EHITUSMATERJALID PRAKTIKUM 5 BETOON (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Ehitusmaterjalid Laboratoorne töö nr. 5 2021 Betoon Rühm:  Mattias Põldaru


1. 13. JANUARY 2022TÖÖ EESMÄRK Töö   eesmärk   on   selgitada   välja   erinevate   keskkonnatingimuste   mõju   kivistunud   betooni tihedusele ja survetugevusele.  2. KATSETATUD MATERJALID Katses kasutati:   Tsement CEM I 42,5 (ehitustsement);  ”Kiiu” karjääri looduslik liiv;  Betoonisegude plastifikaator;  „Elkem Microsilica“ – mikrosilikaat betooni tugevuse ja tiheduse parandamiseks;   Paekivi killustik fraktsiooniga 4/16;  Joogivesi. 3. KASUTATUD VAHENDID Kasutatud vahendite all nimetatakse ja iseloomustatakse kasutatud katseseadmeid, oluline on seadme   liik   (kaal,   nihik,   joonlaud,   mõõtekell   vms)   tootja   ja   mudel,   mõõtetäpsus, mõõtepiirkond.  Töös kasutati järgnevaid seadmeid:   Elektrooniline kaal – täpsus 2 g;  Elektrooniline kaal – täpsus 1 g;  Vormid mõõtmetega 100 ×100 ×100 mm;  Ämbrid, sõelad, betooni vibra;  Hüdrauliline press. 2


4. TÖÖ KÄIK Tabelist   1   valitakse   betoonisegu   koostis.   Betoonisegu   segatakse   käsitsi,   määratakse betoonisegu   konsistents   ja   tihedus.   Vormitakse   vähemalt   6   katsekeha   mõõtmetega 100 ×100 ×100 mm. Betoon kivistatakse vähemalt kahes erinevas keskkonnas.  Tabel 1. Betoonisegu koostis Komponendid Segu nr. 1 Segu nr. 2 [kg /m3] [ kg /8l ] [kg /m3] [ kg /8l ] Tsement 309 289 Liiv 654 674 Killustik #4/16 1197 1218 Vesitsementtegu r 0,65 0,62 Vesi 200 180 Meie valisime betoonisegu nr. 1.  1. Betoonisegu valmistatakse käsitsi segades: eelnevalt niisutatud nõusse puistatakse kaalutud killustik  ja  liiv  ning  segatakse,  lisatakse  kaalutud  tsement  ja  segatakse.  Lõpuks lisatakse kaalutud vesi ja segatakse ühtlase betoonisegu saamiseni. 2.   Segu   konsistents   määratakse   koonuse   vajumi   järgi.   Niisutatud   metallplaadile   asetatud kooniline   vorm   (Abramsi   koonus)   täidetakse   betooniseguga   kolmes   kihis.   Iga   kiht tihendatakse metallvardaga (∅15  mm) 25 korda sorkides ja pind silutakse kelluga. Vorm tõstetakse   ettevaatlikult   vertikaalselt   üles   ning   asetatakse   betoonisegust   moodustunud koonuse kõrvale. Mõõdetakse betoonisegu koonuse vajum (kõrguse vähenemine oma raskuse mõjul täissentimeetrites).  3.   Betooni   survetugevuse   kontrolliks   valmistatakse   2   seeriat   katsekehi   (3 ×2  kuupi servapikkusega 100 mm). Vormid täidetakse betooniseguga kahes kihis ning mõlemat kihti tihendatakse vibrolaual. Ärge unustage katta vormi kaanega segu pritsimise vältimiseks!  Segu vibreeritakse kuni täieliku tihenemiseni (õhumullide eraldumine lõpeb ja segu pinnale tekib õhuke tsementtaigna kiht). Katsekehade lahtine pind tasandatakse kelluga (saagivate liigutustega). 3


(Paigaldatud   betoonisegu   tiheduse   määramiseks   kasutatakse   eelnevalt   kaalutud   kindla mahuga anumat, milles on tihendatud ja silutud uuritav betoonisegu). 4


4. Katsekuubikud vabastatakse vormidest 1 päev pärast tardumist ja kivistumist laboris kaane all. Vormidest vabastatud kuupide edasine kivistumine toimub kapis vee kohal temperatuuril (20 ± 2) ℃  (normaaltingimus)   ja  (60 ± 5)℃  (kuiv   keskkond)   või  (−18 ± 5)℃  (külm keskkond). 5.   Kuubid   katsetatakse   28   päeva   vanuselt.   Eelnevalt   vaadatakse   kuubid   üle,   vajadusel lihvitakse survepinnad tasaseks, märgitakse survepinnad, mõõdetakse ja kaalutakse, seejärel katsetatakse   kuubid   survele.   Koormamise   kiirus   hoitakse   stabiilsena   vahemikus ( 0,6 ± 0,2) N /(mm 2 · s)kuni kuubi purunemiseni ning määratakse purustav jõud (njuutonites). Lähtuvalt purustavast jõust ja katsekeha ristlõike pindalast arvutatakse kivistunud betooni survetugevus  N /mm2. Betooni survetugevusklassi määramiseks kasutatakse standardkuupe
servapikkusega 150 mm. Kasutades teiste mõõtmetega katsekehi ei tohi arvutamisel unustada paranduskoefitsienti   (100 ×100 ×100  mm   juhul   0,95).   Seeria   survetugevuseks   loetakse   3 katsetatud kuubi aritmeetiline keskmine (arvutatud täpsusega        0,1 N /mm2) survetugevus.
Survetugevuse määramisel kasutatud andmed kantakse tabelisse. 5


5. KATSETULEMUSED 5.1. Betooni survetugevuse määramine erinevates keskkonnatingimustes Tabel 1. Katsekehade survetugevused erinevates keskkonnatingimustes P rk . n um be r K iv is tu m is ke sk ko nd      2 . –  28 . p äe va l Pikkus a, mm Laius b, mm Kõrgus h, mm Survepind b ∙ h, mm2 Purustav
jõud, kN Survetugevus, N /mm 2 Üksik Keskmine 58 Vesi 20 ℃ 100,2 100,9 100,1 10100 339,450 31,93 33,2 59 100,9 100,1 100,2 10030 358,066 33,92 60 100,2 100,7 100,0 10070 359,203 33,89 61 Kuivatuskapp 104 ℃ 99,9 100,0 99,9 9990 242,995 23,10 22,3 62 99,8 100,3 99,8 10010 232,470 22,06 63 100,1 100,4 99,9 10030 228,302 21,62 64 Külmkapp 5 ℃ 100,1 102,0 100,1 10210 293,148 27,27 28,2 65 99,9 99,8 99,9 9970 296,256 28,22 66 100,0 100,3 100,0 10030 306,195 29,00 67 Õues 100,1 100,4 100,2 10060 331,065 31,26 31,3 R s= P
A ∙1000= 339,450 10100 ∙1000=33,61 N /mm 2  Arvestades paranduskoefitsiendiga 0,95 katsekeha nr. 58 survetugevuseks tuleb:  33,61 ∙0,95=31,93 N /mm 2  6


Graafik 1. Katsekehade survetugevused erinevates keskkonnatingimustes 0 5 10 15 20 25 30 35 22.3 28.2 31.3 33.2 Keskkonnatingimused S u rv e tu g e v u s  R s  ,  N /m m 2 7


5.2. Betooni tiheduse määramine erinevates keskkonnatingimustes Tabel 2. Katsekehade survetugevused erinevates keskkonnatingimustes P rk . n um be r K iv is tu m is ke sk ko nd 2.  –  2 8.  p äe va l Mass enne pressi, [ g] Tihedus,  [kg /m3]  Mass pärast pressi, [ g] Tihedus pärast pressi, [kg /m3] M as s  pä ra st ku iv at us ka pp i,  [ g] T ih ed us  p är as t ku iv at us ka pp i, [kg /m3] Keskmine tihedus, [kg /m3] 58 Vesi 20 ℃ 2413, 2 2385 2053, 2 2385 1929, 8 2242 2237 59 2409 2380 2154, 6 2380 2015, 2 2226 60 2418 2396 2012 2396 1884, 8 2245 61 Kuivatuskap p 104 ℃ 2239 2243 1544, 8 2243 1534, 6 2228 2214 62 2222, 8 2225 1362, 6 2225 1355, 8 2214 63 2209, 6 2201 1422, 4 2201 1421, 8 2200 64 Külmkapp 5 ℃ 2349, 8 2299 1739, 2 2299 1676, 6 2216 2230 65 2318, 8 2328 1376, 8 2328 1326, 6 2243 66 2317, 2 2310 1691, 8 2310 1633, 0 2230 67 Õues 2350, 6 2334 1797, 2 2334 1723, 4 2238 2238 Keskmine: 2230 1. Tiheduse enne pressi leidmine. ρ enne pressi= m enne pressi a ∙ b ∙ h ∙10 6 = 2413,2 100,2 ∙100,9 ∙ 100,1 ∙10 6 = 2385 kg /m 3  2. Mahu pärast pressi leidmine. V pärast pressi= m pärast pressi ρennepressi ∙10 − 3 = 2053,2 2385 ∙ 10 − 3 = 0,0008609 m 3  3. Tiheduse pärast pressi leidmine ρ pärast pressi= m pärast pressi V pärast pressi ∙ 10 6 = 2053,2 0,0008609 ∙ 10 − 3 = 2385 kg/m 3  4. Mahu pärast kuivatuskappi leidmine 8


V pärastkuivatuskappi=V pärast pressi=0,0008609 m 3  5. Tiheduse pärast kuivatuskappi leidmine ρ pärast kuivatuskappi= m pärast kuivatuskappi V pärastkuivatuskappi ∙10 6 = 1929,8 0,0008609 ∙ 10 − 3 = 2242 kg /m 3  Graafik 2. Katsekehade tihedused erinevates keskkonnatingimustes Kuivatuskapp 104℃ Külmkapp 5℃ Vesi 20℃ Õues 2200 2205 2210 2215 2220 2225 2230 2235 2240 2214 2230 2237 2238 Keskkonnatingimused T ih e d u s,  k g /m ³ 9


6. JÄRELDUSED Proovikehade keskmiseks tiheduseks tuli 2230  kg /m3, mis viitab tavalisele raskebetoonile (tihedus 1800−2500 kg/m3). Kõige suurem tihedus oli õues kivistunutel katsekehadel – 2238 kg /m 3 ja kõige väiksem tihedus oli kuivatuskapis olevatel katsekehadel – 2214 kg /m3. Betooni   survetugevus   sõltus   kõige   rohkem   kivistumiskeskkonnast.   Kõige   suurem survetugevus oli vee keskkonnas kivistunutel katsekehadel – 33,2  N /mm2. Kuivatuskapis kivistunutel  katsekehadel  survetugevus  oli  22,3  N /mm2 ,  külmkapis olevatel katsekehadel survetugevuseks   tuli   28,2  N /mm2.  Normaaltingimustes   kivistunutel   katsekehadel survetugevus   on   võrdne  31,3  N /mm2.   Kuna  betooni   survetugevusklassi   aluseks   on
proovikehade 15x15x15   cm   (meie   katse   puhul   10x10x10   cm)   95%-lise   tõenäosusega garanteeritud tugevus   peale   28-päevast   kivinemist  20 ℃  ja 95...100%   niiskuse   juures  ehk normaaltingimustes, siis selliste andmete põhjal võib öelda, et betooni survetugevusklass on C25/30.  Katsest saab ka järeldada, et leitud tihedused enne, pärast pressi ja kuivatuskappi on võrdsed, sest katsekehadel muutusid ainult mass ja maht.  10

Document Outline

• 1. 13. January 2022Töö eesmärk
• 2. Katsetatud materjalid
• 3. Kasutatud vahendid
• 4. töö käik
• 5. Katsetulemused
  • 5.1. Betooni survetugevuse määramine erinevates keskkonnatingimustes
  • 5.2. Betooni tiheduse määramine erinevates keskkonnatingimustes
• 6. Järeldused