background image

PROJEKT MIESZANKI BETONOWEJ 

1.

 DOBÓR SKŁADNIKÓW I PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH 

1.1.

 CEMENT. 

Do  projektu  betonu  zwykłego  zastosowano  cement  ....  odpowiadający  wymaganiom  normy 
PN – EN 197-1.   
 

 

Tablica 1. Główne kierunki i zakres stosowania cementów do betonu wg PN-EN 197.1  

Rodzaj cementu 

Cechy 

charakterystyczne 

Zalecane kierunki zastosowania betonu 

Cement portlandzki 
CEM I 32,5N 
Cement  portlandzki 
CEM I 32,5R 
Cement  portlandzki 
CEM I 42,5N 

• 

Umiarkowane 

ciepło 

hydratacji 

• 

Umiarkowana 

dynamika 

narastania  wytrzymałości 
wczesnej 

• 

Umiarkowana 

dynamika 

narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C12/15 do 
C 30/37 
• 

Konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

lub 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

Konstrukcje  i  elementy  sprężone  dojrzewające  w 

warunkach naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

Wyroby 

prefabrykowane 

drobnowymiarowe 

dojrzewające w warunkach naturalnych 

• 

Betonowanie w warunkach obniżonej temperatury 

• 

Beton komórkowy 

Cement portlandzki 
CEM I 42,5R 
Cement portlandzki 
CEM I 52,5N 
Cement portlandzki 
CEM I 52,5R 

• 

Bardzo  wysokie  ciepło 
hydratacji  

• 

Szybkie 

narastanie 

wytrzymałości wczesnej 

• 

Niewielka 

dynamika 

narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C20/25 do 
C 40/50 
• 

konstrukcje  i  elementy  dojrzewające  w  warunkach 

naturalnych, podwyższonej i obniżonej temperatury 

• 

konstrukcje  i  elementy  sprężone  dojrzewające  w 

warunkach naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

drobnowymiarowe 

wyroby 

prefabrykowane 

dojrzewające w warunkach naturalnych 

• 

beton  o  wymaganej  wysokiej  wytrzymałości 

wczesnej 

• 

betonowanie w warunkach zimowych 

Cement  portlandzki 
krzemionkowy 
CEM II/A-D 42,5 N 
Cement  portlandzki 
krzemionkowy 
CEM II/A-D 52,5 N 

• 

umiarkowane 

ciepło 

hydratacji  

• 

dobra  dynamika  narastania 
wytrzymałości wczesnej 

• 

bardzo  dobra  dynamika 
narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

• 

podwyższona 

odporność 

na agresję chemiczną 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C20/25 do 
C 40/50 
• 

konstrukcje 

elementy 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych 

podwyższonej temperatury 

• 

konstrukcje  i  elementy  sprężone  dojrzewające  w 

warunkach naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

betony  i  konstrukcje  pracujące  w  środowiskach  o 

podwyższonej agresywności chemicznej 

• 

beton wysokowartościowy – C40/50 – C 90/105  

Cement  portlandzki 
popiołowy 
CEM II/A-V 32,5R 
Cement  portlandzki 
popiołowy 
CEM II/A-V 42,5N 
Cement  portlandzki 
ż

użlowy 

CEM II/A-S 32,5R 
Cement  portlandzki 
ż

użlowy 

CEM II/A-S 42,5R 

• 

umiarkowane 

ciepło 

hydratacji 

• 

umiarkowana 

dynamika 

narastania  wytrzymałości 
wczesnej 

• 

bardzo  dobra  dynamika 
narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C12/15 do 
C 30/37 
• 

konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

drobnowymiarowe 

wyroby 

prefabrykowane 

dojrzewające w warunkach naturalnych 

• 

beton komórkowy 

• 

zaprawy murarskie 

• 

zaprawy tynkarskie 

Cement  portlandzki 
popiołowy 

• 

niskie ciepło hydratacji 

• 

powolne 

narastanie 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C8/10 do 
C 25/30 

background image

Rodzaj cementu 

Cechy 

charakterystyczne 

Zalecane kierunki zastosowania betonu 

CEM II/B-V 32,5N 
Cement  portlandzki 
ż

użlowy 

CEM II/B-S 32,5N 

wytrzymałości wczesnej 

• 

bardzo  dobra  dynamika 
narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

• 

podwyższona 

odporność 

na agresję chemiczną 

• 

konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

konstrukcje masywne 

• 

beton  o  podwyższonej  odporności  na  agresję 

chemiczną 

• 

beton „chudy” 

• 

betony stabilizujące 

• 

zaprawy murarskie 

• 

zaprawy tynkarskie 

Cement  portlandzki 
wapienny 
CEM II/A-L 32,5R 
Cement  portlandzki 
wapienny 
CEM II/A-L 42,5N 

• 

umiarkowane 

ciepło 

hydratacji  

• 

umiarkowane 

narastanie 

wytrzymałości wczesnej 

• 

niewielka 

dynamika 

narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

• 

jasna barwa 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C8/10 do 
C 30/37 
• 

konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

lub 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

drobnowymiarowe 

wyroby 

prefabrykowane 

dojrzewające w warunkach naturalnych 

• 

betony i zaprawy barwione 

• 

zaprawy murarskie 

• 

zaprawy tynkarskie 

• 

betony i zaprawy posadzkowe 

Cement hutniczy 
CEM III/A 32,5N 
Cement hutniczy 
CEM III/A 42,5N 
Cement pucolanowy 
CEM IV/32,5N 
Cement pucolanowy 
CEM IV/42,5N 

• 

niskie ciepło hydratacji  

• 

powolne 

narastanie 

wytrzymałości wczesnej 

• 

bardzo  dobra  dynamika 
narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

• 

wysoka 

odporność 

na 

agresję chemiczną 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C8/10 do 
C 30/37 
• 

konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

lub 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

konstrukcje masywne 

• 

konstrukcje hydrotechniczne 

• 

beton  o  podwyższonej  odporności  na  agresję 

chemiczną 

• 

betony stabilizujące 

• 

zaprawy murarskie 

• 

zaprawy tynkarskie 

Cement hutniczy 
CEM III/B 32,5N 
Cement  pucolanowy 
CEM IV/B 32,5N 

• 

bardzo 

niskie 

ciepło 

hydratacji 

• 

bardzo  powolne  narastanie 
wytrzymałości wczesnej 

• 

bardzo  dobra  dynamika 
narastania  wytrzymałości 

długich 

okresach 

dojrzewania 

• 

bardzo  wysoka  odporność 
na agresję chemiczną 

• 

jasna  barwa  (w  przypadku 
cementu hutniczego) 

Beton zwykły wg PN-EN 206-1:2003 klas C8/10 do 
C 30/37 
• 

konstrukcje 

elementy 

monolityczne 

lub 

prefabrykowane 

dojrzewające 

warunkach 

naturalnych i podwyższonej temperatury 

• 

konstrukcje masywne 

• 

konstrukcje hydrotechniczne 

• 

beton o wysokiej odporności na agresję chemiczną 

• 

betony stabilizujące 

• 

zaprawy murarskie 

• 

zaprawy tynkarskie 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

background image

 

 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

5

 

1.2.

 KRUSZYWO. 

Do betonu zastosowano kruszywa odpowiadające wymaganiom normy PN-EN 12620: 2008 „Kruszywa 
do betonów”.   

 
D

max

 < 1/3 najmniejszego wymiaru poprzecznego elementu 

D

max

 < 3/4 odległości w świetle między prętami zbrojenia 

 

1.3.

 WODA. 

Woda stosowana do wytwarzania mieszanki betonowej powinna odpowiadać wymaganiom normy PN – 
EN 1008:2004 „Woda zarobowa do betonu. Specyfikacja pobierania próbek, badanie i ocena 
przydatności wody zarobowej do betonu, w tym wody odzyskanej z procesów produkcji betonu”. 

 

Wodę pitną wodociągowa norma uznaje za przydatną do stosowania w betonie bez żadnych badań. 

 
 

1.4.

 KONSYSTENCJA. 

W zależności od sposobu zagęszczania i warunków formowania przyjęto konsystencję mieszanki 
betonowej ..... 

 

Tablica 2. Klasy konsystencji mieszanki betonowej. 

Sposoby zagęszczania i warunki formowania 

(kształt przekroju i ilość zbrojenia) 

Metoda pomiaru konsystencji 

Vebe 

opadu stożka 

klasa 

czas 

[s] 

klasa 

opad stożka 

[mm] 

Mieszanki wibrowane (powyżej 100 Hz) i 
wibroprasowane; przekroje proste, rzadko 
zbrojone 

V1

 

30-21 

Mieszanki wibrowane lub ubijane ręcznie; 
przekroje proste, rzadko zbrojone 

V2

 

20-11 

Mieszanki wibrowane i ręcznie sztychowane; 
przekroje proste normalnie zbrojone (ok. 1-2,5%), 
przekroje złożone, rzadko zbrojone 

V3

 

10-6 

S1 

10-40 

Mieszanki wibrowane lub ręcznie sztychowane; 
przekroje złożone, gęstozbrojone lub ręcznie 
sztychowane, proste przekroje normalnie 
zbrojone 

-

 

S2 

50-90 

Mieszanki ręcznie sztychowane 

-

 

S3 
S4 

100-150 
160-210 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

6

 

1.5.

 KLASA EKSPOZYCJI 

Sprawdzić  czy  projektowana  klasa  wytrzymałości  betonu  spełnia  wymagania  dotyczące  minimalnych 

klas wytrzymałości dla zakładanej jego klasy ekspozycji (tablica 3). Jeżeli nie, przyjąć do projektu klasę 

minimalną. 

 

Tablica 3. Wymagania odnośnie składu betonu w zależności od klas ekspozycji środowiska eksploatacji. 

 

Typ 

zagrożenia 

wskutek 

agresji 

zewnęt. 

Klasa 

ekspo-

zycji 

Opis środowiska 

Przykład występowania  

klas ekspozycji 

Min. 

zawart. 

cementu 

[kg/m

3

Maks. 

stosunek 

w/c 

Min. 

klasa 

wytrz. na 

ściskanie 

[N/mm

2

] 

Wyma-

gane 

napowiet-

rzenie  

[%] 

Inne 

wyma-

gania 

B

ra

k

 a

g

re

sj

X0 

Beton niezbrojony: 
wszystkie klasy 
ekspozycji z 
wyjątkiem XF, XA, 
XM 
Beton zbrojony: 
ś

rodowisko bardzo 

suche 

Beton wewnątrz budynków o 
bardzo niskiej wilgotności 
powietrza 

– 

– 

C8/10 

– 

 

k

ar

b

o

n

at

y

za

cj

XC1 

Suche lub stale 
mokre 

Beton wewnątrz budynków o 
niskiej wilgotności powietrza 
Beton stale zanurzony w wodzie 

260 

0,65 

C16/20 

– 

XC2 

Mokre, 
sporadycznie suche 

Powierzchnie betonu narażone 
na długotrwały kontakt z wodą 
Najczęściej fundamenty 

280 

0,60 

C16/20 

 

XC3 

Umiarkowanie 
wilgotne 

Beton wewnątrz budynków o 
umiarkowanej lub wysokiej 
wilgotności powietrza 
Beton na zewnątrz osłonięty 
przed deszczem 

280 

0,55 

C20/25 

 

XC4 

Cyklicznie mokre    
i suche 

Powierzchnie betonu narażone 
na kontakt z wodą, ale nie jak w 
klasie ekspozycji XC2 

300 

0,50 

C25/30 

 

K

o

ro

zj

sp

o

w

o

d

o

w

an

ch

lo

rk

am

n

ie

p

o

ch

o

d

cy

m

w

o

d

y

 m

o

rs

k

ie

XD1 

Umiarkowanie 
wilgotne 

Powierzchnie betonu narażone 
na działanie chlorków z 
powietrza 

300 

0,55 

C30/37 

 

XD2 

Mokre, 
sporadycznie suche 

Baseny 
Beton narażone na wody 
przemysłowej zawierającej 
chlorki 

300 

0,55 

C30/37 

 

XD3 

Cyklicznie mokre    
i suche 

Elementy mostów narażone na 
działanie rozpylonych cieczy 
zawierających chlorki 
Nawierzchnie dróg 
Płyty parkingów 

320 

0,45 

C35/45 

 

K

o

ro

zj

sp

o

w

o

d

o

w

an

ch

lo

rk

am

w

o

d

y

 m

o

rs

k

ie

XS1 

Narażenie na 
działanie soli 
zawartych w 
powietrzu, ale nie 
na bezpośredni 
kontakt z wodą 
morską 

Konstrukcje zlokalizowane na 
wybrzeżu lub w pobliżu 

300 

0,50 

C30/37 

 

XS2 

Stałe zanurzenie w 
wodzie 

Elementy budowli morskich 

320 

0,45 

C35/45 

 

XS3 

Strefy pływów, 
rozbryzgów i 
aerozoli 

Elementy budowli morskich 

340 

0,45 

C35/45 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

7

 

A

g

re

sj

sp

o

w

o

d

o

w

an

za

m

ra

ż

an

ie

m

 i

 r

o

zm

ra

ż

an

ie

m

 

XF1 

Umiarkowanie 
nasycone wodą bez 
ś

rodków 

odladzających 

Pionowe powierzchnie betonowe 
narażone na deszcz i zamarzanie 

300 

0,55 

C30/37 

 

Kruszywo 
zgodne z 
PN-EN 
12620 o 
odpowied
niej 
odpornośc
i na 
zamraża-
nie/ 
rozmraża-
nie 

XF2 

Umiarkowanie 
nasycone wodą ze 
ś

rodkami 

odladzającymi 

Pionowe powierzchnie betonowe 
konstrukcji drogowych narażone 
na zamarzanie i działanie 
ś

rodków odladzających 

300 

0,55 

C25/30 

4,0 

XF3 

Silnie nasycone 
wodą bez środków 
odladzających 

Poziome powierzchnie betonowe 
narażone na deszcz i zamarzanie 

320 

0,50 

C30/37

 

4,0 

XF4 

Silnie nasycone 
wodą ze środkami 
odladzającymi 

Jezdnie dróg i mostów narażone 
na działanie środków 
odladzających 
Powierzchnie betonowe 
narażone bezpośrednio na 
działanie aerozoli zawierających 
ś

rodki odladzające i zamarzanie 

Strefy rozbryzgu w budowlach 
morskich narażone na 
zamarzanie 

340 

0,45 

C30/37

 

4,0 

A

g

re

sj

ch

em

ic

zn

XA1 

Ś

rodowisko 

chemiczne mało 
agresywne 

 

300 

0,55 

C30/37 

 

 

XA2 

Ś

rodowisko 

chemiczne średnio 
agresywne 

 

320 

0,50 

C30/37 

 

Cement 
odporny 
na 
siarczany 

XA3 

Ś

rodowisko 

chemiczne silnie 
agresywne 

 

360 

0,45 

C35/45 

 

A

g

re

sj

w

y

w

o

ła

n

śc

ie

ra

n

ie

m

 

XM1 

Umiarkowane 
zagrożenie 
ś

cieraniem 

Posadzki eksploatowane przez 
pojazdy o ogumieniu 
pneumatycznym 

300 

0,55 

C30/37

 

 

 

XM2 

Silne zagrożenie 
ś

cieraniem 

Posadzki eksploatowane przez 
pojazdy o ogumieniu pełnym 
oraz wózki podnośnikowe z 
ogumieniu elastomerowym lub 
na rolkach stalowych 

300 

0,55 

C30/37

 

 

Pielęgna-
cja 
powierz-
chni 
betonu 

XM3 

Ekstremalnie silne 
zagrożenie 
ś

cieraniem 

Powierzchnie często najeżdżane 
przez pojazdy gąsienicowe 
Powierzchnie przelewów 
Ś

ciany spustów i sztolni 

hydrotechnicznych 
Niecki wypadowe 

320 

0,45 

C35/45 

 

Kruszywo 
o dużej 
odporno-
ś

ci na 

ś

cieranie 

 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

8

 

2.

 RÓWNANIA PODSTAWOWE 

2.1.

 WARUNEK WYTRZYMAŁOŚCI (RÓWNANIE BOLOMEY’A) 

 
 
 

A

1

 i „-„ gdy 

5

,

2

W

C

2

,

1

<

 

A

2

 i „+” gdy 

2

,

3

W

C

5

,

2

<

 

gdzie: 

f

cm

 – wytrzymałość średnia 

 

 

 

f

cm

 = f

ck

 + 6 [MPa]    w przypadku gdy nie jest znana wartość odchylenia standardowego 

σ

 

lub 

f

cm

 = f

ck

 + 2σ [MPa]       w przypadku gdy znana jest wartość odchylenia standardowego 

σ

 

 

f

ck

 - wytrzymałość charakterystyczna (klasa wytrzymałości betonu C_ / _ →  f

ck,cube

 = _ MPa) 

σ - odchylenie standardowe wytrzymałości na ściskanie 

 
Klasa wytrzymałości na ściskanie betonu np. C 16/20 jest to symbol literowo-liczbowy – 

pierwsza liczba po literze C (tu 16) oznacza wytrzymałość charakterystyczną oznaczoną na 

próbkach walcowych (Ø 150mm, h=300mm) – f

ck, cyl

 a druga liczba (tu 20) oznacza tę 

wytrzymałość oznaczoną na próbkach sześciennych o boku 150mm – f

ck, cube

.  

 
Wytrzymałość charakterystyczna
 – jest to wartość wytrzymałości, poniżej której może się 

znaleźć 5% populacji wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości 

betonu. Badanie wytrzymałości charakterystycznej przeprowadza się po 28 dniach 

dojrzewania próbek. 

 
Beton projektujemy na wytrzymałość średnią f

cm

=

5

.

0

W

C

A

f

2

,

1

cm

m

background image

Projekt mieszanki betonowej 

9

Tablica 4. Wielkości współczynnika A. 

Rodzaj 

kruszywa 

grubego 

Współczynnik 

Klasa cementu 

32,5N i 32,5R  42,5N i 42,5R  52,5N i 52,5R 

NATURALNE 

OTOCZAKOWE 

A

18 

21 

23 

A

12 

14,5 

15 

NATURALNE 

ŁAMANE 

A

20 

24 

26 

A

13,5 

16 

17,5 

 

Na podstawie klasy wytrzymałości betonu obliczyć wytrzymałość średnią f

cm

 a następnie ze 

wzoru  Bolomey’a  wartość  C/W  →  przejść  na  c/w  (wzory  przy  warunku  szczelności),  czyli 

przejść z jednostek masowych (duże liczby C,W, P, Ż) na jednostki objętościowe (małe c, w, 

p, ż) ponieważ pozostałe wzory są w jednostkach objętościowych. 

 

2.2.

 WARUNEK SZCZELNOŚCI 

0

,

1

w

ż

p

c

=

+

+

+

 

 

Suma objętości absolutnych składników równa się 1,0, gdzie: 

pc

C

c

ρ

=

                  

pp

P

p

ρ

=

                     

Ż

ż

ρ

=

                 

w

W

w

ρ

=

 

 

c, p, 

ż

, w – obj

ę

to

ś

ci absolutne odpowiednio: cementu, kruszywa drobnego, grubego i wody 

[m

3

/m

3

C,  P, 

Ż

,W  –  wagowe  ilo

ś

ci  odpowiednio:  cementu,  kruszywa  drobnego,  grubego  i  wody 

[kg/m

3

ρ

pc

ρ

pp,

 

ρ

ρ

w

 – g

ę

sto

ś

ci ziaren odpowiednio: cementu, kruszywa drobnego, grubego i wody 

[kg/m

3

ρ

pc

 = 3100 kg/m

3

       

ρ

pp

 = 

ρ

 = 2650 kg/m

3

        

ρ

w

=1000 dm

3

/m

3

  

background image

Projekt mieszanki betonowej 

10

2.3.

 WARUNEK KONSYSTENCJI 

w

k

ż

k

p

k

c

ż

p

c

=

+

+

 

 
gdzie:   

k

c

 = w

c

⋅ρ

pc

   k

p

 = w

p

⋅ρ

pp

   k

ż

 = w

ż

⋅ρ

 

k

c

, k

p

, k

ż

 – współczynniki wodo

żą

dno

ś

ci wyra

ż

one w dm

3

 wody na dm

3

 danego składnika, 

w

c

, w

p

, w

ż

 – wodo

żą

dno

ś

ci wyra

ż

one w dm

3

 wody na kg danego składnika, 

Tablica 5. Zalecane wskaźniki wodne dla kruszywa i wodożądności cementu. 

Frakcja [mm] 

Wskaźniki wg Sterna 

[dm

3

/kg] dla klas konsystencji 

V1 

V2 

V3, S1 

S2 

S3 

0

÷

0,125 

0,182 

0,227 

0,254 

0,265 

0,305 

0,125

÷

0,25 

0,104 

0,126 

0,137 

0,147 

0,160 

0,25

÷

0,5 

0,072 

0,087 

0,095 

0,102 

0,113 

0,5

÷

0,050 

0,061 

0,066 

0,071 

0,077 

1

÷

0,037 

0,045 

0,049 

0,052 

0,057 

2

÷

0,028 

0,034 

0,037 

0,040 

0,043 

4

÷

0,022 

0,027 

0,029 

0,031 

0,034 

8

÷

16 

0,017 

0,020 

0,022 

0,024 

0,026 

16

÷

31,5 

0,014 

0,017 

0,019 

0,020 

0,021 

31,5

÷

63 

0,012 

0,014 

0,016 

0,017 

0,018 

Cement 

0,230 

0,255 

0,280 

0,315 

0,360 

Dla kruszyw naturalnych łamanych wskaźniki wodne zwiększyć o 10%. 

Obliczy

ć

 k

p

, k

ż

, k

c

 analogicznie jak w przykładzie poni

ż

ej i podstawi

ć

 do wzoru. 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

11

  Tablica 6. Obliczenie wodożądności kruszywa. 

Frakcja 

Zawartość [%] 

Wskaźnik 

wodny 

[dm

3

/kg] 

Iloczyn kolumn 

kr. drobne 

kr. grube 

kr. drobne 

(2)x(4) 

kr. grube 

(3)x(4) 

0,0-0,125 

2,0 

 

0,254 

0,508 

0,125-0,25 

8,0 

 

0,137 

1,098 

0,25-0,5 

40,0 

 

0,095 

3,800 

0,5-1 

20,0 

 

0,066 

1,320 

1-2 

30,0 

 

0,049 

1,470 

2-4 

 

20 

0,037 

0,740 

4-8 

 

25 

0,029 

0,725 

8-16 

 

25 

0,022 

0,550 

16-31,5 

 

30 

0,019 

0,570 

suma 

100 

100 

 

8,196 

2,585 

k

p

 = w

p

⋅ρ

pp

 =

217

,

0

65

,

2

100

196

,

8

=

[dm

3

/dm

3

k

ż

 = w

ż

⋅ρ

 =

069

,

0

65

,

2

100

585

,

2

=

[dm

3

/dm

3

k

c

 = w

c

⋅ρ

pc

 =0,28.3,1 = 0,868 [dm

3

/dm

3

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

12

2.4.

 RÓWNANIA CHARAKTERYSTYCZNE METOD 

2.4.1.

 METODA PUNKTU PIASKOWEGO 

Ż

P

P

P

p

+

=

 

 

            Tablica 7.1. Wartości punktów piaskowych mieszanki kruszywa do betonu. 

W

C

 

Wartość punktów piaskowych przy ilości zaprawy w 1 m

3

 betonu, dm

400 

450 

500 

550 

i przy konsystencji mieszanki betonowej Pp [%] 

S2 

V3,S1 

V2 

S2 

V3, 

S1 

V2 

S2 

V3,S1 

V2 

S2 

V3,S1 

V2 

1,2 

25 

26 

29 

30 

31 

34 

36 

37 

39 

40 

43 

45 

1,4 

24 

25 

28 

29 

30 

33 

34 

36 

38 

39 

42 

44 

1,6 

22 

23 

26 

27 

28 

31 

32 

34 

36 

37 

40 

42 

1,8 

19 

21 

24 

24 

25 

29 

30 

32 

35 

35 

38 

41 

2,0 

17 

19 

22 

22 

23 

27 

27 

30 

33 

33 

36 

39 

2,2 

14 

16 

20 

19 

21 

25 

24 

28 

31 

30 

33 

37 

2,4 

14 

17 

19 

23 

25 

29 

30 

34 

2,6 

15 

20 

26 

31 

 

Tablica 7.2. Orientacyjne wartości punktów piaskowych zalecane według Instrukcji Branżowej 

Klasa 

betonu 

Klasa 

cementu 

Zawartość zaprawy w dm

3

/m

3

 betonu 

480 

540 

600 

V1 

V2 

V3,S1 

V1 

V2 

V3,S1 

V1 

V2 

V3,S1 

C12/15 

32,5 

37,0 

34,0 

32,0 

43,0 

41,0 

39,0 

49,5 

47,0 

45,0 

42,5 

37,5 

35,0 

33,5 

44,0 

42,0 

40,0 

50,0 

48,0 

47,0 

C16/20 

32,5 

35,0 

32,0 

29,5 

42,0 

39,0 

36,5 

48,0 

45,0 

43,0 

42,5 

36,0 

34,0 

32,0 

43,0 

40,5 

38,5 

49,0 

47,0 

45,0 

52,5 

37,0 

35,0 

33,0 

44,0 

41,5 

39,5 

50,0 

48,0 

46,0 

C20/25 

32,5 

31,0 

26,0 

22,0 

37,5 

33,0 

29,0 

44,0 

39,0 

35,0 

42,5 

33,5 

32,0 

26,5 

40,0 

38,0 

33,0 

46,5 

44,0 

39,5 

52,5 

35,0 

32,0 

29,0 

41,5 

38,5 

26,0 

48,0 

45,0 

42,5 

C25/30 

32,5 

26,6 

19,5 

33,0 

26,0 

39,0 

32,5 

42,5 

32,0 

28,0 

23,5 

38,5 

34,5 

30,0 

45,0 

41,0 

36,5 

52,5 

33,5 

30,0 

27,0 

40,0 

37,0 

34,0 

46,5 

43,0 

40,0 

C30/37 

42,5 

29,0 

23,5 

17,0 

35,5 

30,0 

24,0 

42,0 

38,5 

30,0 

52,5 

32,0 

28,0 

24,0 

38,5 

34,5 

30,5 

45,0 

41,0 

37,0 

52,5 

29,5 

23,5 

19,0 

36,0 

30,5 

26,0 

42,5 

37,0 

32,0 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

13

2.4.2.

 METODA  JEDNOSTOPNIOWEGO  OTULENIA  ZIAREN  ŻWIRU 

ZAPRAWĄ  

 

2

r

f

1

1

ż

ż

ż

ż

+

ν

=

 

 

c

ż

1

ρ

ρ

=

ν

 

 

c

ż

ż

F

f

ρ

=

 

ν

ż

 – jamistość kruszywa grubego [dm

3

/dm

3

r

ż

/2 – promień otulenia ziaren kruszywa grubego zaprawą [dm] 

f

ż

 – powierzchnia właściwa ziaren kruszywa grubego [dm

2

/dm

3

F

ż

 – powierzchnia zewnętrzna kruszywa grubego [dm

2

/kg] 

ρ

c

– gęstość nasypowa kruszywa grubego w stanie zagęszczonym [kg /dm

3

ρ

– gęstość ziaren kruszywa grubego [kg /dm

3

 

  Tablica 8. Zalecane wartości promienia otulenia. 

 Klasa konsystencji 

Promień otulenia 

2

r

ż

[dm] 

V1 

0,0015 – 0,0030 

V2 

0,0030 – 0,0040 

V3, S1 

0,0040 – 0,0080 

S2 

0,0080 – 0,010 

S3 

0,010 – 0,015 

 
 
Zaleca się dla wyższych wytrzymałości betonu i przy większych wymiarach ziaren kruszywa 

grubego  przyjmować  wartości 

2

r

ż

  bliższe  dolnej  granicy,  wartości  grubości  otulenia  r

ż

 

przyjmować nie mniejsze od wymiaru średniego ziarena piasku stosowanego do betonu. 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

14

 

Rysunek 1. Promień otulenia ziaren kruszywa grubego zaprawą

 

 

                                  Tablica 9. Powierzchnia zewnętrzna ziaren kruszywa grubego. 

Frakcja 

Powierzchnia zewnętrzna 

[dm

2

/kg] 

2÷4 

100 

4÷8 

50 

8÷16 

25 

16÷31,5 

12,5 

31,5÷63 

6,25 

Dla kruszywa  naturalnego łamanego powierzchnię zewnętrzną zwiększyć o 50%. 

                                

Tablica 10. Przykładowe obliczenie powierzchni zewnętrznej. 

Frakcja 

Zawartość 

[%] 

Powierzchnia 

zewnętrzna 

[dm

2

/kg] 

Iloczyn 

 

(2)x(3) 

2-4 

20 

100 

2000 

4-8 

25 

50 

1250 

8-16 

25 

25 

625 

16-31,5 

30 

12,5 

375 

suma 

100 

4250 

F

ż

=

5

42

100

4250

,

=

[dm

2

/kg] 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

15

 

2.4.3.

 METODA JEDNOSTOPNIOWEGO PRZEPEŁNIENIA JAM ŻWIRU ZAPRAWĄ 

 

ż

ż

ż

1

1

1

ż

ν

ν

µ

+

=

 

 

µ

ż

 =  

objętość zaprawy 

> 1.0 

objętość jam 

 

ν

ż

 – jamistość kruszywa grubego [dm

3

/dm

3

µ

ż

 – wskaźnik przepełnienia jam kruszywa grubego zaprawą [-] 

 

Tablica 11. Zalecane wartości współczynnika przepełnienia. 

Konsystencja 

Współczynnik 

przepełnienia 

µ

µ

µ

µ

ż

[-] 

V1

 

1,2 – 1,4 

V2

 

1,4 – 1,7 

V3, S1

 

1,6 – 2,0 

S2

 

1,8 – 2,3 

S3

 

2,1 – 2,8 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

16

 

2.5.

 KOMPLET RÓWNAŃ 

 

•  Równanie wytrzymałości 

 

•  Warunek szczelności 

0

.

1

w

ż

p

c

=

+

+

+

 

•  Warunek konsystencji 

w

k

ż

k

p

k

c

ż

p

c

=

+

+

 

•  Równania metod  

Ż

P

P

P

p

+

=

 

 

 

2

r

f

1

1

ż

ż

ż

ż

+

ν

=

 

  

ż

ż

ż

1

1

1

ż

ν

ν

µ

+

=

 

3.

 

=

5

.

0

W

C

A

f

2

,

1

cm

m

background image

Projekt mieszanki betonowej 

17

 

W tym miejscu projektowania należy rozwiązać układ czterech równań: 

 

równania wytrzymałości Bolomey’a, 

 

równania szczelności, 

 

równania konsystencji, 

 

równania charakterystycznego metody, 

wyrażonych w jednostkach objętościowych [dm

3

 danego składnika / dm

3

 całej mieszanki betonowej]. 

 

Efektem rozwiązania są ilości poszczególnych składników mieszanki betonowej (c, p, ż, w) – wyrażone 

w jednostkach objętościowych. 

 

Ostatecznym efektem rozwiązania

 jest przeliczenie ilości objętościowych składników na ilości wagowe 

wyrażone w kg/m

3

, czyli podanie tzw. składu na 1 m

3

 betonu: 

 

pc

c

C

ρ

=

[kg/m

3

pp

p

P

ρ

=

[kg/m

3

ż

Ż

ρ

=

[kg/m

3

w

w

W

ρ

=

[dm

3

/m

3

 

=

+

+

+

=

t

D

W

Ż

P

C

, [kg/m

3

 

Ilości poszczególnych składników podać z dokładnością do 1 kg/m

3

D

t

 = teoretyczna gęstość mieszanki betonowej, [kg/m

3

 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

18

 

3.

 OBLICZENIA SPRAWDZAJĄCE 

3.1.

 SPRAWDZENIE WARUNKU SZCZELNOŚCI 

 

     c + p + ż + w = 1 ± 0,002 

 

3.2.

 SPRAWDZENIE WYTRZYMAŁOŚCI ŚREDNIEJ (WZÓR BOLOMEY’A) 

 

 

 

 

 

 

3.3.

 SPRAWDZENIE RZECZYWISTEJ ILOŚCI ZAPRAWY 

 

Z = (c + p +w) ⋅ 1000 [dm

3

/m

3

] 

 

Tablica 12. Zalecane ilości zaprawy. 

Rodzaje wyrobów, elementów lub 

konstrukcji 

Zalecana ilość 

zaprawy w dm

3

  na 

1m

3

 mieszanki 

betonowej 

Najmniejsza suma objętości 

absolutnych cementu i 

ziaren kruszywa poniżej 

0,125 mm, w dm

3

 na 1m

3

 

mieszanki betonowej 

Ż

elbetowe i betonowe konstrukcje 

masywne o najmniejszym wymiarze 
przekroju większym niż 500mm i 
kruszywie do 63mm. 

400-450 

70 

Sprężone, żelbetowe i betonowe 
wyroby, elementy i konstrukcje o 
najmniejszym wymiarze przekroju 
większym niż 60 mm i kruszywie do 
31,5mm. 

450-550 

80 

Sprężone, żelbetowe i betonowe 
wyroby, elementy i konstrukcje o 
najmniejszym wymiarze przekroju 
większym niż 60 mm i kruszywie do 
16mm. 

500-550 

95 

 

 

=

5

.

0

W

C

A

f

2

,

1

cm

m

background image

Projekt mieszanki betonowej 

19

3.4.

 SPRAWDZENIE  SUMY  OBJĘTOŚCI  ABSOLUTNYCH  CEMENTU  I  ZIAREN 

KRUSZYWA MNIEJSZYCH OD 0,125 mm 

 

∑(c + p ⋅ a) ⋅ 1000 ≥ ∑ min [dm

3

/m

3

 

 

a – procentowa zawartość ziaren poniżej 0,125 mm 

 min – patrz tablica powyżej 

 

3.5.

 SPRAWDZENIE ILOŚCI CEMENTU W MIESZANCE BETONOWEJ 

 

C

min

 ≤ C ≤ C

max

 

 
Największa dopuszczalna ilość cementu C

max

 nie powinna przekraczać 450 kg/m

3

 w betonach klasy 

poniżej C30/37, 550 kg/m

3

 w betonach pozostałych klas. 

Najmniejsza dopuszczalna ilość cementu C

min

 wynika z założonej klasy ekspozycji (tablica 3), w żadnym  

jednak wypadku nie powinna być niższa niż 190 kg/m

3

 dla elementów betonowych oraz 220 kg/m

3

 dla 

ż

elbetowych. 

 

Gdy C

rzecz

>C

max

 należy zwiększyć klasę cementu lub regulować konsystencję mieszanki betonowej za 

pomocą domieszek zmniejszając proporcje pomiędzy kruszywem a zaczynem cementowym.  

 

Gdy C

rzecz

<C

min

 jeżeli to możliwe obniżyć klasę cementu lub należy przyjąć C

rzecz

=C

min

 i przeprowadzić 

korektę składu mieszanki betonowej jedą z dwóch metod: 

Przypadek A 

-

 

przyjąć C=C

min

-

 

z wcześniej ustalonej wartości stosunku C/W obliczyć ilość wody W, 

-

 

z warunku szczelności wyliczyć ilość kruszywa K 

,

K

0

.

1

W

K

C

w

pk

pc

=

ρ

+

ρ

+

ρ

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

20

 
 
 
 

-

 

rozdzielić kruszywo K na drobne i grube według proporcji założonych poprzednio lub uzyskanych z 

pierwotnego obliczenia składu mieszanki 

,

Ż

,

P

X

1

Ż

P

K

Ż

P





=

=

+

 

 
-

 

wypisać skład mieszanki betonowej po korekcie. 

 
Uwaga: Konsekwencją korekty w tym wariancie jest zwiększenie stopnia płynności mieszanki betonowej, 

bez zwiększenia wytrzymałości betonu. 

 

Przypadek B 

-

 

przyjąć C=C

min

-

 

założyć, że proporcje objętościowe pomiędzy kruszywem i zaczynem cementowym są stałe 

c + w  =  const z wcześniej ustalonej wartości stosunku C/W obliczyć ilość wody W, 

W

const

W

C

w

pc

=

ρ

+

ρ

 

 

 
Uwaga:  Konsekwencją  korekty  w  tym  wariancie  jest  obniżenie  wskaźnika  wodno-cementowego,  dzięki 

któremu podwyższeniu  ulega wytrzymałość betonu oraz nieznacznie zmniejszenia się stopień płynności 

mieszanki  betonowej.  W  przypadku,  gdy  uzyskany  stopień  płynności  okaże  się  niewystarczający, 

konsystencję mieszanki betonowej można skorygować odpowiednią domieszką. 

 

 

3.6.

 SPRAWDZENIE WARTOŚCI W/C 

max

C

W

C

W

 

Maksymalne dopuszczalne wartości wskaźnika W/C podano w tablicy 3. 

 

3.7.

 OKREŚLENIE SKŁADU GRANULOMETRYCZNEGO KRUSZYWA 

 

Przykładowe obliczenie składu granulometrycznego kruszywa w tablicy poniżej. Wykonać wykres 

krzywej uziarnienia kruszywa i porównać ją z odpowiednimi krzywymi granicznymi. 

 
 
 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

21

 

Rys.2. Zalecane graniczne krzywe uziarnienia mieszanek kruszywa drobnego i grubego 

do betonu: a) 0-16mm, b) 0-31,5mm, c) 0-63mm. 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

22

 

Tablica 13. Obliczenie przykładowego składu granulometrycznego zaprojektowanego kruszywa o przykładowym 
stosunku P:Ż=607:1288=1:2,12. 

Frakcja 

kr. drobne 

 x 1 

[%] 

kr. grube 

 x 2,12 

[%] 

Suma 

[%] 

Zawartość 

w kruszywie 

[%] 

Rzędna 

0,0-0,125 

2,0 

 

2,0 

0,6 

0,6 

0,125-0,25 

8,0 

 

8,0 

2,6 

3,2 

0,25-0,5 

40,0 

 

40,0 

12,8 

16,0 

0,5-1 

20,0 

 

20,0 

6,4 

22,4 

1-2 

30,0 

 

30,0 

9,6 

32,1 

2-4 

 

20*2.12 

42,4 

13,6 

45,6 

4-8 

 

25*2,12 

53,0 

17,0 

62,6 

8-16 

 

25*2,12 

53,0 

17,0 

79,6 

16-31,5 

 

30*2,12 

63,6 

20,4 

100,0 

suma 

100 

100*2,12=212 

312 

100 

 

 

 

Rys. 3. Krzywa uziarnienia zaprojektowanego kruszywa 

 

background image

Projekt mieszanki betonowej 

23

 

4.

 KOREKTA SKŁADU MIESZANKI BETONOWEJ 

4.1.

 OKREŚLENIE  SKŁADU  MIESZANKI  BETONOWEJ  Z  UWZGLĘDNIENIEM 

WILGOTNOŚCI KRUSZYWA (

φ

φ

φ

φ

 

C

W

 = C [kg/m

3

P

W

 = P⋅(1+φ

p

) [kg/m

3

Ż

W

 = Ż⋅(1+φ

ż

) [kg/m

3

W

W

 = W - P⋅φ

p

 - Ż⋅φ

ż

  [dm

3

/m

3

 

 

4.2.

 OKREŚLENIE SKŁADU ROBOCZEGO NA JEDEN ZARÓB BETONIARKI 

 
V

Z

 – pojemność zasypowa betoniarki 

V

U

 – pojemność użytkowa betoniarki 

V

U

 = V

Z

 ⋅α 

 

0

.

1

ż

p

c

1000

o

o

o

<

+

+

=

α

 

 

l

bc

W

o

C

c

ρ

=

  [dm

3

/m

3

]          

l

bp

W

o

P

p

ρ

=

 [dm

3

/m

3

]          

l

W

o

Ż

ż

ρ

=

 [dm

3

/m

3

]           

w

W

o

W

w

ρ

=

 [dm

3

/m

3

ρ

l

bc , 

ρ

l

bp

, ρ

l

bż 

– gęstość nasypowa w stanie luźnym odpowiednio cementu, kruszywa drobnego i grubego 

[kg /dm

3

ρ

l

bc 

 = 1100 – 1300 kg/m

3

 

 
 
Zatem ilości składników na jeden zarób betoniarki wynoszą 

1000

V

C

C

U

W

U

=

  [kg/zarób]          

1000

V

P

P

U

W

U

=

    [kg/zarób] 

1000

V

Ż

Ż

U

W

U

=

  [kg/zarób]          

1000

V

W

W

U

W

U

=

  [dm

3

/zarób]