ODKSZTAŁCALNOŚĆ BETONU
1. Pod obciążeniem doraźnym:
-moduł sprężystości
-współczynnik odkształcenia poprzecznego (wsp. Poissona)
2. Pod obciążeniem długotrwałym:
-pełzanie
(rozluźnienie struktury betonu od obciążeń rozciągających/zagęszczenie od ściskających)
-skurcz betonu (ujemna zmiana liniowa przy wysychaniu)
Moduł sprężystości - stosunek różnicy naprężeń do odpowiadającej różnicy przekształceń
Zakres modułu: 20GPa-50GPa
Wykres odkształceń pod pionowym obciążeniem statecznym
Rodzaje modułu sprężystości:
1. Początkowy (dynamiczny)- tg kąta nachylenia stycznej do wykresu przechodzącej przez początek układu współrzędnych
2. Sieczny- tg kąta nachylenia siecznej przechodzącej przez początek układu i punkt A stosowany do praktycznych obliczeń
3. Chwilowy- tg kąta nachylenia stycznej do wykresu w dowolnym jej punkcie
Moduł sprężystości zależy od:
1. Klasy betonu-czyli od wytrzymałości na ściskanie, wzrost wytrzymałości to wzrost modułu.
2. Pochodzenia kruszywa grubego- im wyższy moduł skały, z której pozyskujemy kruszywo tym wyższy moduł betonu
Współczynnik odkształcenia poprzecznego (Poissona)
-stosunek odkształceń poprzecznych do odkształceń podłużnych przy osiowym stanie naprężenia;
współczynnik jest wielkością bezwymiarową, nie określa sprężystości materiału, a jedynie w jaki sposób się on odkształca
Pełzanie - zjawisko odkształcenia się materiału przy stałej wartości obciążenia, obserwujemy je z wiekiem.
(obciążenie rozciągające-rozluźnienie struktury; obciążenie ściskające-zagęszczenie struktury)
Wpływ na szybkość pełzania ma:
1. Porowatość zaczynu- im większa tym większe pełzanie
2. Wzrost wytrzymałości-zmniejsza pełzanie
3. Ilość kruszywa-im większy stosunek objętości kruszywa do objętości betonu tym mniejsze pełzanie
4. Wsp. Sprężystości kruszywa-im większy tym mniejsze pełzanie
5. Przyczepność kruszywa do zaczynu- duża zmniejsza pełzanie
Skurcz - zmniejszenie się objętości przy reakcji cementu z wodą zmiany objętości zależą od składników mineralnych cementu.
Największy wpływ na skurcz zaczynu ma W/C im większy W/C tym większy skurcz. Skurcz maleje ze wzrostem współczynnika Sprężystości kruszywa i jego przyczepności do zaczynu.
|
|
|
Ocena jakościowa cementu
a. Rodzaje cementu
CEM I - portlandzki
à Klinkier portlandzki min. 95%
à Gips jako regulator czasu wiązania
CEM II portlandzki wieloskładnikowy
à CEM II/A-S lub Q lub D lub P
à CEM II/B-S lub
ilość dodatku: A-6-20%; B 21-35%
dodatki: S żużel wielkopiecowy, D-pył krzemionkowy, L-mączka wapienna
CEM III hutniczy
à Zawierz klinkier portlandzki i żużel wielkopiecowy
à 81-95% dodatku
CEM IV pucolanowy
à Zawiera klinkier, dodatki pucolanowe i żużel wielkopiecowy
à Ilość dodatku: A 11-35%; B 36-55%
CEM V wielkoskładnikowy
à Zawiera popiół lotny krzemionkowy, klinkier, dodatki pucolanowe, żużel wielkopiecowy
b. Klasy cementu
32,5
42,5
52,5
Liczba określa minimalną wytrzymałość na ściskanie badaną po 28 dniach dojrzewania.
c. Podklasy cementu
R wysoka wytrzymałość wczesna
N normalna wytrzymałość wczesna
Wytrzymałość badana po 2 dniach dojrzewania (wyjątkiem jest 32,5 tam bada się po 7)
Na wytrzymałość wczesną i normową mają wpływ:
à Skład mineralny klinkieru
à Stopień rozdrobnienia cementu
d. Początek czasu wiązania
Dla 32,5 powyżej 75min
Dla 42,5 powyżej 60 minut
Dla 52,5 powyżej 45min
e. Gęstość cementu
W zależności od klasy i rodzaju cementu: 2,9-3,2 g/cm3
f. Powierzchnia właściwa
W zależności od klasy i rodzaju: 3000-5000 cm2/g
a)Właściwości mechaniczne.
Wytrzymałość wczesna i normowa. TABELA Z CEMENTU
Ma na nią wpływ.:
-skład mineralny klinkieru.
-stopień rozdrobnienia cementu.
-jakość i ilość dodatków.
-wskaźnik w/c oraz warunki dojrzewania.
Wzrost temperatury powoduje zwiększenie wytrzymałości wczesnej, natomiast wzrost w/c zmniejsza wytrzymałość.
b) właściwości fizyczne
Wodożądność - wynosi zwykle 24-32% i zależy szczególnie od jego składu mineralnego. Wyższy stopień rozdrobnienia cementu oraz podwyższona zawartość celitu zwiększa jego wodożądność. Można regulować wodożądność za pomocą domieszek chemicznych z grupy plastyfikatorów i superplastyfikatorów. Badana aparatem Vicata
Gęstość właściwa i nasypowa - właściwa cementu portlandzkiego 2,9-3,2 g/cm^3. Wyznacza się za pomocą kolby Le Chaterliera albo metodą piknometryczną. Gęstość nasypowa może być w stanie luźnym albo zagęszczonym.
Czas wiązania - regulowany w szerokim zakresie, przez odpowiednio dobrany stopień rozdrobnienia oraz stosowanie różnych regulatorów czasu wiązania, np. gipsu nat. czy synt. czy anhydrytu. Na szybkość wiązania cementu znaczny wpływ wywierają także temperatura i współczynnik w/c.
|
|
|
Stałość objętości. najważniejszą przyczyną nierównomiernych zmian objętości zaczynu cementowego jest hydratacja niezwiązanego CaO i MgO (peryklazu). Z związku z tym zawartość CaO wolnego nie powinna być większa niż 1%, a MgO nie powinna przekraczać 5%.
Stopień rozdrobnienia. Ma bezpośredni wpływ na właściwości użytkowe. Im większy stopień rozdrobnienia, tym większy przyrost wytrzymałości oraz wzrost skurczu i ciepła twardnienia cementu. Oznacza się stosując analizę sitową albo sedymentacyjną.
c) Właściwości chemiczne.
Badania składu obejmują.: straty prażenia, ilość siarczanów, części nierozpuszczalnych w kwasie solnym i węglanie sodu,
Ocena klasy betonu
PN-EN 206-1
Na podstawie wyników przeprowadzonych badań wytrzymałości na ściskanie próbek betonowych, należy ustalić czy uzyskano klasę betonu zgodną z założeniem do projektowania betonu. Zgodnie z normą procedurę sprawdzającą określamy jako kontrola lub ocena zgodności wytrzymałości na ściskanie, Ocenę przeprowadza Się na próbkach dojrzewających 28 dni.
Podano kryteria zgodności wytrzymałości przy czym Kryterium 1 dotyczy zbioru (n) niepokrywających się lub pokrywających, kolejnych wyników (fcm) lub (ftm), natomiast Kryterium 2 umożliwia sprawdzanie zgodności pojedynczego wyniku (fci) lub (fti). Dla każdego przypadku obydwa wymienione wyżej kryteria muszą być spełnione jednocześnie
| Wytrzymałość na ściskanie [N/mm2] | Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu [N/mm2] | ||||
| Faza produkcji | Liczba n wyników badania | ||||
| Kryterium 1 (średnia z nwyników fcm) | Kryterium 2 (dowolny, pojedynczy wynik fci) | Kryterium 1 (średnia z n wyników ftm) | Kryterium 2 (dowolny, pojedynczy wynik fti) | ||
| Początkowa | ≥ fck + 4 | ≥ fck 4 | ≥ ftk + 0,5 | ≥ ftk 0,5 | |
| Ciągła | ≥ fck + 1,48 | ≥ fck 4 | ≥ ftk + 1,48 | ≥ ftk 0,5 |
fcm- średnia wytrzymałość betonu na ściskanie z nwyników badań, MPa
fci- dowolny, pojedynczy wynik wytrzymałości betonu na ściskanie z nwyników badń, Mpa
fck - charakterystyczna wytrzymałość betonu na ściskanie, której wartość zależy od klasy
betonu(np. Przyjętej przy projektowaniu), w MPa
