Betony specjalne B-15, Budownictwo, Konstrukcje betonowe, Beton


BETONY SPECJALNE

SYSKA PIOTR

Gr. 42b

Studia Zaoczne

TEMAT PROJEKTU:

Tematem projektu jest zaprojektowanie betonu na wykonanie ścian osłonowych w pracowni rentgenowskiej.

Dane do projektu:

Beton ciężki ρ>3400 kg/m3 w stanie powietrzno suchym.

Beton B-15

Cement portlandzki 35

Wymiary ściany: h=4m, l=8m, a=0,8m

Podawanie pojemnikiem do betonu.

Zagęszczanie wibratorami pogrążalnymi.

2.SKLADNIKI MIESZANKI BETONOWEJ

  1. CEMENT PORTLANDZKI MARKI P-35

  1. KRUSZYWO DROBNE-PIASEK KWARCOWY O

ρ=2.65 kg/dm3

2.3 KRUSZYWO GRUBE-BAZALT ρ=3.12 kg/dm3

WODOŻĄDNOŚĆ PIASKU Wpiasku=0,076 dm3/kg

WODOŻĄDNOŚĆ KRUSZYWA Wkruszywa=0,025 dm3/kg

POROWATOŚĆ KRUSZYWA p=

3.WARUNKI WYKONANIA

ZAGĘSZCZANIA MIESZNKI BETONOWEJ PRZEZ WIBROWANIE

4.WARUNKI DOJRZEWANIA =1.05

2.Ustalenie optymalnego stosu okruchowego.

Optymalny stos okruchowy - to kruszywo, o takim uziarnieniu, które pozwala uzyskać mieszankę betonową o określonej konsystencji (ciekłości, płynności) oraz o określonej wytrzymałości przy użyciu minimalnej ilości wody i cementu.

Badanie:

  1. Określenie składu ziarnowego (kruszywa) piasku wg.PN-78/B-06724/15;

  2. Określenie wskaźnika wodożądności piasku;

  3. Ocena gatunku piasku.

0x08 graphic
0x08 graphic
4 ÷ 8

0x08 graphic
0x08 graphic
0 ÷ 2mm 4 ÷ 16

8 ÷ 16

piasek grys

0x08 graphic
0x08 graphic

kruszywo drobne kruszywo grube

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0 0,125 0,25 0,5 1 2 [mm]

oczka sit frakcje

2[mm] -- 2 ÷ 4

1 -- 1 ÷ 2

0,5 -- 0,5 ÷ 1

0,25 -- 0,25 ÷ 0,5

0,125 -- 0,125 ÷ 0,25

0 -- 0 ÷ 0,125

0x08 graphic
wk - wskaźnik wodożądności kruszywa

wp - wskaźnik wodożądności dla piasku

wskaźnik wodożądności - odnosi się do zapotrzebowania kruszywa w

wodę.

frakcja - zbiór ziarn zawartych miedzy dwoma kolejnymi sitami zestawu

normowego

Tab.nr 1. Obliczanie wskaźnika wodożądności piasku

Wymiar oczka sita kw.

Frakcja od-do

Zawartość

danej

frakcji(g)

Zaw. Danej frakcji(%)

Współ- czynnik poprawki

Tabelary-

czny wskaźnik wodożąd-ności

Iloczyn kolumn 7x8x9

mm

mm

Pomiar 1

Pomiar 2

Pomiar 3

Średnio

%

ρt / ρk

dm3 /kg

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

4÷2

9

12

9

10

2.5

1

0.038

0.095

2

2÷1

4

7

6

5.7

1,4

1

0.050

0.07

0.5

1÷0.5

68

133

180,5

127,5

32

1

0.068

2,176

0.25

0.5÷0.25

169

125

187,5

161,5

40.5

1

0.094

3.807

0.125

0.25÷0.125

116

108

10

79

19,5

1

0.140

2,73

0

0.125÷0

30

13

6

16,3

4,1

1

0.264

1.0824

396

398

399

397,7

100

0,099

9,96

Tab.nr 1.

0x01 graphic

Wskaźnik wodożądności piasku

Wp = Σ/100 = 9,96/100 = 0,099 dm3/kg

2.1.Ustalenie rodzaju i gatunku piasku

0x01 graphic

Rys.1.Ocena gatunku piasku.

0x08 graphic
- krzywa uziarnienia badanego piasku

0x08 graphic
- zakres normowy dla gatunku 1

0x08 graphic
- zakres normowy dla gatunku 2

Stosowany w projekcie piasek według PN 86/B-06712 jest piaskiem zwykłym.

2.2.Określenie wskaźnika wodożądności frakcji kruszywa grubego.

Tabelaryczny wskaźnik wodożądności frakcji 4 ÷ 8 = 0,032 dm3/kg

Tabelaryczny wskaźnik wodożądności frakcji 8 ÷ 16 = 0,025 dm3/kg

Gęstość bazaltu = 3,03 kg/m3

Poprawka do przeliczania wskaźnika wodożądności.

ρtk = 3,0/3,03 = 0,99

ρt - gęstość tabelaryczna = 3,0 dm3/kg

ρk - gęstość rzeczywista kruszywa = 3,03 dm3/kg = δb - gęstość bazaltu

wk = ρtk * wtab.

wtab. - tabelaryczny wskaźnik wodożądności kruszywa

wk1 = 0,99*wtab. = 0,99*0,032 = 0,03168 dm3/kg

wk2 = 0,99*0,025 = 0,02475 dm3/kg

2.4.Ustalenie procentowego udziału frakcji kruszywa grubego w optymalnym stosie okruchowym.

Metoda wypełniania jam.

WARUNEK: wk + j = min.

j - jamistość kruszywa

jamistość kruszywa - objętość wolnych przestrzeni pomiędzy ziarnami

kruszywa (PN - 88/B - 06714/10 )

Frakcja

%

objętość

gęstość nasypowa

jamistość

wodożądność

j+Wk

4÷8

8÷16

pomiar

1

pomiar

2

pomiar

3

ρ=0x01 graphic

j 0x01 graphic

Wk 0x01 graphic

0x08 graphic
0

30

40

50

60

70

100

100

70

60

50

40

30

0

5,7

5,5

5,6

5,6

5,6

5,7

5,8

5,7

5,4

5,4

5,4

5,5

5,75

5,6

5,5

5,5

5,5

5,6

1,739

1,785

1,818

1,818

1,818

1,785

0,2405

0,2257

0,2456

0,2456

0,2156

0,2257

0,02475

0,026829

0,027522

0,028215

0,028908

0,029601

0,03168

0,26525

0,25287

0,24356

0,24415

0,24484

0,25563

Tab. nr2.

ρnz = m/vz

j = (1- ρnzp.)*1/ρnz

Wk3 = 0,0278 dm3/kg ≈ 0,0275 dm3/kg

Udział procentowy frakcji 4 ÷ 8 = 40 %

Udział procentowy frakcji 8 ÷ 16 = 60 %

0x08 graphic

2.5.Ustalenie procentowego udziału frakcji kruszywa drobnego w optymalnym stosie okruchowym (punkt piaskowy).

Warunek: j = Oz/k

Oz - objętość zaczynu

k - masa kruszywa

PUNKT PIASKOWY

Udział kruszywa (%)

objętość

Vz

[dm3]

ρnz kg/dm3

ρb+p kg/dm3

jamistość

dm3/kg

j+8% j

dm3/kg

wk

dm3/kg

Oz/k

dm3/kg

4÷16

0÷4

1

2

3

średnia

100

0

5,7

5,7

5,6

5,66

1,77

2,99

0,23

0,25

0,02756

0,0958

90

10

5,4

5,4

5,3

5,36

1,86

2,95

0,20

0,22

0,0347

0,1207

80

20

5,2

5,1

5,0

5,10

1,96

2,92

0,16

0,17

0,0418

0,1454

70

30

5,0

5,0

4,7

4,90

2,04

2,88

0,14

0,15

0,049

0,1704

60

40

4,95

4,7

4,75

4,80

2,08

2,85

0,11

0,12

0,0561

0,1951

50

50

4,8

4,6

4,7

4,70

2,13

2,82

0,11

0,12

0,0633

0,2201

0

100

2,65

0,099

0,3443

Tab.nr 3.

ρp. = 2,65 kg/dm3

ρb = 2,99 kg/dm3

ρb+p. = (% piasku * ρp. + % bazaltu*ρb)/100%

Oz/k = tg ε * wk

tg ε = f(Rp/A,konsystencja)

tg ε = 3,478

tg ε - szybkość wzrostu wskaźnika wodożądności

Rp = A(C/W - 0,5)

Rp - wytrzymałość na ściskanie projektowanego betonu

Rp/A = C/W-0,5

A - wskaźnik jakości kruszywa i cementu (zależy od marki cementu i rodzaju

kruszywa)

tg ε = f(Rp/A,konsystencja)

klasa betonu - wytrzymałość gwarantowana betonu na ściskanie

B20 → RGb = 20MPa

Rp = 1,3 ∗RGb∗β

Rp - wytrzymałość projektowana betonu na ściskanie

β - współczynnik zależny od warunków dojrzewania betonu (1,0)

Rp = RGb *1,3*1,0

Rp = 26,0 MPa

A = 19 - (na podstawie „Beton zwykły” J. Piasta)

Rp/A = 26/19 = 1,4

tg ε = 3,478 wc = 0,29 dm3/kg

Wyniki badań przedstawiono na rysunku 2.

Skład ziarnowy optymalnego stosu okruchowego wynosi:

piasek = 25,75 %

frakcje:

4 ÷ 8 -- 29,7 % (k* 40%)

8 ÷ 16 -- 44,55 % (k* 60%)

Wskaźnik wodożądności optymalnego stosu okruchowego

ws = 0,046 dm3/kg

Gęstość pozorna optymalnego stosu okruchowego

ρs = % piasku *2,65 + % (frakcji 4 ÷ 16)*2,99 = 2,9 kg/dm3

0x01 graphic
3.Ustalenie składu mieszanki betonowej (betonu) metodą trzech

równań.

Dane: Szukane:

Rp = 26,0 MPa Rcp = ?

A = 19 RGb = ?

wc = 0,29 dm3/kg (z tablic)

ws = 0,046 dm3/kg

ρc = 3,10 kg/dm3

ρs = 2,90 kg/dm3

0x01 graphic

C = 370,925 kg

W = 198,5236 kg

K = 1977,286 kg/m3

B = 5,037

Sprawdzenie: 370,925 / 3,1+1977,286 / 2,9 +198,52 = 1000,007

1000,007 ≅ 1000

Recepta na 1 m3 mieszanki betonowej (betonu):

C = 370.95 kg

W = 198.52 kg

K = 1977.29 kg

piasek = 514.30 kg

frakcja 4 ÷ 8 = 593.20 kg

frakcja 8 ÷ 16 = 889.79 kg

4.Sprawdzenie parametrów projektowanej mieszanki betonowej

4.1.Wykonanie próbnego zarobu

Recepta na 12 dm3próbnego zarobu

C = 4.45 kg

W = 2.38 kg

K = 23.73 kg

piasek = 6.17 kg

frakcja 4 ÷ 8 = 7.12 kg

frakcja 8 ÷ 16 =10.68 kg

4.2.Sprawdzenie konsystencji (ciekłości) mieszanki betonowej

Metoda badań - stożek opadowy0x01 graphic

Wymagania normowe (PN-88/B-06250)

Opad stożka - 6 ÷ 11

Wynik pomiaru - 12,3 cm

Korekta wody aby uzyskać zakres konsystencji półciekłej.

Aby wejść w zakres konsystencji półciekłej należy zmniejszyć o 50 ml ilość wody.

Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca korektę wody.

12 dm3 ---- 0,05 dm3

1000 dm3 ---- x

x = 4,17 dm3

Na 1 m3 mieszanki betonowej wodę należ zmniejszyć o 4,17 dm3. Rzeczywista objętość wody po korekcie wynosi 11,95 dm3 .

12,0 dm3- 0,05 dm3 = 11,95 dm3

Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca rzeczywistą ilość wody.

11,95 dm3 -- 4,45 kg (cement)

1000 dm3 -- C1

C1 = 372,39kg

11,95 dm3 -- 23,73 kg (kruszywo)

1000 dm3 -- K1

K1 = 1985,77 kg

11,95 dm3 -- (2,38-0,05)kg

1000 dm3 -- W1

W1 = 194,98 kg

Skład 1 m3 mieszanki betonowej po korekcie wody:

C1 = 372,39 kg

W1 = 194,98 kg

K1 = 1985,77kg

4.3.Sprawdzenie szczelności mieszanki betonowej.

Metoda pomiaru - cylinder miarowy. Dopuszczalna zawartość powietrza w mieszance betonowej (PN-88/B-06250) wynosi 2 %.

masa cylindra - 2,524 kg

objętość cylindra - Vc = 3,078 dm3

masa cylindra z mieszanką betonową = 10,56 kg

masa mieszanki betonowej - mmb = 8,03 kg

ρmbp = mmb / Vc = 2,61 kg/dm3

ρmbp - gęstość pozorna mieszanki betonowej

S = ρmbp / ρm

Wyniki pomiaru szczelności:

ρmbp = 8,03 / 3,078 = 2,61 kg/dm3

Recepta po korekcie wody:

C1 = 372,39kg

K1 = 1985,77 kg

W1 = 194,98 kg

ρmb = (C1 + K1 + W1) / 1000

ρmb - gęstość (właściwa) teoretyczna mieszanki betonowej przy założeniu że

porowatość = 0 %.

ρmb = 2,553 kg/dm3

S = ρmbp / ρmb ≠ 1,02

Mała dokładność stosowanej metody nie pozwala określić dokładnie zawartości powietrza. Należy przeprowadzić badania metodą ciśnieniową zalecaną przez

normę PN-88/B-06250.

Przyjęto p. = 0,5 % (porowatość)

p. = (1 - S)∗1000 = 5 dm3/m3

S = 0,995

Korekta składu mieszanki betonowej uwzględniająca powietrze:

1005 -- 1985,77

1000 -- K2

K2 = 1975,89 kg

1005 - 372,38

1000 - C2

C2 = 370,53 kg

1005 - 194,98

1000 - W2

W2 = 194,01 kg

Skład mieszanki betonowej na 1 m3 po uwzględnieniu powietrza:

K2 = 1975,89 kg

C2 = 370,53 kg

W2 = 194,01 kg

4.4.Sprawdzenie klasy betonu.

Wyniki badań wytrzymałości na ściskanie

P1 = 0,985 MN R1 = 43,7 MPa

P2 = 1,015 MN R2 = 45,1 MPa

P3 = 0,95 MN R3 = 42,2 MPa

Rmin ≥ α ∗ RbG

α = 1,15

42,2MPa ≥ 1,15 ∗ 20 MPa

42,2 MPa ≥ 23 MPa

Z powyższego warunku wynika iż beton został zaprojektowany poprawnie.

4.5.Sprawdzenie wskaźnika wodno-cementowego, ilości cementu i zaprawy w 1m3 projektowanej mieszanki betonowej.

Wskaźnik wodno-cementowy = W/C

W/C = 194,01 / 370,53 = 0,5236

Ilość cementu - C2 = 370,53 kg

Zgodnie z PN-88/B-06250 największa dopuszczalna ilość cementu o projektowanej klasie nie powinna przekraczać 450 kg/m3.

Ilość zaprawy w 1m3:

C+W+P.= zaprawa

C/ ρc + W + P. / 2,65 = V2

370,53 / 3,1 + 194,01 + 508,79 / 2,65 = 505,53 dm3/m3

5.Recepta robocza.

Recepta robocza uwzględnia wilgotność kruszywa i objętość betoniarki.

W = (Kw - Ks)∗100% / Ks

Kw -kruszywo wilgotne

Ks - kruszywo suche

wilgotność piasku - 4 %

wilgotność bazaltu - 3 %

Woda wprowadzona przez bazalt 1975,89 - 508,79 = 1467,1

K4÷16∗0,03 = Wk = 1467,1∗0,03 = 44,01dm3

Woda wprowadzona przez piasek

P∗ 0,04 = Wp= 508,79∗0,04 = 20,35 dm3

Woda wprowadzona przez kruszywo

Wk + Wp = 64,36 dm3 = W3

Korekta wody

W2 - W3 = 129,65 dm3

Masa wilgotnego bazaltu w 1m3 mieszanki betonowej

K2 ∗ 1,03= 2035,1667 kg

Masa wilgotnego piasku w 1m3 mieszanki betonowej

P3 = P2∗1,04 = 529,14 kg

Recepta na 1m3 mieszanki betonowej uwzględniająca wilgotność kruszywa

C3 = 370,53 kg

W3 = 129,65 dm3

P3 = 529,14 kg

kruszywo:

4 ÷ 8 - 814,07 kg

8 ÷ 16 - 1221,1 kg

6.Ocena projektu.

Podana recepta zapewnia założone wymagania projektowe.

7.Wnioski

  1. Otrzymany beton jest szczelny, 0,486% porowatości.

  2. Konsystencja jest zgodna z projektowaną.

  3. Klasa betonu jest większa od klasy betonu którą należało uzyskać.

  4. Beton był badany po okresie dłuższym od 28 dni co spowodowało nieznaczny przyrost wytrzymałości betonu do wytrzymałości po 28 dniach.

  5. Do betonu dolano mniejszą ilość wody niż to wynikało z obliczeń, a woda zawsze zmniejsza wytrzymałość betonu, jeżeli jest jej więcej niż wynika to z wodożądności cementu i wodożądności kruszywa.

Receptura na 15 dm3 betonu po dolaniu zakładanej wstępnie ilości wody.

Gdyby dolano całą ilość wody konsystencja była by plastyczna.

Receptura na 1 m3 wynosiła by:

C = 494,4 kg

W = 187,5 kg

K = 1908,6 kg:

Receptura dla konsystencji gęstoplastycznej wynosi:

C = 507,423 kg

W = 166,245 kg

Piasek = 430,368 kg

Kruszywo 8-16 mm = 763,83 kg

Kruszywo 4-8 mm = 763,83 kg

wk



Wyszukiwarka