3. Определение показателей удобоукладываемости бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси определяют по жесткости и (или) подвижности. Подвижность является статической характеристикой, так как оседание отформованного из бетонной смеси конуса происходит под действием собственной массы. Жесткость – динамическая характеристика в связи с тем, что расплыв смеси обусловлен механическими колебаниями составляющих компонентов под действием вибрации. Определение удобоукладываемости начинают через 15 мин после начала перемешивания смеси с водой.

Подвижность бетонной смеси – ОК

Увлажненную изнутри металлическую форму в виде усеченного конуса высотой 300 мм, верхним и нижним диаметром 10 и 20 см соответственно заполняют в три приема бетонной смесью примерно равными объемами. Каждый слой уплотняют 25-кратным штыкованием металлической штыковкой. После уплотнения бетонной смеси ее поверхность выравнивают кельмой, конус поднимают вертикально вверх и устанавливают рядом с бетонным. Осадку смеси по отношению к верху конуса замеряют с точностью до 1 см.

Жесткость бетонной смеси – Ж

Этот показатель определяют по методу Скрамтаева. Металлическую форму размером 200×200×200 мм со вставленным внутрь усеченным конусом устанавливают на виброплощадку. Заполняют конус бетонной смесью как в предыдущем опыте. Конус снимают, включают виброплощадку и секундомер. Вибрирование проводят до заполнения бетонной смесью углов формы и образования ее горизонтальной поверхности. Время вибрирования в секундах служит показателем жесткости бетонной смеси.

4. Определение плотности и класса бетона

Из бетонной смеси каждого состава формуют по шесть образцов размером 100×100×100 мм. Через 28 суток твердения в естественных условиях (t = 18 2°C, W = 95 – 98%) определяют по трем образцам плотность и класс бетона.

Плотность бетона определяют по ГОСТ 12730.0-78. Измеряют размеры образцов с погрешностью до 1 мм. Массу образцов определяют с погрешностью не более 0,1%. Среднюю плотность бетона , кг/м³ рассчитывают по формуле

(7)

где m – масса образца в г; V – объем образца в см³.

Определяют среднее арифметическое значение плотности по трем результатам.

Механические свойства бетона оценивают значением прочности на осевое сжатие в проектном возрасте (28 суток) – классом бетона. Класс бетона обозначают , Н/мм², МПа, где f_ck – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию призм или цилиндров при обеспечении 0,95, f_ck допускается принимать 0,8 f^G_c,cube; f^G_c,cube – гарантированная производителем прочность на осевое сжатие кубов 150×150×150 мм в проектном возрасте.

Приняты следующие классы конструкционных бетонов:

• тяжелые с С⁸/₁₀ до С¹⁰⁰/₁₁₅;

• мелкозернистые С⁸/₁₀ до С³⁵/₄₅.

Для определения класса бетона находят f^G_c,cube.

На образцах-кубах выбирают опорные грани, так чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в форме. Линейные размеры образцов измеряют с погрешностью не более 1%. Устанавливают образец на нижнюю плиту гидравлического пресса и нагружают до его полного разрушения.

Гарантированную прочность бетона на осевое сжатие f^G_c,cube, Н/мм², кгс/см² рассчитывают по формуле

f^G_c,cube (8)

где – масштабный коэффициент для приведения прочности бетона к прочности бетона в образцах базового размера и формы, = 0,95; F – разрушающая нагрузка, Н (кгс); А – площадь образца, мм² (см²).

Определяют среднеарифметическое значение трех экспериментально полученных результатов R, имеющих допустимые отклонения от среднего показателя (не более 10%). Прочность бетона на осевое сжатие используют при расчете состава бетона. Нормативное сопротивление бетона f_ск, Н/мм², МПа определяют по зависимости

f_ск = 0,8 f^G_c,cube, (9)

По полученным значениям f_ск, f^G_c,cube определяют класс бетона (табл. 4).

Таблица 4

Прочностные характеристики тяжелых и мелкозернистых бетонов

Характеристики ед. измерения	С8/10	С12/15	С16/20	С20/25	С25/30	С30/37	С35/45	С40/50
fск, МПа	8	12	16	20	25	30	35	40
fGc,cube, МПа	10	15	20	25	30	37	45	50

С45/55	С50/60	С55/67	С60/75	С70/85	С80/95	С90/105	С100/115
45	50	55	60	70	80	90	100
55	60	67	75	85	95	105	115

Контроль прочности бетона можно проводить неразрушающими методами.

Для определения прочности бетона ультразвуковым импульсным методом (СТБ 2264) на противоположных гранях трех кубов по центру намечают точки прозвучивания, замеряют расстояние между ними (базу прозвучивания). Поверхность бетона на участке испытания не должна иметь наплывов и вмятин, раковин и воздушных пор глубиной более 1 мм и диаметром более 2 мм.

Для обеспечения лучшего контакта места прозвучивания на образцах и рабочие поверхности ультразвуковых преобразователей смазывают тонким слоем одной из следующих вязких сред: солидол, технический вазелин, жидкое мыло.

Используя ультразвуковой прибор, определяют время распространения ультразвука через бетонные образцы. Проводят три замера для каждого куба и по среднеарифметическому значению времени рассчитывают скорость прохождения ультразвука С, м/с

, (10)

где l – база прозвучивания, мм; t – время распространения сигнала, мкс.

По градуированной зависимости С-R(рис. 1) определяют прочность бетона.

Прочность бетона неразрушающим методом пластических деформаций (СТБ 2264) определяют при помощи эталонного молотка Кашкарова. Он состоит из головки молотка, рабочая часть которой снабжена стальным шариком определенной твердости и диаметра. В стакане молотка между его корпусом и шариком имеется отверстие, в которое вставляют эталонный металлический стержень, выполненный из гладкой арматурной стали определенной марки, диаметром 12 мм.

Для нанесения удара выбирают участок бетонной поверхности, на котором отсутствуют раковины и поры. Наносят не менее 5 ударов по разным боковым граням трех образцов. Удар направляют перпендикулярно поверхности бетона с усилием, обеспечивающим получение отпечатка на бетоне размером 4,8 – 11,2 мм, а на металлическом эталоне – не менее 2,5 мм. После каждого удара стержень передвигают так, чтобы расстояние между отпечатками было не менее 10 мм. Отпечатки на бетоне должны быть на расстоянии друг от друга не ближе 30 мм.

Диаметр отпечатка замеряют с точностью до 0,1 мм. При некруглой форме отпечатка берут его больший размер. Рассчитывают среднее арифметическое значение диаметра отпечатков на бетоне и эталоне и определяют косвенный показатель прочности отношением диаметров

, (11)

где d_б – среднее арифметическое значение диаметров отпечатков на бетоне, мм; d_э – среднее арифметическое значение диаметров отпечатков на эталоне, мм.

Используя унифицированную зависимость D-R, определить прочность бетона (рис. 2).

Анализируя данные таблицы 3 по значениям подвижности и жесткости составов 1, 2, определяют группу и марку бетонной смеси по удобоукладываемости, сравнивают полученные марки и определяют группу добавки по пластифицирующему эффекту. На основании полученных данных делают вывод о влиянии добавки пластификатора на свойства бетонной смеси и бетона; оценивают область рационального использования бетона на плотных заполнителях; определяют достоинства и недостатки неразрушающего метода контроля прочности бетона.

Рис. 1. Унифицированная зависимость С-R для ультраз вукового импульсного метода импульсного метода

Рис. 2. Унифицированная зависимость D-R для метода пластической деформации

(эталонный молоток Кашкарова)

Контрольные вопросы для защиты выполненной

лабораторной работы

1. От каких факторов зависит удобоукладываемость бетонной смеси?

2. Каким образом можно повысить удобоукладываемость бетонной смеси?

3. Классификация пластифицирующих добавок по вызываемому эффекту. Группа добавки, используемая в работе.

4. Как рассчитать расход раствора добавки на 1 м³ бетонной смеси?

5. Механизм действия пластифицирующей добавки на цементные композиции: бетонные смеси, бетоны.

6. С какой целью добавку вводят в бетонную смесь при условии постоянного водоцементного отношения?

7. От чего зависит плотность бетонной смеси?

8. По каким показателям определяют марку и группу бетонной смеси по удобоукладываемости?

9. Какие показатели вводят в условное обозначение бетонной смеси? Приведите примеры.

10. Как определить прочность бетона неразрушающим методом пластических деформаций?

11. Как определить прочность бетона ультразвуковым импульсным методом?

12. Какой из применяемых неразрушающих методов контроля прочности бетона более точен и почему?

13. Каков класс испытанного вами бетона? Рациональная область его использования.

Перечень ГОСТов и СТБ,

используемых при выполнении работы

1. СТБ 1035-95. Смеси бетонные. Технические условия.

2. СТБ 1182-99. Бетоны. Правила подбора состава.

3. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

4. СТБ 1545-2005. Смеси бетонные Методы испытаний.

5. ГОСТ 12730.0-78. Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости.

6. ГОСТ17624-87.Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

СТБ2264-2012.Испытание бетона.Неразрушающий контроль прочности.