spr12, książki, beton

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Politechnika Warszawska                                                                                                  Płock 23.06.2008

Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii

w Płocku

SPRAWOZDANIE

Z WYKONANIA I OZNACZENIA BETONU

                                                                                        Wykonał:

                                                                   Paweł Grądzki

Piotr Pieniążkiewicz

Piotr Olejnik

Michał Kucharski

Paweł Strzałkowski

Łukasz Molski

Mariusz Tomaszewski

Piotr Wojtyczki

Michał Zieliński

Poniedziałek: 9:15

Prowadzący: mgr inż. Marek Swat

1.     Wstęp

1.1.          Przedmiot sprawozdania

1.2.          Wyjaśnienie niektórych używanych określeń i oznaczeń wg PN-EN 206-1 Beton

2.     Składniki betonu

2.1.    Cement

2.2.    Kruszywo drobne, grube oraz ich uziarnienia

2.2.1. Porównanie krzywej uziarnienia z zalecanymi granicznymi krzywymi             uziarnienia kruszywa do betonu wg PN-88/B-06250

2.3.    Wilgotność kruszywa

2.4.    Woda zarobowa

2.5.              Domieszki chemiczne

3.     Mieszanka betonowa

3.1.    Recepta mieszanki betonowej

3.1.1. Dozowanie składników

3.1.2. Recepta mieszanki betonowej

3.2.              Wykonanie i pielęgnacja próbek betonu

3.3.          Ograniczenia zawartości cementu i stosunku W \ C

3.4.          Urabialność mieszanki betonowej

3.5.          Badanie konsystencji mieszanki betonowej

3.5.1.   Metoda stożka opadowego

3.5.2.   Metoda rozpływu mieszanki

4.     Badanie betonu

4.1.          Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie zgodnie z PN-EN 12390-3:2002

4.1.1.   Typy i zastosowania próbek betonowych

4.1.2.   Wykonanie próbek zgodnie z PN-EN 12390-2

4.1.3.   Przechowywanie próbek zgodnie z PN-EN 12390-2

4.1.4.   Wykonanie badania

4.1.5.   Wyniki i obliczenia

4.2.          Określenie wytrzymałości gwarantowanej betonu na ściskanie

4.2.1.   Obliczenia

4.3.    Oznaczenie betonu.

5.     Wnioski

6.     Wykaz literatury

1.Wstęp

1.1. Przedmiot sprawozdania

       Przedmiotem sprawozdania jest przedstawienie wyników pracy grupy B22a  podczas ćwiczeń laboratoryjnych w laboratorium Politechniki Warszawskiej w Płocku. Treść sprawozdania zawiera także wiadomości teoretyczne oraz opis czynności związanych z wykonaniem przez studentów mieszanki betonowej

i późniejszego badania.

              Badany beton wykonywano 5 maja 2008 roku. Badania mieszanki  betonowej  odbyły się tego samego dnia, zanim ułożono ją w formach. Badania betonu wykonane zostały po 28 dniach dojrzewania, czyli 3 czerwca 2008 roku.

Prace laboratoryjne wykonywali studenci drugiego roku studiów, studiujący na kierunku budownictwo. Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu materiały budowlane z technologią betonu odbywały się w hali laboratoryjnej       Politechniki Warszawskiej, mieszczącej się przy ulicy Sportowej w Płocku.

1.2. Wyjaśnienie niektórych używanych określeń i oznaczeń według PN-EN 206-1 Beton

Beton – materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa, grubego i drobnego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków, który uzyskuje swoje właściwości w wyniku hydratacji cementu.

Beton zwykły – beton o gęstości w stanie suchym większej niż 2000kg/m3, ale nie przekraczającej 2600 kg/m3.

Beton projektowany – beton, którego wymagane właściwości i dodatkowe cechy są podane producentowi, odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu zgodnego z wymaganymi właściwościami i dodatkowymi cechami.

Beton recepturowy – beton, którego skład i składniki, jakie powinny być użyte, są podane producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu o tak określonym składzie.

Domieszka - składnik dodawany podczas procesu mieszania betonu w małych ilościach w stosunku do masy cementu w celu modyfikacji właściwości mieszanki betonowej lub betonu stwardniałego.

Dodatek - drobnoziarnisty składnik stosowany do betonu w celu poprawy pewnych właściwości lub uzyskania specjalnych właściwości.

Kruszywo – ziarnisty materiał mineralny odpowiedni do stosowanego betonu. Kruszywa mogą być naturalne, pochodzenia sztucznego lub pozyskane z materiału wcześniej użytego w obiekcie budowlanym.

Cement – drobno zmielony materiał nieorganiczny, który po zmieszaniu z wodą daje zaczyn, wiążący i twardniejący w wyniku hydratacji oraz innych procesów, zachowujący po stwardnieniu wytrzymałość i trwałość także pod wodą.

Wytrzymałość charakterystyczna – wartość wytrzymałości, poniżej której może się znaleźć 5% populacji wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu.

Specyfikacja – końcowe zestawienie udokumentowanych wymagań technicznych dotyczących wykonania lub składu betonu, podane producentowi.

fcm - wytrzymałość średnia na ściskanie, MPa.

fck - wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie, MPa.

fct - wytrzymałość charakterystyczna na rozciąganie przy rozłupywaniu, MPa.

ftm - wytrzymałość średnia na rozciąganie przy rozłupywaniu, MPa.

ppż - punkt piaskowy żwiru, procentowy udział frakcji 0÷2 mm w żwirze.

ppp - punkt piaskowy piasku, procentowy udział frakcji 0÷2 mm w piasku.

wn - wilgotność naturalna.

P - masa piasku, kg.

K- masa kruszywa, kg.

Ż - masa żwiru, kg.

C - masa cementu, kg.

W/C - współczynnik woda – cement.

Vk - objętość kruszywa, dm3.

Vp - objętość piasku, dm3.

Vm - objętość mieszanki, dm3.

Vż - objętość żwiru, dm3.

Vz - objętość zaczynu, dm3.
s – szczelność
p – porowatość, %
ρ – gęstość mieszanki

 - gęstość cementu, kg/dm3.

 - gęstość kruszywa, kg/dm3.

 - gęstość dodatków, kg/dm3.

 -gęstość wody, kg/dm3.

2. Składniki betonu

Beton uzyskano z mieszanki betonowej składającej się z cementu, kruszywa drobnego, kruszywa grubego, wody i domieszki chemicznej. Wszystkie składniki znajdowały się na składzie na hali laboratoryjnej i były w stanie: cement i kruszywo powietrzno – suchym, domieszki chemiczne w postaci fabrycznego roztworu.

2.1. Cement

Zastosowano cement CEM II/A-S 42,5 R „Lafarge” pochodzący z cementowni Małogoszcz zgodny z normą PN-EN 197-1:2002, który był przechowywany w hali laboratorium. Cement był w 60-dniowym okresie gwarancyjnym. Nie wykonano badań sprawdzających, gdyż cement nie wykazywał żadnych zbryleń wg PN-EN 197-1:2002.

Opis poszczególnych składników i symboli użytego cementu  

(CEM II / A-S 42,5 R):

CEM: oznacza cement zgodny z normą PN-EN 197-1:2002

CEM II: symbol cementu portlandzkiego wieloskładnikowego;

CEM II/A-S: Wg PN-EN 197-1:2002: Symbol cementu portlandzkiego wieloskładnikowego o zawartości głównego składnika jakim jest granulowany żużel wielkopiecowy (S) od 6-20% masy, oraz klinkieru cementu portlandzkiego (K) od 80-94% masy. Reszta to składniki drugorzędne, które stanowią od 0-5 % masy cementu.

Klinkier cementu portlandzkiego (K): wg PN-EN 197-1:2002:
Klinkier cementu portlandzkiego mający symbol K jest wytwarzany przez spiekanie dokładnie zestawionej mieszaniny surowców (mąka surowcowa, zaczyn lub szlam) zawierających elementy przedstawiane zwykle jako tlenki -CaO, Si02, Al2O3, Fe203 i niewielkie ilości innych materiałów. Mąka surowcowa, zaczyn lub szlam są drobno zmielone, dokładnie wymieszane i przez to ujednorodnione. Klinkier cementu portlandzkiego jest to materiał hydrauliczny, który powinien składać się w co najmniej dwóch trzecich masy z krzemianów wapnia (3CaO*Si02 i 2CaO*Si02) i pozostałości zawierającej glin i żelazo związane w fazach klinkierowych i z innych związków. Stosunek masy [(CaO) / (Si02)] powinien wynosić nie mniej niż 2,0. Zawartość tlenku magnezu (MgO) nie powinna przekraczać 5,0 % masy.

              Granulowany żużel wielkopiecowy (S): wg PN-EN 197-1:2002:Jest wytwarzany przez gwałtowne chłodzenie płynnego żużla o odpowiednim składzie, otrzymywanego przy wytapianiu rudy żelaza w wielkim piecu ,który zawiera co najmniej 2/3 masy żużla zeszklonego oraz wykazuje właściwości hydrauliczne przy odpowiedniej aktywacji.

Litera „R” – oznacza wysoką wytrzymałość wczesną; po 2 dniach twardnienia i wiązania betonu musi być ona większa niż 10 MPa.

Cechy charakterystyczne CEM II A-S 42,5 R wg  Zygmunt Jamroży – „BETON i jego technologie”:

-umiarkowane ciepło hydratacji

-umiarkowana dynamika narastania wytrzymałości średniej

-bardzo dobra dynamika narastania wytrzymałości w długich okresach dojrzewania.

2.2. Kruszywo drobne, grube oraz ich uziarnienia

Kruszywo jest składnikiem wypełniającym beton. Od kruszywa zależy wiele ważnych cech betonu, a zwłaszcza wytrzymałość na ściskanie, gęstość objętościo­wa, przewodność cieplna, odporność na czynniki oddziałujące podczas eksploatacji. Kruszywo nie powinno mieć ziaren słabych i zanieczyszczeń. Nie powinno zawierać składników , które mogłyby wywierać niekorzystny wpływ na właściwości betonu. Im wyższa jest wymagana klasa betonu, tym kruszywo powinno być wyższej marki.

Objętość absolutna w betonie wynosi przeciętnie, od 60-75 %, ale w szczególnych przypadkach dochodzi nawet do 80 %.

Wytrzymałość na ściskanie - o jego wpływie na beton decyduje nie tylko rodzaj skały, ale przede wszystkim właściwości poszczególnych ziaren oraz cechy stosu kruszywa. Wytrzymałość na ściskanie skały użytej do wykonania betonu musi być wyższa niż wytrzymałość zaczynu i przewidywana wytrzymałość betonu.

Wytrzymałość na rozciąganie - betony na kruszywach łamanych osiągają wyższą wytrzymałość na rozciąganie o około 25-35%.

Wytrzymałość udarowa - dla podwyższenia udarności betonu należy stosować kruszywo grube podwójnie łamane.

Odporność na ścieranie - rośnie wraz ze wzrostem twardości i chropowatości kruszywa.

Skurcz - kruszywo łagodzi przebieg skurczu obniża jego wielkość i wydłuża sam proces proporcjonalnie do ilości kruszywa w betonie. Skurcz rośnie, gdy wzrasta rozdrobnienie kruszywa, szczególnie miałkość piasku, a maleje, gdy wzrasta chropowatość ziaren.

Odkształcalność termiczna - rośnie wraz ze wzrostem odkształcalności termicznej kruszyw. Najmniejsza odkształcalność termiczną ma dolomit, a największą kwarcyt.

Duży wpływ na właściwości reologiczne mieszanek betonowych i na własności techniczne betonów dojrzałych ma charakterystyka ziaren kruszywa, które różnią się między sobą kształtem i teksturą powierzchni. Ziarna kuliste i krępe oraz o gładkiej powierzchni tworzą urabialne mieszanki.

Jako kruszywo drobne zastosowano refulat wiślany. W laboratorium oznaczono przykładowy skład normowy piasku który przedstawiono w Tablicy 1 oraz w postaci graficznej Rysunek 1. Skład normowy piasku dla całego roku przedstawiono w Tablicy 2 i na Rysunku  2. Przed wykonaniem mieszanki betonowej prowadzący ćwiczenia określił gęstość piasku na 2,63kg/dm3. Po kilkakrotnym badaniu wilgotności piasku stwierdzono, ze wilgotność piasku wynosi 0,14%.Próbkę piasku wiślanego z okolic Płocka o masie 2948g poddano analizie sitowej. Do przesiewania użyta została wstrząsarka z sitami o oczkach kolejno 31.5mm, 16mm, 8mm, 4mm, 2mm, 1mm, 0.5mm, 0.25mm, 0.125mm. Po zakończeniu przesiewania pozostałości na kolejnych sitach ważono na wadze elektronicznej MEDRA WPT12 o zakresie ważenia 20g - 12 kg.

                                                                  Tablica 1