Определение жесткости бетонной смеси
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости (рис. 2).
Рис.2. Определение жесткости бетонной смеси:
1 – прибор для определения жесткости; 2 – схема испытаний
Перед испытанием прибор и приспособления тщательно очищают и все поверхности, соприкасающиеся с бетонной смесью, протирают влажной тканью. Прибор устанавливают и жестко фиксируют на виброплощадке, имеющей стандартные характеристики: частота колебаний 50 Гц, амплитуда колебаний в нагруженном состоянии 0,5 мм.
В цилиндрическое кольцо прибора вставляют и закрепляют специальными ручками конус. Заполнение конуса прибора бетонной смесью производят так же, как при определении подвижности. После этого стальную форму конуса снимают и, поворачивая штатив, плавно опускают стальной диск с шестью отверстиями на поверхность отформованного конуса из бетонной смеси. Общая масса диска с шайбой и штангой составляет 2750 г, что создает при уплотнении пригруз около 9 г/см 2 .
Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси. Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1с как среднее арифметическое результатов двух определений жесткости из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20 %. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси.
Определение марки бетонной смеси по удобоукладываемости
В зависимости от удобоукладываемости бетонные смеси подразделяются на марки в соответствии с табл. 5.
Таблица 5 – Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости
| Марка по удобоукладываемости | Норма удобоукладываемости по показателю | |||
| Жесткости, с | Подвижности, см | |||
| Осадка конуса | Расплыв конуса | |||
| Сверхжесткие | СЖ3 | Более 100 | – | – |
| СЖ2 | 51…100 | – | – | |
| СЖ1 | 50 и менее | – | – | |
| Жесткие | Ж4 | 31…60 | – | – |
| Ж3 | 21…30 | – | – | |
| Ж2 | 11…20 | – | – | |
| Ж1 | 5…10 | – | – | |
| Подвижные | П1 | 4 и менее | 1…4 | – |
| П2 | – | 5…9 | – | |
| П3 | – | 10…15 | – | |
| П4 | – | 16…20 | 26…30 | |
| П5 | – | 21 и более | 31 и более |
3. Техническое задание на проектирование
Данные, необходимые для расчета состава тяжелого бетона
1. Нормируемая прочность бетона в проектном возрасте, МПа (кгс/см 2 ).
2. Вид и условия эксплуатации бетонной (железобетонной) конструкции.
3. Способ уплотнения бетонной смеси.
4. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости.
5. Условия твердения бетона.
6. Свойства применяемых сырьевых материалов.
— активность цемента при сжатии RЦ (при изгибе RЦИ), МПа (кгс/см 2 );
— истинная плотность цемента сИЦ, кг/л (кг/м 3 );
— насыпная плотность цемента сНЦ, кг/л (кг/м 3 ).
6.2. Крупный заполнитель:
— вид крупного заполнителя (щебень или гравий);
— плотность зерен крупного заполнителя сЗК кг/л (кг/м 3 );
— насыпная плотность крупного заполнителя сНК, кг/л (кг/м 3 );
— объем межзерновых пустот (пустотность) VК.
6.3. Мелкий заполнитель:
— вид мелкого заполнителя;
— истинная плотность песка сИП, кг/л (кг/м 3 );
— насыпная плотность песка сНП, кг/л (кг/м 3 );
— объем межзерновых пустот песка Vn.
Ограничения, связанные с маркой применяемого портландцемента
Активность (марка) применяемого портландцемента должна быть выше нормируемой прочности бетона. Несоблюдение этой рекомендации связано с неизбежным увеличением расхода цемента и, следовательно, с экономическими потерями. Кроме этого повышенное содержание цементного камня в бетоне приводит, при прочих равных условиях, к ухудшению его свойств – снижению долговечности.
Марку цемента рекомендуется выбирать по данным табл. 6.
Таблица 6 – Рекомендуемые марки цементов
| Класс бетона | В10; В12,5 | В15 | В20 | В22,5 | В25; В26,5 | В30 | В35 | В40 | В45 и выше |
| Марка бетона | М150 | М200 | М250 | М300 | М350 | М400 | М450 | М500 | М600 и выше |
| Марка цемента | М300 | М300; М400 | М400 | М400; М500 | М400; М500 | М500; М600 | М500; М600 | М550; М600 | М600 |
Ограничения, связанные с наибольшей крупностью заполнителя
Для удобной укладки бетона нельзя применять щебень или гравий крупнее минимального размера сечения конструкции.
Наибольшая крупность заполнителя также не должна превышать 0,75 минимального расстояния между стержнями арматуры в железобетонной конструкции.
Жесткость бетонной смеси (бетона) — что это и как пользоваться прибором для определения жесткости
Выбирая бетонную смесь, необходимо учитывать не только класс прочности и марку бетона, но и удобоукладываемость строительного материала. Этот показатель говорит о легкости и полноте заполнения раствором предполагаемых форм, способности не расслаиваться в период транспортировки и хранения.
Жесткость смеси из бетона это что такое
Понятие жесткость смеси из бетона — это технологическая характеристика удобоукладываемости материала. Способ определения этого показателя основывается на измерении времени, в течение которого цементная смесь полностью осядет, уплотнится и выровняется.
Этот показатель должен измеряться в специально отформованном конусе и на специально подготовленной виброплощадке. При этом максимальная крупность зерен наполнителя смеси бетона может составлять 4 см. Временной отрезок испытания — от момента включения лабораторного оборудования до начала появления бетонного теса в отверстиях диска установки (минимум в 2-х). Измерения фиксируются в секундах.
Марки жесткости по гост 7473 2010
По ГОСТу 7473-2010 установлены следующие марки жесткости бетонной смеси:
| Марка | Жесткость, секунд |
| Ж1 | от 5 до 10 |
| Ж2 | от 11 до 20 |
| Ж3 | от 21 до 30 |
| Ж4 | от 31 до 50 |
| Ж5 | от 50 |
По показателям удобоукладываемости цементные
- Ж — жесткие;
- СЖ — сверхжесткие;
- П — подвижные.
Бетонные составы, которые используют в производственной деятельности, оценивают по нескольким техническим параметрам.
- способность раствора в процессе заполнения объемов формировать плотную однородную массу;
- легкость укладки;
- отсутствие расслаивания;
- прочность после полного затвердевания состава.
Удобоукладываемость одновременно характеризуется по 3 критериям: подвижность массы, жесткость материала, связность раствора.
| Марка цементного раствора по удобоукладываемости | Стандарт удобоукладываемости по показателю: | ||
| Жесткости, секунд | Подвижности, см | ||
| Проседание конуса | Расплыв конуса | ||
| Ж — жесткие смеси | |||
| Ж1 | От 5 до 10 | ||
| Ж2 | От 11 до 20 | ||
| Ж3 | От 21 до 30 | ||
| Ж4 | От 31 до 50 | ||
| СЖ — сверхжесткие растворы | |||
| Ж1 | До 50 | ||
| Ж2 | От 51 до 100 | ||
| Ж3 | От 100 | ||
| П — подвижные бетонные составы | |||
| П1 | До 4 | От 1 до 4 | |
| П2 | От 5 до 9 | ||
| П3 | От 10 до 15 | ||
| П4 | От 16 до 20 | От 26 до 30 | |
| П5 | От 21 | От 31 | |
Жесткие смеси
В состав жестких бетонных смесей входит минимальное количество воды, поэтому исходный материал получается наиболее прочным. Их еще называют трамбованными бетонами, которые используют для возведения ответственных конструкций.
Для получения максимальной плотности материала осуществляется тщательная трамбовка. В процессе выполнения трамбовочных работ на поверхности изделия выступает небольшое количество воды. При сжатии в руке жесткого раствора формируется достаточно плотный комок, который не оставляет на ладони следов смеси. Пластичные (подвижные) составы легче готовить.
Они отличаются более прочным сцеплением с арматурой и формируют гладкие поверхности. При прерывании бетонирования с использованием жестких бетонов отдельные слои имеют меньшее сцепление между собой, чем при использовании пластичных составов.
Технологический процесс изготовления жестких бетонных смесей более сложный и дорогостоящий. Поэтому этот строительный материал применяют чаще для возведения сооружений, которые в процессе эксплуатации будут подвергаться большим нагрузкам.
Сверхжесткий бетон
Для производства сверхжестких бетонов рабочие смеси подвергаются гидротермальной обработке. После тщательного перемешивания цементные составы уплотняют и сразу переводят из сыпучего состояния в твердый материал. Т.е. промежуточное разжижение состава отсутствует.
Подвижные бетонные смеси
Подвижные растворы используются для производства железобетонных изделий и заливки монолитных конструкций.
- смеси с минимальным показателем подвижности — П1;
- максимально пластичные — П5
Для заливки монолитных бетонных сооружений используются составы с маркировкой П2, П3. А в смеси категории П4, П5 дополнительно добавляют пластификаторы.
Способность раствора сохранять однородную структуру и не расслаиваться в период его перевозки и укладки определяет связность состава. В процессе уплотнения тяжелые крупные наполнители (гранит, щебенка) проседают вниз, а измельченный керамзита, наоборот, поднимается к поверхности.
Это явление отрицательно сказывается на прочности и структуре материала. Чтобы этого не допустить, необходимо точно рассчитать количество мелкофракционного наполнителя, использовать минимальное количество воды и дополнительно использовать специальные пластификаторы.
Определение жесткости
Перед проведением испытаний на жесткость осуществляется
- лабораторный прибор для определения жесткости бетонной смеси, дополнительные приспособления тщательно очищаются от загрязнений;
- все поверхности, которые будут соприкасаться с цементным раствором, протираются слегка смоченной ветошью;
- оборудование надежно закрепляется на виброплощадке;
- конус для смеси вставляется в цилиндрическое кольцо лабораторной установки, фиксируется специальными ручками.
Характеристика виброплощадки: частота — 50 Гц, амплитуда — 0,5 мм.
- цементный состав заливают в конус;
- затем, провернув штатив, стальную конусную форму снимают;
- металлический диск с отверстиями медленно опускают на поверхность отформованного конуса (общий вес диска, штанги и шайбы — 2,75 кг, при уплотнении на состав получается дополнительная нагрузка — 9 г/см²);
- включаются одновременно секундомер и виброплощадка;
- осуществляется наблюдение за уплотнением раствора из бетона.
Процесс вибрации осуществляется, пока цементное тесто не начнет выходить хотя бы из 2-х отверстий стального диска, в котором их всего 6. В этот момент одновременно останавливается работа оборудования и выключается секундомер. Потраченное время на эту процедуру (учитывается в секундах) характеризует жесткость цементного состава.
Полученный показатель при испытаниях округляют до 1 секунды. При этом вычисляется среднее значение 2-х результатов испытаний одной пробы бетонной смеси. Если расхождение между ними получается более 20%, испытания проводятся заново на новой пробе.
Подвижность и жесткость бетонной смеси
При выборе бетонной смеси большое значение имеет не только марка бетона (М), класс прочности (В), но и его удобоукладываемость. Что такое удобоукладываемость? Это — способность бетонной смеси легко и в полном объёме заполнять форму, а также способность не расслаиваться при перевозке и хранении.
ГОСТ 7473-2010. Смеси бетонные. Технические условия в зависимости от показателя удобоукладываемости подразделяет бетонные смеси на следующие 4 группы марок:
- Марки по расплыву конуса (Р1 – Р6), где Р — расплыв;
- Марки по осадке конуса (П1 –П5), П — подвижность;
- Марки по жесткости (Ж1 — Ж5), Ж — жесткость;
- Марки по уплотнению (КУ1 – КУ), КУ – коэффициент уплотнения.
Строителей, прежде всего, интересуют 2 параметра: подвижность и жесткость.
Подвижность (П)
Подвижность рассчитывается по осадке конуса. То есть, это способность бетона расплываться и заполнять форму, в которую она помещена. В этом случае материал может быть жестким (малоподвижным – П1), подвижным (П2), сильноподвижным (П3), литым (П4) или текучим (П5).
Её определяют опытным путем. Смесь заливается в конус высотой 30см. После снятия конуса измеряют величину осадка. Если форма сохранилась практически без изменений (осела на 1-5см) то такая смесь называется жёсткой.
Марки бетона по осадке конуса (по ГОСТу 7473-2010):
| Подвижность | Категория | Осадка конуса, см |
|---|---|---|
| П1 | Малоподвижная | 1 – 4 |
| П2 | Подвижная | 5 — 9 |
| П3 | Сильноподвижная | 10 — 15 |
| П4 | Литая | 16 — 20 |
| П5 | Текучая | Более 20 |
Применение:
- П1 — наиболее густой состав, который часто используется при изготовлении монолитных лестниц.
- П2 и П3 — применяют для стандартных построек.
- П4 — используется для работ с плотным армированием — высокий фундамент, колонны.
- П5 — заливаются исключительно в практически герметичные опалубки.
Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси:
- вид используемого цемента;
- количество воды;
- водо-цементное отношение (В/Ц);
- вид пластификаторов;
- тип, качество и размеры наполнителей.
Водоцементное соотношение (В/Ц) – это главный фактор в рецептуре такой смеси. Поэтому её категорически недопустимо разбавлять водой для придания ей повышенной подвижности: нарушитcя качество бетона. Его прочность может снизиться на несколько классов.
Жесткость (Ж)
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Измеряется в секундах.
Марки жесткости по ГОСТ 7473-2010):
| Марка | Жесткость, с |
|---|---|
| Ж1 | 5-10 |
| Ж2 | 11-20 |
| Ж3 | 21-30 |
| Ж4 | 31-50 |
| Ж5 | Более 50 |
То есть, чем больше времени для уплотнения бетона, тем он становится жестче: Ж 5 – самый жесткий, Ж1 – наименее жесткий.
По ГОСТу 747З-94 (на который отдельные производители до сих пор ориентируются) допустимо использование следующей классификации: бетоны по удобоукладываемости делились на: подвижные (П) жёсткие (Ж) и сверхжёсткие (СЖ).