- определение, таблица, класс и степень подвижности бетона
- Что такое подвижность бетона, как она влияет на цену бетонной смеси
- Подвижность бетонной смеси | ООО «РБУ №2»
- Маркировка бетона
- Подвижность бетона
- что это, способы определения, в чем измеряется
- Подвижность бетона — описание, виды, факторы влияющие на подвижность
- (PDF) Высокоподвижные бетонные смеси для бетонных стальных трубных конструкций сложного сечения
- Характеристики бетонной смеси, инструкции и просадки
- Расчет нормальных бетонных смесей с использованием метода удобоукладываемости-дисперсии-сцепления
- 1. Введение
- 2. Общие принципы
- 3. Программа и процедура исследования
- 4. Материалы
- 5. Результаты и обсуждение
- 5.1. Air Content
- 5.3. Фактор удобоукладываемости-дисперсии «WD»
- 5.4. Коэффициент обрабатываемости-когезии
- 5.5. Прочность
- 6. Этапы проектирования смеси
- 7. Повторяемость и воспроизводимость результатов
- 8. Влияние водоредуцирующих добавок
- 9. Требования к долговечности
- 10. Резюме и выводы
- 11. Текущие исследования
- Приложение
- Пример
- Обозначения
- Конкурирующие интересы
- Свежий бетон и его свойства
- Водоредуцирующая добавка — обзор
- Что такое удобоукладываемость бетона? Типы, механизм
- Какие факторы влияют на удобоукладываемость бетона?
определение, таблица, класс и степень подвижности бетона
Удобоукладываемость бетонной смеси – показатель ее способности эффективно заполнять форму и не расслаиваться при транспортировке и хранении. Эта характеристика является одной из основных при определении возможности использовать пластичный материал в строительстве. Требования к этому показателю указаны в ГОСТе 7473-2010.
В зависимости от уровня удобоукладываемости, смеси разделяют на три вида: сверхжесткие, жесткие, подвижные.
Подвижные (текучие) бетоны заполняют опалубку под действием собственной силы тяжести. Применительно к ним удобоукладываемость характеризуется показателем подвижности (П1-П5). Смесь хорошей текучести заполняет форму с образованием минимального количества пор или с их полным отсутствием. Это важно, поскольку поры, занимающие 2% от объема, снижают прочность строительной конструкции на 10%, занимающие 5% – на 30%.
Что такое подвижность пластичной смеси бетона? Какие факторы на нее влияют?
Консистенция бетонной смеси меняется от жесткой до легко подвижной. В соответствии с ГОСТом 7473-2010 она обозначается буквой П и цифрами 1-5. Чем больше цифра, тем выше текучесть пластичной массы. Бетоны П1-П3 относятся к материалам малой подвижности, П4-П5 – к очень подвижным.
Параметры, увеличивающие и снижающие текучесть смеси:
- Самопроизвольному заполнению опалубки препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы. Гравий с гладкой поверхностью снижает трение смеси с поверхностью опалубки и повышает подвижность раствора. Однако прочность бетонных и железобетонных элементов на гравии значительно ниже, чем прочность конструкций, изготовленных с применением щебня.
- Текучесть снижают глинистые и пылевидные включения в заполнителях. К тому же они становятся причиной появления дефектов в готовом отвердевшем продукте.
- Подвижность повышают путем увеличения количества воды и цемента, добавления пластификаторов. Увеличение объема цементного теста и уменьшение количества заполнителей при неизменном водоцементном соотношении приводит к повышению текучести смеси с сохранением прочности затвердевшего продукта.
- На показатель текучести влияет тип используемого цемента. Бетонные смеси с пуццолановым портландцементом, особенно если они имеют кремнеземистую присадку, показывают большую осадку конуса, по сравнению с осадкой конуса бетона, изготовленного на обычном портландцементе.
- Недостаточную подвижность компенсируют штыкованием и вибрированием.
У смесей со слишком высокой текучестью тоже есть недостатки. Слишком подвижный бетон, уложенный на щебневую подушку, не держится на ее поверхности, а уходит вглубь. При заливке в дощатую опалубку высокоподвижная смесь начнет выливаться сквозь щели.
Регуляторы подвижности бетонных смесей
Простейший способ повышения текучести пластичной массы – добавление воды – приводит к снижению прочности отвердевшего продукта. Нарушение оптимального водоцементного соотношения становится причиной недобора марочной прочности на несколько классов. Такой вариант применим только при устройстве монолитных конструкций, не запланированных для серьезных нагрузок.
Больше всего прочность готового элемента снижается при добавлении воды в уже готовую смесь.
Для регулирования подвижности бетонной смеси и экономии цемента в ответственных конструкциях применяют химические присадки, вводимые в малых количествах (0,1-2,0%), и тонкомолотые лигатуры (до 20%), позволяющие сократить расход вяжущего с сохранением нормативного качества пластичной массы и готового продукта. Наиболее эффективными химическими добавками являются пластификаторы и суперпластификаторы, которые обеспечивают:
- увеличение подвижности с одновременным снижением водопотребности;
- снижение времени вибрирования, что сокращает расход электроэнергии;
- возможность применения смеси в литьевом методе;
- экономию цемента;
- повышение прочности отвердевшего продукта – актуально не для всех химических присадок;
- продление времени технологической текучести материала;
- возможность бетонирования строительных конструкций сложных форм;
- улучшение технологических свойств бетона.
Суперпластификаторы – полимерные вещества, вводимые в количестве 0,1-1,2% от общего объема вяжущего. Активное действие присадки продолжается в течение 2-3 часов с момента ее введения. В индивидуальном строительстве часто вместо дорогостоящих промышленных пластификаторов применяют жидкое мыло или моющее средство для посуды в пропорции: примерно столовая ложка на ведро бетонной смеси.
Способы определения подвижности бетонной смеси
Определение этого показателя на месте ведения строительства позволяет оперативно регулировать технологические свойства бетонов. Существует несколько вариантов установления степени текучести. Наиболее распространенный, простой и не требующий использования сложных специальных инструментов, – проверка осадки конуса бетонной смеси.
- конус из оцинкованного или нержавеющего стального листа, высотой 30 см, диаметром нижней части – 20 см, верхней части – 10 см, оснащенный упорами и ручками;
- загрузочная воронка, которая вставляется в верхнюю часть конуса, или совмещенная с конусом;
- дощатое основание 70х70 см, обитое оцинкованным стальным листом, в домашних условиях используют оргалит или фанеру;
- стальной стержень диаметром 16 мм и длиной 600 мм с закругленным концом;
- две деревянные или стальные линейки длиной 700 мм;
- кельма.
Как определяется подвижность бетонной смеси:
- Дощатое основание увлажняют.
- В середину основания устанавливают конус и фиксируют его с помощью упоров.
- Конус заполняют бетонной смесью в три слоя. Каждый загруженный слой штыкуют с помощью стального штыря не менее 25 раз.
- Излишки пластичной массы срезают по верхнему основанию конуса.
- Стальную форму медленно снимают с бетонного конуса в течение 3-7 секунд. После этого конус начинает медленно осаживаться.
- Стальной конус устанавливают рядом с осевшим бетонным. С помощью двух линеек измеряют разницу их высот в сантиметрах.
Текучесть материала с крупнофракционным заполнителем – более 40 мм – проверяется с помощью увеличенного конуса. Полученный результат умножают на коэффициент 0,67.
Еще один способ проверки на класс подвижности бетона, в котором фракции крупного заполнителя находятся в пределах 5-40 мм, – испытания с помощью вискозиметра. Стальной конус с загруженной в него смесью (по технологии, описанной выше) устанавливают на вибростол. В форму втыкается штатив с делениями и надетым на него металлическим диском. Одновременно активируются виброплита и секундомер. Груз под действием вибрации должен опуститься до установленной отметки. Время, в течение которого проходит этот процесс, и определяет подвижность пластичной массы.
Измерения проводят дважды и находят среднее арифметическое значение результатов. Осадка конуса в сантиметрах соответствует определенной марке подвижности.
Таблица соответствия осадки конуса маркам подвижности бетона
Осадка конуса, см |
Марка подвижности |
1-4 |
П1 |
5-9 |
П2 |
10-15 |
П3 |
16-20 |
П4 |
Более 20 |
П5 |
Области применения бетонных смесей различных степеней подвижности
Необходимая марка удобоукладываемости определяется на стадии проектирования строительной конструкции и зависит от ее назначения. Чем выше текучесть бетона, тем лучше он заполняет опалубки сложных форм с густым расположением арматуры. В случае густого армирования вибрирование смеси невозможно или затруднительно.
Необходимая текучесть состава в зависимости от области применения:
- Малоподвижные составы марки П1 и жесткие Ж1. Устройство бетонных подушек под фундаменты и стяжек для пола.
- П1. Покрытия дорог и аэродромов, плитные железобетонные фундаменты с редким расположением арматурных стержней или плиты без армирования.
- П1, П2. Железобетонные балки и плитные фундаменты с умеренным количеством стальной арматуры.
- П2. Крупногабаритные колонны.
- П3, П4. Вертикально расположенные строительные конструкции с густым расположением арматурных прутьев – колонны, высокие фундаменты.
- П5. Производство плит перекрытий и монтаж трубопроводов. Смеси с таким высоким показателем подвижности можно заливать только в полностью герметичные опалубки.
Оптимальная удобоукладываемость бетона не только облегчает бетонные работы, но и оказывает непосредственное влияние на качество отвердевшего бетона.
Что такое подвижность бетона, как она влияет на цену бетонной смеси
Содержание статьи:
Для нас самым главной характеристикой бетона была и остаётся прочность, она определяет марочную классификацию и выбор мы основываем на ней. Но любой специалист Вам скажет, что помимо прочности при покупке бетонной смеси следует учитывать её подвижность. Подвижность бетонной смеси — это её способность эффективно заполнять заливаемое пространство и принимать форму заливки. Этим свойством определяется лёгкость работы с бетоном, как при больших объёмах, так и маленьких, но сложных формах заливки. Здесь важно заметить, что масса может заполнять форму как под действием собственного веса, так и с помощью внешней силы: трамбовки, вибрации или уплотнения.
Под подвижностью часто понимают эластичность смеси, в данном случае понятия идентичны.
Виды подвижности бетонной смеси и её классификация
Подвижность бетона или БСГ определяется количеством жидкости в его составе. По ГОСТу подвижность разделяется на 5 категорий: от П1 до П5 в зависимости от количества этой жидкости. Чем её больше, тем жиже раствор и тем лучше он распределяется по форме, чем гуще раствор, тем хуже его подвижность.
По показателю эластичности бетонные смеси разделяют на 2 группы:
- малоподвижные жёсткие
- высокоподвижные жидкие или литьевые
Первая группа содержит малое количество воды и эластичности им не хватает, чтобы заполнить форму без постороннего воздействия только силами своей массы. К ним относятся смеси категории П1 и П2. Данные смеси укладываются путём вибротрамбовки и уплотнения в целях выталкивания пустот из монолита и максимального распределения состава.
Вторая же группа с показателями П4, П5 используется при заливке опалубок и часто армированных изделий, они максимально заполняют пространство без помощи дополнительных усилий.
Определение подвижности и методы её увеличения
Итак, для того чтобы максимально эффективно распределить раствор по форме заливки существует ряд приспособлений — уплотнители, вибротрамбовки и другое оборудование. Однако, часто на месте заливки прибегают к такому методу как разбавление смеси водой. Это существенно влияет на её подвижность, но в данном случае страдает прочность материала, так как пропорция связывающих и твёрдых элементом уменьшится. Ни для кого не секрет, что поставщики и производители бетона часто фабрикуют необходимые показатели и выдают за искомую более дешевую смесь. Если Вы приобрели смесь, но есть сомнения на счет свойств её подвижности, характеристику можно измерить следующими способами:
- методом анализа монолита
- с помощью конуса для определения подвижности.
Оба методы лабораторные, первый более длительный, поэтому в практике определение конусом встречается чаще.+
Зависимость подвижности от прочности и наоборот
По причине того, что подвижность смеси определяется количеством жидкости в её составе, можно сделать вывод, что изменение состава повлечёт и изменение других свойств бетона. Если конкретно, то при разбавлении смеси водой теряется её прочность (а также время застывания, морозостойкость и целый ряд свойств). Заметим, что разбавление не единственный способ. Если Вы добавите в состав раствор другого цемента или заполнители более мелких фракций или специальные присадки, подвижность смеси может измениться также. При этом другие свойства смеси тоже меняются. Поэтому, чтобы получить необходимый результат, предпочтительнее не изменяя состав, а использовать трамбовочное оборудование при его укладке. Так Вы только повысите прочность бетона, уплотняя его. Если Вы сделаете арматурное основание менее частым или упростите форму заливки, Вам, возможно, не придётся делать раствор более эластичным искусственно. Но первым рецептом получения ожидаемого итога работы является грамотный и оптимальный по свойствам выбор марки смеси по подвижности.
Как цена на бетонную смесь зависит от подвижности
Цена на различные марки пластичности бетонного раствора также различается. Как известно, на формирование цены в первую очередь влияет состав бетона. Поэтому, в зависимости от того, за счёт каких компонентов была достигнута подвижность бетона (более мелкие фракции заполнителя, подбор определённой марки цемента, только лишь добавление воды или применение добавок и пластификаторов), увеличивается или уменьшается цена на бетонную смесь. Если компонент дорогой, стоимость материала увеличивается и обратный эффект.
Если Вас интересует бетон или бетонная смесь позвоните нам — +7 (495) 505-46-60
Также вы можете ознакомиться с ценами и нашей продукцией
Подвижность бетонной смеси | ООО «РБУ №2»
Определение подвижность бетонной смеси
Подвижность бетонной смеси — это один из важнейших показателей, определяющих ее способность растекаться и уплотняться в опалубке под действием собственного веса.
Подвижность бетона определяется количеством жидкости в его составе. По СТБ подвижность разделяется на 5 категорий: от П1 до П5 в зависимости от количества этой жидкости. Чем её больше, тем жиже раствор, и тем лучше он распределяется по форме. Чем гуще раствор, тем хуже его подвижность.
Прочность бетона и водоцементное соотношение бетона.
Прочность бетона определяется его водоцементным соотношением. Это значит, что чем больше мы добавляем воды в бетонную смесь для увеличения ее подвижности, тем больше добавляется и цемента, для того, чтобы прочность бетона не снижалась. Эта особенность приводит к тому, что чем выше подвижность бетона, тем выше и его стоимость.
При производстве бетона мы добавляем строго регламентированное количество воды в бетон, исходя из количества цемента. При добавлении воды в уже готовую смесь на строительной площадке, Вы автоматически снижете его прочность. Причем даже добавление 30 – 40 литров воды на 1 м3 смеси достаточно резко снижает прочность бетона. И в итоге, в конструкции у вас будет бетон на один или несколько марок ниже, чем тот, который был Вам изначально поставлен, и за который Вы заплатили.
Для каждого вида работ требуется своя подвижность. Самые малоподвижные смеси имеют индекс П1 и П2. При выгрузке из транспорта такие смеси не растекаются, а остаются неподвижными в виде горки. На вид смесь рассыпчатая. Если взять ее в руки, из нее можно слепить подобие снежка. Такие смеси возможно транспортировать только на самосвале. В автобетоносмесителе такие смеси не поставляются.
Учитывая, что в данных смесях меньше воды, цемента в них немного меньше, чем в подвижных (текучих) смесях. В связи с этим стоимость таких смесей немного ниже, чем у остальных.
Стоимость доставки самосвалом часто оказывается на половину дешевле, чем доставка миксером. Поэтому приобретение такого бетона с доставкой самосвалом выигрывает в цене, по сравнению с доставкой автобетоносмесителем. Однако, стоит учитывать, что укладка бетона такой подвижности более трудоемкий процесс, и при заказе такого бетона необходимо правильно рассчитывать свои силы, с учетом того, что срок жизни (сохраняемости) такого бетона не превышает 3 – 4 часов. После истечения 3 – 4 часов бетон начинает резко терять свои качества. И это не заметно человеку, не имеющему большого опыта работы с бетонными смесями. Никакие мероприятия по укрывке бетона или его смачиванию не вернут ему утерянных свойств. Также при заказе такого бетона необходимо учитывать важнейшее условие – в готовый к применению бетон ни в коем случае нельзя добавлять воду, чтобы не снизить его прочностные характеристики.
Если Вы планируете приобрести бетон с низкой подвижностью и в дальнейшем на своем объекте добавлять в него воду, то Вам следует приобретать БЕТОН С ЧАСТИЧНЫМ ЗАТВОРЕНИЕМ. Такой бетон соответствует действующим СТБ и изготавливается специально малоподвижным, но с возможностью добавлять воду на строительном объекте. При работе с таким бетоном Вы можете сами выбрать ту подвижность, до которой на объекте хотите его разбавить водой. При этом транспортная подвижность у него будет ниже — П1 или П2. Необходимое для добавления количество воды будет указано в документе о качестве бетонной смеси, который оформляется на каждую партию и передается через водителя.
Стоимость такого бетона будет равняется стоимости готового бетона той подвижности, которую Вы будете делать у себя на объекте. Если Вы планируете доставленный на объект бетон дополнительно транспортировать по своему объекту при помощи строительных тачек, в этом случае Вам стоит серьезно отнестись к выбору подвижности бетона. Итоговая стоимость поставки малоподвижных бетонов готовых к применению будет ниже за счет использования самосвала и отсутствия простоев автобетоносмесителя на объекте для перегрузки в тачки.
Самая распространенная в строительстве подвижность — П3, идеально подходит при непосредственной подаче бетонной смеси из автобетоносмесителя в подготовленную опалубку. Умерено подвижная, легко вибрируется и заглаживается. При такой подвижности происходит максимально эффективная загрузка автобетоносмесителя. Купить качественный бетон Вы можете на нашем предприятии.
При заливке бетона с использованием бетононасоса, для того чтобы бетон смог беспрепятственно проходить по трубопроводам, подвижность должна быть не ниже П4.
Если Вам требуется удлинить лотки на автобетоносмесителе трубой, для увеличения длины подачи, то Вам так же больше подойдёт бетон с подвижностью П4.
При транспортировке на дальние расстояния, либо при укладке в течение более трех часов, подвижность бетона в автобетоносмесителе снижается, это необходимо учитывать при заказе и при вышеперечисленных условиях правильнее заказать подвижность на одну ступень выше, чем Вам требуется. В таком случае, Вы получаете дополнительное время на транспортировку и укладку, без потерь в качестве.
При заказе бетона с подвижностью П4 и выше требуется учитывать, что объем загрузки смеси в автомобиль снижается на 10 – 15 %, что в свою очередь приводит к увеличению количества рейсов необходимых для полного выполнения вашей заявки. Следовательно, и итоговая стоимость заказа увеличивается.
Маркировка бетона
Производители, при указании цены на бетон или бетонные смеси, в своих прайс-листах обычно описывают марку бетона, класс прочности и материал наполнителя. А иногда можно встретить и такую маркировку: M350 В25 П4 F200 W8. О том, как разобраться в марках бетона и маркировке бетонных смесей, пойдет речь в этой статье.
Бетон и бетонная смесь – это, по сути, одинаковые понятия. Разница лишь в том, что бетонная смесь – перемешанная однородная смесь вяжущего вещества (цемента и пр.), заполнителей (щебня, песка и пр.), воды и добавок. А бетон – это уже отвердевшая бетонная смесь.
Новые ГОСТы (25192-2012, 7473-2010) обязывают производителей бетона указывать маркировку своих бетонных месей (БСГ – бетонная смесь готовая, БСС – бетонная смесь сухая). Маркируются основные важнейшие свойства бетона – это марка (M), класс (B), подвижность (П), морозостойкость (F) и водонепроницаемость (W).
Марка (M) и класс бетона (B)
При покупке бетона основное внимание обычно акцентируется на марке и классе бетона.
Цифры марки бетона (M200, M350 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/см3. Соответствие необходимым параметрам проверяют сжатием (специальным прессом) кубиков отлитых из пробы бетонной смеси, и выдержанных в течение 28 суток. Условно говоря, чем выше в бетоне содержание цемента, тем бетон прочнее – поэтому принято также считать, что число после буквы M (от50 до 1000) показывает содержание цемента: бетонные смеси марок M50 – M100 относятся к сортам бетона с низким содержанием цемента, а M500-M600 – с высоким.
Соответствие марки бетона классу прочности:
Марка бетона | Класс по прочности |
M100 | B7,5 |
M150 | B10 |
M200 | B15 |
M250 | B20 |
M300 | B22,5 |
M350 | B25 |
M400 | B30 |
M450 | B35 |
M550 | B40 |
M600 | B45 |
Подвижность (П)
Подвижность – это маркировка удобоукладываемости бетонной смеси, рассчитываемая по осадке конуса (ГОСТ 7473-2010)
Грубо говоря, подвижность бетона – это способность смеси заполнять форму, в которую она помещена, способность расплываться и занимать предоставленный объем.
Подвижность определяют опытным путем. Бетонная смесь заливается в конус высотой 30см. После снятия конуса производится измерение величины осадка. Если форма сохранилась практически без изменений (осела на 1-5см) то такой бетон называется жестким. Он почти не изменяет форму, но отлично формуется при помощи вибрационных уплотнителей. Подвижность такого бетона мала, и его использование ограничено: такая бетонная смесь тяжело устанавливается в опалубку определенной формы. Смеси с осадкой от 6см до 12см, относятся к пластичным типам.
Категории подвижности бетонной смеси:
Подвижность бетонной смеси | Осадка конуса |
Малоподвижная (П1) | 1 – 5 см |
Подвижная (П2) | 5 – 10 см |
Сильноподвижная (П3) | 10 – 15 см |
Литая (П4) | 15 – 20 см |
Текучая (П5) | 21 и более |
На практике подвижность бетона часто именуют также пластичностью или удобоукладываемостью – т.е. насколько удобно смесь будет укладываться в форму и насколько быстро ее принимать, а также, каким транспортом целесообразней производить доставку бетона.
Для обычных монолитных работ используют бетон с подвижностью П3. При заливке сложных конструкций лучше заказывать П4-П5. Смеси с повышенной пластичностью быстрее и легче принимать и укладывать в опалубку, без применения вибратора. Кроме того, пластичные бетонные смеси удобно прокачивать бетононасосом.
Важно знать: увеличение подвижности бетона достигается добавлением на заводе пластификаторов, а не воды. Вода способна значительно ухудшить качество бетона.
Морозостойкость (F)
Показатели морозостойкости бетона отражают количество количество циклов замерзания-оттаивания, выдерживаемые бетоном (от 25 до 1000). Низкая морозостойкость приводит к постепенному снижению несущей способности и к быстрому поверхностному износу бетонной конструкции.
Основная причина разрушения бетона под воздействием низких температур — расширение воды в порах материала при замерзании. Т.е. морозостойкость, в основном, зависит от структуры: чем выше объём пор, доступных для воды, тем ниже морозостойкость.
Сегодня благодаря применению специальных химических добавок (уплотняющих, воздухововлекающих и т.д.) удаётся создавать смеси, выдерживающие сверхнизкие температуры. Строительные бетоны М100, М150 обычно имеют маркировку F50, а бетоны М300, M350 — от F200.
Водонепроницаемость (W)
Водонепроницаемость – это способность бетона не пропускать воду под давлением. При этом давление постепенно повышают до достижения определенной величины, пока не начнется просачиваться вода.
Водонепроницаемость бетона маркируют буквой W и условными единицами (чем выше значение, тем больше водонепроницаемость). Промышленные бетонные смеси имеют параметры от 2 до 20. Водонепроницаемость – одна из важных характеристик бетона, раскрывающая возможность использования смеси под открытым небом, в подземных сооружениях с высоким уровнем грунтовых вод и пр. Для повышения значения W при производстве бетона используют определенные химические добавки или специальный цемент (пластифицированный и др.). В строительной среде бетон с высокой водонепроницаемостью называют также гидротехническим.
Подвижность бетона
Немногие знают, что такое подвижность бетона и как от нее зависит качество смеси. В настоящее время бетон является одним из самых востребованных строительных материалов. Он используется в строительстве.
Влияние дозировки на подвижность бетонной смеси.
Как и любой другой строительный материал, бетонная смесь обладает рядом свойств. Наиболее значимыми на сегодняшний день являются следующие характеристики:
- подвижность бетона;
- теплоизоляционные свойства;
- прочность;
- вес;
- плотность;
- способность удерживать тепло;
- морозостойкость.
Все вышеперечисленные свойства напрямую зависят от состава смеси и технологии ее приготовления. От чего зависит подвижность и как она оценивается?
Характеристика текучести бетона
Схема процессов при твердении бетонной массы.
Определение подвижности довольно простое. Подвижность бетонной смеси — это способность раствора растекаться под действием собственного веса. От этого показателя зависят качество раствора и удобоукладываемость бетонной смеси. На практике оценку этого свойства определяют путем формирования конуса, в котором смесь заливается послойно. Все делается в 3 слоя. При этом каждый слой уплотняется при помощи процесса штыкования. После этого форму закрывают. Через определенное время смотрят результат. Для этого открывают крышку конуса и измеряют степень оседания раствора. Показатель оседания и будет являться искомой величиной.
В зависимости от этого критерия все бетонные смеси можно разделить на 2 вида: подвижные и жесткие. В первом случае подвижность бетона может варьироваться от 1 до 12 см. Что же касается жестких растворов, то усадка их минимальна. В ряде случаев, готовя жидкий бетон, приходится повышать его пластичность (подвижность). Делается это при помощи специальных добавок. Наибольшее значение имеют пластификаторы и суперпластификаторы.
Вернуться к оглавлению
Влияние воды на подвижность
Таблица видов бетона.
Степень расслаиваемости бетонной смеси зависит от состава бетона. Известно, что для его приготовления необходимы следующие компоненты: песок, щебень (гравий), цементный порошок и вода. Последняя обладает высокой текучестью, поэтому при ее избытке подвижность бетона будет большой, но прочность материала при затвердевании станет значительно ниже. Это может спровоцировать появление дефектов (трещин). Срок эксплуатации такого бетона значительно уменьшается. Любой бетон имеет определенную силу удержания воды. Уменьшение или увеличение объема вносимой жидкости в бетон позволяет получить необходимую консистенцию.
Интересен тот факт, что при повышении количества цементного порошка подвижность бетона также повышается, но прочность не снижается. Существует такое понятие, как водоцементное отношение. Чем выше этот показатель, тем больше становится подвижность бетона. Наилучшая прочность бетона получается тогда, когда водоцементный показатель равен 0,4. Отношение оценивается в массовом эквиваленте. В противном случае изменяется прочность материала. Установлено, что наиболее надежными и выгодными являются смеси, обладающие высокой жесткостью. При их замесе требуется гораздо меньше цемента. Выполняя те или иные строительные работы, нужно использовать растворы с меньшей подвижностью. При этом важно учитывать удобоукладываемость.
Вернуться к оглавлению
Подвижность и количество цемента
Вид цементного порошка и его качество напрямую влияют на подвижность раствора.
Схема приготовления бетонной смеси.
Если расход воды постоянный, а цементный порошок имеет значительную густоту, то подвижность бетона снижается. Сегодня среди всех разновидностей цементного порошка чаще всего используется портландцемент. Он тоже бывает разным. Применение портландцемента, содержащего в своем составе кремнеземистые добавки, дает меньшую величину осаждения. Даже простое увеличение количества цемента может приводить к росту подвижности, но прочность при этом не изменяется. Все дело в том, что в процессе приготовления раствора цемент обволакивает зернистые компоненты (щебень), а непосредственно после полного перемешивания он их несколько раздвигает.
Это способствует снижению силы трения между составляющими. Создается более обтекаемая поверхность. Еще одним показателем, который влияет на текучесть смеси, является форма и размер частиц песка и щебня (гравия). Если в наличии имеется сырье крупного размера, то это приводит к снижению площади поверхности зерен. В таком состоянии зернистый материал не оказывает большого влияния на цемент, что приводит к увеличению подвижности бетона.
Немаловажное значение имеет и содержание различных примесей в песке. Это может быть глина или пыль. Опытным строителям известно, что глиняные частицы снижают текучесть смеси и при ее затвердении могут привести к дефектам. Поэтому предпочтительнее брать для приготовления бетона речной песок, в котором глина практически отсутствует. Не нужно забывать и про армирование. Оно организуется при заливке бетона очень часто. Чем плотнее расположена арматура, тем текучее (подвижнее) должен быть раствор. Если бетон будет в данной ситуации жестким, то это затруднит процесс вибрирования и заполнения пор.
Вернуться к оглавлению
Измерение подвижности
При организации строительных работ при приготовлении бетонной смеси пользуются классификацией растворов по степени текучести. Данная характеристика обозначается буквой «П». Различают бетон П-1, П-2, П-3, П-4 и П-5. Чем выше численное значение, тем бетон более пластичен и подвижен. Эта классификация существует в технических документах по приготовлению бетонной смеси. Смесь марки П-1 является наиболее густой и менее подвижной, поэтому она используется довольно редко в современном строительном деле. Марка П-2 нашла применение для возведения стандартных сооружений (ограждений, блоков из бетона, фундаментов под здания, гаражей).
То же самое касается и марки П-3. Марка П-4 отлично подходит для работ, при которых проводится плотное армирование. Что же касается марки П-5, то такая смесь является очень подвижной, вследствие чего используется очень ограниченно. Ее нельзя использовать в условиях, когда имеются небольшие щели, так как раствор в этом случае может вытечь.
Вернуться к оглавлению
Использование пластификаторов
Способ модификации пластификаторов.
В последнее время при изготовлении бетонных растворов широко используются специально вносимые добавки, называемые пластификаторами. Они позволяют повысить текучесть (подвижность), снизить потребление воды, повысить сцепляемость бетона с поверхностью. Кроме того, пластификаторы не оказывают отрицательного влияния на прочность материала. Нужно учитывать то, что в жестких смесях эти добавки менее эффективны ввиду недостатка воды. В своем составе пластификаторы имеют различные активные вещества: парафины, эфиры фталевой кислоты, фосфаты.
Суперпластификаторы являются усовершенствованными пластификаторами. Они изготавливаются заводским способом. Делается это по строгой схеме с учетом нормируемых показателей. Очень востребованной добавкой является суперпластификатор С-3. Он увеличивает прочность бетона после затвердевания примерно на 25%, улучшает адгезию смеси, позволяет экономить цементный порошок. При использовании этой добавки можно не пользоваться вибратором.
В частном строительстве вместо промышленных добавок некоторые используют подручные средства. К ним относится жидкое стекло, мыло, средство для мытья посуды. Они обладают схожими с пластификаторами свойствами. Они добавляются в бетон в небольшом количестве (1-2 ложки). Таким образом, подвижность является важной характеристикой бетонного раствора. Определение жесткости бетонной смеси помогает улучшить прочность конструкции и ее долговечность. Для регулирования текучести смеси предпочтительнее использовать активные добавки (пластификаторы).
что это, способы определения, в чем измеряется
Различные строительные работы по бетонированию требуют использование материала с разными качествами, одно из которых — подвижность. При укладке бетона в опалубку, важно, чтобы смесь как можно лучше заполнила пустоты, проникая во все щели и труднодоступные места. От этого зависит надежность и долговечность конструкции.
В статье мы поговорим о том, как определять подвижность, как она классифицируется и почему важно не затягивать с бетонированием, если смесь уже ждет в миксере.
Определение подвижности бетонной смесиПодвижность бетонной смеси — это ее способность растекаться за счет собственного веса. Характеристика зависит от количества воды и правильности технологии. При замешивании раствора всегда нужно точно соблюдать рецептуру в зависимости от марки и назначения смеси.
Весовое соотношение компонентов:
- 1 часть цемента;
- ½ части воды.
Подвижность бетонной смеси регламентируется ГОСТом 10181.1-8. В документе содержится определение термина, представлены требования к методам измерения, способы измерения удобоукладываемости.
На подвижность бетонной смеси влияют:
- марка цемента;
- плотностью цементного теста;
- соотношение воды, цемента и наполнителя;
- размер и форма песка и щебня;
- чистота материалов;
- качество и количество присадок;
- условия заливки в опалубку на объекте.
Конус для определения подвижности бетона — прибор, который позволяет определить удобоукладываемость даже при самостоятельном замешивании. Его высота — 30 см, диаметр нижней окружности — 20 см, верхней — 10 см.
Порядок действий:
- Поставьте конус на плоскую поверхность большей окружностью вниз.
- Налейте 1/3 раствора.
- Проколите 10 раз гладкой штыковкой, чтобы уплотнить и убрать воздух.
- Проделайте шаги 2–3 еще 2 раза.
- Аккуратно снимите конус и поставьте рядом с отформованной смесью.
- Определите осадку, измерив высоту бетонного конуса линейкой.
В зависимости от разницы длины металлического конуса и отформованной смеси, определяется удобоукладываемость. Чем она больше, тем более подвижный бетон.
Если в растворах используется щебень 0,5–4 см, испытания проводят с помощью вискозиметра. Для этого:
- сформируйте раствор с помощью конуса, как описано выше;
- поставьте конус на вибростол;
- вставьте сверху штатив с делениями, на который наденьте металлический диск;
- включите виброплиту и секундомер и засеките время, когда масса опустится до определенной отметки;
- умножьте полученную величину времени на коэффициент 0,45 — это и будет подвижностью состава.
В чем измеряется подвижность бетонной смеси
Подвижность бетонной смеси определяется производителем и обозначается в виде буквы «П» с цифрой. Единица измерения — сантиметр.
Таблица подвижности бетонной смеси
Подвижность | П1 | П2 | П3 | П4 | П5 |
Осадка конуса, см | 1–4 | 5–9 | 10–15 | 16–20 | 21 и более |
- П1 — осадка раствора до 4 см. Состав с таким свойством практически не содержит воды, поэтому называется сухим. Его использование ограничивается изготовлением монолитных лестниц и ступеней.
- П2 — осадка до 9 см. Марка относится к полусухому типу и используется для возведения фундаментов, плит перекрытий с небольшим количеством арматуры.
- П3 — осадка до 15 см. Это наиболее распространенный вариант бетона для большинства внутренних и внешних строительных работ.
- П4 — осадка до 20 см. Подходит для заливки монолитных конструкций с узкими полостями. Ускоряет время бетонирования.
- П5 — осадка до 25 см. Используется для заливки элементов со сложными формами. Не подходит для объемных конструкций, так как его долговечность меньше по сравнению с другими марками.
Пластичность бетона можно улучшить с помощью пластифицирующих добавок, которые:
- снижают норму цемента для его приготовления на 10–15%;
- уменьшают риск образования усадочных трещин и пустот;
- облегчают перемешивание и распределение компонентов;
- улучшают адгезию с армированными деталями;
- повышают срок годности готового раствора;
- увеличивают морозостойкость.
Благодаря ним раствор лучше растекается без увеличения количества воды, у него повышается плотность и прочность до 25%, он становится более однородным. Если работы проводятся в мороз, пластификаторы позволяют раствору дольше не замерзать и сохранять текучесть в течение 6 часов.
Суперпластификаторы — пластификаторы с усиленными свойствами, которые увеличивают подвижность бетона для фундамента в 6–7 раз.
Смесь с такими характеристиками нужна для изготовления монолитных густоармированных сооружений, стяжек с высокими нагрузками, гидротехнических сооружений, стеновых панелей, плит перекрытий, ремонтных и кладочных растворов.
Итак, удобоукладываемость бетона — важнейшее свойство, которое облегчает работу и влияет на качество готовой конструкции. Марку подвижности обычно указывают на предприятии, но можно определить и прямо на стройплощадке. Чтобы материал заполнил опалубку как можно лучше, а фундамент или ЖБИ были прочнее, всегда используйте подходящую марку. Если нужно улучшить удобоукладываемость, используйте добавки, но только в рекомендуемой дозе.
Подвижность бетона — описание, виды, факторы влияющие на подвижность
Назад ко всем статьям14.05.2020
Большинство людей считают, что главной характеристикой бетона является его прочность. Однако специалисты кроме прочности смеси обращают ещё внимание на его подвижность.
Это свойство раствора равномерно заполнять все ёмкости и формы под действием своей массы. По-другому эту характеристику можно назвать – удобоукладываемость. При больших объёмах производства очень важно учитывать этот параметр.
Определение подвижности
Для определения подвижности бетона применяются разные методы. Наиболее популярный – это проверка конуса осадки бетона. Его популярность вызвана простотой выполнения работы, без потребности использовать измерительные приборы.
Нужно найти конус из листовой стали стандартного размера. Размеры могут изменяться в зависимости от размера фракции. Внутреннюю поверхность конуса увлажняют, а бетонную смесь заливают в фигуру тремя слоями с широкой стороны. При этом нужно делать послойную утрамбовку раствора с помощью арматуры по 10 раз на слой. Выпирающие излишки раствора нужно срезать шпателем.
Затем конус переворачивают, снимают и устанавливают рядом с образовавшейся бетонной фигурой. Далее замеряют высоту бетонного конуса и сравнивают с высотой металлической фигуры. Полученная разница высот и есть значение подвижности.
Эти операции нужно проводить 2 раза. После чего находят среднее значение двух результатов, которое будет более точным.
Виды подвижности
При одинаковом значении высот бетона с фигурой – раствор причисляют к категории жёстких, маркируя буквой «Ж». Они редко используются, так как работать с ними очень трудно из-за высокой жёсткости.
При получении разницы высот в 1-5 см, бетон получается малоподвижным. Значения 6-14 см – определяют марку пластичного бетона. При больших значениях разницы высот бетон называют «литая масса». Его применяют только в определенных условиях для специальных конструкций.
Как показывает практика, густота бетонного раствора напрямую влияет на прочность сооружения. Поэтому опираясь на подвижность бетона нужно знать, для чего он будет использоваться и в каких условиях заливаться. Другими словами – под каждую заливку выбирается своя жёсткость смеси.
Факторы, влияющие на подвижность
Степень удобоукладываемости бетонной смеси зависит от следующих факторов.
- Значение объёма воды. Является главным фактором, влияющим на консистенцию раствора. Чем больше воды – тем меньше жёсткость.
- Объём цементного теста. Чем выше будет его значение – тем более жидкой будет консистенция, и как следствие выше удобоукладываемость. Если добавить в цементное тесто заполнители, тогда подвижность будет уменьшаться. Чем больше состав заполнителей – тем меньше подвижность.
- Марка цемента. Растворы, в которых в качестве связывающего вещества используется пуццолановый портландцемент, имеют значительную осадку конуса, по сравнению со смесями на обычном портландцементе.
- Важным фактором изменения удобоукладываемости бетона – является соотношение объемов песка с щебнем. Если их добавлять, не соблюдая установленные нормы и нарушая пропорции, можно получить бетон с низкими показателями удобоукладываемости.
- Увеличение зернистости наполнителей. С их увеличением можно получить смесь более жидкую. А вот применение глины не желательно, она может снизить показатели подвижности.
(PDF) Высокоподвижные бетонные смеси для бетонных стальных трубных конструкций сложного сечения
Морозостойкость бетона. Повышается водонепроницаемость и уменьшается усадка бетона
.
Когда цемент гидратируется, частицы латекса заполняют пустоты и капилляры
[17]. Поскольку вода участвует в реакциях гидратации и частичного испарения, частицы латекса сливаются в непрерывную пленку, которая придает свойства
, необходимые для получения конечных характеристик бетона
.Однако, в отличие от обычного раствора и бетона, отверждение
в воде предотвратит образование пленки.
Замена крупного заполнителя мелкими частицами в смеси приводит к более однородной структуре бетона [18], что исключает образование макродефектов
и уменьшает количество микродефектов. Использование микронаполнителей вместо крупного заполнителя привело к появлению
современных реакционных порошковых бетонов RPC [19, 6].
Отдельные компоненты такого бетона идут на микро- и наноуровень
(микрокремнезем, микроволокна, углеродные нанотрубки, метакаолин).
Большая удельная поверхность микронаполнителей также снижает количество
отделения воды и расслоение смеси при использовании порошковых бетонов
.
Добавляя химически и реологически активные порошки с цементом ce-
, можно повысить пластифицирующий эффект пластифицирующих добавок.
.Такой подход реализован в реакционно-порошковых бетонах
[20]. Использование мелкого песка фракции 0,1-0,5 мм
позволяет получить мелкозернистый, самоуплотняющийся и самотечный бетон
[21].
Введение минеральных добавок целесообразно только в комбинации с поверхностно-активными веществами
[22]. Присутствие поверхностно-активных веществ
предотвращает агрегацию мелких частиц минеральной добавки и способствует стабилизации ее свойств.Минеральные добавки снижают расход вяжущего
и обеспечивают увеличение плотности
бетона и водоудерживающей способности
бетонной смеси [23].
Минеральные добавки мелкого помола играют важную роль в снижении расслоения
при использовании высокомобильных и литых смесей, а также
в качестве самоуплотняющихся бетонов [24].
Согласно [25], добавление микрокремнезема увеличивает выход
прочности цементного раствора и снижает его вязкость при увеличении его содержания в пульпе на
.
Таким образом, анализ литературных данных показывает, что получение
мобильных бетонных смесей для трубобетонных конструкций требует тщательных предварительных исследований влияния каждого компонента
смеси на их реологические свойства и конечные свойства
бетона.
5. Выводы
1. Разработаны принципы проектирования бетонных смесей для бетона —
стальных трубчатых конструкций с заполнением сложного сечения
, которые заключаются в оптимизации структуры бетонной смеси
на микро- и макроуровни, снижая вязкость смеси
, повышая ее жизнеспособность.Это позволяет использовать такие бетонные смеси
при заливке длиннопролетных металлических или мостовых конструкций
, бетонировании туннелей, где давление нагнетания
ограничено.
2. Представлены результаты исследований влияния химических и минеральных добавок на реологические свойства бетонной смеси
и физико-механические свойства бетона
.
3. Показано, что введение химически и реологически активных порошков
существенно усиливает пластифицирующий эффект добавок пластификаторов
, обеспечивает повышение плотности бетона
и водоудерживающей способности кон-
крит микс.
4. Установлено, что разработанные составы
стальных бетононаполненных труб позволяют повысить несущую способность конструкций на ее основе под действием сжатия
(на 2%) и растягивающие (на 2%) нагрузки.
5. Для повышения эффективности заливки бетонных конструкций бетонной смесью
разработана система автоматического управления бетононасосом
, позволяющая регулировать давление нагнетания смеси
позже избегать образования пробок
.
Благодарности
Авторы благодарят проф. Ушеров-Маршак А.В. за полезные сообщения и плодотворные беседы по данной теме.
Ссылки
[1] Шамс М., Саадегвазири М.А., «Современное состояние заполненных бетоном стальных трубчатых колонн
», ACI Structural Journal 94 (5), (1997), стр.
558-571.
[2] Стороженко Л.И. Трубобетон, Полтава: ТОБ АСМГ, (2010), 306 с.
[3] Барон Дж. «Essai sur une vue d’ensemble de la fissuration spontanee
accidentelle du beton hydraulique non arme et arme», Bull.Ляис.
Lab. Ponts et chausses, №87, (1977), стр. 69-78.
[4] Юхневский П.И. Влияние химической природы добавок на
свойства бетонов, Минск: БНТУ, (2013), 310 с.
[5] Волков В.А. Коллоидная химия (поверхностные явления и дис-
персные системы), М .: МГТУ им. А.Н. Косыгина, (2001), 640 с.
[6] Баженов Ю. М., Демьянова Б. С., Калашников В. И. «Моди-
адаптированные высококачественные бетоны», Научное издание,
М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, (2006), с. 328-337.
[7] Tattrsall, G. Banfill, P. The Rheology of Fresh Concrete, London,
Pitman, (1983), 356 p.
[8] Банфилл П. «Реология свежего цемента и бетона», Реология Re-
просмотров, (2006), стр. 61 — 130.
[9] Джодех, С.А., Нассар, Г.Э. «Оценка прокачиваемости C90 SCC»,
Proc 2nd Int Conf Adv Concr Technol Middle East: Self-Consolid
Concr, Abu Dhabi, (2009), pp 155–176.
[10] Фейс, Д., Верховен, Р., Де Шуттер, Г., «Параметры, влияющие на давление
во время перекачивания самоуплотняющегося бетона», Материалы
и конструкции, январь (2013 г.), стр. 533-555.
[11] Бенаича, М., Джалбауд, О., Хафиди Алауи, А., Бурчелл, Ю., «Кор-
взаимосвязь между перекачкой и реологическими свойствами самоуплотняющегося бетона
: практическое исследование. ”Международный журнал
инженерно-технических исследований (IJETR), том-1, выпуск-8,
(2013), стр.п. 62-67.
[12] Сопов В., Долгий В. «Свойства бетонных смесей, прокачиваемых
на большие расстояния». Matec WEB конференций, 6-я Международная
Научная конференция «Надежность и долговечность железных дорог
Транспортные инженерные сооружения и здания» (Трансбуд-2017),
Том 116, (2017). — 01017. — С. 1-7. DOI:
10.1051 / matecconf / 201711601017.
[13] Батраков В.Г. Модифицированные бетоны.Теория и практика, М .:
Технопроект, (1998), 768 с.
[14] Изотов В.С., Соколова Ю.А., Химические добавки для
модификации бетона, Казанский Государственный архитектурно-
Строительный университет: Издательство «Палеотип», 130 с.
[15] Вовк, А.И. „Адсорбция-суперпластификаторов на продуктах
гидратации минералов портландцементного клинкера.
«Закономерности процесса и строение адсорбционных слов»,
Коллоидный журнал.Т.62, №2, (2000), стр. 11-16.
[16] Сугияма, Т., Охта, А., Уомото, Т., «Диспергирующий механизм
и применение суперпластификаторов на основе поликарбоксилатов», Proc.
11-й межд. Congr. по химии цемента, Дурбан, Южная Африка,
(2003), стр. 560-568.
[17] Аллан, М.Л. Затирки, модифицированные латексом, для стабилизации на месте засыпанных трансурановых / смешанных отходов, Нью-Йорк, Brookhaven National La-
boratory, (1996), 32 стр.
[18] Айчин П. К., Высокоэффективный бетон, E & FN Spon,
Рутледж, Лондон (1998).
[19] Ушеров-Маршак А.В., Сопов В.П., «Бетонный новый поколения:
основы получения и перспективы развития», Науковый вісник
будивничества, №55, (2009-239), с.
[20] Калашников В.И. «Капиллярная усадка высокопрочных реакторов-
ценно-порошковых бетонов и влияние массового фактора»,
Строительные материалы, №5, (2010), с.52-53.
[21] Калашников В.И. Через рациональную реологию — в будущее
бетонов // Технология бетонов, №6. 4.2, (2007), стр. 8-10.
[22] Минаков С.В., Влияние электроповерхностных свойств минеральных
добавок на эффективность разжижителей цементных систем: дис. на
соискание учёной степени кандидата технических наук, Белго-
родский государственный технологический университет им. В.Г.
Шухова, Белгород, (2011).
Характеристики бетонной смеси, инструкции и просадки
Бетонная смесь похожа на хороший рецепт повара. Бетон состоит из заполнителей, портландцемента, воды и любых других вяжущих материалов или химических добавок. В некоторых бетонных смесях воздух будет захвачен из-за добавки или воздухововлекающего цемента. Бетонные смеси также могут содержать химические компоненты, используемые для ускорения, замедления или улучшения управляемости, уменьшения в определенных случаях количества воды, увеличения ее прочности или изменения свойств бетона.Выбор лучшей бетонной смеси — это задача, которая должна учитывать затраты и требования к размещению, обеспечивая при этом отличный эстетический и целостный продукт.
Основные характеристики бетонной смеси
В отличной бетонной смеси следует учитывать:
- Технологичность: Удобоукладываемость бетонной смеси — это свойство, которое определяет способность смеси правильно укладываться и уплотняться, что позволяет закончить продукт без расслоения.
- Консистенция: Это свойство определяет подвижность и осадку бетонной смеси.Эта характеристика измеряется с точки зрения осадки, чем выше значения осадки, тем лучше управляемость и большая мобильность.
- Прочность: Это одна из наиболее важных характеристик бетонной смеси и наиболее известное свойство бетона, оно измеряется с помощью сопротивления сжатию по истечении 28 дней после заливки бетоном.
- Соотношение вода-цемент: Соотношение вода / цемент в бетонной смеси определяется как отношение и соотношение между массой цемента, массой воды, добавляемой в смесь, и добавленным пуццоланом.Эта характеристика имеет прямую и линейную зависимость от прочности смеси.
- Прочность: Хорошая бетонная смесь обеспечит вас бетоном, который может выдерживать суровые погодные условия и изменения без каких-либо признаков разложения. Чем прочнее бетон, тем более устойчив к погодным условиям, таким как замерзание, намокание, высыхание и нагревание.
- Плотность: Бетонные смеси также могут быть указаны для определенных применений, таких как противовесы, радиационная защита, изоляция или износостойкость и сопротивление.
- Тепловыделение: Бетонная смесь также должна учитывать тепло, выделяемое в результате химической реакции, которая будет исчезать с разумной скоростью без образования трещин или усадки.
Бетонная смесь с использованием ACI 211
Расчет бетонной смеси, представленный Комитетом ACI 211.1, является одним из наиболее часто используемых методов проектирования, который позволит вам:
- Используйте на обычных или легких заполнителях.
- Используйте его для аналогичных процедур для округлых или угловатых агрегатов.
- Используйте его для проектирования бетонных смесей с воздухововлекающими или невзведенными элементами.
Метод ACI 211.1 можно использовать для проектирования бетонной смеси, выполнив следующие простые шаги:
- Выберите целевой спад.
- Выберите максимальный размер заполнителя, чем больше заполнитель бетонной смеси, тем лучше для минимизации усадки и скручивания.
- Используя таблицу 6.3.3 ACI, оцените содержание воды и воздуха.
- Выберите водоцементное соотношение для бетонной смеси.
- Рассчитайте содержание цемента, разделив содержание воды на водоцементное соотношение.
- Оценить содержание крупного заполнителя.
- Оцените содержание мелких заполнителей.
- Регулировка общей влажности; влажный заполнитель может значительно уменьшить количество добавляемой воды.
- Сделайте пробные партии, чтобы определить, соответствует ли бетонная смесь вашим проектным требованиям.
Бетонная смесь: Рекомендуемые просадки
При приготовлении бетонной смеси необходимо учитывать ожидаемый тип осадки.Следуйте этим рекомендуемым спадам:
- Железобетонные фундаментные стены и опоры:
- Максимальная просадка 75 мм
- Минимальная просадка 25 мм
- Фундаменты, кессоны и стены каркаса:
- Максимальная просадка 75 мм
- Минимальная просадка 25 мм
- Балки и армированные стены:
- Максимальная просадка 100 мм
- Минимальная просадка 25 мм
- Строительные колонны:
- Максимальная просадка 100 мм
- Минимальная просадка 25 мм
- Тротуары и плиты:
- Максимальная просадка 75 мм
- Минимальная просадка 25 мм
- Массовая бетонная смесь:
- Максимальная просадка 75 мм
- Минимальная просадка 25 мм
Расчет нормальных бетонных смесей с использованием метода удобоукладываемости-дисперсии-сцепления
Метод удобоукладываемости-диспергирования-сцепления — это новый предложенный метод для расчета обычных бетонных смесей.В этом методе используются специальные коэффициенты, называемые коэффициентами обрабатываемости-дисперсии и обрабатываемости-когезии. Эти коэффициенты связывают удобоукладываемость с подвижностью и стабильностью бетонной смеси. Коэффициенты получаются из специальных диаграмм в зависимости от требований к смеси и свойств заполнителя. Этот метод практичен, поскольку он охватывает различные типы заполнителей, которые могут не соответствовать стандартным спецификациям, различное соотношение воды и цемента и различную степень удобоукладываемости. Простые линейные зависимости были разработаны для переменных, встречающихся в дизайне смеси, и представлены в графической форме.Этот метод может использоваться в странах, где классификация или тонкость доступных материалов отличается от общепринятых международных спецификаций (таких как ASTM или BS). Результаты сравнивали с методами ACI и британскими методами дизайна смесей. Метод может быть расширен на все типы бетона.
1. Введение
Расчет бетонной смеси — это процедура, с помощью которой пропорции составляющих материалов выбираются подходящим образом, чтобы произвести бетон, удовлетворяющий всем требуемым свойствам при минимальных затратах.Было сделано много попыток разработать надежный метод расчета нормальной бетонной смеси в различных частях мира с тех пор, как бетон стал использоваться в качестве конструкционного материала [1–12]. Среди всех доступных методов ACI 211.1 [13], Британская дорожная записка № 4 и британский DoE [14, 15] методы проектирования смесей являются наиболее широко используемыми на Ближнем Востоке. Многие страны Ближнего Востока адаптировали один или несколько из этих методов в качестве основы для дозирования своей бетонной смеси (примеры — спецификации Кувейта, Саудовской Аравии и Иордании [16–18]).Из-за того, что доступные материалы (во многих странах) отличаются от американских или британских спецификаций, использование американских или британских методов создания смесей требует особой осторожности, индивидуального опыта и особых суждений для достижения оптимального результата. дизайн. Поэтому регулировка пропорций смеси может стать медленной и утомительной. Наиболее распространенными вариантами доступных материалов являются гранулометрический состав, форма, тонкость и текстура. Эти изменения напрямую влияют как на удобоукладываемость, так и на конечные свойства бетона [11].Согласно Мердоку и Бруку [19], Невиллу [14] и Эль-Райесу [10], двумя наиболее необходимыми и жизненно важными условиями для достижения экономии в процессе разработки смесей являются использование местных доступных материалов и использование меньшего количества материалов. ограничительные технические требования. Было опубликовано несколько исследований, в которых подчеркивается модификация доступных методов проектирования смесей (таких как ACI 211.1) для соответствия местным материалам [20–25]. Чтобы достичь лучшего соотношения между соотношением и прочностью, некоторые исследователи использовали полученные специальные графики для цементов EN и BS [26, 27].Следовательно, использование методов ACI или BS не обязательно приведет к оптимальному дизайну микширования. Следовательно, возникает необходимость в новом методе, учитывающем различия в материалах.
В дополнение к вышеупомянутым проблемам, еще одна трудность, обычно возникающая на стройплощадке и встречающаяся при проектировании смеси, — это оценка удобоукладываемости. Технологичность использовалась качественно, чтобы описать легкость, с которой бетон можно смешивать, транспортировать, укладывать, уплотнять и обрабатывать.Таким образом, удобоукладываемость довольно сложно определить точно, потому что она тесно связана, среди прочего, со следующим: (а) подвижность: это свойство, которое определяет, насколько легко бетон может течь в формы и вокруг арматуры, (б) стабильность : это свойство, которое определяет способность бетона оставаться стабильной и когерентной массой во время производства бетона, (c) уплотняемость: это свойство бетона, которое определяет, насколько легко бетон может быть уплотнен для удаления воздушных пустот, и (d) пригодность к отделке: то свойство, которое описывает легкость изготовления заданной поверхности [28, 29].
На площадках для оценки работоспособности обычно используются вместе специальный опыт и результаты испытаний на оседание. Хотя испытания на осадку недостаточно для измерения и описания удобоукладываемости бетона, это испытание широко используется на стройплощадках во всем мире. Однако его связь с другими показателями работоспособности и, следовательно, его связь со степенью работоспособности хорошо установлена и опубликована в литературе. Некоторые из цитируемых здесь ссылок, описывающих такие отношения, — это [8, 9, 13–15, 29, 30].Из-за проблем, возникающих при измерении и оценке работоспособности, автор ссылался (в исследовании) на степень работоспособности, а не описывал ее в абсолютных величинах. Следовательно, необходимо получить факторы, которые напрямую относятся к степени удобоукладываемости и могут быть использованы при оценке пропорций смеси. Это, конечно, лучше, чем связывать дизайн смеси с некоторыми тестовыми значениями, которые могут не отражать фактическую степень работоспособности, могут быть непрактичными или не могут использоваться на объектах.
Еще одна проблема, которая возникает при проектировании бетонной смеси, — это выбор водоцементного отношения для удовлетворения требуемых свойств. С тех пор как Абрамс сформулировал закон о соотношении вода / цемент в 1918 году [1], стало хорошо известно, что при обычных условиях воздействия и использования портландцемента соотношение вода / цемент в основном определяется требованиями прочности [13–15]. Таким образом, соотношение, показанное на рисунке 1, можно использовать для оценки соотношения вода / цемент, необходимого для определенной прочности. Рисунок 1 представляет собой повторную диаграмму рисунка, который появился в методе расчета смеси DoE [15], но соотношение цемент / вода нанесено на график зависимости от прочности на сжатие вместо обычного отношения вода / цемент.Использование отношения вместо отношения приведет к линеаризации кривых, что, в свою очередь, приведет к более точным оценкам результатов. Значения, приведенные в ACI 211.1, также нанесены на график. Опять же, использование отношения приводит к прямолинейным отношениям. Стоит отметить, что использование графиков DoE требует определения прочности на сжатие бетонных смесей, изготовленных с соотношением свободного цемента / воды, равным 2, при использовании местных материалов. Это значение можно легко получить в любой стране или регионе, используя собственные местные материалы.
(a) Участки DoE и ACI 211.1
(b) Участки CEM цементов и ACI 211.1
(a) Участки DoE и ACI 211.1
(b) Участки CEM000 и ACI 902 Из участков 211.1 9 Из приведенного выше обзора видно, насколько важно рекомендовать практический метод расчета смеси, в котором фактические свойства местного материала и оценка удобоукладываемости учитываются на этапах разработки смеси.
Метод, описанный в данной работе, распространяется на обычные бетонные смеси, в том числе на заполнителях нормального веса в нормальном диапазоне прочности (от 15 до 45 МПа, как в ACI 211.1), не содержат специальных материалов, таких как волокна, имеют нормальную степень удобоукладываемости от низкой до высокой (осадка от 25 до 175 мм, как в ACI 211.1), всегда содержат крупный и мелкозернистый заполнитель (например, бетон без мелких фракций исключены), и не содержат специальных примесей. Другими словами, использование специального бетона исключено.
2. Общие принципы
Метод составления смеси, описанный в этой работе, использует следующие принципы и допущения.
(1) Принцип теории абсолютного объема (ACI 211.1) считается применимым. Теория утверждает, что сумма абсолютных объемов всех ингредиентов, включая воздушные пустоты, равна объему бетона на его конечной стадии. В математической форме он задается следующим образом: где — объем бетона на его конечной стадии, — объем воздушных пустот в бетоне, — объем твердых частиц грубых заполнителей, и — объем раствора, который равен сумме обоих объемов. частиц песка () и объема пасты (),. Причем объем пасты равен сумме объемов воды () и объема цемента ():.
Для единицы объема бетона (УФ = 1,0 кубический метр или 27 кубических футов) уравнение можно записать как
(2) Перед уплотнением объемный объем раствора покрывает крупные частицы заполнителя, заполняя пустоты между частицами. , и разносит их. Основываясь на этом предположении, (3) может быть получено и записано в виде где — коэффициент, связывающий объемный объем строительного раствора с твердыми объемами частиц строительного раствора, является фактором, учитывающим диспергирование крупных частиц заполнителя, на которое в основном влияет степень удобоукладываемости и изменение объемного объема до и после уплотнения — это объемный объем сухих рыхлых крупных частиц заполнителя и отношение пустот в рыхлых крупных заполнителях, выраженное в относительной форме.
Уравнение (3) можно переписать в виде Коэффициент WD, который представляет собой отношение между и, в данной работе называется коэффициентом «удобоукладываемости-дисперсии». Из определения коэффициента WD и соответствующих коэффициентов можно легко сделать вывод, что коэффициент WD учитывает свойства агрегатов, которые включают: (а) максимальный размер, (б) тонкость, (в) градацию , (d) форма и текстура, (e) удельный вес (уплотнение легче с более тяжелыми частицами), и (f) степень удобоукладываемости.Комар [7] предложил фактор для дизайна смеси, основанный на похожем принципе.
В этом исследовании вышеупомянутые факторы принимаются во внимание путем измерения коэффициента пустотности в заполнителях, измерения модуля дисперсности мелкозернистого заполнителя и получения классификации заполнителей с помощью простого ситового анализа. Фактор «WD» представляет принцип мобильности-компактности, который фигурирует в определении работоспособности во введении.
(3) Другое предположение (которое принимает во внимание цементно-песчаную матрицу) гласит, что частицы цемента покрывают мелкие частицы заполнителя и диспергируют их, но сохраняют их когезию и стабильность.На основании этого предположения можно вывести (5). В математической форме (как это сделано с (4)) зависимость может быть сокращена в ее окончательной форме до здесь, подобно факторам грубого заполнителя,,, и являются коэффициентами, относящимися к объемному объему мелкого заполнителя. WC, который представляет собой соотношение между и, называется «коэффициентом обрабатываемости-когезии». — объемный объем сухого рыхлого мелкозернистого заполнителя; — отношение пустот в мелкозернистом заполнителе в рыхлом состоянии, выраженное в относительной форме.
Легко понять, что на коэффициент WC, как ожидается, будут влиять (а) тонкость мелкозернистого заполнителя, выраженная как модуль крупности, (б) форма, текстура и классификация мелких частиц, которые влияют на пустоты, (с) ) степень удобоукладываемости, (d) удельный вес заполнителей, и (e) требуемые свойства затвердевшего бетона, такие как прочность, долговечность и непроницаемость, которые в основном контролируются соотношением вода / цемент и содержанием цемента.
Коэффициент «WC» представляет собой принцип удобоукладываемости-стабильности-уплотняемости, который изложен во введении.
(4) Значения, указанные в ACI 211.1 для объема захваченного воздуха в обычных бетонных смесях, считаются применимыми в первых оценках проекта смеси.
(5) Соотношения прочности, показанные на Рисунке 1 (а), считаются применимыми. Рисунок является воспроизведением графика, полученного методом DoE, с использованием отношения вместо отношения. Также он показывает значения, представленные в ACI 211.1 (единицы СИ). Линейная зависимость получается после замены отношения соотношением. Чтобы использовать модифицированные графики DoE, необходимо получить прочность бетона, изготовленного с соотношением вода / цемент 0,5 (соотношение цемент / вода 2) с использованием местных материалов (метод DoE). ACI 211.1 можно напрямую использовать для получения прочности. Более того, отчетливая взаимосвязь (аналогичная ACI 211.1) между соотношением и прочностью цилиндра бетона может быть получена экспериментально и использована в процедуре расчета смеси вместо использования рисунка 1 [10, 31].Такие графики показаны при сравнении результатов, которые появятся позже на Рисунке 5. В Европе Ujhelyi [32] представил график прочности с использованием цементов, соответствующих спецификациям EN 197-1, составу , спецификациям и критериям соответствия для обычных цементов. (CEM 52,5, 42,5 и 32,5) . Согласно Erdélyi [26] эти значения умножаются на 0,92 для цементов EN 206-1. Эти графики показаны на Рисунке 1 (b) и сравниваются со значениями, данными ACI 211.1.
(6) Технологичность бетона подразделяется на три основных уровня: низкая, средняя и высокая.Сюда входят самые практические требования к удобству выполнения большинства бетонных работ.
(7) Поскольку удобоукладываемость-когезия зависит от количества цементного теста и его когезии вокруг мелких частиц заполнителя и внутри пустот набивки крупного заполнителя, это зависит от общего количества мелких заполнителей в единице объема бетона. Отсюда можно сделать вывод, что факторы WD и WC взаимозависимы. Чтобы учесть это, правая часть (5) умножается на поправочный коэффициент.Таким образом, выводится новое уравнение (см. (6)), которое записывается в виде где — сухой сыпучий вес мелкозернистого заполнителя и — вес мелкого заполнителя. Для фактора был получен специальный график, подробности которого будут объяснены в следующих разделах.
3. Программа и процедура исследования
Основными этапами исследования являются: (1) определение и нанесение на график факторов «WC» и «WD», рассмотренных в предыдущем разделе, с учетом влияющих на них переменных, (2) получить четкую взаимосвязь между прочностью бетона с использованием местных материалов и соотношением цемент / вода цилиндрических образцов (аналогично ACI 211.1), (3) для получения прочности бетонных кубов, отлитых с соотношением цемент / вода 2 (0,5) с использованием местных материалов (аналогично британскому методу расчета смеси DoE). Процедура, которой следовали, состояла из следующих шагов.
(I) Различные бетонные смеси были дозированы и приготовлены в лабораторных условиях с использованием метода абсолютного объема ACI 211.1 или британских методов разработки смесей DoE. Затем эти смеси были тщательно доведены до требуемой обрабатываемости и были получены окончательные пропорции смеси.
(II) Коэффициент «WD» был рассчитан путем решения производных уравнений (2) и (4) следующим образом: где — скорректированный вес грубого заполнителя, используемого в смеси, — удельный вес крупного заполнителя, умноженный на на единицу веса воды, — сухой сыпучий вес грубого заполнителя. УФ было принято равным 1,0 кубический метр, а удельный вес воды — 1000 кг на кубический метр. Все используемые единицы измерения — кг-метры.
При определении коэффициента «WD» были приняты во внимание следующие переменные: (а) удельный вес крупных заполнителей, (б) максимальный размер заполнителей, (в) тонкость мелких заполнителей (выраженная в виде крупности). модуль), (d) насыпной вес единицы и соответствующее соотношение пустот, и (e) степень удобоукладываемости.
(III) Во время теоретического дозирования смеси значение захваченных воздушных пустот () было сначала принято в соответствии со значениями, указанными в методе расчета смеси ACI 211.1. Позже это значение было измерено экспериментально после окончательной корректировки пропорций смеси.
(IV) Коэффициент «WC» был определен с использованием (2), (4) и (5). Уравнение (8) может быть получено и записано в виде где — удельный вес мелкозернистого заполнителя, умноженный на единицу веса воды, и — сухой сыпучий вес мелкозернистого заполнителя.
Коэффициент «WC» был сначала рассчитан (после окончательной регулировки смеси) с использованием (8) и ввода соответствующих значений для,, и. В зависимости от удельного веса крупного заполнителя, изменение удельного веса привело бы к изменению и, следовательно, поправочного коэффициента,.
(V) Чтобы получить взаимосвязь между коэффициентом «WC» и, коэффициент WC сначала был найден для постоянного значения удельного веса (было принято = 1,0 для удельного веса грубого заполнителя = 2.8, самое высокое значение, обнаруженное в исследовании). Зависимость между и удельным весом была получена и нанесена на график.
(VI) Из этапов (IV) и (V) были получены два графика: один для фактора WC, а другой — для фактора. При определении коэффициента WC учитывались следующие переменные: (а) объем пасты, на который влияет степень удобоукладываемости и водоцементного отношения, (б) модуль дисперсности мелкозернистых заполнителей, (в) удельный гравитация и (d) объем сыпучей единицы мелкозернистого заполнителя и соответствующее относительное соотношение пустот между частицами заполнителя.
(VII) Окончательная корректировка дозировки смеси была сделана для каждой смеси, чтобы обеспечить желаемую степень удобоукладываемости. Было измерено содержание воздуха, а затем были приготовлены кубы 150 мм и / или цилиндры 150 × 300 мм в соответствии с процедурами, описанными в соответствующих стандартах (ASTM и BS). Кубики и цилиндры были приготовлены группами по 3 или более человек, отверждены в стандартных условиях, а затем испытаны на прочность в возрасте 28 дней.
(VIII) Специальные смеси с соотношением цемент / вода 2 были дозированы и затем доведены до желаемой степени удобоукладываемости.Кубики диаметром 150 мм были приготовлены в соответствии с британскими стандартами, отверждены в стандартных условиях отверждения, а затем были испытаны на прочность в возрасте 28 дней.
(IX) После того, как были получены все графики, специальные смеси были дозированы с помощью нового метода «когезия-дисперсия» и сравнивались с методами расчета смесей ACI 211.1 и британским DoE.
(X) Исследование проводилось в два этапа.
1 этап . Этот этап начался в Кувейтском университете в 1988 году. Все смеси были приготовлены в лабораторных условиях.Предварительные соотношения получены с использованием местных материалов.
2 этап . Этот этап был завершен в Иордании, где метод применялся в условиях площадки. Объекты находились в проектах Murhib и Quanta для Управления водного хозяйства, где автор работал инженером по материалам и контролю качества. Дальнейшие испытания были также проведены в лабораториях Университета прикладных наук и Хашимитского университета, где были проверены окончательные графики.
4. Материалы
OPC из двух источников использовался во всех миксах.Кувейтский OPC использовался на этапе 1, а иорданский OPC использовался на этапе 2. Во все смеси были добавлены натуральные и измельченные заполнители. Таблицы 1 и 2 суммируют свойства используемых агрегатов. В смеси были введены высокие диапазоны градации заполнителей, чтобы проверить применимость метода для различных градаций, которые иногда не принимались ACI или британскими стандартами.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Процент образцов, выходящих за стандартные пределы при испытании на соответствие требованиям классификации. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Процент образцов, выходящих за стандартные пределы при испытании на соответствие требованиям классификации. |
5. Результаты и обсуждение
5.1. Air Content
В таблице 3 показаны результаты измерений содержания воздуха в бетоне. Уловленный воздух измеряли с использованием метода давления, описанного в ASTM C231.Понятно, что результаты тестирования были близки к значениям, указанным в ACI 211.1. Следовательно, округление средних значений до ближайшего целого числа (для первой оценки пропорций смеси) приводит к значениям 1%, 2% и 3% захваченного воздуха для максимального размера заполнителя 40, 20 и 10 мм, соответственно. Эти значения совпадают с предположением, что значения захваченного воздуха, указанные в ACI 211.1, применимы при дозировании смеси.