Подвижность бетонной смеси таблица - Новости строительства

8 апреля, 202210 апреля, 2022 - admin

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 бетонного раствора при помощи конуса

Реологические свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто. Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении. При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости. Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

7 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

7.1 Готовые бетонные смеси доставляют потребителю транспортом специализированных видов, предназначенным для доставки смеси.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается доставлять бетонные смеси автосамосвалами.

Сухие смеси доставляют в мешках, пакетах транспортом всех видов.

7.2 Применяемые способы транспортирования бетонных смесей должны исключать возможность попадания в них атмосферных осадков, нарушения однородности, потери цементного раствора, а также обеспечивать предохранение смеси в пути от воздействия ветра и солнечных лучей.

Максимально допустимая продолжительность транспортирования бетонной смеси, готовой к употреблению, при условии сохранения своих свойств, приведена в приложении Е.

7.3 Срок хранения сухой бетонной смеси — 6 мес со дня приготовления.

По истечению срока хранения смесь должна быть проверена на соответствие требованиям настоящего стандарта. В случае соответствия смесь может быть использована по назначению.

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси; жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси; связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью. Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Области применения

Между показателями удобоукладываемости и областями применения есть прямая связь. Если для производства изделий и конструкций использовать не рекомендованные, а другие марки, это может привести к проблемам. Сооружения получатся недолговечными и могут не выдержать нагрузок. С другой стороны, применение бетона с лучшими показателями, чем требуются для определённого типа изделий, приводит к неоправданному увеличению расходов. Рекомендованные сферы применения:

П5 — трубопроводы, плиты перекрытий;
П4, П3 — армированные изделия, предназначенные для вертикального монтажа (стеновые панели и пр.);
П3, П2 — армированные изделия, предназначенные для горизонтального монтажа (плиты покрытия, лестничные площадки);
П2 — крупногабаритные колонны;
П2, П1 — балки, армированные плиты фундаментов;
П1 — дорожные и аэродромные плиты со слабым армированием или без него;
Ж1, П1 — стяжка под напольное покрытие, подушка под фундамент.

Классификация бетонных смесей

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Что нужно для определения характеристики

Существует несколько методов, чтобы получить результат по испытаниям. При этом напрямую удобоукладываемость не определяют ни одним из них. Ведь и само понятие остаётся условным. Для разных бетонов это свойство выливается либо в жёсткость, либо в подвижность. Но разработано несколько распространённых приборов, чтобы получать более-менее точные результаты.

Осадка конуса – метод для испытания бетона, актуальный в случае с подвижными смесями, обладающими малой жёсткостью.

Используется специальная заливочная форма, которую и заполняют материалами. Основ ной прибор представляет собой такую форму, как конус Абрамса.

Основной материал изготовления таких конусов – листовая сталь высотой до 300 миллиметров. Нижнее основание составит 200 миллиметров. Диаметр верхнего основания – 100. Место установки – лист, обладающий достаточно гладкой поверхностью. Металлический стержень используют при уплотнении. В том числе – когда имеется в виду конус Абрамса.

Технический вискозиметр – другой прибор, который применяют в случае с жёсткими составами.

Прибор образуется за счёт металлических форм и вибрационной площадки, обладающей определёнными характеристиками. К примеру, 0,35 миллиметров составляет амплитуда колебаний у самой площадки. 2800-3000 – примерное количество колебаний, характерное для большинства ситуаций.

Стандартные конусы устанавливают на площадку,0 в них заливают материал. Не обходятся и без металлических штыков, применяемых при прессовании. Вибрационное воздействие нужно для окончательного закрепления позиций материала.

Упрощённый вариант измерений применяют в случае с растворами повышенной жёсткости.

Применяют ту же виброплощадку, но на неё монтируют металлическую форму в виде куба. Внутри формы устанавливают стандартные конусы.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цементным тестом (Вц) и заполнителем (Взап): В= Вц + Взап. Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси — подвижность и жесткость.

Водопотребность заполнителя Взап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков. Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность

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%. Их применение даст возможность отказаться от трамбовки или применения вибрации даже с растворами П2-П3. В их состав входят парафин, эфир фталевой кислоты, фосфаты и другие вещества. Раствор с пластификатором сохраняет показатели текучести на протяжении 6 часов после изготовления, этого достаточно для естественного заполнения пустот. 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.

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона — от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины. Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости. При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Есж = Ер = Еб.

Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки. Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя — щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми. Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести. Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.1 Бетонные смеси приготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

4.2 Бетонные смеси должны обеспечивать получение бетонов с заданными показателями по прочности, средней плотности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями качества бетона.

4.3 Бетонные смеси характеризуют следующими показателями качества:

— удобоукладываемость;

— средняя плотность;

— объем вовлеченного воздуха;

— расслаиваемость (при необходимости);

— сохраняемость свойств во времени: удобоукладываемость, расслаиваемость, объем вовлеченного воздуха (при необходимости).

4.4 Изготовитель приготавливает бетонную смесь в соответствии с характеристиками бетонной смеси и бетона, а также условиями транспортирования, указанными заказчиком в договоре.

4.5 В зависимости от удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

Марка по удобоукладываемости	Норма удобоукладываемости по показателю:
	жесткости, с	подвижности, см
	жесткости, с	осадка конуса	расплыв конуса
Сверхжесткие смеси
СЖ3	Более 100	—	—
СЖ2	51 — 100	—	—
СЖ1	50 и менее	—	—
Жесткие смеси
Ж4	31 — 60	—	—
Ж3	21 — 30	—	—
Ж2	11 — 20	—	—
Ж1	5 — 10	—	—
Подвижные смеси
П1	4 и менее	1 — 4	—
П2	—	5 — 9	—
П3	—	10 — 15	—
П4	—	16 — 20	26 — 30
П5	—	21 и более	31 и более

4.6 Расслаиваемость бетонной смеси для тяжелых и легких бетонов (водоотделение и раствороотделение) не должна превышать значений, приведенных в таблице 2.

Таблица 2

Марка по удобоукладываемости	Расслаиваемость, %, не более
	водоотделение	раствороотделение
	водоотделение	тяжелых	легких
СЖ3 — СЖ1	До — 0,1	2	3
Ж4 — Ж1	» — 0,2	3	4
П1 — П2	» — 0,4	3	4
П3 — П5	» — 0,8	4	6

Бетонные смеси с лучшими показателями по сравнению с указанными в таблице готовят с высокодисперсными активными минеральными добавками (золы-уноса, микрокремнезем) в сочетании с пластифицирующими химическими добавками.

4.7 При необходимости транспортирования на дальние расстояния устанавливают требования к сохраняемости свойств бетонных смесей во времени (удобоукладываемость, воздухововлечение, расслаиваемость).

Сохраняемость свойств бетонных смесей повышают применением химических пластифицирующих добавок, а также замедлителей сроков схватывания.

4.8 Бетонные смеси для бетонов, к которым предъявляют специальные требования по долговечности (высокая морозостойкость и водонепроницаемость), готовят с воздухововлекающими или пластифицирующе-воздухововлекающими химическими добавками в тех случаях, когда бетон без добавок заданного класса по прочности не удовлетворяет требованиям по долговечности.

4.9 Состав бетонной смеси подбирают по ГОСТ 27006.

4.10 Бетонные смеси приготавливают с использованием цементов, заполнителей и добавок по стандартам и техническим условиям на материалы конкретных видов в соответствии с ГОСТ 26633 и ГОСТ 25820.

Вода для затворения бетонных смесей и приготовления добавок по ГОСТ 23732.

Влажность составляющих компонентов для сухих бетонных смесей не должна превышать 0,1 %.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф сырьевых материалов, применяемых для приготовления бетонных смесей, не должна превышать предельных значений в Бк/кг, в зависимости от области применения бетонных смесей (приложение А ГОСТ 30108).

4.11 Сыпучие исходные материалы для бетонной смеси дозируют по массе (кроме пористых заполнителей, которые дозируют по объему с коррекцией по массе).

Жидкие составляющие дозируют по массе или объему.

Погрешность дозирования исходных материалов весовыми дозаторами цикличного и непрерывного действия не должна превышать для цемента, воды, сухих химических добавок, рабочего раствора жидких химических добавок ±1 %, заполнителей ±2 %.

Погрешность дозирования пористых заполнителей не должна превышать ±2 % по объему.

Для бетоносмесительных установок производительностью до 5 м3/ч допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же погрешностями дозирования.

4.12 Бетонные смеси всех марок по удобоукладываемости для всех видов бетонов приготавливают в смесителях принудительного действия.

Бетонные смеси для тяжелого бетона марок П1 — П5, Ж1 и для легкого бетона класса В12,5 и выше средней плотностью D1600 и выше, марок по удобоукладываемости П1 — П5 и Ж1 допускается приготавливать в гравитационных смесителях.

Сухие бетонные смеси приготавливают в смесителях принудительного действия.

4.13 Исходные материалы в работающий смеситель загружают, как правило, одновременно.

В бетонную смесь для тяжелого бетона рабочий раствор химической добавки вводят вместе с водой затворения.

В бетонную смесь для легкого бетона, приготавливаемую с жилкой химической добавкой, одновременно с цементом и заполнителями вводят 50 — 70 % расчетного количества воды, перемешивают их в течение 30 с, затем вводят рабочий раствор добавки одновременно с оставшейся частью воды.

При необходимости использования горячей воды или цемента, их температура не должна превышать 70 °С, а последовательность загрузки должна быть следующей:

— при использовании горячей воды — заполнитель, горячая вода, цемент;

— при использовании горячего цемента — мелкий заполнитель, цемент, крупный заполнитель, вода, химическая добавка.

4.14 Продолжительность перемешивания в стационарном циклическом смесителе (время от момента окончания загрузки всех материалов в работающий смеситель до начала выгрузки готовой смеси) может быть принята для бетонной смеси на плотных заполнителях в соответствии с приложением Б, для бетонной смеси на пористых заполнителях — с приложением В или по технологическому регламенту.

4.15 Маркировка

4.15.1 Маркируют только сухие смеси.

На тару для сухих смесей должны быть нанесены надписи:

— условное обозначение бетонной смеси;

— наименование или товарный знак изготовителя;

— знак соответствия (в случае, когда бетонная смесь сертифицирована на соответствие требованиям стандарта);

— класс материалов, использованных для приготовления сухой смеси, по удельной эффективной активности естественных радионуклидов и цифровое значение Аэфф;

— класс (марка) бетона по прочности на сжатие, МПа (кгс/см2);

— объем воды, необходимый для приготовления бетонной смеси, л;

— вид и количество добавки, кг/л;

— наибольшая крупность заполнителя, мм;

— срок хранения, мес;

— масса, кг;

— дата изготовления.

4.15.2 Каждая партия бетонной смеси, отправленная потребителю, должна иметь документ о качестве согласно приложению Г.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается выдавать документ о качестве бетонной смеси одного вида не реже одного раза в месяц.

4.16 Упаковка

Сухие бетонные смеси упаковывают в пакеты из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354 массой до 8 кг или бумажные мешки по ГОСТ 2226 массой до 40 кг.

Мешки с сухой смесью должны храниться в условиях, обеспечивающих сохранность упаковки и предохранение от увлажнения при температуре не ниже 5 °С.

Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих.

Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в. наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 сут выдерживания в камере нормального твердения или через 7 сут после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

5 ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

5.1 Бетонные смеси должны быть приняты техническим контролем изготовителя.

Смеси принимают партиями. В состав партии включают бетонную смесь одного номинального состава, подобранную по ГОСТ 27006, приготовленную на одних материалах по единой технологии.

Объем партии устанавливают по ГОСТ 18105, но не более сменной выработки бетоносмесителя.

5.2 Удобоукладываемость бетонной смеси для каждой партии определяют не реже одного раза в смену у изготовителя в течение 15 мин после выгрузки смеси из смесителя и у потребителя не позже чем через 20 мин после доставки смеси.

Прочность и среднюю плотность бетонной смеси определяют для каждой партии.

Морозостойкость, водонепроницаемость, истираемость и другие нормируемые показатели качества бетона определяют в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на конструкции, для которых предназначена бетонная смесь.

5.3 Влажность заполнителей, пористость бетонных смесей с нормируемым объемом вовлеченного воздуха и температуру смеси (при необходимости) определяют не реже одного раза в смену, среднюю плотность смеси в уплотненном состоянии и ее расслаиваемость (при необходимости) — не реже одного раза в сутки, наибольшую крупность заполнителя — не реже одного раза в неделю.

5.4 Радиационно-гигиеническую оценку материалов, применяемых для приготовления бетонных смесей, осуществляют по сертификату радиационного качества, выдаваемому предприятиями-поставщиками на эти материалы.

В случае отсутствия данных о содержании естественных радионуклидов изготовитель один раз в год, а также при каждой смене поставщика, определяет удельную эффективную активность естественных радионуклидов Аэфф по ГОСТ 30108.

5.5 Периодичность определения качества бетонной смеси и бетона по показателям, указанным в договоре потребителя и не указанных в 5.2 — 5.4, устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

5.6 Бетонные смеси на месте укладки принимают по объему. Объем бетонной смеси, установленный при погрузке, должен быть уменьшен на коэффициент уплотнения при ее транспортировании и уплотнении, устанавливаемый по согласованию изготовителя с потребителем. Рекомендуемые значения коэффициента уплотнения приведены в приложении Д.

5.7 Потребитель имеет право проводить контрольную проверку количества и качества бетонной смеси в соответствии с требованиями настоящего стандарта по методикам ГОСТ 10181.0 — ГОСТ 10181.4.

5.8 Результаты испытаний контрольных образцов бетона в проектном или другом требуемом возрасте изготовитель обязан сообщить потребителю по его требованию не позднее чем через 3 сут после испытаний.

При неподтверждении нормируемого показателя качества бетона изготовитель обязан в день получения результатов испытаний сообщить об этом потребителю.

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность — наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м.С°). Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры.

Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СТАНДАРТЫ

ГОСТ 2226-88 Мешки бумажные. Технические условия

ГОСТ 10060-87 Бетоны. Методы контроля морозостойкости

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181.0-81 Смеси бетонные. Общие требования к методам испытаний

ГОСТ 10181.1-81 Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости

ГОСТ 10181.2-81 Смеси бетонные. Методы определения плотности

ГОСТ 10181.3-81 Смеси бетонные. Методы определения пористости

ГОСТ 10181.4-81 Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости

ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 17623-87 Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотности

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия

ГОСТ 25820-83 Бетоны легкие. Технические условия

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27005-86 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

Подвижность смеси бетона является «технологическим» показателем конкретной бетонной смеси. Это нормируемая способность материала растекаться по поверхности и хорошо заполнять пустоты. Величину подвижности бетона определяют эмпирически и обозначают буквой «П» и цифрами от 1 до 5.

От чего зависит подвижность бетонной смеси?

Основное назначение «подвижности» – это удобство работы и качество укладки (заполнение всех пустот опалубки и проектная плотность тела конструкции). Кроме того используя бетон имеющий высокий показатель подвижности значительно уменьшаются технологическое время заливки и энергетические затраты на виброуплотнение.

Более того, заливка сооружений с помощью бетононасосов возможна лишь при степени пластичности не менее П4-П5. В частности подвижность смеси бетона зависит от следующих основных факторов:

Количество затворитиеля – воды. Увеличивая количество воды можно значительно увеличить подвижность. Однако надо помнить что, повышая содержание затворителя сверх норматива, вы понижаете прочность бетона, а также в определенный момент времени бетон «выберет» свою водоудерживающую способность и начнет расслаиваться;
При повышении содержания «цементного теста» и уменьшая количество заполнителя можно добиться существенного увеличения подвижности при практически неизменной прочности. Механизм данного способа заключается в следующем. Если количества «цементного теста» хватает лишь на заполнение пустот между элементами заполнителей, бетонная смесь будет малоподвижной. Для того чтобы увеличить этот показатель, необходимо «раздвинуть» элементы заполнителя с помощью «прослойки» из цементного теста. Таким образом, справедливо правило – чем толще «прослойка», тем выше подвижность;
Хорошего показателя подвижности можно добиться использованием крупного заполнителя. Технологический смысл метода заключается в следующем. Так как при увеличении крупности элементов заполнителя и соответствующем уменьшении суммарной поверхности требующей смазки, утолщается прослойка «цементного теста» – подвижность увеличивается. Соответственно при уменьшении крупности элементов и сверхнормативное увеличение количества заполнителя (особенно песка) суммарная поверхность смазки увеличивается – подвижность бетона резко падает;
Величина подвижности бетона приготовленного на основе гладких и «круглых» заполнителей (гравийном щебне) выше. Однако в связи с тем, что гравийный щебень имеет меньшее сцепление с «цементным тестом», прочность конечного изделия будет ниже, чем при использовании гранитного щебня;
Значительно увеличить величину подвижности бетонной смеси можно способом введения в бетон пластификаторов. На сегодняшний день это самый эффективный метод регулирования этого показателя. Кроме того пластификатор значительно сокращает расход затворителя, а также увеличивает прочность и морозостойкость заливаемой конструкции. В частном строительстве в качестве пластификатора можно использовать: жидкое мыло, стиральный порошок или средство для мытья посуды «Фейри».

Как определить подвижность смеси бетона?

Как видим подвижность смеси бетона зависит от многих факторов, которые невозможно систематизировать и вычислить ее по математическим формулам. Поэтому данную величину определяют эмпирически тем или иным способом, в каждом конкретном случае, для каждой конкретной смеси.

Самым быстрым, простым и достаточно достоверным способом является метод «Осадки усеченного конуса». Метод может быть реализован в домашних условиях по следующей технологии:

Берем любую подходящую емкость в виде усеченного конуса: детское ведерко или пластиковый стакан;
Заполняем емкость испытуемым бетоном в три приема. После каждой порции «штыкуем» ее куском арматуры не менее 25 раз;
Переворачиваем емкость на ровную поверхность и медленно, медленно поднимаем емкость, высвобождая содержимое;
Бетонная смесь начинает растекаться по поверхности. Соответственно уменьшается высота;
Замеряем разницу высоты емкости и высоту «конуса» бетона (Осадка Конуса). Определяем марку подвижности согласно данных приведенных ниже.

Марки подвижности бетонной смеси:

Осадка Конуса от 10 до 40 мм: П1;
Осадка Конуса от 50 до 90 мм: П2;
Осадка Конуса от 100 до 150 мм: П3 (товарный бетон общего назначения);
Осадка Конуса от 160 до 200 мм: П4;
Осадка Конуса от 200 до 240 мм: П5.

Полезные советы

Качество бетона без проведения испытаний можно оценить по его внешнему виду. Качественная смесь однородна по консистенции и цвету, а элементы заполнителя полностью покрыты слоем «цементного теста». При этом смесь, обладающая достаточной пластичностью, не расслаивается и хорошо уплотняется штыкованеим. Малопластичный бетон похож на влажный грунт и практически не поддается штыкованию.

Для оценки пластичности делают тест «на лопату» – плашмя ударяют лопатой по поверхности бетона и осматривают образовавшийся отпечаток. Если проявились промежутки между элементами заполнителя – смесь содержит недостаточное количество «цементного теста», при заливке конструкции возможно образование раковин. Очень глубокий отпечаток показывает, что в бетоне очень много «цементного теста». Это приведет к избыточной пористости конструкции.

Общая информация

В кругу строителей распространено такое понятие, как удобоукладываемость. Оно указывает на то, каким образом будет происходить заполнение опалубки при конкретном способе трамбования, а также появление уплотненной и однородной консистенции. К основным свойствам материала относят связность, жесткость и подвижность. Осадка конуса указывает на способность смеси распространяться по поверхности конструкции через собственную тяжесть.

Следует отметить, что удобство эксплуатации стройматериала напрямую зависит от подвижности бетона. Таблица, в которой указываются показатели пластичности (подвижности), позволяет рассчитать оптимальные параметры и успешно осуществить проект.

Принцип этой характеристики объясняется таким алгоритмом: чем выше пластичность, тем проще будет осуществляться заполнение опалубки, в том числе и со сложной конфигураций, а также обтекание объемной арматуры. Существующие смеси на основе бетона разделяются на два типа:

С малой подвижностью.
С большой подвижностью.

Представители первой группы нуждаются в предварительном смешивании с небольшим количеством пластификаторов, а также в тщательной обработке вибропрессом. Показатели подвижности определяются несколькими факторами, включая качество и количество, а также тип составляющих бетонной смеси.

Если быть точным, то параметр зависит от таких показателей:

Марки цемента.
Плотности цементного теста.
Соотношения воды и цемента.
Фракции и формы наполнителя.

Описываемый фактор может меняться и в зависимости от метода помещения в опалубку. Для примера, если подавать состав в контейнер из плотной арматуры, то лучше отдавать предпочтение смесям с высоким процентом подвижности.

Объясняется это тем, что в подобных условиях недопустимо применять технологию вибропрессования.

В арматурный каркас нельзя помещать растворы с низкой подвижностью, т. к. по завершении работы по уплотнению они потеряют массу эксплуатационных качеств и не будут проходить по некоторым нормам. В первую очередь, пострадает пористость и долговечность.

Чтобы избежать таких неприятностей, на этапе выбора марки состава нужно учитывать ряд требований, которые предъявляются к несущим объектам. Это по-особому важно при заливке фундамента.

Одно из важнейших свойств бетонной смеси, которое оговаривается всегда в задании на создание бетона, называется удобоукукладываемостью.

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ — способность бетонной смеси заполнять форму или пространство, ограниченное опалубкой, при выбранном способе формования (укладки и уплотнения) бетона.

По удобоукладываемости смеси делят на подвижные и жесткие. Подвижность и жесткость — величины, количественно характеризующие свойство удобоукладываемости.

ПОДВИЖHОСТЬ (ОСАДКА КОHУСА) — уменьшение высоты бетонной массы, отформованной в стандартном испытательном конусе, после удаления металлической формы. Подвижность измеряется в сантиметрах.

(По плакату объяснить определение осадки конуса)

ЖЕСТКОСТЬ — время, за которое бетонный конус, отформованный тем же способом, что и при определении подвижности, внутри сосуда с дном большего размера, чем основание конуса, при вибрационном воздействии полностью теряет свою форму и принимает форму предоставленного ему сосуда. Жесткость измеряется в секундах.

(По плакату объяснить определение жесткости)

В реологическом отношении бетонная смесь моделируется телом Шведова-Бингама (см. лекции по общему материаловедению). Подвижность и жесткость связаны с величинами структурной вязкости и минимального усилия сдвига. Можно сказать, что удобоукладываемость отражает реологические характеристики в технологии и практике испытаний бетонных смесей.

Подвижность и жесткость коррелируют также со структурой бетонной смеси. Подвижные смеси всегда имеют в макроструктуре значительные прослойки цементного теста между частицами заполнителей. Заполнители в этом случае как бы взвешены в цементном тесте. (рис. …) В жестких смесях чаще всего прослойки между частицами заполнителей (в уложенной смеси) очень тонки, часто незаметны в макроструктуре. Создается впечатление, что частицы заполнителей непосредственно соприкасаются. После затвердевания такой смеси почти вся связующая часть конгломерата будет представлять собой контактные слои, переходные по составу от заполнителей к цемент-

ному камню.

Подвижные смеси легко укладываются и уплотняются. Жесткие смеси требуют длительного вибрационного воздействия для своего уплотнения, на что расходуется много электроэнергии. При одном и том же расходе цемента из жестких смесей получается более прочный и быстрее твердеющий бетон, но только при условии достаточно хорошего уплотнения смеси. При одной и той же прочности бетона расход цемента будет меньше, если спроектирована жесткая смесь.

Испытания на прочность бетонов из подвижных и жестких смесей показывают, что в первом случае разлом всегда происходит по цементно-песчаному раствору, т.е. между частицами крупного заполнителя. Крупный заполнитель не оказывает при этом существенного влияния

на прочность. При испытании хорошо спроектированного бетона из жестких смесей ломаются и частицы щебня или гравия. Крупный заполнитель, таким образом, вносит свой вклад в прочность бетона.

Следовательно, чем легче укладывается бетонная смесь, тем менее прочным получается бетон. Соединить достоинства подвижных и жестких смесей — легкость уплотнения и высокую прочность полученного бетона позволяет применение добавок-пластификаторов.

ПЛАСТИФИКАТОРЫ — это добавки в бетонную смесь, увеличивающие ее подвижность без уменьшения прочности получаемого бетона.

Пластификаторы являются поверхностно-активными веществами (см. лекции по общему материаловедению) Hапример, дешевый и часто применяемый пластификатор ЛСТ (лигносульфонат технический) имеет молекулы, состоящие из неполярного радикала и полярной сульфогруппы –SO3H. При адсорбции их на границе цементные частицы — вода радикал обращен в сторону менее полярной фазы, которой в этом случае будет вода. В результате цементные частицы, как бы смазываются тончайшим слоем смазки, и смесь становится более подвижной. Для каждого пластификатора существует оптимальная дозировка, соответствующая покрытию поверхности всех твердых частиц, контактирующих с жидкой фазой, монослоем из молекул основного вещества пластификатора. Даже небольшое превышение оптимальной дозы приводит к снижению прочности бетона.

С помощью пластификаторов можно получить, кроме прямого действия — увеличения подвижности — также два важных косвенных эффекта.

Если наряду с добавкой пластификатора уменьшить расход воды затворения, то прочность бетона увеличится. Подвижность бетонной смеси при этом может остаться той же самой, что и без пластификатора.

Если наряду с введением пластификатора и уменьшением расхода воды сократить также и расход цемента (так чтобы водоцементное отношение осталось без изменения, таким же, как у бетона без добавки), то и подвижность и прочность бетона не изменятся, но достигается экономия цемента – самого дорогого компонента бетонной смеси.

Обычные пластификаторы обладают также побочным действием: они замедляют схватывание и твердение бетона. Последнее (замедление твердения) обычно нежелательно. В настоящее время разработаны так называемые суперпластификаторы, сильно разжижающие бетонную смесь, но совершенно не влияющие ни на скорость схватывания и твердения, ни на прочность при прямом действии (без сокращения расхода воды). После укладки и уплотнения смеси разжижающий эффект исчезает вследствие полимеризации молекул суперпластификатора.

С помощью суперпластификаторов можно добиться очень значительных косвенных эффектов — повышения прочности или экономии цемента.

Примечание. При изучении бетонных смесей рекомендуется ознакомиться с ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия

Примеры обозначения бетонных смесей из стандарта:

1) БСГ В25 Ж1 F200 W4 ГОСТ 7473-94

2) БСГ В12,5 П2 F100 W2 D900 ГОСТ 7473-94

Способы обозначения

Чтобы просто и удобно определить параметр подвижности, в таблице указывается буква «П». Также к ней добавляется индекс, который зависит от градации. Чем выше показатели индекса, тем текущее будет смесь. В настоящее время выделяют пять групп бетона с разной подвижностью. Первые три марки относятся к составам с малой пластичностью, а последние две — с высокой.

Сферы применения малоподвижных бетонных смесей бывают разными. Для примера, раствор с маркировкой П1 является незаменимым стройматериалом для сооружения лестниц. И хоть он используется не так часто, как остальные марки, его всегда дополнительно уплотняют механическим образом. Большинство бытовых конструкций изготовляются из бетонных составов с маркировками П2 и П3.

В настоящее время задействуются различные методики определения подвижности бетона. Они отличаются сложностью получения конечного параметра.

Классификация бетонной смеси по принципу осадки конуса

На основе свойства подвижности бетона с точки зрения степени осадки конуса можно разделить материал на классы S1-S5. Различие классов определяется значением осадки конуса в мм и выявлением типа смеси. Ниже приведена таблица указанного соответствия:
Класс величины осадки конуса

Класс	Осадка конуса в мм	Консистенция
S1(П1)	10-40	Легко пластичная
S2(П2)	50-90	очень пластичная
S3(П3)	100-150	Мягкая
S4(П4)	160-210	Очень мягкая
S5(П5)	>=220	Текучая

Данная информация необходима для выбора или анализа уже имеющейся смеси относительно её предназначения и дальнейшего использования: достаточно ли она текучая при заливке конкретной формы определённого размера и конструкции. Эту классификацию можно применить к распределению смесей по типу подвижности, поэтому обозначение классов может быть в виде «П» , поясняя степень эластичности смеси, а не агрегатное состояние, как в таблице.

Другие методы

Еще один способ определения подвижности заключается в применении вискозиметра. Его используют в тех случаях, когда фракция щебня составляет от 0,5 до 4 см.

Чтобы произвести расчеты, нужно создать форму конуса и залить ее бетонной так, как и в предыдущем случае. Затем ее нужно поместить на вибростол, а внутрь формы воткнуть штатив с делениями. Сверху конструкции одевается небольшой диск, а дальше запускается виброинструмент и секундомер. После засекания времени, за которое диск погружается до нужной отметки, коэффициент нужно умножить на 0,45. Полученный числовой результат и является степенью подвижности бетона.

Также для измерения пластичности бетона П4 применяется метод проведения экспериментов в формах. Для этого нужно подготовить куб с открытой стороной и емкостями 20х20х20 см. С его помощью можно измерять практически любые фракции смеси со щебнем, включая модели с размерами до 7 см. Внутрь куба помещается конусообразная масса бетона.

После проведения этих операций куб нужно выложить на виброплиту. Также важно успеть запустить и плиту, и секундомер. Выполняя опыт, следует засечь промежуток времени, за который происходит заполнение всех углов куба, и окончательное выравнивание поверхности смеси.

Полученный промежуток времени умножается на постоянный коэффициент 0,7. Результат, который отображается после умножения, и является параметром подвижности бетона.

Нюансы и секреты

Пусть начинающих строителей не пугает название. По сути, способ данной удобоукладываемости смеси бетона, который основан на применении вибростола совершенно не сложен. Сначала, как уже было сказано, бетонная смесь заливается в конус усеченной формы, который снимается через достаточно короткий промежуток времени. После всего этого измеряют диаметр конуса, а после этого попросту начинают потряхивать поверхность, где он находится, и не важно это смесь из миксера или из самостоятельно собранной бетономешалки.

После того, как определенное число встряхиваний было сделано, диаметр конуса тут же должен сразу увеличиться. После этого, его снова замеряют, после чего сравнивают с первоначальным. На основании данного эксперимента и определяют так называемую удобоукладываемость бетонной смеси.

Условия заливки

Показатель пластичности бетона определяется и условиями заливки. Речь идет о частоте армирующего каркаса и форме будущей конструкции.

Если частота размещения арматуры высокая, значит раствор должен обладать повышенной текучестью. Дело в том, что со слишком густым составом будет проблематично работать. Также при использовании жесткого бетона появляется вероятность снижения маркировочной прочности по завершении работы по заливке. Еще не исключается риск образования раковин и пор, что негативно повлияет на конечное качество.

На определение пластичности стройматериала воздействует и размер заливаемой конструкции. Чем больше габариты конструкции и чем сложнее ее форма, тем подвижнее должен быть бетонный состав.

Бетон — это один из самых востребованных строительных материалов, который продается на рынке. Но чтобы раствор хорошо справлялся со своими задачами, а конструкция была надежной, устойчивой к любым воздействиям и долговечной, важно правильно подобрать тип смеси, учитывая ряд базовых характеристик. Речь идет об удобоукладываемости, осадке конуса и подвижности массы.

Последний параметр считается наиболее важным, т. к. он напрямую влияет на удобство работы с материалом и эксплуатационные характеристики постройки. Чтобы избежать неприятностей на разных этапах строительства, важно заранее провести точный расчет и подобрать оптимальное соотношение пластичности. В таком случае задача будет решена в лучшем виде.

Вид смеси	Марка смеси по удобоукладываемости
	СЖ3 — СЖ1	Ж4 — Ж2	Ж1 — П2	П3 — П5
Для тяжелых бетонов с крупным заполнителем	0,92 — 0,93	0,95 — 0,96	0,96 — 0,97	0,97 — 0,98
Для мелкозернистых бетонов	0,93 — 0,94		0,97 — 0,98	0,98 — 0,99
Для легких конструкционных бетонов	—	0,94 — 0,96
Для легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов		0,96 — 0,97
Примечание — Рекомендуемые усредненные значения коэффициентов уплотнения могут быть проверены по методике, согласованной потребителем с изготовителем бетонной смеси