Подвижность бетонной смеси и факторы, влияющие на ее показатели



Удобоукладываемость бетонов
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)
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.

Расчет состава бетона

Нужно получить:

Помощь Выберите марку (класс) бетона, которую хотите получить.
М100 (В7.5) Из-за низкой прочности используется в основном при подготовительных бетонных работах.
Может быть использован в виде «подушки» под фундамент, бордюр, тротуарную плитку, дорожное полотно и т.п.
М150 (В12.5) Бетон данной марки имеет достаточную прочность для заливки разных типов фундамента под малые сооружения. Также используется для заливки стяжек пола, укладки бетонных дорожек.
М200 (В15) Одна из самых востребованных марок бетона (наравне с М300) используемых в загородном строительстве. Основное применение: заливка фундамента (свайно-ростверкового, ленточного, плитного), изготовление бетонных дорожек, стен, лестниц.
М250 (В20) Используется для заливки фундамента, малонагруженных плит перекрытий, изготовление лестниц, подпорных стен.
М300 (В22.5) Наравне с М200 имеет большую популярность в частном строительстве. Данная марка бетона за счет своей универсальности позволяет использовать его для заливки фундамента под практически любой дом в загородном секторе, а также для изготовления лент заборов, плит перекрытий.
М350 (В25) Основное применение: изготовление плит перекрытий, несущих стен, колон, железобетонных изделий и конструкций, отлив монолитных фундаментов.
М400 (В30) Редко используется в загородном строительстве. Используется для изготовления поперечных балок, подпорных стенок, конструкций мостов и гидротехнических сооружений, заливки чаш бассейнов, цокольных этажей монолитных зданий.
М450(B35) Основное применение: банковские хранилища, мостовые конструкции, метростроение, гидротехнические сооружения.
М550 (В40) Основное применение: железобетонные конструкции специального назначения (хранилища банков, плотин, дамб, метростроении).
М600 (В45) Основное применение: фундаментные основы для комплексных и масштабных объектов, мостовые опоры, гидротехнические сооружения, объекты особого назначения (бункеры и т.п.).
Помощь Выберите подвижность (жесткость) бетонной смеси.
Бетонные смеси по удобоукладываемости разделяются на подвижные и жесткие. Определяется класс подвижности и жесткости по осадке конуса. Подвижность определяется в см, жесткость в сек.
Ж1 (5-10сек) | Ж2 (11-20сек) | Ж3 (21-30сек) | Ж4 (31сек и более)
П1 (ОК 1-4см) | П2 (ОК 5-9см) | П3 (ОК 10-15см) | П4 (ОК более 16см)
Ж1-Ж4 - бетон данной жесткости применяется в дорожном строительстве и в изготовлении определенных железобетонных изделий.
П1-П2 - используется в производстве стеновых и фундаментных блоков, железобетонных изделий, тротуарной плитки, брусчатки и т.п.
П3-П4 - подвижность бетонной смеси, которая в основном используется в частном строительстве при заливке фундаментов, лестниц, плит, балок, колонн и т.п.
П5 - данные бетонные смеси называются литыми (как и П4) и используется для подачи бетона бетононасосом на большую высоту, а также для заливки конструкций с большим содержанием арматуры и закладных деталей.

У нас есть:

Помощь Выберите фракцию мелкого заполнителя – песка.
Помощь Выберите максимальную фракцию крупного заполнителя, который будет использован для приготовления бетона.
Например, если у вас щебень фракции 5-20мм, ваш вариант 20мм | щебень.

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.

Измеряют осадку конуса
Измеряют осадку конуса

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
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.
Кельма
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).
Величина осадки конуса
Величина осадки конуса

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.

Подвижный бетон
Подвижный бетон

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.
Пуццолановый цемент
Пуццолановый цемент
  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

Суперпластификатор
Суперпластификатор

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
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 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.

Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты