Применение бетонных растворов в промышленном и индивидуальном строительстве происходит в разных условиях, поэтому и параметры состава отличны для каждого случая. Технические и эксплуатационные качества растворов на основе бетона, такие, как текучесть и подвижность, оказывают прямое влияние на прочностные и временны́е характеристики конструкций.
Определение подвижности
На рисунке выше поясняется, как можно определить текучесть по состоянию раствора с применением конуса:
- а – вид конуса;
- б – жесткий раствор;
- в – малоподвижный;
- г – подвижная смесь;
- д – очень подвижный раствор;
- е – литой.
Такое исследование визуально способно показать, как бетон будет распределяться в опалубке при выбранной технологии трамбовки с параллельным формированием однородной и плотной структуры. Такие параметры называют удобоукладываемостью бетонного раствора, которая оценивается значениями вязкости, пластичности и жёсткости, и определяют ее согласно методикам, регламентированным ГОСТ 10181-2000. Из рисунка понятно, что текучесть бетона выглядит как осадка конуса и означает способность растекания раствора под собственным весом и силами тяжести. Растекание является основным свойством, которое влияет на допуск материала к строительству того или иного объекта.
На рисунке показано общее устройство оборудования для исследований текучести:
Рисунок «а» – определение усадки по подвижности смеси при помощи конуса:
- 1 – металлическая воронка;
- 2 – металлический конус;
- 3 – подставка;
- 4 – измерительная линейка.
Рисунок «б» – как определить пластичность бетона по жесткости при помощи технического вискозиметра:
- I – исследовательское оборудование;
- II – бетон до уплотнения вибрацией;
- III – после уплотнения вибрацией;
- 1 – стальное кольцо;
- 2 – образцовый конус;
- 3 – лейка;
- 4 – держатель;
- 5 – металлическая пластина с отверстиями;
- 6 – штатив;
- 7 – площадка виброуплотнителя.
Технологически при использовании бетонной смеси разной вязкости подвижные бетоны классифицируются согласно ГОСТ по уровням текучести. Текучая смесь быстрее и плотнее заполняет армированную форму опалубки со сложной геометрией. Также бетон в жидком состоянии подразделяется на высокоподвижный и малоподвижный. Малоподвижный раствор – это стандартная смесь без добавления пластификаторов, которая укладывается без уплотнения. Подвижный же состоит из некоторого количества пластификаторов или готовится с добавлением нескольких синтетических компонентов, обеспечивающих высокую текучесть смеси.
Удобоукладываемость бетона отражается в следующей классификации (таблица удобоукладываемости):
| Марка | Удобоукладываемость по параметрам: | ||
| Жесткость | Подвижность | ||
| осадка конуса | Расплывание конуса | ||
| Сверхжесткий раствор | |||
| СЖ-3 | ≥ 100 | – | – |
| СЖ-2 | 51-100 | – | – |
| СЖ-1 | ≤ 50 | – | – |
| Жесткий раствор | |||
| Ж-4 | 31-60 | – | – |
| Ж-3 | 21-30 | – | – |
| Ж-2 | 11-20 | – | – |
| Ж-1 | 5-10 | – | – |
| Подвижный раствор | |||
| П-1 | ≤ 4 | 1-4 | – |
| П-2 | – | 5-9 | – |
| П-3 | – | 10-15 | – |
| П-4 | – | 16-20 | 26-30 |
| П-5 | – | ≥ 21 | ≥ 31 |
Расслаиваемость тяжелого и легкого бетона указана в таблице ниже:
| Марка смеси | Коэффициент расслаиваемости в %, ≤ | ||
| Влагоотделение | Бетоноотделение | ||
| Тяжелый бетон | Легкий бетон | ||
| СЖ-3 – СЖ-1 | ≤ 0,1 | 2,0 | 3,0 |
| Ж-4 – Ж-1 | ≤ 0,2 | 3,0 | 4,0 |
| П-1 – П-2 | ≤ 0,4 | 3,0 | 4,0 |
| П-3 – П-5 | ≤ 0,8 | 4,0 | 6,0 |
Подвижность бетонной смеси не только отличается заполняемостью формы, но и зависит от пропорций связующих веществ, качества и количества компонентов, марки портландцемента, плотности состава, объема воды и пластификаторов, зернистости наполнителей (щебня, гравия, песка, извести). В последнюю очередь на текучесть влияет технология заливки раствора в форму опалубки.
При заливке смеси в опалубку с плотным наполнением арматурой нужно готовить раствор с повышенной текучестью, так как утрамбовать такой бетон вибраторами, даже глубинными, будет невозможно. Если текучесть будет ниже рекомендуемой, то в конструкции обязательно образуются поры и раковины, что уменьшит прочность объекта.
Обозначения бетонных смесей
Характеристика подвижности обозначается буквой «П» с цифровым продолжением, указывающим на ее степень. Более высокая марка означает лучшую текучесть смеси. Например, малоподвижный бетон п3 или п4 имеют более высокую текучесть.
Бетон П1 имеет наименьшую текучесть, поэтому в промышленном и индивидуальном строительстве используется нечасто. Марки П2 и П3 имеют стандартные характеристики и используются практически повсеместно. Бетонная смесь П4 используется при плотном армировании конструкций и не требует дополнительного виброуплотнения. Марка П5 готовится для использования в герметичных формах из-за самой высокой текучести.
Определение подвижности
Для исследования и определения подвижности используют разные способы – и простые, и сложные, отличающиеся точностью конечных результатов. Метод осадки конуса считается самым быстрым и заключается в усадке смеси под собственным весом за определенный промежуток времени в конкретных условиях. При осадке конуса применяют конусообразную форму с размерами, варьирующимися в зависимости от фракции заполнителя.
С расширенной стороны конуса за три приема закладывается бетонный раствор, каждый слой уплотняется вручную протыканием (штыкованием) железным прутом Ø 3-5 мм. После уплотнения конус переворачивают для того, чтобы раствор выпал (вытек) на поддон. Через некоторое время, необходимое для усадки смеси, проверяют значение текучести методом расчета уменьшения высоты бетонной пирамиды по отношения к верхнему торцу конуса. Такое исследование проводится несколько раз, полученные данные отображаются как среднее арифметическое всех попыток.
Если между результатами нет разницы, это означает, что смесь имеет максимально возможную жесткость. Если разница составляет ≤ 150 мм, то смесь считается малоподвижной. При разнице в высоте конусов ≥ 150 мм раствор определяется как максимально подвижный.
Следующий распространенный способ – исследования при помощи вискозиметра, которые проводятся на смесях с заполнителем средней зернистости (фракции 4-5 мм). Конус заполняется раствором и устанавливается на виброплиту. В смесь вставляется держатель с линейными делениями, на него крепится металлический диск с отверстиями. Одновременно с виброплитой включается хронометр и засекается отрезок времени, в течение которого бетонный раствор от вибрирования основания опустится по штативу до фиксируемой отметки. Время нужно умножить на коэффициент 0,45 – это и будет значением подвижности.
Еще один способ – исследования в специальных формах. Для таких испытаний берется стальной куб, открытый с одной стороны, в который загружают раствор бетона и устанавливают на вибрационное основание. Также засекается время заполнения раствором всех углов куба, а результат умножается на коэффициент 0,7. Итог – подвижность бетонного состава.
Так как подобных исследований проводится масса, их результаты приведены в определенную систему и отражены в соответствующих таблицах и сводных документах. Например, следуя данным таблицы ниже, усадка ≤ 50 мм означает, что бетон марки П-1 жесткий. При усадке конуса в пределах 50-150 мм бетон относят к малоподвижным составам, которые рекомендуется использовать для строительства фундаментов промышленных и частных строений. Более высокие марки подвижности (до П-5) обладают усадкой конуса ≥ 150 мм и используются в герметичных опалубках специализированных объектов.
Состав и подвижность раствора
Показатели подвижности обеспечивает такое вещество, как песок, а также портландцемент, вода и заполнители – щебень, известь, гравий и т.д. Но подвижность определяют пропорции добавленных компонентов и их качество, а их нарушение может привести к снижению усадки, уменьшению или увеличению деформационных характеристик и несущей способности.
Водоцементное соотношение считается главной характеристикой в определении текучести бетона, и ее нарушение в ту или иную сторону может снизить прочность конструкции в несколько раз. Оптимальным по ГОСТ считается отношение воды к цементу 0,4.
Чрезмерное добавление воды только визуально повышает текучесть раствора, который через определенный промежуток времени начинает расслаиваться, что означает нарушение структуры смеси и снижение прочности конструкции. Пропорции составляющих определяют способность бетона к удержанию жидкости, а подвижность раствора регулируется именно добавленным объемом воды. В малоподвижных растворах, которые имеют более низкую стоимость, воды добавляют меньше, поэтому их необходимо дополнительно трамбовать.
Загрузка...
