MIESZANKA BETONOWA
CHARAKTERYSTYKA PROCESU DOJRZEWANIA
Okresy dojrzewania betonu:
I - wstępne dojrzewanie dojrzewanie
II - wiązanie tężenie dojrzewanie
III - twardnienie tężenie dojrzewanie
IV - eksploatacja
Mieszanka betonowa - okres I (od momentu zakończenia mieszania do czasu początku wiązania) + okres II (od początku do końca wiązania)
Młody beton - okres III - od końca wiązania do 28 dni
Beton dojrzały - okres IV - od 28 dni
MIESZANKA BETONOWA
Całkowicie wymieszane składniki betonu, które są jeszcze w stanie umożliwiającym zagęszczenie wybraną metodą.
Zarób - ilość mieszanki betonowej wyprodukowana w jednym cyklu operacyjnym betoniarki lub ilość rozładowana w ciągu 1 minuty z betoniarki o pracy ciągłej.
Mieszanka betonowa jest ciałem plastycznym, tiksotropowym tj. łatwo deformującym się pod działaniem siły i zachowującym stan statyczny po ustaniu jej działania. W mieszance występują siły spójności pochodzące od lepkości zaczynu i tarcia wewnętrznego stosu kruszywa.
Podstawowe (reologiczne, odkształceniowe) właściwości mieszanki betonowej:
- urabialność
- konsystencja
- podatność mieszanki na zagęszczanie
Urabialność mieszanki betonowej - zespół cech określających te właściwości mieszanki betonowej, od których zależy podatność mieszanki do łatwego i szczelnego wypełnienia form lub przestrzeni ograniczonej powierzchniami deskowania, przy zachowaniu jednorodności mieszanki betonowej.
Jednorodność mieszanki - zdolność do zachowania jednakowego składu mieszanki w całej masie betonowej, począwszy od zmieszania składników aż do chwili ułożenia jej w miejscu przeznaczenia i ostatecznego zagęszczenia.
Urabialność zależy od:
- ilości zaprawy
- łącznej ilości cementu i frakcji kruszywa poniżej 0,125 mm
- konsystencji.
Jest cechą technologiczną bezpośrednio nie mierzoną.
Oznaczanie gęstości pozornej mieszanki betonowej polega na pomiarze objętości zagęszczonej próbki mieszanki betonowej (w dm3, z dokładnością do 0,3 %) oraz jej masy (w kg, z dokładnością do 0,2%). Masę próbki określa się jako różnicę masy próbki wraz z cylindrem i masy samego cylindra.
KONSYSTENCJA MIESZANKI BETONOWEJ
To stopień ciekłości mieszanki, czyli zdolności do odkształceń (rozpływu) pod wpływem obciążenia. Wybór konsystencji ma decydujące znaczenie z uwagi na warunki transportowania, układania, wypełnianie form i deskowań oraz otulenie prętów zbrojenia.
Metody określania konsystencji:
- metoda stożka opadowego
- metoda Vebe
- metoda oznaczania stopnia zagęszczalności
- metoda stolika rozpływowego
Klasy konsystencji
„Stara” norma wprowadzała pięć klas konsystencji:
- wilgotna - K-1, Ve-Be >28s
- gęstoplastyczna - K-2, Ve-Be - 27-14s
- plastyczna - K-3, Ve-Be - 13-7s, stożek opadowy - 2-5cm
- półciekła - K-4, Ve-Be < 6s, stożek opadowy - 6-11cm
- ciekła - K-5, stożek opadowy - 12-15cm
METODA STOŻKA OPADOWEGO
Badanie polega na określeniu różnicy wysokości w milimetrach formy stożkowej i odkształconego stożka mieszanki betonowej. Zakres dobrej czułości metody: od 10 mm do 210mm
Wymiary stożka:
100mm - górna średnica
200mm - dolna średnica
300mm - wysokość stożka
Klasy konsystencji wg „nowej” normy dla metody stożka opadowego
S1 - opad od 10 do 40mm
S2 - opad od 50 do 90mm
S3 - opad od 100 do 150mm
S4 - opad od 160 do 210mm
S5 - opad powyżej 220mm
METODA VEBE
Badanie polega na oznaczeniu czasu w sekundach potrzebnego na rozpłynięcie się mieszanki w aparacie Vebe do równej poziomej powierzchni pod wpływem określonych drgań. Zakres dobrej czułości metody: od 5 do 30 sekund.
Klasy konsystencji
Wg „nowej” normy dla metody Vebe. Klasa i czas Vebe w [sek.]:
V0 - powyżej 31
V1 - od 30 do 21
V2 - od 20 do 11
V3 - od 10 do 6
V4 - od 5 do 3
METODA OZNACZANIA STOPNIA ZAGĘSZCZALNOŚCI
Badanie polega na pomiarze różnicy wysokości mieszanki w pojemniku (200x200x400mm) przed i po zagęszczeniu przez wibrację. Zakres dobrej czułości metody:
stopień zagęszczalności w przedziale 1,04 < c < 1,4
Stopień zagęszczalności
c = h1/(h1- s) - stopień zagęszczalności
h1 = 400±2 - wewnętrzna wysokość pojemnika, [mm]
s - odległość od powierzchni zagęszczonej mieszanki do górnej krawędzi pojemnika, [mm]
b = 200±2 - wewnętrzna szerokość pojemnika, [mm]
Klasy konsystencji
Wg „nowej” normy dla metody stopnia zagęszczalności. Klasa i stopień zagęszczalności:
C0 - powyżej 1,46
C1 - od 1,45 do 1,26
C2 - od 1,25 do 1,11
C3 - od 1,1 do 1,04
METODA ROZPŁYWU
Badanie polega na pomiarze rozpływu (w mm) mieszanki na wstrząsanej płycie (700x700 mm) stolika rozpływowego. Zakres dobrej czułości metody: od 340 do 620 mm
Klasy konsystencji
Wg „nowej” normy dla metody rozpływu. Klasa i średnica rozpływu w [mm]:
F1 - poniżej 340
F2 - od 350 do 410
F3 - od 420 do 480
F4 - od 490 do 550
F5 - od 560 do 620
F6 - powyżej 630
PODSUMOWANIE
Metoda, symbol klasy, mierzona cecha (jednostka) i oznaczenie normowe klas:
Opad stożka - S - Opad [w mm] - S1, S2, S3, S4, S5
Vebe - V - Czas [w s] - V0, V1, V2, V3, V4
Stopień zagęszczalności - C - Stopień zagęszczalności [-] - C0, C1, C2, C3
Stolik rozpływowi - F - Średnica rozpływu [w mm] - F1, F2, F3, F4, F5, F6
PODATNOŚĆ MIESZANKI NA ZAGĘSZCZANIE
Jest cechą określającą zmniejszanie objętości porów powietrznych (pustek) pod wpływem zagęszczania mieszanki. Miarą podatności na zagęszczanie jest ilość porów w betonie w jednostce objętości. Ilość porów w mieszance, czyli jej porowatość zależy od:
- konsystencji,
- sposobu zagęszczania mieszanki
WARUNEK SZCZELNOŚCI
Warunek szczelności mieszanek betonowych z kruszywa kamiennego wyrażony jest „wzorem absolutnych objętości”:
C/ ρc + Σ K/ ρK + W ≈ 1000, gdzie:
C - masa cementu w 1m3 betonu [kg],
ρc - gęstość cementu [kg/dm3], najczęściej 3,1 kg/dm3
K - masa kruszywa danej frakcji lub odmiany [kg],
ρK - gęstość kruszywa danej frakcji lub odmiany [kg/dm3],
W - ilość wody [kg] lub [dm3].
Wzór jest ważny przy założeniu, że porowatość nie przekracza 2%. W przeciwnym przypadku wzór ten przyjmie postać:
C/ ρc + Σ K/ ρK + W + P ≈ 1000, gdzie:
P - objętość porów w mieszance [m3]
ZAWARTOŚĆ POWIETRZA
Zawartość powietrza w zagęszczonej mieszance betonowej nie powinna przekraczać:
- wartości 2 % w przypadku nie stosowania domieszek napowietrzających,
- przedziałów wartości podanych w normie w przypadku stosowania domieszek napowietrzających (wartości 2 -7,5 %).
Powietrze wprowadzone przy napowietrzaniu - mikroskopijne pęcherzyki powietrza, zwykle o średnicy między 10μm i 300 μm oraz kształcie sferycznym lub zbliżonym do sferycznego, celowo wprowadzone do mieszanki betonowej podczas mieszania, z reguły przez zastosowanie środka powierzchniowo czynnego
Metody oznaczania zawartości powietrza
Metoda ciśnieniowa - polega na oznaczaniu ilości powietrza w mieszance betonowej przy wykorzystaniu zjawiska ściśliwości powietrza w tej mieszance i praktycznej nieściśliwości innych jej składników. Metodę tę zaleca się stosować do mieszanek z kruszyw nieporowatych, o niskiej nasiąkliwości, (metoda słupa wody i metoda ciśnieniomierza).
Metoda wolumetryczna
Metoda grawimetryczna