🏗️ Wykonywanie i pielęgnacja próbek betonu do badań wytrzymałościowych — formowanie, zagęszczanie i dojrzewanie

Budownictwo PN-EN 12390-2

Przegląd

Norma określa metody wykonywania i pielęgnacji próbek do badań wytrzymałościowych. Obejmuje przygotowanie i napełnianie form, zagęszczanie betonu, wyrównywanie powierzchni, pielęgnację próbek oraz ich transport. Norma dopuszcza też stosowanie tych metod do wykonywania i pielęgnacji próbek przeznaczonych do innych badań.

To jest norma-fundament całej grupy badań wytrzymałościowych betonu. Wytrzymałość na ściskanie (PN-EN 12390-3), zginanie (PN-EN 12390-5) i rozciąganie przy rozłupywaniu (PN-EN 12390-6) mierzy się na próbkach wykonanych i pielęgnowanych właśnie według niej — wszystkie te normy powołują ją w odwołaniach normatywnych. Błąd popełniony przy zagęszczaniu albo przy pielęgnacji zafałszuje każdy z tych wyników, a nie da się go później wykryć w samym badaniu wytrzymałości.

Norma nie zawiera definicji terminów. Powołuje się natomiast na PN-EN 12350-1 (pobieranie próbek mieszanki betonowej), PN-EN 12390-1 (kształt, wymiary i wymagania dla próbek i form) oraz PN-EN 206 (specyfikacja betonu — stamtąd pochodzą klasy konsystencji S1 i S2, do których odnosi się typowa liczba 25 uderzeń na warstwę).

Beton samozagęszczalny traktuje się odmiennie: formę napełnia się w jednej operacji i nie zagęszcza ani podczas napełniania, ani po napełnieniu formy.

W praktyce polskiej badanie jest stałą pozycją wykazów laboratoriów drogowych — wykaz Laboratorium Drogowego GDDKiA w Warszawie wymienia je pod pozycją „Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych" z odwołaniem do PN-EN 12390-2:2019-07.

Zasada metody

Próbkę mieszanki betonowej pobraną według PN-EN 12350-1 przemieszuje się ponownie w pojemniku lub na tacy do przemieszania, a następnie układa w formach zgodnych z PN-EN 12390-1 w tylu warstwach, ile potrzeba do pełnego zagęszczenia. Każdą warstwę zagęszcza się mechanicznie (wibratorem wgłębnym albo stołem wibracyjnym) lub ręcznie (prętem albo sztycą do zagęszczania) tak, aby uzyskać pełne zagęszczenie betonu bez nadmiernej segregacji i bez wypływu mleczka. Powierzchnię wyrównuje się, próbkę trwale znakuje, a następnie poddaje pielęgnacji w ściśle określonych warunkach temperatury i wilgotności aż do chwili badania.

Zastosowania

• Przygotowanie próbek do badania wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 12390-3
• Przygotowanie próbek do badania wytrzymałości na zginanie wg PN-EN 12390-5
• Przygotowanie próbek do badania wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu wg PN-EN 12390-6
• Kontrola zgodności betonu towarowego i betonu nawierzchniowego
• Wykonywanie próbek do innych badań betonu stwardniałego
• Porównania międzylaboratoryjne obejmujące pobranie i formowanie próbek

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 12390-2:2019-07

Tytuł (PL)

Badania betonu — Część 2: Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych

Title (EN)

Testing hardened concrete — Part 2: Making and curing specimens for strength tests

Procedura krok po kroku

1. Pobranie i przemieszanie próbki

   Próbkę mieszanki betonowej pobrać zgodnie z PN-EN 12350-1. Przed napełnieniem form ponownie przemieszać próbkę w pojemniku lub na tacy do przemieszania, posługując się łopatą. Jeżeli próbki mają być wykonywane poza miejscem pobrania, wolno przewieźć mieszankę do miejsca wykonania, pod warunkiem że jest chroniona przed wysychaniem i nadal daje się przemieszać.

2. Przygotowanie formy

   W razie potrzeby przed napełnieniem pokryć wewnętrzną powierzchnię formy cienką warstwą niereaktywnego środka antyadhezyjnego, aby beton nie przywarł do formy.

3. Napełnianie

   Zależnie od konsystencji betonu, wysokości formy i sposobu zagęszczania napełnić formę w tylu warstwach, ile potrzeba do pełnego zagęszczenia. Beton samozagęszczalny ułożyć w formie w jednej operacji i nie zagęszczać ani podczas napełniania, ani po napełnieniu. Jeżeli używa się ramki napełniającej, ilość betonu dobrać tak, aby po zagęszczeniu pozostała w ramce warstwa o grubości od 10 % do 20 % wysokości próbki.

4. Zagęszczanie — zasada ogólna

   Beton zagęścić bezpośrednio po ułożeniu w formach, tak aby uzyskać pełne zagęszczenie bez nadmiernej segregacji i bez wypływu mleczka. Każdą warstwę zagęścić jedną z metod: wibracją mechaniczną albo ręcznie prętem lub sztycą. Pełne zagęszczenie wibracją mechaniczną osiągnięto wtedy, gdy na powierzchni betonu przestają pojawiać się duże pęcherze powietrza, a powierzchnia staje się względnie gładka i nabiera szklistego wyglądu, bez nadmiernej segregacji.

5. Zagęszczanie wibratorem wgłębnym

   Wibrować przez najkrótszy czas potrzebny do pełnego zagęszczenia betonu. Unikać nadmiernego wibrowania, które może spowodować ubytek powietrza napowietrzającego — badania laboratoryjne pokazały, że przy wibratorze wgłębnym wymaga to szczególnej uwagi. Uważać, aby nie uszkodzić formy; wibrator prowadzić pionowo i nie dopuścić, by dotykał dna ani ścianek formy. Zaleca się stosowanie ramki napełniającej. Przy próbkach beleczkowych wibrator wprowadza się w co najmniej trzech miejscach równomiernie rozmieszczonych na długości próbki.

6. Zagęszczanie na stole wibracyjnym

   Wibrować przez najkrótszy czas potrzebny do pełnego zagęszczenia. Formę zaleca się przymocować do stołu albo pewnie do niego docisnąć. Unikać nadmiernego wibrowania, które może spowodować ubytek powietrza napowietrzającego.

7. Zagęszczanie ręczne

   Uderzenia pręta lub sztycy rozłożyć równomiernie na całym przekroju formy. Dopilnować, aby pręt lub sztyca nie uderzały z siłą w dno formy przy zagęszczaniu pierwszej warstwy ani nie wnikały znacząco w warstwę poprzednią. Na każdą warstwę wykonać dostateczną liczbę uderzeń — typowo 25 dla betonu o konsystencji odpowiadającej klasom opadu stożka S1 i S2 według PN-EN 206 — aby usunąć zamknięte pęcherze powietrza, ale nie powietrze napowietrzające. Po zagęszczeniu każdej warstwy energicznie ostukać ścianki formy młotkiem gumowym, aż na powierzchni przestaną pojawiać się duże pęcherze powietrza, a zagłębienia po pręcie lub sztycy znikną.

8. Wyrównanie powierzchni

   Jeżeli użyto ramki napełniającej, zdjąć ją natychmiast po zakończeniu zagęszczania. Usunąć nadmiar betonu ponad górną krawędzią formy kielnią i starannie wyrównać powierzchnię.

9. Znakowanie

   Próbki oznakować czytelnie i trwale, nie uszkadzając przy tym próbki. Prowadzić zapisy zapewniające możliwość prześledzenia drogi próbki od pobrania do badania.

10. Przechowywanie w formie

    W miejscu przechowywania pozostawić próbki w formie przez co najmniej 16 h, ale nie dłużej niż 3 dni, w temperaturze 20 °C ± 5 °C (25 °C ± 5 °C w klimacie gorącym), chroniąc je przed wstrząsami, drganiami i wysychaniem. Dopóki beton daje się jeszcze przemieszać, próbki wolno przewozić z miejsca wykonania do miejsca przechowywania, o ile są chronione przed wysychaniem. W przypadkach szczególnych — beton szybkotwardniejący, badanie w młodym wieku — wolno rozformować przed upływem 16 h.

    ⏱ Czas: 16 h – 3 dni • 🌡 Temperatura: 20 °C ± 5 °C

11. Pielęgnacja po rozformowaniu

    Po rozformowaniu pielęgnować próbki do chwili badania zgodnie z procedurą podaną w odpowiedniej normie badania: w wodzie o temperaturze 20 °C ± 2 °C albo w komorze o temperaturze 20 °C ± 2 °C i wilgotności względnej co najmniej 95 %. Sposoby pielęgnacji odbiegające od powyższych można sprowadzić do nich przez zastosowanie współczynników.

    🌡 Temperatura: 20 °C ± 2 °C

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Świeża mieszanka betonowa ma odczyn silnie zasadowy — rękawice nieprzemakalne, okulary, natychmiastowe spłukanie skóry przy kontakcie
• Cement powoduje oparzenia chemiczne przy dłuższym kontakcie ze skórą — nie pracować w przemoczonej odzieży
• Formy z betonem ważą kilkanaście kilogramów — przenoszenie z prostymi plecami, ryzyko przygniecenia stóp, obuwie ochronne
• Wibrator wgłębny i stół wibracyjny — drgania przenoszone na ręce i całe ciało, ograniczać czas ekspozycji; osłona przewodu zasilającego przed wilgocią
• Hałas stołu wibracyjnego — ochronniki słuchu
• Zbiornik do pielęgnacji o temperaturze 20 °C — śliska posadzka wokół, zabezpieczenie przed poślizgnięciem

Najczęstsze pytania