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.
Что такое подвижность бетона?
Подвижностью зовется способность бетона к пластичности и усадке. Проще говоря, чем больше жидкости в бетонном тесте, чем жиже выглядит раствор – тем он подвижнее. Подвижные растворы легко заливать в частую арматуру, сложные щели или ограниченные пространства. Пластичный бетон прост в формовке и изготовлении.
Логичен вопрос: если пластичный бетон так хорош, то почему его не используют постоянно. Здесь, как и в любой отрасли промышленности, не существует чего-то абсолютно идеального. Дело в том, что количество воды, которое в основном и определяет подвижность, уменьшает прочность. Нормальное бетонное тесто после окаменения всегда прочнее пластичного и удобного в укладке «молока». Поэтому в каждом конкретном случае строители решают задачу выбора бетонного раствора, выбирая золотую середину и идеальные пропорции для каждого конкретного случая.
На большое количество арматуры не получится хорошо уложить не подвижный бетон. Кстати, абсолютно неподвижные бетоны используются крайне редко, так как требуют большого количества усилий и специализированной техники для укладки. В истории строительства известно крайне мало зданий, при сооружении которых использовались неподвижные бетоны. На сегодняшний момент таких конструкций единицы.
Суть метода определения подвижности конусом
В основе метода лежит применение усечённого конуса высотой около 30 см (ёмкость не более 6 л), а также понимание того, что подвижность взаимосвязана с наличием в составе смеси жидкости. Важно учитывать присутствие пластификаторов и их количество на 1 куб.м. Данная процедура проводится в следующем порядке:
- конус заполняют раствором
- бетон прокалывается (штыкуется) для уплотнения и удаления пустот, дополняется смесью
- конус снимают (вертикально поднимают) и располагают рядом с раствором
- производится проверка на пластичность:
- если осадка конуса бетона составит 5 см, то данная смесь жёсткая
- если осадка более 5 см, то смесь является подвижной
Виды
Видов бетона по подвижности всего два. Именно в пределах этих двух видов и решаются различные строительные задачи.
Малоподвижные
Малоподвижные бетоны в основном используют для формирования несущих конструкций: стен, балок, колон. Для их укладки необходимы виброинструменты: вибромолоты, основания или перфораторы. Без их применения бетон не распространится на всю поверхность будущей заливки. Малоподвижные бетоны сложно избавить от воздушных пузырей. Малоподвижным бетоном трудно заливать щели и работать в условиях стесненных пространств, но они незаменимы для создания прочного неармированного бетона.
Бывает малоподвижный и высокоподвижный бетон
Высокоподвижные
Высокоподвижные бетоны представляют собой пусть густое, но все же жидкое тесто. Основная сфера применения это железобетон с высокой степенью армирования. Малопластичный состав просто не ляжет на большое количество армирующих изделий, а высокоподвижный недостаточно прочен для использования его в несущих конструкциях.
Кстати, в малоэтажном строительстве используется состав относительно средней подвижности. Для промышленной стройки такой промежуточный состав так же используется. Например, для кирпичной кладки. Отношение воды к сухой смеси цемента и песка в таких растворах колеблется у отметки 0,4. Это не всегда применимая, но относительно универсальная золотая середина подвижности бетона.
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 увеличения 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.
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.
Факторы, влияющие на подвижность бетона
На подвижность бетона влияет качество вяжущего вещества, количества песка и щебня, наличие, количество и качество пластификаторов.
Качество вяжущего вещества трудно контролировать. Оно зависит исключительно от производителя и в условиях стройки на пластичность смеси повлиять уже не способно. Как правило на стройке используется портландцемент марки М400, чего вполне достаточно для того, чтобы не беспокоится о качестве стройматериала.
Песок и щебень называют зерном цементной смеси. Их количество в значительной мере определяют подвижность бетона. Чем больше зерна, тем менее пластичным будет бетонное тесто. Интересно, что чем крупнее щебень, тем более неподвижным он сделает конечную смесь. При этом гладкий гравий в меньшей степени уменьшает пластичность, чем того же размеров фракций щебень.
С водой все ясно: чем больше жидкости, тем более подвижным станет бетон. В условиях стройки товарный бетон, то есть бетон, приготовленный на заводе и доставленный в бетономешалке на стройплощадку, может не соответствовать требуемым параметрам подвижности. В этом случае применяют разбавление готовой смеси водой. Но правильно произвести укладку разбавленного бетона с минимальной потерей качества смеси способен далеко не каждый мастер. Поэтому стоит внимательно относиться к процессу изготовления бетонной смеси и заранее учитывать необходимую подвижность, чтобы не пришлось корректировать свои ошибки при заливке. Абсолютно всегда бетон при разбавлении его водой теряет в качестве, поэтому лучше учесть все заранее.
Чем больше воды, тем подвижнее бетон
Пластификаторы – это наиболее прогрессивный метод регулировки подвижности бетонной смеси. К тому же пластификаторы добавляют дополнительных свойств бетону, таких как жаро- и морозостойкость, увеличивают степень тепловой защиты бетонной смеси. Помимо специализированных пластификаторов можно использовать бытовые порошки ,жидкое мыло и средство для мытья посуды. Это кажется несколько нереалистичным, но специализированные пластификаторы имеют схожую основу. Помните главное правило: стройка должна быть как можно более дешевой. Ведь это увеличивает выгоду строительства.
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 определенный промежуток времени 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:
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.
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. Для этого лучше подходит 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 нужно знать, в каких условиях изготавливается и заливается строительный состав, для какой цели она будет использоваться. Для каждой конкретной работы подбирается своя подвижность и жесткость смеси.
[my_custom_ad_shortcode3]
Обозначение показателей
Подвижность обозначается показателем «П». Чем меньше показатель, тем пластичнее бетон. Бетоны с маркировкой П1 и П2 считаются малоподвижными. Начиная с П3 и до П5 – высокоподвижные. Но при этом, П3 считается бетоном общего назначения. То есть той самой золотой серединой, которую используют чаще прочих, в особенности в малоэтажном строительстве.
Поэтому, можно сказать, что П3 это пограничное состояние пластичности. Такой бетон называют бетоном общего назначения. Эту смесь лишь условно относится к высокоподвижным. В строительной отрасли только бетоны с подвижностью П4 и выше могут быть использованы для транспортировки бетононасосом.
Подвижность П1, П2, П3, П4, П5 — характеристики
Сухой бетон, в составе которого нет воды, обладает осадком конуса всего от одного до четырех сантиметров и обозначается П1, где цифра один – самое низкое значение для пластичности бетона. Полусухой бетон за счет того, что содержит немного влаги, обладает подвижностью П2 (это от пяти до девяти сантиметров осадок конуса).
Далее идут товарные, то есть уже готовые бетонные смеси, где в составе уже достаточное воды, количество которой зависит от вида и назначения конкретного бетона. Таким смесям ставят параметр П3, если осадок конуса от десяти до пятнадцати сантиметров, П4 если от шестнадцати до двадцати сантиметров или П5 при значении от двадцати до двадцати пяти сантиметров.
Методы определения и необходимое оборудование
Методов определения подвижности бетонной смеси всего 3. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки, в силу которых только один способ можно использовать в бытовых условиях.
На подвижность бетон можно исследовать:
- Методом куба
- Методом конуса
- Пластометром
Метод куба подразумевает заливку 10 или 15 см кубов из бетонной смеси. Эти кубы после полного затвердевания отправляются в лабораторию. Недостатки: долго, дорого и в условиях малоэтажного строительства неоправданно.
Конус для определения подвижности бетона
Пластометр слишком дорог. Если в условиях большой стройки его покупка и последующее применение оправдано, то для малоэтажного строительства, когда хозяин строит дом 1-2 раза за всю жизнь, смысла в приобретении практически нет.
Зато метод конуса прост в использовании и доступен даже самому непритязательному пользователю. Для того, чтобы воспользоваться этим методом берется конус. В условиях промышленного и гражданского строительства размеры этого конуса строго стандартизированы и существуют целые заводы, занимающиеся производством подобного оборудования.
Для малоэтажной стройки подойдет любой усеченный конус. В него тремя частями закладывается раствор. Каждую из трех частей трамбуют штыкованием. Проще говоря, несколько раз протыкают железным штырем. Штыкование должно производиться строго 8-9 раз. Это часть методики, поэтому данные полученные с нарушением порядка исследования не считаются сколько-нибудь реальными.
После конус переворачивают на ровную поверхность и снимают его с массы. Бетонное тесно под собственным весом начнет оседать. Величина осадки и определит подвижность теста. Определить марку подвижности полученного раствора можно по следующей таблице:
| Марка подвижности | Величина осадки |
| П1 | 1-4 см |
| П2 | 5-9 см |
| П3 | 10-15 см |
| П4 | 16-20 см |
| П5 | 20-24 см |
Классификация бетонной смеси по принципу осадки конуса
На основе свойства подвижности бетона с точки зрения степени осадки конуса можно разделить материал на классы S1-S5. Различие классов определяется значением осадки конуса в мм и выявлением типа смеси. Ниже приведена таблица указанного соответствия:
Класс величины осадки конуса
| Класс | Осадка конуса в мм | Консистенция |
| S1(П1) | 10-40 | Легко пластичная |
| S2(П2) | 50-90 | очень пластичная |
| S3(П3) | 100-150 | Мягкая |
| S4(П4) | 160-210 | Очень мягкая |
| S5(П5) | >=220 | Текучая |
Данная информация необходима для выбора или анализа уже имеющейся смеси относительно её предназначения и дальнейшего использования: достаточно ли она текучая при заливке конкретной формы определённого размера и конструкции. Эту классификацию можно применить к распределению смесей по типу подвижности, поэтому обозначение классов может быть в виде «П» , поясняя степень эластичности смеси, а не агрегатное состояние, как в таблице.
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.
