Betonimatematiikkaa

Samankaltaiset tiedostot
Betonimatematiikkaa

BETONIN SUHTEITUS : Esimerkki

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin ns. K-lujuus).

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin K-lujuus).

Johanna Tikkanen, TkT

Korkealujuusbetonin suhteitus, suhteituksen erikoistapauksia. Harjoitus 6

MITÄ BETONILLE TAPAHTUU, KUN SE LÄHTEE

Differentiaali- ja integraalilaskenta

Betonin lujuuden määrittäminen rakenteesta. Betonitutkimusseminaari Risto Mannonen

MATEMATIIKKA. Matematiikkaa pintakäsittelijöille PAOJ 3. Isto Jokinen 2013

Kahden lausekkeen merkittyä yhtäsuuruutta sanotaan yhtälöksi.

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Differentiaalilaskennan tehtäviä

Tartuntakierteiden veto- ja leikkauskapasiteettien

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi

Betonilaboratorio, käyttämätön voimavara?

[MATEMATIIKKA, KURSSI 9]

Hydrataatiotuotteiden tilavuusjakauma ja sementtikiven koostumus. Betonin lisäaineet ja notkistetun betonin suhteitus

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Hydrataatiotuotteiden tilavuusjakauma ja sementtikiven koostumus. Betonin lisäaineet ja notkistetun betonin suhteitus

2.1 Yhdenmuotoiset suorakulmaiset kolmiot

Kappaleiden tilavuus. Suorakulmainensärmiö.

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

1.1. RATIONAALILUVUN NELIÖ

FYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen

TEHTÄVIEN RATKAISUT N = 1,40 N -- 0,84 N = 0,56 N. F 1 = p 1 A = ρgh 1 A. F 2 = p 2 A = ρgh 2 A

Luvun 12 laskuesimerkit

BETONIN SUHTEITUS eli Betonin koostumuksen määrittely

Sovelletun fysiikan pääsykoe

Harjoitus 5. Mineraaliset seosaineet, Käyttö ja huomioonottaminen suhteituksessa

MATEMATIIKKA. Matematiikkaa pintakäsittelijöille. Ongelmanratkaisu. Isto Jokinen 2017

Selvitys P-lukubetonien korkeista ilmamääristä silloissa Siltatekniikan päivät

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Tehnyt 9B Tarkistanut 9A

Betoniperheitä ja arvostelueriä Betonien luokittelu perheisiin, arvostelueriin ja toimenputeet, kun vaatimukset eivät täyty

Öljysäiliö maan alla

MAA7 7.3 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

Tasogeometria. Tasogeometrian käsitteitä ja osia. olevia pisteitä. Piste P on suoran ulkopuolella.

CHEM-A1410 Materiaalitieteen perusteet

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

Huippu Kertaus Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty b) Kappaleet II ja III ovat likimain lieriöitä.

Matriisilaskenta Luento 8: LU-hajotelma

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Kertaus. Integraalifunktio ja integrointi. 2( x 1) 1 2x. 3( x 1) 1 (3x 1) KERTAUSTEHTÄVIÄ. K1. a)

Lasse Mörönen PL 1001 Puh Faksi Sähköposti ST-nostoankkureiden Rd24x135 ja Rd24x150 vetokokeet

1 Kertausta geometriasta

Johanna Tikkanen, TkT

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

(c) Kuinka suuri suhteellinen virhe painehäviön laskennassa tehdään, jos virtaus oletetaan laminaariksi?

Myös hiekan sideaine vaikuttaa sullonnan määrään. Hartsisideainehiekkojen sullontatarve on huomattavasti vähäisempi kuin bentoniittihiekkojen.

Fx-CP400 -laskimella voit ratkaista yhtälöitä ja yhtälöryhmiä eri tavoin.

Ideaalikaasut. 1. Miksi normaalitila (NTP) on tärkeä puhuttaessa kaasujen tilavuuksista?

( 3) ( 5) ( 7) ( 2) ( 6) ( 4) Pyramidi 3 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 105 Päivitetty

m h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0,

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KIINTEÄN AINEEN JA NESTEEN TILANYHTÄLÖT

Yhtälöryhmät 1/6 Sisältö ESITIEDOT: yhtälöt

L a = L l. rv a = Rv l v l = r R v a = v a 1, 5

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

y 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Rakennustekniikan koulutusohjelma. Noora Nieminen BETOCRETE C36:N VAIKUTUS BETONIN LUJUUTEEN

Kertaustehtävien ratkaisut

Kuutioita ja lieriöitä betonin lujuuden valvonta tehtaalla ja työmaalla

Harjoitus 7. Kovettuvan betonin lämmönkehityksen arvioiminen, kuumabetonin suhteitus, betonirakenteen kuivuminen ja päällystettävyys

Betonin korjausaineiden SILKOkokeet

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

Ylioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n

Vaatimustenmukaisuuden osoittaminen lujuuden suhteen. Johanna Tikkanen, TkT, Suomen Betoniyhdistys ry

Betonin lujuus ja rakenteiden kantavuus. Betoniteollisuuden kesäkokous Hämeenlinna prof. Anssi Laaksonen

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

15 Yhtäsuuruuksia 1. Päättele x:llä merkityn punnuksen massa. a) x 4 kg. x 3 kg

Avaruusgeometrian perusteita

MATEMATIIKKA PAOJ2 Harjoitustehtävät

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Laskuharjoitus 4 / vko 40

Muunnokset ja mittayksiköt

A-osio. Ilman laskinta. MAOL-taulukkokirja saa olla käytössä. Maksimissaan yksi tunti aikaa. Laske kaikki tehtävät:

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

A B = (1, q, q 2 ) (2, 0, 2) = 2 2q q 2 = 0 q 2 = 1 q = ±1 A(±1) = (1, ±1, 1) A(1) A( 1) = (1, 1, 1) (1, 1, 1) = A( 1) A(1) A( 1) = 1

Yksikkömuunnokset. Pituus, pinta-ala ja tilavuus. Jaana Ohtonen Språkskolan/Kielikoulu Haparanda-Tornio. lördag 8 februari 14

Betoniperheet ja valvontakorttimenettely

KIVIAINES. Kiviaines. Betontekniikka / RA10S. Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy /

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

C. Montako prosenttia pinta-ala kasvaa, jos mittakaava suurenee 5%? a) 5 % b) 7 % c) 9 % d) 10 % e) 15 %

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

VESI-SEMENTTISUHDE, VAATIMUKSET JA MÄÄRITTÄMINEN

NOTKISTAVIEN LISÄAINEIDEN KÄYTTÖ BETONISSA

Testimenetelmät: SFS-EN ja

PRELIMINÄÄRIKOE. Lyhyt Matematiikka

2. a- ja b-kohdat selviä, kunhan kutakuinkin tarkka, niin a-kohta 1 p b-kohta 1 p

Rakennustekniikka Sirpa Laakso 1

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.

Johanna Tikkanen, TkT, Suomen Betoniyhdistys ry

BETONIN PURISTUSLUJUUDEN SELVITTÄMINEN VALMIISTA RAKENTEESTA PORAKAPPALEIDEN AVULLA

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 11: Taso- ja tilavuusintegraalien sovellutuksia

Robust Air tutkimuksen tuloksia Betonitutkimusseminaari

Murskaustäiden yleiset arvonmuutosperusteet

Lukion. Calculus. Paavo Jäppinen Alpo Kupiainen Matti Räsänen Otava PIKATESTIN JA KERTAUSKOKEIDEN TEHTÄVÄT RATKAISUINEEN

Mittaustarkkuus ja likiarvolaskennan säännöt

Transkriptio:

Betonimatematiikkaa.11.017 Kiviaineksen seulontatulokset ja läpäisyarvo Laske seuraavan seulontatuloksen rakeisuusluku ja piirrä rakeisuuskäyrä Seula # mm Seulalle jäänyt Läpäisyarvo g % % Pohja 60 9,0-0,15 30 4,5 9,0 0,5 50 7,5 13,5 0,5 70 10,4 1,0 1 150,4 31,4 60 38,8 53,8 4 50 7,5 9,6 8 0 0 100 16 0 0 100 31,5 0 0 100 63 0 0 100 Yhteensä 670 100 61 Rakeisuusluku H = 61 1

Kiviaineksen rakeisuusharjoitukset Lasketaan yhdessä seuraavan seulontatuloksen rakeisuusluku ja piirretään rakeisuuskäyrä Seula # mm Seulalle jäänyt Läpäisyarvo % g % Pohja 10-0,15 0 0,5 5 0,5 40 1 60 160 4 550 8 75 16 0 31,5 0 63 0 Yhteensä Rakeisuusluku H =

Normaaliseulasarjalla seulottiin kolmea eri kiviaineslajitetta. Eri seuloille jäi kiviainesta seuraavasti: Laske rakeisuusluvut ja piirrä rakeisuuskäyrät. Seula # mm Seulalle jäänyt Läpäisyarvo Seulalle jäänyt Läpäisyarvo g % % g % % Pohja 165-13 - 0,15 0 0 0,5 330 0 0,5 660 0 1 705 0 885 380 4 1000 70 8 80 380 16 440 5 31,5 0 715 63 55 0 Yhteensä Rakeisuusluku H = H = 3

Kiviainesten yhdistäminen runkoaineeksi Kahden kiviaineslajitteen RA A ja RA B läpäisyarvot eri seuloilla ovat: Yhdistä näistä betonin runkoainetta, kun #4 mm:n seulan ohjeläpäisyarvo on 40 %. Yhtälöryhmän ratkaiseminen: Perusajatus: tarvitaan (vähintään) yhtä monta yhtälöryhmää, kuin on tuntemattomia. Esimerkiksi tässä tapauksessa kaksi () tuntematonta ovat runkoaine A:n ja runkoaine B:n osuudet (merkitään edellä SA ja SB). Yhtälöt saadaan: 1. ohjeläpäisyarvosta. runkoaine A:n ja runkoaine B:n yhteenlaskettu osuus on 100 % Eli S 1. A S 88 B 1 40 100 100. S A + S B = 100 Yhtälöryhmien ratkaisemisessa yleispätevä menettely on ratkaista jostakin yhtälöstä yksi tuntematon muiden avulla ja sijoittaa saatu lauseke muihin yhtälöihin. Yhtälöstä ) saadaan SB = 100-SA Sijoitetaan saatu tulos yhtälöön 1) ja saadaan: S A 100 (100 S A) 88 1 40 100 4

100 100 1 88 + 1 = 40 100 100 100 88 1 = 40 1 100 76 = 8 100 76 = 8 100 = 800 76 = 36,84 37 = 100 = 100 37 = 63 41 5

Seulottujen kiviainesten läpäisyarvot eri seuloilla ovat: Yhdistä näistä runkoaineseos, kun läpäisyprosentit ovat 0,15 mm:n seulalla 4,0 % ja 4 mm:n seulalla 40. Laske rakeisuusluvut ja piirrä rakeisuuskäyrät. Tuntemattomat: SA, SB ja SC Yhtälöt: (1) 0,15 seulalla + + = () 4 mm seulalla + + = (3) S + S + S = Yhtälöstä (1) saadaan: Sijoitetaan saatu tulos yhtälöön (): 6

7

Yhdistetty runkoaine: 8

KOEKAPPALEEN TIHEYDEN JA LUJUUDEN LASKEMINEN Pinta-ala, tilavuus ja tiheys Kuutio: Kappale, jonka kaikki särmät ovat samanmittaisia (d) Kuution puristuspinta-ala A lasketaan d*d = d Kuution tilavuus V lasketaan d*d*d = d 3 m d V A Kuution tiheys ρ, eli massa jaettuna tilavuudella. Lasketaan m/v Harjoitustehtävä: Laske 150 mm:n kuution yhden pinnan pinta-ala (A) Laske 150 mm:n kuution tilavuus (V) Laske kyseisen kuution tiheys (ρ), kun kuution massa on 8,100 kg 9

Ennen laskemista on perehdyttävä hieman laatumuunnoksiin: Tärkeitä laatumuunnoksia: Pituus: 1 m (= 10 dm = 100 cm ) = 1000 mm Pinta-ala: 1 m (= 100 dm = 10000 cm ) = 1 000 000 mm Tilavuus: 1 litra = 1 dm 3 1 m 3 = 1000 litraa 1 m 3 = 1000 000 000 mm 3 Tiheys: kg/m 3 veden tiheys:1000 kg/m 3 tai 1kg/dm 3 tai 1 Mg/m 3 Voima: 1 kn = 1000 N 1 MN = 1000 kn = 1 000 000 N Lujuus (paine tai jännitys): 1 N/m = 1 Pa 1 MN/m = 1 N/mm = 1 MPa Hyvä tietää: Maapallo vetää 1 kilogrammaa puoleensa 9,81 N:n voimalla eli 1 kg = 9,81 N (näin muutetaan ikivanhat lujuudet uusiksi) 1 kg / cm = 9,81 N / 100 mm 10 kg/ cm = 98,1 N / 100 mm noin 1 N/mm = 1 MPa Näin nykyinen K30 betoni tarkoittaa vanhoissa mitoissa 300 kg/cm 10

Laske 150 mm:n kuution yhden pinnan pinta-ala (A) Ensin tulos mm :nä 150 mm * 150 mm = mm Sitten m :nä 0,150 m * 0,150 m = m Laske 150 mm:n kuution tilavuus (V) Ensin tulos dm 3 :nä 1,5 dm * 1,5 dm * 1,5 dm = dm 3 Sitten m 3 :nä 0,15 m * 0,15 m * 0,15 m = m 3 Laske kyseisen kuution tiheys, kun kuution massa (m) on 8,100 kg Ensin tulos kg / dm 3 8,100 kg / 3,375 dm 3 = kg / dm 3 (=Mg/m 3 ) Sitten kg / m 3 8,100 kg / 0,003375 m 3 = kg / m 3 Jälkimmäinen on virallinen tapa ilmoittaa tiheys Tiheys ilmoitetaan pyöristettynä lähimpään 10 kg / m 3 11

Puristuslujuus Puristuslujuus lasketaan kaavasta: Puristuslujuus [ N / mm ] Murtokuorma [N] Pinta ala [mm ] KUUTIO: d = 150 mm Kuutio puristettiin puristimella ja tuloksiksi saatiin 700 kn Mikä oli kuution puristuslujuus MPa:na ilmoitettuna? 1

Lieriön puristuslujuus: Lieriön pinta-ala: A d [ mm ] missä d = lieriön halkaisija A Puristuspinta-ala lasketaan kaavasta: A r mm tai käytännössä A d mm missä d = lieriön halkaisija 13

Lujuuden määrittäminen: Betoniannoksesta tehtiin sekä kuutio että lieriö (Laboranttikurssin 008 laboratorioharjoituksissa) d = 150 mm eli r = 75 mm d=150 mm h=300 mm kuutio puristettiin puristimella ja tuloksiksi saatiin 700 kn Mikä oli kuution puristuslujuus MPa:na ilmoitettuna? Kuinka monen tonnin painon kuutio olisi kestänyt? Samasta betonista valmistettiin myös lieriö, jonka halkaisijaksi mitattiin 150,0 mm ja korkeudeksi 300,0 mm. Murtokuormaksi saatiin 480 kn. Mikä oli puristuslujuus? 14

Lujuus on murtokuorma jaettuna puristuspinta-alalla Laatu on N/mm tai MN/m, kumpikin yksikkö voidaan kirjoittaa myös MPa (megapascal) Kuutio: Murtokuorma N:nä / puristuspinta-ala mm :nä N / mm = MPa (N/mm ) Murtokuorma MN:nä / puristuspinta-ala m :nä MN / m = MPa (MN/m ) Lieriö: Murtokuorma N:nä / puristuspinta-ala mm :nä A = (150 mm/) * 3,14 = mm N / mm = MPa Murtokuorma MN:nä / puristuspinta-ala m :nä MN / m = MPa Mikä oli lujuus muutettuna vastaamaan 150 mm: kuution arvoa. Käytä hyväksesi alla esitettyä taulukkoa. 15

LIERIÖ- / KUUTIOTULOSTEN MUUNTOKAAVAT Lieriö- ja kuutiolujuuksien vastaavuus perustuu Betoninormien by65 taulukossa 3.7 esitettyyn vastaavuuteen: Taulukko 3.7 Betonin lujuusluokitusta vastaavat lujuudet eri koekappaleilla. Lujuusluokka Alin 150 mm 300 mm lieriöillä määrätty ominaislujuus [MPa] Alin 150 mm:n kuutiolla määrätty ominaislujuus [MPa] Alin 100 mm:n kuutiolla määrätty ominaislujuus [MPa] C1/15 1 15 15,5 C16/0 16 0 0,6 C0/5 0 5 5,8 C5/30 5 30 30,9 C30/37 30 37 38,1 C35/45 35 45 46,4 C40/50 40 50 51,5 C45/55 45 55 56,6 C50/60 50 60 61,8 C55/67 55 67 69,0 C60/75 60 75 77, C70/85 70 85 87,6 C80/95 80 95 97,8 C90/105 90 105 108, 16

Lieriölujuuden muuttaminen vastaamaan 150 mm:n kuutiolujuutta voidaan edellisen taulukon vastaavuudella tehdä käyttäen seuraavaa taulukkoa. Lieriöllä määritetty lujuusalue [MPa] Vastaava kuutiolujuus lujuusalueen alarajalla [MPa] Alarajan ylittävän lujuuden muunnoskerroin 1 0 15 1,5 0 5 5 1,00 5-30 30 1,40 30 35 37 1,60 35 50 45 1,00 50 55 60 1,40 55 60 67 1,60 60 90 75 1,00 17

Tai seuraavilla kaavoilla: 5 MPa L 30 MPa K = 30 MPa + (L 5) * (7/5) Kuutiolujuus 37 36 35 34 33 3 31 30 5 6 7 8 9 30 Lieriölujuus Lieriön lujuus 150 mm:n kuution lujuutena esitettynä on siten: 18