Характеристики удобоукладываемости бетонной смеси: подвижность, марки и методы определения по ГОСТ

Краткая памятка по характеристикам удобоукладываемости

1. Удобоукладываемость — комплексная характеристика, включающая подвижность и жесткость.
2. Подвижность измеряется осадкой конуса (ОК) в см.
3. Жесткость определяется временем вибрации до уплотнения.
4. Марки по подвижности: П1 (1-4 см), П2 (5-9 см), П3 (10-15 см), П4 (16-20 см), П5 (>20 см).
5. Для густоармированных конструкций нужна высокая подвижность (П4-П5).
6. Для дорожных покрытий — жесткие смеси (Ж1-Ж4).
7. Пластификаторы увеличивают подвижность без снижения прочности.
8. Водоцементное отношение — главный фактор, влияющий на подвижность.
9. Испытание проводят в течение 5 минут после приготовления смеси.
10. Результат испытания — среднее из двух измерений.
11. Температура смеси при испытании должна быть 20±2°C.
12. Не допускается расслоение смеси при определении подвижности.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу определения удобоукладываемости бетонной смеси — по ГОСТ 10181.0.

От чего зависит подвижность бетона

Основной фактор, который влияет на удобоукладываемость бетона — это водоцементное отношение и количество влаги. Но подвижность смеси также зависит от марки и вида цемента, используемых пластификаторов, а также типа и фракции заполнителей.

Категорически запрещено добавлять в готовый заводской бетонный раствор воду, чтобы сделать смесь более удобоукладываемой. Так изменится водоцементное соотношение, а из-за этого существенно снижается несущая способность бетона.

Доверяйте профессионалам: на заводе «Горизонт» мы производим бетон по ГОСТ и бережно доставляем его на ваш объект.

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.

Марки удобоукладываемости

В зависимости от полученных результатов испытания с помощью конуса и его осадки, бетону присваивается марка подвижности:

• от 1 до 4 см — П1;
• от 5 до 9 см — П2;
• от 10 до 15 см — П3;
• от 16 до 20 см — П4;
• более 20 — П5.

Чем большее число стоит рядом с обозначением П — тем легче бетон заполняет опалубку или форму.

Область применения разных марок

С более подвижной смесью легче работать, но не для всех сфер строительства подходит та или иная консистенция раствора. К тому же, чем лучше удобоукладываемость бетона — тем он дороже, а траты не всегда обоснованы.

Так, самый густой раствор П1 необходим при строительстве монолитных лестниц, но механическое уплотнение смеси — обязательно. Наиболее распространенные марки подвижности — П2 и П3, они применяются при строительстве жилых и промышленных зданий, хозяйственных построек и разных конструкций.

П4 нужен для того, чтобы залить опалубку с плотным арматурным каркасом. Например, фундамент или колонну. Самую подвижную смесь, П5, можно заливать только в почти герметичные опалубки, такой раствор используется редко, а потому и изготавливается на заказ.

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. Для проведения испытаний понадобятся:

• 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.

• 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 №1

Осадка конуса, см	Марка подвижности
1-4	П1
5-9	П2
10-15	П3
16-20	П4
Более 20	П5

Как вычисляется подвижность бетона

Подвижность бетонного раствора определяют опытным путем. Для проведения испытания потребуется конус, высота которого будет равна 30 см. Удобоукладываемость, то есть подвижность, рассчитывается по осадке бетонной фигуры, изготовленной с его помощью.

В зависимости от способности бетона заполнять форму, а затем оседать, вычисляется подвижность. По итогам испытания бетонной смеси присваивают одну из марок: П1 — малоподвижная, П2 — подвижная, П3 — сильно подвижная, П4 — литая или П5 — текучая.

Чтобы определить, к какой марке подвижности отнести раствор, измеряют величину осадка фигуры из бетона после снятия конуса. Если изменения минимальны, например, осадок составил не более 4 см, то смесь относят к малоподвижной.

Методы испытаний бетона регулируется ГОСТом 7473-2010. И осадка конуса показывает не только подвижность, но также расплыв, жесткость и уплотнение.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1.1. Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой в сантиметрах величиной осадки конуса ОК, отформованного из бетонной смеси.

3.1.2. Подвижность бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупности до 40 мм включительно определяют на приборе — обычном конусе.

Для определения подвижности бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупности свыше 40 мм следует использовать увеличенный конус.

Допускается использование обычного конуса для бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупности свыше 40 мм, если смесь предварительно просеяна через сито с ячейками размером 40 мм. Приведение результатов испытания таких проб к подвижности реального состава бетона производят с помощью градуировочной зависимости, устанавливаемой в соответствии с п.4 приложения 1.

3.1.3.1. Для подготовки конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и протереть влажной тканью.

3.1.3.2. Конус устанавливают на гладкий металлический лист и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты.

Конус во время наполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу.

3.1.3.3. После уплотнения бетонной смеси в конусе воронку снимают и избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса.

3.1.3.4. Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на съем конуса, должно составлять 3-7 с.

3.1.3.5. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая металлическую линейку ребром на верх конуса и измеряя расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с погрешностью до 0,5 см.

3.1.4. Если после снятия конуса бетонная смесь разваливается и приобретает форму, затрудняющую определение ее осадки, измерение не выполняют и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси, отобранной по ГОСТ 10181.0.

3.1.5. Величину осадки конуса бетонной смеси, определенную в увеличенном конусе, приводят к величине осадки обычного конуса умножением величины осадки бетона увеличенного конуса на переводной коэффициент 0,67.

3.1.6. Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания с начала наполнения конуса бетонной смесью при первом определении и до момента измерения осадки конуса при втором определении не должно превышать 10 мин.

3.1.7. Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1,0 см как среднее арифметическое результатов двух определений осадки конуса из одной пробы, отличающихся между собой не более чем:

Таблица №2

— на 1 см………………………………………………………………………………при ОК

4 см;

Таблица №3

— на 3 см …………………………………………………………………………… при ОК

10 см.

При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе, отобранной по ГОСТ 10181.0.

3.1.8. Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

3.1.9. Если вычисленная в соответствии с указаниями, приведенными в п.3.1.7, осадка конуса бетонной смеси будет равна нулю, смесь признают не обладающей подвижностью, и она должна характеризоваться жесткостью, определяемой в соответствии с требованиями, приведенными в п. 3.2.

3.2.2. Жесткость бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупностью до 40 мм включительно определяют на лабораторной виброплощадке, параметры которой приведены в п. 2.4.

3.2.4. Перед испытанием прибор и приспособления должны быть подготовлены согласно требованиям, приведенным в п.3.1.3.1.

3.2.5. Прибор на виброплощадке устанавливают и собирают в следующем порядке: устанавливают и жестко закрепляют цилиндрическое кольцо прибора 1, в которое вставляют конус 2 и закрепляют его ручками 3, заводя их в пазы кольца, после чего устанавливают воронку 4.

3.2.6. Заполнение конуса прибора бетонной смесью, уплотнение ее и снятие конуса с отформованной смеси производят согласно пп. 3.1.3.2-3.1.3.4.

3.2.7. Поворотом штатива 5 диск 8 устанавливают над отформованным конусом бетонной смеси и плавно опускают его на поверхность конуса смеси. Штатив закрепляют в фиксирующей втулке 7 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 теста из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси.

3.2.8. Жесткость бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания с начала заполнения конуса бетонной смесью в установленном приборе при первом определении и до окончания определения жесткости при втором определении не должно превышать 15 мин.

3.2.9. Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 с как среднее арифметическое результатов двух определений жесткости из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20%. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе, отобранной по ГОСТ 10181.0.

3.2.10. Для определения жесткости бетонной смеси допускается использование других приборов, точность и чувствительность которых удовлетворяет требованиям приложения 1. Для каждого прибора устанавливается градуировочная зависимость для приведения полученных на них результатов к показателю жесткости по стандартному методу в соответствии с этим приложением.

Приборы, применение которых допускается без построения градуировочных зависимостей с использованием усредненных переводных коэффициентов, приведены в приложениях 2 и 3.

3.2.11. Результаты испытаний должны быть занесены в журнал, где указывают данные согласно требованиям, приведенным в п. 3.1.8.

АППАРАТУРА

— прямой металлический гладкий стержень диаметром 16 мм, длиной 600 мм, с округленными концами;

2.2. Конус изготовляют из листовой стали. Внутренняя сторона конуса должна иметь гладкую поверхность, степень шероховатости которой не должна быть более Rz 40 мкм по ГОСТ 2789.

Таблица №4

Наименование конуса	Внутренние размеры конуса, мм
	d	D	h
	±
Обычный	100±1	200±1	300±1
Увеличенный	150±1	300±1	450±1

2.3. Цилиндрическое кольцо 1, конус 2 и воронку 4 прибора для определения жесткости изготовляют из листовой стали. Кольцо и конус должны иметь гладкую внутреннюю поверхность, степень шероховатости которой не должна быть более Rz 40 мкм по ГОСТ 2789. Диск 8, штангу 10 и шайбу 9 изготовляют из стали.

Общая масса диска, штанги и шайбы прибора должна составлять (2750±50) г.

2.4. Лабораторная виброплощадка с установленным на ней прибором без бетонной смеси должна обеспечивать вертикально направленные колебания частотой (2900±100) в минуту и амплитудой (0,5±0,01) мм.

Виброплощадка должна иметь устройства, обеспечивающие при испытании жесткое крепление прибора к поверхности стола. Фланец цилиндрического кольца прибора должен плотно прилегать к поверхности стола виброплощадки для предотвращения вытекания цементного теста.

Примечание. При использовании виброплощадок с магнитным креплением прибора диск, шайба и штанга должны изготовляться из ненамагничиваемых материалов.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства, Министерством промышленности строительных материалов СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством транспортнорго строительства

А.С.Дмитриев, канд. техн. наук (руководитель темы); Л.А.Малинина, д-р техн. наук; И.И.Костин; В.И.Савин, канд. техн. наук; Ю.М.Романов; Б.А.Усов, канд. техн. наук; В.Г.Довжик, канд. техн. наук; В.А.Пискарев, канд. техн. наук; Л.И.Левин; Е.Н.Леонтьев, канд. техн. наук; Е.В.Фридман, канд. техн. наук; В.А.Дорф, канд. техн. наук; А.Г.Малиновский; В.Б.Судаков, канд. техн. наук; Ц.Г.Гинзбург, канд техн. наук; В.А.Карышева; Г.В.Морозова; Е.А.Антонов; Л.В.Березницкий, канд. техн. наук; А.М.Шейнин, канд. техн. наук; Э.Р. Пинус, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31.12.80 N 228

Таблица №5

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 427-75	2.1
ГОСТ 2789-73	2.2, 2.3
ГОСТ 9533-81	2.1
ГОСТ 10181.0-81	1.1, 3.1.4,3.2.9

Настоящий стандарт распространяется на бетонные смеси, приготовленные на минеральных вяжущих, плотных и пористых заполнителях, и устанавливает методы определения их удобоукладываемости по показателям подвижности и жесткости.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ В ФОРМАХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ ОБРАЗЦОВ

1. Жесткость бетонной смеси в формах для изготовления контрольных образцов следует определять:

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 70 мм — в формах размерами 200х200х200 мм по методу Скрамтаева с помощью металлического конуса, размер которого указан на чертеже приложения 2;

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 20 мм — в формах размерами 100х100х100 мм с помощью прибора конструкции Красного массой (435±15) г (см. чертеж настоящего приложения).

2. При определении жесткости бетонной смеси формы для изготовления контрольных образцов должны быть закреплены на лабораторной виброплощадке, отвечающей требованиям п.2.4 настоящего стандарта.

3. Для определения жесткости в формах размерами 200х200х200 мм в закрепленную на виброплощадке форму вставляют конус и заполняют его бетонной смесью, как указано в пункте 3.1.3.2 настоящего стандарта. Затем конус осторожно снимают и включают виброплощадку, одновременно включая секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит все углы формы, а поверхность ее не станет горизонтальной.

Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на усредненный переводной коэффициент 0,7, характеризует жесткость бетонной смеси.

4. Для определения жесткости в формах размерами 100х100х100 мм закрепленную на виброплощадке форму заполняют бетонной смесью на всю высоту. После этого погружают в бетонную смесь ножки прибора до соприкосновения диска со смесью. Затем включают одновременно виброплощадку и секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного молока из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают виброплощадку и секундомер. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси (усредненный переводной коэффициент равен 1).

5. Жесткость бетонной смеси по пп. 3 и 4 определяют в соответствии с пп 3.2.8 и 3.2.9 настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ В ФОРМАХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ ОБРАЗЦОВ

1. Жесткость бетонной смеси в формах для изготовления контрольных образцов следует определять:

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 70 мм — в формах размерами 200х200х200 мм по методу Скрамтаева с помощью металлического конуса, размер которого указан на чертеже приложения 2;

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 20 мм — в формах размерами 100х100х100 мм с помощью прибора конструкции Красного массой (435±15) г (см. чертеж настоящего приложения).

2. При определении жесткости бетонной смеси формы для изготовления контрольных образцов должны быть закреплены на лабораторной виброплощадке, отвечающей требованиям п.2.4 настоящего стандарта.

3. Для определения жесткости в формах размерами 200х200х200 мм в закрепленную на виброплощадке форму вставляют конус и заполняют его бетонной смесью, как указано в пункте 3.1.3.2 настоящего стандарта. Затем конус осторожно снимают и включают виброплощадку, одновременно включая секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит все углы формы, а поверхность ее не станет горизонтальной.

Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на усредненный переводной коэффициент 0,7, характеризует жесткость бетонной смеси.

4. Для определения жесткости в формах размерами 100х100х100 мм закрепленную на виброплощадке форму заполняют бетонной смесью на всю высоту. После этого погружают в бетонную смесь ножки прибора до соприкосновения диска со смесью. Затем включают одновременно виброплощадку и секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного молока из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают виброплощадку и секундомер. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси (усредненный переводной коэффициент равен 1).

5. Жесткость бетонной смеси по пп. 3 и 4 определяют в соответствии с пп 3.2.8 и 3.2.9 настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ В ФОРМАХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ ОБРАЗЦОВ

1. Жесткость бетонной смеси в формах для изготовления контрольных образцов следует определять:

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 70 мм — в формах размерами 200х200х200 мм по методу Скрамтаева с помощью металлического конуса, размер которого указан на чертеже приложения 2;

— при наибольшей крупности зерен заполнителя от 5 до 20 мм — в формах размерами 100х100х100 мм с помощью прибора конструкции Красного массой (435±15) г (см. чертеж настоящего приложения).

2. При определении жесткости бетонной смеси формы для изготовления контрольных образцов должны быть закреплены на лабораторной виброплощадке, отвечающей требованиям п.2.4 настоящего стандарта.

3. Для определения жесткости в формах размерами 200х200х200 мм в закрепленную на виброплощадке форму вставляют конус и заполняют его бетонной смесью, как указано в пункте 3.1.3.2 настоящего стандарта. Затем конус осторожно снимают и включают виброплощадку, одновременно включая секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит все углы формы, а поверхность ее не станет горизонтальной.

Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на усредненный переводной коэффициент 0,7, характеризует жесткость бетонной смеси.

4. Для определения жесткости в формах размерами 100х100х100 мм закрепленную на виброплощадке форму заполняют бетонной смесью на всю высоту. После этого погружают в бетонную смесь ножки прибора до соприкосновения диска со смесью. Затем включают одновременно виброплощадку и секундомер. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного молока из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают виброплощадку и секундомер. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси (усредненный переводной коэффициент равен 1).

5. Жесткость бетонной смеси по пп. 3 и 4 определяют в соответствии с пп 3.2.8 и 3.2.9 настоящего стандарта.

Часто задаваемые вопросы об удобоукладываемости бетонной смеси

Вопрос: Что такое удобоукладываемость бетонной смеси?
Ответ: Это способность смеси легко распределяться и уплотняться в форме без расслоения.

Вопрос: Какой основной показатель удобоукладываемости?
Ответ: Основной показатель — подвижность, измеряемая осадкой конуса (ОК).

Вопрос: Какие марки по удобоукладываемости существуют?
Ответ: Марки от П1 (малоподвижная) до П5 (литая) и особые марки для жестких смесей.

Вопрос: Чем отличается подвижная смесь от жесткой?
Ответ: Подвижная смесь растекается под собственным весом, жесткая требует вибрации для уплотнения.

Вопрос: Какие факторы влияют на подвижность?
Ответ: Водоцементное отношение, количество и вид заполнителя, наличие пластификаторов.

Вопрос: Как измерить подвижность бетона?
Ответ: С помощью стандартного конуса Абрамса — измеряют осадку конуса в сантиметрах.

Вопрос: Что такое пластификаторы?
Ответ: Это добавки, повышающие подвижность смеси без увеличения воды.

Вопрос: Какая подвижность нужна для монолитных стен?
Ответ: Обычно марки П3-П4 (осадка конуса 10-16 см).

Вопрос: Можно ли перевозить подвижную смесь?
Ответ: Да, но время транспортировки ограничено, чтобы избежать потери подвижности.

Вопрос: Что делать, если смесь потеряла подвижность?
Ответ: Нельзя добавлять воду — используют пластификаторы или замедлители схватывания.