Подвижность это в строительстве

Подвижность бетона: виды, таблица, ГОСТ и особенности

Отрасль строительства одна из наиболее развитых, а потому в ней используется большое количество разнообразных строительных материалов с самыми разными характеристиками. А к некоторым веществам, таким как бетонные смеси, к примеру, предъявляется сразу ряд требований. Одно из важных свойств, которое должна иметь каждая марка раствора, — это подвижность бетона. Рассмотрим его в статье.

Общие сведения

Существует такое понятие как удобоукладываемость. Данный термин характеризует то, как бетонная смесь будет заполнять опалубку при выбранном методе трамбования и при этом будет образовывать уплотненную и однородную массу. Для описания этого свойства используют такие характеристики, как связность, жесткость и подвижность. Конус для подвижности бетона (осадка конуса) — это свойство вещества растекаться по площади лишь за счет собственного веса. Этот параметр является основным в том случае, если проводится оценка допуска смеси к применению на определенном строительном объекте.

Категории подвижности

Здесь важно отметить, что удобство применения данного раствора заключается как раз в подвижности бетона. Кроме того, этот параметр имеет несколько установленных ступеней текучести. Зависимость примерно такая: чем выше эта характеристика, тем лучше она будет заполнять опалубку и обтекать объемную арматуру, а также лучше распространяться по опалубкам сложных конфигураций.

Все бетонные смеси можно разделить на две категории — это малоподвижные и высокоподвижные. Все растворы, относящиеся к первой категории, не применяются в строительстве без предварительного смешивания с пластификаторами, а также без прохождения предварительной процедуры вибропрессования. К этой категории изначально относятся те марки, которые содержат вышеупомянутых пластификаторов в малом количестве.

Зависимость подвижности

Если говорить в общем, то подвижность бетона зависит от таких факторов, как качество и количество, а также от самих составных элементов смеси.

Если рассматривать вопрос более подробно, то этот параметр будет зависеть от таких свойств, как марка цемента, плотность цементного теста, соотношение воды и цемента, а также от фракции и формы зерна наполнителя (песок и щебень).

Стоит отметить, что этот фактор будет изменяться еще и в зависимости от способа заливки смеси в опалубку. К примеру, если заливать вещество в плотный и объемный арматурный каркас, то необходимо выбрать такую смесь, подвижность которой будет достаточно высока. Это обосновывается тем, что применить вибротрамбование в таких условиях будет очень трудно.

Если в таких условиях применить раствор с низким показателем подвижности, то после проведения операции по уплотнению бетона, он не будет соответствовать всем необходимым нормам, таким как пористость или раковины.

По этой причине во время выбора марки состава, необходимо понимать и знать, какие требования будут предъявлены к несущей конструкции объекта, особенно актуально в том случае, если заливается фундамент, а также знать точные условия заливки вещества в опалубку. Учитывать нужно еще и такие характеристики, как связность и жесткость.

Обозначение

Для того чтобы кратко обозначить показатель подвижности элемента, используют букву «П». В зависимости от такого фактора, как градация, к данному обозначению добавляю индекс. Чем выше значение индекса, тем выше будет текучесть состава. Существует 5 марок подвижности бетона. Таким образом, все составы от П1 до П3 считаются малоподвижными, а П4 и П5 относятся к категории высокоподвижных.

К примеру, раствор П1 используется для таких целей, как сооружение лестниц. Хотя стоит отметить, что все же такой бетон применяется редко, и при этом всегда проходит через механическое уплотнение состава. Практически все стандартные строения возводятся с применением таких подвижных смесей бетона, как П2 и П3.

Марки с обозначением П4 используются в случаях возведения колонн или высокого фундамента. Эта категория работы относится к плотному армированию. Наиболее текучий раствор П5 предназначен для заливки лишь в практически герметичные опалубки.

Осадка конуса

Существует несколько методов, используя которые, можно определить этот параметр в числовом значении. Отличие между этими способами заключается в сложности получения конечного результата.

Наиболее быстрым методом считается осадка конуса. Эта операция позволит определить, насколько быстро будет усаживаться бетон под воздействием лишь собственного веса. Важно отметить, что расчеты проводят при условии, что раствор заливается в заранее подготовленный конус.

Для определения класса подвижности бетона, таким образом, необходимо использовать металлическую форму конусообразного типа. Габариты этой формы будут зависеть от того, какая выбрана фракция щебня. Допустим, высота конуса будет 300 мм, его малый диаметр будет 100 мм, а большой — 300 мм. При таких показателях конус будет иметь объем в 7 л.

Определение класса

Для того чтобы определить показатель подвижности бетона таким способом, необходимо выполнить следующие манипуляции. В форму конусообразного типа с ее широкой стороны в три порции укладывается бетонный раствор. Каждый из этих слоев должен уплотняться посредством применения штыкования. Необходимо сделать 8-9 движений на каждый слой, используя для этих целей гладкую арматуру.

Если образуется лишняя смесь, то ее необходимо убрать. После этого форму необходимо перевернуть, как детский куличик. Таким образом, удастся освободить всю смесь, имеющуюся внутри. После этого дается некоторое время на то, чтобы бетон осел и проводят процесс проверки величины подвижности.

Для этого вычисляют сниженную высоту раствора относительно верхнего края формы. Для того чтобы получить более точный результат или же среднее арифметическое, необходимо несколько раз повторить процедуру. Разница между высотой конуса — 300 мм и тем, насколько осел бетон, и будет являться подвижностью вещества.

Если разницы нет вовсе, то смесь приписывается к максимально жесткому составу. Если в процессе осадки разница достигла до 150 мм, то такой состав считается малоподвижным. Если же разница достигла 150 мм и более, то марка считается высокоподвижной.

Второй метод

Один из методов проверки состава на подвижность — это испытание вискозиметром. К такому способу прибегают в том случае, если фракция щебня в растворе находится в пределах от 0,5 до 4 см.

Для проведения опыта необходимо сформировать конусообразную форму и залить бетоном так же, как и в прошлом опыте. После этого ее помещают на вибростол. Далее внутрь формы втыкают штатив, на котором имеются деления. На него же сверху надевают металлический диск. После этих операций включается в работу вибростол и одновременно с ним секундомер. После этого необходимо засечь время, за которое диск опустится до определенной отметки. Полученный коэффициент необходимо умножить на постоянную в 0,45. Числовой результат этого действия и будет определять подвижность бетона.

Третий метод

Еще один из применяемых способов — это эксперименты в формах. Для проведения этого опыта необходимо иметь куб с одной открытой стороной. Габариты емкости, допустим, 200х200х200 мм. Такой куб может использоваться для всех фракций смеси с щебнем, вплоть до 7 см. Внутри этого приспособления необходимо разместить конусообразную массу бетона.

После завершения этих процессов куб переносится на виброплиту. Здесь также необходимо одновременно включить и плиту, и секундомер. В данном опыте необходимо засечь время, за которое раствор заполнит все углы куба, а поверхность смеси окажется полностью ровной.

То время, которое было получено в результате, необходимо умножить на постоянный коэффициент 0,7. Полученное число после умножения и будет показателем подвижности бетона.

Таблица подвижности бетона

Для того чтобы было удобно использовать бетонные смеси с разными показателями подвижности, они были систематизированы по данному признаку. По такому же принципу были структурированы и другие свойства удобоукладываемости — связность и жесткость. Все эти данные были размещены в виде таблицы.

Согласно ей, если происходит усадка конуса на 1-5 см, то вещество относится к жесткой или тяжелой подвижности. Бетон с такой характеристикой маркируется П1. Марки П2 и П3 характеризуются усадкой конуса в 5-10 см и 10-15 см соответственно. Обозначение П4 говорит о том, что усадка находится в районе от 15 до 20 см. Оставшиеся растворы, показатель подвижности которых превышает 20 см, относятся к группе П5.

Существует также ГОСТ подвижности бетона, который регламентирует разделение всех видов смеси на несколько категорий по их основным показателям. Так, данный государственный стандарт устанавливает разделение всех растворов на две категории — это смеси, готовые к употреблению (БСГ) и смеси сухие (БСС). Далее следует отметить, что есть разделение на несколько групп, по удобоукладываемости каждого вещества. Первая группа — это сверхжесткие (СЖ), вторая группа — жесткие (Ж) и третья группа — это подвижные (П).

Для того чтобы определить качество любой марки бетона, необходимо проверить ее основные качества: средняя плотность, удобоукладываемость, расслаиваемость и объем вовлеченного воздуха.

Источник

Подвижность бетона, определение «П» и осадка конуса «ОК»

По определению, подвижность бетона способность затворенной смеси растекаться под своим весом, занимая подготовленную форму. Чтобы определить подвижность бетона используется специальный конус. Его заполняют в три приема, предварительно проводя уплотнение штыкованием перед каждой новой заливкой. Следует постоянно срезать вершину шпателем, поскольку состав не должен выходить за пределы своей формы и это следует принимать во внимание. После чего, емкость ставят на твердую поверхность и быстро переворачивают. Конус поднимается и бетон сохраняет его форму некоторое время. После этого, происходит процесс сдавливания нижних слоёв и растекания их, что приводит к уменьшению высоты. Через некоторое время, наступает состояние стабильности, что позволяет сделать оценку о характеристиках материала. Подвижность готовой смеси оценивается по величине осадки получившегося конуса. Если форма сохранилась полностью и никаких отклонений не замечено, то такой бетон называется жестким. Он практически не изменяет свою форму, но отлично формуется под действием вибрационных уплотнителей. Подвижность бетона подобного типа очень мала, а их использование несколько ограничено. Материал довольно сложно занимает установленную форму в опалубке, что требует применения специального оборудования. Смеси, осадка которых составляет от 6 до 12 сантиметров, относятся к пластичным типам. Существует и третья классификация, принятая для тех смесей, пластичность бетона которых максимальна. Если конус усадки превышает 17 сантиметров, то материал относится к категории «литая масса». Подвижность бетона, в данном случае, позволяет использовать состав только при наличии определённых условий. Как показывает практика, чем гуще материал, тем более прочной будет конструкция. Соответственно, необходимо найти оптимальный вариант для каждого конкретного случая.

Подвижность бетона должна измерять с использованием конуса строго заданных размеров. Подобный подход к проведению эксперимента позволяет добиться стандартизации исследований. Высота конуса должна составлять не менее 30 сантиметров, а его диаметр верхнего и нижнего основания – 10 и 30 сантиметров, соответственно. По бокам должны присутствовать ручки для удержания. Они существенно облегчают процесс выполнения работ. В основании необходимо выполнить специальные скобы, облегчающие удержание на горизонтальной поверхности. Подвижность бетона любого состава зависит от вида использованного цемента, процентного содержания воды и формы зерен крупного заполнителя. Например, материалы, полученные на основе одних и тех же наполнителей и разного вяжущего, часто имеют различные свойства. Кроме того, более чем столетняя практика показала, что смеси на основе портландцемента с гидравлическими добавками имеют меньшую текучесть, а без них — большую. С ростом процентного соотношения вода/цемент увеличивается и подвижность затворенного состава, однако из-за этого часто страдает прочность. При повышении содержания цементного теста текучесть тоже растет, а прочность готового материала не снижается. Во втором случае цементный раствор обволакивает все зерна заполнителя и раздвигает их после перемешивания. Таким образом, создаются многочисленные прослойки, и снижается коэффициент трения между компонентами смеси. Большое количество цементного теста позволяет нивелировать неровности зерен заполнителя, ведь они почти не соприкасаются друг с другом из-за наличия своеобразной пленки.

Еще одним параметром, который оказывает существенное влияние на подвижность смеси , является форма и размер фракций отдельных составляющих бетонного раствора. Чем более гладким являются фрагменты крупного заполнителя, тем меньше будет сила трения, возникающая при их соприкосновении. Подвижность бетона увеличивается, но это идёт в ущерб прочности материала после того, как он станет монолитной массой. Жесткие смеси оказываются более экономичными, чем текучие, в первую очередь, из-за меньшего расхода цемента. Таким образом, выбор типа бетона должен происходить следующим образом: необходимо применять смесь с той жесткостью, которая позволит комфортно укладывать этот состав в опалубку. На выбор типа раствора влияет и плотность армирования — если она очень высока, то нужны текучие смеси. Здесь же в расчет вступают размер будущей конструкции и способ укладки бетона, кроме того, не следует забывать, что подвижность бетона может уменьшаться под действием процессов происходящих внутри смеси. Подвижность бетона при наличии плотного каркаса должна быть особенно велика. Большое количество арматуры усложняет процессы вибрирования, а без полного заполнения всех пустот, добиться высоких эксплуатационных параметров весьма сложно.

Часто для удобства укладывания готовый состав растворяют водой, так увеличивается его текучесть, но снижается марка и прочностные характеристики, не говоря уже о консистенции. Так поступать не следует, поскольку можно потерять сразу несколько марок. Подвижность смеси обозначается буквой «П» , т.е. П2, П3, П4, П5, соответственно, чем данный показатель выше, тем бетон более подвижен.

Источник

На что влияет подвижность бетонной смеси, и как ее измерить

Один из самых востребованных материалов в строительстве — бетон.

Наряду с основной характеристикой бетона — прочностью — большое значение имеет удобоукладываемость бетонной смеси, поскольку она влияет на трудозатраты при производстве бетонных работ и качестве готовых контрукций.

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

Количество воды в составе бетонного раствора может быть разным.

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

Удобоукладываемость бетона зависит от двух параметров:

Подвижность бетона

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса или незначительной обработки. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее.

По подвижности все смеси делятся на 3 вида:

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Расслаиваемость регламентируется по ГОСТ 10181.4-81.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Для определения текучести бетона используют метод испытания с конусом Абрамса, который также называется «испытанием бетона на осадку».

Этот метод используется в отечественной практике и соответствует европейским нормам.

Видео: Конус Абрамса

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Нормальный конус используют для растворов, содержащих заполнители фракции не более 40 мм. Для смесей с более крупным заполнителем применяется увеличенный конус.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

Видео: Учимся определять подвижность бетона

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Факторы, влияющие на подвижность

Представим себе бетонные растворы с разным содержанием воды. Густой раствор с низким водоцементным соотношением держит форму и не растекается. Чем выше водоцементное соотношение, тем выше текучесть раствора. Таким образом, основной фактор, влияющий на подвижность бетонной смеси — пропорции воды к цементу.

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

Подвижность бетонной смеси зависит также от следующих факторов:

1. Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
2. Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
3. Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

В качестве пластифицирующих добавок используют:

1. хлористые соли;
2. электролиты;
3. поверхностно-активные вещества;
4. клей ПВА-МБ;
5. известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

1. Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
2. Экономия воды.
3. Улучшение смешиваемости раствора.
4. Предотвращение расслаивания смеси.
5. Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
6. Качественное заполнение опалубки.
7. Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
8. Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
9. Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Как применяются в строительстве смеси разной подвижности

Подвижные смеси классифицируются на 4 категории, с П1 по П5:

1. П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
2. П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
3. П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
4. П5 — текучие смеси (литьевые) применяются только в герметичных опалубках. Подходят для густоармированных конструкций.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

1. В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
2. Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
3. Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
4. При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

Сохраняемостью свойств называют способность бетонной смеси сохранять удобоукладываемость в течение заданного времени.

Применение пластификаторов позволяет замешивать смеси повышенной сохраняемости. По сравнению со смесями, не содержащими специальные добавки, смеси повышенной сохраняемости имеют следующие преимущества:

1. переносят длительную транспортировку без потери свойств;
2. оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
3. повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
4. уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
5. снижают объем работ и затраты электроэнергии;
6. повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Источник