6.4 Удобоукладываемость и расслаиваемость бетонной смеси

Основным показателем качества бетонной смеси тяжелого и легкого бетона, которым оперируют на производстве, является марка по удобоукладываемости.

Удобоукладываемость (ГОСТ 10181.1-2000) бетонных смесей определяют по показателям подвижности и жесткости. Для пла­стичных бетонных смесей, укладываемых под действием собст­венного веса или с приложением небольших механических уси­лий, определяют показатель подвижности, а для малопластич­ных смесей, требующих значительных усилий при укладке, - показатель жесткости.

Для контроля удобоукладываемости при изготовлении сбор­ных и монолитных изделий и конструкций на месте укладки бе­тонной смеси отбирают пробы этой смеси. Отбор пробы смеси для испытаний осуществляют из средней части замеса или дос­тавленной к месту укладки порции бетонной смеси. Объем ото­бранной пробы должен обеспечивать проведение не менее двух определений свойств бетонной смеси.

Перед проведением испытания проба должна быть дополни­тельно перемешана. Дополнительному перемешиванию не подвер­гают бетонные смеси, содержащие воздухововлекающие, газо- и пенообразующие добавки, а также предварительно разогретые смеси.

Испытание бетонной смеси должно начинаться не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.

Подвижность бетонной смеси характеризуется размером осадки конуса ОК (см), отформованного из испытуемой бетон­ной смеси. Для бетонных смесей с заполнителем крупностью до 40 мм включительно используют стандартный конус (рисунок 6.2), изготовленный из листовой стали; для смесей с зернами боль­шей крупности — увеличенный конус.

Рисунок 6.2 – Определение подвижности бетонной смеси стандартным конусом: 1 – 2упоры; 2 – ручки; 3 – конус; 4,5 - линейки

Рисунок 6.3 – Прибор для определения жесткости бетонной смеси: 1 – форма; 2 – кольцо-держатель; 3 – конус; 4 – воронка; 5 – штанга; 6,10 – втулки; 7 – шайба; 8 – диск; 9 – штатив

Перед испытанием конус и все остальные приспособления очищают и протирают влажной тканью. Конус устанавливают на гладкий металлический лист размером не менее 700x700 мм и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уплотняют штыкованием ме­таллическим стержнем диаметром 16 мм, длиной 600 мм, в стан­дартном конусе — 25 раз, в увеличенном — 56 раз. Конус во время наполнения должен быть плотно прижат к листу. После уплотнения бетонной смеси воронку снимают и избыток смеси срезают вровень с верхними краями конуса.

Далее конус плавно снимают с уплотненной бетонной сме­си, поднимая его вертикально вверх, и ставят рядом с ней. Время, затрачиваемое на подъем конуса, должно составлять 3...7 с.

Осадку конуса бетонной смеси ОК определяют, укладывая ме­таллическую линейку ребром на верх конуса и измеряя расстоя­ние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с по­грешностью не более 0,5 см. Величину ОК, определенную в уве­личенном конусе, приводят к величине ОК в стандартном конусе ум­ножением ее на коэффициент 0,67. Осадку конуса пробы бе­тонной смеси определяют дважды, причем время испытания от начала наполнения конуса при первом определении и до мо­мента измерения осадки конуса при втором определении не должно превышать 10 мин.

Если после снятия конуса бетонная смесь сильно деформи­руется (разваливается) или приобретает форму, затрудняющую определение ее усадки, измерение не выполняют, а повторяют испытания на новой порции бетонной смеси.

Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 см как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 1 см при ОК < 4 см, на 2 см при ОК = 5...9 см и на 3 см при ОК > 10 см. При больших расхождениях результатов испытания повторяют на новой пробе. Если определенная в соответствии с вышесказанным осадка конуса равна нулю, смесь считают не обладающей подвижностью и ее оценивают другим методом, определяя показатель жесткости.

Жесткость бетонной смеси Ж характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уп­лотнения предварительно отформованного конуса бетонной сме­си в стандартном приборе.

Прибор для определения жесткости бетонной смеси (рисунок 6.3) состоит из цилиндрической формы 1 с фланцем в основа­нии, в которую вставляется стандартный конус 3 с воронкой 4. На форме 1 сверху расположено кольцо-держатель 2 для укре­пления конуса, а сбоку — фиксирующая втулка 10 с зажимным винтом для крепления штатива 8. На конце штатива находится диск 8 с шестью отверстиями диаметром 5 мм, который может перемещаться в вертикальной плоскости штангой 5, скользящей во втулке 6. Общая масса подвижной части — диска S, штанги 5 и шайбы 7 - (2750 ± 50) г. Перед испытанием внутреннюю по­верхность прибора протирают влажной тканью.

Цилиндрическую форму жестко закрепляют на вибропло­щадке, которая обеспечивает вертикально направленные коле­бания частотой 45...50 с^-1 (2800...3000 кол/мин) и амплитудой (0,5±0,01) мм. В форму вставляют и закрепляют конус, после чего его заполняют бетонной смесью так же, как при определе­нии подвижности (в три слоя со штыкованием каждого слоя 25 раз). Затем конус вынимают из формы; диск 8 прибора путем поворота штатива 9 устанавливают над конусом из бетонной смеси и свободно опускают на нее. Штатив закрепляют в фик­сирующей втулке 10 зажимным винтом.

Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделе­ние цементного молока хотя бы из двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Полученное время в секундах характеризует жесткость бетонной смеси.

Жесткость пробы бетонной смеси определяют дважды. Об­щее время испытания от начала первого определения до окон­чания второго не должно превышать 15 мин.

Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 с как среднее арифметическое значение результатов двух опреде­лений из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20 %. При большем расхождении результатов оп­ределение повторяют на новой пробе.

В соответствии с ГОСТ 7473—94 «Смеси бетонные. Техниче­ские условия» в зависимости от удобоукладываемости, устанав­ливаемой по подвижности или жесткости, бетонные смеси под­разделяют на марки (таблица 6.4).

Марки бетонной смеси по удобоукладываемости Таблица 6.4

Марка по удобоукладываемости	Норма удобоукладываемости по показателю
	жесткости, с	подвижности, см
		осадка конуса	расплыв конуса
Сверхжесткие смеси
СЖЗ	Более 100	-	-
СЖ2	51...100	-	-
СЖ1	50 и менее	-	-
Жесткие смеси
Ж4	31...60	-	-
ЖЗ	21...30	-	-
Ж2	11…20	-	-
Ж1	5…10	-	-
Подвижные смеси
П1	4 и менее	1...4	-
П2	-	5...9	-
ПЗ	-	10...15	-
П4	-	16...20	26...30
П5	-	21 и более	31 и более

При внимательном рассмотрении данной классификации можно заметить, что одинаковую удобоукладываемость могут иметь сверхжесткие и жесткие бетонные смеси, что позволяет отнести одну и ту же бетонную смесь к нескольким маркам по удобоукладываемости (например, бетонную смесь с жесткостью 52...55 с можно одновременно отнести к марке СЖ2 и марке Ж4). В таких случаях для разрешения данного противоречия и окончательного назначения марки необходимо учитывать не только удобоукладываемость, но и расслаиваемость бетонной смеси.

Расслаиваемость. Согласно ГОСТ 10181.4 «Смеси бетонные. Методы оценки расслаивав мости», расслаиваемость бетонной сме­си устанавливают по ее раствороотделению и водоотделению.

Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связ­ность при динамическом воздействии, определяют путем сопо­ставления содержания растворной составляющей бетонной сме­си в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерами 200x200x200 мм.

Для этого бетонную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов бетона размерами 200x200x200 мм по ГОСТ 10180—78. После этого уплотненную бетонную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лаборатор­ной виброплощадке в течение времени, равного 10Ж, где Ж — показатель жесткости смеси по ГОСТ 10181.1, а для подвижных смесей в течение 25 с.

После вибрирования верхний слой бетона высотой (10±0,5) см из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца вы­гружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

При испытании жестких бетонных смесей допускается перед разделением свежеотформованного образца производить его распалубку.

Отобранные пробы бетонной смеси взвешивают с погреш­ностью до 10 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отвер­стиями величиной 5 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления цементного раствора с поверхности зерен крупного заполнителя. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

Отмытые порции заполнителя переносят на чистый проти­вень и высушивают до постоянной массы при температуре 105—110 °С и взвешивают с погрешностью до 10 г.

Содержание растворной составляющей в верхней и нижней уплотненной смеси V_р в процентах определяют по формуле

(6.13)

где V_р — содержание растворной составляющей в верхней (ниж­ней) части образца, %; т_к — масса отмытого высушенного круп­ного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г; т_см — масса бетонной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.

Показатель раствороотделения бетонной смеси П_р в процен­тах определяют по формуле

(6.14)

где ∆V_р — абсолютная величина разности между содержанием растворной составляющей в верхней и нижней частях образца; ∑ V_р — суммарное содержание растворной составляющей верх­ней и нижней частей образца, %.

Показатель раствороотделения для каждой пробы бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух опреде­лений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов оп­ределение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобран­ной по ГОСТ 10181.0-81.

Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндри­ческом сосуде в течение определенного промежутка времени.

Для этого бетонную смесь укладывают в цилиндрический сосуд, объем которого в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя выбира-ют по таблице 6.5 и уплотняют по ГОСТ 10180—78 в зависимости от удобоукладываемости смеси. Уровень бетонной смеси должен быть на (10±5) мм ниже верх­него края сосуда.

Объем сосуда в зависимости от крупности заполнителя Таблица 6.5

Наибольшая крупность заполнителя, мм	Вместимость сосуда, дм3	Внутренние размеры сосуда, мм
		диаметр	высота
40	5	186	186
Св. 40	15	267	267

Сосуд накрывают листом паронепроницаемого материала (стеклом, стальной пластинкой и т.п.) и оставляют в покое на 1,5 ч. Отбирают пипеткой отделившуюся воду, собирают ее в ста­кан и взвешивают.

Водоотделение бетонной смеси в процентах (со знаком минус) характеризуют объемом воды в см³, отделившейся за 1,5 ч, отнесенным к объему сосуда в см³.

Пример:

Допустим (-∆В) = 10 г = 10 см³.

Объем сосуда V= 5 дм³ = 5000 см³.

Водоотделение = (-∆В/ V)·100 = (-10/5000)·100 = -0,2 %.

Водоотделение бетонной смеси определяют дважды для каж­дой пробы бетонной смеси и вычисляют как среднее арифмети­ческое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0.

Согласно ГОСТ 7473—94, расслаиваемость бетонной смеси для тяжелых и легких бетонов (водоотделение и раствороотделение) не должна превышать значений, приведенных в таблице 6.6.

Расслаиваемость и водоотделение бетонных смесей Таблица 6.6

Марка по удобоукладываемости	Расслаиваемость, %, не более
	Водоотделение	Раствороотделение
		тяжелых	легких
СЖЗ - СЖ1	До -0,1	2	3
Ж4 - Ж1	До -0,2	3	4
П1 - П2	До -0,4	3	4
ПЗ - П5	До -0,8	4	6

Как следует из таблицы 6.6, сверхжесткие бетонные смеси характеризуются существенно меньшей расслаиваемостью по срав­нению с жесткими, а тем более подвижными смесями, что по­зволяет легко их классифицировать и не допустить ошибки при назначении марки бетонной смеси по удобоукладываемости.