Technologia kompozytów ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
TECHNOLOGIA
KOMPOZYTÓW
BETONOWYCH W
LABORATORIUM I
W PRAKTYCE
Rajczyk Jarosław
Halbiniak Jacek
Langier Bogdan
Politechnika Cz
ħ
stochowska, 2012
Spis tre
Ļ
ci
1. SPOIWA MINERALNE.......................................................................................... 5
1.1. CEMENTY POWSZECHNEGO U
ņ
YTKU................................................. 5
1.1.1. Technologia produkcji cementów......................................................... 5
1.1.2. Rodzaje i klasy cementów..................................................................... 8
1.1.3. Hydratacja cementu............................................................................... 13
1.2. ZASADY OZNACZANIA CECH TECHNICZNYCH CEMENTÓW........ 14
1.2.1. Oznaczanie wytrzymało
Ļ
ci na
Ļ
ciskanie i zginanie wg PN-EN 196-1. 14
1.2.2. Oznaczanie pocz
Ģ
tku czasu wi
Ģ
zania (PN-EN 196-3).......................... 17
1.2.3. Oznaczanie stało
Ļ
ci obj
ħ
to
Ļ
ci (PN EN196-3)....................................... 18
1.2.4. Oznaczanie stopnia zmielenia aparatem Blaine’a (PN EN 196-6)....... 19
1.3. SPOIWA WAPIENNE.................................................................................. 21
1.4. METODY BADA
İ
CECH FIZYCZNYCH WAPNA BUDOWLANEGO. 25
1.4.1. Wytrzymało
Ļę
na
Ļ
ciskanie...................................................................
25
1.4.2. Stopie
ı
zmielenia –metoda sitowa........................................................
25
1.4.3. Stało
Ļę
obj
ħ
to
Ļ
ci- metoda wzorcowa wg PN-EN 459-2.......................
26
1.4.4. Czas wi
Ģ
zania........................................................................................
27
1.4.5. Reaktywno
Ļę
........................................................................................
27
1.5. SPOIWA GIPSOWE......................................................................................
29
1.5.1. Wybrane definicje przytoczone według normy PN-EN 13279-1.........
29
1.5.2. Wymagania odnosz
Ģ
ce si
ħ
do ko
ı
cowego zastosowania......................
30
1.6. METODY BADA
İ
SPOIW GIPSOWYCH ORAZ TYNKÓW
GIPSOWYCH wg PN-EN 13279-2................................................................
32
1.6.1. Analiza sitowa (stopie
ı
rozdrobnienia)................................................
32
1.6.2. Oznaczanie zawarto
Ļ
ci trójtlenku siarki i obliczenie równowarto
Ļ
ci
siarczanu wapnia....................................................................................
33
1.6.3. Oznaczanie stosunku woda/spoiwo......................................................
33
1.6.4. Oznaczanie czasu wi
Ģ
zania...................................................................
35
1.6.5. Oznaczanie wła
Ļ
ciwo
Ļ
ci mechanicznych..............................................
37
1.7. WYKAZ NORM CYTOWANYCH I ZWI
ġ
ZANYCH Z TEMATEM
ROZDZIAŁU...............................................................................................
40
2. KRUSZYWA MINERALNE..................................................................................
41
2.1. WPROWADZENIE.......................................................................................
41
2.2. PODZIAŁ KRUSZYW STOSOWANYCH DO BETONÓW
ZWYKŁYCH.................................................................................................
41
2.3. BADANIA WŁA
ĺ
CIWO
ĺ
CI KRUSZYW STOSOWANYCH DO
BETONÓW ZWYKŁYCH.............................................................................
45
2.3.1. Oznaczanie g
ħ
sto
Ļ
ci ziaren i nasi
Ģ
kliwo
Ļ
ci...........................................
45
2.3.2. Oznaczanie g
ħ
sto
Ļ
ci wypełniacza. Metoda piknometryczna................
50
2.3.3. Oznaczanie g
ħ
sto
Ļ
ci nasypowej i jamisto
Ļ
ci.........................................
51
2.3.4. Oznaczanie zawarto
Ļ
ci wody przez suszenie w suszarce.....................
53
2.3.5. Oznaczanie składu ziarnowego. Metoda przesiewania.........................
54
2.3.6. Oznaczanie mrozoodporno
Ļ
ci...............................................................
57
2.3.7. Metody oznaczania odporno
Ļ
ci na rozdrabianie...................................
59
2.4. WYKAZ NORM CYTOWANYCH I ZWI
ġ
ZANYCH Z TEMATEM
ROZDZIAŁU..................................................................................................
63
3. ZAPRAWY DO MURÓW......................................................................................
65
3.1. PODZIAŁ I WŁA
ĺ
CIWO
ĺ
CI ZAPRAW TYNKARSKICH.......................
65
3.2. PODZIAŁ I WŁA
ĺ
CIWO
ĺ
CI ZAPRAW MURARSKICH
WYTWARZANYCH W ZAKŁADZIE........................................................
70
2
3.3. PODZIAŁ I WŁA
ĺ
CIWO
ĺ
CI ZAPRAW MURARSKICH OGÓLNEGO
PRZEZNACZENIA WYTWARZANYCH NA BUDOWIE
WG PN-B-10104..........................................................................................
73
3.4. POBIERANIE I PRZYGOTOWANIE PRÓBEK ZAPRAWY DO
BADA
İ
.........................................................................................................
76
3.5. METODY BADA
İ
ZAPRAW DO MURÓW..............................................
78
3.5.1. Badanie konsystencji
Ļ
wie
Ň
ej zaprawy za pomoc
Ģ
stolika
rozpływowego wg PN-EN 1015-3.........................................................
78
3.5.2. Oznaczanie konsystencji
Ļ
wie
Ň
ej zaprawy za pomoc
Ģ
penetrometru
wg PN-EN 1015-4..................................................................................
80
3.5.3. Oznaczanie g
ħ
sto
Ļ
ci obj
ħ
to
Ļ
ciowej
Ļ
wie
Ň
ej zaprawy wg
PN-EN 1015-6........................................................................................
81
3.5.4. Okre
Ļ
lenie zawarto
Ļ
ci powietrza w
Ļ
wie
Ň
ej zaprawie
wg PN-EN 1015-7...............................................................................
82
3.5.5. Okre
Ļ
lanie czasu zachowania wła
Ļ
ciwo
Ļ
ci roboczych i czasu korekty
Ļ
wie
Ň
ej zaprawy wg PN-EN 1015-9...................................................
84
3.5.6. Oznaczanie g
ħ
sto
Ļ
ci wysuszonej stwardniałej zaprawy wg
PN-EN 1015-10...................................................................................
87
3.5.7. Oznaczanie wytrzymało
Ļ
ci na zginanie i
Ļ
ciskanie stwardniałej
zaprawy wg PN-EN 1015-11..............................................................
88
3.5.8. Oznaczanie wytrzymało
Ļ
ci na zginanie i
Ļ
ciskanie stwardniałej
zaprawy wg PN-EN 1015-11..............................................................
92
3.5.9. Oznaczanie mrozoodporno
Ļ
ci wg PN-B-04500....................................
93
3.5.10. Oznaczanie nasi
Ģ
kliwo
Ļ
ci wg PN-B-04500........................................
94
3.6. WYKAZ NORM CYTOWANYCH I ZWI
ġ
ZANYCH Z TEMATEM
ROZDZIAŁU...............................................................................................
95
4.
WYMAGANIA, WŁA
ĺ
CIWO
ĺ
CI I PROJEKTOWANIE SKŁADU
BETONÓW..........................................................................................................
96
4.1. DEFINICJE, POJ
Ħ
CIA I WYMAGANIA DOTYCZ
ġ
CE SKŁADU
BETONU......................................................................................................
96
4.2. TOK POST
Ħ
POWANIA PROJEKTOWANIA BETONÓW........................
106
4.2.1. Zdefiniowanie przeznaczenia projektowanego betonu.........................
106
4.2.2. Jako
Ļ
ciowe projektowanie składu betonu.............................................
106
4.2.3. Ilo
Ļ
ciowe projektowanie składu betonu................................................
106
4.2.4. Do
Ļ
wiadczalne sprawdzenie poprawno
Ļ
ci składu betonu.....................
107
4.3. DOBÓR KONSYSTENCJI I URABIALNO
ĺ
CI MIESZANKI
BETONOWEJ..............................................................................................
110
4.4.
DOBÓR UZIARNIENIA MIESZANKI KRUSZYW.................................
115
4.4.1. Metoda obliczeniowa komponowania mieszanki kruszyw...................
117
4.4.2. Do
Ļ
wiadczalna metoda projektowania mieszanki kruszyw..................
118
4.5. METODY PROJEKTOWANIA MIESZANEK BETONOWYCH..............
124
4.5.1. Metody obliczeniowe............................................................................
124
4.5.2. Tok post
ħ
powania w metodach obliczeniowych projektowania
składu mieszanki betonowej...............................................................
128
4.5.3. Metoda do
Ļ
wiadczalna projektowania betonu......................................
137
4.5.4. Tok post
ħ
powania w metodzie do
Ļ
wiadczalnej projektowania składu
mieszanki betonowej...........................................................................
138
4.5.5. Dodatki mineralne i domieszki do betonów i zapraw...........................
142
4.6. POBIERANIE PRÓBEK NA BUDOWIE, PIEL
Ħ
GNACJA
BETONU.....................................................................................................
149
3
4.7. BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ...................................................
153
4.7.1. Badanie konsystencji metod
Ģ
sto
Ň
ka opadowego.................................
153
4.7.2. Badanie konsystencji metod
Ģ
Vebe......................................................
155
4.7.3. Badanie konsystencji metod
Ģ
oznaczania stopnia zag
ħ
szczalno
Ļ
ci......
146
4.7.4. Badanie konsystencji mieszanki betonowej metod
Ģ
stolika
rozpływowego.....................................................................................
157
4.7.5. Porównanie klas konsystencji wg normy PN-EN206-1 oraz
PN-88/B-06250...................................................................................
159
4.7.6. Badanie zawarto
Ļ
ci powietrza w mieszance betonowej........................
159
4.8. BADANIA BETONU....................................................................................
160
4.8.1. Badanie wytrzymało
Ļ
ci na
Ļ
ciskanie.....................................................
161
4.8.2. Badanie gł
ħ
boko
Ļ
ci penetracji wody pod ci
Ļ
nieniem...........................
163
4.8.3. Badanie wytrzymało
Ļ
ci betonu na zginanie..........................................
164
4.8.4. Wytrzymało
Ļę
na rozci
Ģ
ganie przy rozłupywaniu................................
165
4.8.5. G
ħ
sto
Ļę
betonu......................................................................................
165
4.8.6. Nasi
Ģ
kliwo
Ļę
betonu.............................................................................
167
4.8.7. Mrozoodporno
Ļę
betonu........................................................................
167
4.9. PRZYKŁADY AUTORSKICH PROJEKTÓW BETONÓW.......................
168
4.10.
MECHANIZM NISZCZENIA KOMPOZYTÓW BETONOWYCH ........
170
4.11.
PREFABRYKATY - KOSTKI BRUKOWE...............................................
175
4.11.1.
Badanie mrozoodporno
Ļ
ci z udziałem soli odladzaj
Ģ
cych..................
177
4.11.2.
Badanie nasi
Ģ
kliwo
Ļ
ci.........................................................................
179
4.11.3.
Badanie
Ļ
cieralno
Ļ
ci na tarczy Böhmego............................................
179
4.11.4.
Badanie wytrzymało
Ļ
ci.......................................................................
180
4.12. WYKAZ NORM CYTOWANYCH I ZWI
ġ
ZANYCH Z TEMATEM
ROZDZIAŁU............................................................................................
181
5.
BADANIA CECH EKSPLOATACYJNYCH KONSTRUKCJI
BETONOWYCH.................................................................................................
182
5.1. Okre
Ļ
lenie sił parcia na
Ļ
ciany deskowania
Ļ
wie
Ň
ej mieszanki betonowej...............
182
5.1.1. Sposoby obliczania wielko
Ļ
ci parcia mieszanki betonowej na tarcz
ħ
deskowania..................................................................................................
183
5.1.2.Wpływ gł
ħ
boko
Ļ
ci zanurzania i działania wibratora pogr
ĢŇ
alnego na
wielko
Ļę
sił parcia mieszanki.................................................................
189
5.1.3.Wpływ konsystencji i temperatury mieszanki betonowej na wielko
Ļę
sił parcia betonu.....................................................................................
191
5.1.4.Wpływ wysoko
Ļ
ci betonowania elementu na warto
Ļę
sił parcia
mieszanki betonowej na podstawie przykładowego badania na
budowie..................................................................................................
193
5.2.TECHNOLOGIA OBRÓBKI POWIERZCHNI BETONOWYCH...............
199
5.2.1.Sposoby obróbki powierzchniowej betonu............................................
199
5.2.2.Urz
Ģ
dzenia stosowane do obróbki powierzchni konstrukcji
betonowych............................................................................................
203
5.3. SPOSÓB POMIARU PARAMETRÓW EKSPLOATACYJNYCH
NAWIERZCHNI ASFALTOBETONOWYCH I BETONOWYCH..........
205
6. LITERATURA ZWI
ġ
ZANA Z PRZEDMIOTEM..............................................
217
4
 1. SPOIWA MINERALNE
Pod poj
ħ
ciem spoiwa nale
Ň
y rozumie
ę
drobno zmielony materiał, który po zarobieniu
wod
Ģ
posiada zdolno
Ļ
ci do wi
Ģ
zania i twardnienia w wyniku zachodz
Ģ
cych reakcji
chemicznych. Spoiwa mineralne otrzymuje si
ħ
w wyniku wypalania w wysokich
temperaturach mieszanin surowców mineralnych o odpowiednio dobranych wła
Ļ
ciwo
Ļ
ciach
oraz składzie chemicznym.
Ze wzgl
ħ
du na ich zachowanie si
ħ
w
Ļ
rodowisku wodnym mo
Ň
na podzieli
ę
spoiwa mineralne
na powietrzne i hydrauliczne. Spoiwa powietrzne po zarobieniu wod
Ģ
wi
ĢŇĢ
i twardniej
Ģ
tylko
na powietrzu, natomiast spoiwa hydrauliczne twardniej
Ģ
zarówno na powietrzu jak równie
Ň
zanurzone w wodzie. Do grupy spoiw powietrznych zaliczy
ę
mo
Ň
na m.in.: spoiwa wapienne,
spoiwa gipsowe, spoiwa magnezjowe, spoiwa krzemianowe, wapno hydratyzowane. W
Ļ
ród
spoiw hydraulicznych wyst
ħ
puj
Ģ
: cementy portlandzkie, cementy hutnicze, cementy glinowe
oraz wapno hydrauliczne.
1.1.
CEMENTY POWSZECHNEGO U
ņ
YTKU
1.1.1. Technologia produkcji cementów
Głównym składnikiem cementów portlandzkich jest klinkier portlandzki, który produkuje
si
ħ
z naturalnych skał, takich jak wapie
ı
, kreda, glina, margiel. S
Ģ
to surowce, które stanowi
Ģ
Ņ
ródło w
ħ
glanu wapnia CaCO
3
. W zale
Ň
no
Ļ
ci od zastosowanych surowców oraz sposobu ich
rozdrabniania rozró
Ň
nia si
ħ
dwie metody produkcji klinkieru portlandzkiego, mianowicie
such
Ģ
i mokra.
Metod
ħ
such
Ģ
stosuje si
ħ
w przypadku stosowania mieszanki wsadowej ze skał zwi
ħ
złych i
kruchych. Surowce s
Ģ
mielone w odpowiednich proporcjach, a nast
ħ
pnie suszone z
wykorzystaniem gazów odlotowych z pieca obrotowego. Uzyskan
Ģ
w ten sposób m
Ģ
czk
ħ
surowcow
Ģ
magazynuje si
ħ
najcz
ħĻ
ciej w silosach, sk
Ģ
d podawana jest do pieca.
Metod
ħ
mokr
Ģ
stosuje si
ħ
, gdy surowcem s
Ģ
: glina lub kreda. Kred
ħ
nale
Ň
y rozkruszy
ę
i
rozdrobni
ę
ł
Ģ
cznie z wod
Ģ
w tzw. kolistej studni, w której obracaj
Ģ
ce si
ħ
ramiona rozbijaj
Ģ
grudki gliny. W przypadku stosowania gliny nale
Ň
y j
Ģ
rozkruszy
ę
i wymiesza
ę
z wod
Ģ
.
Uzyskan
Ģ
zawiesin
ħ
nale
Ň
y przepompowa
ę
przez zestaw sit, a uzyskany szlam magazynuje
si
ħ
najcz
ħĻ
ciej w specjalnych zbiornikach. W celu uzyskania odpowiedniego składu
chemicznego - miesza si
ħ
szlam z ró
Ň
nych zbiorników. Uzyskany szlam wymaga
homogenizacji (mieszania), aby zapobiec jego rozsegregowaniu. Mieszanie umo
Ň
liwia tak
Ň
e
uzyskanie optymalnej płynno
Ļ
ci mieszaniny surowcowej przed jej wprowadzeniem do pieca
obrotowego
Do korekty składu surowcowego stosuje si
ħ
tak
Ň
e łupki, mułki
Ň
elazo – no
Ļ
ne, piasek
kwarcowy, pył dymnicowy. Od momentu przygotowania mieszaniny surowcowej proces
produkcji klinkieru portlandzkiego przebiega jednakowo niezale
Ň
nie od zastosowanych
surowców.
Skład wsadu do pieca obrotowego (m
Ģ
czki surowcowej lub szlamu) musi spełnia
ę
warto
Ļ
ci
nast
ħ
puj
Ģ
cych modułów:
CaO
- moduł hydrauliczny:
M
H
=
=
1,9÷2,9
SiO
+
Al
O
+
Fe
O
2
2
3
3
4
SiO
- moduł krzemianowy:
M
K
=
2
=
2,1÷3,5
Al
O
+
Fe
O
2
3
3
4
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]