Способы определения жесткости бетонной смеси

Жесткость бетонной смеси: методы определения

Приобретая бетонную смесь, учитывают ее класс и прочность. Удобство в укладке строительного материала играет большую роль, поэтому жесткость смеси — один из дополнительных критериев ее выбора. Этот показатель означает легкость и полноту заполнения раствором используемых при строительстве форм.

Что такое жесткость бетонной смеси

Жесткость бетонной смеси — характеристика сырья, означающая его удобоукладываемость. Для измерения этой величины следят за временем, в течение которого смесь окончательно осядет, станет плотной и ровной.

Специалисты проводят замеры в формованном конусе на виброплощадке. При этом используется бетонный раствор, зерна которого не превышают 4 см.

Государственные стандарты устанавливают несколько марок жесткости:

Степень жесткости, измеряемая в секундах

Бетонная смесь Ж1 самая мягкая, Ж5 — самая твердая. Чем дольше по времени осуществляется усадка бетона и его уплотнение, тем жестче он становится.

В чем измеряется жесткость бетонной смеси

Под жесткостью понимается способность смеси оставаться однородной и не подвергаться расслойке при транспортировке. При уплотнении тяжелые фракции проседают, а мелкие — поднимаются наверх. Эти процессы негативно сказываются на прочности бетона. Чтобы не допустить этого, нужно правильно подсчитать процент мелких фракций, использовать пластификаторы и минимальное количество воды.

Время, пока раствор не утрамбуется до однородной массы и определяет его жесткость. Чем быстрее он становится ровным, тем он считается более удобоукладываемым.

Прибор для измерения жесткости

Показатель жесткости определяют, используя специальный прибор с сосудом цилиндрической формы. Перед началом определения показателей подготавливают приборы и оборудование, уделяя внимание рабочей площадке:

• лабораторное устройство для определения жесткости и дополнительные приборы очищают от пыли и иных загрязнений;
• влажной ветошью протирают все плоскости, которые подлежат соприкосновению с цементом;
• крепко закрепляют оборудование на виброплощадке;
• конус для подачи смеси вставляют в кольцо установки и надежно фиксируют.

После подготовки приступают к непосредственному исследованию и определению жесткости бетонной смеси. Для этого ее заливают в конус. Затем разворачивают штатив, снимая форму из стали. Затем диск из металла прислоняют к поверхности отформованного конуса. Одновременно включают секундомер и создают вибрацию, наблюдают за уплотнением раствора.

Вибрация продолжается до тех пор, пока цемент не станет поступать, минимум из двух отверстий металлического диска, имеющего шесть отверстий. Как только наступает этот момент, работу оборудования останавливают и засекают время его остановки. Потраченное на испытание время в секундах позволяет рассчитать жесткость бетона.

Как происходит определение

При испытаниях могут быть получены нецелые значения, показатель жесткости округляют до одной секунды. Испытание проводится не менее двух раз, поэтому за техническую характеристику берется среднее значение двух величин. Если результаты испытаний не совпадают более чем на 20 %, то их проводят снова, используя другую бетонную смесь.

Одной из характеристик бетонного раствора является связность, под которой понимается сохранение однородности состава и отсутствие расслойки во время перевозки и укладки. В результате трамбовки смеси частицы уплотняются, а оставшаяся вода выжимается в верхние слои раствора. При этом под зернами объемного заполнителя образуются полости. Если заполнитель обладает высокой плотностью, то его частички оседают. Иначе частицы пористого уплотнителя поднимаются к поверхности. Это ухудшает структуру бетона, в результате чего растет водонепроницаемость и снижается морозостойкость. Для увеличения связности и предотвращения расслоения, правильно высчитывают количественное число мелкого заполнителя в составе бетонной смеси и сокращают расход воды, смешивая пластифицирующие добавки.

В лабораториях используют простой способ определения этой величины по технологии Скрамтаева Б.Г.. В кубическую металлическую форму помещают обыкновенный конус. Его освобождают от опор и делают меньше нижний диаметр, чтобы он беспрепятственно вошел внутрь кубической формы.

Такой конус заполняют тремя слоями состава. После удаления металлического конуса, бетонную смесь исследуют на виброплощадке. Вибрацию поддерживают до тех пор, пока все углы куба не наполнятся бетоном. После того как смесь заполнит форму и распределится абсолютно горизонтально и равномерно, вибрацию отключают и приступают к определению величины жесткости.

Время, в течение которого сохраняется вибрирование, зависит от подвижности раствора, размеров формируемого предмета, наличия арматуры, частоты и амплитуды движения вибрационного прибора. Чем меньше размер изделия и жесткость цементного раствора, тем меньше времени необходимо для полной утрамбовки состава.

Многочисленные исследования показывают, что показатель жесткости, полученный при использовании прибора с цилиндрическим сосудом, практически в два раза меньше показателя, который получают по методу Скрамтаева Б.Г.

Марки и разновидности бетонной смеси по жесткости по ГОСТ

Удобоукладываемость — показатель следующих свойств раствора:

• формирование в процессе наполнения формы однородной плотной структуры;
• простота укладки;
• отсутствия расслоения;
• прочность после затвердения цементной массы.

В зависимости от удобоукладываемости все бетонные смеси делятся на жесткие, сверхжесткие и подвижные.

Жесткие смеси

Они содержат малое количество жидкости, поэтому цемент получается крепким. По-другому такое сырье именуют трамбованным бетоном, используемым для постройки сооружений, подвергающихся высокой нагрузке.

Чтобы получить материал высокой плотности, его тщательно трамбуют. В процессе усадки на поверхности состава выступает небольшое количество жидкости. После сжатия смеси в кулаке, образуется пластичный кусок, который не оставляет следов на руках.

Жесткие смеси обладают крепким сцеплением с арматурой и формируют идеально ровные поверхности. Технология их изготовления сложна и затратна. Поэтому такой материал используют для строительства зданий и сооружений, которые в процессе использования будут подвергаться нагрузкам.

Сверхжесткий бетон

Изготавливают путем гидротермальной обработки рабочего раствора. После соединения составов их уплотняют и переводят в состояние твердого металла. При изготовлении сверхжесткого бетона отсутствует стадия разжижения состава. В промышленности такое сырье применяют в редких случаях.

Применение пластификаторов — один их эффективных способов повышения удобоукладываемости бетонных смесей. Проведенные исследования доказали, что пластифицирующая добавка ЛСТ снижает потребность смеси в воде от 10 до 30%. Эффективность добавок снижается составе жесткого бетона.

Источник

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.

Источник