Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Δρ. Σωτήρης Δέμης Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος) Βασικά Συστατικά Σκυροδέματος + + Πρόσθετα Πρόσμικτα 1

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος - Εισαγωγή Ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός επί μέρους συστατικών σκυροδέματος για παραγωγή 1 m 3. Σύνθεση επί μέρους συστατικών σκυροδέματος ώστε το σκυρόδεμα να εξυπηρετεί στόχο για τον οποίο παρασκευάζεται. Μεθοδολογία προσδιορισμού σχετικών αναλογιών συστατικών του, οι οποίες προσδίδουν στο υλικό προκαθορισμένες επιθυμητές ιδιότητες (ικανοποίηση συγκεκριμένων απαιτήσεων επιτελεστικότητας, στη νωπή και σκληρυμένη του φάση), με τον πλέον οικονομικό τρόπο. Στόχος το μίγμα να έχει όλες τις απαιτούμενες ιδιότητες σύμφωνα με την προδιαγραφή του τo μίγμα να είναι το πλέον οικονομικό Περισσότερο εμπειρική παρά επιστημονική διαδικασία. Γίνεται εργαστηριακά, μέσω διαδικασίας διαδοχικών δοκιμών Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος - Εισαγωγή Συστατικά σκυροδέματος υπολογίζονται σε βάρος (kg) ανά 1m 3 σκυροδέματος π.χ. 320 kg Τσιμέντου / m 3 σκυροδέματος 1 m 1 m 1 m βάρος Ζυγίζεται κατά βάρος όγκος Πωλείται κατά όγκο 2

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος - Εισαγωγή 1 Απαιτήσεις (πρέπει να προδιαγράφονται και να εξασφαλίζονται): Αντοχής Συνεκτικότητα (σχετίζεται με μετρήσεις εργασιμότητας) Ανθεκτικότητας (Κατηγορία έκθεσης, d max αδρανών, C min, max Ν/T, περιεκτικότητα Cl - ). Πρόσθετες ιδιότητες (αντλησιμότητα, στεγανότητα, κλπ). 2 Δεδομένα Κατηγορία σκυροδέματος (π.χ. C 20/25) Μορφή δοκιμίων ελέγχου (κυβικά ή κυλινδρικά) Εργασιμότητα (κατηγορία κάθισης) Κατηγορία Έκθεσης Τύπος και ελάχιστη ποσότητα τσιμέντου Μέγιστος λόγος Ν/T Μέγιστος κόκκος αδρανών Ειδικές απαιτήσεις (αντλησιμότητα, επιχρισμένο ή ανεπίχριστο, κλπ). 3 Αποτελέσματα Αναλογίες (kg) Νερού (Ν), Τσιμέντου (Τ) και Αδρανών (Γαρμπύλι, Σκύρα, Άμμος) σε 1m 3 νωπού σκυροδέματος Τελικός λόγος N/T Φαινόμενο Βάρος Σκυροδέματος Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος - Εισαγωγή Παράδειγμα Ζητείται η προκαταρτική μελέτη σύνθεσης για Επιχρισμένο max [N/T] μη αντλητό [V φ,χονδρ. ] εργοταξιακό σκυρόδεμα [f cm ], [N/T] μεγάλου έργου κατηγορίας αντοχής C 20/25 [f cm ], [N/T] του οποίου η αντοχή ελέγχεται βάσει κυβικών δοκιμίων [f cm ], [N/T] από θραυστά αδρανή [f cm ], [N/T] μέγιστου κόκκου 19 mm. [N], [V φ,χονδρ. ], [V k ] Το σκυρόδεμα προδιαγράφεται να είναι ανθεκτικό έναντι ασθενούς προσβολής θειικών αλάτων. min [T], max [N/T] Εκτός από το τσιμέντο, να χρησιμοποιηθεί ιπτάμενη τέφρα σε ποσοστό 20 % επί του ποσοστού του τσιμέντου στο ανάμιγμα. min[t], [T] Η προδιαγραφόμενη τιμή για την κάθιση είναι 50 mm, [N], [V k ] το μέτρο λεπτότητας της άμμου (FM) είναι 2.4 [V φ,χονδρ. ] και ο τύπος του τσιμέντου CEM II/32.5. [N/T] *[ ] εξαρτώμενος παράγοντας μελέτης σύνθεσης σκυροδέματος 3

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Σχετικοί Κανονισμοί Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Σχετικοί Κανονισμοί 4

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Τύποι Τσιμέντων (ΕΝ 197-1) Ιπτάμενη Τέφρα (C) Πυριτική παιπάλη Ιπτάμενη Τέφρα (F) Σκωρία υψικαμίνων Τύποι και σύνθεση (κύρια συστατικά) Τσιμέντων (ΕΝ 197-1) 5

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Σκυροδέματος βάση θλιπτικής αντοχής Προδιαγραφή Συνεκτικότητας Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης Ταξινόμηση περιβαλλοντικών επιδράσεων σε διάφορες τάξεις έκθεσης (ΕΝ 206-1, ΚΤΣ 2016) (Επιλέγονται από μελετητή έργου και περιλαμβάνονται στην προδιαγραφή) Κ Α Τ Η Γ Ο Ρ Ί Ε Σ Έ Κ Θ Ε Σ Η Σ Χωρίς διάβρωση ή προσβολή Διάβρωση λόγω ενανθράκωσης Διάβρωση που προκαλείται μέσω Cl - θαλάσσιου νερού Διάβρωση που προκαλείται μέσω Cl - εκτός θαλάσσιου νερού Δράση Παγετού Χημικώς Δραστικό Περιβάλλον X0 XC1 XC2 XC3 XC4 XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4 XA1 XA2 XA3 6

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης ΚΤΣ 2016 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης ΚΤΣ 2016 7

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης ΚΤΣ 2016 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης ΚΤΣ 2016 X0, XS1 Το σκυρόδεμα μπορεί να υφίσταται περισσότερες από μια επιδράσεις και οι περιβαλλοντικές συνθήκες μπορεί να εκφράζονται με συνδυασμό των κατηγοριών έκθεσης. XA1 XF1, XC4 XA2 XF4, XS1 XF4, XA3, XS3 8

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Ειδικές Απαιτήσεις ΚΤΣ 2016 Προδιαγράφονται απαιτήσεις για: συστατικά υλικά του σκυροδέματος, ιδιότητες σκυροδέματος, κριτήρια συμμόρφωσης, περιορισμοί σύνθεσης σκυροδέματος Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Ειδικές Απαιτήσεις ΚΤΣ 2016 9

Αντοχή σε θλίψη (MPa) 2/12/2016 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Ιδιότητες Πως επηρεάζεται η θλιπτική αντοχή σκυροδέματος 40 0% Ποσότητα Εγκλωβισμένου Αέρα 4 % 30 6 % 20 400 350 300 250 200 Ποσότητα Τσιμέντου (kg/m 3 ) Μείωση Ν/T -> αύξηση αντοχής (μείωση μέσω ελάττωσης πόσότητας Ν) Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βηματική Προσέγγιση (ACI 211) 1 2 3 Απαιτήσεις Προδιαγραφές ΝΕΡΟ Ν/Τ ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) Κατηγορίες έκθεσης, αντοχή, κλπ. Προσδιορισμός απαιτούμενης ποσότητας νερού (kg νερού/m 3 σκυροδέματος). Προσδιορισμός απαιτούμενου λόγου Ν/T. Προσδιορισμός ποσότητας τσιμέντου (kg τσιμέντου/ m 3 σκυροδέματος) και ορυκτών προσμίκτων (π.χ. kg ιπτάμενης τέφρας / m 3 σκυροδέματος). 4 ΑΔΡΑΝΗ (Ογκομετρική μέθοδος Προσδιορισμού) Προσδιορισμός συνολικού στερεού όγκου αδρανών /1 m 3 αναμίγματος. Προσδιορισμός Φαινόμενου όγκου χονδρόκοκκων αδρανών Υπολογισμός μάζας χονδρόκοκκων αδρανών Υπολογισμός ογκομετρικής συμμετοχής λεπτόκοκκων αδρανών (άμμου) στο σκυρόδεμα με αφαίρεση από τη μονάδα (1 m 3 σκυροδέματος), του αθροίσματος των επί μέρους όγκων (νερού, τσιμέντου, κλπ.). 10

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 1 - Νερό [1] ΝΕΡΟ Προσδιορισμός απαιτούμενης ποσότητας νερού & όγκου κενών (kg νερού/m 3 σκυροδέματος). Με βάση: μέγιστο κόκκο αδρανών, κάθιση (Πίνακας 6,32) Νερό σε kg/m3 σκυροδέματος για μέγιστο κόκκο αδρανών (mm) Κάθιση (mm) 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 25 50 207 199 190 179 166 154 130 75 100 228 216 205 193 181 169 145 Όγκος Κενών (%) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0,3 Προσοχή: Οι τιμές του πίνακα 6.30 ισχύουν για σκυρόδεμα θραυστών αδρανών χωρίς αερακτικά πρόσμικτα Για χρήση συλλεκτών (στρογγυλεμένων) αδρανών μείωση ποσότητας νερού κατά 13 kg Για χρήση ρευστοποιητικού, μείωση νερού κατά 5% Μέγιστος κόκκος αδρανών: περιορισμοί σε σχέση με επικάλυψη οπλισμών, πάχος δομικού στοιχείου Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 2 N/T [2] Ν/Τ Προσδιορισμός απαιτούμενου λόγου Ν/T. Με βάση: Απαιτούμενη αντοχή (μέση συμβατική αντοχή 28 ημερών), Τύπο δοκιμίου ελέγχου αντοχής, τύπο τσιμέντου (Πίνακας 6,33) Προσδιορισμός απαιτούμενης αντοχής. f a = f cm = f ck + a s, a: 2.14, εργοταξιακό σκυρόδεμα μικρών έργων 2.01, εργοταξιακό σκυρόδεμα μεγάλων έργων s: 5, θραυστά αδρανή 6, φυσικά αδρανή Απαιτούμενη αντοχή στην οποία πρέπει να στοχεύει ως μέση αντοχή (fcm) η μελέτη σύνθεσης (έτσι ώστε πιθανότητα απόριψης <= 16%) Τιμή αντοχής για την οποία η πιθανότητα να εμφανιστούν τιμές μικρότερες από αυτή είναι 5%. 11

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 2 - N/T Λόγος N/T συνάρτηση μέσης συμβατικής αντοχής 28 ημερών, τύπου τσιμέντου και τύπου δοκιμίου Σύνθετο Τσιμέντο Portland Τσιμέντο Portland (Τύπου CEM II / 32.5) (Τύπου CEM I / 42.5) N/T Κύβος 150 mm Κύλινδρος 150*300 mm Κύβος 150 mm Κύλινδρος 150*300 mm 0,4 43 36 49 41 0,5 34 27 41 34 0,6 28 22 34 27 0,7 23 18 28 22 0,8 19 15 24 19 * Οι τιμές του πίνακα ισχύουν για καλή συμπήκνωση με δονητή Ειδικές Απαιτήσεις Σκυρόδεμα μειωμένης υδατοπερατότητας: 0.58 (31,5 mm), 0.50 (16 mm) Σκυρόδεμα μέσα σε νερό (όχι διαβρωτικό): 0.60 Σκυρόδεμα στην θάλασσα: 0.48 Σκυρόδεμα σε παραθαλάσσιο περιβάλλον: 0.60 Μέγιστος N/T 0.70 για επιχρισμένο σκυρόδεμα 0.67 για ανεπίχριστο. Βαμμένο ή επικάλυψη μαρμάρου Μην ξεχνάμε μέγιστο N/T από περιβαλλοντικές συνθήκες έκθεσης Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 3 ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) [3] ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) Προσδιορισμός ποσότητας τσιμέντου (kg τσιμέντου/ m3 σκυροδέματος) και ορυκτών προσμίκτων (π.χ. kg ιπτάμενης τέφρας / m3 σκυροδέματος). Με βάση: Απαιτήσεις ανθεκτικότητας, Χρησιμοποίηση ή όχι προσμίξεων στο τσιμέντο 12

Απαιτήσεις Ανθεκτικότητας Χωρίς Κίνδυνο Διάβρωσης Διάβρωση λόγω Ενανθράκωσης Διάβρωση λόγω Χλωριόντων Θαλασσινό νερό Διάβρωση λόγω Χλωριόντων Χλωριόντα εκτός αυτών της Θάλασσας Δράση Ψύξης - Απόψυξης Δράση Χημικών X0 XC1 XC2 XC3 XC4 XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4 XA 1 XA2 XA3 Μέγιστο Ν/T - 0,65 0,6 0,55 0,5 0,5 0,45 0,45 0,55 0,55 0,45 0,55 0,55 0,5 0,45 0,55 0,5 0,45 Ελάχιστη αντοχή C12/15 C20/25 C25/30 C30/37 C30/37 C30/37 C35/45 C35/45 C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37 C30/37 C30/37 C35/45 Min τσιμέντου (kg/m3) - 260 280 280 300 300 320 340 300 300 320 300 300 320 340 300 320 360 Min περιεκτ/τα αέρα (%) - - - - - - - - - - - - 4 4 4 - - - Ισχύουν για αδρανή με μέγιστο κόκκο 31,5 mm Για μέγιστο κόκκο 63 mm, οι τιμές ελαττώνονται κατά 30 kg/m3 / ενώ για 16 mm, να αυξάνονται κατά 30 kg/m3 Βαθμός Προσβολής Απαιτήσεις Ασθενής Μέτριος Ισχυρος ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΕΚΤΟΣ ΘΕΙΙΚΩΝ τύπος Τσιμέντου CEM I, CEM II*, CEM III, IV Μέγιστος N/T 0,6 0,55 0,5 min Τσιμέντο (kg/m3) 300 330 370 ΘΕΙΙΚΑ Tύπος Τσιμέντου CEM I, II* CEM III. IV SR SR SR Μέγιστος N/T 0,55 0,6 0,6 0,55 0,5 min Τσιμέντο (kg/m3) 340 320 300 330 370 * (εκτός II/B-L, II/B-LL) Ελάχιστες ποσότητες τσιμέντου για σκυροδέματα ειδικών απαιτήσεων Σκυρόδεμα ανθεκτικό σε επιφανειακή φθορά: 350 kg/m 3 Σκυρόδεμα μειωμένης υδατοπερατότητας: 350 kg/m 3 (31,5 mm), 400 kg/m 3 (16 mm) Σκυρόδεμα μέσα σε νερό (όχι διαβρωτικό): 350 kg/m 3 Σκυρόδεμα στη θάλασσα : 400 kg/m 3 Σκυρόδεμα σε παραθαλάσιο περιβάλλον: 330 kg/m 3 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 3 ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) [3] ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) Προσδιορισμός ποσότητας τσιμέντου (kg τσιμέντου/ m3 σκυροδέματος) και ορυκτών προσμίκτων (π.χ. kg ιπτάμενης τέφρας / m3 σκυροδέματος). Με βάση: Απαιτήσεις ανθεκτικότητας, Χρησιμοποίηση ή όχι προσμίξεων στο τσιμέντο Χωρίς ορυκτό πρόσμικτο Από ποσότητα Ν λόγο Ν/T, υπολογίζεται το T και ελέγχεται με βάση την ελάχιστη απαιτούμενη ποσότητα τσιμέντου Χρήση ορυκτού προσμίκτου Ισοδύναμη ποσότητα Τσιμέντου (T eq ) = T + k A N T N T eq N T k A K, συντελεστής ενεργότητας ορυκτού προσμίκτου Α, ποσότητα ενεργού προσμίκτου 13

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 3 ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) Ρόλος του συντελεστής ενεργότητας k ορυκτού προσμίκτου Αν για την παρασκευή σκυροδέματος χρησιμοποιούνται και ορυκτά πρόσθετα, αυτά λαμβάνονται υπόψη για τον προσδιορισμό του λόγου Ν/Τ και της ελάχιστης ποσότητας τσιμέντου ως ισοδύναμη ποσότητα τσιμέντου, θεωρώντας ότι μία μονάδα βάρους τσιμέντου ισοδυναμεί με k μονάδες βάρους του πρόσθετου, όπου k είναι ο συντελεστής ενεργότητας. Ισοδύναμη ποσότητα Τ = πραγματική μάζα τσιμέντου συν k επί μάζα πρόσθετου = T + k A Για Ιπτάμενη Τέφρα k = 0.2, CEM I 32.5 k = 0.4, CEM I 42.5 και υψηλότερης αντοχής Προσοχή!! Ιπτάμενη Τέφρα / Τσιμέντο 0.33 Ποσότητα τέφρας που ξεπερνά το 0.33 τσιμέντου δεν λαμβάνεται υπόψη για τον υπολογισμό του λόγου νερό / (τσιμέντο + k ιπτάμενη τέφρα). Μείωση ελάχιστης ποσότητας τσιμέντου κατά k (ελάχιστη ποσότητα τσιμέντου - 200) kg/m 3 Ποσότητα Τσιμέντου + ιπτάμενης τέφρας (T+A) Tmin ελάχιστη απαιτούμενη ποσότητα τσιμέντου για δεδομένες απαιτήσεις σχετικής κατηγορίας έκθεσης. Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 3 ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) [3] ΤΣΙΜΕΝΤΟ (και πρόσμικτα) Προσδιορισμός ποσότητας τσιμέντου (kg τσιμέντου/ m 3 σκυροδέματος) και ορυκτών προσμίκτων (π.χ. kg ιπτάμενης τέφρας / m 3 σκυροδέματος). Με βάση Απαιτήσεις ανθεκτικότητας Χρησιμοποίηση ή όχι προσμίξεων στο τσιμέντο Χρήση ορυκτού προσμίκτου N N N T T T k A eq k, συντελεστής ενεργότητας ορυκτού προσμίκτου Α, ποσότητα ενεργού προσμίκτου (π.χ. ιπτάμενη τέφρα FA) Υπολογισμός T eq -> υπολογισμός T, σύγκριση με ελάχιστες απαιτήσεις H ελάχιστη ποσότητα τσιμέντου μειώνεται κατά k (T min 200) Πρέπει όμως T + A > ελάχιστη ποσότητα τσιμέντου Μέγιστη ποσότητα Α: A / T < 0.33 (για ιπτάμενη τέφρα) Εάν οι ελάχιστες απαιτήσεις δεν ικανοποιούνται υπολογισμός εκ νέου ποσοτήτων FA, N/T. 14

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 4 Αδρανή (Γενική Αρχή) [4] ΑΔΡΑΝΗ 1. Προσδιορισμός συνολικού στερεού όγκου αδρανών V σ,αδρ /1 m 3 αναμίγματος. (Εξίσωση 1) Υπολογισμός μάζας αδρανών, m Αδρ. = V σ,αδρ. ρ σ, Αδρ. 2. Προσδιορισμός Φαινόμενου όγκου χονδρόκοκκων αδρανών, V Φ,Χονδ. Αδρ 2a. Υπολογισμός μάζας χονδρόκοκκων αδρανών, m Χονδ. Αδρ = V Φ,Χονδ. Αδρ ρ Φ,Χονδ. Αδρ 2b. Υπολογισμός στερεού όγκου χονδρόκοκκων αδρανών, V σ,χονδ. Αδρ = m Χονδ. Αδρ / ρ σ, Χονδ. Αδρ 3. Υπολογισμός ογκομετρικής συμμετοχής λεπτόκοκκων αδρανών (άμμου) στο σκυρόδεμα με αφαίρεση από μονάδα (1 m 3 σκυροδέματος), αθροίσματος επί μέρους όγκων (νερού, τσιμέντου, κλπ.). V σ,άμμου = V σ,αδρ. - V σ,γαρμπιλιού - V σ,σκύρων - V Νερού - V Τσιμέντου - V Προσμίκτων - V Κενών 4. Υπολογισμός μάζας λεπτόκοκκων αδρανών, m σ,άμμου = V σ, Άμμου ρ σ, Άμμου Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 4 Αδρανή (αναλυτική επίλυση) [4] ΑΔΡΑΝΗ Προσδιορισμός συνολικού στερεού όγκου αδρανών /1 m 3 αναμίγματος. V σ,αδρ. = V σ,άμμου + V σ,γαρμπιλιού + V σ,σκύρων V σ,αδρ. = 1 V Nερού V Τσιμέντου V ιπτ.τέφρας V κενών = 1 m νερού /ρ νερού m Τσιμέντου /ρ Τσιμέντου m ιπτ.τέφρας /ρ ιπτ.τέφρας V κενών / 100 Αν ενδιαφέρει μόνο η συνολική ποσότητα αδρανών, η μετατροπή όγκου στερεών αδρανών σε μάζα αδρανών γίνεται πολλαπλασιάζοντας με πυκνότητα στερεών αδρανών m Αδρ. =V σ,αδρ. ρ σ, Αδρ. Το ζητούμενο είναι οι ποσότητες (kg/m 3 ) χονδρόκοκκων αδρανών (γαρμπίλι και σκύρα) και λεπτόκοκκων (άμμου) στο ανάμιγμα. Άρα 3 άγνωστοι: m Άμμου, m Γαρμπιλιού,m Σκύρων -> 3 εξισώσεις V σ,αδρ. = V σ,άμμου + V σ,γαρμπιλιού + V σ,σκύρων = m Άμμου /ρ σ, Άμμου + m Γαρμπιλιού /ρ σ, Γαρμπιλιού + m Σκύρων /ρ σ, Σκύρων m Άμμου = ρ σ, Άμμου V σ,αδρ (m Γαρμπιλιού /ρ σ, Γαρμπιλιού ) (m Σκύρων /ρ σ, Σκύρων ) (1) 15

2/12/2016 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 4 - Αδρανή Υπολογισμός Φαινόμενου όγκου χονδρόκοκκων αδρανών Με βάση Μέτρο λεπτότητας Άμμου (FM) Μέγιστο κόκκο αδρανών (mm) Πίνακας 6.34 Φαινόμενος Όγκος Σκύρων και γαρμπιλιού / m3 σκυροδέματος Πίνακας 6.32 VΦ,Χονδ. Αδρ. = VΦ, Γαρμπιλιού + VΦ, Σκύρων = mγαρμπιλιού /ρφ, Γαρμπιλιού + mσκύρων /ρφ, Σκύρων ( Μέγιστος Κόκκος (mm) 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 150 Μέτρο Λεπτότητας Άμμου FM 2,4 2,6 2,8 3 0,5 0,48 0,46 0,44 0,59 0,57 0,55 0,53 0,66 0,64 0,62 0,6 0,71 0,69 0,67 0,65 0,75 0,73 0,71 0,69 0,78 0,76 0,74 0,72 0,82 0,8 0,78 0,76 0,87 0,85 0,83 0,81 Οι τιμές του πίνακα 6.32 ισχύουν για μη αντλητό σκυρόδεμα Για αντλητό σκυρόδεμα μειώνονται κατά 10% mγαρμπιλιού = ρφ, Γαρμπιλιού VΦ,Χονδ. Αδρ - mσκύρων /ρφ, Σκύρων ) (2) mάμμου + mγαρμπιλιού + mσκύρων + mνερού + mτσιμέντου + mπροσμίκτων = ρνωπού σκυροδέματος mσκύρων = ρνωπού σκυροδέματος - mάμμου - mγαρμπιλιού - mνερού - mτσιμέντου - mπροσμίκτων (3) Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Βήμα 4 ( ) ( mάμμου = ρσ, Άμμου Vσ,Αδρ mγαρμπιλιού /ρσ, Γαρμπιλιού mσκύρων /ρσ, Σκύρων ( mγαρμπιλιού = ρφ, Γαρμπιλιού VΦ,Χονδ. Αδρ - mσκύρων /ρφ, Σκύρων ) ) mσκύρων = ρνωπού σκυροδέματος - mάμμου - mγαρμπιλιού - mνερού - mτσιμέντου - mπροσμίκτων Στην περίπτωση που έχουμε μη αποδεκτά αποτελέσματα (μη λογικές ή αρνητικές τιμές), θεωρούμε (1) (2) (3) ρφ = 1700 kg/m3 για όλα τα κλάσματα αδρανών ρσ= 2650 kg/m3 για όλα τα κλάσματα αδρανών mγαρμπιλιού / mσκύρων = 1 και επανα-δημιουργούμε τις εξισώσεις 1-3 16

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Διορθώσεις - Αδρανή & Υγρασία Έως τώρα υπολογισμοί με υπόθεση αδρανή «εσωτερικά κορεσμένα και επιφανειακά ξηρά» Αν αδρανή (π.χ. σκύρα) περιέχουν επιφανειακή υγρασία (b %) Αυξάνεται η μάζα τους στο ανάμιγμα σε m σκύρων (1+b/100) Η ποσότητα υγρασίας (b/100) m σκύρων, αφαιρείται από το νερό ανάμιξης Αν αδρανή (π.χ. Σκύρων) έχουν ικανότητα απορρόφησης νερού από το ανάμιγμα (a %) Η μάζα τους μειώνεται σε m σκύρων / (1+α/100) Η διαφορά των (a/100) m σκύρων, είναι νερό και προστίθεται στο νερό ανάμιξης Εντελώς Ξηρά Ξηρά Κορεσμένα Επιφανειακά Υγρά Υγρά Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Διορθώσεις Αύξηση αντοχής αναμίγματος μειώνοντας λόγο N/T Μείωση N/T μειώνοντας ποσότητα Ν (όχι αύξηση T) Μείωση Ν αυξάνοντας d max αδρανών καλή διάβαθμιση χρήση αδρανών χωρίς γωνιώδεις επιφάνειες αερακτικά ή ρευστοποιητικά πρόσμικτα Για χρήση συλλεκτών (στρογγυλεμένων) αδρανών μείωση ποσότητας νερού κατά 13 kg Για χρήση ρευστοποιητικού, μείωση νερού κατά 5% 17

Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Παράδειγμα 1 Μετατροπή V Φ,Χονδ. Αδρ σε m Χονδ. Αδρ Επιχρισμένο μη αντλητό σκυρόδεμα κατηγορίας C 16/20 (αντοχή ελέγχεται βάση κυβικών δοκιμίων) θραυστά αδρανή, d max = 25 mm, ρ φ,αδρ = 1750 kg/m 3, ρ σ,αδρ = 2650 kg/m 3, ικανότητα απορρόφησης νερού από ανάμιγμα 2% κ.β. FM 2.6, τσιμέντο CEM II 32.5, προδιαγραφόμενη κάθιση 100 mm. Μελέτη σύνθεσης σε εργοστάσιο έτοιμου σκυτοδέματος. Περιορισμοί: max N/T για επιχρισμένο σκυρόδεμα: 0.7, min T: 270 kg/m 3 (Π 6.32) Νερό = 193 kg/m 3, V κ = 1.5% f a =f cm =f ck +2.14s=20+2.14x5 = 30.7 MPa (Π 6.33) N/T = 0.56 < 0.70 Τσιμέντο: 193/0.56 = 345 kg/m 3 > 270 kg/m 3 V σ,αδρ = 1-345/3100-193/1000-0.015 = 0.68 m 3 (Π 6.34) V φ,χονδρ. αδρ = 0.69 m 3 m χονδρ. αδρ = V φ,χονδρ. αδρ ρ φ,αδρ = 0.69 1750 = 1205 kg/m 3 V σ,χονδρ. αδρ = m χονδρ. αδρ /ρ σ,αδρ = 1205/2650 = 0.45 m 3 V σ,άμμου = V σ,αδρ - V σ,χονδρ = 0.68-0.45=0.23 m 3 m άμμου = V σ,άμμου * ρ σ,αδρ = 0.23 2650 = 610 kg/m 3 Οι παραπάνω ποσότητες ισχύουν για επιφανειακά ξηρά και εσωτερικά κορεσμένα αδρανή. Αφού τα αδρανή απορροφούν 2% του βάρους τους νερό, οι ποσότητές τους πρέπει να μειωθούν σε Χονδρόκοκκα: 1205/1.02 = 1180 kg/m 3 Λεπτόκοκκα: 610/1.02 = 600 kg/m 3 Η διαφορά των 0.02 (1205 + 610) = 36 kg/m 3 είναι νερό που πρέπει να προστεθεί στο ανάμιγμα. Άρα, Νερό: 193+36=229 kg/m 3 Τσιμέντο: 345 kg/m 3 Άμμος: 600 kg/m 3 Σκύρα και γαρμπίλι: 1180 kg/m 3 Μελέτη Σύνθεσης Σκυροδέματος Παράδειγμα 2 Αναλυτικός Υπολογισμός Ζητείται η προκαταρτική μελέτη σύνθεσης για Επιχρισμένο μη αντλητό εργοταξιακό σκυρόδεμα μεγάλου έργου κατηγορίας αντοχής C 20/25 η αντοχή ελέγχεται βάσει κυβικών δοκιμίων από θραυστά αδρανή μέγιστου κόκκου 19 mm Το σκυρόδεμα προδιαγράφεται να είναι ανθεκτικό έναντι ασθενούς προσβολής θειικών αλάτων. Εκτός από το τσιμέντο, να χρησιμοποιηθεί ιπτάμενη τέφρα σε ποσοστό 20 % επί του ποσοστού του τσιμέντου στο ανάμιγμα. Η προδιαγραφόμενη τιμή για την κάθιση είναι 50 mm, το μέτρο λεπτότητας της άμμου είναι 2.4 και ο τύπος του τσιμέντου CEM II/32.5. Περιορισμοί (λόγω κατηγορία έκθεσης): max N/T = 0.55 min T = 340 kg/m 3 1. Προσδιορισμός απαιτούμενης ποσότητας νερού & όγκου κενών 2. Προσδιορισμός απαιτούμενου λόγου Ν/T. 3. Προσδιορισμός ποσότητας τσιμέντου και ορυκτών προσμίκτων 4. Προσδιορισμός ποσοτήτων αδρανών /1 m 3 αναμίγματος. Προσδιορισμός συνολικού στερεού όγκου αδρανών /1 m 3 αναμίγματος. Υπολογισμός Φαινόμενου όγκου χονδρόκοκκων αδρανών 4. Διόρθωση ποσοτήτων νερού και μάζας αδρανών λόγω υγρασίας αδρανών 18