SPOIWA POWIETRZNE I HYDRAULICZNE (SKŁADY CHEM. ,WŁASNOŚCI).

Powietrzne - wiąże tylko na powietrzu i twardnieje. Po stwardnieniu nie są odporne na działanie wody. Zbudowane są ze skał powietrznych CaO, MgO, gipsy budowlane, wapna magnezjowe i krzemianowe.

Hydrauliczne - wiążą i twardnieją w wodzie i na powietrzu , po stwardnieniu są odporne na działanie wody. Są to spoiwa, które zawierają składniki hydrauliczne SiO2, Al2O3. np. cement portlandzki, hutniczy i hydrauliczny.

OTRZYMYWANIE I WŁASNOŚCI WAPNA PALONEGO MIELONEGO

Otrzymywanie: W wytwórni bryły są mielone w młynach do mniejszych 0,2mm. Na budowie podlega gaszeniu. Szybko reaguje z wodą, wydziela się ciepło. Jego temperatura dochodzi do 1000C. Najpierw wapno mieszamy z piaskiem 1:3 i dodajemy wodę . Aby przedłużyć czas wiązania dodajemy dodatki (glinę-5%). Żywotność wapna 2do3 tygodnie, tworzą się bryły i chłoną wilgotność z powietrza. Szkodliwe dla zdrowia.

Zastosowanie: Prace murarskie, tynki, tynki szlachetne, pustaki, bloczki, do produkcji lekkich betonów. Proporcje : na 100 części wagowych - 32 części wagowe wody. Mielimy wapno do uziarnienia 0,0085 - 0,2 mm.

OTZRYMYWANIE WAPNA MOKROGASZONEGO.

Wapno mokrogaszone- w postaci brył gasimy dużą ilością wody, na 100 kg CaO dajemy 200-300 litrów wody. Gaszenie ręczne przeprowadza się w skrzyniach drewnianych lub stalowych lub też maszynowo.

ESTRICHIGIPS WŁASNOŚCI ZASTOSOWANIE.

Jest to gips podłogowy, CaO jest katalizatorem .Po dodaniu wody wiąże. Koniec wiązania po 36 h. Może mieć domieszki wapna i gipsu. Odporny na wodę. Zastosowanie: Sztuczny marmur, pustaki, bloczki zaprawy murarskie.

CEMENT EKSPANSYWNY.

Cement który w czasie wiązania powiększa swoją objętość. Zaczyn - 15 mm na 1 m dł. beton 2mm na 1m dł. Celowo sprowadza się do powstanie ekringitu. W momencie gdy cement przestaje wiązać mógłby popękać więc mamy stabilator- powstrzymuje dalsze rozszerzanie.

Zastosowanie : wszelkie prace remontowe, posadzki.

PROJEKTOWANIE KRUSZYW DLA BETONYU ZWYKŁEGO.

63 mm - beton zwykły. Max. ziarna nie mogą być większe od 1/3 b , b>6 cm , 1/2b b<= 6cm .Gdy uzbrojenie 2/3 b. Ziarna tak projektujemy tak aby było jak najmniej wolnych przestrzeni - różne frakcje. Przesiewamy przez 11 sit normowych. Sporządzamy krzywą granulometryczną- mówi ile procent przechodzi przez konkretne sito.

KONSYSTENCJA I URABIALNOŚĆ MIESZANKI BETONOWEJ.

Konsystencja- stopień ciekłości mieszanki betonowej: wilgotna, gęstoplastyczna, plastyczna, półciekła i ciekła. Sposób wyznaczania: metoda stożka opadowego, metoda Ve-Be.

Urabialność - zdolność do dokładnego przyjęcia kształtu formy. Zależy od: ilości zaprawy(więcej zaprawy lepsza urabialność).

WODOWIEŹLIWOŚĆ I WODOŻĄDNOŚĆ KRUSZYWA

Wodowięźliwość - zdolność kruszywa do zatrzymania wody. Woda występuje w trzech postaciach: błonkowata (tworząca powłoki na powierzchni ziarna), meniskowa (na styku ziaren), kapilarna (miedzy ziarnami). Ilość zatrzymanej wody zależy od szorstkości ziarna.

Wodożądność - Ilość wody w litrach którą należy dodać do 1 kg kruszywa, aby uzyskać odpowiednią konsystencję mieszanki. Do obliczenia wymaganej ilości wody służą wzory Sterna i Boloneya.

MIAŁKOŚĆ. - stopień zmielenia cementu.

a) metoda sita - wymiar w mikrometrach b)aparat Breina - cm2/g - (cm 2suma wszystkich zew. powierzchni ziaren).Wpływ na właściwości mieszanki:- całkowitemu uwodnieniu ulegają ziarna mniejsze od 15 mikrometrów;- uwodnienie przez 28 dni (10 -15 mikrometrów);- ulegają w połowie uwodnieniu > od 15 mikrometrów - 90 dni. Po zarobieniu wodą zachodzą 2 procesy:Hydroliza - rozkład ziaren pod wpływem wody. Hydratacja - uwodnienie w którym woda zostaje chemicznie związana z cementem

RODZAJE PORÓW W BETONIE.

a)Kontrakcyjne - powstają w wyniku działań chem. (minerały reagując z wodą zmniejszają objętość)

b)Powietrzne - w wyniku pozostania powietrza po zawibrowaniu i zagęszczeniu ( w betonie średnica 2-5 mm, w zaprawie 2 mm )

c)Strukturalne - powstają gdy zastosujemy zbyt mały współczynnik wypełnienia (zbyt mało zaprawy)

d)Kapilarne - Powstają gdy stosujemy mieszanki betonowe w/c = 0,4 do 0,6 średnica porów 1 -2-3 mm.

e)Sedymentacyjne - powstają pod większymi ziarnami kruszywa czasie zagęszczania mieszanki.

WYPALANIE , LASOWANIE, WIĄZANIE WAPNA

Wypalanie - CaCO3 → (900-11000C) CaO +CO2↑ (- 1772kj/kg - trzeba dostarczyć ciepła) Temperatura zależy od ilości domieszki. Po wypalaniu otrzymujemy bryły. Lasowanie ( gaszenie)

CaO+H2O → Ca(OH)2 + 1126 kj/kg. Objętość masy wzrasta 2 razy.

W zależności od szybkości przechodzenia w Ca (OH)2 :

S - szybkogaszące do 15 min., U - umiarkowane 15 - 30 min., W- wolno > od 30 min. Wapno przepalone - szare. Wiązanie - (Karbonizacja) Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O - proces długotrwały , CO2 czerpane z powietrza ( trwa do 3 lat).

WAPNO HYDRATYZOWANE I HYDRAULICZNE

Wapno hydratyzowane (suchogaszone) - na budowę dostarczane w bryłach. Dodajemy 50 - 60 % wody w stosunku do wapna. Woda rozsadza wapno. Rozbija do frakcji 0,2mm - bo zwiększa objętość. Mamy wilgotny proszek. Po lasowaniu przechowywane jest 24-36 h przed użyciem ( aby grudki uległy gaszeniu), bo jak to się stanie w murze to może rozsadzić. Zastosowanie: tynki, tynki szlachetne, prace murarskie, ( w niskich temp. można stosować do pustaków i bloczków.)Wapno hydrauliczne - zawiera od 6 od 20% składników hydraulicznych. Są wypalane trochę w wyższych temperaturach. Na budowę dostarczane są zmielone. Wiąże w dwóch etapach: karbonizacja , wiązanie hydrauliczne.

OTRZYMYWANIE CEMENTU PORTLANDZKIEGO BIAŁEGO

Surowce mają mieć mało Fe2O3 < 0,5% aby był biały. Topnikiem jest Fe, temperaturę podnosimy do 1500-16000C. Przed przemiałem dodaje się środków wybielających.10-15% - ziemia okrzemkowa. Wybielanie cementu - po zmieleniu cement ogrzewa się do tem. 8000C bez dostępu tlenu. Fe2O3 → FeO - jaśniejsze. Można barwić na różny kolor. Zastosowanie do tynków ozdobnych.

BETONY POMPOWE - ciśnienie pomp - 40 -50 atm. (4.5 Mpa) Wydajność 7-155 m3/h

Mechanizm ruchu mieszanki betonowej w rurociągu. Tłok wywiera ciśnienie na mieszankę ( można porównać z ciśnieniem hydrodynamicznym, Działa na jedne kruszywa. W wyniku różnicy ciśnienia występują naprężenia tnące. Wielkość naprężenia jest proporcjonalna do osi rurociągu. Blisko ścianki mieszanka ulega ścięciu. Przed uruchomieniem pompy pomagamy utworzyć warstwę poślizgu. W zależności od długości rurociągu tłoczy się zaczyn lub zrób.

WSTRZĄSANIE - odmiana wibracji, też na stole wibracyjnym (podrzucanie mieszanki na wysokość 2-2,5 cm.

UBIJANIE - przy konsystencji wilgotnej, ciężar ubijania 2,5 kg, uyskujemy betony jamiste - małoszczelne

WIROWANIE - umożliwia usuniecie większej ilości wody 20-30 % . Rura wprowadzana jest w ruch obrotowy.

CIEPŁO HYDRATACJI SPOIWA(KALORYCZNOŚĆ)

-wydzielanie ciepła przy zetknięciu z wodą (j/g, kj/kg), zależy od: 1.składu chem. spoiwa, rośnie wraz z zawartością CaO i Al203. 2. miałkości spoiwa(im drobniejsza tym szybsza reakcja) 3. temperatury otoczenia (wzrost o 10 stopni =2 razy szybsza reakcja). Przy betonach masywowych kaloryczność jest nieporządana - temp może wzrastać pow. 100 stopni co może być przyczyną naprężeń wewn. Spoiwa kaloryczne wiążą i tężeją szybciej co pomaga przy budowie w niskich temp. Jest niekorzystne przy betonowaniu dużych elementów.

WYPALANIE I WIĄZANIE GIPSU

w praktyce występuje w 2 postaciach: gips dwuwodny i bezwodny(anhydryt)

1.wypalanie gipsu 2 wodnego:

CaSO4*2H2O = temp(150-190) = CaSO4 * 0,5 H2O +1,5H2O

W zależności od warunków wypalania otrzymujemy 2 odmiany: alfa i beta. Alfa- wypalane w atmosferze pary wodnej, jest gruboziarnisty, ma dużą wytrzymałość, wydziela dużo ciepła przy wiązaniu.

Beta- wypalaniu przy odprowadzany pary wodnej- drobnoziarnisty w postaci igieł, mała wytrzymałość i małe ciepło hydratacji.

2.Wiązanie(hydratacja)- polega na przyłączeniu wody, wydziela się ok. 125kJ/kg ciepła: 2(CaSO4*0.5H2O)+3H2O= 2CaSO4*2H2O

Wiązanie alfa-beta przebiega bardzo szybko.

EFEKT ŚCIANY

określa się wpływ na strukturę betonu wszelkich powierzchni ograniczających objętość betonu. Jest to wzrost jamistości spowodowany punktowym oparciem ziaren.

Przy deskowaniu jamistość dochodzi do100% również przy zastosowaniu siatki jamistość też duża.

Zapobieganie wzrostowi jamistości:-1. zwiększenie ilości zaprawy, 2. zmniejszenie wielkości ziaren.

Po zdjęciu deskowania występują ubytki zaprawy - raki

TERMOOBRÓBKA BETNU

-składa się z 4 cykli, przyjęto wytyczne podnoszenia i obniżenia temp.

1.dojrzewanie wstępne w temp 20 C -powinno tu wystąpić wytrzymałość 0.3Mpa(elementy cienkościenne) i 0,7 Mpa (elem. Grubościenne). Trwa 2-6h. 2.Rozgrzew. zależy od grubości(wzrost temp.)Wzrost dla elem cienkościennych: DT/dt = 25-30 C/h Dla masywowych 20-25C/h 3.Temp. Stała - nagrzew izotermiczny

4.studzenie - przerywamy dopływ pary

BETON NATRYSKOWY - TOKRET

powstaje w wyniku rzucania mieszanki betonowej na ścianę, ma bardzo dużą przyczepność.

1.metoda sucha - składniki mieszane są na sucho w odpowiednich mieszalnikach, przy pomocy sprężonego powietrza doprowadzonego do dyszy gdzie dodawana jest woda. Natrysk z odległości 1m- regulacja wody. Najpierw mniejsze ziarna ulegają rozproszeniu (do 60%) potem następne warstwy. 2.mokra - w tokretnicy wszystkie składniki są mieszane i tłoczone pneumatycznie rurociągiem na miejsce betonowania. Do dyszy doprowadzony jest przewód z wodą pod ciśnieniem. Regulujemy dopływ wody. Natryskać możemy na dowolnie nachylone powierzchnie

ODPOWIETRZENIE MIESZANKI BETONOWEJ

-Na powierzchni świeżej mieszanki układamy kołpaki podłączone do pompy próżniowej, wysysamy wodę i powietrze. Siatki i tkanina uniemożliwiają przedostanie się ziaren kruszywa przy wysysaniu powietrza. W wyniku odpowietrzania usuwamy 10-20% wody zasobowej , niszczymy kanaliki kapilarne, usuwamy część powietrza, po 2 dniach otrzymujemy 40-60% wytrzymałości 28-dniowej, 20% lepszą mrozoodporność.

PIELĘGNACJA MŁODEGO BETONU

-trzeba dostarczyć mu pewnych ilości wody w miarę dojrzewania - to umożliwia zajście procesów chemicznych (cement portlandzki polewamy min. 7 dni , glinowy min. 3 dni, hutniczy min 4 dni. Metody utrzymywania wilgoci :1.polewanie rozproszonym strumieniem wody 2.pokrywamy beton matami słomianymi i polewamy wodą 3.stosujemy preparaty hydrolityczne, którymi pokrywamy elementy betonowe, Utrudniają parowanie wody zarobowej, same się utleniają 4.po ułożeniu świeżej pow. Betonu chronić przed słońcem, wiatrem, deszczem, itp.

METODY WIBROWANIA

1.bezpośrednia- zanurzenie wibratorów w ułożoną mieszankę betonową, bardzo szybko zanurzamy i wolno wyjmujemy, wibratory nowego typu(pneumatyczne) umożliwiają płynną regulację drgań. Skuteczność działania 20-100cm 2.pośrednia (zewnętrzna)- wibrator przymocowuje się do deskowania(wibrator przyczepny). Skuteczność działania 20-50cm. 3.wibrowanie powierzchniowe- do zagęszczenia cienkich elementów np. stropów. Skuteczność 20-40cm. 4.stoły wibracyjne -stosowane w prefabrykatach. Płyty 30-80m nośność 20 ton

BETONOWANIE PODWODNE(KONTRAKCYJNE)

Sypanie betonu pod wodę poprzez specjalną rurę podtrzymywaną dźwigiem. Tak wbijana mieszanka tworzy na kształt stożka. Kolejne partie betonu rozpychają stożek a warstwa mieszanki podnosi się przy kolejnych wrzuceniach. Rurę trochę podnosimy, przy kolejnym wrzucaniu dolna warstwa zostaje unieruchomiona, a kolejne partie rozpychane są do góry. Jeżeli betonujemy większy element. To obok dostawiamy kolejne rury(odstęp min:4-6cm)

WYPALANIE I WIĄZANIE GIPSU ( WZORY CHEMICZNE )

Wypalanie : Ca SO4 * 2H2O 0x01 graphic
 CaS04 * 0,5H2O+1,5H2O

Wiązanie : 2(CaSO4 * 0,5H2O)+3H2O 0x01 graphic
 CaSO4 * 2H2O

POROWATOŚĆ I JAMISTOŚĆ KRUSZYW.

Porowatość -stosunek objętości porów ziaren kruszywa do objętości całej próbki ( ilość pustek w monolicie) P=(1-ρO/ρ)*100% Jamistość-wyraża udział objętości przestrzeni międzyziarnowych w objętości kruszywa J = (1-ρn/ρp) (pustki pomiędzy ziarnami.)

WSPÓŁCZYNNIK UZIARNIENIA WG KUCZYŃSKIEGO

Oblicza się go z krzywej przesiewu dla dziesięciu sit normowych.

a)w przypadku kruszyw do betonu Uk= 10-1/100 Σ fi fi- ilość kruszywa przechodzącego przez sito „i” b)zalecane normą współczynniki Kuczyńskiego:1) dla kruszyw do betonu6≤Uk≤7,5 kruszywa bardzo dobre 5≤Uk≤7,5 kruszywa drobne 2) dla piasku3≤UK≤7,5 najlepsze piaski c) dla zapraw Uk= 6-1/100 Σ fi

PROJEKTOWANIE MIESZANKI BETONOWEJ METODĄ ITERACJI. (MET.KUCZYŃSKIEGO)

Jest to metoda doświadczalna, która polega na dobraniu takiego składu frakcji kruszywa by otrzymać jak największą gęstość ( zakładając wytrzymałość R=20MPa i znając A1=14)

a)projektowanie kruszywa : max. Ziarna ( doświadczalnie dobieramy tak aby była jak największa szczelność) b)jedyny warunek C/W sprawdzić R=20MPa. Przekształcając wzór Boloney'a: R = A1 (C/W-0,5) ;C/W = R/A1 +0,5 = 20/14 +0,5 ≈1,9 warunek dobrze przyjęty

c) czyli mieszanki betonowej wynosi : C= 1,9W

RÓŻNICA POMIĘDZY KRUSZYWEM NATURALNYM KRUSZONYM, KRUSZYWEM ZWYKŁYM ŁAMANYM, KRUSZYWEM ŁAMANYM GRANULOWANYM.

Naturalne łamane - np. piasek kruszony ( drobny 0-2mm ), lub grys z otoczakami ( grube 4-63 mm ), to kruszywa występujące w przyrodzie, rozdrobnione skały i minerały przez wiatr, deszcz itp. -gładsze powierzchnie ziaren. Zwykłe łamane - np. miał ( 0-2 mm ), kliniec ( 4-63 mm ), kamień łamany ( 63-250 mm )., to kruszywa powstałe w procesie łamania skał.

O ostrych krawędziach, szorstkiej powierzchni i nieregularnym kształcie ziaren.

Łamane granulowane - ( dwukrotnie łamane )np. piasek łamany ( 0 - 2 mm ), grys ( 4 - 63 mm ).