ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЇ ЗАВАНТАЖЕННЯ ТА ПЕРЕМІШУВАННЯ КОМПОНЕНТІВ БЕТОННИХ СУМІШЕЙ НА МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ БЕТОНІВ

Alexander Konoplianik; Dmitrij Zhuk

doi:10.31713/budres.v0i49.06

Authors

Alexander Konoplianik Ukrainian State University of Science and Technologies, Educational and scientific institute "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", Dnipro https://orcid.org/0000-0003-4664-8809
Dmitrij Zhuk Ukrainian State University of Science and Technologies, Educational and scientific institute "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", Dnipro https://orcid.org/0009-0001-2454-4980

DOI:

https://doi.org/10.31713/budres.v0i49.06

Abstract

Concrete mixture, loading technology, mixture mixing time, structural concrete, strength characteristics, strength class of concrete.

This scientific work continues previous research related to the classification of structural concretes based on their strength and deformational characteristics under an optimal mixing time of 180 seconds. As a result of strength tests on cube and prism specimens, concrete classes by axial compressive strength were established, not less than C16/20 (B20).

The analysis of the current state of concrete development and research has shown that one of the technological factors for improving the quality of concrete mixtures is the specific sequence of feeding and mixing the components, which significantly influences the strength characteristics of the resulting concrete.

In laboratory conditions, investigations were carried out on the strength and class of concrete under two experimental technologies of loading and mixing the components of the concrete mixture, with the optimal mixing time of 180 s. For this purpose, 16 cube specimens of 100 × 100 × 100 mm and 12 prism specimens of 100 × 100 × 400 mm were manufactured and tested. The obtained strength values of the experimental structural concretes and their class determination were compared with analogous strength indicators of concrete produced using the conventional technology of loading and mixing the components under the same optimal mixing time of 180 s.

The results of the strength tests of concretes indicated that, in order to achieve a guaranteed class of structural concrete not less than B22.5 (class C not standardized) at the optimal mixing time of 180 s, it is necessary to apply the following technology of loading and mixing the components of the concrete mixture. According to this technology, first, 1 volumetric part of water and 5 volumetric parts of cement are added into the mixer and mixed for 30 s. Then, with the mixer stopped, 10 volumetric parts of sand and 2.5 volumetric parts of water are added, followed by mixing for 30 s. Finally, with the mixer drum rotating, 15 volumetric parts of crushed stone are added, and the entire mixture is mixed for 180 s until a homogeneous mass is obtained.

1. Конопляник О., Жук Д. Вплив часу перемішування бетонних сумішей на міцнісні характеристики конструкційних бетонів. Український журнал будівництва та архітектури. 2025. №3(027). С. 81–91. URL: https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.270425.81.1164. (дата звернення: 19.02.2026)

Konoplyanyk O., Zhuk D. (2025). Vplyv chasu peremishuvannya betonnykh sumishey na mitsnisni kharakterystyky konstruktsiynykh betoniv [The influence of mixing time of concrete mixtures on the strength characteristics of structural concrete]. Ukrayinsʹkyy zhurnal budivnytstva ta arkhitektury, 3(027), pp. 81-91. (in Ukrainian). URL: https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.270425.81.1164. (date of access: 19.02.2026)

2. Конопляник О., Жук Д. Вплив часу перемішування бетонних сумішей на деформативні характеристики конструкційних бетонів. Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2025. вип. 17. С. 119–130. URL: https://doi.org/10.32347/2522-4182.17.2025.119-130. (дата звернення: 19.02.2026)

Konoplyanyk O., Zhuk D. (2025). Vplyv chasu peremishuvannya betonnykh sumishey na deformatyvni kharakterystyky konstruktsiynykh betoniv [Influence of mixing time of concrete mixtures on deformation characteristics of structural concrete]. Budivelʹni konstruktsiyi. Teoriya i praktyka, iss. 17, 119-130. (in Ukrainian). URL: https://doi.org/10.32347/2522-4182.17.2025.119-130. (date of access: 19.02.2026)

3. Zhao, K., Zhao, L., Zhang, X., Feng, Z., & Yang, S. An experimental study on the mixing process and properties of concrete based on an improved three-stage mixing approach. Materials and Structures. 2022. Vol. 55, iss. 134. URL: https://doi.org/10.1617/s11527-022-01976-y. (дата звернення: 19.02.2026)

4. Teichmann, A., Strahm, B., Garrecht, H., Blandini, L. Effects of a two-stage mixing process on the characteristics of concrete: Part I - Hardened concrete. Results in Materials. 2024. Vol. 23, no. 100604. URL: https://doi.org/10.1016/j.rinma.2024.100604. (дата звернення: 19.02.2026)

5. ДСТУ-Н Б В.2.6-203:2015. Настанова з виконання робіт при виготовленні та монтажі будівельних конструкцій. Чинний від 01.04.2016. Вид. офіц. Київ : Мінрегіон України, 2015. 70 с.

DSTU-N B V.2.6-203:2015. (2015). Nastanova z vykonannia robit pry vyhotovlenni ta montazhi budivelnykh konstruktsii [Guideline for execution of works in the manufacture and installation of building structures]. Kyiv: Minrehion Ukrainy. (in Ukrainian)

6. ДСТУ Б В.2.7-224:2009. Будівельні матеріали. Бетони. Правила контролю міцності. На заміну ГОСТ 18105-86 ; чинний від 01.09.2010. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2010. 23 с.

DSTU B V.2.7-224:2009. (2010). Budivelni materialy. Betony. Pravyla kontroliu mitsnosti [Building materials. Concretes. Strength control rules]. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)

7. ДСТУ Б В.2.7-214:2009. Бетони. Методи визначення міцності за контрольною серією зразків. На заміну ГОСТ 10180-90 ; чинний від 01.09.2010. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2010. 43 с.

DSTU B V.2.7-214:2009. (2010). Betony. Metody vyznachennia mitsnosti za kontrolnoiu seriieiu zrazkiv [Concretes. Methods for determination of strength by control series of samples]. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)

8. ДСТУ Б В.2.7-170:2008. Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення середньої густини, вологості, водопоглинання, пористості і водонепроникності. На заміну ГОСТ 12730.0-78, ГОСТ 12730.2-78, ГОСТ 12730.1-78, ГОСТ 12730.3-78, ГОСТ 12730.5-78, ГОСТ 12730.4-78 ; чинний від 01.07.2009. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. 37 с.

DSTU B V.2.7-170:2008. (2009). Budivelni materialy. Betony. Metody vyznachennia serednoi hustyny, volohosti, vodopohlynannia, porystosti i vodoneprynyknosti [Building materials. Concretes. Methods for determination of average density, moisture content, water absorption, porosity and water permeability]. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)

9. ДСТУ EN 206:2022 (EN 206:2013 + A2:2021, IDT). Бетон. Специфікація, продуктивність, виробництво та відповідність. На заміну ДСТУ Б В.2.7-176:2008 ; чинний від 31.12.2023. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2023.

DSTU EN 206:2022 (EN 206:2013 + A2:2021, IDT). (2023). Beton. Spetsyfikatsiia, produktyvnist, vyrobnytstvo ta vidpovidnist [Concrete. Specification, performance, production and conformity]. Kyiv: DP «UkrNDNTS». (in English)

10. ДСТУ Б В.2.7-217:2009. Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення призмової міцності, модуля пружності і коефіцієнта Пуассона. На заміну ГОСТ 24452-80 ; чинний від 01.01.2010. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2010. 16 с.

DSTU B V.2.7-217:2009. (2010). Budivelni materialy. Betony. Metody vyznachennia pryzmovoi mitsnosti, modulia pruzhnosti i koefitsiienta Puassona [Building materials. Concretes. Methods for determining prism strength, modulus of elasticity and Poisson's ratio]. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)