Описание основных свойств бетонной смеси

В чем измеряется жесткость бетонной смеси

Под жесткостью понимается способность смеси оставаться однородной и не подвергаться расслойке при транспортировке. При уплотнении тяжелые фракции проседают, а мелкие — поднимаются наверх. Эти процессы негативно сказываются на прочности бетона. Чтобы не допустить этого, нужно правильно подсчитать процент мелких фракций, использовать пластификаторы и минимальное количество воды.

Время, пока раствор не утрамбуется до однородной массы и определяет его жесткость. Чем быстрее он становится ровным, тем он считается более удобоукладываемым.

Прибор для измерения жесткости

Показатель жесткости определяют, используя специальный прибор с сосудом цилиндрической формы. Перед началом определения показателей подготавливают приборы и оборудование, уделяя внимание рабочей площадке:

• лабораторное устройство для определения жесткости и дополнительные приборы очищают от пыли и иных загрязнений;
• влажной ветошью протирают все плоскости, которые подлежат соприкосновению с цементом;
• крепко закрепляют оборудование на виброплощадке;
• конус для подачи смеси вставляют в кольцо установки и надежно фиксируют.

После подготовки приступают к непосредственному исследованию и определению жесткости бетонной смеси. Для этого ее заливают в конус. Затем разворачивают штатив, снимая форму из стали. Затем диск из металла прислоняют к поверхности отформованного конуса. Одновременно включают секундомер и создают вибрацию, наблюдают за уплотнением раствора.

Вибрация продолжается до тех пор, пока цемент не станет поступать, минимум из двух отверстий металлического диска, имеющего шесть отверстий. Как только наступает этот момент, работу оборудования останавливают и засекают время его остановки. Потраченное на испытание время в секундах позволяет рассчитать жесткость бетона.

Читайте также:  Установка и разборка металлической опалубки

Определение подвижности и жесткости бетонной смеси

По ГОСТ 10181.1—81

Удобоукладываемость бетонных смесей определяют по пока­зателям подвижности и жесткости.

Для пластичных бетонных смесей, укладываемых под дейст­вием собственной массы или с приложением небольших механи­ческих усилий, определяют показатель подвижности, а для ма­лопластичных смесей, требующих значительных усилий при ук­ладке, показатель жесткости.

Подвижность бетонной смеси характеризуется величиной осадка конуса ОК (см), отформованного из испытываемой бе­тонной смеси.

Аппаратура.

Прибор, имеющий форму усеченного полото ко­нуса, изготовленный из листовой стали, с открытыми верхним и нижним основаниями, гладкой внутренней поверхностью (для бетонных смесей с заполнителем крупностью до 40 мм включи­тельно используют конус высотой 300 мм, при крупности 70 мм и более — высотой 450 мм), стальной стержень диаметром 16 и длиной 600 мм с закругленными концами, стальная линейка длиной не менее 700 мм, стальная линейка с делениями длиной 200 — 500 мм, кельма, металлический лист размером не менее 700X700 мм.

Испытание.

На боек высыпают отвешенный песок, затем це­мент и тщательно перемешивают мастерками, добавляют ще­бень (гравий) и перемешивают до однородного состава. Боек перед замесом протирают влажной тканью. Перемешанную су­хую смесь укладывают в продолговатую гряду, делают в середи­не углубление и выливают примерно половину отмеренной воды, следя за тем, чтобы она не вытекала через края углубления. Спустя 30 с смесь тщательно перемешивают мастерком, смочен­ным в воде, и постепенно выливают остальную воду. Перело­пачивают смесь до полной однородности в течение 5 мин.

Перед испытанием конус и все остальные приспособления очи­щают и протирают влажной тканью. Конус устанавливают на гладкий металлический лист и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уп­лотняют штыкованием металлическим стержнем в обычном 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. Затем конус плавно поднима­ют вертикально вверх и ставят рядом с конусом из уплотненной бетонной смеси. Время подъема конуса 3—7 с. Осадку конуса бетонной смеси ОК (рис. 40) определяют, укладывая металли­ческую линейку ребром на верх конуса и измеряя расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с точностью до 0,5 см. Величину ОК, определенную в увеличенном конусе, приводят к величине ОК в обычном конусе 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 испытание на новой порции бетонной смеси.

Осадку конуса бетонной смеси вычисляют как среднее ариф­метическое результатов двух определений с округлением да 1 см. Расхождения между параллельными определениями не должны быть больше 1 см при ОК ≤ 4 см, 2 см при ОК= (5÷9) см и 3 см при ОК > 10 см. При больших расхождениях ре­зультатов испытания повторяют на новой пробе. Если осадка конуса получилась равной нулю, то смесь считается жесткой и она характеризуется показателем жесткости.

Жесткость бетонной смеси Ж характеризуется временем ви­брации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплот­нения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в стандартном техническом вискозиметре (рис. 41).

Аппаратура. Металлический конус высотой 300 мм, форма в виде куба размерами 200X200X200 мм, виброплощадка, се­кундомер, стальной стержень диаметром 16 и длиной 600 мм с закругленными концами, кельма.

Испытание. Перед испытанием цилиндрическое кольцо 1 же­стко закрепляют на виброплощадке с частотой колебаний 2800 – 3000в минуту и амплитудой (0,5±0,01) мм. Проверяют общую массу подвижной части диска 8, штанги 5 и шайбы 7 Она должна быть равной (2750±50) г. Внутреннюю поверхность прибора протирают влажной тканью. I

В кольцо 1 вставляют и закрепляют конус, после чего заполняют его бетонной смесью так же, как при определении подвижности (в три слоя со штыкованием каждого слоя 25 раз). Затем конус вынимают из’ формы, диск 8 путем поворота шта­тива 9 устанавливают над отформованной бетоннойсмесью исвободно опускают на нее. Штатив закрепляют в фиксирующейвтулке 10 зажимным винтом.

Затем одновременно включают секундомер и виброплощадку. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделе­ние цементного теста хоти 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 определяют ,как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20%. При большем расхождении определение повторяют на новой пробе.

Определение жесткости бетонной смеси упрощенным способом производят так. На виброплощадку устанавливают и за­крепляют форму с размерами 200X200X200 мм. В нее вставляют полый конус от технического вискозиметра, который за­полняют бетонной смесью. Затем конус осторожно снимают и одновременно с секундомером включают виброплощадку. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь не за­полнит всех углов формы, а поверхность ее не станет горизон­тальной. Время, необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на коэффициент 1,5, ха­рактеризует жесткость бетонной смеси.

Подвижность и жесткость бетонной смеси должны быть в пределах, указанных в табл. 23.

Таблица 23

Как происходит определение

При испытаниях могут быть получены нецелые значения, показатель жесткости округляют до одной секунды. Испытание проводится не менее двух раз, поэтому за техническую характеристику берется среднее значение двух величин. Если результаты испытаний не совпадают более чем на 20 %, то их проводят снова, используя другую бетонную смесь.

Одной из характеристик бетонного раствора является связность, под которой понимается сохранение однородности состава и отсутствие расслойки во время перевозки и укладки. В результате трамбовки смеси частицы уплотняются, а оставшаяся вода выжимается в верхние слои раствора. При этом под зернами объемного заполнителя образуются полости. Если заполнитель обладает высокой плотностью, то его частички оседают. Иначе частицы пористого уплотнителя поднимаются к поверхности. Это ухудшает структуру бетона, в результате чего растет водонепроницаемость и снижается морозостойкость. Для увеличения связности и предотвращения расслоения, правильно высчитывают количественное число мелкого заполнителя в составе бетонной смеси и сокращают расход воды, смешивая пластифицирующие добавки.

В лабораториях используют простой способ определения этой величины по технологии Скрамтаева Б.Г.. В кубическую металлическую форму помещают обыкновенный конус. Его освобождают от опор и делают меньше нижний диаметр, чтобы он беспрепятственно вошел внутрь кубической формы.

Такой конус заполняют тремя слоями состава. После удаления металлического конуса, бетонную смесь исследуют на виброплощадке. Вибрацию поддерживают до тех пор, пока все углы куба не наполнятся бетоном. После того как смесь заполнит форму и распределится абсолютно горизонтально и равномерно, вибрацию отключают и приступают к определению величины жесткости.

Время, в течение которого сохраняется вибрирование, зависит от подвижности раствора, размеров формируемого предмета, наличия арматуры, частоты и амплитуды движения вибрационного прибора. Чем меньше размер изделия и жесткость цементного раствора, тем меньше времени необходимо для полной утрамбовки состава.

Многочисленные исследования показывают, что показатель жесткости, полученный при использовании прибора с цилиндрическим сосудом, практически в два раза меньше показателя, который получают по методу Скрамтаева Б.Г.

Определение жесткости бетонной смеси

Показатель жесткости бетонной смеси определяют на специальном приборе, который состоит из цилиндрического сосуда 1 высотой 200 мм с внутренним диаметром 240 мм с закрепленным на нем уст­ройством 9 для измерения осадки бетонной смеси в виде направляюще­го штатива 8, штанги 5 и металлического диска 6 толщиной 4 мм с шестью отверстиями 7 (рис. 12).

Прибор устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку, которая обеспечивает вертикально направленные колебания частотой 45…50 с-1 (2800…3000 кол/мин) и амплитудой (0,5±0,01) мм и плотно прикрепляют к ней. Затем в сосуд помещают металлическую форму-конус 3 с насадкой 4 для заполнения бетонной смесью.

Размеры формы-конуса такие же, как при определении подвижности бетонной смеси, т.е. высота ─ 300 мм, нижний диаметр ─ 200 мм, верхний диаметр ─ 100 мм. Форму-конус с помощью специального кольца-держателя 2 закрепляют в приборе и заполняют тремя слоями бетонной смеси, уплотняя ее штыкованием (25 раз каждый слой). Затем удаляют форму-конус, поворачивают штатив, устанавливают на поверхности бетонной смеси диск и включают виброплощадку. Вибрирование при частоте (2900±100) кол/мин и амплитуде (0,5±0,01) мм продолжают до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из двух отверстий диска. Полученное время вибрирования ─ показатель жесткости бетонной смеси.

Рис. 12. Стандартный прибор для определения жесткости бетонной смеси

Жесткость 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 1с как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся не более чем на 20 %. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе.

В лабораториях иногда используют упрощенный способ определения жесткости бетонной смеси, предложенный Б.Г. Скрамтаевым. По этому способу испытание проводят следующим образом. В обычную металлическую форму для приготовления кубов размером 20х20×20 см вставляют стандартный конус. Предварительно с него снимают упоры и немного уменьшают нижний диаметр, чтобы конус вошел внутрь куба (рис. 13).

Наполняют конус также в три слоя. После снятия металлического ко­нуса бетонную смесь подвергают вибрации на лабораторной площад­ке.

Вибрация длится до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит всех углов куба и ее поверхность не станет горизонтальной.

Как показали опыты, показатель жесткости, определенный на стандартном приборе, приблизительно в 1,5-2 раза меньше показателя, полученного по способу Б. Г. Скрамтаева.

Рис. 13. Определение жесткости бетонной смеси упрощенным способом

Контрольные вопросы

1. Чем бетонная смесь отличается от бетона?

2. Какими показателями характеризуют удобоукладываемость бетонной смеси?

3. На какие группы и марки разделяют бетонные смеси по удобоукладываемости?

4. Как определяют подвижность бетонной смеси?

5. Для каких бетонных смесей и как определяют жесткость?

6. Как определяют жесткость бетонной смеси упрощенным способом и как в этом случае соотносится показатель жесткости с показателем, определенным на стандартном приборе?

7. В каких единицах выражают показатели удобоукладываемости бетонной смеси?

Марки и разновидности бетонной смеси по жесткости по ГОСТ

Удобоукладываемость — показатель следующих свойств раствора:

В зависимости от удобоукладываемости все бетонные смеси делятся на жесткие, сверхжесткие и подвижные.

Жесткие смеси

Они содержат малое количество жидкости, поэтому цемент получается крепким. По-другому такое сырье именуют трамбованным бетоном, используемым для постройки сооружений, подвергающихся высокой нагрузке.

Чтобы получить материал высокой плотности, его тщательно трамбуют. В процессе усадки на поверхности состава выступает небольшое количество жидкости. После сжатия смеси в кулаке, образуется пластичный кусок, который не оставляет следов на руках.

Жесткие смеси обладают крепким сцеплением с арматурой и формируют идеально ровные поверхности. Технология их изготовления сложна и затратна. Поэтому такой материал используют для строительства зданий и сооружений, которые в процессе использования будут подвергаться нагрузкам.

Сверхжесткий бетон

Изготавливают путем гидротермальной обработки рабочего раствора. После соединения составов их уплотняют и переводят в состояние твердого металла. При изготовлении сверхжесткого бетона отсутствует стадия разжижения состава. В промышленности такое сырье применяют в редких случаях.

Применение пластификаторов — один их эффективных способов повышения удобоукладываемости бетонных смесей. Проведенные исследования доказали, что пластифицирующая добавка ЛСТ снижает потребность смеси в воде от 10 до 30%. Эффективность добавок снижается составе жесткого бетона.

Источник

Необходимые добавки в бетон

Невозможно оспорить тот факт, что бетон является самым применяемым материалом при строительстве. Требования к бетону проектировщиков и исполнителей работ зачастую приводят к использованию модификаторов (химических добавок). Многие добавки также с успехом применяются в цементно-песчаных растворах, для изменения и улучшения их характеристик.

Пластификаторы для бетонных смесей в зависимости от их влияния на смесь делят на: суперпластификаторы, сильнопластифицирующие, среднепластифицирующие и слабопластифицирующие добавки.

Идеальными бетонными смесями для строителей были бы те, имеющие высокую подвижность, замедленное и постепенное схватывание, быстрый набор прочности, имеющие возможность длительной транспортировки, с дальнейшей легкой заливкой в формовочные конструкции, и получение результата заливки, который не требует гидроизоляционных работ.

Но не нужно забывать, что основная задача – придание долговечности и прочности бетонной конструкции, то есть обеспечение на длительное время возможности противостоять и механическим нагрузкам, и физическим и химическим воздействиям окружающей среды. Поэтому жизненно необходимо применение добавок в современном строительстве.

Пластификаторы, позволяющие разжижать смесь для дальнейшего удобного использования, являются самыми распространенными модификаторами, применяемыми в строительстве. Конечно, этот же результат можно получить при добавлении дополнительного объема воды, но в этом случае теряется прочность бетона, его плотность, возможны усадочные трещины и более длительное высыхание будущей конструкции.

Пластификаторы в применении достаточно универсальны: с их помощью можно увеличить прочность бетона, повысить плотность, то есть водонепроницаемость, до 30% уменьшив количество воды, при этом сохранить подвижность смеси, снизить количество цемента и воды, получив при этом бетон с низкой усадкой.