Как определить подвижность бетонной смеси: методы, ГОСТ и таблица

Памятка: как правильно определить подвижность бетонной смеси

1. Подготовьте стандартный конус (высота 300 мм, нижний диаметр 200 мм, верхний — 100 мм).
2. Увлажните внутреннюю поверхность конуса и установите его на ровное основание.
3. Заполните конус бетонной смесью в три слоя, каждый слой штыкуйте 25 раз металлическим стержнем.
4. Снимите излишки смеси и выровняйте верхний край конуса.
5. Аккуратно поднимите конус вертикально вверх за 3-7 секунд.
6. Установите конус рядом с осевшей смесью и измерьте высоту усадки.
7. Зафиксируйте осадку конуса (ОК) в сантиметрах.
8. Сравните полученное значение с таблицей подвижности (П1-П5).
9. Проведите не менее двух измерений для одной пробы и возьмите среднее.
10. Учитывайте температуру и время с момента приготовления смеси.

Что такое подвижность бетонной смеси

Степень подвижности бетонной смеси характеризуется её способностью заполнять опалубки и строительные формы. Это свойство зависит от компонентов, используемых в составе бетона, а именно:

• Размер фракции щебня и песка;
• Марка и качество цемента;
• Наличие добавок;
• Соотношение воды, цемента и наполнителей;
• Погодные и окружающие условия, при которых проводилась заливка.

Вообще, подвижность бетона, она же усадка конуса, это способность смеси растекаться по форме опалубки или иной заливаемой конструкции за счёт собственного веса материала.

Подвижность бетона (осадка конуса) — способность смеси растекаться только за счет веса материала. Это свойство бетона очень важно, наряду с его прочностными и другими эксплуатационными характеристиками.

Если, во время заливки правильно учесть все характеристики бетонной смеси, то можно получить прочное, надёжное и долговременное строение.

Определение термина «подвижность бетона»

В процессе бетонирования определяющее значение имеет удобоукладываемость или формуемость смеси – способность равномерно заполнять ограниченное пространство при сохранении однородности и монолитности массы под воздействием гравитации, а также внешнего воздействия: утрамбовки, виброуплотнения, штыковки. От неё зависит прочность сооружения, поскольку она предотвращает образование пор в бетонном изделии.

Уровень формуемости складывается из параметров пластичности, связности, жесткости материала. Подвижность бетонной смеси – это её способность растекаться исключительно за счет собственного веса, без механического воздействия, и принимать форму заливаемого объекта. Данное свойство влияет на легкость работы со смесью и является одним из ключевых при выборе материала для выполнения конкретной задачи.

Как определяется?

Существует несколько проверенных методик, с помощью которых проводят измерения. За более подробной информации обратитесь к ГОСТ 10181-2014. Мы же остановимся на наиболее простом и универсальном способе, который подойдёт как для частного строительства, так и для заливки больших монолитных сооружений.

Для того, чтобы установить уровень параметра для бетонной смеси, применяется специальный конус для определения подвижности бетонной смеси. Размер агрегата определяется габаритами фракции щебня.

Процесс определения подвижности бетонной смеси при помощи осадочного конуса выглядит следующим образом:

• Подбирается металлический конус, подходящий по размеру;
• Его размещают на ровной поверхности, вблизи от бетонной смеси;
• Он наполняется тремя слоями испытуемого вещества;
• Каждый из слоёв утрамбовывается гладким прутком арматуры (5-9 раз на каждый слой);
• Затем удаляют конус, освобождая раствор;
• Спустя время, специалисты замеряют изменение высоты относительно верхнего среза формы;
• Опыт повторяется несколько раз, для получения более точного результата.

На основе полученного результата можно установить марку подвижности бетонной смеси. Сильное снижение высоты конуса характеризует смесь как подвижную, а если разница высоты конусов не превышает 150 мм, смесь относится к группе малоподвижных.

Существуют более точные способы, требующие большего времени. К ним можно отнести замер вискозиметром и испытание в формах.

Таблица подвижности бетонной смеси, схема усадки конусом

Для наглядности, вашему вниманию предоставлена схема проведения испытания на установление марки подвижности бедонной смеси.

Таким образом, если распределить в таблицу марки по подвижности, она будет выглядеть следующий образом:

Таблица №1

Марка подвижности, П	Осадка конуса, СМ
П1	1-5
П2	5-10
П3	10-15
П4	15-20
П5	Более 20

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

1. песок;
2. щебень;
3. гравий.

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

1. подвижность;
2. расслаиваемость.

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Какие классы бетона бывают в зависимости от подвижности?

Если при исследовании оседание конуса составило не более 5 см, раствор считается жестким, 6-12 см – пластичным.

Таблица №2

По степени текучести смеси определяются классы подвижности бетона
П1 – малоподвижные	Осадка конуса раствора до 5 см включительно.
П2 – подвижные	Оседание составляет 5-10 см.
П3 – сильноподвижные	Испытательный конус осаживается на 10-15 см.
П4 – литые	Уменьшение конуса в пределах 15-20 см.
П5 – текучие	Осадка конуса этих смесей равняется 21 см и более.

Для удобства применения стройматериала существует таблица подвижности бетона.

Важно! Смеси П1 и П2 с невысокой текучестью не способны самостоятельно заполнить форму, особенно если конструкция сложная, они требуют применения вибротрамбовки или другого механического воздействия.

Как измеряют подвижность бетона по ГОСТ?

Определение подвижности бетона по ГОСТ 10181-2014 производится в лаборатории, исходя из изменения высоты образца. Для этого применяется несколько методов. Самый быстрый из них – осадка конуса (для П4 и П5 – расплыв конуса). Он применяется в первую очередь и проводится в несколько этапов:

1. В конусообразную металлическую форму укладывают раствор тремя слоями одинаковой высоты. Размер воронки зависит от фракции заполнителя. Каждый слой уплотняется штыкованием.
2. Поверхность раствора выравнивают, срезая лишнюю часть.
3. Конус переворачивают широкой стороной вниз и медленно снимают, выкладывая содержимое на ровную увлажненную дощатую поверхность наподобие песочного «куличика».
4. Принявшей форму конуса массе дают время осесть.
5. Измеряют значение подвижности вычислением снижения высоты смеси относительно верхнего среза формы (разница первоначальной и окончательной высот).

Для конуса высотой 300 мм полученная разница до 150 мм говорит о малой текучести состава. 150 мм и более – максимально подвижная смесь. С целью получения наиболее точного результата проверка повторяется несколько раз и вычисляется среднее арифметическое. При отсутствии разницы высот для определения подвижности бетона производится испытание на виброплощадке с помощью виброинструмента и секундомера. Посредством вибрации проверяют также смеси с размером фракции 40-50 мм.

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

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 №3

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

Факторы, влияющие на подвижность

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

1. Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
2. Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
3. Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

1. хлористые соли;
2. электролиты;
3. поверхностно-активные вещества;
4. клей ПВА-МБ;
5. известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

1. Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
2. Экономия воды.
3. Улучшение смешиваемости раствора.
4. Предотвращение расслаивания смеси.
5. Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
6. Качественное заполнение опалубки.
7. Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
8. Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
9. Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

1. переносят длительную транспортировку без потери свойств;
2. оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
3. повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
4. уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
5. снижают объем работ и затраты электроэнергии;
6. повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Добавки в бетон для подвижности смеси – какие можно использовать?

В зависимости от того, какой параметр вам нужно использовать, температуры рабочей среды и состава бетонной смеси, можно подобрать подходящие добавки, которые позволят улучшить качество бетона.

Компания ООО «Полихим» предлагает вам ознакомиться с нашим ассортиментом продукции. Низкие цены, высокое качество и гарантированный эффект добавок в бетон Polytem ®.

Для повышения подвижности подойдут добавки с пластифицирующим эффектом:

• Polytem Force®
• Polytem Extra time®
• Polytem NoFrost®

Каждая из добавок производится по уникальной формуле, которая положительно сказывается на общих эксплуатационных характеристиках бетонных смесей, увеличивает подвижность смеси, тем самым позволяя повысить прочность конструкций

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.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

1. В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
2. Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
3. Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
4. При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Области применения бетонных смесей различных степеней подвижности

Необходимая марка удобоукладываемости определяется на стадии проектирования строительной конструкции и зависит от ее назначения. Чем выше текучесть бетона, тем лучше он заполняет опалубки сложных форм с густым расположением арматуры. В случае густого армирования вибрирование смеси невозможно или затруднительно.

• Малоподвижные составы марки П1 и жесткие Ж1. Устройство бетонных подушек под фундаменты и стяжек для пола.
• П1. Покрытия дорог и аэродромов, плитные железобетонные фундаменты с редким расположением арматурных стержней или плиты без армирования.
• П1, П2. Железобетонные балки и плитные фундаменты с умеренным количеством стальной арматуры.
• П2. Крупногабаритные колонны.
• П2, П3. Горизонтально расположенные железобетонные конструкции с плотным армированием.

• П3, П4. Вертикально расположенные строительные конструкции с густым расположением арматурных прутьев – колонны, высокие фундаменты.
• П5. Производство плит перекрытий и монтаж трубопроводов. Смеси с таким высоким показателем подвижности можно заливать только в полностью герметичные опалубки.

Оптимальная удобоукладываемость бетона не только облегчает бетонные работы, но и оказывает непосредственное влияние на качество отвердевшего бетона.

Где используют бетон различной степени подвижности?

Марка подвижности бетона вкупе с другими показателями определяет сферу применения стройматериала.

• П1 используется для создания монолитов с минимальной сложностью конфигурации: бетонного покрытия дорог и аэродромов, стяжек для пола, плит без арматуры или с небольшим её количеством и т.д.
• П2 применяют для устройства умеренно армированного плитного фундамента, крупных колонн, плит без арматурного каркаса.
• П3 – самый востребованный материал для стандартных построек. Быстро заполняет полости и принимает их форму. Оптимально подходят для горизонтальных плотно армированных конструкций. Могут использоваться уплотняющие средства.
• П4 – лучшая подвижность бетона для высокого фундамента и густо армированных конструкций со сложной опалубкой, например, колонн.
• П5 предназначены для работы с герметичной опалубкой при изготовлении изделий с плотной арматурой, в первую очередь плит перекрытия.

Классы подвижности бетона П4 и П5 оптимально подходят для бетононасоса.

Важно: разбавления смеси водой с целью повышения пластичности может ухудшить качество бетона и привести к снижению прочности сооружения.

Таким образом, правильный выбор бетонной смеси по показателю пластичности – одно из важнейших условий качественного проведения работ, прочности и долговечности возведенного объекта. При использовании той или иной марки надо также учитывать её предназначение и рекомендации по применению: необходимость дополнительного уплотнения, подогрева, введения присадок и т.д.

Часто задаваемые вопросы о подвижности бетонной смеси

Вопрос: Что такое подвижность бетонной смеси простыми словами?
Ответ: Это способность бетона растекаться и заполнять форму под действием собственного веса.

Вопрос: Какой прибор используется для определения подвижности?
Ответ: Стандартный металлический конус (конус Абрамса) высотой 300 мм.

Вопрос: Что такое осадка конуса (ОК)?
Ответ: Это разница в высоте между исходным конусом и осевшей после снятия формы бетонной смесью, измеряемая в см.

Вопрос: Какая подвижность считается жесткой?
Ответ: Жесткие смеси имеют осадку конуса 0-1 см (класс Ж).

Вопрос: Для каких работ нужна высокая подвижность (П4-П5)?
Ответ: Для густоармированных конструкций, опалубок сложной формы и при заливке насосом.

Вопрос: Влияет ли вода на подвижность?
Ответ: Да, увеличение воды повышает подвижность, но снижает прочность бетона.

Вопрос: Какие добавки используют для повышения подвижности?
Ответ: Пластификаторы и суперпластификаторы, которые не снижают прочность.

Вопрос: Как температура влияет на подвижность?
Ответ: При высокой температуре подвижность быстро теряется из-за испарения воды, при низкой — замедляется гидратация цемента.

Вопрос: Что такое расслаиваемость бетона?
Ответ: Это разделение смеси на фракции (вода, цемент, щебень), что ухудшает однородность и прочность.

Вопрос: Как часто нужно проверять подвижность на стройплощадке?
Ответ: Рекомендуется проверять каждую партию бетона перед заливкой, особенно при изменении условий.