Что необходимо знать о подвижности бетонной смеси?

 

Бетон относится к самым популярным строительным материалам, он имеет широкий спектр характеристик, определяющих его качество и особенности укладки. К ним относится подвижность бетонной смеси, указывающая на текучесть бетона – свойства, важного для правильной работы с ним. Эта характеристика влияет на прочность и долговечность конструкции, поэтому указывается в технической документации.

Определение подвижности бетона

Что такое подвижность бетона?

Под подвижностью бетона понимают способность растекаться по поверхности под собственным весом. Эта характеристика является ключевой для его использования при выполнении конкретных работ. Технологически от этого свойства зависит удобоукладываемость бетонной смеси, и ее возможность заполнять все пустоты в опалубке. Для составов с достаточной текучестью не требуется добавка пластификаторов или вибропрессования, что снижает стоимость работ на строительных площадках. Подвижность и жесткость материала зависит от нескольких основных факторов:

  • Качество и марка цемента;
  • Количество и густота цементного теста;
  • Фракция, чистота песка и щебня;
  • Водно-цементного соотношения;
  • Соотношение цемента и наполнителей;
  • Наличия специальных присадок;
  • Условий заливки бетонных конструкций.

Удобоукладываемость бетона важна при производстве или заливке на месте армированных конструкций. Недостаточная пластичность приводит к образованию пустот и раковин, а вибротрамбовка в таких случаях затруднена. В результате качество и прочность бетона падают. Для каждого типа армирования индивидуально подбирается подвижность бетонной смеси.

Пустоты в конструкции

Данная характеристика обозначается индексами от П1 до П5, чем выше число, тем выше подвижность у раствора. В зависимости от этого растворы классифицируются, в документации указываются их свойства и применение.

Способы определения

Подвижность бетонной смеси определяется разными способами, которые отличаются сложностью и скоростью, дают разную точность результатов, но все они отвечают стандартам ГОСТ по удобоукладываемости.

К наиболее быстрым и практичным методам, дающим приемлемую точность, относится осадка конуса бетона. Для этого используется специальная форма, размеры которой зависят от фракции наполнителей. Эта форма называется усеченный конус Абрамса и чаще всего имеет такие размеры конуса: высота 300 мм, больший диаметр 200 мм, меньший диаметр 100 мм. Для определения марки бетонной смеси по ее удобоукладываемости, емкость заполняют в три приема, уплотняя гладким металлическим прутом, чтобы убрать пустоты. Конус переворачивается, и раствор выкладывается на ровную поверхность подобно детской пасхе. После того, как смесь перестанет двигаться, определяют, на какую высоту она осела. Если высота уменьшилась менее чем на 150 мм, бетон считается малоподвижным, когда более 150 мм – подвижным.

Осадка конуса

Для составов с фракцией щебня до 40 мм применяется еще один метод испытания с применением вискозиметра. Содержимое конуса для определения подвижности исследуемой бетонной смеси выкладывается на вибростол. В него устанавливается штатив, на который нанесены деления, надевается диск. Вибростол запускается и замеряется время, за которое диск опустится до специальной отметки на штативе. Измеренный временной промежуток умножается на коэффициент 0,45, результат показывает подвижность раствора.

определение подвижности вискозиметром
Вискозиметр: 1 — сосуд, 2 — внутреннее кольцо, 3 — образец, 4 — диск со штангой, 5 — штатив.

Удобоукладываемость бетона проверяется еще одним способом – через испытание в форме. Этот способ подходит для составов с фракцией щебня до 70 мм. Для этого берется открытый с одной стороны стальной куб со стороной 20 см, в котором размещают конус бетона. Куб устанавливается на вибростол, замеряется время, за которое раствор полностью заполнит квадратную форму, а его поверхность станет горизонтальной. Время, за которое все это произошло, умножается на 0,7, в результате чего оценивается подвижность материала.

испытание на удобоукладываемость в форме
Испытание в форме. 1 — конус, 2 — форма, 3 — смесь, 4 — вибростол.

Классификация

Удобоукладываемость бетонной смеси, зависящая от ее пластичности, определяется по результатам испытания, чаще всего при помощи конуса или после вибрации. Если при испытании раствор не усаживается, то есть разность высот бетона после выкладки и через определенное время равна 0, такой состав называется жестким. Такие материалы маркируются буквой «Ж» и применяются при ограниченном круге работ в связи со сложностями в его укладке.

При разнице высот до 5 см раствор определяют как малоподвижный бетон. Разница в высоте конусов от 6 до 15 см означает, что материал относится к пластичным – это самый распространенный вид растворов. Если конус раствора уменьшается более чем на 15 см, он называется литая масса и применяется в специальных конструкциях.

Каждая марка бетона по удобоукладываемости имеет свое обозначение с индексом «П» и числовому значению. Подвижность заносится в таблицу, которая облегчает поиск характеристик. Они могут включать в себя различные параметры, для подвижности важна усадка конуса раствора:

Марки бетона по удобоукладываемости

Согласно показателям подвижности выделяют основные свойства бетонов: П1-П3 – малоподвижные составы, П4-П5 – составы с повышенной текучестью или подвижностью. Малоподвижные составы делаются с применением портландцемента, но в них большее количество песка. Они хорошо подходят для возведения монолитов. Для их качественной заливки требуется вибрация. Нельзя увеличить пластичность такого раствора, добавляя воду, в результате изменится цементное отношение и снизится прочность бетона. Повысить текучесть помогают пластификаторы.

Читайте также: Как проверить прочность бетона

Высокоподвижный бетон применяют, когда густое армирование приводит к образованию пустот и мешает трамбовке. Такое часто встречается при отливке колонн или других высоких и узких форм опалубки. Самым оптимальным вариантом для этого считается подвижность класса П4. В этом случае бетон под действием силы тяжести сам заполняет все пустоты и не теряется своих свойств.

От плотности бетонной смеси во многом зависит прочность будущей конструкции. Поэтому при ее выборе необходимо знать, в каких условиях изготавливается и заливается строительный состав, для какой цели она будет использоваться. Для каждой конкретной работы подбирается своя подвижность и жесткость материала.

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 повышения 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 смеси
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.

Грамотно подобранная пластичность обеспечит быструю и правильную укладку бетона, повысит его технические характеристики после затвердевания. Это достигается оптимальным соотношением компонентов и условиями укладки. Подвижность бетона оперативно подбирается непосредственно во время выполнения работ, исходя их этих факторов.

 

Ссылка на основную публикацию