Определение подвижности бетонной смеси. Область применения бетонной смеси в зависимости от подвижности

Бетон является очень сложной системой, в которой на протяжении всего срока эксплуатации происходит внутри множество химических процессов.

Подвижность бетонной смеси — как определять?

В наше время существует много видов бетона, с различными свойствами под конкретные конструкции и условия эксплуатации. При организации работ по бетонированию важно знать такое свойство бетона, как удобоукладываемость.

Укладка бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси – это способность бетона при бетонировании заполнять форму, опалубку под воздействием собственного веса или приложенной внешней силы (вибрация, уплотнение).

Удобоукладываемость бетонной смеси определяется подвижностью бетонной смеси (П) или осадкой конуса (ОК, S). Подвижность бетонной смеси определяют по методике ДСТУ Б В.2.7-114-2002, где определяется осадка конуса ОК (S), см. Для испытания бетонной смеси применяют стандартные конусы (фото 2) в зависимости от фракции крупного заполнителя:

• при фракции щебня не более 70 мм — 300×200×100 мм (H×D×d);
• при фракции щебня более 70 мм — 450×300×150 мм (H×D×d),

где H – высота конуса; D – нижний диаметр конуса; d – верхний диаметр конуса.

Определение осадки конуса

Суть определения осадки конуса сводится к тому, что приготовленная бетонная смесь засыпается в усеченный стандартный конус в три этапа с уплотнением штыковкой (обычно кусок гладкой стержневой арматуры). Выравнивают верхнюю поверхность конуса, убирая остатки бетонной смеси, а затем поднимают вертикально форму и ставят возле образовавшегося конуса. Разность высот между формой и смесью и является значением осадки конуса.

На основании ДСТУ Б В.2.7-176:2008 все бетонные смеси в зависимости от консистенции разделяют на следующие марки (табл. 1)

Таблица 1. Марка бетонной смеси по консистенции

Также консистенцию бетонной смеси можно определить следующими терминам:

• жесткая бетонная смесь: ОК от 0…1 см;
• малоподвижная бетонная смесь: ОК от 1…5 см;
• подвижная бетонная смесь: ОК от 6…14 см;
• литая бетонная смесь: ОК более 15 см.

По таблице 1 видно, что самая густая бетонная смесь обладает такими показателями: S1, V0. Самая жидкая бетонная смесь имеет такие марки: S4 или S5, V4. Жесткие смеси S2, S3 применяют для бетонирования строительных объектов при помощи вибрации и уплотнения.

Уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором и виброрейкой

Если не применять уплотнители и вибраторы, тогда в жестких смесях образуются пустоты, нарушающие целостность и монолитность конструкции и тем же самим снижающие прочность, фото 4.

Дефекты бетонных и железобетонных конструкций из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси зависит от множества факторов:

• вид цемента;
• количество воды;
• водо-цементное отношение (В/Ц);
• отсутствие или присутствие добавок;
• вид примененных добавок;
• качество и форма заполнителей;
• крупность заполнителей (мелкий и крупный).

Как выбрать нужную подвижность бетонной смеси?

Самый главный фактор, отвечающий за свойства бетона является водоцементное соотношение (В/Ц). Поэтому, бетонную смесь категорически недопустимо разбавлять водой для предания ей повышенной подвижности. Прочность бетона на прямую зависит от водоцементного соотношения В/Ц. Если нарушается В/Ц добавлением воды в бетонную смесь – нарушаются основные характеристики бетона. В таком случае прочность бетона может снизиться на несколько классов, например с класса по прочности С40 может получиться С30.

Существует такое мнение, что бетон с высокой подвижностью обладает лучшей прочность. Бетон марок S4, S5 по консистенции будет дороже бетона с маркой S1, но это не означает, что он прочнее. Класс прочности бетона с осадкой конуса S1, S2, S3, S4, S5 будет одинаковый, но расход цемента будет разный, что и определяет цену бетона. Для более подвижных бетонных смесей необходимо расходовать большее количество цемента, чем для менее подвижной, чтобы обеспечить одинаковою прочность бетона. Таким образом, не стоит заказывать для бетонирования открытой площадки или плиты бетон с подвижностью S5, там где есть возможность с помощью вибраторов уплотнить бетонную смесь – это лишние необоснованные затраты денежных средств.

Если вдруг случилось так, что привезли на строительную площадку бетонную смесь ниже требуемой подвижности, ее можно повысить с помощью добавок-пластификаторов. Добавление пластификаторов существенно не снизит прочность бетона. При бетонировании зимой при отрицательных температурах необходимо использовать противоморозные добавки, которые могут обеспечить необходимую подвижность до 6 часов.

В табл. 2 приведены рациональная область применения бетонной смеси разной подвижности для разных строительных нужд.

Таблица 2. Область применения бетонной смеси в зависимости от подвижности

При расчете состава бетона для определения нужного количества воды при заданной подвижности можно воспользоваться следующими графиками, рис. 1.

Рис. 1. График водопотребности пластичной (а) и жесткой, (б) бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7%) и гравия наибольшей крупности: 1 – 70 мм; 2 – 40 мм; 3 – 20 мм; 4 – 10 мм

Больше всего в строительстве используют осадку конуса для описания консистенции бетонной смеси. Но в отдельных случаях пользуются такой характеристикой, как жесткость бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси (Ж) определяется, как время вибрации в секундах, необходимое для измерения и уплотнение предварительно сформированного конуса бетонной смеси с использованием прибора для определения жесткости (прибор типа Vebe) – рис. 2. Эта характеристика более точно отображает свойство жестких или малоподвижных смесей и встречается в строительстве.

Рис. 2. Определение жесткости бетонной смеси: І – прибор типа Vebe; ІІ – бетонная смесь на приборе до вибрации; ІІ – бетонная смесь на приборе после вибрации; 1 – цилиндрическое кольцо, 2 – усеченный конус, 3 – воронка, 4 – штатив, 5 – диск с 6 отверстиями, 6 – штанга, 7 – вибростол

 Автор публикации — эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич