Cement
Cement to spoiwo hydrauliczne, tj. drobno zmielony materiał nieorganiczny, który po zmieszaniu z wodą tworzy zaczyn, wiążący i twardniejący w wyniku reakcji i procesów hydratacji, zachowujący po stwardnieniu wytrzymałość i trwałość także pod wodą. Cement produkowany jest przez wspólny przemiał klinkieru portlandzkiego, regulatora czasu wiązania oraz, w zależności od rodzaju cementu, ewentualnych składników nieklinkierowych, takich jak granulowany żużel wielkopiecowy (S), popioły lotne (V lub W), kamień wapienny (L, LL) i innych komponentów.
Zgodnie z normą PN-EN 197-1 wyróżnia się pięć głównych rodzajów cementów powszechnego użytku:
CEM II
cement portlandzki
wieloskładnikowy
CEM V
cement
wieloskładnikowy
Ze względu na wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach wyróżnia się 3 klasy cementu:
Z uwagi na wytrzymałość wczesną, klasa cementu dodatkowo oznaczona jest symbolem literowym:
L
cement o niskiej wytrzymałości wczesnej
N
cement o normalnej wytrzymałości wczesnej
R
cement o wysokiej wytrzymałości wczesnej
Normy przedmiotowe w zakresie cementu wyszczególniają pewne właściwości specjalne cementów powszechnego użytku:
LH, VLH
cementy o niskim oraz bardzo niskim cieple hydratacji zalecane są do wykonywania konstrukcji masywnych, narażonych na zarysowanie w wyniku powstająych naprężeń termicznych,
SR, HSR
cementy odporne na siarczany zalecane są do wykonywania konstrukcji betonowych w warunkach agresji siarczanowej, a więc narażonych na działanie wód gruntowych, wody morskiej a także nawozów czy ścieków przemysłowych,
NA
cementy o niskiej zawartości alkaliów należy stosować, gdy w składzie betonu może znajdować się potencjalnie aktywne alkalicznie. Reakcja alkaliów pochodzących z cementu oraz reaktywnej krzemionki występującej w kruszywie wywołuje destrukcyjne naprężenia.
Temperatura cementu nie jest właściwą normową, ale w okresie wzmożonego popytu rynkowego jej wartość może być wyższa, co może mieć wpływ na temperaturę mieszanki betonowej.
Barwa cementu także nie jest właściwością normową, zależy głównie od rodzaju surowców użytych do jego produkcji. Cementy o dużej zawartości klinkieru portlandzkiego oraz cementy z dodatkiem popiołu lotnego charakteryzują się ciemniejszą barwą, natomiast cementy zawierające w swoim składzie granulowany żużel wielkopiecowy mają barwę jaśniejszą.
mieszanka betonowa
Mieszanka betonowa to w pełni wymieszany beton, który jest jeszcze w stanie umożliwiającym jego zagęszczenie wybraną metodą.
Klasy właściwości mieszanki betonowej wg wymagań PN-EN 206 oraz PN-B-6265:
Klasy konsystencji mieszanek betonowych.
metoda
klasa konsystencji
wartości graniczne
Opad stożka [mm]
zgodnie z
PN-EN 12350-2
10 - 40
50 - 90
100 - 150
160 - 210
≥ 220
Stopień zagęszczalności
zgodnie z
PN-EN 12350-4
≥ 1,46
1,45 - 1,26
1,25 - 1,11
1,10 - 1,04
< 1,04
Średnica rozpływu [mm]
zgodnie z
PN-EN 12350-5
≤ 340
350 - 410
420 - 480
490 - 550
560 - 620
≥ 630
Rozpływ stożka ᵇ⁾ [mm]
zgodnie z
PN-EN 12350-8
550 - 650
660 - 750
760 - 850
Metoda Vebe [s]
zgodnie z
PN-EN 12350-3
≥ 31
30 - 21
20 - 11
10 - 6
5 - 3
ᵃ⁾ C4 stosuje się wyłącznie do betonu lekkiego,
ᵇ⁾ Klasyfikacji nie stosuje się do betonu z kruszywem o Dmax większym niż 40 mm,
ᶜ⁾ Ze względu na brak danych dotyczących czułości metody poza pewnymi wartościami, zaleca się jej stosowanie w zakresie Vebe ≤ 30s i > 5s.
Klasy dodatkowych właściwości mieszanek betonów samozagęszczalnych SCC:
metoda
klasa
wartości graniczne
Uwagi
Lepkość t500 [s]
zgodnie z PN-EN 12350-8
kruszywo do betonu
Dmax ≤ 40 mm
Lepkość tv [s]
zgodnie z PN-EN 12350-9
kruszywo do betonu
Dmax ≤ 22,4 mm
Przepływalność L-box [mm]
zgodnie z PN-EN 12350-10
≥ 0,80 dla 2 prętów
≥ 0,80 dla 3 prętów
Przepływalność J-ring [mm]
zgodnie z PN-EN 12350-12
≤ 10 z 12 prętami
≤ 10 z 16 prętami
kruszywo do betonu
Dmax ≤ 40 mm
Odporność na segregację [%]
zgodnie z PN-EN 12350-11
kruszywo do betonu
Dmax ≤ 40 mm
Beton to materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa grubego i drobnego, wody oraz ewentualnych domieszek, dodatków lub włókien, który uzyskuje swoje właściwości w wyniku procesu hydratacji cementu. Stwardniały beton to beton, który jest w stanie stałym, który osiągnął pewną swoją wytrzymałość.
Beton zgodnie z normą PN-EN 206 można podzielić ze względu na:
beton o gęstości w stanie suchym większej niż 2000 kg/m³ i nie przekraczającej 2600 kg/m³
beton o gęstości w stanie suchym większej niż 2600 kg/m³
beton o gęstości w stanie suchym nie mniejszej niż 800 kg/m³ i nie większej niż 2000 kg/m³
beton dostarczany jako mieszanka betonowa przez osobę lub jednostkę nie będącą wykonawcą, jak również beton produkowany przez wykonawcę poza miejscem budowy lub beton produkowany na miejscu budowy ale nie przez wykonawcę
wykonywany na miejscu budowy
beton wyprodukowany na placu budowy przez wykonawcę na jego własny użytek
produkowany w zakładzie
prefabrykacji
beton wytwarzany przez producenta betonowych elementów prefabrykowanych w zakładzie produkcyjnym
beton, który po ułożeniu w deskowaniu lub formie poddany jest procesowi ręcznego lub mechanicznego zagęszczania
beton, który pod własnym ciężarem rozpływa się i zagęszcza, wypełnia deskowanie ze zbrojeniem, kanały, ramy, itp., zachowując jednorodność
Klasy ekspozycji betonu związane z oddziaływaniem środowiska:
Klasa ekspozycji opisuje oddziaływania środowiska na beton w konstrukcji. Oddziaływania te mogą mieć charakter chemiczny lub fizyczny, mogą wpływać na beton lub na zbrojenie, lub inne znajdujące się w nim elementy metalowe, które w projekcie konstrukcyjnym nie zostały uwzględnione jako obciążenia.
Klasy ekspozycji według PN-EN 206 oraz krajowym uzupełnieniem PN-B-06265:
XO brak zagrożenia korozją lub agresją chemiczną,
XC korozja spowodowana karbonatyzacją,
XD korozja spowodowana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej,
XS korozja spowodowana chlorkami pochodzącymi z wody morskiej,
XF agresja spowodowana zamrażaniem/rozmrażaniem przy udziale środków odladzających lub bez ich udziału,
XA agresja chemiczna,
XM agresja wywołana ścieraniem.
Wymagania w zakresie składu i ustalonych właściwości betonu są określone dla każdej klasy ekspozycji i dotyczą:
• maksymalnego współczynnika woda/cement (w/c),
• minimalnej zawartości cementu,
• minimalnej klasy wytrzymałości betonu na ściskanie,
• oraz dodatkowo minimalnej zawartości powietrza i dopuszczonych rodzajów klas składników (dotyczy wybranych klas ekspozycji).
Spełnienie wymagań dla składu i właściwości betonu dotyczących wartości granicznych, jest równoznaczne z zapewnieniem trwałości betonu, pracującego w określonym środowisku, pod warunkiem:
• prawidłowego doboru klasy ekspozycji,
• prawidłowego ułożenia, zagęszczenia i pielęgnacji betonu,
• zaprojektowania i wykonania odpowiedniej otuliny zbrojenia w betonie,
• stosowania, w czasie eksploatacji, przewidzianej konserwacji konstrukcji betonowej.
Wytrzymałość betonu na ściskanie:
Klasa wytrzymałości na ściskanie - klasyfikacja obejmująca rodzaj betonu (zwykły, ciężki lub lekki), minimalną wytrzymałość charakterystyczną oznaczoną na próbkach walcowych (o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm) oraz minimalną wytrzymałość charakterystyczną na próbkach sześciennych (o boku 150 mm).
Norma PN-EN 206 wyróżnia klasy wytrzymałości na ściskanie betonu dla betonu zwykłego i ciężkiego oraz dla betony lekkiego. Podstawę klasyfikacji może stanowić 28 dniowa wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie.
Klasy wytrzymałości betonu na ściskanie wg PN-EN 206 (beton zwykły i ciężki):
minimalna wytrzymałość CHARAKTERYSTYCZNA
(PRÓBKA WALCOWA) FCK,CYL [N/mm²]
minimalna wytrzymałość CHARAKTERYSTYCZNA
(PRÓBKA SZEŚCIENNA) FCK,CUBE [N/mm²]
Klasy wytrzymałości betonu na ściskanie wg PN-EN 206 (beton lekki):
minimalna wytrzymałość CHARAKTERYSTYCZNA
(PRÓBKA WALCOWA) FCK,CYL [N/mm²]
minimalna wytrzymałość CHARAKTERYSTYCZNA
(PRÓBKA SZEŚCIENNA) FCK,CUBE [N/mm²]
Czas równoważny:
Zgodnie z PE-EN 206 oraz krajowym uzupełnieniem PN-B-06265 badania właściwości stwardniałego betonu, inne niż wytrzymałość, rozpoczyna się w czasie równoważnym dojrzewania betonu zależnym od rodzaju użytego cementu.
Czas wykonywania badań w zależności od rodzaju zastosowanego cementu:
CEM I (N)
CEM II/A (N)
CEM II/B (N,R)
CEM IV/A
Dodatki do betonu:
Dodatek do betonu zgodnie z normą PN-EN 206 to drobnoziarnisty, nieorganiczny składnik stosowany w celu poprawy pewnych właściwości betonu lub uzyskania właściwości specjalnych. Dodawany zazwyczaj w ilości powyżej 5% masy cementu. Dodatek może w znaczący sposób zmodyfikować właściwości, zarówno mieszanki betonowej, jak i stwardniałego betonu.
Norma PN-EN 206 wyróżnia dwa rodzaje dodatków do betonu:
typu I dodatki prawie obojętne (mączka wapienna, pigmenty),
typu II dodatki o właściwościach pucolanowych lub utajonych właściwościach hydraulicznych (popiół lotny krzemionkowy, pył krzemionkowy, granulowany żużel wielkopiecowy).
W początkowym okresie wiązania, beton narażony jest na utratę znaczących ilości wody. Woda wchłaniana jest przez chropowate deskowanie, ale bardziej niebezpieczne jest parowanie wody z powierzchni betonu. Norma PN-EN 13670 "Wykonywanie konstrukcji betonowych" w wytycznych odnośnie pielęgnacji i ochrony betonu zaleca, aby po zagęszczeniu i wykończeniu powierzchni betonu, bezzwłocznie poddać ją pielęgnacji.
Pielęgnację młodego betonu (w warunkach zimowych i letnich) przeprowadza się w celu:
• minimalizacji skurczu plastycznego,
• zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości powierzchniowej,
• zapewnienia odpowiedniej trwałości strefy powierzchniowej,
• zabezpieczenia przed szkodliwym działaniem czynników atmosferycznych i zamarzaniem,
• zabezpieczenia przed drganiami, uderzeniami lub uszkodzeniami.
Metody pielęgnacji:
• pielęgnacja na mokro - zraszanie betonu wodą, okrywanie wilgotnymi matami jutowymi lub geowłókniną,
• stosowanie osłon - okrywanie folią lub płytami z materiałów izolacyjnych (wełny mineralnej lub styropianu), wykonanie namiotu ochronnego w miejscu wbudowania betonu,
• stosowanie preparatów do pielęgnacji betonu - pokrycie powierzchni świeżego betonu filmem ochronnym preparatu.
Pielęgnację powierzchni betonu należy rozpocząć bezzwłocznie po zakończeniu operacji zagęszczenia i wykańczania powierzchni betonu, tam gdzie jest to konieczne. W razie konieczności ochrony powierzchni betonu przed nadaniem jej ostatecznej tekstury, należy stosować pielęgnację tymczasową. Długość okresu pielęgnacji świeżo ułożonego betonu jest uzależniona od panujących warunków atmosferycznych i rodzaju zastosowanego cementu.
Wyroby wibroprasowane
Betonowa kostka brukowa
Jest to prefabrykat zwany kostką brukową, stosowany jako materiał nawierzchni, który zgodnie z Polską Normą PN-EN 1338:2005, PN-EN 1338:2005/AC:2007 spełnia następujące warunki:
• w odległości 50 mm od każdej krawędzi, żaden przekrój poprzeczny nie powinien wykazywać wymiaru poziomego mniejszego niż 50 mm,
• całkowita długość kostki brukowej podzielona przez jej grubość powinna być mniejsza lub równa cztery.
Spełnienie wymagań przez betonowe kostki brukowe określa się klasami, stanowiącymi część oznakowania. Kostki brukowe mogą być produkowane z jednego rodzaju betonu lub z warstwy ścieralnej i konstrukcyjnej, wykonanych różnych rodzajów betonów. Jeżeli betonowa kostka brukowa jest produkowana z warstwą ścieralną, to warstwa ta powinna mieć minimum 4,0 mm. Wymiary nominalne kostek brukowych powinny być określane przez producenta.
Dopuszczalne odchyłki od wymiarów nominalnych:
Właściwości fizyczne i mechaniczne:
Odporność na czynniki atmosferyczne:
Nasiąkliwość
Odporność na zamrażanie/rozmrażanie z udziałem soli odladzających
< 1 (przy czym pojedynczy wynik nie większy niż 1,5)
Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu
• wytrzymałość charakterystyczna T > 3,6 MPa,
• obciążenie niszczące nie mniejsze niż 250 N/mm długości rozłupania.
Odporność na ścieranie:
Klasy odporności na ścieranie:
Aspekty wizualne:
Wygląd:
• powierzchnia kostek brukowych oceniana z odległości 2 metrów nie powinna wykazywać defektów, takich jak rysy lub odpryski,
• w kostkach brukowych 2-warstwowych nie dopuszcza się rozwarstwienia (rozdzielenia) pomiędzy warstwami,
• wykwity nie mają szkodliwego wpływu na właściwości użytkowe kostek brukowych i nie są uważane za istotne.
tekstura:
• zgodność elementów powinna być oceniania przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości tekstury kostek brukowych, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
zabarwienie:
• zgodność elementów powinna być oceniania przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości barwy kostek brukowych, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
Betonowa płyta brukowa:
Jest to prefabrykat betonowy zwany dalej płytą brukową, stosowany jako materiał nawierzchni, który zgodnie z Polską Normą PN-EN 1339:2005/AC:2007 spełnia następujące warunki:
• długość całkowita nie przekracza 1 m,
• całkowita długość płytu brukowej podzielona przez jej grubość powinna być większa niż cztery.
Wymagania dla płyt brukowych określa się klasami, stanowiącymi część oznakowania. Płytu brukowe mogą być produkowane z jednego rodzaju betonu lub z warstwy ścieralnej i konstrukcyjnej wykonanych z różnych rodzajów betonów. Jeżeli płyta brukowa jest produkowana z warstwą ścieralną, to warstwa ta powinna mieć min. 4,0 mm.
Wymiary nominalne płyt brukowych powinny być określane przez producenta.
Dopuszczalne odchyłki od wymiarów nominalnych:
długość [mm]
Różnica pomiędzy dwoma pomiarami długości, szerokości i grubości pojedynczej płyty powinna być < 3 mm
Dopuszczalne odchyłki od wymiarów nominalnych:
Właściwości fizyczne i mechaniczne:
Odporność na czynniki atmosferyczne:
Nasiąkliwość
Odporność na zamrażanie/rozmrażanie z udziałem soli odladzających
< 1,0 (przy czym pojedynczy wynik nie większy niż 1,5)
Wytrzymałość na zginanie:
Klasy wytrzymałości na zginanie
wytrzymałość charakterystyczna [MPa]
minimalna wytrzymałość [MPa]
Obciążenia niszczące:
Klasy obciążenia niszczącego
charakterystyczne obciążenie niszczące [kN]
minimalne obciążenie niszczące [kN]
Odporność na ścieranie:
Klasy odporności na ścieranie
Aspekty wizualne:
Wygląd:
• powierzchnia płyt brukowych oceniana z odległości 2 metrów nie powinna wykazywać defektów, takich jak rysy lub odpryski,
• w płytach brukowych 2-warstwowych nie dopuszcza się rozwarstwienia (rozdzielenia) pomiędzy warstwami,
• wykwity nie mają szkodliwego wpływu na właściwości użytkowe płyt brukowych i nie są uważane za istotne.
tekstura:
• zgodność elementów powinna być oceniania przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości tekstury płyt brukowych, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
zabarwienie:
• zgodność elementów powinna być oceniania przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości barwy płyt brukowych, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
Krawężnik betonowy
Jest to prefabrykat betonowy wykonany z betonu niezbrojonego, przeznaczony do stosowania jako element nawierzchni drogowych, do oddzielania powierzchni znajdujących się na tym samym lub różnych poziomach, zgodnie z Polską Normą PN-EN 1340:2004, PN-EN 1340:2004/AC:2007.
Wymagania dla krawężników betonowych określa się klasami, stanowiącymi część oznakowania. Krawężniki betonowe mogą być produkowane z jednego rodzaju betonu lub z warstwy ścieralnej i konstrukcyjnej, wykonywanych z różnych rodzajów betonów. Jeżeli krawężnik betonowych jest produkowany z warstwą ścieralną, to warstwa ta powinna mieć min. 4,0 mm. Wymiary nominalne krawężników betonowych powinny być określane przez producenta.
Dopuszczalne odchyłki od wymiarów nominalnych:
• długość: + 1% (nie mniej niż 4,0 mm i nie więcej niż 10,0 mm),
• powierzchnia: + 3% (nie mniej niż 3,0 mm i nie więcej niż 5,0 mm),
• inne części: + 5% (nie mniej niż 3,0 mm i nie więcej niż 10,0 mm).
Dopuszczalne odchyłki płaskości i prostoliniowości:
dopuszczalna odchyłka [mm]
Właściwości fizyczne i mechaniczne:
Odporność na czynniki atmosferyczne
Nasiąkliwość
Odporność na zamrażanie/rozmrażanie z udziałem soli odladzających
< 1,0 (przy czym pojedynczy wynik nie większy niż 1,5)
Wytrzymałość na zginanie:
Klasy wytrzymałości na zginanie
wytrzymałość charakterystyczna [MPa]
minimalna wytrzymałość [MPa]
Odporność na ścieranie:
Klasy odporności na ścieranie
Aspekty wizualne:
Wygląd:
• powierzchnia krawężników betonowych oceniana z odległości 2 metrów nie powinna wykazywać defektów, takich jak rysy lub odpryski,
• w krawężnikach betonowych 2-warstwowych nie dopuszcza się rozwarstwienia (rozdzielenia) pomiędzy warstwami,
• wykwity nie mają szkodliwego wpływu na właściwości użytkowe płyt brukowych i nie są uważane za istotne.
tekstura:
• zgodność elementów powinna być oceniana przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości tekstury betonowych krawężników, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
zabarwienie:
• zgodność elementów powinna być oceniana przez porównanie z próbkami dostarczonymi przez producenta i zatwierdzonymi przez odbiorcę,
• różnice w jednolitości barwy betonowych krawężników, które mogą być spowodowane nieuniknionymi zmianami we właściwościach surowców i warunków twardnienia, nie są uważane za istotne.
