Determinarea compozitiei betonului

DETERMINAREA COMPOZITIEI BETONULUI

A. Date initiale

Clasa betonului C16/20

Caracteristicile elementului de constructie

a) Tipul elementului: cuzinet monolit
b) Dimensiunea minima a elementului: 1000 mm
c) Distanta minima intre barele de armatura: 100 mm
d) Grosimea stratului de acoperire: 30 mm

Clasa de expunere si conditiile de mediu : mediu umed moderat 2a

Transportul, manipularea si punerea in lucrare a betonului transport cu autoagitatorul si turnare cu pompa in pozitie verticala a elementului in momentul betonarii.

Consistenta: T₃

Umiditatea agregatelor:

a) pentru sorturile de nisip: U_N=5%

b) pentru sorturile de pietris: U_P=3%;

B. Stabilirea calitativa a materialelor componente

1. Consistenta betonului Clasa de consistenta T₃

2.Dozajul minim de ciment In functie clasa de expunere (2a), rezulta dozajul minim de ciment: C= 350kg/m³

Agregatele

a) Tipul agregatelor: avand in vedere clasa betonului (C16/20) se vor folosi agregate provenind din sfaramarea naturala a rocilor si anume agregate silicioase de balastiera cu densitatea aparenta ρ_ag =2,7 kg/m³

b) Dimensiunea maxima a granulei agregatelor: se stabileste in functie de :

- tipul elementului de beton :

_max < 1/4 din dimensiunea minima a elementului;

_max<l/4x300< 75 mm

- distanta dintre barele de armatura:

_max < distanta minima dintre armaturi - 5 mm

_max<100-5< 95 mm

- grosimea stratului de acoperire cu beton a armaturilor:

_max < 1,3 x grosimea stratului de acoperire cu beton a armaturilor;

_max<l,3x30< 39mm

- transportul si punerea in lucrare a betonului:

_max < 1/3 din diametrul conductei de transport a

betonului

max < 31mm;

Se alege: _max =31 mm

c)      Granulozitatea agregatului total: cunoscand consistenta (T₃) si dozajul de ciment (C =300 kg/m'), rezulta zona de granulozitate

Limitele zonelor de granulozitate (maxime si minime) se aleg in functie de dimensiunea maxima a agregatului si de zona de granulozitate 1 . Astfel avem:

Cimentul

Tipul de ciment se stabileste in functie de conditiile de expunere si de mediu, de masivitatea elementului, de tipul betonului si de clasa betonulu.
Se recomanda: II A-S

Raportul apa - ciment maxim

In functie de clasa de expunere (1b), si tipul betonului (beton armat)

A/C = 0.55

6. Gradul de impermeabilitate rezulta in functie de clasa de expunere si de clasa betonului (daca nu se precizeaza prin proiect): P₄

7. Gradul de gelivitate rezulta in functie de clasa de expunere si de clasa betonului (daca nu se precizeaza prin proiect): G100

B. Stabilirea cantitativa a materialelor componente:

Determinarea cantitatilor componentilor se face pentru 1 m³ de beton. Agregatele se presupun perfect uscate, urmand ca la final sa se faca o corectie corespunzatoare in functie de umiditatea efectiva a acestora.

1. Apa (1/m³):

Cantitatea orientativa de apa de amestecare (A) se determina in functie de clasa betonului (C16/20) si de consistenta sa (T₃). Aceasta cantitate de apa

( A = 185 l/m³) se corecteaza cu un coeficient stabilit in functie de dimensiunea maxima a agregatului, c = -5% (reducere cu 5%).

A = A x c [1/m³]

A'= 185x0,95= 175.75 [1/m³]

2. Raportul apa - ciment

In functie de clasa betonului (C16/20), clasa cimentului (32,5) si gradul de omogenitate al betonului rezulta valoarea raportului apa - ciment: A/C = 0,55.

Acesta valoare se compara cu valoarea stabilita la pct. A. 5, iar dintre cele doua valori se va alege valoarea minima a raportului apa - ciment pentru cazul analizat. A/C = 0.55

3. Cimentul: [kg/m³]:

Cantitatea de ciment se evalueaza aplicand relatia: C' = A' / (A/C) [kg/m³]

Unde:

A' = cantitatea orientativa de apa de amestecare;

A/C= valoarea cea mai mica a raportului apa - ciment maxim pentru asigurarea cerintelor de rezistenta (clasa) si durabilitate;

C'= 175.55/0,55= 319 [kg/m³]

Aceasta valoare se compara cu valoarea minima a dozajului de ciment determinata la punctul A.2 (C = 350 kg/m ) si dintre cele doua se ia valoarea maxima:

C= 350 [kg/m³]

4. Agregate [kg/m ]:

Cantitatea de agregate in stare uscata (A'_g) se evalueaza aplicand relatia:

A'_g= ρ_ag x (1000 - C/ρ_c - A' - p) [kg/m³]

ρ_ag=2.7 kg/dm3

ρ_c=3 kg/dm3

p=volum de aer inclus , 2%

A'_g =2.7*(1000-350/3-175.75-20)= 1856.5 [kg/m³]

. Impartirea agregatului total pe sorturi, [A_a/pe sorturi]:

In functie de limitele zonelor de granulozitate alese se stabileste o valoare pentru fiecare sort de agregat, cuprinsa intre limita maxima si cea minima reprezentand procentul de treceri in masa prin sita respectiva.

Apoi se calculeaza cantitatea de agregat pentru fiecare sort folosind relatia:

A_gi=A_gx((pi-p_i.i)/100)

Unde:

A_g = cantitatea totala de agregat, in kg;

Pi = procentul de trecere prin sita 'i';

Pi.i= procentul de trecere prin sita 'i-1"

sort 0-0.2 mm: 12*1856.5/100=224

sort 0.2-1 mm: (35-12)*1865.5/100=429

sort 1-3 mm: (45-35)*1865.5/100=187

sort 3-7 mm: (65-45)*1865.5/100=373

sort 7-16 mm: (85-65)*1865.5/100=373

sort 16-31mm: (100-85)*1865.5/100=466

[kg/m³]

6. Corectarea cantitatii de apa

In functie de umiditatea relativa a agregatului se calculeaza cantitatea suplimentara de apa provenita din umiditatea acestora.

ΔA=ΣAgi x(ui/100) [1/m³]

Cantitatea suplimentara de apa provenita din umiditatea sorturilor de nisip 0 ," 7 mm (5%) este:

ΔA_N= ΣA_gix(u_i/100)= (5/100)X(224+429+187+373)

ΔA_N= 60.6 [kg]

Cantitatea suplimentara de apa provenita din umiditatea sorturilor de pietris 7,,, 31 mm (3%) este:

ΔAp=ΣAgi x(ui/100)= (3/100)x(373+466)
ΔAp= 25.2 [kg]
Cantitatea totala de apa suplimentara: ΔA = ΔAN + ΔAP

ΔA= 60.6 + 25.2 =85.7 [kg/m³]

Cantitatea corectata de apa: A* = A - ΔA = 175.75 - 85.7

A* = 90 [1/m³]

Corectarea cantitatilor de agregat pe sorturi:

Cantitatile corectate de agregat pe sorturi se stabilesc astfel:

A'gi= A_gi x ( 1 + Ui/1 00 ) [kg/m³]

Unde:

Agj= cantitatea de agregat pentru sortul 'i', in kg;

Uj = umiditatea efectiva a agregatului de sort 'i', in %;

sort 0-0.2 mm: 224*(1+5/100)= 235 Kg/m³

sort 0.2-1 mm: 429*(1+5/100)= 450 Kg/m³

sort 1-3 mm: 187*(1+5/100)= 196 Kg/m³

sort 3-7 mm: 373*(1+5/100)= 391 Kg/m³

sort 7-16 mm: 373*(1+3/100)= 384 Kg/m³

sort 16-31mm: 466*(1+3/100)= 480 Kg/m³

Cantitatea totala corectata de agregat:

Cantitatea totala corectata de agregat se determina cu relatia.

A'_g= Σ A'gj [kg/m³] A'_g= 2136 [kg/m³]

9. Densitatea aparenta a betonului:

Densitatea aparenta a betonului se calculeaza cu relatia:

ρ'_b = A^' + C' + A'_g = 90 + 350 + 2136 = 2576 Kg/m³