Общеизвестно, что бетон делится на различные марки по прочности на сжатие и морозостойкости. Удобоукладываемость бетонной смеси — это параметр, на который довольно редко обращают внимание; между тем он сильно влияет на процесс монолитного бетонирования. Давайте познакомимся с соответствующей терминологией и методами классификации.
Удобоукладываемость смеси важна, среди прочего, при заливке монолита с плотным армированием.
Что такое подвижность бетонной смеси
Удобоукладываемость характеризуют показателем подвижности, от которой зависит наличие пор и пустот в толще монолита. Поры и пустоты плохо влияют на прочность изделий. Так, всего 2% объема бетоносмеси занятого порами ведут к уменьшению прочности изделий на 10%. Если же количество полостей около 5%, то прочность будет снижена на 30%. Слабую подвижность можно отчасти нивелировать виброукладкой.
Однако и высокая подвижность не всегда является оптимальным решением. Это объясняется тем, что приготовление подвижных смесей требует использования большого количества воды. Между тем, для взаимодействия с цементом требуется значительно меньший объем воды (примерно 20 % от массы цемента). Таким образом, избыточное содержание воды, не вступающей в реакцию с вяжущим, служит источником появления пор в теле изделия, что в свою очередь сказывается на прочности. Также, слишком подвижная смесь может вылиться через опалубку или просочиться через гравийную подушку.
Условное обозначение
Краткое обозначение необходимо при оформлении заказа бетона заданного качества. Если заказывается бетон заданного состава, маркировку не используют.
В обозначении указывают следующие данные:
- Тип бетона (сокращенно)
- Класс прочности
- Марка удобоукладываемости по осадке конуса
- Необязательные показатели – марка средней плотности, морозостойкости, водонепроницаемости, иные характеристики
Тяжелый бетон, класс прочности В20, марка удобоукладываемости по осадке конуса П3, морозостойкость 150 циклов, нормальная водопроницаемость, водонепроницаем при давлении до 0.4 МПа
Определение подвижности
Способы определения подвижности достаточно разнообразны и регламентируются ГОСТ 10181.1-81. К самым практичным и быстрым методам относится осадка конуса. Для измерения используется специальная форма — усеченный конус Абрамса. Высота конуса составляет 300мм, а диаметр зависит от крупности зерен наполнителя. Для смесей с крупнозерным наполнителем увеличенный конус, для остальных с диаметром меньшего основания 100мм сверху и 200мм большего основания.
Чтобы определить марку бетоносмеси по ее удобоукладываемости, конус заполняют в 3 захода, трамбуя каждый слой штыкованием. То есть, смесь уплотняется металлическим прутом для уменьшения количества пустот — каждый слой штыкуется ровно 25 раз. Излишек бетона срезается. После этого конус снимается и устанавливается рядом, а отформованная бетонная смесь оседает под собственным весом. Оценка подвижности устанавливается по величине ее осадки в сантиметрах. Для смесей, у которых не происходит осадки конуса, определяется жесткость.
Что нужно для определения характеристики
Существует несколько методов, чтобы получить результат по испытаниям. При этом напрямую удобоукладываемость не определяют ни одним из них. Ведь и само понятие остаётся условным. Для разных бетонов это свойство выливается либо в жёсткость, либо в подвижность. Но разработано несколько распространённых приборов, чтобы получать более-менее точные результаты.
- Осадка конуса – метод для испытания бетона, актуальный в случае с подвижными смесями, обладающими малой жёсткостью.
Используется специальная заливочная форма, которую и заполняют материалами. Основ ной прибор представляет собой такую форму, как конус Абрамса.
Основной материал изготовления таких конусов – листовая сталь высотой до 300 миллиметров. Нижнее основание составит 200 миллиметров. Диаметр верхнего основания – 100. Место установки – лист, обладающий достаточно гладкой поверхностью. Металлический стержень используют при уплотнении. В том числе – когда имеется в виду конус Абрамса.
- Технический вискозиметр – другой прибор, который применяют в случае с жёсткими составами.
Прибор образуется за счёт металлических форм и вибрационной площадки, обладающей определёнными характеристиками. К примеру, 0,35 миллиметров составляет амплитуда колебаний у самой площадки. 2800-3000 – примерное количество колебаний, характерное для большинства ситуаций.
Стандартные конусы устанавливают на площадку,0 в них заливают материал. Не обходятся и без металлических штыков, применяемых при прессовании. Вибрационное воздействие нужно для окончательного закрепления позиций материала.
- Упрощённый вариант измерений применяют в случае с растворами повышенной жёсткости.
Применяют ту же виброплощадку, но на неё монтируют металлическую форму в виде куба. Внутри формы устанавливают стандартные конусы.
Определение жесткости
Жесткость, в отличие от подвижности оценивается не в сантиметрах, а по времени, которое необходимо для заполнения смесью формы под воздействием вибрации. Для определения этого параметра на виброплощаку устанавливают цилиндрическую форму, в которую помещают коническую форму. Коническую форму заполняют бетонной смесью, уплотняя штыкованием. После снятия конуса на сформированную смесь аккуратно устанавливают диск с шестью отверстиями. Диск предварительно закреплен в штативе посредством втулки. После этого включают виброплощадку и определяют время, необходимое для заполнения смесью цилиндра и ее уплотнения. Об окончании испытания судят по появлению цементного молочка хотя бы из двух отверстий цилиндра.
Что такое осадка конуса?
Обычно осадка конуса бетона определяется как цифровое обозначение, с сантиметрами в качестве единицы измерения. Показатель показывает, насколько опускается бетон после удаления конуса и любых других форм. Благодаря этому внутри одной классификационной группы легче отделить одну марку от другой по пластичности. Например, смесь точно высокоподвижная, если усадка составила более 5 сантиметров. К группе П-3 относят материалы, у которых осадка конуса бетона – 10-15 сантиметров. Дальше идёт уже П4.
Марки бетона по удобоукладываемости
ГОСТ 7473-94 подразделяет бетоносмеси в зависимости от параметра удобоукладываемости на:
- сверхжесткие (маркировка СЖ);
- жесткие (маркировка Ж);
- подвижные смеси (маркировка П).
Марка по удобоукладываемости содержит цифру после буквенного значения. Например, марка по удобоукладываемости П5 говорит, что данная смесь подвижна, а осадка конуса ее составляет более 21 см. Марка же по удобоукладываемости Ж2 характеризует жесткую смесь уплотняющуюся в цилиндре в течение 11-20 секунд.
Подвижные бетонные смеси
П1-П3 относятся к малоподвижным составам, П4-П5 – к составам, обладающим повышенной текучестью. Малоподвижные составы подходят для строительства монолитов. Для работы с ними необходима вибрация. Высокоподвижный бетон используется, если густое армирование мешает трамбовке.
Жесткие бетонные смеси
Жесткие бетоносмеси содержат малое количество воды и меньшее количество цемента по сравнению с подвижными бетоносмесями равной прочности. Они требуют интенсивного длительного вибрирования или вибротрамбования. Сфера использования жестких бетоносмесей — изготовление сборных ЖБИ.
Сверхжесткий бетон
Сверхжесткий бетон получают из СЖ смесей по технологии гидротермальной обработки. То есть, СЖ смеси после смешивания уплотняются, переходя из рыхлого состояния сразу в твёрдое, минуя промежуточное состояние разжижения. В основном такие смеси применяются в технологиях производства бетона автоклавного твердения.
От плотности смеси зависит прочность заливаемой конструкции. Для каждой конкретной цели подбирается своя подвижность или жесткость стройматериала, которая регулируется при помощи цемента и пластификаторов.
Применение
Как марка бетонной смеси по удобоукладываемости влияет на типичные области ее применения?
| Область применения | Рекомендуемые марки |
| Бетонные подушки под фундаменты, стяжки пола | П1, Ж1 |
| Дорожные и аэродромные покрытия, плитные фундаменты с редким армированием или без арматуры | П1 |
| Плитные фундаменты с умеренной плотностью армирования, балки | П1, П2 |
| Массивные колонны | П2 |
| Горизонтальные конструкции с плотным армированием | П2, П3 |
| Вертикальные конструкции с плотным армированием | П3, П4 |
| Плиты перекрытий, трубопроводы | П5 |
Зависимость подвижности от состава смеси
Подвижность бетона зависит во многом от соотношения наполнителей. Для изменения некоторых характеристик в смесь вводятся присадки (пластификаторы для повышения текучести). Идеальная пластичность получается при верно подобранном водо-цементном отношении. Чем больше наполнителей и чем меньше содержание влаги, тем жестче смесь. Нарушение баланса приводит к ухудшению прочности монолита. Добавлять воду в уже готовый состав нельзя — это приводит к нежелательному расслоению смеси.
В целом, готовый раствор сохраняет свои характеристики неизменными в течение 2 часов после приготовления. Если требуется более длительное хранение или транспортировка, применяют пластификаторы, увеличивающие пластичность до 25%. Раствор с пластификатором можно хранить до 6 часов.
Факторы, влияющие на подвижность растворов
Технологические особенности бетонной смеси определяет ее состав и свойства применяемых материалов.
Подвижный бетон
В какой степени будут происходить изменения характеристик растворов, и с какими результатами, зависит от следующих факторов:
- Чем выше объем цементного теста, тем более жидкой будет его консистенция, и тем выше подвижность раствора. Добавление в цементное тесто заполнителей уменьшает подвижность в следующей прогрессии — чем больше состав заполнителей и их удельная поверхность, тем меньше подвижность бетона.
- С понижением количества заполнителей и увеличением объема цементного теста, при неизменном В/Ц, подвижность смеси увеличивается, а прочность остается неизменной.
- Значительно влияют на удобоукладываемость растворов свойства цемента. Бетонные растворы, имеющие в своем составе пуццолановый портландцемент, особенно с активной кремнеземистой присадкой, при равном расходе воды, имеют существенно ниже осадку конуса, чем бетоны на обычном портландцементе.
Пуццолановый цемент
- Изменение количества воды — основной фактор при помощи которого регулируется консистенция смеси. С повышением объема воды, при неизменном количестве цемента, подвижность раствора увеличивается, а прочность снижается.
- С увеличением зернистости заполнителей снижается их воздействие на цементный камень, и в результате подвижность бетона увеличивается. Пыль, глинистые компоненты, обычно, понижают удобоукладываемость.
- Немаловажным фактором является соотношение объемов песка и щебня. При ненормируемом увеличении этих компонентов друг относительно друга, увеличивается удельная площадь заполнителей и снижается подвижность.
Другими словами, в бетонном растворе существует такая пропорция между заполнителем и цементом, включая соответствие между щебнем и песком, при которой структурная вязкость бетона будет минимальная, подвижность — наибольшая, а для его укладки и уплотнения будет затрачено минимум энергии.
Для чего применяется бетон?
Бетон — это базовый строительный материал. Он применяется для изготовления:
- сборных железобетонных и бетонных конструкций;
- монолитных бетонных и железобетонных сооружений.
При возведении объектов с применением бетонов их виды и марки определяются уже на проектной стадии. Для каждого элемента в строительных конструкциях (в фундаментах, несущих стенах, колоннах, сваях, внутренних перегородках, сантехкабинах, полах, бассейнах и пр.) должны использоваться соответствующие назначению виды и марки различных бетонов.
Сферы применения обширного ассортимента бетонов в современном строительстве постоянно расширяются. Наиболее перспективны высокопрочные марки бетонов (тяжёлых/лёгких) и спецбетоны с особыми заданными физико-техническими значениями определённых параметров, таких как:
- малая осадка и подвижность;
- морозостойкость;
- долговечность;
- устойчивость к возможному растрескиванию;
- повышенная жаростойкость;
- защита организмов людей от негативного воздействия проникающей радиации и др.
Методика испытаний конусом
Конус высотой 30 см. устанавливается на лист, выполненный из стали. Форма заполняется тремя слоями раствора одинаковой толщины. Каждый слой штыкуется 25 раз специальным прутом. Длина прута 600 мм., сечение 16 мм. Излишки смеси, выступающие над конусом, удаляются. Конус снимается со штатива в течение трех-семи секунд без сотрясений. Замеряется разность между верхним срезом конуса и плоскостью поверхности осевшего бетона. По этой величине делается вывод о степени подвижности (П).
Испытание выполняется повторно и окончательный вывод делается получением среднеарифметического числа.
Бетонной смеси присваивается показатель подвижности (П) по таблице осадки конуса (О.К), определенной ГОСТ-ом
В случаях невозможности проведения испытания вышеуказанным способом (в вариантах жестких и сверхжестких классов) используется второй вариант.
Какой бетон выбрать для ленточного фундамента
Ленточный фундамент часто закладывают при возведении малоэтажных построек. Невысокая нагрузка на основание позволяет заменить плитный фундамент под всей площадью здания проходящей только по периметру лентой. В этой ситуации необходим строгий подход при выборе класса или марки бетона для фундамента дома по прочности.
Ленточный фундамент собирается из отдельных бетонных блоков или заливается монолитной полосой.Сборка фундамента из блоков практикуется только в России, за рубежом применяют исключительно монолитную конструкцию. Такое положение дел связано с низким технологическим уровнем производства бетонных работ в отечественных условиях и рядом других недостатков.
Согласно ГОСТ 13580-85 на обустройство ленточного фундамента идет тяжелый бетон средней плотности (2200–2500 кг/м3).Требуемый класс по прочности от В10 до В25, конкретное значение зависит от ширины ленты и группы по несущей способности.
На практике допускается использование бетона плотностью 1800–2500 кг/м3. Класс по прочности для подготовки под фундамент В7,5, В10 или В12,5, для самого фундамента – В15, В20, В22,5, В25, в сложных условиях – В30. Чаще всего заказчики покупают бетон класса прочности В15 (соответствует марке М200).
Факторы, влияющие на выбор класса товарного бетона:
- Добросовестность производителя и соответствие номинальных характеристик реальным
- Эксплуатационная температура и влажность
- Уровень защиты фундамента от проникновения грунтовых вод и атмосферной влаги
Практически для всех условий подходит бетон БСТ В15 П3 F100 W4 (соответствует марке М200). Если предусматривается эксплуатация при температуре ниже −40 C° cциклическим замораживанием и оттаиванием при постоянном водонасыщении, нужно применять бетон БСТ В20 П3 F150 W4 (соответствует марке М250).
Важно: уверенность в принадлежности бетона к конкретной марке может быть только при самостоятельном изготовлении либо заказе у крупных поставщиков с устоявшейся репутацией. С учетом привычки экономить цемент отечественными производителями рекомендуется приобретать бетон на одну или две марки по прочности выше относительно расчетных параметров.
Определенные поправки при выборе класса прочности вносит характеристика пучинистости грунта.
Выбор класса или марки бетона для фундамента с запасом на экономию цемента поставщиком
| Тип дома | Пучинистость грунта | Класс прочности | Марка прочности |
| Щитовой или каркасный | Слабопучинистый | В15 | М200 |
| Пучинистый | В20 | М250 | |
| Из бруса или бревна | Слабопучинистый | В20 | М250 |
| Пучинистый | В22,5 | М300 | |
| Из газо-, пено- или керамзитобетонных блоков | Слабопучинистый | В22,5 | М300 |
| Пучинистый | В25 | М350 | |
| Из кирпича или монолитного бетона | Слабопучинистый | В25 | М350 |
| Пучинистый | В30 | М400 |
В приведенной эмпирической таблице прочность указана для одноэтажного дома. Для двух- или трехэтажного дома нужно выбирать смесь на марку выше, но не выше М400.
Полезные мелочи
В общем случае лучше воспользоваться пластифицирующими добавками.
Рифление арматурного каркаса позволяет обойтись без дополнительной анкеровки; алмазные резка и бурение не нарушают сцепления между армокаркасом и бетоном ввиду отсутствия ударной вибрации.
Кроме того: края отверстий и проемов при использовании алмазного инструмента будут куда аккуратнее, чем в случае применения перфоратора и отбойного молотка.
Фото позволяет оценить качество краев реза.
Применение подходящих марок бетонов для различных строительных объектов
При строительстве объектов промышленным способом применяются бетоны товарные, которые имеют следующие маркировочные обозначения, приведённые в таблице:
При изготовлении высококачественных товарных бетонов происходит строгое дозирование компонентов бетонных смесей. Это служит гарантией прочности и долговечности будущих построек.
Стоимость товарного бетона определяется составом и пропорциями компонентов.
Товарные бетоны широко распространены и становятся ещё более популярными благодаря их использованию в монолитных зданиях и сооружениях. Основные отличия бетонов — надёжность, сейсмостойкость, отсутствие технологических швов, равномерность усадки и низкая цена — обусловливает их применение:
- при заливке стен и фундаментов с применением опалубки, позволяющей получать строгие формы заданных монолитных конструкций;
- при создании перекрытий из бетона или железобетона, усиленных стальными каркасами, обеспечивающими повышенную устойчивость к нагрузкам;
- при возведении гидротехнических сооружений, включая изготовление разнообразных бассейнов с любыми размерами и уровнями сложности;
- при использовании в качестве подушки под дорожным полотном во время укладки дорог разных размеров;
- при строительстве различных площадок, придомовых отмосток из бетона, тротуаров и садовых дорожек.
