- 1 Что такое подвижность затворенного бетона?
- 2 Виды подвижности
- 3 От чего зависит?
- 4 Как обозначается?
- 5 Как определить подвижность?
- 6 Таблица подвижности бетонной смеси
- 7 Подвижность и состав смеси
- 8 Заключение
Строительная индустрия востребовала строительные материалы с различными характеристиками. К ним относятся бетоны, имеющие широкое разнообразие свойств и показателей качества. Соответственно, при проведении работ необходимо оперативно получить точную оценку свойств данного материала, к примеру, текучести бетона, которая напрямую влияет на его эксплуатационные характеристики наряду с прочностью.
Виды подвижности
Технологическое удобство пользования бетонной смесью — подвижность бетона имеет установленную классификацию степеней текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций. Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления пластификаторов. Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов.
Вернуться к оглавлению
Определяющие факторы
На удобоукладываемость можно влиять различными способами. Также воздействие оказывается со стороны окружающих условий. Рассмотрим каждый воздействующий фактор на подвижность бетона. Вот что это такое:
- Содержание цемента.
Вяжущий компонент при смешивании с водой образует относительно слабые связи до отвердевания и легко растекается. Твердые заполнители создают дополнительное сопротивление, что меняет подвижность в меньшую сторону.
- Объем воды.
От этого ингредиента зависит консистенция рабочей смеси. Если сохранить пропорции остальных компонентов, но добавить больше воды, то текучесть раствора будет увеличиваться. Правда такой подход негативно сказывается на конечной прочности монолита.
Раствор с высокой текучестью Источник prok-plus.ru
От чего зависит?
Подвижность бетона зависит от компонентов, их качества и количества.
Подвижность бетонной смеси определяется маркой цемента, плотностью цементного теста, водно-цементным содержанием, фракцией и формой зерна наполнителей (песка и щебня), чистотой наполнителей (воды, песка и щебня), соотношением компонентов (песка, цемента, воды, извести, щебня), качеством и количеством добавок. Также она зависит от условий заливки в опалубку на объекте.
Плотный и объемный арматурный каркас потребует повышенной текучести бетонных смесей, так как вибротрамбование в таких условиях затруднено. Когда в подобных условиях используется малоподвижный состав, плотность после уплотнения может не соответствовать установленным нормам (поры, раковины). Поэтому при подборе бетонного состава по степени подвижности (жесткости и связности) следует знать требования к несущей конструкции сооружения (особенно важно для фундамента) и конкретные условия его заливки (сложность формы опалубки и плотность арматурного каркаса).
Вернуться к оглавлению
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.
Как обозначается?
Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции — от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.
Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.
Вернуться к оглавлению
Области применения
Между показателями удобоукладываемости и областями применения есть прямая связь. Если для производства изделий и конструкций использовать не рекомендованные, а другие марки, это может привести к проблемам. Сооружения получатся недолговечными и могут не выдержать нагрузок. С другой стороны, применение бетона с лучшими показателями, чем требуются для определённого типа изделий, приводит к неоправданному увеличению расходов. Рекомендованные сферы применения:
- П5 — трубопроводы, плиты перекрытий;
- П4, П3 — армированные изделия, предназначенные для вертикального монтажа (стеновые панели и пр.);
- П3, П2 — армированные изделия, предназначенные для горизонтального монтажа (плиты покрытия, лестничные площадки);
- П2 — крупногабаритные колонны;
- П2, П1 — балки, армированные плиты фундаментов;
- П1 — дорожные и аэродромные плиты со слабым армированием или без него;
- Ж1, П1 — стяжка под напольное покрытие, подушка под фундамент.
Как определить подвижность?
Применяются различные методы, определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса — самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько естественным образом (под своим весом) усаживается бетонный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма, размеры которой зависят от величины фракций щебня. К примеру, конструкция высотой 300 мм, малым диаметром 100 мм и большим — 300 мм, внутренним объемом 7 л.
В нее с широкой стороны тремя порциями укладывают бетонную композицию, каждый слой которой уплотняют путем штыкования (8 – 9 движений на один слой) гладкой арматурой. Лишний раствор убирают. Затем конус переворачивают, как детскую паску, и освобождают раствор, уложенный конусом. Далее дают время, чтобы смесь осела, и осуществляют проверки величины подвижности вычислением снижения высоты раствора относительно верхнего среза формы (высота 300 мм), в которой он находился. Проверка проводится несколько раз для получения усредненного (более точного) результата.
Отсутствие разницы сообщает о максимальной жесткости состава. Когда смесью набрана разница высот до 150 мм — это малоподвижная композиция. Снижение конусом высоты до 150 мм и больше характеризует раствор как максимально текучий (подвижный).
Еще один метод — испытания вискозиметром (используется, когда в смесях щебень имеет размеры 0,5 – 4 см). Конусообразная форма раствора (формируется аналогично описанному выше) ставится на вибростол. В нее втыкается штатив с делениями, на который сверху надевается металлический диск. Включается виброплита и секундомер. Засекается время, когда груз под действием вибрации опустится вдоль штатива до определенной отметки. Полученная величина времени умножается на постоянный коэффициент 0,45. В результате определяется подвижность состава.
Следующий метод — испытания в формах. Используется открытый с одной стороны металлический куб (к примеру, 200 х 200 х 200 мм) для композиций с фракциями щебня до 7 см. В нем размещается конусообразная масса бетона.
Далее куб устанавливается на виброплиту. Одновременно с плитой включается секундомер. Измеряется интервал времени, за которое испытуемые бетонные смеси заполнят углы формы, а поверхность раствора становится ровной. Полученное время умножается на коэффициент 0,7. Результат — оценка подвижности состава.
Вернуться к оглавлению
Таблица подвижности бетонной смеси
Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, усадка состава до 5 см — жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм — это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.
Вернуться к оглавлению
Обработка результатов
От результатов испытаний обычно зависит, можно ли эксплуатировать конструкцию с нагрузками, предусмотренными в первоначальном проекте. Если прочность и другие показатели слишком низкие – реализуются дополнительные меры для укрепления конструкций. Их разрабатывают заранее. В этом случае бетон может проходить несколько методов обработки:
- С помощью пара. На удобоукладываемость бетонной смеси он тоже может влиять.
- Когда поверхность поливают водой.
Поставщик назначает цену собственных изделий, когда самостоятельно проведёт необходимые испытания. В процессе перевозки материалы часто меняют первоначальные свойства, поэтому каждый, кто занимается реализацией, проводит испытания повторно. Для них определение удобоукладываемости бетонной смеси тоже имеет значение.
Испытания также учитывают другие характеристики:
- Водонепроницаемость.
- Морозостойкость.
- Деформации.
- По растяжению.
Подвижность и состав смеси
Товарный бетон состоит из песка, цемента, воды, щебенки и специальных добавок. Их наличие, качество и процентное соотношение определяют подвижность бетона. Нужную величину показателя обеспечивают оптимальные пропорции цемента и воды, а вот щебенка и песок снижают вероятные деформации искусственного камня при наборе прочности, уменьшая его усадку. Данные компоненты поднимают упругость материала, уменьшая нагрузочные деформации.
Водно–цементное соотношение — основной показатель (оптимальное соотношение 0,4 в массовой пропорции), нарушение которого приводит к недобору прочности материалом на несколько классов, тем более к последнему ведет добавление воды в уже готовую композицию. Подобная операция только внешне увеличивает подвижность замеса, но через короткое время заметным становится его расслоение. Соотношение компонентов создает определенную способность удержания воды в смеси. Ее подвижность изначально можно регулировать количеством воды. В малоподвижным смесях, считающихся наиболее выгодными, ее объем незначительный, что требует применения машинного трамбования для заполнения пустот в опалубке (при литье лестниц, фундаментов).
Увеличение массы цемента (к примеру, портландцемента) повышает подвижность раствора без уменьшения прочности. Данное явление имеет место, так как цемент обволакивает зерна наполнителей (щебня, песка) и раздвигает их собой, не давая соприкасаться. Трение снижается, подвижность растет.
Пластификаторы используют как добавку для повышения текучести.
Форма и фракции наполнителей также участвуют в формировании текучести. Так, их укрупнение сокращает общую площадь поверхности зерен в растворе, что неминуемо поднимает подвижность бетона. К примеру, гладкая поверхность речного гравия снижает силу трения заполнителей, что поднимает подвижность, но в результате конструкция не доберет марочную прочность и жесткость. Влияние песка в этом смысле незначительно.
А вот наличие примесей в песке и щебенке (например, глины, пыли) уменьшают текучесть затворенного состава, но после твердения создает дефекты в изделиях. На замешивание раствора или его доставку требуется время. Он сохраняет технологическую текучесть порядка 2-х часов. Однако если время доставки нельзя сократить, да еще имеет место низкая температура воздуха, то применяют пластификаторы. Данные добавки повышают текучесть, адгезию, позволяют сократить внесение воды.
Их добавка не снижает набираемую изделием прочность (пластификатор с химическими компонентами С3, к примеру, даже поднимет ее еще до 25%), позволяет отказаться от вибротрамбования. Это могут быть промышленные пластификаторы (в состав входят фосфаты, эфиры фталевой кислоты, парафины и пр.), позволяющие сохранить текучесть в течение 6-ти часов после заливки, что особенно важно, к примеру, зимой. Схожее действие имеют мыло, жидкое стекло, средства для мытья посуды и пр.
Вернуться к оглавлению
Выводы
Подвижность бетона – характеристика, которая только на первый взгляд кажется сложной. Её легко не только регулировать благодаря присадкам, но и первоначально определять самостоятельно. Регулировать подвижность смесей при современных технологиях можно в достаточно широких пределах. Главное – отслеживать последние тенденции, связанные с этим направлением. Цена присадок должна соответствовать итоговой экономии, которая появляется при их использовании. И выбирать составы надо с умом. Прочитав о компонентах на этикетке, проще определиться с тем, для какой ситуации и что подходит.
