Удобоукладываемость бетонной смеси (бетона): что это такое и для чего нужна строителям эта характеристика

Удобоукладываемость бетона – одна из важнейших характеристик замешанной смеси, которая влияет как на комфорт в работе, так и на основные свойства застывшего монолита (прочность, морозостойкость и т.д.). Несмотря на то, что в индивидуальном строительстве на удобоукладываемость редко обращают внимание, данный параметр очень важен и действительно способен существенно изменить технические характеристики бетона.

Удобоукладываемость бетонной смеси – это ее способность легко, быстро, в полном объеме наполнять вмещающую форму, не расслаиваться в процессе доставки, хранения. Данный параметр зависит от свойства раствора удерживать воду, связан с показателем подвижности. Физически ухудшает удобоукладываемость раствора появляющаяся в объеме сила трения.

• Сверхжесткие
  – индекс СЖ.
• Жесткие
  – обозначаются буквой Ж.
• Подвижные
  – индекс П.
• Растекающиеся
  – обозначаются буквой Р.

Параметр измеряется разными методами – по осадке конуса, прибором Вебе (применяется для жестких смесей), модификация прибора Вебе-Н (для сверхжестких растворов). Осадка конуса – самый простой способ изучения степени жесткости смеси. В форму набирают бетон, уплотняют, конус поднимают и смотрят, на сколько сантиметров оседает смесь. В соответствии с результатами раствору присваивают нужное значение.

Что это такое

В быту обычно под термином удобоукладываемости бетона понимают простоту и легкость его укладки с отсутствием расслаивания. Но эти категории не исчерпывают показатель, который также зависит от уплотнения бетона. Так, удобоукладываемость, актуальная для массивных конструкций из бетона, не подойдет для густоармированных и тонкостенных элементов.

1. Адгезия между отдельными компонентами в растворе (внутреннее уплотнение).
2. Адгезия бетона и поверхности армирования (поверхностное).

Часть уплотнительного усилия уходит на колебания опалубки, сотрясение и вибрации схватившихся частиц. В связи с этим энергия предполагает как полезную, так и бесполезную работу. Полезная затрачивается на преодоление внутреннего/поверхностного сцепления. В зависимости от того, насколько хорошо смесь укладывается в форму и занимает ее без наличия пустот, растворы делятся на классы по удобоукладываемости.

С одной стороны, хорошо укладываемый раствор позволяет добиться максимальной плотности, с другой же – жесткие смеси обычно более прочные. Понятие удобоукладываемости очень тесно связано с консистенцией – она определяет особенности состояния смеси, сохранность формы, способность материала к пластической деформации. Но если консистенция используется для характеристики жидкого бетона, то удобоукладываемость – как для жидкого, так и для застывшего (ведь данный показатель напрямую влияет на плотность).

Смеси, неспособные растекаться под своим весом, считаются жесткими, текучие называют подвижными. Ввиду воздействия на данный параметр сцепления частиц компонентов между собой и стенками опалубки, зависимость такая: чем больший размер частиц, тем большее сопротивление и тем менее подвижна и удобоукладываемая смесь.

С целью повышения подвижности в раствор можно добавить больше воды, но это плохо скажется на качестве монолита, сделав его менее прочным и склонным к деформациям (вода испаряется с появлением трещин, сколов, расслаиваний). Более подходящий метод – введение в состав специальных добавок, которые называют пластификаторами.

Несмотря на то, что удобоукладываемость смеси считается важным показателем, который влияет на комфорт в работе и плотность монолита, его способность принять нужную форму, тут важно соблюдение баланса. Слишком жидкий раствор действительно заливается хорошо, но может проливаться сквозь щели опалубки из досок, уходить внутрь бетонной подушки (просачивается без создания нужной толщины слоя сверху).

• Температура
  окружающей среды и смеси.
• Дальность транспортировки
  – 2-5 сантиметров осадки конуса на каждые 10 километров пути.
• Время, скорость движения
  – 1-5 сантиметров О.К. на каждые полчаса хода.

Нормативные документы

Характеристика удобоукладываемости бетонной смеси рассматривается в нескольких ГОСТах – в 7473-94 указаны общие требования к бетонным растворам и подается описание их классификации; в 10181.1-81 рассматриваются методы испытаний растворов на удобоукладываемость и использующиеся для данных исследований инструменты.

ГОСТ 10181.1-81

Данный ГОСТ рассматривает использующиеся методы испытаний раствора на удобоукладываемость. Благодаря описанию способов классификации материала по удобоукладываемости можно лучше понять особенности и свойства смесей, определить оптимальные показатели для использования в той или иной сфере. В соответствии со значениями жесткости и подвижности существуют два основных метода – осадка конуса и специальные приборы.

Осадка конуса является наиболее универсальным методом определения свойств бетона, который используется для работы со всеми типами материала. А вот исследования с применением специальных приборов проводят чаще всего для более жестких смесей, которые не удается классифицировать осадкой конуса.

Приборы

Для испытаний на осадку конуса используют специальный металлический конус (усеченный и с воронкой), с ручками и упорами. Для проверки степени жесткости применяют два устройства – вибростол в виде площадки с колебаниями со скоростью около 3000 в минуту и амплитудой около 0.5 миллиметров, а также цилиндр со штативом и массивным металлическим диском с 6 отверстиями, который опускается на штативе.

Методика испытаний

ГОСТ регламентирует обязательную проверку любой смеси на осадку конуса.

• Установка конуса высотой 30 сантиметров на стальной плоский лист.
• Наполнение формы через воронку смесью, укладка 3 слоями одинаковой толщины со штыкованием каждого из слоев. Штыкуют 25 раз один слой прутом со скругленными краями сечением 16 миллиметров и длиной 600 миллиметров.
• Снятие воронки, удаление кельмой лишнего бетона по уровню верхнего среза конуса.
• Снятие конуса медленно и без сотрясения, в течение 3-7 секунд (по ГОСТу).
• Измерение линейкой с делениями максимум 0.5 сантиметра разницы между верхним срезом конуса и верхом осевшего бетонного раствора. Эта разница и определяет уровень подвижности.
• Повторное испытание с полным повторением всех этапов – для достоверности, поиск среднего арифметического между 2 значениями.

• П1 – расплыв в 1-4 сантиметра;
• П2 – в 5-9 сантиметров;
• П3 – 10-15 сантиметров;
• П4 – разница в 16-20 сантиметров;
• П5 – больше 20 сантиметров.

Если проверяется бетон с наполнителем величиной больше 40 миллиметров, для испытаний используют увеличенный конус, а результат потом умножают на коэффициент 0.67. В случае, когда О.К. = 0, для испытаний используют специальный прибор (второй тип).

Прибор жестко крепят к виброплощадке (он должен быть снабжен фланцем), в полый цилиндр помещают конус бетона. Далее штатив поворачивают так, чтобы диск мог занять позицию строго под конусом, фиксируют зажимным винтом. Потом диск нужно опустить на поверхность образца, одновременно с включением вибрации запустить секундомер. Считать прекращают в момент продавливания раствора через любые 2 из 6 отверстий диска. Результат в секундах является характеристикой уровня жесткости смеси.

ГОСТ 7473-94

Данный документ содержит таблицу, которая определяет марки бетона по удобоукладываемости. Также стандарт указывает требования к воде, которая используется для затворения, к составу раствора, максимальной погрешности соотношений компонентов в процентах (1% для вяжущего и пластификаторов, 2% для наполнителей).

Оценивают удобоукладываемость на базе таких показателей: подвижность (осадка конуса) и жесткость (время вибрации в секундах).

Применение

Сохраняемость формы бетона и удобоукладываемость определяют сферу использования раствора.

• Промышленность, монолитные работы и создание бетонных изделий – П2-П3 (осадка конуса в районе 5-15 сантиметров). Вибрирование обязательно, также при укладке на больших площадях предполагаются большие трудозатраты.
• Узкие опалубки, густоармированные конструкции, колонны, иные труднодоступные места – П4 (О.К. 16-20 сантиметров). Смесь пластична, хорошо заполняет форму даже без вибратора.
• Укладка бетононасосом – также стоит выбирать П4.
• Бетононасос и густое армирование – П5 (О.К. 21-25 сантиметров), которые готовят с суперпластификаторами и введением в состав специальных мелких наполнителей.

Полезные мелочи

Удобоукладываемость бетона – важный параметр, на который стоит обращать внимание. Для повышения подвижности можно просто добавить воды в раствор, но это неизбежно сказывается на его качестве. Лучший вариант – введение в состав специальных пластификаторов либо более доступных по стоимости веществ (некоторые мастера советуют добавлять моющее средство для посуды или жидкое мыло из расчета 1 столовая ложка на ведро).

Стоит вспомнить и про растекаемость – есть специальные растекающиеся смеси (обозначаются маркой по расплыву конуса с индексами от Р1 до Р6). Это обычно самоуплотняющийся бетон – демонстрирует высокую подвижность, не расслаивается, а заполняет опалубку и равномерно растекается, качественно обволакивает арматуру без механических усилий и вибрирования. Обычно такой бетон применяют в густоармированных конструкциях при высотном строительстве, где нельзя вибрировать.

Жесткость бетонной смеси обозначается индексом в диапазоне от Ж1 до Ж5, также может влиять на особенности проведения работ и застывания монолита. Часто в дорожном строительстве используют «тощий бетон», а вот в частном домостроении смесь не актуальна из-за сложности укладки. В таком растворе мало воды и цемента, часто бетон добирает влагу из почвы.