Удобоукладываемость бетонной смеси (бетона) - что это такое?

Удобоукладываемость бетонной смеси (бетона) — что это такое?

Удобоукладываемость бетонной смеси (бетона): что это такое и для чего нужна строителям эта характеристика

Удобоукладываемость бетона – одна из важнейших характеристик замешанной смеси, которая влияет как на комфорт в работе, так и на основные свойства застывшего монолита (прочность, морозостойкость и т.д.). Несмотря на то, что в индивидуальном строительстве на удобоукладываемость редко обращают внимание, данный параметр очень важен и действительно способен существенно изменить технические характеристики бетона.

Удобоукладываемость бетонной смеси – это ее способность легко, быстро, в полном объеме наполнять вмещающую форму, не расслаиваться в процессе доставки, хранения. Данный параметр зависит от свойства раствора удерживать воду, связан с показателем подвижности. Физически ухудшает удобоукладываемость раствора появляющаяся в объеме сила трения.

Деление смесей на классы по степени удобоукладываемости:

  • Сверхжесткие – индекс СЖ.
  • Жесткие – обозначаются буквой Ж.
  • Подвижные – индекс П.
  • Растекающиеся – обозначаются буквой Р.

Параметр измеряется разными методами – по осадке конуса, прибором Вебе (применяется для жестких смесей), модификация прибора Вебе-Н (для сверхжестких растворов). Осадка конуса – самый простой способ изучения степени жесткости смеси. В форму набирают бетон, уплотняют, конус поднимают и смотрят, на сколько сантиметров оседает смесь. В соответствии с результатами раствору присваивают нужное значение.

Что это такое

В быту обычно под термином удобоукладываемости бетона понимают простоту и легкость его укладки с отсутствием расслаивания. Но эти категории не исчерпывают показатель, который также зависит от уплотнения бетона. Так, удобоукладываемость, актуальная для массивных конструкций из бетона, не подойдет для густоармированных и тонкостенных элементов.

Часть уплотнительного усилия уходит на колебания опалубки, сотрясение и вибрации схватившихся частиц. В связи с этим энергия предполагает как полезную, так и бесполезную работу. Полезная затрачивается на преодоление внутреннего/поверхностного сцепления. В зависимости от того, насколько хорошо смесь укладывается в форму и занимает ее без наличия пустот, растворы делятся на классы по удобоукладываемости.

С одной стороны, хорошо укладываемый раствор позволяет добиться максимальной плотности, с другой же – жесткие смеси обычно более прочные. Понятие удобоукладываемости очень тесно связано с консистенцией – она определяет особенности состояния смеси, сохранность формы, способность материала к пластической деформации. Но если консистенция используется для характеристики жидкого бетона, то удобоукладываемость – как для жидкого, так и для застывшего (ведь данный показатель напрямую влияет на плотность).

Смеси, неспособные растекаться под своим весом, считаются жесткими, текучие называют подвижными. Ввиду воздействия на данный параметр сцепления частиц компонентов между собой и стенками опалубки, зависимость такая: чем больший размер частиц, тем большее сопротивление и тем менее подвижна и удобоукладываемая смесь.

С целью повышения подвижности в раствор можно добавить больше воды, но это плохо скажется на качестве монолита, сделав его менее прочным и склонным к деформациям (вода испаряется с появлением трещин, сколов, расслаиваний). Более подходящий метод – введение в состав специальных добавок, которые называют пластификаторами.

Несмотря на то, что удобоукладываемость смеси считается важным показателем, который влияет на комфорт в работе и плотность монолита, его способность принять нужную форму, тут важно соблюдение баланса. Слишком жидкий раствор действительно заливается хорошо, но может проливаться сквозь щели опалубки из досок, уходить внутрь бетонной подушки (просачивается без создания нужной толщины слоя сверху).

Нормативные документы

Характеристика удобоукладываемости бетонной смеси рассматривается в нескольких ГОСТах – в 7473-94 указаны общие требования к бетонным растворам и подается описание их классификации; в 10181.1-81 рассматриваются методы испытаний растворов на удобоукладываемость и использующиеся для данных исследований инструменты.

ГОСТ 10181.1-81

Данный ГОСТ рассматривает использующиеся методы испытаний раствора на удобоукладываемость. Благодаря описанию способов классификации материала по удобоукладываемости можно лучше понять особенности и свойства смесей, определить оптимальные показатели для использования в той или иной сфере. В соответствии со значениями жесткости и подвижности существуют два основных метода – осадка конуса и специальные приборы.

Осадка конуса является наиболее универсальным методом определения свойств бетона, который используется для работы со всеми типами материала. А вот исследования с применением специальных приборов проводят чаще всего для более жестких смесей, которые не удается классифицировать осадкой конуса.

Для испытаний на осадку конуса используют специальный металлический конус (усеченный и с воронкой), с ручками и упорами. Для проверки степени жесткости применяют два устройства – вибростол в виде площадки с колебаниями со скоростью около 3000 в минуту и амплитудой около 0.5 миллиметров, а также цилиндр со штативом и массивным металлическим диском с 6 отверстиями, который опускается на штативе.

Методика испытаний

ГОСТ регламентирует обязательную проверку любой смеси на осадку конуса.

Как выполняется проверка:

  • Установка конуса высотой 30 сантиметров на стальной плоский лист.
  • Наполнение формы через воронку смесью, укладка 3 слоями одинаковой толщины со штыкованием каждого из слоев. Штыкуют 25 раз один слой прутом со скругленными краями сечением 16 миллиметров и длиной 600 миллиметров.
  • Снятие воронки, удаление кельмой лишнего бетона по уровню верхнего среза конуса.
  • Снятие конуса медленно и без сотрясения, в течение 3-7 секунд (по ГОСТу).
  • Измерение линейкой с делениями максимум 0.5 сантиметра разницы между верхним срезом конуса и верхом осевшего бетонного раствора. Эта разница и определяет уровень подвижности.
  • Повторное испытание с полным повторением всех этапов – для достоверности, поиск среднего арифметического между 2 значениями.

Подвижность и расплыв бетона:

  • П1 – расплыв в 1-4 сантиметра;
  • П2 – в 5-9 сантиметров;
  • П3 – 10-15 сантиметров;
  • П4 – разница в 16-20 сантиметров;
  • П5 – больше 20 сантиметров.

Если проверяется бетон с наполнителем величиной больше 40 миллиметров, для испытаний используют увеличенный конус, а результат потом умножают на коэффициент 0.67. В случае, когда О.К. = 0, для испытаний используют специальный прибор (второй тип).

Прибор жестко крепят к виброплощадке (он должен быть снабжен фланцем), в полый цилиндр помещают конус бетона. Далее штатив поворачивают так, чтобы диск мог занять позицию строго под конусом, фиксируют зажимным винтом. Потом диск нужно опустить на поверхность образца, одновременно с включением вибрации запустить секундомер. Считать прекращают в момент продавливания раствора через любые 2 из 6 отверстий диска. Результат в секундах является характеристикой уровня жесткости смеси.

ГОСТ 7473-94

Данный документ содержит таблицу, которая определяет марки бетона по удобоукладываемости. Также стандарт указывает требования к воде, которая используется для затворения, к составу раствора, максимальной погрешности соотношений компонентов в процентах (1% для вяжущего и пластификаторов, 2% для наполнителей).

Оценивают удобоукладываемость на базе таких показателей: подвижность (осадка конуса) и жесткость (время вибрации в секундах).

Марки бетонных смесей по удобоукладываемости:

Применение

Сохраняемость формы бетона и удобоукладываемость определяют сферу использования раствора.

Полезные мелочи

Удобоукладываемость бетона – важный параметр, на который стоит обращать внимание. Для повышения подвижности можно просто добавить воды в раствор, но это неизбежно сказывается на его качестве. Лучший вариант – введение в состав специальных пластификаторов либо более доступных по стоимости веществ (некоторые мастера советуют добавлять моющее средство для посуды или жидкое мыло из расчета 1 столовая ложка на ведро).

Стоит вспомнить и про растекаемость – есть специальные растекающиеся смеси (обозначаются маркой по расплыву конуса с индексами от Р1 до Р6). Это обычно самоуплотняющийся бетон – демонстрирует высокую подвижность, не расслаивается, а заполняет опалубку и равномерно растекается, качественно обволакивает арматуру без механических усилий и вибрирования. Обычно такой бетон применяют в густоармированных конструкциях при высотном строительстве, где нельзя вибрировать.

Жесткость бетонной смеси обозначается индексом в диапазоне от Ж1 до Ж5, также может влиять на особенности проведения работ и застывания монолита. Часто в дорожном строительстве используют «тощий бетон», а вот в частном домостроении смесь не актуальна из-за сложности укладки. В таком растворе мало воды и цемента, часто бетон добирает влагу из почвы.

Удобоукладываемость бетонной смеси: нормативные документы, марки, методы испытаний

Общеизвестно, что бетон делится на различные марки по прочности на сжатие и морозостойкости. Удобоукладываемость бетонной смеси — это параметр, на который довольно редко обращают внимание; между тем он сильно влияет на процесс монолитного бетонирования. Давайте познакомимся с соответствующей терминологией и методами классификации.

Удобоукладываемость смеси важна, среди прочего, при заливке монолита с плотным армированием.

Что это такое

Удобоукладываемость бетона — это свойство, влияющее на его способность заполнять опалубку произвольной формы под действием собственного веса. Применительно к текучим смесям оно называется подвижностью; для смесей, неспособных растекаться под собственной тяжестью, используется другой термин — жесткость.

Любопытно: растеканию бетона, самопроизвольному заполнению формы препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы; при этом, чем больше частицы, тем больше сопротивление. Способствуют же ему большое количество воды, цемента и специальных добавок — пластификаторов.

От подвижности раствора зависит наличие или отсутствие пор в толще монолита. Недостаток подвижности отчасти нивелируется штыкованием и/или виброукладкой; однако они позволяют избавиться от каверн далеко не всегда. Между тем 2 процента объема, занятого порами, снизят прочность конструкции на 10%; увеличение процента полостей до 5% приведет к 30-процентному уменьшению прочности.

Казалось бы, очевидным решением будет производить только и исключительно смеси высокой подвижности: ведь они прекрасно льются, не требуют утомительного штыкования или энергоемкой виброукладки. Не тут-то было: иногда избыточная подвижность вредна.

Приведем пару простейших примеров:

  1. Слишком подвижная смесь будет выливаться через щели дощатой опалубки.
  2. При укладке на подсыпку из щебня подвижный бетон не останется на ее поверхности, а уйдет внутрь.

Излишне подвижная смесь уйдет в щебенку.

Читать еще:  Монолитный арболит своими руками: дом из арболита

Нормативные документы

Интересующий нас параметр затрагивается в двух нормативных документах:

  1. ГОСТ 7473-94 содержит общие требования к бетонным смесям и описывает их классификацию.
  2. ГОСТ 10181.1-81 регламентирует методику испытаний смесей на удобоукладываемость и применяющиеся для этих испытаний инструменты.

Давайте познакомимся с основными моментами обоих документов.

ГОСТ 10181.1-81

Начнем с методов испытаний. Их описание поможет понять способы классификации бетонов по удобоукладываемости.

По ГОСТу предполагается, что смесь испытывается одним из двух способов в зависимости от предполагаемой подвижности или жесткости.

Теперь — чуть больше конкретики.

Прибор для испытаний на осадку конуса — усеченный металлический конус с воронкой, упорами и ручками (читайте также статью «Алмазная чашка по бетону – ее виды и особенности»).

Внешний вид прибора.

Для испытаний смеси на жесткость требуется уже два устройства, каждое из которых заметно сложнее. Вибростол — площадка, которая колеблется со скоростью 3000 колебаний в минуту и с амплитудой 0,5 миллиметра. Сам же измерительный прибор — цилиндр со штативом и опускающимся на штанге массивным металлическим диском с шестью отверстиями.

Устройство для испытаний на жесткость.

Методика испытаний

Содержащаяся в ГОСТ инструкция по порядку испытаний предписывает вначале испытать смесь с неизвестными характеристиками на осадку конуса.

Методика предельно проста:

  1. Прибор устанавливается на плоский стальной лист.
  2. Через воронку он наполняется предназначенной для испытаний бетонной смесью. Смесь укладывается тремя слоями равной толщины с обязательным штыкованием каждого слоя. Метод штыкования и используемый при этом инструмент жестко регламентированы: штыковать бетон следует 25 раз на слой прутком диаметром 16 и длиной 600 миллиметров со скругленными краями.

Полезно: честно говоря, ни материал поверхности, ни длина прутка почти не оказывают влияния на результат. При тестировании смеси своими руками можно обойтись, например, куском оргалита или фанеры и любым гладким отрезком арматуры.

Лист ДСП тоже подойдет в качестве основания.

  1. Воронка снимается.
  2. Излишки бетона по уровню верхнего среза прибора убираются кельмой.
  3. Прибор аккуратно, плавным движением без сотрясения снимается и ставится рядом. Стандарт оговаривает даже время, которое должен занимать процесс снятия прибора: от 3 до 7 секунд.
  4. Линейкой с делением не более 0,5 сантиметра измеряется разница между верхом осевшего конуса бетонной смеси и верхним срезом прибора. Полученная разница и будет характеризовать подвижность смеси.

Для большей достоверности испытание повторяется дважды. Результат — среднее арифметическое между двумя измерениями. При этом разброс между полученными результатами измерений должен находиться в определенных границах, зависящих от их абсолютного значения:

Что такое удобоукладываемость бетонной смеси и как ее измерить?

Основные свойства

Среди наиболее важных технологических свойств бетонной смеси следует выделить:

  • плотность;
  • прочность;
  • водонепроницаемость;
  • пластичность;
  • огнестойкость.

Из них основным показателем выступает прочность, которая выражена в способности сопротивляться разрушению от нагрузок. Увеличение последних разрешено лишь до определенного предела. Прочность материала определяется его маркой. Под ней понимается предел прочности при сжатии кубиков, сторона которых равна 20 см. Они твердеют после заливки в течение месяца. Предел прочности выражается в кг/см2.

Ознакомившись с понятием марки, вы сможете узнать, что в документации установлены следующие значения. Для обыкновенного бетона цифра варьируется от 25 до 600. Что касается легкого бетона, то здесь границы нормы от 10 до 300. Прочность зависит от того, насколько активен цемент. На этот параметр влияет качество щебня, песка, воды и гравия, а также условия транспортировки, перемешивания, возраста, укладки и твердения бетона.

Рассматривая свойства бетонной смеси, вы обязательно должны обратить внимание на плотность. Описываемый материал не является совершенно плотным, ведь в нем имеются воздушные поры, образующиеся при испарении воды или проникновении внутрь воздуха. Плотность — это степень заполнения объема твердым веществом. Так, если плотность равна 0,95, то 95% объема — это твердые материалы, а 5% — поры.

Для того чтобы получить плотный бетон, количество воды следует уменьшить, а зерна заполнителей выбрать разной величины. Это поспособствует снижению количества пустот. Среди свойств бетонной смеси следует выделить еще и пластичность. Ее определяет подвижность состава, который при укладке должен заполнить все изгибы, пустоты и раковины. Бетон может быть:

Показатель пластичности смеси оценивается прибором, который называется конусом. Этот инструмент представляет собой стальную форму без дна в виде конуса.

Важным свойством является еще и водопроницаемость. Ее степень характеризуется наибольшим давлением воды, при котором жидкость просачивается через образец. Водонепроницаемость зависит от величины напора воды, плотности и структуры, а также условий твердения, плотности и возраста бетона.

Знакомясь со свойствами бетонной смеси, вы должны будете обратить внимание на огнестойкость. Это способность материала, которая выражена в сопротивляемости к разрушительным факторам, связанным с высокой температурой. Бетон должен выдерживать нормальную эксплуатацию до 250 ˚С.

Помимо этого, необходимо обратить внимание на усадку материала. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме. Снаружи это происходит быстрее, чем внутри, следствием этого становятся трещины. Усадка, как правило, составляет 0,15 мм на 1 м. Если подобрать состав раствора, можно снизить количество усадки или не допустить ее вовсе.

Особенностью заливки является выделение тепла при твердении смеси. Поэтому в возводимых сооружениях можно наблюдать повышение температуры даже при низких температурах внешней среды. Это свойство позволяет осуществлять бетонирование в зимних условиях без обогрева.

Испытание бетонных, растворных смесей

Вернуться к списку продукции

Другие изделия данного раздела

Состав бетона

Для того чтобы добиться нужных свойств бетонной смеси, необходимо придерживаться определенного состава. Обычный бетонный раствор получается при смешивании в определенных пропорциях следующих ингредиентов:

Соотношение компонентов зависит от желаемого результата. В готовую смесь часто добавляют вещества, призванные улучшить свойства материала. Смесь в этом случае будет отличаться, но основные компоненты будут оставаться неизменными.

Цемент и вода необходимы для обеспечения вязкости раствора и формирования его целостности. Следует контролировать количество жидкости и цемента, а также влажность песка и заполнителей.

Основные виды раствора для наружных работ

Свойства бетонной смеси могут изменяться в зависимости от назначения материала. Среди основных разновидностей бетона, который будет эксплуатироваться снаружи, следует выделить:

  • железобетон;
  • силикатный бетон;
  • асфальтобетон;
  • гидротехнический бетон;
  • керамзитобетон;
  • перлитобетон;
  • туфобетон.

Железобетон — это сочетание основного материала с арматурой. Используется смесь во всех климатических зонах, ведь она не теряет свойств до -45 ˚С. Эксплуатация возможна до +60 ˚С. С этим типом материала большинство знакомо по железобетонным плитам, используемым в перекрытиях.

Силикатный бетон — это состав из кремния и извести. В смеси может быть кварц и кремнезем. В качестве заполнителя выступает песок. Такой вид бетона изготавливается методом автоклавирования. Материал обрабатывается паром при температуре от 174 до 198 ˚С.

Довольно плотной смесью является асфальтобетон. Он состоит из:

Каждая часть отдельно высушивается, а после нагревается до 150 ˚С. По температуре укладки асфальтобетон может быть горячим или вязким, холодным или жидким. Рабочая температура первого достигает 120 ˚С, а последнего не должна быть ниже 10 ˚С. Из такого бетона изготавливаются кровли домов и покрытия дорог.

Среди основных свойств бетонной смеси, которая еще называется гидротехническим бетоном, следует выделить повышенную водонепроницаемость. Из этого материала возводятся здания, которые будут эксплуатироваться в болотистой местности или в регионах, часто подвергающихся наводнениям.

Одним из видов легкого бетона выступает керамзитобетон. Заполнителем здесь является керамзит. Это позволяет снизить стоимость работ, да и масса конструкций получается меньше.

Заполнителем в перлитобетоне выступает перлит. Этот материал относится к классу легких, из него изготавливают бетонные ограды. Наполнителем в туфобетоне выступает вулканический туф. Из такого материала изготавливаются стены и плиты перекрытия.

Марки бетона по удобоукладываемости


Измерение удобоукладываемости бетона

ГОСТ 7473-94 (межгосударственный стандарт) подразделяет бетонные смеси в зависимости от их удобоукладываемости на следующие марки:

  • сверхжесткие (СЖ);
  • жесткие (Ж);
  • подвижные смеси (П).

Оценка удобоукладываемости бетона производится на основании показателей:

  • подвижности — оценка (в см) по осадке конуса (ОК) или расплыву конуса (РК), отформованного из бетона;
  • жесткости — времени вибрации в секундах, необходимого для уплотнения бетона.

В соответствии со значениями показателей жесткости и подвижности ГОСТом 7473-94 выделены следующие марки бетонных смесей:

Марка бетона по удобоукладываемости

Содержание статьи:

Что такое удобоукладываемость бетона

Под понятием «удобоукладываемость бетона» обычно понимают легкость его укладки и отсутствие расслаивания. Однако этими категориями удобоукладываемость бетона не исчерпывается. Она также зависит и от средств уплотнения бетона – например, удобоукладываемость, необходимая для массивных бетонных конструкций, не подходит для тонкостенных и густоармированных элементов.

Инструменты для измерения удобоукладываемости бетона

Для понимания удобоукладываемости необходимо рассмотреть, как происходит процесс уплотнения бетона. Вне зависимости от способа (трамбование или вибрация) уплотнение заключается в удалении из бетона воздуха, что позволяет достигнуть максимально возможной плотности бетонной смеси при данной конфигурации.

Иными словами процесс уплотнения бетона направлен на преодоление:

  • сцепления между отдельными частицами в бетоне;
  • сцепления между бетоном и поверхностью арматуры и опалубки.

Эти два вида сцепления часто называют соответственно внутренним и поверхностным.

Часть производимой работы по уплотнению расходуется на колебания опалубки, на сотрясение и вибрацию уже схватившихся частиц бетона. Поэтому энергия, затрачиваемая на уплотнение, — есть совокупность как «полезной», так и «бесполезной» работы. При этом «полезная» — это работа, затрачиваемая на преодоление внутреннего и поверхностного сцепления.

Так как самой бетонной смеси свойственно только внутреннее сцепление, то удобоукладываемость характеризует количество «полезной» внутренней работы, затрачиваемой для достижения полного уплотнения.

Консистенция — это еще одно понятие, используемое для характеристики состояния бетонной смеси, обозначающее сохранность формы и способность вещества к пластической деформации. Удобоукладываемость относится не только к свойствам бетонной смеси, но и к свойствам конечного продукта – бетона, так как он должен иметь удобоукладываемость, позволяющую при его уплотнении достичь максимальной плотности при наименьших усилиях.

Читать еще:  Самовосстанавливающийся бетон (самозалечивающийся эластичный)

Прочность готового бетона напрямую зависит от степени уплотнения бетонной смеси. Наглядно эту зависимость можно увидеть на графике, где по одной оси показана степень уплотнения, а по другой – прочность готового бетона.

Зависимость прочности бетона от его плотности

При наличии пор в бетоне его прочность резко снижается. Так, 5% пор могут привести к снижению прочности на 30%, а 2% пор снижают прочность более чем на 10%.

По своей природе поры в бетоне – это или пузырьки поглощенного воздуха, или пространство, оставшееся после удаления воды. Объем пор, оставшихся после воды, зависит от водоцементного соотношения в бетонной смеси. В свою очередь воздушные поры зависят от гранулометрического состава мелкого заполнителя, а из влажного бетона они вытесняются легче, чем из сухого.

Получается, что для каждого конкретного метода уплотнения можно подобрать оптимальное содержание воды в бетонной смеси, при котором сумма объемов воды и воздушных пор будет минимальной, а плотность бетона — максимальной. При этом для разных методов уплотнения бетона оптимальное содержание воды в бетонной смеси может различаться.

Марки бетона по удобоукладываемости

Измерение удобоукладываемости бетона

ГОСТ 7473-94 (межгосударственный стандарт) подразделяет бетонные смеси в зависимости от их удобоукладываемости на следующие марки:

  • сверхжесткие (СЖ);
  • жесткие (Ж);
  • подвижные смеси (П).

Оценка удобоукладываемости бетона производится на основании показателей:

  • подвижности — оценка (в см) по осадке конуса (ОК) или расплыву конуса (РК), отформованного из бетона;
  • жесткости — времени вибрации в секундах, необходимого для уплотнения бетона.

В соответствии со значениями показателей жесткости и подвижности ГОСТом 7473-94 выделены следующие марки бетонных смесей:

Марка по удобоукладываемости

Показатель подвижности, см

Подвижность бетонной смеси и факторы, влияющие на ее показатели

Подвижность бетонной смеси — это один из важнейших показателей, определяющих ее способность растекаться и уплотняться в опалубке под действием собственного веса. Для производства строительных работ и обеспечения необходимого качества бетона в конструкциях, необходимо, чтобы подвижность бетонной смеси ГОСТ7473-2010 соответствовала всем нормам и требованиям этого документа.

Что такое подвижность бетона, и какое влияние она оказывает на удобоукладываемость смесей, рассмотрим в этой статье.

Общие сведения

Что такое бетонная смесь? Это рационально составленный и тщательно перемешанный раствор компонентов до начала периода схватывания и твердения. Состав смеси рассчитывается с учетом требований к самому раствору и эксплуатационных характеристик будущих сооружений.

Формирование эксплуатационных характеристик бетонных конструкций начинается с приготовления, укладки и технологически правильного твердения смеси.

Эти процессы во многом предопределяют будущее качество железобетонных изделий.

  • Поэтому, очень важно знать свойства и поведение бетонной смеси, ее зависимость от всевозможных факторов, умело руководить процедурой приготовления, укладки и схватывания бетона.
  • Основным свойством бетонного раствора является его формуемость или удобоукладываемость — то есть, способность композиции растекаться и принимать необходимую форму, сохраняя при этом однородность и монолитность (см. видео в этой статье).
  • Удобоукладываемость определяется текучестью (подвижностью) смеси в период заполнения опалубки и пластичностью — способностью деформироваться без изменения структуры.
  • Основное влияние на эти параметры оказывают качество и количество цементного теста, а также расход воды, используемый для приготовления раствора. Именно вода обуславливает структуру жидкой фазы и формирование сил сцепления, определяющих подвижность и связность системы.
  • По своей структуре смесь представляет собой однородное физическое тело, в котором зерна вяжущего, воды и частицы заполнителя связанны внутренней силой взаимодействия. Главным структурообразующим компонентом в бетонном составе выступает цементное тесто. По мере роста реакции гидратации цемента увеличивается плотность твердой фазы, и возрастает связующая способность цементного камня (твердое тело).

На заметку: Под действием протекающих процессов, в определенный момент, смесь преодолевает структурную прочность, и начинает течь подобно густой жидкости. Поэтому, бетонный раствор и классифицируют как упругое вязкое тело, одновременно обладающее свойствами жидкости и твердого тела.

  • Консистенция смеси зависит от состава компонентов, и может меняться в границах от жесткой формы до жидкой, легко подвижной.
  • Определение подвижности бетонной смеси определяется при помощи специального оборудования (об этом ниже). Критерием подвижности (удобоукладываемости) служит осадка конуса бетонной смеси, на основании которой и делаются выводы по состоянию конкретного раствора.

Удобоукладываемость согласно ГОСТ 7473-2010 обозначается буквой «П», и имеет несколько значений (таблица ниже).

Чем выше марка, тем подвижнее растворы. Марки П1—П3 — малоподвижные пластичные композиции, а подвижность бетона П4—П5 относится к категории очень подвижных смесей.

Расчет состава бетона

Методы определения удобоукладываемости бетона

Для определения консистенции раствора и его технологических свойств, определяющих возможность заполнять опалубку и уплотняться в момент укладки, предложено несколько способов. Нас же в этой статье будет интересовать подвижность растворов, и как измерить осадку конуса бетона.

Для определения подвижности смеси существует несколько различных методов, один из них — это проверка конуса осадки бетона. Этот способ довольно прост в исполнении, и не требует специальных измерительных приборов.

Поэтому, если у вас в хозяйстве есть конус для определения подвижности бетона, приобретенный или изготовленный своими руками, то данную процедуру измерения вы можете с легкостью провести по месту заливки бетона. Тем более, что цена остального оборудования вполне приемлема для любого застройщика.

Оборудование для выполнения измерений:

  1. Конус для определения подвижности бетонной смеси, изготовленный из оцинкованного железа (см. фото). Высота прибора 300 мм; диаметр нижней части равен 20 см, верхней — 10 см.

  1. Загрузочная воронка, устанавливаемая в верхнюю часть конуса.
  2. Площадка 700×700 мм, сбитая из досок и обшитая оцинкованной сталью.
  3. Стальной прут с закругленным концом.
  4. Две стальные или деревянные линейки длиной 50–70 см.
  5. Кельма.

Все измерения должны соответствовать ГОСТ — осадка бетонного конуса.

Проверка бетона конусом — инструкция:

  1. Площадку и рабочую поверхность конуса увлажняют.
  2. Конус ставят в середину площадки, и при помощи ног, через специальные упоры, прижимают к основанию.
  3. С помощью загрузочной воронки, в три этапа, заполняют форму. Каждый последующий слой, при помощи стального стержня, необходимо уплотнять штыкованием не менее 25 раз.
  4. Далее, воронку удаляют с конуса, и вровень с верхним основанием срезают излишки раствора.
  5. Затем, осторожно снимают форму и устанавливают рядом с образовавшимся конусом из бетонного раствора.
  6. После снятия формы начинается медленная осадка конуса бетона.
  7. На верхнюю часть прибора, параллельно площадке, укладывают одну из линеек, а вторую ставят вертикально, слегка опирая на конус из раствора. Насколько в данный момент конус раствора окажется ниже формы и есть значение подвижности смеси (пересечение линеек).

Вышерассмотренные измерения проводят в два этапа. Затем определяют среднее значение двух результатов, которое и будет являться точным показателем удобоукладываемости бетона.

Факторы, влияющие на подвижность растворов

Технологические особенности бетонной смеси определяет ее состав и свойства применяемых материалов.

В какой степени будут происходить изменения характеристик растворов, и с какими результатами, зависит от следующих факторов:

  1. Чем выше объем цементного теста, тем более жидкой будет его консистенция, и тем выше подвижность раствора. Добавление в цементное тесто заполнителей уменьшает подвижность в следующей прогрессии — чем больше состав заполнителей и их удельная поверхность, тем меньше подвижность бетона.
  2. С понижением количества заполнителей и увеличением объема цементного теста, при неизменном В/Ц, подвижность смеси увеличивается, а прочность остается неизменной.
  3. Значительно влияют на удобоукладываемость растворов свойства цемента. Бетонные растворы, имеющие в своем составе пуццолановый портландцемент, особенно с активной кремнеземистой присадкой, при равном расходе воды, имеют существенно ниже осадку конуса, чем бетоны на обычном портландцементе.

  1. Изменение количества воды — основной фактор при помощи которого регулируется консистенция смеси. С повышением объема воды, при неизменном количестве цемента, подвижность раствора увеличивается, а прочность снижается.
  2. С увеличением зернистости заполнителей снижается их воздействие на цементный камень, и в результате подвижность бетона увеличивается. Пыль, глинистые компоненты, обычно, понижают удобоукладываемость.
  3. Немаловажным фактором является соотношение объемов песка и щебня. При ненормируемом увеличении этих компонентов друг относительно друга, увеличивается удельная площадь заполнителей и снижается подвижность.

Другими словами, в бетонном растворе существует такая пропорция между заполнителем и цементом, включая соответствие между щебнем и песком, при которой структурная вязкость бетона будет минимальная, подвижность — наибольшая, а для его укладки и уплотнения будет затрачено минимум энергии.

Регуляторы консистенции смесей

С целью регулирования свойств бетона и экономии цемента используют химические присадки двух видов:

  1. Добавки, вводимые в смесь в небольших количествах (0,1–2% от массы цемента) и регулирующие их свойства.
  2. Тонкомолотые лигатуры (5–20%), применяемые для сокращения расхода цемента, без изменения качества готовых изделий.

Применение химических присадок — это наиболее универсальный и доступный метод управления технологией бетона.

  • Наиболее эффективными регуляторами подвижности бетонов являются химические добавки пластификаторы и суперпластификаторы.
  • Введение данных присадок позволяет существенно увеличить подвижность смесей и снизить их водопотребность, что дает возможность производить растворы одинаковой подвижности при незначительном объеме воды и цемента.
  • Присадки оценивают по величине значения максимального эффекта, получаемого при введении той или иной добавки. Лигатуры одного класса влияния могут заметно отличаться своим эффектом действия.
  • Например, пластифицирующие и суперпластифицирующие добавки, по результирующему эффекту, делят на следующие категории (см. таблицу).

Наибольшее распространение в современном строительстве получили комплексные добавки — суперпластификаторы (СП).

Эти присадки, в отличие от пластификаторов, в большей степени и более комплексно улучшают свойства смесей:

  • существенно увеличивают подвижность растворов;
  • повышают строительно-технологические свойства бетонов;
  • снижают расход цемента.



По своей структуре суперпластификаторы — это синтетические полимерные материалы. Расход составляет 0,1–1,2% от общего объема цемента. Действие данных пластификаторов ограничено 2–3 часами, начиная с момента их присадки в бетонный раствор.

Читать еще:  Трубы безнапорные раструбные железобетонные

Использование СП наиболее эффективно при производстве сборного железобетона, где скорость схватывания бетона имеет существенное значение.

Применение суперпластификаторов позволяет использовать бетоны с низким В/Ц со следующими преимуществами:

  • высокая прочность изделий (60–80 Мпа);
  • благодаря высокой подвижности раствора, шире применять литьевой метод производства конструкций;
  • эффективно применять укладку смесей с пониженным водоцементным отношением, используя краткосрочное вибрирование;
  • бетонировать конструкции усложненного профиля;
  • снижать расход цемента;
  • повышать качество лицевых поверхностей железобетонных изделий.


Определение подвижности бетонной смеси в условиях строительной площадки, позволяет оперативно реагировать на непредвиденное изменение технологических свойств растворов. Это значительно облегчает производство строительных работ и непосредственно влияет на конечные эксплуатационные характеристики конструкций.

Удобоукладываемость и сохраняемость бетонной смеси

Характеристики

Требуется, чтобы бетонная смесь была удобоукладываемой. Данное понятие очень важно, оно характеризует возможность приготовленной бетонной смеси быть уложенной в конструкцию с наименьшими усилиями. Понятие удобоукладываемость бетона сложно охарактеризовать однозначно. Это научное определение, включающее в себя разные составляющие. Основное свойство бетона – 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

Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси.

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

Схемы приборов для определения реологических свойств цементного теста и бетонной смеси:
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

Определение удобоукладываемости бетонной смеси
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 расширяющиеся портландцемента, 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. Легкие бетоны 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 жесткого бетона 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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector