Расслаиваемость бетонной смеси по показателю водоотделение

Почему происходит расслоение бетона — правила устранения проблемы

Связность бетона нарушается вследствие действия силы тяжести, при перемещении крупных элементов в нижние слои, что приводит к их уплотнению. Расслаиваемость бетонной смеси может произойти как в процессе транспортирования, так и в укладки, ее уплотнения. При этом строительный материал не сможет набрать необходимую прочность, скорость разрушения структуры бетонных и железобетонных конструкций будет значительно выше.

Виды расслоения раствора

Отслаивание компонентов бывает 2 видов:

выделение более крупных частиц по откосам;
отделение цементного теста.

Потеря связности при работе со смесью происходит в соответствии с плотностью его компонентов. Нарушение однородности происходит за счет отличий размера частиц и удельной массы, то есть вода и мелкие легкие составные смеси стремятся подняться на поверхность. Тяжелые фракции, такие как гравий, опускаются вниз. Следующий пласт в таком случае займет песок, создавая диспропорцию. Вода по ее характеристикам является текучей частью теста с малой плотностью, поэтому она при несоблюдении пропорций просачивается на самый верх.

Более тяжелые и плотные компоненты смеси обычно оседают вниз, а легкие — находятся сверху.

Причины: почему бетон расслаивается?

В основном причиной расслоения является:

неправильное соотношение водной составляющей и цемента;
малое количество песка в цементном тесте;
неправильная подача смеси на бетонированный участок;
плохой гранулометрический состав;
быстрая некачественная заливка;
смешивание с воздухом при выкладке;
удары;
воздействие окружающей среды на бетон (температура, влажность);
чрезмерное вибрирование, которое приводит к разжижению;
ненадлежащее проведение отделочных работ (деламинация).

Факторы влияния на процесс

Бетон, который из автобетоносмесителя выкладывают сразу в форму, менее подвержен этому процессу. Если раствор перевозят на дальние расстояния, при этом не перемешивая, опускают из желобов в разных направлениях или допускают падения раствора с высоты, то смесь сталкивается с преградой, что приводит к расслойке. Также расслоение, в условиях самостоятельной застройки, может произойти от излишней вибрации. Вибрировать более 45 секунд не желательно. Это действие производит до появления на поверхности цементного молочка. Если его количество будет обильным, могут образоваться трещины.

Выполняя перемешивание в бетономешалке, для получения гомогенной смеси необходимо знать срок выполняемого действия в строгой зависимости от типа и объема. При недостаточном количестве перемешивания бетон будет недомешанным и, наоборот, частицы смеси разделятся. Основные положения и правильность выполнения принципа и порядка работ описаны в ГОСТе 7473–76 «Смеси бетонные. Технические условия».

При выполнении трамбования недопустимы удары в железобетонных конструкциях. Арматурная сталь при таком уплотнении начнет вибрировать, а рядом с ней образуются пустоты.

Внешние факторы в момент заливки цементного теста имеют важное значение. При высоких температурах бетон теряет часть своих свойств. Излишки воды, попадая при сильном дожде или морозе, в растворе замерзают, понижая гомогенность и разрывая установившиеся правильные связи между частицами. Вся добавляемая вода в тесто должна соответствовать нормам ГОСТа 23732–79 «Вода для бетонов и растворов». Несоответствие является причиной дополнительных рисков.

Практические рекомендации для снижения расслоения

Исключить возможность расслоения стройматериала можно с помощью простых правил:

Нельзя забывать о необходимости уплотнения залитого материала.

Соблюдать правильные пропорции раствора и добавления пластифицирующих добавок. Стабилизаторы и добавки с тонкомолотыми частицами уменьшают склонность к появлению водоотделения.
Снижают вероятность расслоения правильная транспортировка и выкладка бетона.
Назначать нужное количество мелкого заполнителя в составе и сокращать расход воды затворения путем использования пластификаторов, тогда расслаиваемость сводится к минимуму — 5% для тяжелого бетона и 10% — легкого.
Осуществлять тщательное перемешивание всех компонентов. Консистенция должна быть вязкой.
Производить «прокалывание» бетона сразу после его заливки, чтобы в толще бетона не остался воздух.
Проводить заливку без длительных перерывов, чтобы исключить попадание пыли и грязи на верхний слой.
Вибрировать и уплотнять бетон согласно инструкции и ГОСТам.
Учитывать количество арматурной стали при вибрировании раствора.
Не допускать проведения заливки с большой высоты.
Контролировать температуру и влажность окружающей среды.
Не разбавлять водой доставленный бетон на стойку самостоятельно. Строители для удобоукладывания часто добавляют воду в уже готовый товарный бетон с завода, чтобы получить текучую консистенцию смеси. В результате она вступает в реакцию с уже правильными пропорциями и скапливается. К сожалению, проверить это можно только после окончания работ, простукивая молотком. Если звук глухой, значит, в тех участках пустоты.

Стандартных методов определения расслоения бетона не существует. Отслоившийся бетон оценивают зрительно, а склонность к этому процессу устанавливают в специальных емкостях кубической формы в строительных лабораториях. Раствор 10 минут вибрируют, после этого определяют отслоившийся заполнитель крупных фракций.

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

Основным показателем качества бетонной смеси тяжелого и легкого бетона, которым оперируют на производстве, является марка по удобоукладываемости.

Удобоукладываемость (ГОСТ 10181.1-2000) бетонных смесей определяют по показателям подвижности и жесткости. Для пластичных бетонных смесей, укладываемых под действием собственного веса или с приложением небольших механических усилий, определяют показатель подвижности, а для малопластичных смесей, требующих значительных усилий при укладке, — показатель жесткости.

Для контроля удобоукладываемости при изготовлении сборных и монолитных изделий и конструкций на месте укладки бетонной смеси отбирают пробы этой смеси. Отбор пробы смеси для испытаний осуществляют из средней части замеса или доставленной к месту укладки порции бетонной смеси. Объем отобранной пробы должен обеспечивать проведение не менее двух определений свойств бетонной смеси.

Перед проведением испытания проба должна быть дополнительно перемешана. Дополнительному перемешиванию не подвергают бетонные смеси, содержащие воздухововлекающие, газо- и пенообразующие добавки, а также предварительно разогретые смеси.

Испытание бетонной смеси должно начинаться не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.

Подвижность бетонной смеси характеризуется размером осадки конуса О К (см), отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для бетонных смесей с заполнителем крупностью до 40 мм включительно используют стандартный конус (рис. 11.2), изготовленный из листовой стали; для смесей с зернами большей крупности — увеличенный конус.

Перед испытанием конус и все остальные приспособления очищают и протирают влажной тканью. Конус устанавливают на гладкий металлический лист размером не менее 700×700 мм и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уплотняют штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 мм, длиной 600 мм в стандартном конусе — 25 раз, в увеличенном — 56 раз. Конус во время наполнения должен быть плотно прижат к листу. После уплотнения бетонной смеси воронку снимают и избыток смеси срезают вровень с верхними краями конуса.

Далее конус плавно снимают с уплотненной бетонной смеси, поднимая его вертикально вверх, и ставят рядом с ней. Время, затрачиваемое на подъем конуса, должно составлять З. 7с.

Рис. 11.2., Определение подвижности бетонной смеси стандартным конусом:

Рис. 11.3. Прибор для определения жесткости бетонной смеси:
1 – форма; 2 – кольцо-держатель; 3 — конус; 4 — воронка; 5 – штанга; 6, 10 — втулки; 7 — шайба; 8 — диск; 9 — штатив

Осадку конуса бетонной смеси ОК определяют, укладывая металлическую линейку ребром на верх конуса и измеряя расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см. Величину ОК, определенную в увеличенном конусе, приводят к величине ОК в стандартном умножением ее на коэффициент 0,67. Осадку конуса пробы бетонной смеси определяют дважды, причем время испытания от начала наполнения конуса при первом определении и до момента измерения осадки конуса при втором определении не должно превышать 10 мин.

Если после снятия конуса бетонная смесь сильно деформируется (разваливается) или приобретает форму, затрудняющую определение ее усадки, измерение не выполняют, а повторяют испытания на новой порции бетонной смеси.

Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 см как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 1 см при ОК 10 см. При больших расхождениях результатов испытания повторяют на новой пробе. Если определенная в соответствии с вышесказанным осадка конуса равна нулю, смесь считают не обладающей подвижностью и ее оценивают другим методом, определяя показатель жесткости.

Жесткость бетонной смеси Ж характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в стандартном приборе.

Прибор для определения жесткости бетонной смеси (рис. 11.3) состоит из цилиндрической формы 1 с фланцем в основании, в которую вставляется стандартный конус 3 с воронкой 4. На форме сверху расположено кольцо-держатель 2 для закрепления конуса, а сбоку — фиксирующая втулка 10 с зажимным винтом для крепления штатива 8. На конце штатива находится диск 8 с шестью отверстиями диаметром 5 мм, который может перемещаться в вертикальной плоскости штангой 5, скользящей во втулке 6. Общая масса подвижной части — диска 8, штанги 5 и шайбы 7—(2750±50) г. Перед испытанием внутреннюю поверхность прибора протирают влажной тканью.

Цилиндрическую форму жестко закрепляют на виброплощадке, которая обеспечивает вертикально направленные колебания частотой 45…50 с-1 (2800…3000 кол/мин) и амплитудой (0,5±0,01) мм. В форму / вставляют и закрепляют конус, после чего его заполняют бетонной смесью так же, как при определении подвижности (в три слоя со штыкованием каждого слоя 25 раз). Затем конус вынимают из формы; диск 8 прибора путем поворота штатива 9 устанавливают над конусом из бетонной смеси и свободно опускают на нее. Штатив закрепляют в фиксирующей втулке 10 зажимным винтом.

Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного молока хотя бы из двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Полученное время в секундах характеризует жесткость бетонной смеси.

Жесткость пробы бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания от начала первого определения до окончания второго не должно превышать 15 мин.

Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 с как среднее арифметическое значение результатов двух определений из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20%. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе.

В соответствии с ГОСТ 7473—94 «Смеси бетонные. Технические условия» в зависимости от удобоукладываемости, устанавливаемой по подвижности или жесткости, бетонные смеси подраздедяют на марки.

При внимательном рассмотрении данной классификации можно заметить, что одинаковую удобоукладываемость могут иметь сверхжесткие и жесткие бетонные смеси, что позволяет отнести одну и ту же бетонную смесь к нескольким маркам по удобоукладываемости (например, бетонную смесь с жесткостью 52…55 с можно одновременно отнести к марке СЖ2 и марке Ж4).

В таких случаях для разрешения данного противоречия и окончательного назначения марки необходимо учитывать не только удобоукладываемость, но и расслаиваемость бетонной смеси.

Читать еще: Что стелить под ламинат на бетонный пол

Расслаиваемость. Согласно ГОСТ 10181.4 «Смеси бетонные. Методы оценки расслаиваемое, расслаиваемость бетонной смеси устанавливают по ее раствороотделению и водоотделению.

Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерами 200×200×200 мм.

Для этого бетонную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов бетона размерами 200×200×200 мм по ГОСТ 10180—78. После этого уплотненную бетонную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение времени, равного 10Ж, где Ж — показатель жесткости смеси по ГОСТ 10181.1, а для подвижных смесей в течение 25 с.

После вибрирования верхний слой бетона высотой (10±0,5) см из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

При испытании жестких бетонных смесей допускается перед разделением свежеотформованного образца производить его распалубку.

Отобранные пробы бетонной смеси взвешивают с погрешностью до 10 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями величиной 5 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления цементного раствора с поверхности зерен крупного заполнителя. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень и высушивают до постоянной массы при температуре 105— 110 °С и взвешивают с погрешностью до 10 г.

Показатель раствороотделения для каждой пробы бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1% как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20% от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0-81.

Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение определенного промежутка времени.

Для этого бетонную смесь укладывают в цилиндрический сосуд, объем которого в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя выбирают по табл. 11.5 и уплотняют по ГОСТ 10180—78 в зависимости от удобоукладываемости смеси. Уровень бетонной смеси должен быть на (10±5) мм ниже верхнего края сосуда.

Сосуд накрывают листом паронепроницаемого материала (стеклом, стальной пластинкой и т.п.) и оставляют в покое на 1,5 ч.

Отбирают пипеткой отделившуюся воду, собирают ее в стакан и взвешивают.

Водоотделение бетонной смеси в процентах (со знаком минус) характеризуют объемом воды в см3, отделившейся за 1,5 ч, отнесенным к объему сосуда в см3.

Пример:
Допустим (—ДВ) = 10 г = 10 см3.
Объем сосуда V = 5 дм3 = 5000 см3.
Водоотделение = (-дВ/К)-100 = (—10/5000)-100 = -0,2%.

Водоотделение бетонной смеси определяют дважды для каждой пробы бетонной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20% от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0.

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

ГОСТ 10181.4-81 Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы определения расслаиваемости

Concrete mixtures. Test methods for determination of segregatability

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 228 срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на бетонные смеси, приготовленные на минеральных вяжущих, плотных и пористых заполнителях и устанавливает методы определения их расслаиваемости по показателям раствороотделения и водоотделения.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу определения расслаиваемости бетонных смесей – по ГОСТ 10180.0-81.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для проведения испытания применяют:

формы стальные размерами 200 ´ 200 ´ 200 мм по ГОСТ 22685-77;

лабораторную виброплощадку по ГОСТ 10181.1-81;

весы лабораторные по ГОСТ 24104-80;

стальные линейки по ГОСТ 427-75;

сито с ячейками размером 5 мм;

сушильный электрошкаф по ГОСТ 13474-79;

цилиндрические металлические сосуды по ГОСТ 10181.2-81;

мерные стаканы, мензурки или цилиндры емкостью от 50 до 200 мл и пипетку емкостью до 5 мл.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Определение раствороотделения бетонной смеси

3.1.1. Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерами 200 ´ 200 ´ 200 мм.

3.1.2. Бетонную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов бетона размерами 200 ´ 200 ´ 200 мм по ГОСТ 10180-78. После этого уплотненную бетонную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение времени, равного 10Ж, где Ж – показатель жесткости смеси по ГОСТ 10181.1-81, а для подвижных смесей в течение 25 с.

3.1.3. После вибрирования верхний слой бетона высотой (10 ±0,5) см из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

3.1.4. Отобранные пробы бетонной смеси взвешивают с погрешностью до 10 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями величиной 5 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления цементного раствора с поверхности зерен крупного заполнителя. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

3.1.5. Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень и высушивают до постоянной массы при температуре 105-110 °С и взвешивают с погрешностью до 10 г.

3.1.6. Содержание растворной составляющей в верхней и нижней частях уплотненной смеси V _р в процентах определяют по формуле

где V_p – содержание растворной составляющей в верхней (нижней) части образца, %;

т_к – масса отмытого высушенного крупного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;

т_см – масса бетонной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

3.1.7. Показатель раствороотделения бетонной смеси П_р в процентах определяют по формуле

где D V_p – абсолютная величина разности между содержанием растворной составляющей в верхней и нижней частях образца;

– суммарное содержание растворной составляющей верхней и нижней частей образца, %.

3.1.8. Показатель раствороотделения для каждой пробы бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0-81.

3.1.9. Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

дату и время испытания;

место отбора пробы;

марку и вид бетона, изготовляемого из испытуемой смеси;

результаты частных определений;

3.2. Определение водоотделения бетонной смеси

3.2.1. Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение определенного промежутка времени.

3.2.2. Бетонную смесь укладывают в цилиндрический сосуд, объем которого в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя должен соответствовать ГОСТ 10181.2-81, и уплотняют по ГОСТ 10180‑78 в зависимости от удобоукладываемости смеси. Уровень бетонной смеси должен быть на (10 ±5) мм ниже верхнего края сосуда.

3.2.3. Сосуд накрывают листом паронепроницаемого материала (стеклом, стальной пластинкой или т.п.) и оставляют в покое на 1,5 ч.

3.2.4. Отбирают пипеткой отделившуюся воду, собирают ее в стакан и взвешивают.

3.2.5. Водоотделение бетонной смеси характеризуют массой воды в граммах, отделившейся за 1,5 ч, отнесенной к объему сосуда в литрах.

3.2.6. Водоотделение бетонной смеси определяют дважды для каждой пробы бетонной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0-81.

3.2.7. Результаты испытания должны быть занесены в журнал, где указывают данные, приведенные в п. 3.1.9 настоящего стандарта.

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.

Читать еще: Чем приклеить пенопласт к бетону на стене

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:

Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
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:

хлористые соли;
электролиты;
поверхностно-активные вещества;
клей ПВА-МБ;
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:

Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
Экономия воды.
Улучшение смешиваемости раствора.
Предотвращение расслаивания смеси.
Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
Качественное заполнение опалубки.
Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
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).
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:

П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
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:

В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
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:

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

ГОСТ 10181.4-81. Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости бетонных смесей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы определения расслаиваемости

Test methods for determination of segregatability

Дата введения 1982-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства, Министерством промышленности строительных материалов СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством транспортнорго строительства

А.С.Дмитриев, канд. техн. наук (руководитель темы); Л.А.Малинина, д-р техн. наук; И.И.Костин; В.И.Савин, канд. техн. наук; Ю.М.Романов; Б.А.Усов, канд. техн. наук; В.Г.Довжик, канд. техн. наук; В.А.Пискарев, канд. техн. наук; Л.И.Левин; Е.Н.Леонтьев, канд. техн. наук; Е.В.Фридман, канд. техн. наук; В.А.Дорф, канд. техн. наук; А.Г.Малиновский; В.Б.Судаков, канд. техн. наук; Ц.Г.Гинзбург, канд техн. наук; В.А.Карышева; Г.В.Морозова; Е.А.Антонов; Л.В.Березницкий, канд. техн. наук; А.М.Шейнин, канд. техн. наук; Э.Р. Пинус, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31.12.80 N 228

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1997 г.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу определения расслаиваемости бетонных смесей – по ГОСТ 10181.0.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для проведения испытания применяют:

– формы стальные размерами 200х200х200 мм по ГОСТ 22685;

– лабораторную виброплощадку по ГОСТ 10181.1;

– весы лабораторные по ГОСТ 24104;

– стальные линейки по ГОСТ 427;

– сито с ячейками размером 5 мм;

– сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801-397;

– цилиндрические металлические сосуды по ГОСТ 10181.2;

– мерные стаканы, мензурки или цилиндры емкостью от 50 до 200 мл и пипетку емкостью до 5 мл.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Определение раствороотделения бетонной смеси

3.1.2. Бетонную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов бетона размерами 200х200х200 мм по ГОСТ 10180. После этого уплотненную бетонную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение времени, равного 10Ж, где Ж – показатель жесткости смеси по ГОСТ 10181.1, а для подвижных смесей – в течение 25 с.

3.1.3. После вибрирования верхний слой бетона высотой (10±0,5) см из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

3.1.5. Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень и высушивают до постоянной массы при температуре 105-110 град.С и взвешивают с погрешностью до 10 г.

3.1.6. Содержание растворной составляющей в верхней и нижней частях уплотненной бетонной смеси V(р) в процентах определяют по формуле

где V(p) -содержание растворной составляющей в верхней (нижней) части образца, %;

m(к) -масса отмытого высушенного крупного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;

m(см) -масса бетонной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

3.1.7. Показатель раствороотделения бетонной смеси Пр в процентах определяют по формуле

-абсолютная величина разности между содержанием растворной составляющей в верхней

Читать еще: Стоимость кубометра бетона в миксере

и нижней частях образца;

– суммарное содержание растворной составляющей верхней и нижней частей образца, %.

3.1.9. Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

– дату и время испытания;

– место отбора пробы;

– марку и вид бетона, изготовляемого из испытуемой смеси;

– результаты частных определений;

3.2. Определение водоотделения бетонной смеси

3.2.2. Бетонную смесь укладывают в цилиндрический сосуд, объем которого в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя должен соответствовать ГОСТ 10181.2, и уплотняют по ГОСТ 10180 в зависимости от удобоукладываемости смеси. Уровень бетонной смеси должен быть на (10±5) мм ниже верхнего края сосуда.

3.2.4. Отбирают пипеткой отделившуюся воду, собирают ее в стакан и взвешивают.

3.2.7. Результаты испытания должны быть занесены в журнал, где указывают данные, приведенные в п. 3.1.9.

Удобоукладываемость и сохраняемость бетонной смеси

Характеристики

Требуется, чтобы бетонная смесь была удобоукладываемой. Данное понятие очень важно, оно характеризует возможность приготовленной бетонной смеси быть уложенной в конструкцию с наименьшими усилиями. Понятие удобоукладываемость бетона сложно охарактеризовать однозначно. Это научное определение, включающее в себя разные составляющие. Основное свойство бетона – текучесть, зависящая от водоцементного соотношения. Такой раствор должен хорошо литься в форму, заполнить форму в условиях определенной работы, которую необходимо выполнить, чтобы добиться полного уплотнения.

Если бетонная смесь под действием определенных механизмов и приемов легко укладывается в форму, уплотняется и при этом не расслаивается, то она считается удобоукладываемой.

Удобоукладываемости бетона можно добиться добавлением воды с использованием пластифицирующих добавок. Тесно связано с понятием удобоукладываемости понятие подвижности. Бетон растекается, характеризуется текучестью. Подвижность – консистенция раствора. Но удобоукладываемость и консистенция – не одно и то же понятие. При той же самой консистенции удобоукладываемость бывает разной.

Поскольку раствор неоднороден, каждый состав обладает своими характеристиками цементного теста, своими характеристиками наполнителей, содержит разные добавки, то удобоукладываемость требуется определять в каждом конкретном случае.

Метод определения подвижности

Определение удобоукладываемости бетонной смеси: а) прибор (конус) для определения подвижности бетонной смеси: 1 – жесткая смесь; 2 – подвижная смесь; 3 – осадка конуса; б) прибор для определения жесткости бетонной смеси: 4 – схема испытания.

Для определения удобоукладываемости существует несколько методов. Ни один из методов не определяет удобоукладываемость напрямую, так как данное понятие условное, на практике характеризуется для разных бетонов либо свойством подвижности, либо жесткости. Есть распространенные приборы, которые могут более-менее точно определить удобоукладываемость бетона.

Для подвижных смесей с малой жесткостью принят метод определения удобоукладываемости бетона по осадке конуса. Подвижные растворы заполняют форму заливки под воздействием собственной тяжести. Некий прибор, представляющий собой усеченный конус, описанный в российском стандарте (ГОСТ 10181), заполняется раствором, а потом медленно поднимается. Раствор во время подъема конуса “оседает” на определенную высоту. Высоту осадки измеряют в середине конуса. Эта осадка, измеряемая в миллиметрах, характеризует свойство подвижности.

Конус изготавливают обычно из листовой стали высотой 300 мм. У нижнего основания он имеет 200 мм, верхнее основание – диаметром 100 мм. Его устанавливают на достаточно гладком листе, потом заполняют в три ровных слоя бетоном, осторожно уплотняют штыкованием металлическим стержнем, то есть просто протыкается стержнем 25 раз после укладки каждого слоя. Затем, когда бетон уложен, избыток аккуратно срезается. Нельзя допускать перекоса конуса в процессе его подъема.

Показатель жесткости

Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси.

Жесткие смеси, которые необходимо укладывать вибрационным воздействием, испытывают на удобоукладываемость другими прибором – техническим вискозиметром. Технический вискозиметр состоит из металлических форм и виброплощадки с определенными параметрами. У площадки амплитуда вертикальных колебаний в минуту – 0,35 мм, количество колебаний – примерно 2800-3000. Стандартный конус ставят на площадку, заполняют до верха. Сначала производят стандартное уплотнение штыкованием (как для определения подвижности), а затем окончательное уплотнение производится вибровоздействием до того момента, когда на поверхности конуса и под нижним основанием выступит цементное тесто.

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения; б—после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода; 2 — вода; 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

Уплотнение производится в течение определенного периода времени (от 5 до 30 секунд). После уплотнения бетонную смесь аккуратно срезают вровень с конусом, поднимают его. На поверхность этого бетонного конуса устанавливают диск прибора со штангой, тогда снова включается виброплощадка.

Под воздействием вибрации бетон оседает на определенный уровень. После достижения нужной осадки вибрация прекращается, секундомер выключается. Удобоукладываемость измеряется в этом случае в секундах и характеризуется уже не показателем подвижности, а показателем жесткости. Такой способ измерения удобоукладываемости применяется, если берется наполнитель с крупностью зерен ≤ 40 мм.

Сверхжесткий раствор

Схема прибора и последовательность определения жесткости бетонной смеси: а — установка прибора и загрузка бетонной смеси, б — установка диска на поверхность бетонного конуса, в — момент окончания испытаний; 1 — цилиндрическое кольцо, 2 — эталонный конус, 3 — воронка, 4 — штатив, 5 — диск с отверстиями, 6 — штанга, 7 — виброплощадка.

Если раствор содержит крупный заполнитель, у которого размер зерен доходит до 70 мм, показатель жесткости менее 100 секунд (средняя жесткость), то удобоукладываемость измеряется упрощенно. На виброплощадке устанавливается и крепится металлическая форма в виде куба с внутренним размером ребра 200 мм. Внутри формы устанавливается стандартный конус, производится сначала стандартная укладка без вибрирования, затем вибрируется стандартно, до появления бетонного теста. После этого тесто срезается вровень с поверхностью конуса. Затем он снимается стандартно, и бетон подвергается вибровоздействию еще раз до того состояния, когда раствор заполнит собой все четыре угла кубической формы. Измеряется время выравнивания до горизонтального состояния (в секундах). В данном случае жесткость характеризуется временем выравнивания, которое должно быть умножено на коэффициент, равный 1,5.

Расслаиваемость бетона

Схемы приборов для определения реологических свойств цементного теста и бетонной смеси:
а – по изменению скорости истечения смеси через отверстие; б – по измерению глубины проникания конуса;
в – по скорости погружения шарика; г – по усилию выдергивания; д – по усилию вращения коаксиальных цилиндров.

Кроме характеристик жесткости и подвижности, раствор характеризуется средней плотностью и пористостью. Пористость – отношение массы к объему. Свойство пористости используется в бетонах, имеющих пористые наполнители. Каждый вид обладает характеристикой пористости, определяемую объемом воздуха в бетоне. Для таких бетонов пористость определяется по объему пор в наполнителе. Важным показателем является свойство бетона расслаиваться. Бетонная смесь иногда становится неоднородной, расслаивается на отдельные составляющие. Расслаиваемость характеризуется водоотделением и раствороотделением.

Динамическое воздействие вызывает то, что более крупные частицы заполнителя под воздействием своего веса опускаются вниз, вода стремится подняться вверх, так как вода легче камня и песка. Водоотделение – нормальное явление для обычной бетонной смеси, оно не вызывает негативных изменений бетона. Ведь вода иногда испаряется и снижает водоцементное соотношение, что повышает прочность бетона. Если наступает расслаиваемость во время транспортировки, сопровождающаяся водоотделением, то данное явление негативное.

Плотные и легкие консистенции

Определение удобоукладываемости бетонной смеси
упрощенным способом: а – общий вид прибора;
б – бетонная смесь до вибрирования; в – то же, после вибрирования;
1 – конус; 2 – форма куба; 3 – бетонная смесь; 4 – виброплощадка.

Расслоение вызывает небрежная транспортировка или неправильная укладка. Технология приготовления также влияет на последующую сохраняемость бетонной смеси. В связи с этим если раствор приготовлен с расходом цемента по минимуму, с превышением размера заполнителя, то сохраняемость слабая, она недолговечна и не соответствует качеству по плотности или по подвижности. Плотность бетона – характеристика непростая. Существует бетоны разной плотности: легкие, тяжелые, а также особо тяжелые. Плотность измеряется весом бетона по отношению к его объему. У легкого плотность находится в диапазоне 500-1800 кг/м3. Бетон же тяжелый – 1800-2500 кг/м3.

Можно увеличить плотность бетона использованием расширяющиеся портландцемента, пуццоланового портландцемента. Особо плотные бетоны широко применяют во время строительства АЭС, так как они защищают от воздействия ионизирующего излучения. Несущая способность бетона зависит от наполнителя и характеристики плотности. Легкие бетоны с малой плотностью обладают малой несущей способностью. Общие характеристики улучшаются при помощи пластификаторов. Это такие добавки, которые могут увеличить его плотность, препятствуют расслоению, улучшают удобоукладываемость жесткого бетона с крупным наполнителем.

Нормы расслаиваемости и удобоукладываемости

Типы структур бетонной смеси и их влияние на водопотребность
равноподвижной смеси: I – смесь с плавающим заполнителем, II – смесь
с плотной упаковкой заполнителей, III – крупнопористая смесь с недостатком цементного теста.

Склонность к расслоению можно компенсировать тем, что ее укладывают в опалубку непосредственно на месте приготовления. Если бетон транспортируют по желобам, особенно с большой высоты, либо из-за изменения направления желоба, то он часто расслаивается. Оседание смеси часто происходит при слабой удобоукладываемости, когда работают вибратором долго. Расслоение бетона легко заметить, но измерить степень расслоения трудно. Степень расслоения видно хорошо во время испытаний на пластичность, когда бетонный кубик в течение 10 минут вибрируется, а потом разламывается. При избыточной вибрации расслоение видно по тому, как распределяется в кубике крупный наполнитель.

Норма расслаиваемости для разных смесей характеризуется значениями водоотделения и значениями раствороотделения (в процентах), указанными в ГОСТ 7473. Таблица 1 данного стандарта содержит сведения по норме удобоукладываемости, таблица 2 характеризует нормы расслаиваемости. Таблица 1 стандарта содержит количественные измерения нормы удобоукладываемости для разных марок бетонов по удобоукладываемости: сверхжестких смесей, жестких смесей и смесей подвижных. Для жестких и сверхжестких смесей таблица показывает жесткость в секундах, для подвижных – значение подвижности в миллиметрах.