Как определяют подвижность бетонной смеси

Подвижность бетона

Бетонные материалы широко применяют в строительстве. Поэтому для эффективного их использования необходимо знать физические и химические характеристики, в частности, показатели подвижности.

Понятие и важность подвижности

Под подвижностью бетонных смесей понимают склонность к растеканию и уплотнению под действием своего веса.

По показателю подвижности устанавливают технологические параметры бетона при его использовании и определяют область применения. По ГОСТ 28013 растворы по подвижности делятся на марки, которые обозначаются как П1-П5.

Величина подвижности бетонных смесей зависит от компонентов и других факторов:

• размера фракций щебня и песка;
• марки и качества цемента;
• наличия добавок;
• соотношения воды, цемента и наполнителей;
• погоды и времени года, при которых проводилась заливка.

По показателю подвижности смеси выбирают методику заливки и рассчитывают сопутствующие ресурсы. Если при заливке точно учтены все характеристики раствора, включая фактор подвижности, то получают прочное, надежное и долговременное сооружение или конструкцию.

Понятие класса подвижности

Величина текучести устанавливает класс подвижности материала:

• П1 относят к малоподвижным, т. к. растворный конус осел всего на 50 мм;
• П2 является подвижным, поскольку осадка достигает 50-100 мм;
• П3 называют сильно-подвижным, т. к. оседание конуса составило 100-150 мм;
• П4 считают литым, поскольку конус уменьшился на 150-200 мм;
• П5 относят к текучим, т. к. уменьшение высоты превышает 200 мм.

У смесей П1 и П2 низкая текучесть и они не в состоянии сами растечься по форме, которая, к тому же, отличается конструктивной сложностью. Здесь нужна вибротрамбовка или иное механическое воздействие.

На практике пользуются бетонными смесями с подвижностью, достаточной для выполнения той или иной задачи. Наиболее распространен бетон класса П3, т. к. он в меру подвижен, но не излишне текуч. Такая смесь быстро занимает свободный объем и принимает нужную форму.

Для повышения подвижности смесей пользуются специальными пластификаторами, но ни в коем случае водой, т. к. это сильно ухудшает качество материала. Бетон с классом подвижности П4 и П5 наиболее подходит для бетононасосов.

Проверка подвижности

Методики измерения этого показателя изложены в ГОСТ 10181-2014. Самым известным способом, подходящим и для частного строительства, и для заливки больших монолитных сооружений, служит осаживание конуса Абрамса. Для его реализации нужно наличие:

• стального конуса высотой 300 мм, радиусом нижнего основания – 200 мм и верхнего – 100 мм;
• загрузочной воронки;
• двух линеек по 700 мм;
• кельмы;
• плоского листа 700×700 мм;
• стального стержня 16×600 мм.

Чтобы выяснить подвижность бетона, на влажное основание-квадрат по центру устанавливают конус и укрепляют его посредством упоров. Сосуд заполняют раствором тремя слоями и с помощью стержня протыкают 25 раз. Лишнюю смесь удаляют кельмой и конус не позднее 3 минут снимают.

Затем замеряют осадку смеси по отношению к форме. Опыт дублируют некоторое количество раз, чтобы получить более точный результат. Марку подвижности определяют по осадке от верхнего края конуса:

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.

Подвижность бетона: определение и классы

Удобоукладываемость – свойство бетонной смеси, характеризующее ее способность эффективно заполнять опалубку без образования пустот при решении конкретных строительных задач. Технические условия на нее регламентирует ГОСТ 7473-2010. В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси разделяют на жесткие (Ж), подвижные (П) и растекающиеся (Р).

Классификация подвижности бетона

Применительно к наиболее востребованным бетонам – подвижным – удобоукладываемость характеризуют классы подвижности, обозначаемые буквенно-числовыми символами П1-П5. Чем эта величина больше, тем выше текучесть смеси. Подвижные бетоны могут изготавливаться как в смесителях принудительного действия, так и в гравитационном оборудовании.

От правильного выбора удобоукладываемости материала зависит прочность получаемой бетонной или железобетонной конструкции. Смесь должна заполнить формы без появления пор. Если поры занимают 2% от объема конструкции, то ее прочность ниже максимально возможной (при полном отсутствии пор) на 10%. При количестве пор, равном 5%, прочность снижается на 30%.

Составы с высокой текучестью также имеют свои недостатки. Если такой материал укладывается на щебневую подушку, то он не удерживается на поверхности, а проходит вглубь. Опалубка для текучих составов должна быть максимально герметичной и предотвращать их просачивание.

Особенности бетонных смесей с различными показателями подвижности:

• П1-П2 – это бетоны с низкой подвижностью, которые не могут самостоятельно заполнить форму, особенно сложной конструкции. При укладке таких материалов используются вибротрамбовки.
• П3. Бетон класса подвижности П3 востребован для обустройства фундамента и других горизонтально расположенных строительных элементов.
• П4-П5 – бетоны с высокими классами подвижности применяются для заливки густоармированных конструкций и работы с бетононасосами. Они могут заполнить все пустоты без применения дополнительных средств механизации.

Какие факторы влияют на подвижность бетонной смеси

На этот показатель влияет комплекс параметров, среди них:

• Форма и фракции заполнителей. Укрупнение фракций приводит к сокращению суммарной площади поверхности заполнителей и, тем самым, повышает текучесть. Удобоукладываемость повышает и речной гравий, выполняющий функции крупнофракционного заполнителя. Благодаря гладкой поверхности, он уменьшает силу трения компонентов и, тем самым, улучшает текучесть. Но смеси, в составе которых имеется речной гравий, после твердения имеют пониженные прочностные характеристики, по сравнению с бетонами на щебне. Характеристики песка на удобоукладываемость влияют несущественно.
• Наличие примесей. Глинистые и пылевидные частицы снижают текучесть материала и способствуют появлению дефектов в затвердевшем элементе.
• Процентное соотношение цементного теста к заполнителям. Повышение объема цементного теста с сохранением водоцементного соотношения и снижение количества заполнителей повышает текучесть и марочную прочность затвердевшего бетона.
• Тип используемого вяжущего. Текучесть состава повышает использование пуццоланового портландцемента с кремнеземистой присадкой вместо обычного портландцемента.

Как изменить подвижность бетонной смеси без снижения прочности затвердевшего бетона

Наиболее простой вариант улучшения удобоукладываемости – введение воды выше оптимального количества – приводит к снижению прочностных характеристик бетона. Решить сразу несколько задач – повысить удобоукладываемость смеси, сократить расход цемента и обеспечить марочную прочность бетона – позволяет введение пластификаторов и суперпластификаторов, с помощью которых:

• повышается удобоукладываемость с сохранением или снижением водоцементного соотношения;
• сокращается время работы вибратором, что позволяет экономить трудочасы и электроэнергию;
• можно готовить составы, которые можно использовать в литьевой технологии;
• продлевается время подвижности бетона;
• можно изготавливать стройконструкции сложных конфигураций;
• улучшаются технологические характеристики бетона.

Области применения бетонных смесей с различными характеристиками текучести

Необходимый класс удобоукладываемости смеси выбирают в зависимости от конкретной ее сферы применения:

• Малоподвижные составы П1. Используются при сооружении покрытий дорог и аэродромов, обустройстве бетонных подушек под фундаменты, стяжек для пола, изготовления монолитных лестниц, плит без арматурных элементов или с их малым количеством.
• П2. Предназначены для обустройства умеренно армированных фундаментов плитного типа, плит без арматурного каркаса, крупных колонн.
• П3. Подходят для горизонтальных плотно армированных горизонтальных конструкций и других элементов стандартных построек.
• П4. Востребованы для плотно армированных колонн и высоких фундаментов.
• П5. Применяются для изготовления строительных конструкций при наличии герметичной опалубки – плит перекрытий и других густоармированных конструкций. П4 и П5 – оптимальный вариант для работы с автобетононасосами.

Способы определения подвижности бетонной смеси

Существует несколько методик определения этого показателя, которые отличаются между собой сложностью осуществления. Наиболее оперативный способ контроля, доступный к применению непосредственно на строительной площадке для определения технологических качеств бетона, – осадка конуса. Он заключается в проверке, насколько осаживается состав в виде конуса, под собственным весом. Для испытаний применяется конусообразная форма, габаритные параметры которой определяются размерами крупной фракции.

Для вычисления подвижности бетона способом осадки конуса требуются:

• конус с диаметром основания 100 мм или 200 мм, высотой 300 мм;
• воронка – отдельная или интегрированная в конус;
• горизонтальное прочное и ровное основание из фанеры или досок, обитых оцинкованной листовой сталью;
• кельма, линейки и металлический стержень длиной 0,6 м.

Этапы проверки удобоукладываемости материала:

• основание слегка смачивают водой;
• на основании фиксируют форму;
• конус заполняют пластичным составом в три слоя, каждый из которых уплотняют штыкованием;
• лишний материал удаляют по верхнему краю;
• стальной конус медленно снимают с образовавшегося бетонного конуса, который медленно осаживаются.

Металлический конус устанавливается рядом с бетонным. Их высоты измеряют и вычисляют разницу между полученными значениями. Осадка конуса, взятая в см, соответствует определенному классу подвижности.

Таблица соответствия осадки конуса классу подвижности бетона

Осадка, см	Класс
1-4	П1
5-9	П2
10-15	П3
16-20	П4
Выше 20	П5

Определить удобоукладываемость бетона, содержащего крупнофракционный заполнитель размерами 5-40 мм, можно также с использованием вискозиметра. Конус со смесью устанавливают на вибрационный стол. В конус погружают штатив с делениями. Одновременно включаются виброплита и секундомер. При воздействии вибрации груз постепенно опускается до определенной отметки на штативе. Показатель текучести вычисляют в соответствии ос временем, в течение которого осуществляется опускание состава.

Подвижность бетонов с крупным заполнителем – фракцией до 70 мм – проверяется в формах, для которых используют металлический куб с одной незакрытой стороной. В него помещают конусообразную пластичную бетонную массу. Куб устанавливают на вибростол. Под воздействием вибрации бетон растекается с заполнением всех углов формы. Время, в течение которого происходит такое растекание, умножают на коэффициент 0,7. Полученный результат характеризует текучесть состава.

Оптимальная удобоукладываемость облегчает проведение строительных работ и является одним из факторов, обеспечивающих высокое качество результата.

Инженер-технолог по бетону с 17 летним стажем.

Образование:

1999 год — Профессионально-техническое училище №71
2005 год — Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия по направлению “Промышленное и гражданское строительство, Организация и технология строительного производства

Опыт работы:

Испытания образцов бетона. Определение марки бетона и цемента, прочности бетона на сжатие в лабораторныx условияx. Расчет состава бетона. Испытание арматуры. Проверка марки бетона на месте строительства. Контроль качества бетона в процессе строительства.

Подвижность бетона

Удобоукладываемость бетонной смеси – показатель ее способности эффективно заполнять форму и не расслаиваться при транспортировке и хранении. Эта характеристика является одной из основных при определении возможности использовать пластичный материал в строительстве. Требования к этому показателю указаны в ГОСТе 7473-2010.

В зависимости от уровня удобоукладываемости, смеси разделяют на три вида: сверхжесткие, жесткие, подвижные.

Подвижные (текучие) бетоны заполняют опалубку под действием собственной силы тяжести. Применительно к ним удобоукладываемость характеризуется показателем подвижности (П1-П5). Смесь хорошей текучести заполняет форму с образованием минимального количества пор или с их полным отсутствием. Это важно, поскольку поры, занимающие 2% от объема, снижают прочность строительной конструкции на 10%, занимающие 5% – на 30%.

Что такое подвижность пластичной смеси бетона? Какие факторы на нее влияют?

Консистенция бетонной смеси меняется от жесткой до легко подвижной. В соответствии с ГОСТом 7473-2010 она обозначается буквой П и цифрами 1-5. Чем больше цифра, тем выше текучесть пластичной массы. Бетоны П1-П3 относятся к материалам малой подвижности, П4-П5 – к очень подвижным.

Параметры, увеличивающие и снижающие текучесть смеси:

• Самопроизвольному заполнению опалубки препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы. Гравий с гладкой поверхностью снижает трение смеси с поверхностью опалубки и повышает подвижность раствора. Однако прочность бетонных и железобетонных элементов на гравии значительно ниже, чем прочность конструкций, изготовленных с применением щебня.
• Текучесть снижают глинистые и пылевидные включения в заполнителях. К тому же они становятся причиной появления дефектов в готовом отвердевшем продукте.
• Подвижность повышают путем увеличения количества воды и цемента, добавления пластификаторов. Увеличение объема цементного теста и уменьшение количества заполнителей при неизменном водоцементном соотношении приводит к повышению текучести смеси с сохранением прочности затвердевшего продукта.
• На показатель текучести влияет тип используемого цемента. Бетонные смеси с пуццолановым портландцементом, особенно если они имеют кремнеземистую присадку, показывают большую осадку конуса, по сравнению с осадкой конуса бетона, изготовленного на обычном портландцементе.
• Недостаточную подвижность компенсируют штыкованием и вибрированием.

У смесей со слишком высокой текучестью тоже есть недостатки. Слишком подвижный бетон, уложенный на щебневую подушку, не держится на ее поверхности, а уходит вглубь. При заливке в дощатую опалубку высокоподвижная смесь начнет выливаться сквозь щели.

Регуляторы подвижности бетонных смесей

Простейший способ повышения текучести пластичной массы – добавление воды – приводит к снижению прочности отвердевшего продукта. Нарушение оптимального водоцементного соотношения становится причиной недобора марочной прочности на несколько классов. Такой вариант применим только при устройстве монолитных конструкций, не запланированных для серьезных нагрузок.

Больше всего прочность готового элемента снижается при добавлении воды в уже готовую смесь.

Для регулирования подвижности бетонной смеси и экономии цемента в ответственных конструкциях применяют химические присадки, вводимые в малых количествах (0,1-2,0%), и тонкомолотые лигатуры (до 20%), позволяющие сократить расход вяжущего с сохранением нормативного качества пластичной массы и готового продукта. Наиболее эффективными химическими добавками являются пластификаторы и суперпластификаторы, которые обеспечивают:

• увеличение подвижности с одновременным снижением водопотребности;
• снижение времени вибрирования, что сокращает расход электроэнергии;
• возможность применения смеси в литьевом методе;
• экономию цемента;
• повышение прочности отвердевшего продукта – актуально не для всех химических присадок;
• продление времени технологической текучести материала;
• возможность бетонирования строительных конструкций сложных форм;
• улучшение технологических свойств бетона.

Суперпластификаторы – полимерные вещества, вводимые в количестве 0,1-1,2% от общего объема вяжущего. Активное действие присадки продолжается в течение 2-3 часов с момента ее введения. В индивидуальном строительстве часто вместо дорогостоящих промышленных пластификаторов применяют жидкое мыло или моющее средство для посуды в пропорции: примерно столовая ложка на ведро бетонной смеси.

Способы определения подвижности бетонной смеси

Определение этого показателя на месте ведения строительства позволяет оперативно регулировать технологические свойства бетонов. Существует несколько вариантов установления степени текучести. Наиболее распространенный, простой и не требующий использования сложных специальных инструментов, – проверка осадки конуса бетонной смеси. Для проведения испытаний понадобятся:

• конус из оцинкованного или нержавеющего стального листа, высотой 30 см, диаметром нижней части – 20 см, верхней части – 10 см, оснащенный упорами и ручками;

• загрузочная воронка, которая вставляется в верхнюю часть конуса, или совмещенная с конусом;
• дощатое основание 70х70 см, обитое оцинкованным стальным листом, в домашних условиях используют оргалит или фанеру;
• стальной стержень диаметром 16 мм и длиной 600 мм с закругленным концом;
• две деревянные или стальные линейки длиной 700 мм;
• кельма.

Как определяется подвижность бетонной смеси:

• Дощатое основание увлажняют.
• В середину основания устанавливают конус и фиксируют его с помощью упоров.
• Конус заполняют бетонной смесью в три слоя. Каждый загруженный слой штыкуют с помощью стального штыря не менее 25 раз.
• Излишки пластичной массы срезают по верхнему основанию конуса.
• Стальную форму медленно снимают с бетонного конуса в течение 3-7 секунд. После этого конус начинает медленно осаживаться.
• Стальной конус устанавливают рядом с осевшим бетонным. С помощью двух линеек измеряют разницу их высот в сантиметрах.

Еще один способ проверки на класс подвижности бетона, в котором фракции крупного заполнителя находятся в пределах 5-40 мм, – испытания с помощью вискозиметра. Стальной конус с загруженной в него смесью (по технологии, описанной выше) устанавливают на вибростол. В форму втыкается штатив с делениями и надетым на него металлическим диском. Одновременно активируются виброплита и секундомер. Груз под действием вибрации должен опуститься до установленной отметки. Время, в течение которого проходит этот процесс, и определяет подвижность пластичной массы.

Измерения проводят дважды и находят среднее арифметическое значение результатов. Осадка конуса в сантиметрах соответствует определенной марке подвижности.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Строительный раствор представляет собой материал, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества (цемента), мелкого заполнителя (песка), затворителя (воды) и специальных добавок. Эту смесь до начала затвердевания называют растворной смесью.

По назначению строительные растворы бывают:

Роль вяжущего в растворе –обволакивать частички заполнителя, уменьшая трение между ними, в результате чего растворная смесь приобретает необходимую для работы подвижность. В процессе твердения вяжущий материал прочно связывает между собой отдельные частицы заполнителя.

По виду применяемого вяжущего вещества строительные растворы бывают:

Составы простых растворов обозначают двумя числами. Первое число (обычно единица) показывает, что вяжущего материала в растворе одна объемная (или массовая) часть. Последнее число в соотношении с первым показывает, сколько объемных (или массовых) частей заполнителя приходится на одну часть вяжущего материала.

ВЯЖУЩЕЕ: ЗАПОЛНИТЕЛЬ (ЦЕМЕНТ:ПЕСОК) 1:3 Например, известковый раствор состава 1:3 означает, что в данном растворе на 1 часть извести приходится 3 части заполнителя.

Для сложных растворов соотношение состоит из трех чисел, из которых первое число (единица) выражает объемную часть основного вяжущего материала, а второе число показывает, каково количество дополнительного вяжущего нужно взять на одну часть.

ВЯЖУЩЕЕ:ВЯЖУЩЕЕ:ЗАПОЛНИТЕЛЬ (ЦЕМЕНТ:ИЗВЕСТЬ:ПЕСОК) 1:0,2:3

В зависимости от условий твердения существуют следующие растворы:

воздушные растворы, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, гипсовые); гидравлические , начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях (цементные).

В зависимости от соотношения между количеством вяжущего материала и заполнителя различают: жирные растворы (растворы с избытком вяжущего материала), смеси которых очень пластичны, но дают при твердении большую усадку и растрескиваются при нанесении толстым слоем; нормальные растворы; тощие растворы (содержат относительно небольшое количество вяжущего материала, но дают очень малую усадку, что весьма ценно при облицовочных работах).

По плотности строительные растворы подразделяют на: тяжёлые (средней плотностью в сухом состоянии 1500 кг/м3 и более, приготовляемые на обычном песке); лёгкие(средней плотностью до 1500 кг/м3, которые приготовляют на легком пористом песке из пемзы, туфа, керамзита и др.).

9.2. Свойства растворных строительных смесей

Главные свойства растворных смесей – подвижность и удобоукладываемость, расслаиваемость, водоудерживающая способность.

Подвижность растворной смеси характеризуется глубиной погружения в нее металлического стандартного конуса массой 300 г, высотой 145 мм и диаметром основания 75 мм (угол при вершине 30°). Измеряется в сантиметрах. Конус сделан из жести, а внутри него помещён груз (свинцовая дробь).

Подвижность определяют следующим образом: сосуд наполняют смесью примерно на 1 см ниже краев, затем штыкуют 25 раз стержнем диаметром 10 – 12 мм и встряхивают 5 – 6 раз легким постукиванием сосуда о стол. Острие конуса подводят к поверхности раствора и закрепляют стержень в таком положении, отмечая при этом положение стрелки на шкале. После чего поворачивают зажимной винт, предоставляя конусу свободно погружаться в раствор. Через 1 минуту отсчитывают по шкале глубину его погружения с точностью до 1 мм (Рис.9.1).

Рис. 9.1. Прибор для установления нормальной густоты раствора ПГР

1 – сосуд с растворной смесью; 2 – конус; 3 – зажимные болты; 4 – шкала с делениями; 5 – удерживающий скользящий стержень; 6 – стойка штатива; 7 – держатели и направляющие.

Подвижность растворной смеси в зависимости от назначения раствора принимается:

Повысить подвижность растворной смеси можно, увеличив содержание в ней воды, но при этом, чтобы сохранить марку раствора и водоудерживающую способность смеси, необходимо также увеличить расход вяжущего. Более рационально вести раствор пластифицирующих добавок.

Водоудерживающая способность – свойство растворной смеси не расслаиваться при транспортировке и не терять подвижности при укладке на пористое основание.

Если растворную смесь с малой водоудерживающей способностью нанести, например, на кирпич, то она быстро обезводится в результате отсасывания воды в поры кирпича. В этом случае затвердевший раствор будет пористым и непрочным. При транспортировании растворных смесей с низкой водоудерживающей способностью смесь может расслоиться: песок оседает вниз, а сверху отсекается вода.

Чем ниже водоудерживающая способность, тем вероятнее расслоение растворной смеси. Жесткие растворные смеси не могут равномерно распределяться по основанию и плохо сцепляются с ним.

Водоудерживающая способность растворной смеси повышается при увеличении содержания цемента, замене части цемента известью, а также при введении высокодисперсных добавок – зол, глин и некоторых поверхностно-активных веществ (мылонафт, омыленный древесный пек и др.). Кроме того, введение в растворную смесь высокодисперсных пластифицирующих добавок позволяет экономить цемент, известь и другие вяжущие вещества.

Снижение расхода вяжущих за счет введения пластифицирующих добавок дает значительный экономический эффект, так как кладочные и штукатурные растворы являются одним из наиболее широко распространенных строительных материалов. Растворы с указанными пластифицирующими добавками хорошо сцепляются с обрабатываемой поверхностью, обладают равномерностью деформаций после затвердения и достаточно высокой прочностью.

Удобоукладываемость – это способность растворной смеси легко укладываться сплошным тонким слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания. Удобоукладываемость растворных смесей оценивают по показателям подвижности и водоудерживающей способности.

Удобоукладываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно примыкает к камням кладки.

Расслаиваемость – способность растворной смеси разделяться на твердую (песок и вяжущее) и жидкую (вода) фазы при транспортировании и перекачивании ее по трубам и шлангам. В результате чего в трубах и шлангах могут образоваться пробки, приводящие к потере труда и времени.

Основными показателями качества строительного раствора являются: плотность, прочность раствора при сжатии, водонепроницаемость, сцепление с основанием и морозостойкость.

Плотность раствора. Растворы бывают: тяжелые (средняя плотность более 1500 кг/см3) и легкие (средняя плотность менее 1500 кг/см3) .

Плотность раствора. Прочность раствора характеризуется маркой, т. е. округленным пределом прочности при сжатии образцов (в виде кубов с ребром 7,07 см), приготовленных из раствора рабочей консистенции, твердеющих на пористом основании при температуре 15–25°С и испытанных в 28-дневном возрасте. По прочности на сжатие для растворов установлены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200; 300. (нагрузка от 0,4 до 30 Мпа).

Водонепроницаемость раствора важна для стяжек на балконах, для специальных гидроизоляционных растворов. Но абсолютно водонепроницаемых растворов нет, т.к. он содержит поры. Для повышения водонепроницаемости в растворную смесь вводят добавки – жидкое стекло, нитрат кальция, кремнийорганические жидкости.

Морозостойкость характеризует долговечность строительного раствора. По морозостойкости растворы подразделяют на следующие марки: F 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Для повышения морозостойкости растворов применяют воздухововлекающие добавки: смолу древесную омыленную (СДО) и смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ), сульфанол.

9.3. Механизированное приготовление и транспортирование строительных растворов

Растворы приготавливают в виде готовых к применению смесей или в виде сухих смесей, затворяемых водой перед использованием. А также могут быть приготовлены на централизованных растворных узлах или на самом рабочем месте в растворосмесителях.

Для механизированного приготовления применяют растворосмесители периодического действия с принудительным перемешиванием (Рис.9.2).

Процесс приготовления растворных смесей состоит в следующем: исходные материалы дозируют, загружают их в барабан растворосмесителя и перемешивают до получения однородной массы. Для тяжелых растворов средняя продолжительность перемешивания не менее 3 мин, для легких – продолжительность увеличивается.

Рис. 9.2. Растворосмеситель

В зимних условиях для получения растворов с положительной температурой песок и воду подогревают до температуры не более 60°С.

При транспортировании растворных смесей используют автосамосвалы или специально оборудованный транспорт, который исключает потери цементного молока, снижение температуры, попадание атмосферных осадков. На стройках растворную смесь подают к месту использовании по трубам с помощью растворонасосов.

Сроки хранения смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Цементные растворы используют в течение 2-4 часов, добавлять повторно и воду и перемешивать схватившие растворы не допускается из-за снижения их качества. Известковые растворы долго сохраняют свои свойства, и допускается добавлять повторно воду в высохший раствор.

9.4. Основные понятия о бетоне. Назначение и классификация

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и добавок.

Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок до начала ее затвердевания.

2. В зависимости от средней плотности:

3. По виду вяжущего:бетоны на цементных, на известковых, на гипсовых, на шлаковых и на специальных вяжущих.

4. По виду заполнителей: бетоны на плотных, пористых, на специальных заполнителях.

5. По крупности зерен заполнителей: бетоны мелкозернистые и крупнозернистые. Мелкозернистые бетоны, в которых размер зёрен заполнителей менее 10мм.

9.5. Технологические свойства бетонной смеси

Самой важной характеристикой бетонных смесей является удобоукладываемость.

Удобоукладываемость – это способность бетонной смеси заполнять форму и образовывать в результате уплотнения плотную и однородную массу.

Для оценки удобоукладываемости используют следующие показатели: подвижность, жесткость и связность.

Подвижность бетонной смеси определяют для пластичных бетонных смесей по осадке стандартного конуса, изготовленного из тонкой листовой стали высотой 300 мм, диаметр нижнего основания 200, верхнего – 100 мм. Конус, установленный на горизонтальной площадке, наполняют бетонной смесью в три приёма, уплотняя смесь 25 ударами металлического стержня. Поверхность смеси заглаживают и затем конус снимают и устанавливают рядом. По разнице высот металлического конуса и осевшей бетонной смеси, выраженной в см, оценивают осадку конуса (Рис. 9.3).

Рис. 9.3. Определение подвижности бетонной смеси

Жёсткость определяется для бетонной смеси, у которой ОК=0, по времени вибрирования на площадке в специальном приборе. В цилиндр вставляют конус и заполняют его бетонной смесью. После этого конус снимают, поворачивают штатив и опускают стальной диск на бетонную смесь. Включив виброплощадку, смесь подвергают вибрации до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из всех отверстий диска. Затем прибор отключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж), выражается в секундах (Рис. 9.4)

Рис.9.4. Определение жесткости бетонной смеси

а) начальное положение прибора; б) положение после вибрации; 1 – вибростол; 2 – стальной цилиндр; 3 – бетонная смесь; 4 – перфорированный диск; 5 – втулка; 6 – штанга; 7 – штатив.

Жёсткие бетонные смеси содержат небольшое количество воды. Они используются при изготовлении сборных железобетонных изделий и конструкций. В подвижных смесях воды содержится больше, чем в жёстких. Они легко поддаются транспортированию по трубопроводам с помощью бетононасосов.

В зависимости от удобоукладываемости различают смеси сверхжесткие, жесткие, низкопластичные, пластичные и литые.

Связность – это способность бетонной смеси не расслаиваться в процессе транспортировании, укладки и уплотнения.

Крупный тяжелый заполнитель оседает, а легкий и пористый – всплывает. Это ухудшает структуру бетона, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Для предотвращения расслоения бетонной смеси надо правильно назначать количество мелкого заполнителя, сокращать расход воды, использовать пластифицирующие добавки.

Презентация «Глава 9. «Бетоны и их классификация»

9.6. Физико-механические свойства бетона

Основными физико-механическими свойствами бетона являются прочность на сжатие и растяжение, морозостойкость и водонепроницаемость.

Прочность. Прочность бетона зависит от качества заполнителя (щебня, гравия), от качества цемента и качества цементного камня. Прочность бетона выше, если прочнее заполнители. Чем выше марка цемента, тем при других равных условиях прочнее будет цементный камень. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Чем больше будет воды в бетонной смеси, тем больше будет пористость и меньше прочность бетона. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры. Все эти виды пор ослабляют бетон.

Важной характеристикой бетона является водоцементное соотношение (В/Ц). Чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. При постоянном расходе цемента прочность бетона увеличивается, а с уменьшением расхода воды – увеличивается.

Прочность бетона характеризуется маркой и классом бетона по прочности на сжатие и растяжение.

Марка бетона – численная характеристика какого-либо его свойства, рассчитываемая как среднее значение результатов испытания образцов.

Марку определяют путем испытания бетонных образцов-кубов размерами 15×15×15см в возрасте 28 суток. Численной характеристикой марки является полученный при испытании предел прочности при сжатии как среднее арифметическое значение по двум наибольшим (при испытании трех образцов), выраженный в кгс/см2.

Для тяжёлого бетона установлены следующие марки: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М550; М600; М700; М800; М900 и М1000. Марка бетона М500 означает, что его предел прочности при сжатии не менее 500 кгс/см2.

Класс бетона по прочности – количественная величина, характеризующая качество бетона, соответствующая его гарантированной прочности на сжатие (обычно 0,95). Это значит, что установленная прочность достигается не менее чем в 95 случаях из 100.

Класс бетона обозначается буквой «С» и цифрами, выражающими значения нормативного сопротивления бетона осевому сжатию и его гарантированной прочности в Н/мм2 (МПа), например, С 20/25 (20 – значение нормативного сопротивления, 25 – гарантированная прочность бетона) и это значит, что через 28 суток прочность бетона на сжатие должна составить 25 МПа.

Морозостойкость бетона зависит от количества и характера пор (открытые и закрытые), а также от морозостойкости заполнителя.

Для получения достаточной морозостойкости бетон изготовляют из морозостойких заполнителей, снижают до минимума содержание в нем воды, при этом максимально плотно укладывают бетонную смесь с помощью вибраторов или других механизмов. Кроме того, целесообразно применять гидрофобные и пластифицированные цементы или поверхностно-активные гидрофобизирующие добавки.

Марку бетона по морозостойкости устанавливают по минимальному числу циклов замораживания и оттаивания образцов бетона. Для бетонов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, установлены следующие марки: F50; F75; F100; F150; F200; F250; F300; F400; F500; F600; F800; F1000.

Плотность. Средняя плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше средняя плотность бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне появляются при его изготовлении в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при плохом перемешивании бетонной смеси, при недостатке цемента. Плотность раствора возрастает, если при его изготовлении равномерно разместить соответствующие заполнители.

Марка бетона по плотности – гарантированная объемная масса бетона в кг/м3. Обозначается буквой D и цифрой, выражающей значение объемной массы бетона, например, D2000 (бетон плотностью 2000 кг/см3).

Марка бетона по водонепроницаемости – гарантированное значение давления воды, выдерживаемое бетоном без ее просачивания. Обозначается буквой W и цифрой, соответствующей давлению в атмосферах. Марки по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20.

Усадка бетона – сокращение линейных размеров до 0,3… 0,5 мм на 1 м длины. Происходит при твердении на воздухе. Особенно значительна усадка в начальный период твердения: в первые сутки она достигает 70% от месячного значения. Причина усадки бетона – усадка твердеющего цементного теста. Поэтому, чем больше в бетоне цемента, тем больше его усадка и вероятность растрескивания.

Огнестойкость –способность бетона сохранять прочность при кратковременном воздействии высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000 °С. При этом он не разрушается и не трескается. Для устройства конструкций топок, печей и промышленных труб применяют специальный жароупорный бетон на глиноземистом цементе и жаростойких заполнителях.

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

9.7. Добавки к бетонам и растворам

Добавки к бетонам и растворам применяются для:

1. Улучшения технологических свойств растворной и бетонной смеси: повышения удобоукладываемости, перекачиваемости, снижения водо — и раствороотделения.
2. Сокращения продолжительности тепловой обработки бетона, ускорения сроков распалубки и загрузки конструкций при естественном твердении.
3. Уменьшения расхода цемента.
4. Повышения морозостойкости, стойкости бетона и железобетона в разных агрессивных средах.

Пластифицирующие добавки увеличивают подвижность растворных и бетонных смесей (суперапластификатор С-3, лигносульфанаты технические модифицированные ЛСТМ-2, мылонафт).

Водоудерживающие и стабилизирующие добавки применяют для уменьшения водоотделения бетонных и растворных смесей и расслоения бетонных смесей.

Ускорители твердения бетона повышают темп роста прочности бетона в начальный период твердения от 1 до 3 суток.

Противоморозные добавки обеспечивают твердение бетона и раствора зимой, снижая температуру замерзания воды (хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрит натрия, поташ, смесь нитрата натрия с мочевиной).

Кольматирующие добавки способствуют заполнению пор в бетоне водонерастворимыми продуктами и повышают водо — и газонепроницаемость и коррозионную стойкость материала (водорастворимые смолы, битумная эмульсия, нитрат кальция).

Воздухововлекающие добавки обеспечивают вовлечение воздуха в бетонную смесь при ее перемешивании, при этом повышая подвижность бетонных и растворных смесей, но понижая прочность материала (смола древесная омыленная СДО, сульфанол).

Газообразующие добавки обеспечивают газообразование в смеси за счет химического взаимодействия с продуктами гидратации цемента (алюминиевая пудра и паста).

Гидрофобизирующие добавки придают бетону гидрофобные свойства (уменьшение смачивание поверхности) и снижают водопоглощение (мылонафт, гидрофобизирущие жидкости ГКЖ-10,11).

9.8. Способы приготовления и укладки бетонной смеси

Приготовление бетонных смесей происходит в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия.

Бетоносмесители периодического действия бывают гравитационные и принудительного перемешивания. В бетоносмесителях гравитационного действия (Рис.9.5) готовят пластичные бетонные смеси с крупным заполнителем из плотных пород. Время перемешивания зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность смеси и чем больше вместимость бетоносмесителя, тем больше время, необходимое для перемешивания.

Рис. 9.5. Бетоносмеситель гравитационного типа

Бетоносмесители принудительного перемешивания используют для приготовления жестких бетонных смесей, на мелких песках, с повышенным содержанием цемента (Рис.9.6).

Рис. 9.6. Бетоносмеситель принудительного действия.

Бетоносмесители непрерывного действия имеют вал с лопастями, который одновременно перемешивает и перемещает бетонную смесь от загрузочного отверстия к выгрузочному (Рис. 9.7). Применяются на строительных объектах с большим объемом строительных работ, поскольку точность дозирования компонентов меньше, чем у бетоносмесителей периодического действия.

Рис. 9.7. Бетоносмеситель непрерывного действия

Для транспортирования бетонных смесей используют автомобильный транспорт: автобетоновозы, автобетоносмесители (Рис. 9.8). Основным требованием к транспортированию является сохранение однородности и подвижности бетонной смеси.

Рис. 9.8. Автобетоносмеситель (АБС)

От правильной укладки бетонной смеси зависят долговечность и качество бетона. Методы укладки и уплотнения зависят от вида бетонной смеси (пластичная или жесткая) и типом конструкции. Укладка должна обеспечивать максимальную плотность бетона (отсутствие пустот и однородность состава). Пластичные и литые смеси уплотняют под действием тяжести или путем штыкования, жесткие смеси – вибрированием.

Интересно знать: Изготовление бетона

БЛОК САМОКОНТРОЛЯ

Для повторения и закрепления теоретического материала ознакомьтесь с презентацией

Подвижность бетона

Удобоукладываемость бетонной смеси – показатель ее способности эффективно заполнять форму и не расслаиваться при транспортировке и хранении. Эта характеристика является одной из основных при определении возможности использовать пластичный материал в строительстве. Требования к этому показателю указаны в ГОСТе 7473-2010.

В зависимости от уровня удобоукладываемости, смеси разделяют на три вида: сверхжесткие, жесткие, подвижные.

Подвижные (текучие) бетоны заполняют опалубку под действием собственной силы тяжести. Применительно к ним удобоукладываемость характеризуется показателем подвижности (П1-П5). Смесь хорошей текучести заполняет форму с образованием минимального количества пор или с их полным отсутствием. Это важно, поскольку поры, занимающие 2% от объема, снижают прочность строительной конструкции на 10%, занимающие 5% – на 30%.

Что такое подвижность пластичной смеси бетона? Какие факторы на нее влияют?

Консистенция бетонной смеси меняется от жесткой до легко подвижной. В соответствии с ГОСТом 7473-2010 она обозначается буквой П и цифрами 1-5. Чем больше цифра, тем выше текучесть пластичной массы. Бетоны П1-П3 относятся к материалам малой подвижности, П4-П5 – к очень подвижным.

Параметры, увеличивающие и снижающие текучесть смеси:

• Самопроизвольному заполнению опалубки препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы. Гравий с гладкой поверхностью снижает трение смеси с поверхностью опалубки и повышает подвижность раствора. Однако прочность бетонных и железобетонных элементов на гравии значительно ниже, чем прочность конструкций, изготовленных с применением щебня.
• Текучесть снижают глинистые и пылевидные включения в заполнителях. К тому же они становятся причиной появления дефектов в готовом отвердевшем продукте.
• Подвижность повышают путем увеличения количества воды и цемента, добавления пластификаторов. Увеличение объема цементного теста и уменьшение количества заполнителей при неизменном водоцементном соотношении приводит к повышению текучести смеси с сохранением прочности затвердевшего продукта.
• На показатель текучести влияет тип используемого цемента. Бетонные смеси с пуццолановым портландцементом, особенно если они имеют кремнеземистую присадку, показывают большую осадку конуса, по сравнению с осадкой конуса бетона, изготовленного на обычном портландцементе.
• Недостаточную подвижность компенсируют штыкованием и вибрированием.

У смесей со слишком высокой текучестью тоже есть недостатки. Слишком подвижный бетон, уложенный на щебневую подушку, не держится на ее поверхности, а уходит вглубь. При заливке в дощатую опалубку высокоподвижная смесь начнет выливаться сквозь щели.

Регуляторы подвижности бетонных смесей

Простейший способ повышения текучести пластичной массы – добавление воды – приводит к снижению прочности отвердевшего продукта. Нарушение оптимального водоцементного соотношения становится причиной недобора марочной прочности на несколько классов. Такой вариант применим только при устройстве монолитных конструкций, не запланированных для серьезных нагрузок.

Больше всего прочность готового элемента снижается при добавлении воды в уже готовую смесь.

Для регулирования подвижности бетонной смеси и экономии цемента в ответственных конструкциях применяют химические присадки, вводимые в малых количествах (0,1-2,0%), и тонкомолотые лигатуры (до 20%), позволяющие сократить расход вяжущего с сохранением нормативного качества пластичной массы и готового продукта. Наиболее эффективными химическими добавками являются пластификаторы и суперпластификаторы, которые обеспечивают:

• увеличение подвижности с одновременным снижением водопотребности;
• снижение времени вибрирования, что сокращает расход электроэнергии;
• возможность применения смеси в литьевом методе;
• экономию цемента;
• повышение прочности отвердевшего продукта – актуально не для всех химических присадок;
• продление времени технологической текучести материала;
• возможность бетонирования строительных конструкций сложных форм;
• улучшение технологических свойств бетона.

Суперпластификаторы – полимерные вещества, вводимые в количестве 0,1-1,2% от общего объема вяжущего. Активное действие присадки продолжается в течение 2-3 часов с момента ее введения. В индивидуальном строительстве часто вместо дорогостоящих промышленных пластификаторов применяют жидкое мыло или моющее средство для посуды в пропорции: примерно столовая ложка на ведро бетонной смеси.

Способы определения подвижности бетонной смеси

Определение этого показателя на месте ведения строительства позволяет оперативно регулировать технологические свойства бетонов. Существует несколько вариантов установления степени текучести. Наиболее распространенный, простой и не требующий использования сложных специальных инструментов, – проверка осадки конуса бетонной смеси. Для проведения испытаний понадобятся:

• конус из оцинкованного или нержавеющего стального листа, высотой 30 см, диаметром нижней части – 20 см, верхней части – 10 см, оснащенный упорами и ручками;

• загрузочная воронка, которая вставляется в верхнюю часть конуса, или совмещенная с конусом;
• дощатое основание 70х70 см, обитое оцинкованным стальным листом, в домашних условиях используют оргалит или фанеру;
• стальной стержень диаметром 16 мм и длиной 600 мм с закругленным концом;
• две деревянные или стальные линейки длиной 700 мм;
• кельма.

Как определяется подвижность бетонной смеси:

• Дощатое основание увлажняют.
• В середину основания устанавливают конус и фиксируют его с помощью упоров.
• Конус заполняют бетонной смесью в три слоя. Каждый загруженный слой штыкуют с помощью стального штыря не менее 25 раз.
• Излишки пластичной массы срезают по верхнему основанию конуса.
• Стальную форму медленно снимают с бетонного конуса в течение 3-7 секунд. После этого конус начинает медленно осаживаться.
• Стальной конус устанавливают рядом с осевшим бетонным. С помощью двух линеек измеряют разницу их высот в сантиметрах.

Еще один способ проверки на класс подвижности бетона, в котором фракции крупного заполнителя находятся в пределах 5-40 мм, – испытания с помощью вискозиметра. Стальной конус с загруженной в него смесью (по технологии, описанной выше) устанавливают на вибростол. В форму втыкается штатив с делениями и надетым на него металлическим диском. Одновременно активируются виброплита и секундомер. Груз под действием вибрации должен опуститься до установленной отметки. Время, в течение которого проходит этот процесс, и определяет подвижность пластичной массы.

Измерения проводят дважды и находят среднее арифметическое значение результатов. Осадка конуса в сантиметрах соответствует определенной марке подвижности.

1. Определение подвижности бетонной смеси

В качестве показателя подвижности используют осадку бетонного конуса под собственной массой. С этой целью используют стандартный прибор в форме усеченного конуса, изготовленного из листовой стали (рис.3.3). Конус с размерами, приведенными на рис.3.3, предназначается для определения подвижности бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупности до 40 мм. Для определения подвижности смеси с зернами заполнителя наибольшей крупности свыше 40 мм используют увеличенный конус.

Сначала внутреннюю поверхность конуса вытирают влажной тканью и устанавливают на ровную поверхность. На конус надевают воронку, заполняют бетонной смесью до 1/3 высоты и шты­куют металлическим стержнем 25 раз. Затем конус заполняют до 2/3 высоты, штыкуют 25 раз, далее заполняют с избытком и штыкуют опять 25 раз. Штыкование производят равномерно от стенок к центру конуса. После уплотнения третьего слоя воронку снимают, кельмой срезают излишек смеси и заглаживают поверхность. Металлический конус поднимают вертикально и устанавливают рядом с бетонным конусом.

Разность в высотах металлического и бетонного конуса, измеряемая с округлением до 0,5 см, означает подвижность бетонной смеси. Измерение производят два раза и по двум результатам вычисляют среднеарифметическое значение подвижности с округлением до 1 см. При этом разница между двумя результатами не должна превышать 1 см при ОК4 см, 2см при ОК=5-9 см и 3 см при ОК10 см. В противном случае приготавливают новый замес и опыт повторяют до получения необходимых результатов.

При размере зерен заполнителя более 40 мм используют увеличенный конус с раз­мерами, мм: внутренний диаметр нижнего основания ─ 300, верхнего основания ─ 150, высота ─ 450. Метод определения подвижности с применением этого конуса аналогичен стандартному, но при этом полученный результат умножают на поправочный коэффициент 0,67 для приведения к величине осадки обычного конуса.

Если в результате испытания бетонной смеси осадка конуса будет равна нулю, это означает, что смесь не обладает подвижностью, и поэтому в качестве показателя удобоукладываемости используют жесткость смеси.

Результаты опытов заносят в табл.3.13.

Таблица 3.13. Результаты определения подвижности бетонной смеси

Марка и вид бетона, изготовляемого из смеси

Результаты частных испытаний, см

Среднеарифметический результат, см

2. Определение жесткости бетонной смеси

Показатель жесткости бетонной смеси определяют на специальном приборе, который состоит из цилиндрического сосуда 1 высотой 200 мм с внутренним диаметром 240 мм с закрепленным на нем уст­ройством 9 для измерения осадки бетонной смеси в виде направляюще­го штатива 8, штанги 5 и металлического диска 6 толщиной 4 мм с шестью отверстиями 7 (рис. 3.4).

Прибор устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку, которая обеспечивает вертикально направленные колебания частотой 45…50 с -1 (2800…3000 кол/мин) и амплитудой (0,50,01) мм и плотно прикрепляют к ней. Затем в сосуд помещают металлическую форму-конус 3 с насадкой 4 для заполнения бетонной смесью.

Размеры формы-конуса такие же, как при определении подвижности бетонной смеси, т.е. высота ─ 300 мм, нижний диаметр ─ 200 мм, верхний диаметр ─ 100 мм. Форму-конус с помощью специального кольца-держателя 2 закрепляют в приборе и заполняют тремя слоями бетонной смеси, уплотняя ее штыкованием (25 раз каждый слой). Затем удаляют форму-конус, поворачивают штатив, устанавливают на поверхности бетонной смеси диск и включают виброплощадку. Вибрирование при частоте (2900100) кол/мин и амплитуде (0,50,01) мм продолжают до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из двух отверстий диска. Полученное время вибрирования ─ показатель жесткости бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания от начала первого определения до окончания второго не должно превышать 15 мин. Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1с как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся не более чем на 20 %. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе.

В лабораториях иногда используют упрощенный способ определения жесткости бетонной смеси, предложенный Б.Г. Скрамтаевым. По этому способу испытание проводят следующим образом. В обычную металлическую форму для приготовления кубов размером 20х20×20 см вставляют стандартный конус. Предварительно с него снимают упоры и немного уменьшают нижний диаметр, чтобы конус вошел внутрь куба (рис. 3.5). Наполняют конус также в три слоя. После снятия металлического ко­нуса бетонную смесь подвергают вибрации на лабораторной площад­ке. Вибрация длится до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит всех углов куба и ее поверхность не станет горизонтальной.

Как показали опыты, показатель жесткости, определенный на стандартном приборе, приблизительно в 1,5-2 раза меньше показателя, полученного по способу Б. Г. Скрамтаева.

На что влияет подвижность бетонной смеси, и как ее измерить

Один из самых востребованных материалов в строительстве — бетон.

Наряду с основной характеристикой бетона — прочностью — большое значение имеет удобоукладываемость бетонной смеси, поскольку она влияет на трудозатраты при производстве бетонных работ и качестве готовых контрукций.

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

1. песок;
2. щебень;
3. гравий.

Количество воды в составе бетонного раствора может быть разным.

Важно!

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

Удобоукладываемость бетона зависит от двух параметров:

1. подвижность;
2. расслаиваемость.

Подвижность бетона

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса или незначительной обработки. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее.

По подвижности все смеси делятся на 3 вида:

1. подвижные;
2. жесткие;
3. сверхжесткие.

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Расслаиваемость регламентируется по ГОСТ 10181.4-81.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Для определения текучести бетона используют метод испытания с конусом Абрамса, который также называется «испытанием бетона на осадку».

Этот метод используется в отечественной практике и соответствует европейским нормам.

Видео: Конус Абрамса

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Нормальный конус используют для растворов, содержащих заполнители фракции не более 40 мм. Для смесей с более крупным заполнителем применяется увеличенный конус.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

Видео: Учимся определять подвижность бетона

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Факторы, влияющие на подвижность

Представим себе бетонные растворы с разным содержанием воды. Густой раствор с низким водоцементным соотношением держит форму и не растекается. Чем выше водоцементное соотношение, тем выше текучесть раствора. Таким образом, основной фактор, влияющий на подвижность бетонной смеси — пропорции воды к цементу.

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

Подвижность бетонной смеси зависит также от следующих факторов:

1. Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
2. Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
3. Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

В качестве пластифицирующих добавок используют:

1. хлористые соли;
2. электролиты;
3. поверхностно-активные вещества;
4. клей ПВА-МБ;
5. известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

1. Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
2. Экономия воды.
3. Улучшение смешиваемости раствора.
4. Предотвращение расслаивания смеси.
5. Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
6. Качественное заполнение опалубки.
7. Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
8. Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
9. Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Как применяются в строительстве смеси разной подвижности

Подвижные смеси классифицируются на 4 категории, с П1 по П5:

1. П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
2. П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
3. П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
4. П5 — текучие смеси (литьевые) применяются только в герметичных опалубках. Подходят для густоармированных конструкций.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

1. В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
2. Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
3. Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
4. При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Важно!

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

Сохраняемостью свойств называют способность бетонной смеси сохранять удобоукладываемость в течение заданного времени.

Применение пластификаторов позволяет замешивать смеси повышенной сохраняемости. По сравнению со смесями, не содержащими специальные добавки, смеси повышенной сохраняемости имеют следующие преимущества:

1. переносят длительную транспортировку без потери свойств;
2. оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
3. повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
4. уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
5. снижают объем работ и затраты электроэнергии;
6. повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Мы готовы предложить Вам гибкую систему скидок, зависящую от объема заказа нашей продукции. Подскажем где купить в Вашем регионе.

8 (800) 550-52-82