Rodzaje klasy z klinkieru portlandzkiego
2. Projektowanie betonu metoda analityczna ( doświadczalna )
3. Projektowanie metoda iteracji ( to na pewno będzie powiedział )
4. Domieszki plastyfikujace napowietrzajace mieszankę betonowa
5. Obliczyć skorygować recepturę mieszanki betonowej przy założeniu ze kruszywo ma wilgotność 4%
6. Projektowanie kruszywa na największą szczelność, wpływ punktu piaskowego (wykresy) zakresy dobrego uziarnienia ( 18- 45 %)
7. Zależność punktu piaskowego od c/w.
8. Wymagania względem wody do mieszanki betonowej.
9. Czynniki ograniczające skurcz betonu
10. Zależność wytrzymałości gwarantowanej od wytrzymałości średniej i dyspersji wyników badan.

1. Klinkier portlandzki
   Powstaje przez spiekanie wapieni gliniastych i margli. Składa się on głównie z krzemianów wapnia (3 CaO Y SiO2 i 2 CaO Y SiO2 ), zawiera też glin i żelazo. Zmielony klinkier jest w większości przypadków podstawowym składnikiem cementu.

Zgodnie z normą europejską PN-B-19701:1997 cementy powszechnego użytku dzielą się na cztery rodzaje:

CEM I - cement portlandzki,

CEM II - cement portlandzki z dodatkami ("mieszany"),

CEM III - cement hutniczy,

CEM IV - cement pucolanowy .
CEM V - cement wieloskładnikowy

Rozróżnia się następujące klasy wynikające z 28-dniowej wytrzymałości na ściskanie w MPa normowych próbek z zaprawy: 32,5, 42,5, 52,5, 32,5 R, 42,5 R, 52,5 R.
Litera R oznacza cement o wysokiej wytrzymałości wczesnej (po 2 lub 7 dniach), tym samym cement wysoko kaloryczny.

2. Metoda analityczna (doświadczalna)

Początkiem projektowania jest ustalenie założeń [ przede wszystkim
(wytrzymałość umowna, określoną dla próbek sześciennych o krawędzi 15 cm, po 28 dniach twardnienia w temp. +18

, MPa ( Kg/
) ), konsystencji mieszanki betonowej, ilości zaprawy potrzebnej do uzyskania wymaganej urabialności zależnej od kształtu i wielkości elementów, usytuowania zbrojenia, sposobu zagęszczenia mieszanki ]. Jeżeli dojrzewanie odbywa się w warunkach naturalnych, to wytrzymałość
może być przyjmowana jako równa średniej
. Wytrzymałość
dla której powinien być ustalony skład betonu, określa się wzorem :

Wzór Bolomey'a , stosunek

dla
dla

Współczynniki
przyjmuje się w zaleznosici od rodzaju składnikow (rodzaj kruszywa(naturalne, łamane), marka cementu).

Znajdując stosunek
, przygotowuje się około 7l zaczynu o takim składzie oraz 20 kg suchego kruszywa . następnie przez stopniowe dolewanie zaczynu do kruszywa i mieszanie zaboru doprowadza się do założonej konsystencji. Konsystencje mierzy się aparatem Ve-Be ( konsystencje rzadkie można Mierzyc także za pomocą stożka opadowego ). Zważenie pozostałego (nie dodanego do zarobu ) zaczynu umożliwia określenie masy zaczynu dolanego do kruszywa a następnie wody i cementu ( w kg) według wzorów:

- ilość wody dodana do zarobu, kg,

- masa cementu dodana do zarobu, kg,

- masa zaczynu wykorzystana w próbnym zarobię, kg,

- wyjściowy stosunek cementowo-wodny (
)

Następnie mierzy się objętość zagęszczonego próbnego zarobu:

- objętość próbnego zarobu, l,

- masy składników w próbnym zarobie, kg,

- gęstość pozorna mieszanki betonowej, kg/l.

Masy składników na
betonu ustala się według wzoru:

,
,

3. METODA ITERACJI

Metodę te stosuje się w przypadku dysponowania kilkoma kruszywami składowymi (co najmniej dwoma). Pierwsza czynności jest skomponowanie mieszanki kruszywa o najmniejszej jamistości. W tym celu do kruszywa grubego o masie 7 kg, dodaje się kolejno po 0,5 kruszywa drobniejszego za każdym razem po zmieszaniu określa się
(gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym) oraz
( jamistość w stanie zagęszczonym ). Jeżeli liczba składników mieszanki kruszywa jest większa niż dwa, to do mieszaniny o najmniejszej jamistości z pierwszego doboru dodaje się jak poprzednio, kruszywo trzecie, aż do uzyskanie najszczelniejszej mieszaniny. Iteracje uważa się, za każdym razem, za zakończona, jeśli dwukrotnie stwierdzi się zwiększenie
po kolejnych półkilowych porcjach dodanego kruszywa drobnego. Jeżeli dla kilku mieszanin składników otrzymuje się takie same jamistości, za kruszywo najodpowiedniejsze należy uważać to, dla którego U (wskaźnik uziarnienia) ma wartość największa. Wynika to z zasady stosowania do betonu kruszywa o najmniejszej powierzchni rozwiniętej ziarn przy możliwie najmniejszej jamistości.

- obliczyć stosunek
z warunku wytrzymałości betonu

- przygotować około 7l zaczynu o obliczonej proporcji

- przygotować 20 kg suchego kruszywa o składzie wynikającym z metody iteracji

- dodawać zaczyn do kruszywa aż do uzyskania założonej konsystencji

- określić gęstość pozorna mieszanki betonowej i objętość próbnego zarobu

- sprawdzić szczelność mieszanki betonowej

- sprawdzić otrzymana wytrzymałość betonu i ewentualnie skorygować założenia lub nawet powtórzyć całość projektowania

- opracować receptę na beton

4. DOMIESZKI

* Domieszki plastyfikujące - wprowadzone ich do mieszanki daje możliwość osiągnięcia stosunkowo niskiego wskaźnika wodno - cementowego (
), przy równoczesnym uzyskaniu żądanej ciekłości i urabialności mieszanki betonowej poprawiają zwilżalność ziarn cementu i obniżają napięcie powierzchniowe wody zarobowej (klutanit, klutan, mixbet)

* Domieszki napowietrzające - Poprzez redukcję napięcia powierzchniowego wody zarobowej, na granicy faz ciecz - gaz, domieszki napowietrzające wprowadzają do betonu maleńkie pory powietrzne w kształcie regularnych kulek o średnicy 300 μm. Przerywają one istniejący system kapilar w betonie (por. rys. 1), dzięki czemu:

• ograniczeniu ulega chłonność kapilarna co zmniejsza nasiąkliwość betonu,

• kuleczki pozostałe w stwardniałym betonie pozwalają na bezpieczne zwiększanie objętości zamarzającej w kapilarach wody, przez co beton posiada większą mrozoodporność i odporność na działanie soli odladzających, w efekcie czego zwiększa się jego trwałość,

• drobne pęcherzyki powietrza w kształcie regularnych kulek poprawiają urabialność mieszanki betonowej (zastępując niedobór miałkich frakcji kruszywa)

5. Aby sporządzić receptę robocza należy określić

- zawilgocenie kruszywa (
)

- gęstość nasypowa w stanie luźnym i zagęszczonym (
)

- pojemność betoniarki i naczyń dozujących

Oznaczenie wilgotności dotyczy kruszywa w stanie naturalnego zawilgocenia i bez zagęszczania. Wilgotność kruszywa uwzględniamy, korzystając ze wzorów:

) ,

- ilości kruszywa i wody w 1
mieszanki przy kruszywie zawilgoconym, kg,

- wilgotnosc kruszywa ,%

Ilość składników na zarób betoniarki:

Przy dozowaniu wagowym:

Przy dozowaniu objętościowym:

,
-ilosci składników obliczone na zarób betoniarki kg, l

- pojemność robocza betoniarki wynosząca około 0,75-0,90 objętości teoretycznej, l.

6. SZCZELNOŚĆ - betonu jest związana z występowaniem porów, które w większości betonów zajmują od 8 do 12 %, porowatość do 5 to wynik reakcji wiązania z wodą. Pozostałe około 7 to wynik odparowania wody. Cement do wiązania wykorzystuje ok. 25% swojej masy. Porowatość jest tym większa im rzadsza jest konsystencja mieszanki. Do wiązania wykorzystuje się ok. 50% dodanej wody.

Punkt piaskowy kruszywa do betonu (
-masa ziarn przechodzących przez sito 2mm, g,
- masa próbki przed przesianiem, g,). Jeżeli mam do dyspozycji dwa kruszywa lub więcej, z których żadne nie jest prawidłowo uziarnione jako kruszywo do betonu (np. zbyt drobne oraz grube), to ich proporcje ustala się z względu na wymagana wartość punktu piaskowego. Oczywiście mogą być uwzględnione kruszywa spełniające inne wymagania jakościowe(przede wszystkim nie przekraczające granicznych wartości zanieczyszczeń). Przed zmieszaniem kruszywa w odpowiednich proporcjach należy określić punkt piaskowy kruszyw składowych. Z punktów piaskowych kruszyw składowych
(drobniejszego) i
(grubszego) oblicza się stosunek, w jakim należy je zmieszać, aby otrzymać wartość złożona pp:

, czyli

Wynik wzoru oznacza ile części wagowych kruszywa grubszego należy zmieszać z jedna części kruszywa drobniejszego. Jeżeli kruszyw składowych jest więcej niż dwa, to najpierw łączy się dwa z nich, a następnie uzyskana mieszankę z trzecim itd.

Zakres dobrego uziarnienia:

7. Punkt piaskowy- procentowy udział w kruszywie masy ziaren o wymiarach od 0,063 do 2mm.

Przy projektowaniu składu betonu podstawą obliczeń jest tzw. wskaźnik cementowo-wodny c/w czyli stosunek wagowy cementu do wody. Trzeba zwrócić uwagę, że przy stałej ilości cementu, im mniejsza ilość wody zarobowej (powyżej pewnej granicy ilości niezbędnej do procesu hydratacji), tym większa jest wytrzymałość betonu. Dążąc do uzyskania największej wytrzymałości betonu przy stałej ilości cementu- należałoby stosować taką ilość wody aby była ona nieznacznie większa od wystarczającej wyłącznie tylko na potrzeby chemicznego wiązania zaczynu cementowego. W praktyce oznaczało by to otrzymanie betonu o niedostatecznej urabialności i wymagającego użycia silnego wibrowania lub ubijania. Taki rodzaj betonu uniemożliwiałby wykorzystanie w konstrukcjach żelbetowych, gdyż istniałaby uzasadniona obawa, iż beton nie wszędzie dotrze i powstaną tzw. raki tj. miejsca nie zapełnione betonem. W celu umożliwienia należytego zabetonowania stosuje się przeważnie beton o konsystencji gęsto plastycznej, plastycznej, półciekłej lub ciekłej.

8. Woda jako składnik zaczynów, zapraw betonów spełnia dwie role

-umożliwia wiązanie spoiwa i pozwala uzyskać odpowiednią konsystencję mieszanki (funkcje wody zarobowej). Ilość jej do uwodnienia spoiwa jest stosukowo nieznaczna w porównaniu z całkowitą ilością wody dodawanej do betonu. O całkowitej ilości wody decyduje konieczność nadania mieszance zaprawy lub betonu odpowiedniej konsystencji i urabialności. Można stosować każda wodę która odpowiada wymagania normy. Nie powinno się stosować do betonu wody mineralnej i woda nie powinna wykazywać zabarwienia żółtego ani wydzielać zapachu glinnego.

9. SKURCZ jest wynikiem reakcji cementu z wodą i wysychania gdy nie polewa się betonu wodą to skurcz wynosi 0.2-0.5 mm/m. W betonach szybkotwardniejących skurcz jest większy. Im mniej zaczynu tym mniejszy skurcz. Odkształcenie sprężyste betonu E=σ/ε ; Eb B10 - 18*1000 MPa ; B20 - 27*1000 MPa ; B40 - 35*1000 MPa

10. Wytrzymałość gwarantowana - wytrzymałość poniżej której nie może znaleźć się więcej niż 5% wyników. Na jej podstawie określa się klasy betonu

Wytrzymałość średnia - niezbędna do uzyskania odpowiedniej wytrzymałości gwarantowanej.

Wytrzymałość średnia Rśr=ΣRi/n ; R-wytrzymałość danej próbki, wymaga zbadania 30 próbek ; S-odchylenie standardowe s=pierwiastek((1/n-1)*(Ri-Rśr)^2;

Rśr=RbG+1,64s>=1,13 RbG(z kreską); wytrz.gwarantowana-wytrzymałość betonu w MPa jaką gwarantuje producent z prawdopodobieństwem 95% równa jest klasie betonu; wytrz.normowa : - na ściskanie Rbk=(0,77-0,001RbG)RbG, -na rozciąganie Rbzk=(0,23-0,0005Rbk)*pierwiastek trzeciego stopnia z (Rbk^2)

Klasa betonu	B15	B25	B37	B70
Wytrzymałość gwarantowana FcGcube MPa	15	25	37	70
Wytrzymałość charakterystyczna MPa	na ściskanie fck	12	20	30 60
	na rozciąganie fctk	1,1	1,5	2,0 3,2
Wytrzymałość średnia na rozciąganie fctm, MPa	1,6	2,2	2,9	4,6
Wytrzymałość obliczeniowa dla konstrukcji żelbetowych i sprężonych	na ściskanie fcd	8,0	13,3	20,0 40,0
	na rozciąganie fctd	0,73	1,0	1,33 2,13

---