Politechnika Krakowska

Wydział Inżynierii Lądowej

Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych

Zakład Technologii Betonu

Technologia Betonu

Projekt

Mieszanki Betonowej

Prowadzący: dr inż. Zygmunt Rawicki

Projekt wykonał: Jakub Pieprzyk, gr7

1. Założenia projektu:

• Klasa wytrzymałości betonu: C16/20

• Typ konstrukcji: zbiornik monolityczny

• Rozstaw zbrojenia: 100mm

• Pojemność zasypowa betoniarki: 400 dm³

• Metoda obliczeń: jednostopniowego otulenia

• Klasa ekspozycji środowiska eksploatacji: XC2

2. Dobór rodzaju składników i sprawdzenie ich cech

2.1 Cement

Przyjęto cement portlandzki CEM I 32.5N na podstawie Tablicy1 (Główne kierunki i zakres stosowania cementów do betonu wg PN-EN 197.1:2002). Gęstość nasypowa cementu w stanie luźnym wynosi ρ_nc^l = 1,20[kg/dm³].

2.2 Kruszywo

Przyjęto piasek rzeczny i żwir kopalny o uziarnieniu podanym w poniższej tabeli

drobne (piasek) naturalne		grube (żwir) naturalne
0 ÷ 0,125[mm]	8[%]	2 ÷ 4[mm]	15[%]
0,125 ÷ 0,25[mm]	15[%]	4 ÷ 8[mm]	55[%]
0,25 ÷ 0,5[mm]	32[%]	8 ÷ 16[mm]	30[%]
0,5 ÷ 1,0[mm]	15[%]	16 ÷ 31,5[mm]	- [%]
1,0 ÷ 2,0[mm]	30[%]	31,5 ÷ 63[mm]	- [%]

Gęstość nasypowa piasku: Gęstość nasypowa żwiru:

ρ_np^l = 1,54[kg/dm³] ρ_nż^l = 1,50[kg/dm³],

ρ_np^z = 1,62[kg/dm³] ρ_nż^z = 1,56[kg/dm³].

Wilgotność piasku: Wilgotność żwiru:

ϕ_p = 3,0 [%]. ϕ_ż = 2,1[%].

Maksymalna średnica ziarna kruszywa wynosi Dmax=16mm

Kruszywo spełnia powyższe warunki

W zakresie pozostałych cech piasek spełnia wymagania normy PN-EN 12620:2004.

Żwir także spełnia wymagania normy PN-EN 12620:2004.

2.3 Woda zarobowa

Przyjęto wodę wodociągową-pitną spełniającą wymagania normy PN-EN 1008:2004.

3. Dobór parametrów technologicznych mieszanki betonowej

Na podstawie Tablicy3 (Klasy konsystencji mieszanki betonowej) dobrano klasę mieszanki betonowej V3

4. Dane uzupełniające

Przyjęto średnią wytrzymałość na ściskanie betonu f_cm = f_ck+6 = 20+6 = 26 [MPa]

5. Określenie składu mieszanki betonowej

5.1 Równania metody

5.1.1 Równania zasadnicze

a) równanie wytrzymałości Bolomeya:

b) równanie szczelności:

c + p + ż + w =1,0

c) równanie konsystencji

w = k_c *c + k_p *p + k_ż *ż

k_p = w_p *ρ_p

k_c = w_c *ρ_c

k_ż = w_ż *ρ_ż

5.1.2 Równanie charakterystyczne metody

4

1. Dobór wartości parametrów zmiennych występujących w równaniach

1. współczynnik A do wzoru Bolomey'a

Z Tablicy4 (Wartość współczynnika A) wybrano wartość A₁=18, przy wstępnym założeniu C/W <2.5

b) wskaźniki wodne dla kruszywa i wodożądności cementu

Wodożądność cementu przyjęto z Tablicy5 (Zalecane wskaźniki wodne dla kruszywa i wodożądności cementu) w_c = 0,280 [dm³/ kg]

Frakcja [mm]	Zawartość [%]		Wskaźnik wodny[dm^3/kg]	Iloczyn kolumn
		Piasek		Żwir		Piasek (2)x(4)	Żwir (3)x(4)
1	2	3	4	5	6
0 -0,125	8	-	0,254	2,032	-
0,125-0,25	15	-	0,137	2,055	-
0,25 - 0,5	32	-	0,095	3,04	-
0,5 - 1,0	15	-	0,066	0,99	-
1,0 - 2,0	30	-	0,049	1,47	-
2 - 4	-	15	0,037	-	0,555
4 - 8	-	55	0,029	-	1,595
8 -16	-	30	0,022	-	0,66
Suma	100	100		9,587	2,81

k_p = w_p * ρ_p = 9,587/100*2,65 = 0,254 [dm³/ dm³]

k_ż = w_ż * ρ_ż = 2,81/100*2,65 = 0,074 [dm³/ dm³]

d) promień otulenia żwiru zaprawą
_{wg. Tablicy 10 (Orientacyjne wartości promienia otulenia):}

_{Przyjęto wartość otulenia
=0.5[mm]}

d_śr - średni wymiar ziarna pisaku

r_ż > d_śr

r_ż = 1.0[mm]

d_śr
0.48[mm]

1.0 > 0.48

e)powierzchnia wewnętrzna żwiru F_ż

Frakcja	Zawartość frakcji [%]	Jednostkowa powierzchnia wewnętrzna [dm^2/kg]	Iloczyn kolumn (2)x(3)
2-4	15	100	1500
4-8	55	50	2750
8-16	30	25	750
suma:	100		5000

F_ż =
[dm²/kg]

fż = F_ż*ρ_nż^z=50*1,56=78[dm²/ dm³]

5.3 Rozwiązanie układu równań przyjętej metody projektowania

DANE : ρ_nż^z=1,56[kg/dm³],
=2.65[kg/dm³], f_cm=26[MPa], A₁=18,
, k_p=0,254 [dm³/ dm³], k_ż=0,074 [dm³/ dm³],
, ż=

,
= 0.411

, ż = 0.423

,
= 1.62

,
= 1.121

, c = 0.256

, w = 0.158

, p=0.161

Ilości wagowe składników:

C= c *ρ_c= 0.256*1200=308 [kg/m³]

P= p *ρ_p= 0,161*2650=427 [kg/m³]

Ż= ż *ρ_ż= 0,423*2650=1120 [kg/m³]

W= w ρ_w=0,158*1000=158 [dm³/m³]

ρ_b=2013 [kg/m³]

6. Obliczenia sprawdzające

6.1 warunek szczelności

c + p + ż + w = 0,256+0,161+0,423+0,158=1

6.2 warunek wytrzymałości

[MPa]

6.3 rzeczywista ilość zaprawy

Z_rzecz= (c + p + w)*1000[dm³/m³]= (0,256+0,161+0,158)*1000=577[dm³/m³]

Porównując z Tablicą7 Z_rzecz > Z_max=550[dm³/m³]

6.4 Sprawdzenie sumy objętości absolutnych cementu i ziaren kruszywa poniżej 0,125mm:

Π=(c+p*n)*1000[dm³/m³]=(0256+0,161*0,08)*1000[dm³/m³]=498m³/m³]

Z Tablicy7 Π_min=95[dm³/m³]

Π > Π_min

6.5 Sprawdzenie zawartości cementu:

C_min =280 [kg/m³]

C_max=308 [kg/m³]

C_rzecz =406 [kg/m³]

C_min <C_rzecz <C_max

6.7 Obliczenie składu granulometrycznego zaprojektowanego kruszywa i porównanie z zalecanymi granicznymi krzywymi uziarnienia kruszywa do betonu

P : Ż = 427 : 1120 = 1:2,62

Frakcja	Piasek x 1 [%]	żwir x 2,62[%]	Suma [%]	Zawartość w kruszywie [%]	Rzędna
0 - 0,125[mm]	8	-	8	2,2	2,2
0,125 - 0,25[mm]	15	-	15	4,14	6,34
0,25 - 0,5[mm]	32	-	32	8,84	15,18
0,5 - 1,0[mm]	15	-	15	4,14	19,32
1,0 - 2,0[mm]	30	-	30	8,28	27,6
2 - 4[mm]	-	15x2,62	39,34	10,86	38,46
4 - 8[mm]	-	55x2,62	144,26	39,85	78,31
8 -16[mm]	-	30x2,62	78,68	21,73	100
	100	100x2,62	362	100	-

7. Określenie składu mieszanki betonowej z uwzględnieniem wilgotności kruszywa

a) wagowo [kg/m³]

2. objętościowo [dm³/m³]

8. Określenie składu roboczego mieszanki betonowej na jeden zarób betoniarki

a) obliczenie pojemności użytkowej betoniarki V_u :

współczynnik spulchnienia masy α betonowej

V_u = V_z * α = 400 * 0,766 = 306,55[dm³]

b) obliczenie recepty na 1 zarób betoniarki przy wagowym dozowaniu składników

---