Świeży beton szczelny

Świeży beton szczelny składa się co najmniej z 3 lub 4 różnych składników: cementu, wody i kruszywa lub piasku i kamieniwa. Chcąc określić skład 1 m3 = 1000 1 betonu, musimy rozwiązać zadanie wyrażające się równaniem o 3 lub 4 niewiadomych (program uprawnienia budowlane na komputer). Nauka o technologii betonu dostarcza nam odpowiednią ilość równań; są nimi następujące warunki:
a. powiązanie liczbowe wytrzymałości ze stosunkiem w.c = oj;
b. warunek szczelności mieszanki betonowej (po zagęszczeniu);
c. zależność między wodożądnością mieszanki a konsystencją i uziarnieniem;
d. właściwy stosunek ilościowy piasku do kamieniwa lub kilku grup frakcji kruszywa.
Omówimy te warunki bliżej w ogólnej postaci.

Zależność oj = j(Rs) ujęta jest w szeregu różnych wzorów. Dla każdej z omawianych niżej metod jest zupełnie obojętne, jakim z tych wzorów się posługujemy, choć wzory mogą być lepsze lub gorsze. Z największym uznaniem na świecie spotkał się wzór Bolomeya jako najprostszy (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Poszczególni autorzy metod projektowania betonu posługują się w swych publikacjach różnymi wzorami, niekiedy podają zależność co = f(Rs) lub podobne w specjalnych wykresach. Wzorów tych z reguły nie przytaczamy, a z nomogramów przytaczamy tylko niektóre ciekawsze.

Warunek szczelności mieszanki głosi, że suma absolutnych objętości składników powinna pokrywać się ściśle z objętością pozorną mieszanki betonowej ‘Ob. Warunek ten nie uwzględnia faktu, że w każdym betonie świeżym jest nieco powietrza w ilości 1-2% (uprawnienia budowlane). Ponieważ jest to ilość praktycznie nikła, metody z reguły nie uwzględniają powietrza, choć można by jego objętość wprowadzić np. do metod analitycznych. Niektóre recepty amerykańskie uwzględniają powietrze, szczególnie jeśli chodzi o betony sztucznie napowietrzone odpowiednią domieszką.

Warunek wytrzymałości

Najprościej ustala się ją bądź doświadczalnie, bądź też analitycznie posługując się liczbowymi wskaźnikami wodożądności (program egzamin ustny). Mimo to wielu autorów metod projektowania przytacza własne tabele i wykresy wodożądności dla całych mniej lub więcej scharakteryzowanych mieszanek cementu z kruszywem, bądź dla samych kruszyw przyjętych jako zadowalająco (ciągle) uziarnione, bądź nawet dla oddzielnych krzywych uziarnień itp. Ilości wody podawane są bądź w kg i 1, bądź (rzadziej) w % wagowych. Szczególne komplikacje powstają, jeśli autor od razu uwzględnić chce wilgotność naturalną kruszywa. Takie postępowanie nie ma wartości praktycznej, zważywszy, że wilgotność zmieniać się może z dnia na dzień, a nawet z godziny na godzinę, zaś ważność projektów laboratoryjnych musi być zawsze przewidziana na dłuższe okresy, co najmniej tygodnia, o ile nie kilku miesięcy, szczególnie przy niezmiennej poza tym jakości składników (opinie o programie).

Racjonalne projektowanie betonu może odbywać się tylko przy użyciu składników suchych; dla nich na naturalną wilgotność można łatwo wprowadzić odpowiednią korektę.
Kruszywo używamy bądź w postaci naturalnej, nie ulepszonej mieszanki, bądź możemy je zaprojektować metodami podanymi w rozdz. 9, niezależnie od samego projektowania betonu. W takim razie mamy tylko 3 niewiadome ilości składników i możemy je znaleźć przez spełnienie wyżej omówionych 3 warunków. Oddzielne potraktowanie piasku i kamieniwa stwarza czwartą niewiadomą, którą możemy określić tylko osobnym warunkiem (segregator aktów prawnych). Takim warunkiem może być alternatywnie: określony punkt piaskowy p/k, wskaźnik uziarnienia, maksymalny ciężar jednostkowy P + Q, współczynnik wypełnienia. Wszystkie one są w zasadzie technicznie równorzędne.

Przy użyciu kruszywa jako całości bez rozbicia na piasek i żwir ani na inne rodzaje składników, fizyczne własności masy betonowej mogą być podane za pomocą trzech równań stanowiących analityczne przedstawienie trzech warunków, które muszą być spełnione przez każdą mieszankę betonową, a mianowicie warunek wytrzymałości, konsystencji oraz szczelności (promocja 3 w 1).