Какие единицы измерения подвижности растворных смесей

Единицы измерения подвижности бетонной смеси. Определение подвижности растворной смеси. Определение эластичности конусом

Требуется, чтобы была удобоукладываемой. Данное понятие очень важно, оно характеризует возможность быть уложенной в конструкцию с наименьшими усилиями. Понятие удобоукладываемость бетона сложно охарактеризовать однозначно. Это научное определение, включающее в себя разные составляющие. Основное — текучесть, зависящая от водоцементного соотношения. Такой раствор должен хорошо литься в форму, заполнить форму в условиях определенной работы, которую необходимо выполнить, чтобы добиться полного уплотнения.

Если бетонная смесь под действием определенных механизмов и приемов легко укладывается в форму, уплотняется и при этом не расслаивается, то она считается удобоукладываемой.

Удобоукладываемости бетона можно добиться добавлением воды с использованием пластифицирующих добавок. Тесно связано с понятием удобоукладываемости понятие подвижности. Бетон растекается, характеризуется текучестью. Подвижность — консистенция раствора. Но удобоукладываемость и консистенция — не одно и то же понятие. При той же самой консистенции удобоукладываемость бывает разной.

Поскольку раствор неоднороден, каждый состав обладает своими характеристиками цементного теста, своими характеристиками наполнителей, содержит разные добавки, то удобоукладываемость требуется определять в каждом конкретном случае.

Метод определения подвижности

Определение удобоукладываемости бетонной смеси: а) прибор (конус) для определения подвижности бетонной смеси: 1 — жесткая смесь; 2 — подвижная смесь; 3 — осадка конуса; б) прибор для определения жесткости бетонной смеси: 4 — схема испытания.

Для определения удобоукладываемости существует несколько методов. Ни один из методов не определяет удобоукладываемость напрямую, так как данное понятие условное, на практике характеризуется для разных бетонов либо свойством подвижности, либо жесткости. Есть распространенные приборы, которые могут более-менее точно определить удобоукладываемость бетона.

Для подвижных смесей с малой жесткостью принят метод определения удобоукладываемости бетона по осадке конуса. Подвижные растворы заполняют форму заливки под воздействием собственной тяжести. Некий прибор, представляющий собой усеченный конус, описанный в российском стандарте (ГОСТ 10181), заполняется раствором, а потом медленно поднимается. Раствор во время подъема конуса «оседает» на определенную высоту. Высоту осадки измеряют в середине конуса. Эта осадка, измеряемая в миллиметрах, характеризует свойство подвижности.

Конус изготавливают обычно из листовой стали высотой 300 мм. У нижнего основания он имеет 200 мм, верхнее основание — диаметром 100 мм. Его устанавливают на достаточно гладком листе, потом заполняют в три ровных слоя бетоном, осторожно уплотняют штыкованием металлическим стержнем, то есть просто протыкается стержнем 25 раз после укладки каждого слоя. Затем, когда бетон уложен, избыток аккуратно срезается. Нельзя допускать перекоса конуса в процессе его подъема.

Показатель жесткости

Жесткие смеси, которые необходимо укладывать вибрационным воздействием, испытывают на удобоукладываемость другими прибором — техническим вискозиметром. Технический вискозиметр состоит из металлических форм и виброплощадки с определенными параметрами. У площадки амплитуда вертикальных колебаний в минуту — 0,35 мм, количество колебаний — примерно 2800-3000. Стандартный конус ставят на площадку, заполняют до верха. Сначала производят стандартное уплотнение штыкованием (как для определения подвижности), а затем окончательное уплотнение производится вибровоздействием до того момента, когда на поверхности конуса и под нижним основанием выступит цементное тесто.

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения; б-после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода; 2 — вода; 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

Уплотнение производится в течение определенного периода времени (от 5 до 30 секунд). После уплотнения бетонную смесь аккуратно срезают вровень с конусом, поднимают его. На поверхность этого бетонного конуса устанавливают диск прибора со штангой, тогда снова включается виброплощадка.

Под воздействием вибрации бетон оседает на определенный уровень. После достижения нужной осадки вибрация прекращается, секундомер выключается. Удобоукладываемость измеряется в этом случае в секундах и характеризуется уже не показателем подвижности, а показателем жесткости. Такой способ измерения удобоукладываемости применяется, если берется наполнитель с крупностью зерен ≤ 40 мм.

Сверхжесткий раствор

Схема прибора и последовательность определения жесткости бетонной смеси: а — установка прибора и загрузка бетонной смеси, б — установка диска на поверхность бетонного конуса, в — момент окончания испытаний; 1 — цилиндрическое кольцо, 2 — эталонный конус, 3 — воронка, 4 — штатив, 5 — диск с отверстиями, 6 — штанга, 7 — виброплощадка.

Если раствор содержит крупный заполнитель, у которого размер зерен доходит до 70 мм, показатель жесткости менее 100 секунд (средняя жесткость), то удобоукладываемость измеряется упрощенно. На виброплощадке устанавливается и крепится металлическая форма в виде куба с внутренним размером ребра 200 мм. Внутри формы устанавливается стандартный конус, производится сначала стандартная укладка без вибрирования, затем вибрируется стандартно, до появления бетонного теста. После этого тесто срезается вровень с поверхностью конуса. Затем он снимается стандартно, и бетон подвергается вибровоздействию еще раз до того состояния, когда раствор заполнит собой все четыре угла кубической формы. Измеряется время выравнивания до горизонтального состояния (в секундах). В данном случае жесткость характеризуется временем выравнивания, которое должно быть умножено на коэффициент, равный 1,5.

Расслаиваемость бетона

а – по изменению скорости истечения смеси через отверстие; б – по измерению глубины проникания конуса;
в – по скорости погружения шарика; г – по усилию выдергивания; д – по усилию вращения коаксиальных цилиндров.

Кроме характеристик жесткости и подвижности, раствор характеризуется средней плотностью и пористостью. Пористость — отношение массы к объему. Свойство пористости используется в бетонах, имеющих пористые наполнители. Каждый вид обладает характеристикой пористости, определяемую объемом воздуха в бетоне. Для таких бетонов пористость определяется по объему пор в наполнителе. Важным показателем является свойство бетона расслаиваться. Бетонная смесь иногда становится неоднородной, расслаивается на отдельные составляющие. Расслаиваемость характеризуется водоотделением и раствороотделением.

Динамическое воздействие вызывает то, что более крупные частицы заполнителя под воздействием своего веса опускаются вниз, вода стремится подняться вверх, так как вода легче камня и песка. Водоотделение — нормальное явление для обычной бетонной смеси, оно не вызывает негативных изменений бетона. Ведь вода иногда испаряется и снижает водоцементное соотношение, что повышает прочность бетона. Если наступает расслаиваемость во время транспортировки, сопровождающаяся водоотделением, то данное явление негативное.

Плотные и легкие консистенции

упрощенным способом: а – общий вид прибора;
б – бетонная смесь до вибрирования; в – то же, после вибрирования;
1 – конус; 2 – форма куба; 3 – бетонная смесь; 4 – виброплощадка.

Расслоение вызывает небрежная транспортировка или неправильная укладка. Технология приготовления также влияет на последующую сохраняемость бетонной смеси. В связи с этим если раствор приготовлен с расходом цемента по минимуму, с превышением размера заполнителя, то сохраняемость слабая, она недолговечна и не соответствует качеству по плотности или по подвижности. Плотность бетона — характеристика непростая. Существует бетоны разной плотности: легкие, тяжелые, а также особо тяжелые. Плотность измеряется весом бетона по отношению к его объему. У легкого плотность находится в диапазоне 500-1800 кг/м3. Бетон же тяжелый — 1800-2500 кг/м3.

Можно увеличить плотность бетона использованием , пуццоланового портландцемента. Особо плотные бетоны широко применяют во время строительства АЭС, так как они защищают от воздействия ионизирующего излучения. Несущая способность бетона зависит от наполнителя и характеристики плотности. с малой плотностью обладают малой несущей способностью. Общие характеристики улучшаются при помощи пластификаторов. Это такие добавки, которые могут увеличить его плотность, препятствуют расслоению, улучшают удобоукладываемость с крупным наполнителем.

Нормы расслаиваемости и удобоукладываемости

Типы структур бетонной смеси и их влияние на водопотребность
равноподвижной смеси: I – смесь с плавающим заполнителем, II – смесь
с плотной упаковкой заполнителей, III – крупнопористая смесь с недостатком цементного теста.

Склонность к расслоению можно компенсировать тем, что ее укладывают в опалубку непосредственно на месте приготовления. Если бетон транспортируют по желобам, особенно с большой высоты, либо из-за изменения направления желоба, то он часто расслаивается. Оседание смеси часто происходит при слабой удобоукладываемости, когда работают вибратором долго. Расслоение бетона легко заметить, но измерить степень расслоения трудно. Степень расслоения видно хорошо во время испытаний на пластичность, когда бетонный кубик в течение 10 минут вибрируется, а потом разламывается. При избыточной вибрации расслоение видно по тому, как распределяется в кубике крупный наполнитель.

Норма расслаиваемости для разных смесей характеризуется значениями водоотделения и значениями раствороотделения (в процентах), указанными в ГОСТ 7473. Таблица 1 данного стандарта содержит сведения по норме удобоукладываемости, таблица 2 характеризует нормы расслаиваемости. Таблица 1 стандарта содержит количественные измерения нормы удобоукладываемости для разных марок бетонов по удобоукладываемости: сверхжестких смесей, жестких смесей и смесей подвижных. Для жестких и сверхжестких смесей таблица показывает жесткость в секундах, для подвижных — значение подвижности в миллиметрах.

Применение бетонных растворов в промышленном и индивидуальном строительстве происходит в разных условиях, поэтому и параметры состава отличны для каждого случая. Технические и эксплуатационные качества растворов на основе бетона, такие, как текучесть и подвижность, оказывают прямое влияние на прочностные и временны́е характеристики конструкций.

Определение подвижности

На рисунке выше поясняется, как можно определить текучесть по состоянию раствора с применением конуса:

1. а – вид конуса;
2. б – жесткий раствор;
3. в – малоподвижный;
4. г – подвижная смесь;
5. д – очень подвижный раствор;
6. е – литой.

Такое исследование визуально способно показать, как бетон будет распределяться в опалубке при выбранной технологии трамбовки с параллельным формированием однородной и плотной структуры. Такие параметры называют удобоукладываемостью бетонного раствора, которая оценивается значениями вязкости, пластичности и жёсткости, и определяют ее согласно методикам, регламентированным ГОСТ 10181-2000. Из рисунка понятно, что текучесть бетона выглядит как осадка конуса и означает способность растекания раствора под собственным весом и силами тяжести. Растекание является основным свойством, которое влияет на допуск материала к строительству того или иного объекта.

На рисунке показано общее устройство оборудования для исследований текучести:

Рисунок «а» – определение усадки по подвижности смеси при помощи конуса:

1. 1 – металлическая воронка;
2. 2 – металлический конус;
3. 3 – подставка;
4. 4 – измерительная линейка.

Рисунок «б» – как определить пластичность бетона по жесткости при помощи технического вискозиметра:

1. I – исследовательское оборудование;
2. II – бетон до уплотнения вибрацией;
3. III – после уплотнения вибрацией;
4. 1 – стальное кольцо;
5. 2 – образцовый конус;
6. 3 – лейка;
7. 4 – держатель;
8. 5 – металлическая пластина с отверстиями;
9. 6 – штатив;
10. 7 – площадка виброуплотнителя.

Технологически при использовании бетонной смеси разной вязкости подвижные бетоны классифицируются согласно ГОСТ по уровням текучести. Текучая смесь быстрее и плотнее заполняет армированную форму опалубки со сложной геометрией. Также бетон в жидком состоянии подразделяется на высокоподвижный и малоподвижный. Малоподвижный раствор – это стандартная смесь без добавления пластификаторов, которая укладывается без уплотнения. Подвижный же состоит из некоторого количества пластификаторов или готовится с добавлением нескольких синтетических компонентов, обеспечивающих высокую текучесть смеси.
График прочности

Удобоукладываемость бетона отражается в следующей классификации (таблица удобоукладываемости):

Марка	Удобоукладываемость по параметрам:
	Жесткость	Подвижность
		осадка конуса	Расплывание конуса
Сверхжесткий раствор
СЖ-3	≥ 100	–	–
СЖ-2	51-100	–	–
СЖ-1	≤ 50	–	–
Жесткий раствор
Ж-4	31-60	–	–
Ж-3	21-30	–	–
Ж-2	11-20	–	–
Ж-1	5-10	–	–
Подвижный раствор
П-1	≤ 4	1-4	–
П-2	–	5-9	–
П-3	–	10-15	–
П-4	–	16-20	26-30
П-5	–	≥ 21	≥ 31

Расслаиваемость тяжелого и легкого бетона указана в таблице ниже:

Марка смеси	Коэффициент расслаиваемости в %, ≤
	Влагоотделение	Бетоноотделение
		Тяжелый бетон	Легкий бетон
СЖ-3 – СЖ-1	≤ 0,1	2,0	3,0
Ж-4 – Ж-1	≤ 0,2	3,0	4,0
П-1 – П-2	≤ 0,4	3,0	4,0
П-3 – П-5	≤ 0,8	4,0	6,0

Подвижность бетонной смеси не только отличается заполняемостью формы, но и зависит от пропорций связующих веществ, качества и количества компонентов, марки портландцемента, плотности состава, объема воды и пластификаторов, зернистости наполнителей (щебня, гравия, песка, извести). В последнюю очередь на текучесть влияет технология заливки раствора в форму опалубки.

При заливке смеси в опалубку с плотным наполнением арматурой нужно готовить раствор с повышенной текучестью, так как утрамбовать такой бетон вибраторами, даже глубинными, будет невозможно. Если текучесть будет ниже рекомендуемой, то в конструкции обязательно образуются поры и раковины, что уменьшит прочность объекта.

Обозначения бетонных смесей

Характеристика подвижности обозначается буквой «П» с цифровым продолжением, указывающим на ее степень. Более высокая марка означает лучшую текучесть смеси. Например, малоподвижный бетон п3 или п4 имеют более высокую текучесть.

Бетон П1 имеет наименьшую текучесть, поэтому в промышленном и индивидуальном строительстве используется нечасто. Марки П2 и П3 имеют стандартные характеристики и используются практически повсеместно. Бетонная смесь П4 используется при плотном армировании конструкций и не требует дополнительного виброуплотнения. Марка П5 готовится для использования в герметичных формах из-за самой высокой текучести.
Физико-механические характеристики

Определение подвижности

Для исследования и определения подвижности используют разные способы – и простые, и сложные, отличающиеся точностью конечных результатов. Метод осадки конуса считается самым быстрым и заключается в усадке смеси под собственным весом за определенный промежуток времени в конкретных условиях. При осадке конуса применяют конусообразную форму с размерами, варьирующимися в зависимости от фракции заполнителя.

С расширенной стороны конуса за три приема закладывается бетонный раствор, каждый слой уплотняется вручную протыканием (штыкованием) железным прутом Ø 3-5 мм. После уплотнения конус переворачивают для того, чтобы раствор выпал (вытек) на поддон. Через некоторое время, необходимое для усадки смеси, проверяют значение текучести методом расчета уменьшения высоты бетонной пирамиды по отношения к верхнему торцу конуса. Такое исследование проводится несколько раз, полученные данные отображаются как среднее арифметическое всех попыток.
Лабораторное определение текучести

Если между результатами нет разницы, это означает, что смесь имеет максимально возможную жесткость. Если разница составляет ≤ 150 мм, то смесь считается малоподвижной. При разнице в высоте конусов ≥ 150 мм раствор определяется как максимально подвижный.

Следующий распространенный способ – исследования при помощи вискозиметра, которые проводятся на смесях с заполнителем средней зернистости (фракции 4-5 мм). Конус заполняется раствором и устанавливается на виброплиту. В смесь вставляется держатель с линейными делениями, на него крепится металлический диск с отверстиями. Одновременно с виброплитой включается хронометр и засекается отрезок времени, в течение которого бетонный раствор от вибрирования основания опустится по штативу до фиксируемой отметки. Время нужно умножить на коэффициент 0,45 – это и будет значением подвижности.

Еще один способ – исследования в специальных формах. Для таких испытаний берется стальной куб, открытый с одной стороны, в который загружают раствор бетона и устанавливают на вибрационное основание. Также засекается время заполнения раствором всех углов куба, а результат умножается на коэффициент 0,7. Итог – подвижность бетонного состава.
Исследования текучести на вискозиметре

Так как подобных исследований проводится масса, их результаты приведены в определенную систему и отражены в соответствующих таблицах и сводных документах. Например, следуя данным таблицы ниже, усадка ≤ 50 мм означает, что бетон марки П-1 жесткий. При усадке конуса в пределах 50-150 мм бетон относят к малоподвижным составам, которые рекомендуется использовать для строительства фундаментов промышленных и частных строений. Более высокие марки подвижности (до П-5) обладают усадкой конуса ≥ 150 мм и используются в герметичных опалубках специализированных объектов.

Состав и подвижность раствора

Показатели подвижности обеспечивает такое вещество, как песок, а также портландцемент, вода и заполнители – щебень, известь, гравий и т.д. Но подвижность определяют пропорции добавленных компонентов и их качество, а их нарушение может привести к снижению усадки, уменьшению или увеличению деформационных характеристик и несущей способности.
Таблица подвижности

Водоцементное соотношение считается главной характеристикой в определении текучести бетона, и ее нарушение в ту или иную сторону может снизить прочность конструкции в несколько раз. Оптимальным по ГОСТ считается отношение воды к цементу 0,4.

Чрезмерное добавление воды только визуально повышает текучесть раствора, который через определенный промежуток времени начинает расслаиваться, что означает нарушение структуры смеси и снижение прочности конструкции. Пропорции составляющих определяют способность бетона к удержанию жидкости, а подвижность раствора регулируется именно добавленным объемом воды. В малоподвижных растворах, которые имеют более низкую стоимость, воды добавляют меньше, поэтому их необходимо дополнительно трамбовать.

Строительная индустрия востребовала строительные материалы с различными характеристиками. К ним относятся бетоны, имеющие широкое разнообразие свойств и показателей качества. Соответственно, при проведении работ необходимо оперативно получить точную оценку свойств данного материала, к примеру, текучести бетона, которая напрямую влияет на его эксплуатационные характеристики наряду с прочностью.

Что такое подвижность затворенного бетона?

То, как материал заполняет опалубку при определенном способе трамбования с формированием им уплотненной однородной массы, характеризует удобоукладываемость бетонной смеси. Для ее оценки используются показатели связности, подвижности, жесткости раствора. Подвижность бетона (осадка конуса) — способность смеси растекаться только за счет веса материала. Данное свойство ключевое при оценке допуска раствора к использованию на конкретном объекте.

Виды подвижности

Технологическое удобство пользования бетонной смесью — подвижность бетона имеет установленную классификацию степеней текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций. Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления . Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов.

От чего зависит?

Подвижность бетона зависит от компонентов, их качества и количества.

Подвижность бетонной смеси определяется , плотностью цементного теста, водно-цементным содержанием, фракцией и формой зерна наполнителей (песка и щебня), чистотой наполнителей (воды, песка и щебня), соотношением компонентов (песка, цемента, воды, извести, щебня), качеством и количеством добавок. Также она зависит от условий заливки в опалубку на объекте.

Плотный и объемный арматурный каркас потребует повышенной текучести бетонных смесей, так как вибротрамбование в таких условиях затруднено. Когда в подобных условиях используется малоподвижный состав, плотность после уплотнения может не соответствовать установленным нормам (поры, раковины). Поэтому при подборе бетонного состава по степени подвижности (жесткости и связности) следует знать требования к несущей конструкции сооружения (особенно важно для фундамента) и конкретные условия его заливки (сложность формы опалубки и плотность арматурного каркаса).

Как обозначается?

Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции — от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.

Как определить подвижность?

Применяются различные методы, определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса — самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько естественным образом (под своим весом) усаживается бетонный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма, размеры которой зависят от величины фракций щебня. К примеру, конструкция высотой 300 мм, малым диаметром 100 мм и большим — 300 мм, внутренним объемом 7 л.

В нее с широкой стороны тремя порциями укладывают бетонную композицию, каждый слой которой уплотняют путем штыкования (8 – 9 движений на один слой) гладкой арматурой. Лишний раствор убирают. Затем конус переворачивают, как детскую паску, и освобождают раствор, уложенный конусом. Далее дают время, чтобы смесь осела, и осуществляют проверки величины подвижности вычислением снижения высоты раствора относительно верхнего среза формы (высота 300 мм), в которой он находился. Проверка проводится несколько раз для получения усредненного (более точного) результата.

Отсутствие разницы сообщает о максимальной жесткости состава. Когда смесью набрана разница высот до 150 мм — это малоподвижная композиция. Снижение конусом высоты до 150 мм и больше характеризует раствор как максимально текучий (подвижный).

Еще один метод — испытания вискозиметром (используется, когда в смесях щебень имеет размеры 0,5 – 4 см). Конусообразная форма раствора (формируется аналогично описанному выше) ставится на вибростол. В нее втыкается штатив с делениями, на который сверху надевается металлический диск. Включается виброплита и секундомер. Засекается время, когда груз под действием вибрации опустится вдоль штатива до определенной отметки. Полученная величина времени умножается на постоянный коэффициент 0,45. В результате определяется подвижность состава.

Следующий метод — испытания в формах. Используется открытый с одной стороны металлический куб (к примеру, 200 х 200 х 200 мм) для композиций с фракциями щебня до 7 см. В нем размещается конусообразная масса бетона.

Далее куб устанавливается на виброплиту. Одновременно с плитой включается секундомер. Измеряется интервал времени, за которое испытуемые бетонные смеси заполнят углы формы, а поверхность раствора становится ровной. Полученное время умножается на коэффициент 0,7. Результат — оценка подвижности состава.

Таблица подвижности бетонной смеси

Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, до 5 см — жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм — это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.

Подвижность и состав смеси

Состоит из песка, цемента, воды, щебенки и специальных добавок. Их наличие, качество и процентное соотношение определяют подвижность бетона. Нужную величину показателя обеспечивают оптимальные пропорции цемента и воды, а вот щебенка и песок снижают вероятные деформации искусственного камня при наборе прочности, уменьшая его усадку. Данные компоненты поднимают упругость материала, уменьшая нагрузочные деформации.

Водно–цементное соотношение — основной показатель (оптимальное соотношение 0,4 в массовой пропорции), нарушение которого приводит к недобору прочности материалом на несколько классов, тем более к последнему ведет добавление воды в уже готовую композицию. Подобная операция только внешне увеличивает подвижность замеса, но через короткое время заметным становится его расслоение. Соотношение компонентов создает определенную способность удержания воды в смеси. Ее подвижность изначально можно регулировать количеством воды. В малоподвижным смесях, считающихся наиболее выгодными, ее объем незначительный, что требует применения машинного трамбования для заполнения пустот в опалубке (при литье лестниц, фундаментов).

Увеличение массы цемента (к примеру, портландцемента) повышает подвижность раствора без уменьшения прочности. Данное явление имеет место, так как цемент обволакивает зерна наполнителей (щебня, песка) и раздвигает их собой, не давая соприкасаться. Трение снижается, подвижность растет.

Пластификаторы используют как добавку для повышения текучести.

Форма и фракции наполнителей также участвуют в формировании текучести. Так, их укрупнение сокращает общую площадь поверхности зерен в растворе, что неминуемо поднимает подвижность бетона. К примеру, гладкая поверхность речного гравия снижает силу трения заполнителей, что поднимает подвижность, но в результате конструкция не доберет марочную прочность и жесткость. Влияние песка в этом смысле незначительно.

А вот наличие примесей в песке и щебенке (например, глины, пыли) уменьшают текучесть затворенного состава, но после твердения создает дефекты в изделиях. На замешивание раствора или его доставку требуется время. Он сохраняет технологическую текучесть порядка 2-х часов. Однако если время доставки нельзя сократить, да еще имеет место низкая температура воздуха, то применяют пластификаторы. Данные добавки повышают текучесть, адгезию, позволяют сократить внесение воды.

Их добавка не снижает набираемую изделием прочность (пластификатор с химическими компонентами С3, к примеру, даже поднимет ее еще до 25%), позволяет отказаться от вибротрамбования. Это могут быть промышленные пластификаторы (в состав входят фосфаты, эфиры фталевой кислоты, парафины и пр.), позволяющие сохранить текучесть в течение 6-ти часов после заливки, что особенно важно, к примеру, зимой. Схожее действие имеют мыло, средства для мытья посуды и пр.

Для определения подвижности плоских механизмов следует пользоваться формулой Чебышева:

W = 3n – 2p 5 – p 4 ,

где W — степень свободы механизма;

n — число подвижных звеньев;

p 1 — число низших кинематических пар (5 класса);

p 2 — число высших кинематических пар (4 класса).

Раздел 2. Кинематический анализ плоских механизмов с низшими парами

Кинематический анализ Механизмов имеет своей целью изучение теории строения механизмов, исследование движения звеньев с геомет­рической точки зрения, независимо от сил, вызывающих движение этих тел.

Кинематическое исследование состоит в решении следующих за­дач:

1. Определение класса механизма, т. е. выяснение, из каких структурных групп состоит механизм, и в какой последовательности эти группы присоединяются к исходному механизму 1 класса.

2. Определение перемещений звеньев и траекторий, описываемых точками звеньев.

3. Определение скоростей отдельных точек звеньев и угловых ско­ростей звеньев.

4.Определение ускорений отдельных точек звеньев и угловых ус­корений звеньев.

Пример: Дана схема (рис. 2.1), длины звеньев l O 1 A = 0,1 м, l A В = 0,28 м, l ВО3 = 0,24 м, l СО3 = 0,18 м, l С D = 0,28 м, n = 400 об/мин. Исследова­ние механизма производится в 10-м положении.

По рядок расчета:

1. Выбираем масштаб для построения кинематической схемы, определяемый по формуле

где l O 1 A = 0,1- истинная длина звена;

О 1 А = 50 мм — длина звена на чертеже.

2. В этом масштабе вычерчиваем планы механизма (рис. 2.1, а) в 12 равноотстоящих положениях кривошипа. За нулевое следует принять одно из крайних положений механизма. Для этого необходимо найти длины от­резков всех остальных

звеньев механизма, которые будут изображать их на чертеже:

Для того, чтобы найти правое крайнее положение механизма, нужно из точки О 1 ; отрезком длиной 0 1 А+АВ сделать засечку на дуге ра­диуса О 3 В. Получим точку В 0 для нулевого положения. Затем найдем все остальные положения звеньев механизма. С помощью засечки длиной АВ-0 1 А на дуге радиуса О 3 В определим левое крайнее положение точки В и обозначим ее через В 3 .

3. Производим структурный анализ. Так как заданный механизм плоский и относится к третьему семейству, то степень свободы меха­низма определяется по формуле Чебышева

где n — число подвижных звеньев, равное в данном механизме 5;

p 5 -число кинематических пар 5-го класса (низшие кинематиче­ские пары). В данном механизме их 7 (0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 3-0, 4-5, 5-0);

р 4 -число кинематических пар 4-го класса (высшие кинематиче­ские пары), их в механизме нет. Тогда:

Рис. 2.1. Кинематическое исследование рычажного механизма методом планов:

а -кинематическая схема; б — группы Ассура; в — план скоро­стей; г — план ускорений

В данном механизме нет лишних степеней свободы и пассивных связей.

Проведем разложение механизма на структурные группы Ассура. Разложение следует начинать с отделения группы, наиболее отдаленной от ведущего звена. Разложение будет правильным, если после отделения каж­дой группы оставшаяся часть представляет собой кинематическую цепь с тем же числом степеней свободы, что и исходный механизм. По­этому раз­ложение необходимо начать с попытки отделения групп 2-го класса (двух-поводковых). В случае неудачи следует отделить группу 3-го класса или 4-го класса.

На рис. 3.1,б показано разложение механизма на структурные группы. Формула строения механизма имеет вид 1(0,1)®2 21 (2,3)®2 22 (4,5), т. е. к исходному механизму

1-го класса (звенья 0,1) присоединя­ются группы Ассура 2-го класса, состоящие из звеньев 2 — 3 (2-го по­рядка, 1-го вида) и 4- 5 (2-го порядка, 2-го вида). По классификации Ассура-Арт­обо­левского данный механизм является механизмом 2-го класса. Струк­турный анализ механизма всегда предшествует кинематическому исследо­ванию.

Кинематическое исследование механизма необходимо начинать с механизма 1-го класса, т. е. с ведущего звена. Задачи кинематического и силового исследования механизма в каждом положении его ведущего звена решаются для каждой группы Ассура отдельно, согласно формуле строе­ния.

Рассмотрим построение кинематических диаграмм. По найденным на пла­нах механизма (рис. 2.1,а) положениям ведомого звена 5 вычерчиваем гра­фик перемещения ползуна D (рис. 2.2,а), начиная от крайнего правого по­ложения. Так как по условию w 1 =const, то ось абсцисс является не только осью углов (j поворота кривошипа, но и осью времени t).

Время оборота ведущего звена (кривошипа O 1 A) в секундах, най­дем по формуле

x = 0-12 = 120. 180 мм; тогда масштаб времени, с/мм

Масштаб перемещений, откладываемых по оси ординат, берем та­ким же, что и масштаб длины на схеме механизма, или изменяем.

Дифференцируя график перемещений, получим график изменения скорости ведомого звена. Дифференцирование проводим графически мето­дом хорд.

Последовательность построения графика V D = V D (t) (рис.2.2,б):

1. Проводим секущие (хорды) 0a, аb, bс, сd, df и т. д.

2. Выбираем полюс р v на расстоянии H v , которое рекомендуется брать порядка 20. 40 мм, и проводим из него лучи 1, 2, 3, 4 и т. д., параллель­ные секущим 0a, аb, bс, сd, df и т.д., до пересечения с осью ординат.

3. Из точек пересечения 1, 2, 3 и т. д. проводим горизонтали до пере­сечения с вертикальными прямыми, проведенными из середин 0-1, 1-2 и т. д. отрезков времени Dt.

4. Точки пересечения 1″, 2″, 3″, 4″ и т. д. соединяем плавной кривой. Это будет кривая изменения скорости ведомого звена.

5. Вычисляем масштаб скорости, мс -1 /мм,

где w 1 — угловая скорость звена 1,

m s — масштаб перемещений;

m t — масштаб времени;

H v -полюсное расстояние, мм.

Масштаб графика скорости зависит от выбора полюсного рас­стояния. Чем больше полюсное расстояние, тем меньше численный мас­штаб и тем большие ординаты имеет график скорости. Начальная и ко­нечная точки графика за период цикла движения механизма должны иметь одинаковые ординаты (в данном случае они равны нулю).

Аналогичным способом получим кривую ускорения (рис.2.2,в), дифференцируя график скорости. График ускорения, постро­енный путем графического дифференцирования кривой графика скоро­сти, изображает закон изменения лишь касательного ускорения. Только в случае прямолинейного движения точки, когда нормальное ускорение равно нулю, построенный график отобразит (как в нашем примере) закон изменения полного ускорения. Начальная и конечная точки графика ус­корения за время цикла движения механизма должны иметь одинаковые ординаты.

Масштаб графика ускорений, мс -1 /мм, определяется по формуле

Рис. 2.2. Кинематические диаграммы

Рассмотрим построение плана скоростей для 10-го положения (рис. 2.1,в).

Величина скорости точки A, м/с, перпендикулярной кривошипу 0 1 A, определяется по формуле

Для построения плана скоростей выбираем на плоскости произ­вольную точку р — полюс плана скоростей, который является началом плана скоростей. Из полюса откладываем отрезок рa , изображающий на плане скоростей вектор скорости V A . Он перпендикулярен звену 0 1 А.

Тогда масштаб плана скоростей, мс -1 /мм

Рассмотрим первую группу звеньев (звенья 2 и 3).

Для определения скорости точки В напишем два векторных урав­нения согласно теореме о сложении скоростей при плоско­параллельном движении:

Векторы относительных скоростей V В A и V BO 3 известны только по направлению. Вектор относительной ско­рости V ВA перпендикулярен звену AВ, а вектор V ВОЗ — звену О 3 В.

Точка О 3 неподвижна, поэтому V 03 =0. Таким образом, рассматри­ваемая группа присоединена к двум точкам, скорости которых известны и по направлению, и по величине.

В соответствии с векторным уравнением (2.3) на плане скоростей прово­дим через точку (а ) прямую, перпендикулярную звену AВ. Это есть ли­ния вектора V BA . В соответствии с векторным равенством (2.4) про­водим через точку О 3 на плане скоростей прямую, перпендикулярную звену O 3 B. Это будет линия вектора V ВОЗ. Точка (в ) пересечения этих двух пря­мых и будет определять конец вектора, изображающего на плане скоро­стей вектор Vв. Чтобы определить истинную величину любого из векто­ров в м/с, надо его длину умножить на масштаб плана скоростей.

Для определения скорости точки С воспользуемся тем, что кар­тина относительных скоростей образует на плане скоростей фигуру, по­добную фигуре звена и повернутую относительно ее на 90° в сторону вращения звена. В соответствии с этим отрезок рb плана скоростей раз­делим в отно­ше­нии О 3 В: O 3 C, т. е.

Величина скорости точки С, м/с

Перейдем к группе (звенья 4 и 5).

Для определения скорости точки D напишем векторные уравнения

Вектор относительной скорости V DC и вектор абсолютной скорости V D не известны по величине, но известны по направлению. В соответствии с векторным уравнением через точку С на плане скоростей проводим пря­мую, перпендикулярную звену CD. Это будет линия относительной скоро­сти, где далее проводим линию параллельно направляющей

Х-Х. Точка d, пе­ресечения этих прямых и есть искомая точка. Истинная величина скорости точки D, м/с

Определим угловые скорости. Угловая скорость звена 2, рад/с, оп­ределяется по формуле

Чтобы определить направление угловой скорости w 2 , следует век­тор относительной скорости V BA перенести в точку В механизма, а точку A мысленно закрепить. Тогда вектор V BA будет стремиться вращать звено 2 по ходу часовой стрелки. Это и будет направление угловой ско­рости w 2

Остальные угловые скорости:

Бетон является очень сложной системой, в которой на протяжении всего срока эксплуатации происходит внутри множество химических процессов.

Подвижность бетонной смеси — как определять?

В наше время существует много видов бетона, с различными свойствами под конкретные конструкции и условия эксплуатации. При организации работ по бетонированию важно знать такое свойство бетона, как удобоукладываемость.

Удобоукладываемость бетонной смеси – это способность бетона при бетонировании заполнять форму, опалубку под воздействием собственного веса или приложенной внешней силы (вибрация, уплотнение).

Удобоукладываемость бетонной смеси определяется подвижностью бетонной смеси (П) или осадкой конуса (ОК, S). Подвижность бетонной смеси определяют по методике ДСТУ Б В.2.7-114-2002, где определяется осадка конуса ОК (S), см. Для испытания бетонной смеси применяют стандартные конусы (фото 2 ) в зависимости от фракции крупного заполнителя:

• при фракции щебня не более 70 мм — 300×200×100 мм (H×D×d);
• при фракции щебня более 70 мм — 450×300×150 мм (H×D×d),

где H – высота конуса; D – нижний диаметр конуса; d – верхний диаметр конуса.

Суть определения осадки конуса сводится к тому, что приготовленная бетонная смесь засыпается в усеченный стандартный конус в три этапа с уплотнением штыковкой (обычно кусок гладкой стержневой арматуры). Выравнивают верхнюю поверхность конуса, убирая остатки бетонной смеси, а затем поднимают вертикально форму и ставят возле образовавшегося конуса. Разность высот между формой и смесью и является значением осадки конуса.

На основании ДСТУ Б В.2.7-176:2008 все бетонные смеси в зависимости от консистенции разделяют на следующие марки (табл. 1 )

Таблица 1. Марка бетонной смеси по консистенции

Марка бетонной смеси по жесткости
Марка	Осадка конуса, мм
S1	10…40
S2	50…90
S3	100…150
S4	160…210
S5	220
Марка бетонной смеси по жесткости (метод Vebe )
Марка	Время, с
V0	31
V1	30…21
V2	20…11
V3	10…6
V4	5…3

Также консистенцию бетонной смеси можно определить следующими терминам:

• жесткая бетонная смесь: ОК от 0…1 см;
• малоподвижная бетонная смесь: ОК от 1…5 см;
• подвижная бетонная смесь: ОК от 6…14 см;
• литая бетонная смесь: ОК более 15 см.

По таблице 1 видно, что самая густая бетонная смесь обладает такими показателями: S1, V0. Самая жидкая бетонная смесь имеет такие марки: S4 или S5, V4. Жесткие смеси S2, S3 применяют для бетонирования строительных объектов при помощи вибрации и уплотнения.

Если не применять уплотнители и вибраторы, тогда в жестких смесях образуются пустоты, нарушающие целостность и монолитность конструкции и тем же самим снижающие прочность, фото 4 .

Подвижность бетонной смеси зависит от множества факторов:

• вид цемента;
• количество воды;
• водо-цементное отношение (В/Ц);
• отсутствие или присутствие добавок;
• вид примененных добавок;
• качество и форма заполнителей;
• крупность заполнителей (мелкий и крупный).

Как выбрать нужную подвижность бетонной смеси?

Самый главный фактор, отвечающий за свойства бетона является водоцементное соотношение (В/Ц). Поэтому, бетонную смесь категорически недопустимо разбавлять водой для предания ей повышенной подвижности. Прочность бетона на прямую зависит от водоцементного соотношения В/Ц. Если нарушается В/Ц добавлением воды в бетонную смесь – нарушаются основные характеристики бетона. В таком случае прочность бетона может снизиться на несколько классов, например с класса по прочности С40 может получиться С30.

Существует такое мнение, что бетон с высокой подвижностью обладает лучшей прочность. Бетон марок S4, S5 по консистенции будет дороже бетона с маркой S1, но это не означает, что он прочнее. Класс прочности бетона с осадкой конуса S1, S2, S3, S4, S5 будет одинаковый, но расход цемента будет разный, что и определяет цену бетона. Для более подвижных бетонных смесей необходимо расходовать большее количество цемента, чем для менее подвижной, чтобы обеспечить одинаковою прочность бетона. Таким образом, не стоит заказывать для бетонирования открытой площадки или плиты бетон с подвижностью S5, там где есть возможность с помощью вибраторов уплотнить бетонную смесь – это лишние необоснованные затраты денежных средств.

Если вдруг случилось так, что привезли на строительную площадку бетонную смесь ниже требуемой подвижности, ее можно повысить с помощью добавок-пластификаторов. Добавление пластификаторов существенно не снизит прочность бетона. При бетонировании зимой при отрицательных температурах необходимо использовать противоморозные добавки, которые могут обеспечить необходимую подвижность до 6 часов.

В табл. 2 приведены рациональная область применения бетонной смеси разной подвижности для разных строительных нужд.

Таблица 2. Область применения бетонной смеси в зависимости от подвижности

Марка бетонной смеси по осадке конуса	Осадка конуса, мм	Область применения
S1	10…40	Для монолитных конструкций, бетонирования стен, неармированных или редко армированных конструкций, массивные фундаменты (ОК – 30…60 мм)
S2	50…90	Для стандартного монолитного строительства, для плит, ригелей, колон, густоармированных конструкций, бетонные набивные сваи (ОК – 40…50 мм)
S3	100…150
S4	160…210	Используется для бетонирования конструкций с малым поперечным сечением, густоармированные элементы, труднодоступные места, колоны, при бетонировании с помощью бетононасоса, можно не применять вибратор
S5	220

При расчете состава бетона для определения нужного количества воды при заданной подвижности можно воспользоваться следующими графиками, рис. 1.

Рис. 1. График водопотребности пластичной (а) и жесткой, (б) бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7%) и гравия наибольшей крупности: 1 – 70 мм; 2 – 40 мм; 3 – 20 мм; 4 – 10 мм

Больше всего в строительстве используют осадку конуса для описания консистенции бетонной смеси. Но в отдельных случаях пользуются такой характеристикой, как жесткость бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси (Ж) определяется, как время вибрации в секундах, необходимое для измерения и уплотнение предварительно сформированного конуса бетонной смеси с использованием прибора для определения жесткости (прибор типа Vebe) – рис. 2 . Эта характеристика более точно отображает свойство жестких или малоподвижных смесей и встречается в строительстве.

Рис. 2. Определение жесткости бетонной смеси: І – прибор типа Vebe; ІІ – бетонная смесь на приборе до вибрации; ІІ – бетонная смесь на приборе после вибрации; 1 – цилиндрическое кольцо, 2 – усеченный конус, 3 – воронка, 4 – штатив, 5 – диск с 6 отверстиями, 6 – штанга, 7 – вибростол

какие единицы измерения подвижности растворных смесей

Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, расслаиваемость, средняя плотность, водоудерживающая способность. Для оценки качества растворной смеси среднюю пробу отбирают в строительной лаборатории при приготовлении опытных замесов, при выгрузке замеса из растворосмесителя или бункера (в начале, середине и конце выгрузки смеси), из автомашин или расходных ящиков каменщика в трех местах с глубины 10—15 см лопатами или совками. В двух последних случаях объем каждой пробы должен быть не менее 1 – 2 л. Перемешивая отдельные пробы, получают среднюю пробу раствора в количестве не менее 3 – 5 л, которую направляют в лабораторию, где смесь перед испытанием перемешивают в течение 30 с. Растворную смесь испытывают согласно методике ГОСТ 5802 – 86.

Для определения подвижности раствора сосуд наполняют смесью примерно на 1 см ниже краев. Уложенный раствор штыкуют 25 раз стержнем диаметром 10 – 12 мм и встряхивают 5 – 6 раз легким постукиванием сосуда о стол. Острие конуса приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в сосуде и закрепляют стержень в таком положении зажимным винтом 8, отмечая при этом положение стрелки на шкале. Затем поворачивают зажимной винт, предоставляя конусу свободно погружаться в раствор. Через 1 минуту отсчитывают по шкале глубину его погружения с точностью до 1 мм.

Подвижность (см) определяют как среднее арифметическое двух испытаний. Второе испытание проводят с новой порцией раствора. Разница в показаниях не должно превышать 20 мм.

По результатам испытаний определяют марку по подвижности П_к

Марка по подвижности	Глубина погружения, см
Пк1	От 1 до 4 включительно
Пк2	Выше 4 до 8 включительно
Пк3	Выше 8 до 12 включительно
Пк4	Выше 12 до 14 включительно

Рабочую подвижность раствора (см) в летних и зимних условиях в зависимости от его назначения принимают следующей:

— обычная кладка из сплошного кирпича, а также кладка из бетонных камней и естественных камней легких пород – от 9 до 13;

— обычная кладка из дырчатого кирпича или керамических камней с щелевыми пустотами – от 7 до 8;

— бутовая кладка – от 4 до 6;

— заливка пустот при бутовой кладке – от 13 до 15;

— вибрированная бутовая кладка – от 1 до 3.

Для кладки из сухих и пористых каменных материалов применяют растворы с большей подвижностью, a для кладки из влажных и плотных материалов — с меньшей.

Расслаиваемостьрастворной смеси, характеризующая ее связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания массы заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерам 150×150×150 мм.

Растворную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов размерами 150×150×150 мм. После этого уплотненную растворную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение 1 мин.

После вибрирования верхний слой раствора высотой (7,5 ± 0,5) мм из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

Отобранные пробы растворной смеси взвешивают с погрешностью до 2 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями 0,16 мм.

При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления вяжущего. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень, высушивают до постоянной массы при температуре 105 – 110 °С и взвешивают с погрешностью до 2 г.

Содержание заполнителя в верхней (нижней) частях уплотненной растворной смеси V в процентах определяют по формуле

где m₁ – масса отмытого высушенного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г; m₂ — масса растворной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

Показатель расслаиваемости растворной смеси n в процентах определяют по формуле

где DV — абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхней и нижней частях образца, %; åV — суммарное содержание заполнителя верхней и нижней частей образца, %.

Показатель расслоения для каждой пробы растворной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.

Средняя плотность растворной смеси характеризуется отношением массы уплотненной растворной смеси к ее объему и выражается в килограммах на кубический метр.

Для проведения испытаний применяют стальной цилиндрический сосуд емкостью 1000±2 мл (рис. 2).

Перед испытанием сосуд предварительно взвешивают с погрешностью до 2 г. Затем наполняют растворной смесью с избытком.

Растворную смесь уплотняют путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5 – 6 кратным легким постукиванием о стол.

После уплотнения избыток растворной смеси срезают стальной линейкой. Поверхность тщательно выравнивают вровень с краями сосуда. Стенки мерного сосуда очищают влажной ветошью от попавшего на них раствора. Затем сосуд с растворной смесью взвешивают с точностью до 2 г.

где m – масса мерного сосуда с растворной смесью, г; m₁ – масса мерного сосуда без смеси, г. Затем переводят в килограммы на кубический метр умножением на коэффициент 1000.

Плотность растворной смеси определяют как среднее арифметическое значение результатов двух определений плотности «смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 5 % от меньшего значения.

При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.

Водоудерживающую способность определяют путем испы­тания слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенного на промокательную бумагу (рис. 3).

Перед испытанием 10 листов промокательной бумаги 2 взвешивают с погрешностью до 0,1 г, укладывают на стеклянную пластинку 3, сверху укладывают прокладку из марлевой ткани 4, устанавливают металлическое кольцо 1 и еще раз взвешивают. Тщательно перемешанную растворную смесь укладывают вровень с краями металлического кольца, выравнивают, взвеши­вают и оставляют на 10 мин. Металлическое кольцо с раствором осторожно снимают вместе с марлей.

Промокательную бумагу взвешивают с погрешностью до 0,1 г.

Водоудерживающую способность растворной смеси определяют выраженным в процентах содержанием воды в пробе до и после эксперимента по формуле

где т₁ — масса промокательной бумаги до испытаний, г; т₂ — масса промокательной бумаги после испытания, г; m₃ — масса установки без растворной смеси, г; т₄ — масса установки с растворной смесью, г.

Водоудерживающую способность растворной смеси определяют дважды для каждой пробы растворной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.

Строительные вакансии

Дата введения 01.07.1986

РАСТВОРЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Mortars. Test methods.

Дата введения 01.07.86

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК им. Кучеренко) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 11.12.85 № 214

3. ВЗАМЕН ГОСТ 5802—78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

3.2.1, 4.2.1, 5.2.1, 7.3.1, 8.4.1, 9.2.1

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2002 г.

Настоящий стандарт распространяется на растворные смеси и растворы строительные, изготовленные на минеральных вяжущих (цемент, известь, гипс, растворимое стекло), применяющиеся во всех видах строительства, кроме гидротехнического.

Стандарт устанавливает методы определения следующих свойств растворной смеси и раствора:

— подвижности, средней плотности, расслаиваемости, водоудерживающей способности, водоотделения растворной смеси;

— предела прочности (далее — прочности) на сжатие, растяжения при раскалывании, растяжения при изгибе, усадки, средней плотности, влажности, водопоглощения, морозостойкости затвердевшего раствора.

Стандарт не распространяется на растворы жаростойкие, химически стойкие и напрягающие растворы.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Определение подвижности, плотности растворной смеси и прочности на сжатие раствора является обязательной для растворов всех видов. Другие свойства растворных смесей и раствора определяют в случаях, предусмотренных проектом или правилами производства работ.

1.2. Пробы для испытания растворной смеси и изготовления образцов отбирают до начала схватывания растворной смеси.

1.3. Пробы следует отбирать из смесителя по окончании процесса перемешивания, на месте применения раствора из транспортных средств или рабочего ящика.

Пробы отбирают не менее чем из трех мест с различной глубины.

Объем пробы должен быть не менее 3 л.

1.4. Отобранная проба перед проведением испытания должна быть дополнительно перемещена в течение 30 с.

1.5. Испытание растворной смеси должно быть начато не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.

1.6. Испытание затвердевших растворов проводят на образцах. Форма и размеры образцов в зависимости от вида испытания должны соответствовать указанным в табл. 1.

Геометрические размеры, мм

Определение прочности на сжатие и растяжение при раскалывании

Определение прочности на растяжение при изгибе

Призма квадратного сечения

Определение плотности, влажности, водопоглощения, морозостойкости

Примечание. При производственном контроле растворов, к которым одновременно предъявляются требования по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, допускается определять прочность раствора на сжатие испытанием половинок образцов-призм, полученных после испытания на изгиб образцов-призм по ГОСТ 310.4.

1.7. Отклонение размеров отформованных образцов по длине ребер кубов, сторон поперечного сечения призм, указанных в табл. 1, не должны превышать 0,7 мм.

1.8. Перед формованием образцов внутренние поверхности форм покрывают тонким слоем смазки.

1.9. Все образцы должны иметь маркировку. Маркировка должна быть несмываемой и не должна повреждать образец.

1.10. Изготовленные образцы измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм.

1.11. В зимних условиях для испытания раствора с противоморозными добавками и без них отбор проб и изготовление образцов следует производить на месте его применения или приготовления, а хранение образцов в тех же температурно-влажностных условиях, в которых находится раствор, уложенный в конструкцию.

Образцы следует хранить на полке запирающегося инвентарного ящика с сетчатыми стенками и непромокаемой крышей.

1.12. Все средства измерении и параметры виброплощадки следует проверять в сроки, предусмотренные метрологическими службами Госстандарта.

1.13. Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20 ± 2) °С, относительная влажность воздуха 50—70 %.

Температуру и влажность помещения измеряют аспирационным психрометром типа МВ-4.

1.14. Для испытания растворных смесей и растворов сосуды, ложки, и другие приспособления должны быть изготовлены из стали, стекла или пластмассы.

Применение изделий из алюминия или оцинкованной стали и дерева не допускается.

1.15. Прочность раствора, взятого из швов кладки, на сжатие определяют по методике, приведенной в приложении 1.

Прочность раствора на растяжение при изгибе и сжатии определяют по ГОСТ 310.4.

Прочность раствора на растяжение при раскалывании определяют по ГОСТ 10180.

Прочность сцепления определяют по ГОСТ 24992.

Деформацию усадки определяют по ГОСТ 24544.

Водоотделенне растворной смеси определяют по ГОСТ 10181.

1.16. Результаты испытаний проб растворных смесей и образцов раствора заносят в журнал, на основании которых составляют документ, характеризующий качество строительного раствора.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

2.1. Подвижность растворной смеси характеризуется измеряемой в сантиметрах глубиной погружения в нее эталонного конуса.

2.2.1. Для проведения испытаний применяют:

прибор для определения подвижности (черт. 1);

стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм;

Прибор для определения подвижности растворной смеси

1 — штатив; 2 — шкала; 3 — эталонный конус; 4 — штанга; 5 — держатели;

6 — направляющие; 7 — сосуд для растворной смеси; 8 — стопорный винт

2.2.2. Эталонный конус прибора изготавливают из листовой стали или из пластмассы со стальным наконечником. Угол при вершине должен быть 30° ± 30‘.

Масса эталонного конуса со штангой должна быть (300 ± 2) г.

2.3. Подготовка к испытаниям

2.3.1. Все соприкасающиеся с растворной смесью поверхности конуса и сосуда следует очистить от загрязнений и протереть влажной тканью.

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Величину погружения конуса определяют в последовательности, приведенной ниже.

Прибор устанавливают на горизонтальной поверхности и проверяют свободу скольжения штанги 4 в направляющих 6.

2.4.2. Сосуд 7 наполняют растворной смесью на 1 см ниже его краев и уплотняют ее путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5—6 кратным легким постукиванием о стол, после чего сосуд ставят на площадку прибора.

2.4.3. Острие конуса 3 приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в сосуде, закрепляют штангу конуса стопорным винтом 8 и делают первый отсчет по шкале. Затем отпускают стопорный винт.

2.4.4. Конус должен погружаться в растворную смесь свободно. Второй отсчет снимают по шкале через 1 мин после начала погружения конуса.

2.4.5. Глубину погружения конуса, измеряемую с погрешностью до 1 мм, определяют как разность между первым и вторым отсчетом.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Глубину погружения конуса оценивают по результатам двух испытаний на разных пробах растворной смеси одного замеса как среднее арифметическое значение из них и округляют.

2.5.2. Разница в показателях частных испытаний не должна превышать 20 мм. Если разница окажется больше 20 мм, то испытания следует повторить на новой пробе растворной смеси.

2.5.3. Результаты испытаний заносят в журнал по форме согласно приложению 2.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

3.2.1. Для проведения испытаний применяют:

стальной цилиндрический сосуд емкостью 1000 +2 мл (черт. 2);

весы лабораторные по ГОСТ 24104;

стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм;

стальную линейку 400 мм по ГОСТ 427.

Стальной цилиндрический сосуд

3.3. Подготовка к испытанию и проведение испытаний

3.3.1. Перед испытанием сосуд предварительно взвешивают с погрешностью до 2 г. Затем наполняют растворной смесью с избытком.

3.3.2. Растворную смесь уплотняют путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5—6 кратным легким постукиванием о стол.

3.3.3. После уплотнения избыток растворной смеси срезают стальной линейкой. Поверхность тщательно выравнивают вровень с краями сосуда. Стенки мерного сосуда очищают влажной ветошью от попавшего на них раствора. Затем сосуд с растворной смесью взвешивают с точностью до 2 г.

3.4. Обработка результатов

(1)

где m — масса мерного сосуда с растворной смесью, г;

m₁ — масса мерного сосуда без смеси, г.

3.4.2. Плотность растворной смеси определяют как среднее арифметическое значение результатов двух определений плотности смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 5 % от меньшего значения.

При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.

3.4.3. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал по форме согласно приложению 2.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССЛАИВАЕМОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

4.1. Расслаиваемость растворной смеси, характеризующая ее связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания массы заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерам 150х150х150 мм.

4.2.1. Для проведения испытаний применяют:

формы стальные размерами 150х150х150 мм по ГОСТ 22685;

лабораторную виброплощадку типа 435А;

весы лабораторные по ГОСТ 24104;

шкаф сушильный по ОСТ 16.0.801.397;

сито с ячейками 0,14 мм;

стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм.

4.2.2. Лабораторная виброплощадка в загруженном состоянии должна обеспечивать вертикальные колебания частотой 2900 ± 100 в минуту и амплитудой (0,5 ± 0,05) мм. Виброплощадка должна иметь устройство, обеспечивающее при вибрировании жесткое крепление формы с раствором к поверхности стола.

4.3. Проведение испытаний

4.3.1. Растворную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов размерами 150х150х150 мм. После этого уплотненную растворную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение 1 мин.

4.3.2. После вибрирования верхний слой раствора высотой (7,5 ± 0,5) мм из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

4.3.3. Отобранные пробы растворной смеси взвешивают с погрешностью до 2 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями 0,14 мм.

При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления вяжущего. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

4.3.4. Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень, высушивают до постоянной массы при температуре 105—110 °С и взвешивают с погрешностью до 2 г.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Содержание заполнителя в верхней (нижней) частях уплотненной растворной смеси V в процентах определяют по формуле

(2)

где т₁ —масса отмытого высушенного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;

m₂ — масса растворной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

4.4.2. Показатель расслаиваемости растворной смеси П в процентах определяют по формуле

(3)

где DV — абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхней и нижней частях образца, %;

åV — суммарное содержание заполнителя верхней и нижней частей образца, %.

4.4.3. Показатель расслоения для каждой пробы растворной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.

4.4.4. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

дату и время испытания;

место отбора пробы;

марку и вид раствора;

результаты частных определений;

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

5.1. Водоудерживающую способность определяют путем испытания слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенного на промокательную бумагу.

5.2. Аппаратура и материалы

5.2.1. Для проведения испытаний применяют:

листы промокательной бумаги размером 150Х150 мм по ТУ 13-7308001-758;

прокладки из марлевой ткани размером 250Х350 мм по ГОСТ 11109;

металлическое кольцо внутренним диаметром 100 мм, высотой 12 мм и толщиной стенки 5 мм;

стеклянную пластинку размером 150х150 мм, толщиной 5 мм;

весы лабораторные по ГОСТ 24104;

прибор для определения водоудерживающей способности растворной смеси (черт 3).

Схема прибора для определения водоудерживающей способности растворной смеси

1 — металлическое кольцо с раствором; 2 — 10 слоев промокательной бумаги;

3 — стеклянная пластина; 4 — слой марлевой ткани

5.3. Подготовка к испытанию и проведение испытаний

5.3.1. Перед испытанием 10 листов промокательной бумаги взвешивают с погрешностью до 0,1 г, укладывают на стеклянную пластинку, сверху укладывают прокладку из марлевой ткани, устанавливают металлическое кольцо и еще раз взвешивают.

5.3.2. Тщательно перемешанную растворную смесь укладывают вровень с краями металлического кольца, выравнивают, взвешивают и оставляют на 10 мин.

5.3.3. Металлическое кольцо с раствором осторожно снимают вместе с марлей.

Промокательную бумагу взвешивают с погрешностью до 0,1 г.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Водоудерживающую способность растворной смеси V определяют выраженным в процентах содержанием воды в пробе до и после эксперимента по формуле

(4)

где т₁ — масса промокательной бумаги до испытаний, г;

т₂ — масса промокательной бумаги после испытания, г;

m₃ — масса установки без растворной смеси, г;

т₄ — масса установки с растворной смесью, г.

5.4.2. Водоудерживающую способность растворной смеси определяют дважды для каждой пробы растворной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.

5.4.3. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

дату и время испытаний;

место отбора пробы;

марку и вид растворной смеси;

результаты частных определений и среднеарифметический результат.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ РАСТВОРА НА СЖАТИЕ

6.1. Прочность раствора на сжатие должна определяться на образцах-кубах размерами 70,7х70,7х70,7 мм в возрасте, установленном в стандарте или технических условиях на данный вид раствора. На каждый срок испытания изготавливают три образца.

6.2. Отбор проб и общие технические требования к методу определения прочности на сжатие — по пп. 1.1—1.14.

6.3.1. Для проведения испытаний применяют:

— разъемные стальные формы с поддоном и без поддона по ГОСТ 22685;

— пресс гидравлический по ГОСТ 28840;

— штангенциркули по ГОСТ 166;

— стержень стальной диаметром 12 мм, длиной 300 мм;

Шпатель для уплотнения растворной смеси

6.4. Подготовка к испытанию

6.4.1. Образцы из растворной смеси подвижностью до 5 см должны изготавливаться в формах с поддоном.

Форму заполняют раствором в два слоя. Уплотнение слоев раствора в каждом отделении формы производят 12 нажимами шпателя: шесть нажимов вдоль одной стороны и шесть нажимов — в перпендикулярном направлении.

Избыток раствора срезают вровень с краями формы смоченной водой стальной линейкой и заглаживают поверхность.

6.4.2. Образцы из растворной смеси подвижностью 5 см и более изготавливают в формах без поддона.

Форму устанавливают на кирпич, покрытый газетной бумагой, смоченной водой, или другой непроклеенной бумагой. Размер бумаги должен быть таким, чтобы она закрывала боковые грани кирпича. Кирпичи перед употреблением должны быть притерты вручную один о другой для устранения резких неровностей. Кирпич применяют глиняный обыкновенный влажностью не более 2 % и водопоглощением 10—15 % по массе. Кирпичи со следами цемента на гранях повторному использованию не подлежат.

6.4.3. Формы заполняют растворной смесью за один прием с некоторым избытком и уплотняют ее путем штыкования стальным стержнем 25 раз по концентрической окружности от центра к краям.

6.4.4. В условиях зимней кладки для испытания растворов с противоморозными добавками и без противоморозных добавок на каждый срок испытания и каждый контролируемый участок изготавливают по шесть образцов, три из которых испытывают в сроки, необходимые для поэтажного контроля прочности раствора после 3 ч их оттаивания при температуре не ниже (20 ± 2) °С, а оставшиеся образцы испытывают после их оттаивания и последующего 28-суточного твердения при температуре не ниже (20 ± 2) °С. Время оттаивания должно соответствовать указанному в табл. 2.

Температура при которой происходило замораживание, °С

Продолжительность оттаивания, ч

6.4.5. Формы, заполненные растворной смесью на гидравлических вяжущих, выдерживают до распалубки в камере нормального хранения при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности воздуха 95—100 %, а формы, заполненные растворной смесью на воздушных вяжущих, — в помещении при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности (65 ± 10) %.

6.4.6. Образцы освобождают из форм через (24 ± 2) ч после укладки растворной смеси.

Образцы, изготовленные из растворных смесей, приготовленных на шлакопортландцементах, пуццолановых портландцементах с добавками замедлителями схватывания, а также образцы зимней кладки, хранившиеся на открытом воздухе, освобождают из форм через 2—3 сут.

6.4.7. После освобождения из форм образцы должны храниться при температуре (20 ± 2) °С. При этом должны соблюдаться следующие условия: образцы из растворов, приготовленных на гидравлических вяжущих, в течение первых 3 сут должны храниться в камере нормального хранения при относительной влажности воздуха 95—100 %, а оставшееся до испытания время — в помещении при относительной влажности воздуха (65 ± 10) % (из растворов, твердеющих на воздухе) или в воде (из растворов, твердеющих во влажной среде); образцы из растворов, приготовленных на воздушных вяжущих, должны храниться в помещении при относительной влажности воздуха (65 ± 10) %.

6.4.8. При отсутствии камеры нормального хранения допускается хранение образцов, приготовленных на гидравлических вяжущих, во влажном песке или опилках.

6.4.9. При хранении в помещении образцы должны быть защищены от сквозняков, обогревания приборами отопления и т. п.

6.4.10 Перед испытанием на сжатие (для последующего определения плотности) образцы взвешивают с погрешностью до 0,1 % и измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм.

6.4.11. Образцы, хранившиеся в воде, должны быть вынуты из нее не ранее чем за 10 мин до испытания и вытерты влажной тканью.

Образцы, хранившиеся в помещении, должны быть очищены волосяной щеткой.

6.5. Проведение испытания

6.5.1. Перед установкой образца на пресс с контактирующих с гранями образца опорных плит пресса тщательно удаляют частицы раствора, оставшиеся от предыдущего испытания.

6.5.2. Образец устанавливают на нижнюю плиту пресса центрально относительно его оси так, чтобы основанием служили грани, соприкасавшиеся со стенками формы при его изготовлении.

6.5.3. Шкалу силоизмерителя испытательной машины или пресса выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20—80 % от максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой.

Тип (марку) испытательной машины (пресса) и выбранную шкалу силоизмерителя записывают в журнале испытаний.

6.5.4. Нагрузка на образец должна возрастать непрерывно с постоянной скоростью (0,6 ± 0,4) МПа [(6 ± 4) кгс/см 2 ] в секунду до его разрушения.

Достигнутое в процессе испытания образца максимальное усилие принимают за величину разрушающей нагрузки.

6.6. Обработка результатов

6.6.1. Предел прочности раствора на сжатие R вычисляют для каждого образца с погрешностью до 0,01 МПа (0,1 кгс/см 2 ) по формуле

(5)

где P — разрушающая нагрузка, Н;

6.6.2. Рабочую площадь сечения образцов определяют по результатам измерения как среднее арифметическое значение площадей двух противоположных граней.

6.6.3. Предел прочности раствора на сжатие вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

6.6.4. Результаты испытаний заносят в журнал по форме согласно приложению 2.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ РАСТВОРА

7.1. Плотность раствора определяют испытанием образцов-кубов с ребром 70,7 мм, изготовленных из растворной смеси рабочего состава, либо пластин размером 50Х50 мм, взятых из швов конструкций. Толщина пластин должна соответствовать толщине шва.

При производственном контроле плотность растворов определяют испытанием образцов, предназначенных для определения прочности раствора.

7.2. Образцы изготавливают и испытывают сериями. Серия должна состоять из трех образцов.

7.3. Аппаратура, материалы

7.3.1. Для проведения испытания применяют:

весы технические по ГОСТ 24104;

шкаф сушильный по ОСТ 16.0.801.397;

штангенциркуль по ГОСТ 166;

стальные линейки по ГОСТ 427;

эксикатор по ГОСТ 25336;

хлористый кальций безводный по ГОСТ 450 или серную кислоту плотностью 1,84 г/см 3 по ГОСТ 2184;

парафин по ГОСТ 23683.

7.4. Подготовка к испытанию

7.4.1. Плотность раствора определяют испытанием образцов в состоянии естественной влажности пли нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном.

7.4.2. При определении плотности раствора в состоянии естественной влажности образцы испытывают сразу же после их отбора или хранят в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем который превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в два раза.

7.4.3. Плотность раствора при нормируемом влажностном состоянии определяют испытанием образцов раствора, имеющих нормируемую влажность или произвольную влажность с последующим пересчетом полученных результатов на нормированную влажность по формуле (7).

7.4.4. При определении плотности раствора в сухом состоянии образцы высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями п. 8.5.1.

7.4.5. При определении плотности раствора в воздушно-сухом состоянии образцы перед испытанием выдерживают не менее 28 сут в помещении при температуре (25 ± 10) °С и относительной влажности воздуха (50 ± 20) %.

7.4.6. При определении плотности раствора в нормальных влажностных условиях образцы хранят 28 сут в камере нормального твердения, эксикаторе или другой герметичной емкости при относительной влажности воздуха не менее 95 % и температуре (20±2) °С.

7.4.7. При определении плотности раствора в водонасыщенном состоянии образцы насыщают водой в соответствии с требованиями п. 9.4.

7.5. Проведение испытания

7.5.1. Объем образцов вычисляют по их геометрическим размерам. Размеры образцов определяют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм.

7.5.2. Массу образцов определяют взвешиванием с погрешностью не более 0,1 %.

7.6. Обработка результатов

7.6.1. Плотность образца раствора r_w вычисляют с погрешностью до 1 кг/м 3 по формуле

(6)

где т — масса образца, г;

7.6.2. Плотность раствора серии образцов вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытания всех образцов серии.

Примечание. Если определение плотности и прочности раствора производят испытанием одних и тех же образцов, то образцы, отбракованные при определении прочности раствора, не учитывают при определении его плотности.

, (7)

где r_w — плотность раствора при влажности W_м, кгс/м 3 ;

W_н ¾ нормированная влажность раствора, %;

W_м ¾ влажность раствора в момент испытания, определяемая по разд. 8.

7.6.4. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал по форме согласно приложению 2.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ РАСТВОРА

8.1. Влажность раствора определяют испытанием образцов или проб, полученных дроблением образцов после их испытания на прочность или извлеченных из готовых изделий или конструкций.

8.2. Наибольшая крупность раздробленных кусков раствора должна быть не более 5 мм.

8.3. Образцы проб дробят и взвешивают сразу же после отбора и хранят их в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем которой превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в два раза.

8.4. Аппаратура и материалы

8.4.1. Для проведения испытаний применяют:

весы лабораторные по ГОСТ 24104;

шкаф сушильный по ОСТ 16.0.801.397;

эксикатор по ГОСТ 25336;

хлористый кальций по ГОСТ 450.

8.5. Проведение испытаний

8.5.1. Подготовленные образцы или пробы взвешивают и высушивают до постоянной массы при температуре (105 ± 5)°С.

Гипсовые растворы высушивают при температуре 45—55 °С.

Постоянной считают массу, при которой результаты двух последовательных взвешиваний отличаются не более чем на 0,1 %. При этом время между взвешиваниями должно быть не менее 4 ч.

8.5.2. Перед повторным взвешиванием образцы охлаждают в эксикаторе с безводным хлористым кальцием или вместе с сушильным шкафом до комнатной температуры.

8.5.3. Взвешивание производят с погрешностью до 0,1 г.

8.6. Обработка результатов

8.6.1. Влажность раствора по массе W_м в процентах вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле

(8)

где т_в — масса образца раствора до сушки, г;

т_с — масса образца раствора после сушки, г.

8.6.2. Влажность раствора по объему W_o в процентах вычисляют с погрешностью до 0,1 % по формуле

(9)

где r_о — плотность сухого раствора, определяемая по п. 7.6.1;

8.6.3. Влажность раствора серии образцов определяют как среднее арифметическое результатов определения влажности отдельных образцов раствора.

8.6.4. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

место и время отбора проб;

влажностное состояние раствора;

возраст раствора и дату испытаний;

влажность раствора проб (образцов) и серий по массе;

влажность раствора проб (образцов) и серий по объему.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ РАСТВОРА

9.1. Водопоглощение раствора определяют испытанием образцов. Размеры и количество образцов принимают по п. 7.1.

9.2. Аппаратура и материалы

9.2.1. Для проведения испытаний применяют:

весы лабораторные по ГОСТ 24104;

шкаф сушильный по ОСТ 16.0.801.397;

емкость для насыщения образцов водой;

проволочную щетку или абразивный камень.

9.3. Подготовка к испытанию

9.3.1. Поверхность образцов очищают от пыли, грязи и следов смазки с помощью проволочной щетки или абразивного камня.

9.3.2. Образцы испытывают в состоянии естественной влажности или высушенных до постоянной массы.

9.4. Проведение испытания

9.4.1. Образцы помещают в емкость, наполненную водой с таким расчетом, чтобы уровень воды в емкости был выше верхнего уровня уложенных образцов примерно на 50 мм.

Образцы укладывают на прокладки так, чтобы высота образца была минимальной.

Температура воды в емкости должна быть (20 ± 2) °С.

9.4.2. Образцы взвешивают через каждые 24 ч водопоглощения на обычных или гидростатических весах с погрешностью не более 0,1 %.

При взвешивании на обычных весах образцы, вынутые из воды, предварительно вытирают отжатой влажной тканью.

9.4.3. Испытание проводят до тех пор, пока результаты двух последовательных взвешиваний будут отличаться не более чем на 0,1 %.

9.4.4. Образцы, испытываемые в состоянии естественной влажности, после окончания процесса водонасыщения высушивают до постоянной массы по п. 8.5.1.

9.5. Обработка результатов

9.5.1. Водопоглощение раствора отдельного образца по массе W_м в процентах определяют с погрешностью до 0,1 % по формуле

(10)

где т_с — масса высушенного образца, г;

m_в — масса водонасыщенного образца, г.

9.5.2. Водопоглощение раствора отдельного образца по объему W_о в процентах определяют с погрешностью до 0,1 % по формуле

(11)

где r_о — плотность сухого раствора, кг/м 3 ;

9.5.3. Водопоглощение раствора серий образцов определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний отдельных образцов в серии.

9.5.4. В журнале, в которой заносят результаты испытаний, должны быть предусмотрены следующие графы:

возраст раствора и дата испытаний;

водопоглощение раствора образцов;

водопоглощение раствора серии образца.

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ РАСТВОРА

10.1. Морозостойкость строительного раствора определяют только в случаях, оговоренных в проекте.

Растворы марок 4; 10 и растворы, приготовленные на воздушных вяжущих, на морозостойкость не испытывают.

10.2. Раствор на морозостойкость испытывают путем многократного попеременного замораживания образцов-кубов с ребром 70,7 мм в состоянии насыщения водой при температуре минус 15—20 °С и оттаивания их в воде при температуре 15—20 °С.

10.3. Для проведения испытания готовят шесть образцов-кубов, из которых три образца подвергают замораживанию, а остальные 3 образца являются контрольными.

10.4. За марку раствора по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы.

Марки раствора по морозостойкости должны приниматься согласно требованиям действующей нормативной документации.

10.5.1. Для проведения испытаний применяют:

камеру морозильную с принудительной вентиляцией и автоматическим регулированием температуры в пределах минус 15—20 °С;

емкость для насыщения образцов водой с прибором, обеспечивающим поддержание температуры воды в сосуде в пределах плюс 15—20 °С;

формы для изготовления образцов по ГОСТ 22685.

10.6. Подготовка к испытанию

10.6.1. Образцы, подлежащие испытанию на морозостойкость, (основные) следует занумеровать, осмотреть и замеченные дефекты (незначительные околы ребер или углов, выкрашивание и др.) занести в журнал испытаний.

10.6.2. Основные образцы должны быть испытаны на морозостойкость в 28-суточном возрасте после выдерживания в камере нормального твердения.

10.6.3. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие, должны храниться в камере нормального твердения при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности воздуха не менее 90 %.

10.6.4. Основные образцы раствора, предназначенные для испытания на морозостойкость, и контрольные образцы, предназначенные для определения прочности на сжатие в 28-суточном возрасте, перед испытанием должны быть насыщены водой без предварительного высушивания путем выдерживания их в течение 48 ч в воде при температуре 15—20 °С. При этом образец должен быть окружен со всех сторон слоем воды толщиной не менее 20 мм. Время насыщения в воде входит в общий возраст раствора.

10.7. Проведение испытания

10.7.1. Основные образцы, насыщенные водой, следует помещать в морозильную камеру в специальных контейнерах или устанавливать на сетчатые полки стеллажей. Расстояние между образцами, а также между образцами и стенками контейнеров и вышележащими полками, должно быть не менее 50 мм.

10.7.2. Образцы следует замораживать в морозильной установке, обеспечивающей возможность охлаждения камеры с образцами и поддержания в ней температуры минус 15—20 °С. Температура должна измеряться на уровне половины высоты камеры.

10.7.3. Образцы следует загружать в камеру после охлаждения в ней воздуха до температуры не выше минус 15 °С. Если после загрузки камеры температура в ней окажется выше минус 15 °С, то началом замораживания следует считать момент установления температуры воздуха минус 15 °С.

10.7.4. Продолжительность одного замораживания должна быть не менее 4 ч.

10.7.5. Образцы после выгрузки из морозильной камеры должны оттаивать в ванне с водой при температуре 15—20 °С в течение 3 ч.

10.7.6. Контрольный осмотр образцов следует производить в целях прекращения испытания на морозостойкость серий образцов, у которых поверхность двух из трех образцов имеет видимые разрушения (расслоение, сквозные трещины, выкрашивания).

10.7.7. После проведения попеременного замораживания и оттаивания образцов основные образцы надлежит испытать на сжатие.

10.7.8. Образцы на сжатие следует испытывать в соответствии с требованиями разд. 6.

10.7.9. Перед испытанием на сжатие основные образцы осматривают и определяют площадь повреждения граней.

При наличии признаков повреждения опорных граней образцов (шелушение и т. п.) перед испытанием следует выровнить их слоем быстротвердеющего состава толщиной не более 2 мм. Образцы в этом случае следует испытывать через 48 ч после подливки, причем первые сутки образцы должны храниться во влажной среде, а затем — в воде при температуре 15—20 °С.

10.7.10. Контрольные, образцы следует испытывать на сжатие в насыщенном водой состоянии перед началом замораживания основных образцов. Перед установкой на пресс опорные поверхности образцов должны быть вытерты влажной тканью.

10.7.11. При оценке морозостойкости по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания и оттаивания образцы взвешивают в насыщенном водой состоянии с погрешностью не более 0,1 %.

10.7.12. При оценке морозостойкости по степени повреждения образцы осматривают через каждые пять циклов попеременного замораживания и оттаивания. Образцы осматривают после их оттаивания через каждые пять циклов.

10.8. Обработка результатов

10.8.1. Морозостойкость по потере прочности при сжатии образцов при попеременном замораживании и оттаивании оценивают путем сравнения прочности основных и контрольных образцов в насыщенном водой состоянии.

Потерю прочности образцов D в процентах вычисляют по формуле

(12)

где R_контр — среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии контрольных образцов, МПа (кгс/см 2 );

R_осн — среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии основных образцов после испытания их на морозостойкость, МПа (кгс/см 2 ).

Допускаемая потеря прочности образцов при сжатии после попеременного их замораживания и оттаивания — не более 25 %.

10.8.2. Потерю массы образцов, испытанных на морозостойкость, М в процентах вычисляют по формуле

(13)

где m₁ — масса насыщенного водой образца перед испытанием его на морозостойкость, г;

m₂ — масса насыщенного водой образца после испытания его на морозостойкость, г.

Потерю массы образцов после испытания на морозостойкость вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

Допускаемая потеря массы образцов после попеременного замораживания и оттаивания — не более 5 %.

10.8.3. В журнале испытаний образцов на морозостойкость должны быть указаны следующие данные:

вид и состав раствора, проектная марка по морозостойкости;

маркировка, дата изготовления и дата испытания;

размеры и масса каждого образца до и после испытания и потеря массы в процентах;

описание дефектов, обнаруженных в образцах до испытания;

описание внешних признаков разрушения и повреждения после испытания;

пределы прочности при сжатии каждого из основных и контрольных образцов и изменение прочности в процентах после испытания на морозостойкость;

число циклов замораживания и оттаивания.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ РАСТВОРА, ВЗЯТОГО ИЗ ШВОВ, НА СЖАТИЕ

1. Прочность раствора определяют путем испытания на сжатие кубов с ребрами 2-4 см, изготовленных из двух пластинок, взятых из горизонтальных швов кладки или стыков крупнопанельных конструкций.

2. Пластинки изготавливают в виде квадрата, сторона которого в 1,5 раза должна превышать толщину пластинки, равную толщине шва.

3. Склеивание пластинок раствора для получения кубов с ребрами 2—4 см и выравнивание их поверхностей производят при помощи тонкого слоя гипсового теста (1—2 мм).

4. Допускается выпиливать образцы-кубы из пластин в том случае, когда толщина пластины обеспечивает получение необходимого размера ребра.

5. Образцы следует испытывать через сутки после их изготовления.

6. Образцы-кубы из раствора с ребрами длиной 3—4 см испытывают по п. 6.5 настоящего стандарта.

7. Для испытания образцов-кубов из раствора с ребрами 2 см, а также оттаявших растворов применяют малогабаритный настольный пресс типа ПС. Нормальный диапазон нагрузок составляет 1,0—5,0 кН (100—500 кгс).

8. Прочность раствора вычисляют по п. 6.6.1 настоящего стандарта. Прочность раствора должна определяться как среднее арифметическое значение из результатов испытаний пяти образцов.

9. Для определения прочности раствора в кубах с ребрами 7,07 см следует результаты испытаний кубов летних и зимних растворов, отвердевших после оттаивания, умножить на коэффициент, приведенный в таблице.

Определение подвижности растворной смеси

Основные свойства строительных растворов: удобоукладываемость, подвижность, водоудерживающая способность. Подвижность растворной смеси определяется по глубине погружения металлического стандартного конуса массой 300 г.

Определение подвижности строительного раствора.

Чем больше подвижность смеси, тем глубже погружается в нее стандартный конус. Подвижность повышается по мере увеличения содержания воды в смеси, повышения крупности песка и понижения его пустотности. Подвижность растворной смеси выбирают с учетом назначения раствора.

От подвижности раствора в основном зависит его удобоукладываемость (или иначе пластичность).

Таблица с рекомендуемой подвижностью строительных растворов

Назначение раствора	Глубина погружения конуса см.
Монтаж стен и расшивка швов в стенах из крупных панелей и блоков	5 — 7
Кладка из обыкновенного кирпича, бетонных камней	9 — 13
Кладка из пустотелого кирпича	7 — 8
Кладка из бутовых камней обычная	4 — 6
То-же вибрированная	1 — 3
Заливка пустот в бутовой кладке	13 — 14

Консистенцию бетонной массы измеряют специальным металлическим конусом

Тест на осадку — наиболее широко применяемый тест, используемый прямо на строительной площадке. Бетонная промышленность существенно изменилась за последнее столетие, но испытание на осадку осталось неизменным благодаря своей простоте и доступности.

Осадка конуса — это понятие, характеризующее пластичность бетона. Осадка конуса измеряется в сантиметрах и чем она больше, тем более подвижен бетон.

Для измерения используется стандартный усеченный конус высотой 30 см с диаметром нижнего отверстия 20 см и диаметром верхнего отверстия 10 см. Конус ставится на ровную поверхность большим отверстием книзу и наполняется бетоном с периодическим проштыковыванием металлическим прутом для удаления воздуха. Обычно конус наполняется в два приема, каждый раз проштыковывая только вновь наполняемый объем. Сначала заполняется две трети объема и проштыковывается 15 раз стандартной штыковкой диаметром 20 мм, затем заполняется весь объем и вновь штыкуется 15 раз.

После наполнения всего конуса излишки бетона аккуратно удаляются и конус медленно, с небольшими покачиваниями поднимается (нельзя поднимать конус резко!). Бетонная масса вытекает из-под конуса и образует некое подобие горки. Конус ставится рядом, для облегчения замеров его можно перевернуть вверх ногами, и замеряется расстояние, на которое опустилась бетонная смесь.

Подвижность бетонной смеси

Подвижность бетона – одна из самых важных характеристик материала. Если не учитывать пластичность материала, то вряд ли бетонные работы будут проведены эффективно. Сегодня мы расскажем о том, как определяется подвижности бетонной смеси, что можно добавить в бетон для пластичности и затронем другие аспекты, касающиеся этого важного для материала показателя.

Подвижность бетона: что это?

Подвижность бетонной смеси, согласно ГОСТ 10181-2000, оценивают по осадке (ОК) или расплыву (РК) сформированной бетонной фигуре, которая изготавливается с помощью конуса для определения подвижности бетона.

Консистенция бетонного раствора может быть от легкоподвижной до жесткой. ГОСТ 7473-2010 устанавливает обозначение пластичности буквой П, за которой идет цифра от 1 до 5. Чем меньше цифра – тем менее пластичен бетон. Единицы измерения подвижности бетонной смеси – сантиметры, в которых определяется осадка конуса.

Так, бетон с показателем подвижности П1, П2 и П3, считается малоподвижными. А материал, обладающий подвижностью П4 и П5 – очень подвижными.

Некоторые факторы могут влиять на пластичность раствора, например:

• Сцепление компонентов наполнителя между собой. Так, если поверхность гравия очень гладкая, то трение смеси с опалубкой снижается, и подвижность повышается. Однако чаще для изготовления бетонного раствора используется щебень, из-за повышенной прочности итоговой конструкции.
• Наличие глинистых и пылевидных примесей в заполнителе могут снизить пластичность. Недостаточная очистка компонентов раствора также ведет к появлению дефектов в затвердевшем бетоне.
• Увеличенное количество воды и цемента, а также добавление пластификаторов, способно повысить подвижность. При этом соотношение компонентов раствора должны быть идеально выверены, чтобы не допустить снижение прочности.
• Тип цемента также влияет на пластичность бетонной смеси. Пуццолановый портландцемент приводит к большей осадке стандартного конуса для определения подвижности бетонной смеси.
• Вибрирование и штыкование способно в некоторой степени компенсировать низкую пластичность раствора.

Смеси, как с высокой пластичностью, так и с низкой, имеют свои плюсы и минусы. Если текучесть высокая – бетон не остается на щебневой подушки, а просачивается, либо может выливаться сквозь щели в опалубке. С бетоном низкой пластичности сложнее работать и заливать его в форму.

Как определить подвижность бетонной смеси

Методы определения подвижности смеси бетона устанавливаются ГОСТ 10181-2014, в части 4. В нем же указаны приспособления для определения подвижности бетонной смеси, которые понадобятся для испытания, его порядок подготовки и проведения.

Если же описать процесс, как измеряется подвижность бетона, простыми словами, то можно выделить 5 этапов:

1. Выбирается конус, с помощью которого определяется подвижность бетонной смеси. Его размер которого зависит от фракции заполнителей, он устанавливается на ровной поверхности.
2. Поверхности, которые соприкасаются с бетоном, очищаются и увлажняются.
3. Конус заполняется раствором в 3 слоя одинаковой высоты.
4. Каждый из слоев уплотняется штыкованием – 25 раз для нормального размера, и 56 раз для увеличенного.
5. Срезается лишняя часть раствора, снимается конус и замеряется время изменения высоты относительно верхней части формы.

Обратите внимание, если класс подвижности бетона – П4 или П5, то раствор должен быть уложен в конус за один прием, и проштыкован 10 раз в форме нормального размера, и 20 раз – в увеличенной.

Способ определения подвижности бетона

Для точности исследования, оно проводится несколько раз. В зависимости от установленной усадки устанавливается показатель подвижности. Подвижность бетона, таблица:

Класс подвижности бетона	Усадка конуса в см
П1	1-5
П2	5-10
П3	10-15
П4	15-20
П5	более 20

Для удобства работы с материалом используется таблица пластичности бетона.

Наиболее подходящая подвижность бетона для фундамента такая, чтобы снижение высоты конуса в процессе испытания составляло от 50 до 150 мм. Такой материал относится к малоподвижному.

Добавки для увеличения подвижности

Для повышения пластичности бетона могут использоваться различные добавки, которые делают материал более удобоукладываемым. Их выбор зависит от многих факторов, например, состава смеси и температуры окружающей среды на объекте.

На заводе «Горизонт» вы можете заказать бетон, который идеально подойдет для ваших нужд. Наши специалисты готовы проконсультировать вас по телефону или в чате. При необходимости организуется бесплатный выезд инженера на стройку.