ĆWICZENIE 4 BADANIE CECH TECHNICZNYCH MIESZANKI BETONOWEJ
1. KONSYSTENCJA MIESZANKI BETONOWEJ
Podstawowym parametrem mieszanki betonowej jest jej konsystencja.
Konsystencja (ciekłość) mieszanki betonowej wpływa na łatwość przemieszania się
mieszanki w formie przy określonym sposobie jej układania. Oznaczenie (sprawdzenie)
można przeprowadzać czterema metodami.
1. Metoda opadu stożka zgodnie z PN-EN 12350-2:2009  Badania mieszanki betonowej.
Część 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka polega na zagęszczeniu mieszanki w
formie w o kształcie ściętego stożka. Forma jest wypełniana w trzech warstwach, odpowia-
dających w przybliżeniu 1/3 wysokości stożka każda. Każdą warstwę zagęszcza się poprzez
sztychowanie (25 uderzeń prętem). Po zdjęciu formy opad stożka mieszanki betonowej sta-
nowi miarÄ™ konsystencji (rys.1).
Rysunek 1. Zasada pomiaru opadu stożka; h  wielkość opadu stożka;
a) opad prawidłowy, b) opad nieprawidłowy 
z
ródło opracowania Praca zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego  Beton według normy PN-EN 206-1  komentarz , Wydawnictwo
Polski Cement Sp. z o.o., Kraków 2004
2. Metoda Vebe zgodnie z PN-EN 12350-3:2009  Badania mieszanki betonowej. Część 3:
Badanie konsystencji metodÄ… Vebe polega poddaniu mieszanki betonowej wibracji na stoli-
ku wibracyjnym i pomiarze czasu. Początek pomiaru czasu to włączenie stołu wibracyjnego
a koniec to całkowite zetknięcie się dolnej powierzchni krążka wskaz
nikowego z mieszankÄ…
betonowÄ… (rys. 2).
Rysunek 2. Kolejne stadia badania konsystencji mieszanki betonowej metodÄ… Vebe  z
ródło opracowania Praca
zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego  Beton według normy PN-EN 206-1  komentarz , Wydawnictwo Polski Cement Sp. z o.o.,
Kraków 2004
a) formowanie stożka, b) zetkniecie krążka wskaz
nikowego z mieszanką, włączenie wibratora, c) zetkniecie całej powierzchni krążka z mieszanką
betonową  zakończenie pomiaru; objaśnienia: 1  naczynie cylindryczne, 2  forma stożkowa wypełniona mieszanką betonową, 3- wsyp (obroto-
wy), 4  stolik wibracyjny, 5  krążek wskaz
nikowy
3. Metoda stopnia zagęszczalności zgodnie z PN-EN 12350-4:2009  Badania mieszanki
betonowej. Część 4: Badanie konsystencji metodą oznaczania stopnia zagęszczalności po-
lega na wypełnieniu prostopadłościennego pojemnika luz
no usypanÄ… mieszankÄ… betonowÄ… i
zagęszczeniu na stoliku wibracyjnym lub wibratorem wgłębnym (rys. 3). Stopień zagęsz-
czalności określa się według wzoru:
h1
c =
h1 - s
gdzie:
c  stopień zagęszczalności,
h  wewnętrzna wysokość pojemnika, mm,
1
s  wysokość średnia z pomiarów czterech odległości od powierzchni zagęszczonej mieszanki betonowej do górnej
krawędzi pojemnika, z zaokrągleniem do milimetra.
Rysunek 3. Poglądowe przedstawienie zasady badania konsystencji według stopnia zagęszczalności:
a) przed rozpoczęciem zagęszczania, b) po zagęszczeniu
 z
ródło opracowania Praca zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego  Beton według normy PN-EN 206-1  komentarz , Wydawnictwo
Polski Cement Sp. z o.o., Kraków 2004
4. Metoda stolika rozpływowego zgodnie z PN-EN 12350-5:2009  Badania mieszanki be-
tonowej. Część 5: Badanie konsystencji metodą stolika rozpływowego polega na określeniu
średnicy rozpływu mieszanki betonowej pod wpływem 15 wstrząsów (rys. 4).
Rysunek 4. Poglądowe przedstawienie zasady badania konsystencji metodą stolika rozpływowego:
a) formowanie stożka, b) mieszanka po  rozpłynięciu , c) sposób pomiaru średnicy rozpływu (rozpływ określa się jako średnią z d i d )
1 2
 z
ródło opracowania Praca zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego  Beton według normy PN-EN 206-1  komentarz , Wydawnictwo
Polski Cement Sp. z o.o., Kraków 2004
W tablicy 1 zestawiono szacunkowe wartości przedziałów konsystencji mieszanki betonowej
badanych opisanymi powyżej metodami.
Tablica 1. Szacunkowe wartości przedziałów konsystencji mieszanki betonowej badanych metodami S-V-
F-C odpowiadające określeniom konsystencji  z
ródło opracowania Praca zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego
 Beton według normy PN-EN 206-1  komentarz , Wydawnictwo Polski Cement Sp. z o.o., Kraków 2004
Metoda Metoda Vebe Metoda Metoda stopnia
Nazwa konsystencji stożka opadowego stolika zagęszczalności
S [mm] V [s] rozpływowego C [-]
F [mm]
wilgotna K-1 - ponad 28 - -
gÄ™stoplastycza K-2 poniżej 20 27 ÷ 14 poniżej 340 ponad 1,22
plastyczna K-3 20 ÷ 50 13 ÷ 7 350 ÷ 380 1,22 ÷ 1,14
półciekÅ‚a K-4 60 ÷110 poniżej 6 390 ÷ 450 1,13 ÷ 1,08
ciekÅ‚a K-5 120 ÷ 150 - 460 ÷ 500 1,07 ÷ 1,05
bardzo ciekła K-6 ponad 150 - ponad 500 poniżej 1,04
Uwagi:
- dla mieszanki betonowej o konsystencji wilgotnej (K-1) konsystencji wg PN-EN 206-1 nie klasyfikuje się; pomiar konsystencji należy wówczas wykonywać meto-
dami specjalnymi uzgodnionymi między specyfikującym a producentem betonu
- w PN-88/B-06250 konsystencja bardzo ciekła (K-6) nie występuje
W ramach ćwiczeń laboratoryjnych zaplanowano sprawdzenie konsystencji metodą
Ve-be wg PN-EN 12350-3.
W normie określono metodę oznaczania konsystencji mieszanki betonowej za pomocą
Vebe. Metody tej nie można stosować w odniesieniu do mieszanki betonowej z kruszywem o
maksymalnym wymiarze ziarn przekraczajÄ…cym 63 mm. W przypadku gdy czas pomiaru
jest krótszy niż 5 s lub dłuższy niż 30 s, badanie konsystencji metodą Vebe jest niemiaro-
dajne.
Normowe zasady metody
Mieszanka betonowa zostaje zagęszczona w formie o kształcie ściętego stożka. Formę
zdejmuje się z mieszanki betonowej, a przezroczysty krążek przenosi nad górną powierzch-
nię mieszanki betonowej i ostrożnie opuszcza do momentu, aż zetknie się z mieszanką. Od-
notowuje się opad stożka mieszanki betonowej. Uruchamia się stół wibracyjny i wykonuje
pomiar czasu (czas Vebe) do momentu całkowitego zetknięcia się dolnej powierzchni prze-
z
roczystego krążka z zaczynem.
Pobieranie próbek
Próbkę mieszanki należy pobrać zgodnie z PN-EN 12350. Pry wykonaniem badania
próbkę należy wymieszać w pojemniku za pomocą szufli o prostokątnym zakończeniu.
Procedura badania
Przyrząd pomiarowy Vebe (rysunek 5) umieścić na sztywnej, poziomej podstawie, za-
pewniającej trwałe zamocowanie pojemnika (A) na stoliku wibracyjnym (G) za pomocą na-
krętek skrzydełkowych (H). Formę (B) zwilżyć i umieścić w pojemniku. Lej (D) tak obrócić
aby znalazł się nad formą i opuścić na nią. Śrubę (F) zacisnąć, tak aby uniemożliwić podno-
szenie siÄ™ formy z dna pojemnika.
Formę wypełnić, w trzech warstwach, próbką mieszanki pobraną wg PN-EN 12350-1.
Każda warstwa przy zagęszczeniu stanowi w przybliżeniu jedną trzecią wysokości formy.
Każdą warstwę zagęszczać 25 uderzeniami pręta do sztychowania, zapewniając równomier-
ne rozłożenie sztychów w przekroju każdej warstwy. Dla warstwy dolnej konieczne jest nie-
znaczne pochylenie pręta oraz wykonanie około połowy uderzeń sztychów spiralnie wokół
środka. Mieszankę zagęścić na całej wysokości, uważając aby nie uderzać w podstawę. War-
stwę środkową oraz warstwę górną zagęszczać na całej wysokości, tak aby sztychowania
dochodziły bezpośrednio do warstwy położonej poniżej. Przy wypełnianiu i zagęszczaniu
warstwy górnej, przed przystąpieniem do sztychowania, formę wypełnić z nadmiarem mie-
szanką betonową. Jeśli to konieczne, dodać więcej mieszanki betonowej, aby w czasie za-
gęszczania utrzymywać jej nadmiar ponad górną krawędz
formy.
Po zgęszczeniu górnej warstwy, poluzować śrubę (F), podnieść lej (D), odsunąć go na
bok i dokręcić śrubę (F) w nowej pozycji. Zapewnić, aby forma (B) nie podnosiła ani nie po-
ruszała przedwcześnie, a mieszanka betonowa nie wpadała do pojemnika (A).
Poziom mieszanki betonowej wyrównać do górnej krawędzi formy za pomocą pręta szty-
chującego ruchem posuwisto-obrotowym. Formę (B) usunąć z mieszanki przez ostrożne jej
podniesienie w kierunku pionowym za pomocą uchwytów. Rozformowanie wykonać w czasie
5 s do 10 s przez równomierne podnoszenie formy do góry, bez ruchów bocznych lub skrę-
cających, działających na mieszankę betonową.
Jeśli po rozformowaniu mieszanka betonowa ulegnie ścięciu, rozpada się lub opada w
takim stopniu, że styka się ze ściankami pojemnika (A), fakt ten zanotować.
Jeśli po rozformowaniu mieszanka betonowa opada, ale nie styka się ze ściankami po-
jemnika (A), fakt ten zanotować.
Przez
roczysty krążek (C) przenieść nad górną powierzchnię mieszanki betonowej, polu-
zować śrubę (Q) i bardzo ostrożnie opuszczać krążek aż do momentu zetknięcia się z mie-
szankÄ… betonowÄ….
Jeżeli zaobserwowano właściwy opad mieszanki betonowej (rysunek 6), dokręcić śrubę
(Q) w momencie, w którym krążek (C) zetknie się z najwyższym jej punktem. Zanotować
wartość opadu odczytaną ze skali (J). Następnie poluzować śrubę (Q), tak aby umożliwić
swobodne opadnie krążka (C) w głąb pojemnika aż do momentu, w którym całkowicie spo-
cznie na mieszance betonowej.
Jeśli nie wystąpi opad właściwy, zapewnić aby śruba (Q) była poluzowana i umożliwiła
opadanie krążka (C) w głąb pojemnika aż do momentu, w którym całkowicie spocznie na
mieszance betonowej.
Wibrację rozpocząć z równoczesnym włączeniem stopera. Obserwować przez przez
roczy-
sty krążek (C), w jaki sposób deformuje się mieszanka betonowa. Stoper zatrzymać, a stolik
wibracyjny wyłączyć w momencie, gdy dolna powierzchnia krążka (C) w pełni zetknie się z
zaczynem cementowym. Czas zanotować z dokładnością do najbliższej sekundy.
Całą operację od początku wypełnienia formy, bez przerw, zakończyć w czasie 5 minut.
UWAGA: Konsystencja mieszanki betonowej zmienia siÄ™ w czasie, co spowodowane jest hy-
dratacją cementu oraz możliwą utratą wilgoci. Aby wynik badań różnych próbek były ściśle
porównywalne ze sobą, zaleca się przeprowadzenie badań w jednakowym odstępie czasu,
po wymieszaniu.
Rysunek 5. PrzyrzÄ…d pomiarowy Ve-be
Rysunek 6. Rodzaje opadów stożka
2. ZAWARTOŚĆ POWIETRZA W MIESZANCE BETONOWEJ
Zawartość powietrza w mieszance betonowej wykonuje się w oparciu o normę PN-EN
12350-7:2009  Badania mieszanki betonowej. Część 7. Badanie zawartości powietrza. Me-
tody ciśnieniowe metodą słupa wody lub metodą ciśnieniową.
Podano dwie metody badania i w każdej z nich stosuje się przyrząd, którego zasada
działania oparta jest na prawie Boyle a-Mariotta. Są to: metoda słupa wody oraz metoda
ciśnieniomierza, a przyrządy do tych metod to odpowiednio: przyrząd pomiarowy słupa wo-
dy oraz ciśnieniomierz.
Procedura badania
" Napełnianie pojemnika i zagęszczanie mieszanki betonowej
Ułożyć mieszankę betonową w pojemniku za pomocą łopatki w taki sposób, aby usunąć
możliwie jak najwięcej uwięzionego w niej powietrza. Mieszankę betonową ułożyć w trzech
warstwach, o mniej więcej jednakowej grubości. Bezpośrednio po ułożeniu w pojemniku
mieszankę betonową zagęścić w taki sposób, aby zapewnić całkowite jej zagęszczenie bez
nadmiernej segregacji ani wypływania mleczka cementowego. Każdą warstwę zagęszczać,
stosując jedną z poniżej opisanych metod:
- zgęszczanie mechaniczne (zagęszczanie wibratorem wgłębnym, zagęszczanie na stoliku
wibracyjnym);
- zagęszczanie prętem lub drążkiem do zagęszczania.
" Pomiar zawartości powietrza
Dokładnie oczyścić kołnierze pojemnika oraz zespołu pokrywy. Zamocować zespół pokrywy.
Upewnić się, że pomiędzy pokrywą i pojemnikiem jest zapewniona szczelność ciśnienia. Za-
mknąć główny zawór powietrzny i otworzyć zawór A oraz zawór B. Za pomocą strzykawki
wprowadzić wodę przez zawór A lub B aż wpłynie ona z drugiego zaworu. Przyrząd opukać
lekko miękkim młotkiem do całkowitego usunięcia powietrza uwięzionego w mieszance be-
tonowej. Na komorze powietrznej zamknąć zawór do odprowadzenie wody i wpompowywać
powietrze do komory aż wskazówka ciśnieniomierza znajdzie się na kresce ciśnienia począt-
kowego. Po odczekaniu kilku sekund, w czasie których sprężone powietrze schładza się do
temperatury otoczenia, ustabilizować wskazówkę ciśnieniomierza na kresce ciśnienia po-
czątkowego przez dalsze pompowanie lub, jeśli to konieczne, wypuszczenie powietrza. Pod-
czas tej czynności ciśnieniomierz lekko opukać. Zamknąć oba zawory A i B i otworzyć głów-
ny zawór powietrzny. Mocno ostukać ściany pojemnika. Podczas lekkiego opukiwania ci-
śnieniomierza odczytać wskazaną wartość, która stanowi pozorną zawartość powietrza, A ,
1
wyrażoną w procentach. Otworzyć zawory A i B, aby zwolnić ciśnienie przed zdjęciem zespo-
Å‚u pokrywy.
3. G
STOŚĆ OBJ
TOÅšCIOW
MIESZANKI BETONOWEJ
Gęstość objętościową mieszanki betonowej oznacza się zgodnie z PN-EN 12350-
6:2009  Badanie mieszanki betonowej. Część 6. Gęstość poprzez pomiar i ważenie pojem-
nika o znanej objętości i masie.
PROJEKTOWANIE MIESZANKI BETONOWEJ METOD
ZACZYNU
Po oznaczeniu cech technicznych mieszanki betonowej należy sprawdzić zgodność z za-
łożeniami wstępnymi oraz opracować skład mieszanki betonowej na 1 m3  recepta labora-
toryjna.