zniszczenia badanych próbek (w przypadku nieprawidłowego

zniszczenia próbek należy to odnotować w protokole),


określenie siły niszczącej próbki Fi w [kN],

określenie wytrzymałości na ściskanie z zaokrągleniem

0,5MPa według wzoru:


gdzie:

Fi - siła niszcząca próbkę, MPa,

Ai - pole powierzchni ściskanej próbki, mm2

Krok I

Wyznaczenie średniej wartości wytrzymałości kostkowej lub

walcowej, jako średniej arytmetycznej wytrzymałości „n”

próbek.

Wyznaczona w ten sposób średnia wytrzymałość betonu nie

daje wystarczających podstaw do oceny jego jakości, gdyż

nie uwzględnia rozrzutu wyników, na podstawie których

obliczono tą średnią.


Miarą rozrzutu wyników jest średnie odchylenie kwadratowe

(standardowe), s:

Względne odchylenie standardowe czyli tzw. współczynnik

zmienności n oblicza się wzorem:


przeprowadzenie oceny zgodności według kryteriów

zawartych w tabeli.


Produkcja Liczba „n” wyników wytrzymałości na

ściskanie w zbiorze

Kryterium 1 Kryterium 2

Średnia z „n” wyników fcm [MPa]

Dowolny pojedynczy wynik badania

fci [MPa]

Początkowa 3 ≥ fck + 4 ≥ fck - 4

Ciągła 15 ≥ fck + 1,48∙σ ≥ fck - 4

Krok II

Jakość betonu jest oszacowana nie na podstawie średniej

wytrzymałości lecz wytrzymałości minimalnej,

gwarantowanej przez producenta z określonym

prawdopodobieństwem (wyrażonym w %).

Wartość fc min wyznacza się ze wzoru ogólnego:


w którym: ta ustala się w zależności od przyjętego rozkładu

statystycznego i prawdopodobieństwa nieprzekroczenia wartości

minimalnej (ta=1,64 współczynnik statystyczny dla rozkładu

normalnego , odpowiadający prawdopodobieństwu p=95% (przy

założonej wadliwości 5% i przy poziomie ufności co najmniej 0,5))



157

Wytrzymałość na rozciąganie przez rozłupanie betonu


158

Moduł sprężystości betonu

Wytrzymałości i moduł sprężystości betonu przyjmowany do obliczeń


Klasa betonu B15 B20 B25 B30 B37 B45 B50 B55 B60 B65 B70

Wytrzymałość gwarantowana fGc,cube [MPa] 15 20 25 30 37 45 50 55 60 65 70

Wytrzymałość

charakterystyczna

Na ściskanie fck 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Na rozciąganie fctk 1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9 3,1 3,2

Wytrzymałość średnia na rozciąganie

fctm [MPa] 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 4,4 4,6

Wytrzymałość

obliczeniowa –

konstrukcje żelbetowe i

sprężone

Na ściskanie fcd 8,0 10,6 13,3 16,7 20,0 23,3 26,7 30,0 33,3 36,7 40,0

Na rozciąganie fctd 0,73 0,87 1,00 1,20 1,33 1,47 1,67 1,80 1,93 2,06 2,13

Wytrzymałość obliczeniowa –

konstrukcje betonowe na ściskanie fct 6,7 8,9 11,1 13,9 16,7 19,4 22,2 25,0 27,8 30,6 33,3

Moduł sprężystości Ecm*103 [MPa] 26,0 27,5 29,0 30,5 32,0 33,5 35,0 36,0 37,0 38,0 39,0

WYTRZYMAŁOŚĆ BETONU W KONSTRUKCJI

A USTALONA NA PRÓBKACH

Wytrzymałość betonu w konstrukcji jest niższa niż w próbkach

formowanych z tego samego materiału. Przyczynami tej

różnicy są:

wpływ składu mieszanki (a zwłaszcza wymiaru największych

ziaren kruszywa),

efekty nieuniknionych różnic w układaniu, zagęszczaniu i

pielęgnacji,


różnice w migracji wody w pionie i sedymentacji cięższych

składników spowodowane różnym wpływem hamującym

tarcia o ściany form

różnice w zjawiskach towarzyszących twardnieniu betonu,

takich jak skurcz i samoocieplenie.

Seryjne badania betonów normalnej wytrzymałości

(A. Ajdukiewicz) pozwoliły na określenie średniego stosunku

wytrzymałości betonu w konstrukcji i w próbkach walcowych

150/300 mm na 0,87, przy przedziale rozrzutu między seriami od

0,74 do 0,96. Ze wzrostem wytrzymałości stosunek ten maleje.


Badanie nieniszczące wytrzymałości na ściskanie betonu

Badanie metodami nieniszczącymi przeprowadza się na

podstawie norm:

PN-EN 12504-1:2009.

PN-EN 12504-2:20002/Ap1:2004,

PN-EN 12504-3:2006,

PN-EN 12504-34:2005.


UKŁADANIE I ZAGĘSZCZENIE MIESZANKI BETONOWEJ

Układanie mieszanki betonowej

Podstawowym warunkiem właściwego ułożenia mieszanki

jest niedopuszczenie do rozsegregowania jej składników.

Układanie mieszanki powinno odbywać się przy zachowani

następujących wymagań:

maksymalna wysokość swobodnego zrzucania mieszanki

powinna się zmniejszać wraz ze wzrostem jej ciepłości:


3m – mieszanki o konsystencji gęstoplastycznej,

50cm – mieszanki o konsystencji ciekłej.

przy większych wysokościach należy stosować rury, rynny

spustowe, rękawy elastyczne,

wyloty urządzeń pochyłych muszą być wyposażone w

klapy pozwalające na pionowe opadanie mieszanki.


Zagęszczenie mieszanki betonowej

Zagęszczenie mieszanki betonowej ma na celu szczelne

wypełnienie formy mieszanką oraz wyeliminowanie

pustek w układanym betonie.

Zagęszczenie mieszanki może być przeprowadzone:

ręcznie – rzadko stosowane, przy użyciu np. pręta stalowego,

mechaniczne – polega najczęściej na wibrowaniu ułożonej mieszanki.


Najpowszechniej stosowanym sposobem zagęszczenia jest

wibrowanie mieszanki betonowej, prowadzone różnymi

rodzajami wibratorów, np.:

wgłębnymi – buławowymi,

powierzchniowymi,

przyczepnymi.


Przeprowadzone prawidłowo wibrowanie mieszanki

zapewnia:

dokładne wypełnienie deskowania mieszanką,,

mniejsze zużycie cementu przy zachowaniu wymaganej

wytrzymałości,

jednorodną i szczelną strukturę betonu,

prawidłowe otulenie prętów zbrojenia mieszanką, co

zwiększa przyczepność betonu do wkładek stalowych.


PIELĘGNACJA BETONU

Trwałość konstrukcji i elementów betonowych oprócz

odpowiedniego doboru surowców i składu mieszanki

betonowej oraz produkcji i sposobu jej ułożenia, jest w

dużej mierze uzależniona od pielęgnacji świeżego betonu.

Czynności technologiczne związane z pielęgnacją mają na

celu:

zapewnienie optymalnych warunków cieplno-

wilgotnościowych w dojrzewającym betonie,


ochrona świeżo wykonanego betonu przed szkodliwym

wpływem promieni słonecznych , wiatru, opadów

atmosferycznych,

przeciwdziałanie skurczowi spowodowanemu

wysychaniem betonu,

redukcję różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią

betonu a jego rdzeniem,

zapobieganie zamarzaniu wody zarobowej i prawidłowy

rozwój wytrzymałości betonu w obniżonych

temperaturach otoczenia.


W zależności od panujących warunków atmosferycznych

rozróżniamy następujące metody pielęgnacji:

pielęgnacja mokra,

stosowanie osłon zewnętrznych,

stosowanie preparatów do pielęgnacji betonu.


BETONOWANIE W WARUNKACH OBNIŻONYCH TEMPERATUR

Warunkiem prowadzenia prac w obniżonych temperaturach

otoczenia jest utrzymanie temperatury ≥ 5°C w mieszance

betonowej. Zapewnia to właściwy przyrost wytrzymałości i

uzyskanie odporności betonu na działanie mrozu.


Przyjmuje się, że odporność na działanie mrozu beton

uzyskuje, gdy jego wytrzymałość wynosi nie mniej niż:

5 MPa – przy stosowaniu cementów portlandzkich CEM I,

8 MPa – przy stosowaniu cementów portlandzkich

wieloskładnikowych CEM II,

10 MPa – przy stosowaniu cementów hutniczych CEM III.


Podniesienie temperatury mieszanki betonowej możliwe jest

poprzez:

zwiększenie zawartości cementu w betonie – ok. 5-10%,

zastosowanie cementów o wyższym cieple hydratacji

podgrzewanie wody zarobowej,

stosowanie domieszek przyśpieszających proces

twardnienia.


Poniżej zebrano podstawowe praktyczne uwagi do

prowadzenie prac betonowych w obniżonych temperaturach:

temperatura dostarczonej na plac budowy mieszanki

betonowej nie może być niższa niż +5°C jednak nie wyższa

niż +30°C,

nie wolno dopuścić do zamarznięcia szalunków i zbrojenia,

należy chronić beton przed utratą ciepła w pierwszym

okresie.


zabudowany beton chronić przed utratą ciepła przez

stosowanie mat i osłon,

stosowanie nagrzewania lub nadmuchu ciepłego powietrza,

nie dopuszczać do przemrożenia świeżego betonu,

znacznych różnic temperatury pomiędzy rdzeniem a

powierzchnią elementu konstrukcyjnego,

nie należy wprowadzać zmian W/C dostarczonej mieszanki

betonowej,

dodanie mieszanki chemicznej, popularnie zwanej

„przeciwmrozowa”, nie zastąpi właściwej pielęgnacji


Betontrucinska.zut.edu.pl/fileadmin/Beton_projektowanie.pdf · BETON – WPROWADZENIE DO...

Documents

Transcript of Betontrucinska.zut.edu.pl/fileadmin/Beton_projektowanie.pdf · BETON – WPROWADZENIE DO...