Dobór składników betonu
Do wykonania betonu o określonych wymaganiach należy dobierać cement kierując się zasadami określonymi w tabl. 6-10 i 6-11.
W stosunku do ogólnych zasad doboru cementu do betonu, podanych w tych tablicach, istnieją pewne wyjątki, które wymagać mogą nieco innej kwalifikacji przydatności poszczególnych cementów. Tak np. przy wykonywaniu betonów o wymaganej dużej trwałości, którą — jak już wiadomo — warunkuje wysoka wartość stosunku Cl W, może okazać się korzystniejsze użycie cementu niższej marki.
Podobnie w przypadku, gdy piasek wykazuje małą zawartość frakcji najdrobniejszych, korzystne będzie stosowanie cementu niższej marki zamiast zalecanej wyższej. Zabieg taki powoduje, że przy użyciu cementu niższej marki ilość jego będzie większa, co zrównoważy niedobór frakcji drobnych w piasku. Jest to bardzo istotne dla nadania mieszance betonowej właściwej urabialności i innych cech warunkujących dobrą jakość betonu.
Właściwe uziarnienie kruszywa w betonie powinno zapewniać uzyskanie szczelnej mieszanki o wymaganej konsystencji przy możliwie najmniejszym zużyciu cementu i wody. Prawidłowość uziarnienia kruszywa ocenia się wg następujących jego cech:
największy wymiar ziarn d„ax;
zawartość frakcji drobnych 042 mm;
uziarnienie w przedziale frakcji 2
zawartość frakcji 040,5 mm w kruszywie drobnym;
ilość frakcji najdrobniejszych 040,125 mm.
Poniżej zostaną omówione te cechy kruszywa.
a. Największe ziarna kruszywa stosowanego do betonu przeznaczonego do konstrukcji betonowych powinny przechodzić przez sito o średnicy oczek 80 mm. Do beto-
nu przeznaczonego do konstrukcji żelbetowych należy stosować kruszywo przechodzące
przez sito o średnicy oczek 40 mm. Przy najmniejszym wymiarze przekroju poprzecznego,
równym lub większym niż 50 cm, oraz przy najmniejszej odległości między prętami
zbrojenia, mierzonej w świetle, nie mniejszej jednak niż 10 cm, dopuszcza się stosowanie kruszywa o ziarnach do 80 mm.
W konstrukcjach żelbetowych największe ziarna kruszywa powinny być mniejsze niż 2/3 odległości między dwoma prętami leżącymi w jednej płaszczyźnie pionowej.
Przy wykonywaniu betonu przeznaczonego do konstrukcji cienkościennych maksymalne średnice ziarn kruszywa nie powinny być większe niż:
1/3 najmniejszego wymiaru przekroju poprzecznego elementu, jeżeli wymiar ten jest większy niż 6 cm,
1/2 najmniejszego wymiaru przekroju poprzecznego elementu i 3/4 rozstawu prętów zbrojenia przy najmniejszym wymiarze przekroju poprzecznego mniejszym lub równym 6 cm.
Odstępstwa od powyższych wymagań są dopuszczalne tylko w przypadku szczególnie starannego wykonywania elementów prefabrykowanych i konstrukcji sprężonych, pod warunkiem doświadczalnego sprawdzenia możliwości prawidłowego zagęszczania betonu. W takich przypadkach największe ziarna kruszywa powinny być mniejsze niż 0,8 odległości między dwoma prętami leżącymi w jednej płaszczyźnie poziomej.
b. Zawartość ziarn 042 mm w mieszance kruszywa, określona wartością punktu
piaskowego P, powinna odpowiadać wymaganej ilości zaprawy przyjętej jako właściwa
dla określonych warunków zagęszczania i rodzaju elementu. Z wystarczającą dokładnością można wyznaczać właściwą wartość punktu piaskowego korzystając z danych
zawartych w tabl. 6-12.
c. Krzywa przesiewu kruszywa powinna mieścić się pomiędzy krzywymi granicznymi, wyznaczonymi przez PN-75VB-06250. Krzywe te przedstawiono na rys. 6-3. Od-
noszą się one wyłącznie do kruszywa grubego, co wynika z faktu, że zawartość kruszywa drobnego zależy od czynników podanych w punkcie b.
d. Zawartość frakcji 04-0,5 mm w kruszywie drobnym, czyli tzw. punkt pyłowo-
-piaskowy, powinna być zgodna dla danej zawartości cementu (tabl. 6-7).
e. Objętość frakcji 04-0,125 mm łącznie z cementem, tj.
gdzie: F0_.0,125 — ilość ziarn frakcji 04-0,125 mm, kg/m3; C — ilość cementu, kg/ /m3; Cc, C0f —- gęstość pozorna odpowiednio piasku i cementu, kg/dm3; nie powinna wynosić mniej w 1 m3 betonu, niż wynika to z tabl. 6-9.
Rzadko zdarza się, aby kruszywo nawet odpowiadające wymaganiom normy przedmiotowej miało uziarnienie optymalne dla danego betonu. Dlatego też najczęściej stosuje się przy wykonywaniu betonu dwa lub więcej różnych kruszyw, które dozowane w odpowiednich proporcjach mają łącznie najkorzystniejsze uziarnienie.
Mieszanie kruszyw stosuje się także wtedy, gdy jedno z nich wykazuje niezgodność z wymaganiami normy, np. przekroczona jest zawartość zanieczyszczeń pylastych. Kruszywo takie może być użyte do wykonania betonu pod warunkiem jednak, że otrzymana mieszanka wykazuje właściwości zgodne z normami.
Przy ustalaniu proporcji, w jakich należy zmieszać kruszywo, trzeba przede wszystkim starać się o uzyskanie właściwych wartości następujących parametrów:
punktu piaskowego P (zgodnie z tabl. 6-12),
punktu pyłowo-piaskowego P,.
Najczęściej miesza się ze sobą dwa kruszywa w tym celu, aby uzyskać mieszankę o żądanym punkcie piaskowym. Korzysta się wtedy z przekształconego wzoru na średnią ważoną
gdzie: X— stosunek masowy kruszywa Kz do kruszywa Ki Plt Px — punkty piaskowe kruszyw KL i K2.
W przypadku gdy jedno z kruszyw uznano jako niejednolite pod względem zawartości frakcji 04-2 mm proporcję X ustala się ze wzoru
gdzie: Plmr» — najniższy w stwierdzonych badaniach punkt piaskowy w kruszywie niejednolitym; reszta oznaczeń—jak we wzorze [6-12].
Obliczona w ten sposób proporcja X zabezpiecza przed wykonaniem betonu o zbyt małej zawartości frakcji drobnych.
W przypadku stosowania trzech kruszyw proporcje wyznacza się kolejno. Najpierw ustala się proporcję mieszania dwóch kruszyw, wychodząc np. z założenia uzyskania właściwego punktu pyłowo-piaskowego, a następnie proporcję tych dwóch już „zmieszanych" ze sobą kruszyw do kruszywa trzeciego, tak aby uzyskać założony punkt piaskowy.
W przypadku ustalania proporcji kruszyw ze względu na wymagany punkt pyłowo--piaskowy korzysta się ze wzoru:
gdzie: P,i,Pr3 — punkty pyłów o-piaskowe kruszyw X, i K3; reszta oznaczeń—jak we wzorze [6-12].