5A

Ad.1.

Beton - materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa drobnego i grubego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków, który uzyskuje swoje właściwości w wyniku hydratacji cementu

Beton zwykły - beton o gęstości pozornej w stanie suchym większej niż 2000kg/m³,ale nieprzekraczającej 2600kg/m³

Klasa betonu - cecha określająca wytrzymałość na ściskanie próbek walcowych i sześciennych betonu; wyróżniamy klasy wytrzymałości: C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C40/50, C45/55, C50/60, C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105, C100/115

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

Ad.2. W jaki sposób ustalamy stos okruchowy (kruszywo do betonów)?

Mając do dyspozycji kruszywo drobne o ziarnach do 2 mm oraz grube kruszywo otoczakowe o ziarnach 23 do 1.5mm należy ustalić skład mieszanki kruszywa do betonu zwykłego. Przewiduje się np. półciekłą konsystencję mieszanki betonowej. Procentowa zawartość frakcji piaskowych w kruszywie powinna wynosić 25 do 50%. Przyjmuje się kilka próbnych mieszanek kruszywa o zawartości piasku 25%, 35%, 50% i sporządza mieszanki kruszywa o takiej zawartości piasku. Masa poszczególnych mieszanek kruszywa wynosi 10kg. Oznacza się laboratoryjnie gęstość pozorną każdej z mieszanek kruszywa oraz gęstość ziaren kruszywa w mieszance. Oblicza się jamistość i wodożądność każdej z mieszanek kruszywa. Następnie sumuje się wartość jamistości i wodożądności każdej z mieszanek kruszywa. Optymalny skład ziarnowy ma taka mieszanka kruszywa, w której suma jamistości i wodożądności ma najmniejszą wartość.

5B

Ad.1. Tok postępowania przy projektowaniu betonu metodą zaczynu.

Podstawą projektowania składu mieszanki betonowej metodą zaczynu są bezpośrednie pomiary laboratoryjne i proste obliczenia rachunkowe. Dla założonej wytrzymałości betonu i wartości współczynnika A oblicza się wartość C/W i przygotowuje zaczyn cementowy obliczonej wartości tego współczynnika C/W. Korzystając z opisu o dobieraniu składu mieszanki kruszywa, ustala się procentowy udział poszczególnych frakcji, mając uziarnienie surowców wyjściowych: piasku, żwiru lub pospółki. Znając ustalony skład, przygotowuje się do badań 20 lub 15kg mieszanki kruszywa. Przyjmuje się, że ilość zaczynu równa się 1/3 masy kruszywa. Ze wzoru Bolomeya :

Obliczamy współczynnik C/W. Mając założoną ilość zaczynu obliczamy ilość cementu i wody. Do kruszywa dodaje się porcjami zaczyn cementowo-wodny do uzyskania pożądanej konsystencji założonej na początku. Po uzyskaniu odpowiedniej konsystencji mierzy się objętość mieszanki betonowej. Znając objętość oraz ilość dodanych składników można ustalić recepturę laboratoryjną na 1m³ betonu stosując wzory:

Ad.2. Tok postępowania metodą opadu stożka opadowego

Może być stosowana, jeżeli zmiany konsystencji mieszanki odpowiadają od 1 do 20cm. W przypadku gdy opad stożka podlega dalszym zmianom w czasie dłuższym niż 1 min od momentu zdjęcia formy, pomiar jest niemiarodajny. Formę należy wypełnić trzema warstwami. Każdą warstwę zagęszczać 25 uderzeniami stalowym prętem sztychującym (średnica 16mm i długość 60cm). Przy wypełnianiu i zagęszczaniu warstwy górnej, przed sztychowaniem napełnić formę mieszanką z nadmiarem. PO zagęszczeniu górnej warstwy powierzchnię mieszanki należy wyrównać prętem sztychującym ruchem posuwisto-obrotowym. Różnica między wysokością formy i zdeformowaną (w cm) mieszanką jest miarą konsystencji oznaczoną przez dwukrotny pomiar.

Ad.3. Tok postępowania przy użyciu aparatu Vebe

Napełniamy formę stalową poprzez lejek mieszankę betonową w 3 porcjach, każda na wysokość 1/3 formy stożkowej. Każdą nałożoną porcję mieszanki betonowej zagęszczamy poprzez 25 krotne sztychowanie prętem stalowym. Po zagęszczeniu ostatniej warstwy wyrównujemy poziom mieszanki z krawędziami formy. Luzujemy zacisk i lekko unosząc obracamy ramię obrotowe o 90^o. Odpinamy zaczepy mocując formę do naczynia cylindrycznego i unosimy delikatnie formę do góry. W naczyniu cylindrycznym powinien pozostać uformowany z mieszanki betonowej stożek ścięty. Zwalniamy zacisk, obracamy ramię obrotowe o 90⁰ tak aby tarcza znalazła się nad uformowanym z mieszanki betonowej stożkiem ściętym dokręcamy zacisk blokujący. Przytrzymując jedną ręką pręt ruchomy zwalniamy zacisk delikatnie opuszczamy płytkę do styku z powierzchnią uformowanego z mieszanki betonowej stożka ściętego. Włączamy wibrator umieszczony pod stolikiem z jednoczesnym uruchomieniem sekundomierza wibrujemy do momentu wypoziomowania się mieszanki betonowej do całej powierzchni przeźroczystej tarczy. Po wypoziomowaniu się mieszanki betonowej w cylindrze wyłączamy wibrator oraz sekundomierz. Odmierzony czas wibrowania jest miara konsystencji mieszanki betonowej oznaczony na aparacie Ve-Be.

Ad.4. Badanie konsystencji metodą oznaczenia stopnia zagęszczenia.

DO wykonania badania używany jest pojemnik metalowy o podstawie kwadratowej (200*2c200*2)mm i wysokości 400*2mm oraz packa metalowa i urządzenie zagęszczające (stolik wibracyjny). Wypełniamy mieszankę betonową bez ubijania i wgniatania przez układanie packą mieszak betonowej równomiernie na całej powierzchni pojemnika. Wyrównujemy powierzchnię mieszanki betonowej równo z górną krawędzią pojemnika. Ustawiamy pojemnik do blatu stolika śrubami. Włączamy wibrator i wibrujemy do momentu gdy stwierdzimy, że poziom mieszanki w pojemniku nie obniża się. Mierzymy odległość poziomu lustra mieszanki ( w czterech miejscach ) do górnej krawędzi pojemnika. Stopień zagęszczenia C obliczamy ze wzoru:
h₁=400mm

Ad.5. Metodą stolika rozpływowejgo.

Ustawiamy stolik na równej i wypoziomowanej powierzchni. Ustawiamy formę na stoliku i unieruchamiamy stając na elementach stopowych. Formy wypełniamy mieszanką betonową w dwóch warstwach. Każdą z nich zagęszczamy dziesięciokrotnie uderzeniem drążka do zagęszczenia. Wyrównujemy poziom mieszanki górną krawędzią formy. PO 30 sek. Licząc od napełnienia formy unosimy formę do góry 3-6 sek.). Dokonujemy 15 cykli pomiarowych (polega to na uniesieniu płyty górnej do maksymalnego położenia i swobodne jej spadnięcie w ciągu 2 do 5 sek.). Za pomocą pomiaru liniowego mierzymy maksymalny rozpływ mieszanki d1 i d2. Wartość rozpływu obliczamy: d1+d2/2 z zaokrągleniem do 10mm. Średnia wielkość rozpływu wyrażona w milimetrach jest miarą konsystencji badanej mieszanki betonowej.

5C

Ad.1. Oznaczenie klasy betonu w oparciu o badania próbki

• Przeprowadzenie badania na wytrzymałość na ściskanie badanej próbki betonowej

• Wyznaczenie średniej z wszystkich pomiarów na wytrzymałość

• Obliczenie odchylenia standardowego populacji obliczonej z n wyników
  

• Zgodność wytrzymałości betonu na ściskanie ocenia się na próbkach badanych po 28 dniach dojrzewania dla średniej wytrzymałości ze zbioru „n” niepokrywających się lub pokrywających się kolejno wyników badania (kryterium 1) :
  

• Każdego pojedynczego wyniku badania (kryterium 2)

6

Ad.1. Projektowanie betonu z praktycznym zastosowaniem wodożądności kruszywa

• Mieszamy jedną próbkę kruszywa z próbką cementu

• Do tak przygotowanej suchej mieszanki stopniowo dolewamy wodę do momentu aż uzyskamy założoną konsystencję

• Odczytujemy ilość wody jaka została w cylindrze cylindrze wylewamy wodę jaką użyto do miarki

• Wychodząc ze wzoru na warunek wodożądności
  obliczamy wodożądność kruszywa

Ad.2.

Wodożądność kruszywa - ilość wody niezbędnej do zwilżenia jednostki masy kruszywa, które użyte do betonu umożliwia uzyskanie mieszanki betonowej o założonej konsystencji

7

Ad.1. Klasyfikacja betonów lekkich

1. Ze względu na użyte wypełnienie

• Mikrokruszywowe

- mikroporowate

- komórkowe

• Kruszynowe

2. Ze względu na strukturę

• Zwarty

• Półzwarty

• Jamisty

Klasy wytrzymałości:

• LC8/9, LC12/13, LC16/18, LC20/22, LC25/28, LC30/33, LC35/38, LC40/44, LC45/55, LC50/55, LC55/60, LC60/66, LC70/77, LC80/88

• Odmiany gęstości

• D1,0 - 800-1000

• D1,2 - 100-1200

• D1,4 - 1200-1400

• D1,6 - 1400-1600

• D1,8 - 1600-1800

• D2,0 - > 1800

• Ze względu na przeznaczenie

• Betony lekkie konstrukcyjne

• Konstrukcyjno-izolacyjne

• Izolacyjne

Ad.2. Kruszywa lekkie

• Żużel wielkopiecowy - produkt uboczny przy wytopie surówki. Przez powolne ostudzenia płynnej magmy, a następnie rozkruszenie otrzymujemy kruszywo

• Pumeks hutniczy - przez schłodzenie płynnego żużla wielkopiecowego ograniczoną ilością wody podawaną przez dysze pod ciśnieniem. Następnie schłodzenie żużla z wydzielającymi się gazami i parą wodną powoduje spienienie

• Keramzyt - przez spiekanie zgranulowanych niskotopliwych iłów i glin pęczniejących

• Łupkoporyt - przez spiekanie rozdrobnionych łupków przywęgłowych. Poryzacja materiału powstaje na skutek odparowania wody i wypalania węgla. Wypalany łupek poddaje się rozkruszeniu i rozfrakcjonowaniu

• Glinoporyt - przez spiekanie zgranulowanych surowców gliniastych wymieszanych z paliwem. Poryzacja materiału następuje przez odparowanie wody i wypalenie paliwa

• Agloporyt - przez spiekanie zgranulowanych popiołów lotnych wymieszanych na mokro z niewielką ilością miału węglowego. Poryzacja następuje przez odparowane wody i wypalenie się miału węglowego

8

Ad.1. Trzy równania do projektowania betonów




W - ilość wody w 1m3 mieszanki betonowej

K - ilość kruszywa ---||----

C - ilość cementu -----||-----

w_k - wodożądność kruszywa

w_c - wodożądność cementu




C - masa cementu w 1m3 mieszanki betonowej

K - masa kruszywa danej frakcji

p_C - gęstość

p_k - gęstość kruszywa danej frakcji

W - ilośc wody




f_ck.cube - wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach dojrzewania próbek sześciennych

C/W - współczynnik cementowo-wodny

A - współczynnik zależny od marki cementu i użytego kruszywa

a - współczynnik zależny od wartość C/W

gdy 1,2 < C/W =< 2,5 a = 0,5

gdy 2,5 < C/W =< 2,8 a = -0,5

Ad.2. Klasyfikacja konsystencji mieszanek betonowych

1. Wg metod pomiaru

• Opadu stożka

• Ve-Be

• Stopnia zagęszczalności

• Stolika rozpływowego

• Klasy konsystencji

• Wilgotna (K - 1)

• Gęstoplastyczna (K - 2)

• Plastyczna (K - 3)

• Półciekła (K - 4)

• Ciekła (K - 5)

• Bardzo ciekła

Ad.3. Metoda podwójnego otulenia

Istota projektowania betonu metodą Paszkowskiego: przy projektowaniu betonu tą metodą przyjmujemy założenie, że ziarna kruszywa drobnego (0-2mm) są otulone zaczynem cementowym określonej grubości natomiast ziarna kruszywa drobnego są otulone warstwą zaprawy.

• Obliczenie ilości kruszywa grubego na 1m3 przy określonym rozsunięciu ziarn : G = p_ng/m_g (m_g - objętość 1m3 żwiru po spęcznieniu)

• Obliczenie ilości zaprawy potrzebnej do wypełnienia przestrzeni między rozsuniętymi ziarnami żwiru Z = 1-G/p_g

• Obliczenie ilości kruszywa drobnego wchodzącego w skład zaprawy F = p_nf/m_f*Z

• Obliczenie ilości zaczynu cementowego z_o = 1- G/p_g-f/p_f

• Obliczenie składników zaczynu

• Obliczenie ilości cementu

• Obliczenie ilości wody

---