ABC Betonu.pdf

ABC BETONU

WSTĘP

Współczesne budownictwo stawia coraz wyższe wymagania materiałom budowlanym.

Wznoszone budowle muszą być bezpieczne, trwałe, przyjazne dla środowiska,

równocześnie muszą spełniać odpowiednie kryteria ekonomiczne. Te wszystkie

wymagania spełnia beton, pod warunkiem, że zostanie prawidłowo zaprojektowany

i wykonany.

Często jednak beton postrzegany jest jako nieskomplikowany materiał budowlany,

którego technologia jest banalnie prosta. Takie podejście prowadzi w praktyce do wielu

elementarnych błędów technicznych.

A przecież beton, jak każdy produkt wysokiej jakości musi być wykonany z odpowiednio

wyselekcjonowanych składników i z zachowaniem ustalonych zasad technologicznych.

abc BETONU jest przewodnikiem po rozległym obszarze technologii betonu. Zwracając

uwagę na podstawowe problemy związane z technologią betonu mamy nadzieję, że

niniejszy poradnik będzie pomocny tym wszystkim, którzy projektują, produkują

i użytkują ten materiał budowlany.

Na wstępie należy zwrócić uwagę, że nazwa „beton” nie określa jednoznacznie materiału

budowlanego, gdyż obecnie wytwarza się wiele rodzajów i odmian betonów różniących

się właściwościami, a co za tym idzie zakresem stosowania w budownictwie.

Przekazywany Państwu poradnik przedstawia najczęściej stosowany rodzaj betonu -

beton zwykły.

CEMENT

Cementem nazywamy sproszkowany materiał wiążący o właściwościach hydraulicznych,

a więc materiał, który po zarobieniu z wodą twardnieje i zachowuje swoje cechy

wytrzymałościowe zarówno w powietrzu jak i w wodzie.

Początki produkcji cementu sięgają XIX wieku. Anglik Joseph Aspdin w roku 1824

uzyskał patent na wytwarzanie cementu portlandzkiego, a rok później rozpoczęto

produkcję tego spoiwa.

Pierwszą cementownią na ziemiach polskich była cementownia w Grodźcu, która

powstała w 1857 roku. W owym czasie była to 6 cementownia na świecie.

Produkcja cementu

Podstawowym półproduktem przemysłu cementowego jest klinkier portlandzki. Surow-

cami używanymi do produkcji klinkieru są wapień, margle oraz glina. Są to surowce

zasobne w CaO, SiO2 oraz zawierające znaczne ilości Al2O3 i Fe2O3. Mieszanina surow-

ców jest mielona, a następnie wypalana w piecu obrotowym w temperaturze ok. 1450°C.

Proces produkcyjny może być prowadzony

dwoma podstawowymi metodami: mokrą

i suchą. W pierwszej metodzie surowce

wprowadzane są do pieca w postaci szlamu.

Zaletą tej metody jest łatwość mieszania

i korygowania mieszaniny surowcowej

natomiast wadą – duże zużycie energii.

Zaletą metody suchej jest niskie zużycie

energii, a co za tym idzie wyraźnie niższe

koszty produkcji. Istotną sprawą jest to, że jakość produktu (klinkieru portlandzkiego) nie

zależy od stosowanej metody produkcji (sucha, mokra). W jednej i drugiej metodzie

uzyskuje się porównywalne parametry jakościowe klinkieru.

Po wypaleniu mieszaniny surowcowej uzyskuje się produkt (klinkier), zawierający cztery

podstawowe minerały klinkierowe:

Alit - C3S - krzemian trójwapniowy

Belit - C2S - krzemian dwuwapniowy

C3A - glinian trójwapniowy

Brownmilleryt - C4AF - glinożelazian czterowapniowy

Skróty używane w chemii cementu:

CaO - C, AL2O3 - A, H2O - H, SiO2 - S, Fe2O3 - F, SO3 - S

DODATKI

Żużel - powstaje jako produkt uboczny w procesie

wielkopiecowym (produkcja surówki). W wyniku

gwałtownego schłodzenia stopionego żużla wielkopie-

cowego uzyskuje się granu-lowany żużel wielkopie-

cowy, który jest bardzo wartościowym dodatkiem

mineralnym do cementów.

Popiół - spalaniu węgla w zakładach ener-

getycznych

towarzyszy

powstawanie

odpadu jakim jest popiół.

W wyniku oczyszczania gazów spalinowych

(w elektroltrach) wytrącane są tzw. popioły

lotne, które wykorzystuje się jako dodatek

do cementu.

Kolejnym etapem produkcji jest

przemiał klinkieru z gipsem (lub

anhydrytem), a otrzymanym produ-

ktem jest cement portlandzki. Podc-

zas przemiału można wprowadzić

dodatki hydrauliczne jak np. żużel

wielkopiecowy lub popiół lotny, co

pozwala uzyskać cementy hutnicze,

cement portlandzki z dodatkami lub

cement pucolanowy.

Rodzaje cementów powszechnego użytku wg PN-EN 197-1

z uwagi na ilość dodatków

Nazwa cementu

Oznaczenia

wg PN-EN 197-1

Zawartość dodatku

mineralnego, %

Zakres stosowania

cement

portlandzki

CEM I

—

Cementy powszechnego

zastosowania w budownictwie

ogólnym, przemysłowym i

specjalistycznym, w tym

budownictwo drogowe

cement

portlandzki

wieloskładnikowy

CEM II/A

CEM II/B

6 - 20

21 - 35

Cementy powszechnego

zastosowania w budownictwie

ogólnym, przemysłowym, w

tym budownictwo drogowe

cement

hutniczy

CEM III/A

CEM III/B

CEM III/C

36 - 65

66 - 80

81 - 95

Cementy powszechnego

zastosowania w budownictwie

ogólnym, przemysłowym, w

tym szczególnie w budown-

ictwie hydrotechnicznym oraz

w budowlach pracujących w

warunkach zwiększonego

zagrożenia korozyjnego

cement

pucolanowy

CEM IV/A

CEM IV/B

11 - 35

36 - 55

Cementy powszechnego

zastosowania w budownictwie

ogólnym, przemysłowym, w

tym budownictwo drogowe

cement

wieloskładnikowy

CEM V/A

CEM V/B

36 - 60

60 - 80

Budownictwo ogólne,

specjalistyczne,

wodno-inżynieryjne

Cementy specjalne wg PN-B-19707

Cementy specjalne spełniają wymagania normy PN-EN 197-1. Dodatkowe wymagania

dla cementów specjalnych przedstawiono poniżej.

Rodzaj cementu LH

Wymagania

Ciepło hydratacji po 41 godzinach poniżej 270 J/g

(oznaczone metodą semiadiabatyczną)

CEM I do CEM V

Ciepło hydratacji po 7 dniach poniżej 270 J/g

(oznaczone metodą ciepła rozpuszczania)

Cement siarczanoodporny HSR

Rodzaj cementu HSR

Wymagania

CEM I do CEM V

C3A ≤ 3%a

Zawartość Al2O3 ≤ 5%

Wartość ekspansji w roztworze Na2SO4

po1 roku ≤ 0,5%b

CEM II/B-V

C3A ≤ 10% (w klinkierze),

udział popiołu krzemionkowego Vc ≥ 25%,

Wartość ekspansji w roztworze Na2SO4

po 1 roku ≤ 0,5%b

CEM III

Udział granulowanego żużla, S ≥ 55%

Wartość ekspansji w roztworze Na2SO4

po 1 roku ≤ 0,5%b

CEM IVd

C3A ≤ 10% (w klinkierze)

Udział sumy pyłu krzemionkowego D i popiołu lotnego

krzemionkowego Vc ≥ 25%

Wartość ekspansji w roztworze Na2SO4

po 1 roku ≤ 0,5%b

a) Zawartość glinianu trójwapniowego obliczana jest w % masy z równania

C3A = 2,65 Al2O3 – 1,65 Fe2O3

Wyniki analizy chemicznej cementu przeliczone na substancje wyprażoną (bez strat prażenia) należy

korygować o zawartość CaCO3 i CaSO4. Zawartość CO2 oznaczana

jest wg PN-EN 196-21

b) Badanie sprawdzające wykonywane 2 razy w roku

c) Nie dopuszcza się składników innych niż klinkier i popiół lotny krzemionkowy (V). Popiół lotny

krzemionkowy (V) powinien spełniać wymagania:

-Zawartość reaktywnego CaO mniejsza niż 5,0%

-Zawartość reaktywnego SiO2 nie mniej niż 25,0%

-Zawartość strat prażenia poniżej 5,0%

d) W cementach CEM IV nie dopuszcza się składników głównych innych niż klinkier, pył krzemionkowy

(D) i popiół lotny krzemionkowy (V).

Udział popiołu lotnego krzemionkowego (V) w cementach CEM II/B-V i CEM IV (V) lub udział sumy pyłu

krzemionkowego (D) i popiołu lotnego krzemionkowego (V) w cementach CEM IV (D-V) obliczana jest

w % masy z równania: V=NRx1,28 gdzie NR stanowi zawartość pozostałości nierozpuszczalnej w

cemencie oznaczana wg PN-EN 196-2.

Cement niskoalkaiczny NA

Rodzaj cementu HSR

Wymagania

CEM I

CEM II

CEM IV

CEM V

≤ 0,6% Na2O e b

CEM II/B-S

Udział granulowanego żużla wielkopiecowego, S ł 21%

Udział granulowanego żużla wielkopiecowego, S ł 49%

≤ 0,95% Na2O e b

CEM III/A

Udział granulowanego żużla wielkopiecowego, S ł 50%

≤ 1,10% Na2O e b

CEM III/B

≤ 2,0% Na2O e b

CEM III/C

≤ 2,0% Na2O e b

a) z wyjątkiem CEM II/B-S

b) Na 2 O =Na 2 O+0,658K2O

Podstawowym kryterium klasykującym cementy jest ich klasa tj. wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach

twardnienia (wyrażona w MPa) zaprawy normowej wykonanej z danego cementu. Obecnie Polska Norma

(PN-B-19701) przewiduje następujące klasy cementów: 32,5; 42,5; 52,5.

Klasy wytrzymałości

≤ 0,7% Na2O e b

Skład wg EN 197-1

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: