В чем измеряется бетонная смесь?

Подвижность бетонной смеси (бетона): что это такое, как измеряется, основные способы определения

› Производство Бетона

25.06.2019

Текучесть (подвижность) бетонной смеси является одним из основных факторов, которые влияют на формование материала в опалубке, и определяется соотношением главных компонентов смеси, наличием добавок-пластификаторов, количеством воды и качеством бетона.

Подвижность определяется как опытным путем, исходя из состава и размера частиц наполнителей, так и экспериментальным — с помощью лабораторных испытаний и измерения в формах.

Подвижность смеси из бетона.

Подвижность — что это такое

Основным технологическим параметром свежей бетонной смеси является удобоукладываемость — способность раствора заполнять опалубку и принимать ее форму, не теряя однородности и монолитности.

Формуемость влияет не только на скорость работы с материалом на стройплощадке, но и на его конструктивные характеристики. При высокой вязкости в бетоне будут образовываться пустоты и поры, а при сильной текучести — будет снижена прочность конструкции.

Удобоукладываемость зависит от способности смеси деформироваться без изменения структуры (пластичности) и склонности к растеканию под собственным весом (подвижности). За счет двухфазной структуры — матрицы из цементного теста и наполнителей — свежий бетон образует вязкую массу, которая одновременно проявляет свойства твердого и жидкого тела.

При большом содержании воды в цементном тесте матрица будет иметь аморфную структуру. Связей, которые будут образованы при гидратации цемента, окажется недостаточно для обеспечения нужной вязкости. Водянистая смесь будет хорошо заполнять емкость и растекаться по поверхности.

Если в разведенный цемент добавить наполнитель со слишком крупными частицами, то сил адгезии не хватит для удержания вязко-жидкой структуры в стабильной форме. Жидкая основа будет относительно свободно растекаться между частицами наполнителя, что негативно повлияет на однородность бетона.

Жесткие бетонные растворы являются наиболее выгодными для застройщиков, т.к. позволяют добавить пыль и некондиционный мелкий наполнитель. Это позволяет сэкономить на дорогом цементе, но сказывается на свойствах будущей конструкции. Чтобы получить заданную прочность, перед заливкой опалубки бетонщик проверяет подвижность смеси.

Способы определения

Определение подвижности бетонной смеси может проводиться как непосредственно на площадке, так и в лабораторных условиях.

Определение эластичности конусом

Наиболее простой и часто применяемый метод измерения — это проверка осадки бетонного конуса.

Способ определения эластичности конусом.

Проверка выполняется в следующей последовательности:

1. Берется деревянная площадка, обшитая оцинкованным металлом, и оцинкованный срезанный конус высотой 30 см и диаметрами 10 см и 20 см (верхней и нижней части соответственно).
2. Внутренняя поверхность формы и площадка смачиваются водой, чтобы исключить адсорбцию воды из раствора.
3. Конус переворачивается широкой частью вниз.
4. Форма в несколько этапов заполняется свежей бетонной смесью через воронку (после каждого этапа необходимо тщательно штыковать слой металлическим стержнем для удаления излишков воздуха).
5. Воронка снимается, уровень бетона равняется по краю формы.
6. Металлический конус аккуратно снимается и ставится рядом с бетонным.

Под действием собственного веса материал оседает, пока не будет достигнуто равновесие между усилиями адгезии и растекания.

С помощью перекрестья линеек измеряется разница между высотой двух конусов, которая определяет подвижность.

При недостаточной текучести бетонщик может прибегнуть к методу разбавления раствора. Отступление от нормативов содержания воды (0,4-0,5 от массы цемента) чревато снижением прочности материала.

Определение эластичности путем анализа монолита

Проверка выполняется следующим образом:

1. Подготавливается несколько деревянных ящиков-кубиков с длиной стороны 10-15 см.
2. Каждый куб устанавливается на ровную площадку, внутренняя поверхность форм тщательно увлажняется.
3. Свежий бетон заливается в ящики, а затем уплотняется штыкованием. Для дополнительной усадки можно слегка постучать по стенкам форм молотком, обеспечивая слабый эффект виброуплотнения.
4. Образцы-кубики сохнут 28-30 суток. Влажность воздуха должна быть не меньше 90%, а температура — не ниже 20°С.
5. После отвердения образцы отправляются в лабораторию для проверки конструктивной прочности, однородности и наличия дефектов.

С помощью лабораторного вибростола

При строительстве ответственных конструкций могут проводиться лабораторные измерения текучести смеси. Для этого применяются вибростолы, которые уплотняют свежий бетон.

Для определения подвижности используют вибростол.

Подвижность материала может оцениваться двумя методами:

1. Измерение времени снижения до метки на шкале. На вибростоле формуется бетонный конус. В его середину устанавливается штатив, на который наносится метка и надевается диск. Диск не закреплен и лежит на поверхности бетона. После включения вибростола высота бетонной формы начинает уменьшаться. Когда диск достигает нужной отметки, виброустройство выключают и фиксируют время.
2. Измерение времени заполнения формы. В этом случае сформированный конус заключается внутрь металлического куба со стороной 20 см. После включения вибрации бетон будет уплотняться и заполнять форму. Время фиксируют, когда поверхность материала становится горизонтальной, а смесь заполняет куб.

Классификация и как обозначается

Подвижность бетона обозначается буквой «П». По этому критерию бетонные растворы классифицируются на 5 групп от П-1 до П-5. Чем выше текучесть материала, тем больше цифра, указанная в марке подвижности.

Таблица подвижности смеси из бетона

Вид смеси	Осадка испытательного конуса, см	Куда заливается	Особенности
П-1	1-5	Монолиты с минимальной сложностью конфигурации	Обязательно уплотняется вибрациейПри заливке в холодное время года предварительно подогревается
П-2	6-10	Стандартные постройки	Обладают оптимальной пластичностью и прочностьюМогут уплотняться вибрацией
П-3	11-15
П-4	16-20	Сложные опалубкиВысокие фундаменты, колонны и другие армированные конструкции	Для марок П-4 и П-5 обязательно использование пластификаторов
П-5	Более 21	Относительно герметичные опалубки	Является литым раствором

Жесткие и сверхжесткие смеси, которые имеют нулевую осадку конуса, обозначаются Ж и СЖ (например, СЖ-2). Из-за технологических сложностей укладки в опалубку они применяются в ограниченном диапазоне работ.

Зависимость подвижности от состава смеси

Подвижность бетона определяется его составом, дисперсностью наполнителей, долей матрицы и твердых частиц. Глинистые включения, грязь, пыль и тонкая фракция наполнителя изменяют текучесть по-разному, но однозначно ухудшают качество смеси.

Регуляторы консистенции смесей

Основными регуляторами консистенции бетона являются:

1. Вода. Повышает подвижность бетона, но снижает его прочностные характеристики и замедляет твердение. Чтобы не потерять в прочности, нужно разбавлять смесь цементным тестом.
2. Цемент. За счет адгезии и гидратации разведенный цемент делает раствор пластичным, но прочным. Для получения нужной консистенции следует использовать правильную марку цемента: смеси от П-1 до П-3 готовятся на основе портландцемента, а П-4 и П-5 — на основе цемента с пуццоланом.
3. Пластификаторы. Пластифицирующие добавки повышают текучесть смеси, сохраняют ее вязко-жидкую структуру при длительной транспортировке и позволяют заполнить сложные опалубки. Парафин, ПАВ, фосфаты, эфир фталевой кислоты и другие пластификаторы позволяют исключить вибрационную утрамбовку смесей средней подвижности (П-2 и П-3).

Размер частиц наполнителей также влияет на консистенцию раствора, поэтому при выборе состава рекомендуется придерживаться оптимальных параметров дисперсности. Для армирования бетона применяется средний и крупный песок (2-3,5 мм), крупный гравийный щебень (40-70 мм) и гранитный щебень фракций 5-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм.

Подвижность бетонной смеси (бетона): что это такое, как измеряется, основные способы определения Ссылка на основную публикацию

Источник: https://1beton.info/proizvodstvo/podvizhnost-betonnoj-smesi

Марки бетона и их характеристики

В основе технических характеристик строительных конструкций лежит прочность используемого в их сооружении материала. А так как бетон является самым распространенным стройматериалом, который применяется практически во всех конструкциях, то именно его качество и определяет прочность здания или сооружения.

Поэтому очень важно, выбирая бетонный раствор, особое внимание уделить его марке. Именно от этих цифровых и буквенных показателей будет зависеть, в каких местах он находит свое применение. Итак, рассмотрим марки бетона и их зависимость от различных показателей.

Вместе с этим постараемся ответить на волнующие многих потребителей вопросы: какие бывают марки растворов, их технические характеристики, сферы применения, что означает их маркировка, какие отличия между составами, классификация по видам и так далее.

Что определяет марку и класс?

Главный технический показатель, по которому определяют марку бетонного раствора — это предел прочности на сжатие. Но тут есть одна хитрость, о которой многие потребители не знают.

Во-первых, существует определенная гарантированная прочность материала, которая может варьироваться в пределах 13,5%. Это так называемый коэффициент вариации.

Во-вторых, именно предел прочности на сжатие определяет класс бетона. А вот марка – это среднее значение вариаций. То есть класс и марка бетона – это не одно и то же. Отсюда и различное их обозначение, которое точно определяется СНиПом 2.03.01-84. Класс обозначается буквой В, а марка бетона буквой М.

При этом цифровые обозначения варьируются в пределах:

• класс – от 3,5 до 80, чаще всего встречаются 7,5-40;
• марка – 50-1000.

Единица измерения класса материала – МПа, марка измеряется в кгс/см². К примеру, бетон класса В25. Это обозначает то, что изделие из такого раствора может выдержать давление в 25 МПа, при этом учитывается, что в 5% случаев может произойти излом бетонной конструкции. То есть погрешность присутствует.

Марка М150 говорит о том, что при давлении на 1 см² изделие может выдержать 150 кг веса. Опять-таки учитываем, что 150 – это усредненная величина. Она может варьироваться в определенном диапазоне. Вот такая расшифровка маркировки.

Сравнение класса и марки

Чтобы не быть голословными, хотелось бы представить таблицу, в которой можно проследить соответствие марки и класса бетона.

Класс бетона	Марка бетона	Усредненная прочность, кг/см²
В3,5	М50	45,84
В12,5	М150	163,71
В27,5	М350	360,16
В40	М500	523,87

Как уже было сказано выше, усредненная прочность не является показателем постоянным. Она может варьироваться в пределах от 1,8% до 14,5%. Соответственно, чаще всего марка материала может соответствовать двум классам. К примеру, М150. Усредненная прочность этого раствора может быть или 130,97 кг/см², которому будет соответствовать класс В10 (отклонение составляет 14,5%), или 163,71 кг/см² с классом В12,5 (отклонение 8,4%). Соответствие не очень близкое.

Самостоятельно делать перевод марки бетона в его класс невозможно, да и нет никакого смысла. Все эти манипуляции проводятся опытным путем, поэтому таблица – самый простой способ.

Что влияет на прочность бетона?

В основе бетонного раствора лежат несколько компонентов, и каждый из них играет свою роль. Но что ни говори, основной ингредиент – это цемент. И чем больше его в бетонном растворе, тем последний прочнее. Но и это еще не все, приходится учитывать зависимость и от других факторов.

К примеру, активность цемента. Чем материал по марке выше, тем прочнее изделие, а значит, выше и сама марка бетона. Обязательно при производстве этого строительного материала учитывается водное соотношение. Здесь важна не вся смесь в целом, а именно смесь воды и цемента. Все дело в том, что избыток воды – это лишние поры внутри бетонной массы после ее затвердевания. Соответственно, это приводит и к снижению прочности материала.

Не последнюю роль играют наполнители, а точнее сказать, их качество и зернистость. Чистота песка без примесей, процентное содержание пыли и грязи, пористость краев щебня – все это влияет на прочностные характеристики бетона.

И конечно, чем лучше будет проведено смешивание ингредиентов, тем плотнее и прочнее будет раствор. И все же многих интересует вопрос, как определить марку бетона? Об этом читаем далее.

Как проверить бетон на соответствие ГОСТу?

Проверить бетон на прочность можно только в лабораторных условиях. Для этого требуется специальное оборудование. В принципе подготовительный процесс несложен. Нужно залить приготовленный раствор в несколько кубов с размером ребра в 10 см. Раствор заливается в деревянную коробку и после затвердения должен простоять в таком виде 28 дней.

Храниться куб должен в защищенном от солнечных лучей месте при температуре +20 °C и влажности 95%. Именно за этот срок считается, что бетонное изделие принимает свою марочную прочность.

После чего каждый куб устанавливается в лабораторный пресс, которым они поочередно сжимаются. Снимаются показатели предела прочности, при котором каждый куб начинает ломаться. Затем устанавливается средняя величина каждого теста. Это и есть прочность. Так происходит определение марки бетона.

Состав раствора

Чтобы разобраться с техническими характеристиками бетонной смеси, необходимо учитывать, что рецептура самого раствора может быть разной у каждого производителя. Конечно, существуют ГОСТы, но небольшие погрешности, связанные со старым оборудованием, могут создать отличительные особенности.

Стандартный рецепт

К примеру, бетон М150, о котором все время идет разговор. Именно эта марка имеет широкое применение практически во всех строительных операциях. Его стандартная рецептура:

• 11% цемента;
• 48% песка;
• 41% щебня.

воды

Что касается воды, то определенной нормы здесь нет. Все дело в том, что вода влияет на такой показатель, как подвижность бетона. К примеру, для заливки стяжки потребуется в раствор залить больше воды. Для заливки фундамента меньше. Поэтому подвижность массы бетона марки М150 может быть от П1 до П4.

Варианты смесей

Кстати, меняя марку цемента, можно изменять и технические характеристики бетона. К примеру, используя цемент М400, можно снизить его расход на 1 м³ раствора, увеличивая присутствие наполнителей (песка и щебня). При этом сама марка бетонного раствора будет выше.

Используя цемент М300, придется увеличивать его количество в рецептуре, если есть необходимость выдерживать марку бетона М150. В общем, применяя разные марки цемента, можно подгонять марки бетона под определенные нормативы.

Соотношение марок цемента и бетона

Опять-таки, лучше показать данное соотношение в таблице, в которой учитываются обе марки согласно действующим ГОСТам.

Марка цемента	М300	М400-500	М600
Марка бетонного раствора	М150	М300	М500

Необходимо оговориться, что взаимосвязь между двумя показателями основана на классической рецептуре, которая была описана выше. Ее изменения потребуют увеличения или уменьшения количества цемента и его марки.

Другие критерии маркировки

Маркировка бетонного раствора основана не только на определении прочности смеси. Хотя это самый важный технический показатель. Но сфера применения и условия эксплуатации бетонных конструкций настолько разнообразны, что специалистам пришлось вводить и другие критерии, по которым определялись качественные характеристики этого материала.

Морозостойкость

В основе маркировки бетона по морозостойкости лежит количество циклов заморозки и оттаивания самого материала. Это означает, что раствор может без изменения предела прочности (погрешность 5% допустима) выдерживать такие температурные нагрузки. Обозначается марка латинской буквой W и цифровыми показателями от 50 до 500.

Обратите внимание, что числа – это не температура, при которой бетон может заливаться. Это количество циклов. А вот за температурный режим заливки отвечают специальные присадки или пластификаторы, которые добавляются в раствор в процессе его приготовления. Это путать нельзя.

Проверить материал на морозоустойчивость можно также в лаборатории. Обычно измеряется линейное расширение бетонного изделия при его нагреве. Окончательно марка выводится после использования специальных коэффициентов. На этот показатель влияет качество наполнителей (особенно их количество: чем больше, тем хуже), размеры капилляров внутри массы и правильно проведенная укладка.

Водонепроницаемость

Буквенное обозначение такое же, как и у морозоустойчивости, то есть W. А вот цифры другие: 2; 4; 6; 8; 12. Интересно то, что марка обозначает давление воды и измеряется в кг/см².

К примеру, марка W4. Как проверить, пропустит ли воду этот образец? Для этого необходим цилиндр, в который заливается бетонная смесь высотой 15 см. После затвердевания (через 28 дней) в цилиндр подается вода с напором 40 м. И при таких эксплуатационных условиях тестируемый образец не должен пропустить воду. Если не пропустил, значит, соответствует заявленной марке.

Источник: http://tehno-beton.ru/beton/vidy/marki-xarakteristiki.html

Подвижность бетонной смеси

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

Что такое подвижность затворенного бетона?

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

Виды подвижности

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

От чего зависит?

Подвижность бетона зависит от компонентов, их качества и количества.

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

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

Как обозначается?

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

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

Как определить подвижность?

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

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

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

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

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

Таблица подвижности бетонной смеси

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

Подвижность и состав смеси

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

Водно–цементное соотношение — основной показатель (оптимальное соотношение 0,4 в массовой пропорции), нарушение которого приводит к недобору прочности материалом на несколько классов, тем более к последнему ведет добавление воды в уже готовую композицию.

Подобная операция только внешне увеличивает подвижность замеса, но через короткое время заметным становится его расслоение. Соотношение компонентов создает определенную способность удержания воды в смеси. Ее подвижность изначально можно регулировать количеством воды.

В малоподвижным смесях, считающихся наиболее выгодными, ее объем незначительный, что требует применения машинного трамбования для заполнения пустот в опалубке (при литье лестниц, фундаментов).

Пластификаторы используют как добавку для повышения текучести.

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

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

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

Заключение

Удобство укладки бетона не только облегчает выполнение работ, но и прямо влияет на конечные эксплуатационные показатели бетонных конструкций. Подвижность смесей обеспечивается их составом и должна соответствовать условиям заливки изделия на объекте. Ее параметры могут быть оперативно определены прямо на стройплощадке.

Источник: https://kladembeton.ru/poleznoe/podvizhnost-betona.html