Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Zakład Budownictwa Wodnego i Hydrauliki

Sprawozdanie z laboratorium: Budownictwo i konstrukcje inżynierskie.

Temat ćwiczenia:

Grupa ISiW2, Zespół 2, semestr IV, rok akademicki: 2010/2011:

1. Lipiński Karol

2. Oktaba Katarzyna

3. Pawul Małgorzata

4. Szkielonek Michał

5. Szklarzewicz Leszek

6. Skrzypek Joanna

7. Zatorski Rafał

Prowadzący: dr. inż. Henryk Dąbrowski

Data wykonania ćwiczenia: ...................

Data oddania sprawozdania: ..................

Warszawa ............

1. Wstęp teoretyczny

Beton jest to materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa drobnego i grubego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków, który uzyskuje swe właściwości w wyniku hydratacji cementu. Domieszki stosujemy w celu modyfikowania właściwości mieszanki betonowej lub betonu stwardniałego, dodajemy je w ilości nie przekraczającej 5% masy cementu.

Najliczniejszą grupę produktów na rynku stanowią domieszki uplastyczniające i upłynniające. Umożliwiają one zmniejszenie zawartości wody w mieszance betonowej bez zmiany jej konsystencji albo zwiększenie ciekłości mieszanki betonowej bez potrzeby zwiększania ilości wody i cementu.

Mieszanką betonową nazywamy całkowicie wymieszane składniki betonu, które są w stanie umożliwiającym zagęszczenie wybraną metodą, natomiast beton stwardniały jest to beton w stanie stałym, który osiągnął pewien stan wytrzymałościowy.

Rozróżniamy następujące rodzaje betonów:

• beton projektowany jest to beton, którego wymagane właściwości i dodatkowe cechy są podane producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu zgodnego z wymaganymi właściwościami.

• beton recepturowy jest to beton, którego skład i składniki jakie powinny być użyte są podane producentowi, który jest odpowiedzialny za dostarczenie betonu o takim właśnie składzie.

• normowy beton recepturowy jest to beton recepturowy, którego skład jest podany w normie (dla danego kraju ze względu na określona strefę klimatyczną)

Ze względu na gęstość pozorna betony dzieli się na:

• ciężkie - o gęstości pozornej ρ_p > 2600 kg/m³

• zwykłe - o gęstości pozornej ρ_p = 2000 - 2600 kg/m³

• lekkie - o gęstości pozornej ρ_p = 800 - 2000 kg/m³

2. Cel i zakres ćwiczenia:

Oznaczenie konsystencji mieszanki metodą:

a) Stożka opadowego:

Badanie to polega na zagęszczaniu mieszanki betonowej w formie o kształcie ściętego stożka wyposażonego w uchwyty umożliwiające równomierne podnoszenie formy. Forma jest wypełniania w trzech warstwach, odpowiadających w przybliżeniu 1/3 wysokości (objętości) stożka każda. Każda warstwa zagęszcza na jest 25 uderzeniami pręta do ubijania. Po zdjęciu formy opad stożka mieszanki betonowej stanowi miarę jej konsystencji.

b) Vebe:

Badanie przebiega podobnie do badania metodą stożka opadowego, lecz po zdjęciu formy mieszankę w naczyniu cylindrycznym poddaje się wibrowaniu i mierzy czas całkowitego zetknięcia powierzchni krążka z mieszanka betonową.

c) stolika rozpływowego:

Badanie zbliżone jest do metody stożka opadowego, z tym że mieszankę po zdjęciu formy poddaje się wstrząsom na specjalnym stoliku, następnie określa się średnicę rozpływu po 15 wstrząsach.

Badanie gęstości objętościowej mieszanki betonowej:

Badanie polega na oznaczaniu gęstości mieszanki przez jej ważenie w pojemniku o znanej masie i objętości. Gęstość objętościową obliczamy za pomocą wzoru:

gdzie:

m_s - masa mieszanki betonowej

V_p - objętość mieszanki betonowej w naczyniu, którą określa się poprzez odległości od powierzchni uwibrowanej mieszanki betonowej do krawędzi naczynia w którym się mieszanka znajduje, w czterech różnych miejscach. Następnie oblicza się wartość średnią tej odległości i odejmuje ją od znanej wysokości naczynia, uzyskując w ten sposób wysokość mieszanki betonowej w naczyniu pomiarowym.

Badanie zawartości powietrza w mieszance betonowej metoda ciśnieniową:

Badanie to polega na wykorzystaniu prawa Boyle'a - Mariotte'a, według którego iloczyn ciśnienia i objętości gazu w warunkach stałej temperatury jest wielkością stałą: pV = const. Zakłada się, że jedynym składnikiem ściśliwym mieszanki jest powietrze w porach. Na podstawie zmiany objętości mieszanki, spowodowanej wywarciem określonego nadciśnienia, możemy wnioskować o objętości powietrza w mieszance. Metoda słupa wody polega na pomiarze zmian wysokości słupa wody, nad próbką po wywarciu określonego ciśnienia. Ze specjalnej skali odczytano wysokość słupa wody, która została wtłoczona do betonu przy nadciśnieniu 1 atmosfery.

3. Badania i obliczenia

Wykonanie mieszanki betonowej

Do pojemnika maszyny do mieszania betonu wsypano:

• 3,5 kg cementu (CEM I T 32,5R-portlandzki),

• 3,75 kg kruszywa naturalnego - piasek żółty kopany,

• 15,65 kg grubego kruszywa - żwir,

• 1,75 dm³ wody

Ilość otrzymanej mieszanki podzielono na dwie części. Do jednej formy dodano 1 kg piasku

Obliczanie konsystencji mieszanki

Obliczenie konsystencji metodą stożka opadowego:

Opad stożka [mm]	Klasa konsystencji wg normy PN-EN 206-1	Nazwa konsystencji wg normy PN-88/B-06250
10	S1	gęsto plastyczna K-2

Obliczenia konsystencji metodą Vebe

Czas wibrowania [s]	Klasa konsystencji wg normy PN-EN 206-1	Nazwa konsystencji wg normy PN-88/B-06250
14,75	V2	półciekła K-4

Obliczenia konsystencji metodą stolika rozpływowego:

Średnica rozpływu [mm]	Klasa konsystencji wg normy PN-EN 206-1	Nazwa konsystencji wg normy PN-88/B-06250
435	F3	półciekła K-4
401,5	F2	półciekła K-4

Obliczenia gęstości objętościowej dla poszczególnych mieszanek:

Mieszanka	Gęstość objętościowa [kg/dm3]	Gęstość objętościowa po napowietrzaniu [kg/dm3]	Gęstość objętościowa po zagęszczeniu [kg/dm3]
Bez domieszki	2,537	-	-
Z domieszką	2,542	2,543	2,621

Obliczenia zawartości powietrza w mieszance:

Na przyrządzie, po wlaniu około 540 ml wody i wywołaniu nadciśnienia 1atm, za pomocą pompki, odczytano na skali opad wody. Zawartość powietrza w betonie wyznacza się za pomocą wzoru:

gdzie
=2,5 cm - wartość odczytana ze skali przyrządu.

Stąd po podstawieniu zawartość powietrza w naszej mieszance wynosi 1,73%.

4. Wnioski

Po wykonaniu badania konsystencji metodami stożka opadowego i stolika rozpływowego wykazały, iż nasza mieszanka jest półciekła(K-4), natomiast metoda Vebe określa konsystencję naszej mieszanki jako gęstoplastyczna(K-2). Tak duża rozbieżność otrzymanych wyników konsystencji pokazuje, iż stosowane metody nie są ze sobą porównywalne. Tak wiec przy określaniu konsystencji oprócz wiedzy bardzo duży wpływ ma doświadczenie, które jest niezbędne w interpretacji otrzymanych wyników.

Gęstość objętościowa naszych mieszanek wynosi: bez domieszki 2,537 kg/dm³ a z domieszką 2,542 kg/dm3 co oznacza, że zgodnie z normą nasz beton jest betonem zwykłym (dla betonu zwykłego wartości gęstości objętościowych wynoszą 2000 - 2600 kg/m³).

Suma wszystkich składników mieszanki powinna wynosić 24,65 kg. Nastąpił błąd przy odmierzaniu składników (nie wytarowano wagi) w związku z czym waga mieszanki wyniosła 23,77 kg. Napowietrzanie wykazało małą porowatość mieszanki, co korzystnie wpływa na parametry wytrzymałościowe.