Как определить подвижность бетонной смеси?

Подвижность бетонной смеси таблица

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

Подвижность бетонной смеси — как определять?

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

Укладка бетонной смеси

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

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

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

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

Определение осадки конуса

Суть определения осадки конуса сводится к тому, что приготовленная бетонная смесь засыпается в усеченный стандартный конус в три этапа с уплотнением штыковкой (обычно кусок гладкой стержневой арматуры).

Выравнивают верхнюю поверхность конуса, убирая остатки бетонной смеси, а затем поднимают вертикально форму и ставят возле образовавшегося конуса.

Разность высот между формой и смесью и является значением осадки конуса.

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

Таблица 1. Марка бетонной смеси по консистенции

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

Также консистенцию бетонной смеси можно определить следующими терминам:

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

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

Уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором и виброрейкой

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

Дефекты бетонных и железобетонных конструкций из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси зависит от множества факторов:

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

Как выбрать нужную подвижность бетонной смеси?

Самый главный фактор, отвечающий за свойства бетона является водоцементное соотношение (В/Ц). Поэтому, бетонную смесь категорически недопустимо разбавлять водой для предания ей повышенной подвижности.

Прочность бетона на прямую зависит от водоцементного соотношения В/Ц. Если нарушается В/Ц добавлением воды в бетонную смесь – нарушаются основные характеристики бетона.

В таком случае прочность бетона может снизиться на несколько классов, например с класса по прочности С40 может получиться С30.

Существует такое мнение, что бетон с высокой подвижностью обладает лучшей прочность. Бетон марок S4, S5 по консистенции будет дороже бетона с маркой S1, но это не означает, что он прочнее. Класс прочности бетона с осадкой конуса S1, S2, S3, S4, S5 будет одинаковый, но расход цемента будет разный, что и определяет цену бетона.

Для более подвижных бетонных смесей необходимо расходовать большее количество цемента, чем для менее подвижной, чтобы обеспечить одинаковою прочность бетона.

Таким образом, не стоит заказывать для бетонирования открытой площадки или плиты бетон с подвижностью S5, там где есть возможность с помощью вибраторов уплотнить бетонную смесь – это лишние необоснованные затраты денежных средств.

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

Таблица 2. Область применения бетонной смеси в зависимости от подвижности

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

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

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

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

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

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

 Автор публикации — эксперт GIDproekt

Источник: https://betfundament.com/podvizhnost-betonnoy-smesi-tablitsa/

Подвижность бетонной смеси — осадка конуса, марки по удобоукладываемости

Бетон относится к самым популярным строительным материалам, он имеет широкий спектр характеристик, определяющих его качество и особенности укладки. К ним относится подвижность бетонной смеси, указывающая на текучесть бетона – свойства, важного для правильной работы с ним. Эта характеристика влияет на прочность и долговечность конструкции, поэтому указывается в технической документации.

Что такое подвижность бетона?

Под подвижностью бетона понимают способность растекаться по поверхности под собственным весом. Эта характеристика является ключевой для его использования при выполнении конкретных работ. Технологически от этого свойства зависит удобоукладываемость бетонной смеси, и ее возможность заполнять все пустоты в опалубке. Для составов с достаточной текучестью не требуется добавка пластификаторов или вибропрессования, что снижает стоимость работ на строительных площадках. Подвижность и жесткость материала зависит от нескольких основных факторов:

• Качество и марка цемента;
• Количество и густота цементного теста;
• Фракция, чистота песка и щебня;
• Водно-цементного соотношения;
• Соотношение цемента и наполнителей;
• Наличия специальных присадок;
• Условий заливки бетонных конструкций.

Удобоукладываемость бетона важна при производстве или заливке на месте армированных конструкций. Недостаточная пластичность приводит к образованию раковин и пустот, а вибротрамбовка в таких случаях затруднена. В результате качество и прочность бетона падают. Для каждого типа армирования индивидуально подбирается подвижность бетонного раствора.

Эта характеристика обозначается индексами от П1 до П5, чем выше число, тем выше подвижность у раствора. Исходя из этого растворы классифицируются, в документации указываются их свойства и применение.

Способы определения

Подвижность бетонной смеси определяется разными способами, которые отличаются сложностью и скоростью, дают разную точность результатов, но все они отвечают стандартам ГОСТ по удобоукладываемости.

К наиболее быстрым и практичным методам, дающим приемлемую точность, относится осадка конуса бетона. Для этого используется специальная форма, размеры которой зависят от фракции наполнителей. Эта форма называется усеченный конус Абрамса и чаще всего имеет такие размеры конуса: высота 300 мм, больший диаметр 200 мм, меньший диаметр 100 мм.

Для определения марки бетонной смеси по ее удобоукладываемости, емкость заполняют в три приема, уплотняя гладким металлическим прутом, чтобы убрать пустоты. Конус переворачивается, и раствор выкладывается на ровную поверхность подобно детской пасхе. После того, как смесь перестанет двигаться, определяют, на какую высоту она осела.

Если высота уменьшилась менее чем на 150 мм, бетон считается малоподвижным, когда более 150 мм – подвижным.

Вискозиметр: 1 — сосуд, 2 — внутреннее кольцо, 3 — образец, 4 — диск со штангой, 5 — штатив.

Удобоукладываемость бетона проверяется еще одним способом – через испытание в форме. Этот способ подходит для растворов с фракцией заполнителя до 70 мм. Для этого берется открытый с одной стороны стальной куб со стороной 20 см, в котором размещают конус бетона. Куб устанавливается на вибростол, замеряется время, за которое раствор полностью заполнит квадратную форму, а его поверхность станет горизонтальной. Время, за которое все это произошло, умножается на 0,7, в результате чего оценивается подвижность материала.

Испытание раствора в форме. 1 — конус, 2 — форма, 3 — смесь, 4 — вибростол.

Классификация

Удобоукладываемость бетонной смеси, зависящая от ее пластичности, определяется по результатам испытания, чаще всего при помощи конуса или после вибрации. Если при испытании раствор не усаживается, то есть разность высот бетона после выкладки и через определенный промежуток времени равна 0, такой состав называется жестким. Такие материалы маркируются буквой «Ж» и применяются при ограниченном круге работ в связи со сложностями в его укладке.

При разнице высот до 5 см раствор определяют как малоподвижный бетон. Разница в высоте конусов от 6 до 15 см означает, что материал относится к пластичным – это самый распространенный вид растворов. Если конус раствора уменьшается более чем на 15 см, он называется литая масса и применяется в специальных конструкциях.

Каждая марка бетона по удобоукладываемости имеет свое обозначение с индексом «П» и числовому значению. Подвижность заносится в таблицу, которая облегчает поиск характеристик. Они могут включать в себя различные параметры, для подвижности важна усадка конуса раствора:

Согласно показателям подвижности выделяют основные свойства бетонов: П1-П3 – малоподвижные составы, П4-П5 – составы с повышенной текучестью или подвижностью. Малоподвижные составы делаются с применением портландцемента, но в них большее количество песка. Они хорошо подходят для возведения монолитов. Для их качественной заливки требуется вибрация. Нельзя увеличить пластичность такого раствора, добавляя воду, в результате изменится цементное отношение и снизится прочность бетона. Повысить текучесть помогают пластификаторы.

От плотности бетонной смеси во многом зависит прочность будущей конструкции. Поэтому при ее выборе нужно знать, в каких условиях изготавливается и заливается строительный состав, для какой цели она будет использоваться. Для каждой конкретной работы подбирается своя подвижность и жесткость смеси.

Зависимость подвижности от состава смеси

Бетон, применяемый в строительстве, состоит из цемента и нейтральных наполнителей – щебня разных фракций, песка. Его подвижность зависит от соотношения, качества наполнителей и наличия примесей. Чтобы изменить некоторые характеристики применяют специальные присадки, добавки для увеличения текучести называются пластификаторы. Идеальная пластичность достигается при правильном соотношении водоцементной смеси, увеличение количества наполнителей делает ее более жесткой.

Чтобы добиться оптимальной прочности и текучести растворов, пропорция воды и цемента в растворе по массе должна составлять 0,4. Нарушение этого баланса приводит к снижению прочности после затвердевания. А добавление воды в готовый состав для увеличения подвижности приведет к тому, что расслаиваемость бетонной смеси резко снизит качество конструкции. Малая подвижность достигается добавлением песка, в результате чего она не расслаивается, но для качественной укладки требуется трамбовка.

График водопотребности бетонной смеси

Повысить подвижность раствора, можно увеличив долю цемента в нем. Это связано с тем, что тонкая фракция цемента обволакивает поверхности зерен наполнителей, не позволяя соприкасаться, трение между ними уменьшается, а текучесть увеличивается. Данный способ повышения текучести не сказывается на прочности, но увеличивается стоимость раствора. Повышает подвижность и укрупнение фракции щебня, поскольку меньшая площадь снижает внутреннее трение. Но галечный щебень не рекомендовано использовать, поскольку его гладкая поверхность снижает прочность состава.

Сильно влияет на показатели П1-П5 наличие различных примесей. Поэтому в щебне или песка неприемлемо большое количество пыли, органических включений или глины. При затвердении такие примеси создают зоны со сниженной прочностью, что сказывается на надежности зданий и сооружений.

После изготовления раствор сохраняет пластичность в течение 2 часов. Чтобы доставить его на место с сохранением нужной текучести применяют пластификаторы. Это присадки, позволяющие сохранять и даже увеличивать пластичность раствора до 25%.

При домашнем строительстве в качестве пластификатора иногда применяют мыло или средства для мытья посуды.

Правильно подобранная пластичность обеспечит быструю и качественную укладку бетона, повысит его технические характеристики после затвердевания. Это достигается оптимальным соотношением компонентов и условиями укладки. Подвижность раствора оперативно подбирается непосредственно во время проведения работ, исходя их этих факторов.

Источник: https://betonpro100.ru/harakteristiki-i-svojstva/podvizhnost-betona

Подвижность бетонной смеси: показатели и способность

Удобоукладываемость бетонов

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.

Свойства

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).

Таблица значений удобоукладываемости — расплыв конуса бетонной смеси (П1—П5)

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

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.

Загрузочная воронка и конус для определения подвижности бетона

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).

Категории пластифицирующих добавок

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.

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

Применение пластификаторов

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.

Источник: https://beton-house.com/vidy/svojstva/podvizhnost-betonnoj-smesi-1016