Что такое осадок конуса
Осадка конуса бетона
Данный процесс является одним из двух способов определения пластичности (подвижности) бетонной смеси. В отличие от другого способа – метода анализа монолита – этот более быстрый и поэтому чаще применимый в практике. Этот метод также характеризует удобоукладываемость бетона.
Суть метода определения подвижности конусом
В основе метода лежит применение усечённого конуса высотой около 30 см (ёмкость не более 6 л), а также понимание того, что подвижность взаимосвязана с наличием в составе смеси жидкости. Важно учитывать присутствие пластификаторов и их количество на 1 куб.м. Данная процедура проводится в следующем порядке:
Что такое осадка конуса
Исходя из предыдущего пункта, можно определить, что усадка конуса бетона – это цифровое значение в сантиметрах, насколько опустился бетон после снятия формы конуса. Данный показатель даёт возможность классифицировать бетон по пластичности внутри классификационной группы. То есть, при усадке более 5 см, мы уже определяем смесь как высокоподвижную, но зная значение осадки конуса в 10-15 см, можно сделать вывод, что она относится к группе П-3.
Применение в строительстве смесей с разной осадкой конуса
В зависимости от показателя подвижности, назначение бетонных растворов может быть различно. Так, смеси категорий П2 и П3 применяют для монолитной заливки. А вот смеси с повышенной подвижностью с осадкой конуса от 16 до 21 см и показателем П-4 и выше, используют для заливки узких опалубок и колонн, сооружений с частой конструкцией арматуры. Последние растворы именуются ещё как литой бетон, его используют там, где затруднительно применять вибротрамбовки и уплотнители.
Как измерить осадку конуса бетона (видео)
Классификация бетонной смеси по принципу осадки конуса
На основе свойства подвижности бетона с точки зрения степени осадки конуса можно разделить материал на классы S1-S5. Различие классов определяется значением осадки конуса в мм и выявлением типа смеси. Ниже приведена таблица указанного соответствия:
| Класс | Осадка конуса в мм | Консистенция |
|---|---|---|
| S1(П1) | 10-40 | Легко пластичная |
| S2(П2) | 50-90 | очень пластичная |
| S3(П3) | 100-150 | Мягкая |
| S4(П4) | 160-210 | Очень мягкая |
| S5(П5) | >=220 | Текучая |
Измерение осадки конуса бетонной смеси и значения в таблице ГОСТ
Бетон классифицируется по многим характеристикам, включая прочность, плотность морозостойкость и другие. Один из важных параметров — удобоукладываемость. С этим термином связано понятие осадки конуса бетонной смеси. В таблицах ГОСТ 10181–2000 содержатся все значения, касающиеся этого параметра, и их расшифровка. Стандарт устанавливает правила, порядок и методы определения удобоукладываемости.
Важность параметра
Удобоукладываемость бетона — характеристика, от которой зависят прочность и долговечность будущих зданий и сооружений. Под этим свойством понимают способность смеси опускаться, заполняя собой все пустоты, вне зависимости от формы опалубки. Существуют термины, описывающие это же свойство, но применительно к другим типам смесей. Например, если раствор жидкий, измеряют его подвижность, а когда он настолько густой, что не сползает под тяжестью собственного веса, то применяют термин «жёсткость».
Насколько сильно бетон будет сползать по стенкам конуса, зависит от его консистенции, а также от соотношения цемента и наполнителя. Чем крупнее частицы, тем меньше будет выражено самопроизвольное растекание. Мелкие частицы, а также большое количество пластификаторов и воды, напротив, способствуют сползанию.
Когда смесь недостаточно подвижна, в толще изделия образуются каверны. Проблема частично решается виброукладкой или ручной трамбовкой, но эти способы не обеспечивают полного устранения пор. Если в бетонном изделии останутся воздушные полости, его прочность будет не такой высокой, как требуется по стандарту.
Примеры того, как влияют каверны на прочность:
Решение, которое кажется очевидным, — повышение подвижности бетона. Пластичный состав обладает хорошей текучестью и заполняет весь предназначенный для него объём. Но если смесь получается более жидкой, чем предписывает стандарт, возникают другие проблемы:
Перечисленные ситуации недопустимы, так как они означают, что продукция получилась бракованной, а это — значительные убытки для собственников предприятия. Поэтому на производстве руководствуются утверждёнными стандартами, а именно:
Ключевая информация
Если бетон жёсткий, измеряют время, за которое он продавливается сквозь специальные отверстия устройства, установленного на вибростоле. Для подвижных смесей измеряют осадку конуса. Сам конус представляет собой усечённую металлическую фигуру с воронкой, оснащённую ручками и упорами.
Прибор для испытания бетона на жёсткость устроен сложнее. Он состоит из двух частей. Основа — цилиндр, оснащённый штативом. К этому устройству прикреплена штанга, на которой подвешен диск с 6 отверстиями. Для проведения испытаний прибор устанавливают на вибростол — ровную площадку, вибрирующую с амплитудой 0,5 мм. За минуту прибор совершает 3 тыс. колебаний.
Испытание с помощью конуса
Согласно положениям ГОСТ осадка конуса бетона измеряется в первую очередь. Для этого металлическую фигуру ставят на ровный стальной лист. В воронку тремя равными порциями выкладывают бетонную смесь. После укладки каждой порции состав хорошо утрамбовывают специальным прутком. Каждый слой нужно проштыковать не менее 25 раз. Длина прутка — 600 мм, диаметр — 16 мм.
Изготавливая бетон в домашних условиях, можно обойтись и без стального листа, и без прутка. На самом деле они не влияют на величину осадки конуса. Устройство можно ставить на любую ровную поверхность, будь то лист ДВП, оргалита или фанеры, а для штыкования подойдёт любой металлический прут, например, кусок арматуры.
Когда конус наполнен, снимают воронку и выравнивают бетон, чтобы он не выступал за верхний срез. Излишки удаляют с помощью кельмы. После этого конус аккуратно снимают и ставят поблизости. Согласно нормативам нужно успеть снять конус за 7 секунд. Затем берут линейку и измеряют, на сколько миллиметров верх бетонной смеси находится ниже, чем срез металлического конуса. Результат будет показывать, на какую глубину осел бетон.
Чтобы получить достоверные данные, лучше провести испытание дважды, как это делают в заводских условиях. Параметр вычисляют путём нахождения среднего арифметического от двух показаний: оба значения складывают и делят пополам.
Нормативы устанавливают максимальный разброс между двумя измерениями, зависящий от величины осадки. Если во время одного из испытаний осадка конуса составила 4 см, второе значение должно отличаться на 1 см или меньше. Для осадки 5−9 см допустимый разброс составляет не более 2 см, для 10 см — не более 3 см.
Бетонную смесь, приготовленную с использованием крупнофракционного щебня, исследуют более крупным конусом, а результат (величину осадки) умножают на 0,67.
Исследование на вибростоле
Если в результате испытаний получилось значение, равное 0, смесь испытывают на виброплощадке. Согласно ГОСТу подвижность бетона исследуют в таком порядке:
В этом случае жёсткость выражается в секундах.
Определение марки по удобоукладываемости
ГОСТ 7473–94 содержит несколько таблиц для определения марок бетона по расплыву, осадке конуса, жёсткости и уплотнению. Все перечисленные характеристики представляют собой показатели удобоукладываемости. Также в этом документе отражены допустимые отклонения по каждому параметру. Кроме того, прописано следующее:
В приложениях содержатся образцы некоторых документов, а также рекомендации, касающиеся продолжительности перемешивания бетонных смесей.
Области применения
Между показателями удобоукладываемости и областями применения есть прямая связь. Если для производства изделий и конструкций использовать не рекомендованные, а другие марки, это может привести к проблемам. Сооружения получатся недолговечными и могут не выдержать нагрузок. С другой стороны, применение бетона с лучшими показателями, чем требуются для определённого типа изделий, приводит к неоправданному увеличению расходов. Рекомендованные сферы применения:
Полезные советы
Изготавливая ненагруженные монолитные конструкции, можно подкорректировать пластичность бетона. Чтобы сделать смесь более подвижной, рекомендуется добавить в неё воды, не забывая о том, что такая мера приводит к снижению прочности. Другой способ — ввести в смесь пластифицирующие добавки.
Поскольку пластификаторы стоят дорого, многие мастера стараются найти им дешёвую замену. Например, для увеличения подвижности бетонной смеси можно добавить моющее средство или жидкое мыло. Оптимальное соотношение — 1 ст. л. средства на 10 л бетона.
Несущие конструкции с плотным армированием, изготовленные из смеси с нормальными показателями, не рекомендуется подвергать сверлению или резке. Если без этих операций нельзя обойтись, нужно применять рифлёную арматуру, а для резки использовать алмазные круги. Бурение лучше выполнять алмазной сверлильной коронкой. Эти способы обработки не нарушают сцепление между бетоном и арматурой, соответственно, прочность изделий не снижается.
Что такое осадок конуса
ГОСТ Р 57809-2017/EN 12350-2:2009
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИСПЫТАНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Определение осадки конуса
Testing fresh concrete. Part 2. Slump test
Дата введения 2018-07-01
Предисловие
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения осадки конуса при испытаниях бетонной смеси на подвижность.
Приведенный метод применяют для бетонной смеси с осадкой конуса от 10 до 200 мм. Для бетонной смеси, имеющей значения осадки конуса, превышающие указанные, приведенный метод неприменим; в этом случае подвижность бетонной смеси определяют другими методами.
Приведенный метод не применяют, если осадка конуса продолжает меняться спустя 1 мин после снятия конуса.
Указанный метод не применяют, если максимальный размер заполнителя бетона превышает 40 мм.
2 Нормативные ссылки
3 Обозначения и определения
В настоящем стандарте применено следующее обозначение:
4 Сущность метода
Приготовленную бетонную смесь уплотняют в форме, имеющей вид усеченного конуса. Измеренное расстояние, на которое осела бетонная смесь после снятия конуса, обозначает подвижность бетонной смеси.
5 Оборудование
5.1 Форма (конус) для приготовления пробы для испытаний, выполненная из металла, устойчивого к воздействию цементного теста, толщиной не менее 1,5 мм. Внутренняя поверхность формы должна быть гладкой, без выступов и впадин. Форма должна быть выполнена в виде полого конуса, с внутренними размерами:
Основание и верхняя часть формы должны быть открытыми, параллельными друг другу и расположенными под прямым углом к оси. Форму оснащают двумя ручками в верхней части и зажимными приспособлениями у основания для обеспечения устойчивости. Допускается использовать форму, зафиксированную на основании, при условии возможности освобождения зажимного приспособления без движения формы или вмешательства в процесс осадки бетонной смеси.
5.2 Штыковка с круглым поперечным сечением, прямая, с закругленными концами, изготовленная из стали, диаметром (16±1) мм и длиной (600±5) мм.
5.3 Воронка (при необходимости), выполненная из водонепроницаемого материала, устойчивого к кратковременному воздействию цементного теста, с раструбным соединением, обеспечивающим возможность расположения воронки на конусе формы, описанной в 5.1.
5.4 Линейка с диапазоном измерения от 0 до 300 мм и ценой деления не более 5 мм; нулевая отметка на конце линейки.
5.5 Опорная плита/поверхность, изготовленная из водонепроницаемого материала, твердая, плоская поверхность; металлический лист или другая поверхность, на которой размещают форму.
5.6 Емкость для смешивания, неглубокая, жесткая, изготовленная из водонепроницаемого материала, который устойчив к кратковременному контакту с цементным тестом. Емкость должна иметь достаточные размеры для тщательного перемешивания бетонной смеси с помощью совковой прямоугольной лопаты.
5.7 Совковая прямоугольная лопата.
5.9 Совок шириной до 100 мм.
5.10 Секундомер или часы с точностью измерения 1 с.
6 Пробы для испытаний
Пробы для испытаний бетонной смеси получают в соответствии с требованиями ЕН 12350-1.
Перед проведением испытаний пробы перемешивают, используя емкость для повторного смешивания и совковую прямоугольную лопату.
7 Проведение испытаний
Перед испытаниями опорную плиту и конус увлажняют. Конус помещают на горизонтальную опорную плиту/поверхность. В процессе наполнения конус фиксируют к опорной плите/поверхности зажимными приспособлениями или устанавливают на имеющиеся опоры.
Конус наполняют в три этапа; на каждом этапе заполняется приблизительно 1/3 его высоты после уплотнения. Каждый слой уплотняют 25 ударами штыковки. Удары распределяют равномерно по поперечному сечению каждого слоя. Для уплотнения нижнего слоя требуется незначительный наклон штыковки и приблизительно половина ударов по спирали к центру. Нижний слой нужно уплотнять по всей толщине, причем нужно обращать внимание на то, чтобы штыковка не касалась основания. Средний и верхний слои уплотняют по всей глубине таким образом, чтобы удары проникали в нижележащий слой. Перед заполнением и уплотнением верхнего слоя бетонную смесь накладывают выше верхнего края конуса.
Если в процессе уплотнения происходит оседание бетонной смеси ниже верхнего края конуса, то для постоянного поддержания уровня смеси над верхней частью конуса добавляют бетонную смесь. После уплотнения верхнего слоя с поверхности бетонной смеси снимают излишки.
С опорной плиты/поверхности удаляют пролитую бетонную смесь. Осторожно снимают конус, поднимая его в вертикальном направлении.
Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять от 2 до 5 с, постепенно поднимая его вверх без поперечного и вращающего движения бетонной смеси.*
Весь процесс от начала наполнения до снятия формы осуществляют в течение 150 с без перерывов.
Непосредственно после снятия формы измеряют осадку (h), определяя разность между высотой формы и высотой наивысшей точки осевшей испытываемой пробы, как показано на рисунке 1.
8 Результаты испытаний
Результаты испытаний считают положительными только при получении равномерной осадки, т.е. осадки, при которой бетонная смесь является в большей степени несдвинутой и симметричной, как показано на рисунке 2а).
Если испытуемая проба сдвигается, как показано на рисунке 2b), то испытания повторяют на другой пробе.
Если при проведении двух последовательных испытаний происходит сдвиг части бетонной смеси испытуемых проб, то подвижность и связующая способность бетонной смеси не соответствуют требованиям для определения осадки конуса согласно настоящему стандарту.
Регистрируют равномерную осадку h, как показано на рисунке 1, с точностью до 10 мм.
9 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:
1) наименование испытуемой пробы;
2) место проведения испытаний;
3) дату проведения испытаний;
5) значение равномерной осадки с точностью до 10 мм;
6) каждое отклонение от стандартного метода испытаний;
7) выводы эксперта о том, что испытания проведены в соответствии с настоящим стандартом, за исключением сведений, приведенных в перечислении 6).
Дополнительно в протоколе испытаний могут быть приведены следующие сведения:
8) температура пробы бетонной смеси во время проведения испытаний;
9) время проведения испытаний.
10 Точность метода
Данные о точности результатов испытаний приведены в таблице 1. Их применяют при измерении осадки бетонной смеси, взятой из одной пробы, а также в случаях, если результат испытаний получен при однократном измерении осадки конуса. Когда результаты испытаний получают как среднеарифметическое значение нескольких повторных измерений, то применяют значения, приведенные в таблице 2.
Что необходимо знать о подвижности бетонной смеси?
Бетон относится к самым популярным строительным материалам, он имеет широкий спектр характеристик, определяющих его качество и особенности укладки. К ним относится подвижность бетонной смеси, указывающая на текучесть бетона – свойства, важного для правильной работы с ним. Эта характеристика влияет на прочность и долговечность конструкции, поэтому указывается в технической документации.
Что такое подвижность бетона?
Под подвижностью бетона понимают способность растекаться по поверхности под собственным весом. Эта характеристика является ключевой для его использования при выполнении конкретных работ. Технологически от этого свойства зависит удобоукладываемость бетонной смеси, и ее возможность заполнять все пустоты в опалубке. Для составов с достаточной текучестью не требуется добавка пластификаторов или вибропрессования, что снижает стоимость работ на строительных площадках. Подвижность и жесткость материала зависит от нескольких основных факторов:
Удобоукладываемость бетона важна при производстве или заливке на месте армированных конструкций. Недостаточная пластичность приводит к образованию раковин и пустот, а вибротрамбовка в таких случаях затруднена. В результате качество и прочность бетона падают. Для каждого типа армирования индивидуально подбирается подвижность бетонного раствора.
Эта характеристика обозначается индексами от П1 до П5, чем выше число, тем выше подвижность у раствора. Исходя из этого растворы классифицируются, в документации указываются их свойства и применение.
Способы определения
Подвижность бетонной смеси определяется разными способами, которые отличаются сложностью и скоростью, дают разную точность результатов, но все они отвечают стандартам ГОСТ по удобоукладываемости.
К наиболее быстрым и практичным методам, дающим приемлемую точность, относится осадка конуса бетона. Для этого используется специальная форма, размеры которой зависят от фракции наполнителей. Эта форма называется усеченный конус Абрамса и чаще всего имеет такие размеры конуса: высота 300 мм, больший диаметр 200 мм, меньший диаметр 100 мм. Для определения марки бетонной смеси по ее удобоукладываемости, емкость заполняют в три приема, уплотняя гладким металлическим прутом, чтобы убрать пустоты. Конус переворачивается, и раствор выкладывается на ровную поверхность подобно детской пасхе. После того, как смесь перестанет двигаться, определяют, на какую высоту она осела. Если высота уменьшилась менее чем на 150 мм, бетон считается малоподвижным, когда более 150 мм – подвижным.
Для составов с фракцией щебня до 40 мм применяется еще один метод испытания с применением вискозиметра. Содержимое конуса для определения подвижности исследуемой бетонной смеси выкладывается на вибростол. В него устанавливается штатив, на который нанесены деления, надевается диск. Вибростол запускается и засекается время, за которое диск опустится до специальной отметки на штативе. Измеренный временной промежуток умножается на коэффициент 0,45, результат показывает подвижность раствора.
Вискозиметр: 1 — сосуд, 2 — внутреннее кольцо, 3 — образец, 4 — диск со штангой, 5 — штатив.
Удобоукладываемость бетона проверяется еще одним способом – через испытание в форме. Этот способ подходит для растворов с фракцией заполнителя до 70 мм. Для этого берется открытый с одной стороны стальной куб со стороной 20 см, в котором размещают конус бетона. Куб устанавливается на вибростол, замеряется время, за которое раствор полностью заполнит квадратную форму, а его поверхность станет горизонтальной. Время, за которое все это произошло, умножается на 0,7, в результате чего оценивается подвижность материала.
Испытание раствора в форме. 1 — конус, 2 — форма, 3 — смесь, 4 — вибростол.
Классификация
Удобоукладываемость бетонной смеси, зависящая от ее пластичности, определяется по результатам испытания, чаще всего при помощи конуса или после вибрации. Если при испытании раствор не усаживается, то есть разность высот бетона после выкладки и через определенный промежуток времени равна 0, такой состав называется жестким. Такие материалы маркируются буквой «Ж» и применяются при ограниченном круге работ в связи со сложностями в его укладке.
При разнице высот до 5 см раствор определяют как малоподвижный бетон. Разница в высоте конусов от 6 до 15 см означает, что материал относится к пластичным – это самый распространенный вид растворов. Если конус раствора уменьшается более чем на 15 см, он называется литая масса и применяется в специальных конструкциях.
Каждая марка бетона по удобоукладываемости имеет свое обозначение с индексом «П» и числовому значению. Подвижность заносится в таблицу, которая облегчает поиск характеристик. Они могут включать в себя различные параметры, для подвижности важна усадка конуса раствора:
Согласно показателям подвижности выделяют основные свойства бетонов: П1-П3 – малоподвижные составы, П4-П5 – составы с повышенной текучестью или подвижностью. Малоподвижные составы делаются с применением портландцемента, но в них большее количество песка. Они хорошо подходят для возведения монолитов. Для их качественной заливки требуется вибрация. Нельзя увеличить пластичность такого раствора, добавляя воду, в результате изменится цементное отношение и снизится прочность бетона. Повысить текучесть помогают пластификаторы.
Высокоподвижный бетон применяют, когда густое армирование приводит к образованию пустот и мешает трамбовке. Такое часто встречается при отливке колонн или других высоких и узких форм опалубки. Для этого лучше подходит подвижность класса П4. В этом случае бетон под действием силы тяжести сам заполняет все пустоты и не теряется своих свойств.
От плотности бетонной смеси во многом зависит прочность будущей конструкции. Поэтому при ее выборе нужно знать, в каких условиях изготавливается и заливается строительный состав, для какой цели она будет использоваться. Для каждой конкретной работы подбирается своя подвижность и жесткость смеси.
Зависимость подвижности от состава смеси
Бетон, применяемый в строительстве, состоит из цемента и нейтральных наполнителей – щебня разных фракций, песка. Его подвижность зависит от соотношения, качества наполнителей и наличия примесей. Чтобы изменить некоторые характеристики применяют специальные присадки, добавки для увеличения текучести называются пластификаторы. Идеальная пластичность достигается при правильном соотношении водоцементной смеси, увеличение количества наполнителей делает ее более жесткой.
Чтобы добиться оптимальной прочности и текучести растворов, пропорция воды и цемента в растворе по массе должна составлять 0,4. Нарушение этого баланса приводит к снижению прочности после затвердевания. А добавление воды в готовый состав для увеличения подвижности приведет к тому, что расслаиваемость бетонной смеси резко снизит качество конструкции. Малая подвижность достигается добавлением песка, в результате чего она не расслаивается, но для качественной укладки требуется трамбовка.
График водопотребности бетонной смеси
Повысить подвижность раствора, можно увеличив долю цемента в нем. Это связано с тем, что тонкая фракция цемента обволакивает поверхности зерен наполнителей, не позволяя соприкасаться, трение между ними уменьшается, а текучесть увеличивается. Данный способ повышения текучести не сказывается на прочности, но увеличивается стоимость раствора. Повышает подвижность и укрупнение фракции щебня, поскольку меньшая площадь снижает внутреннее трение. Но галечный щебень не рекомендовано использовать, поскольку его гладкая поверхность снижает прочность состава.
Сильно влияет на показатели П1-П5 наличие различных примесей. Поэтому в щебне или песка неприемлемо большое количество пыли, органических включений или глины. При затвердении такие примеси создают зоны со сниженной прочностью, что сказывается на надежности зданий и сооружений.
После изготовления раствор сохраняет пластичность в течение 2 часов. Чтобы доставить его на место с сохранением нужной текучести применяют пластификаторы. Это присадки, позволяющие сохранять и даже увеличивать пластичность раствора до 25%. Их применение даст возможность отказаться от трамбовки или применения вибрации даже с растворами П2-П3. В их состав входят парафин, эфир фталевой кислоты, фосфаты и другие вещества. Раствор с пластификатором сохраняет показатели текучести на протяжении 6 часов после изготовления, этого достаточно для естественного заполнения пустот. При домашнем строительстве в качестве пластификатора иногда применяют мыло или средства для мытья посуды.
Правильно подобранная пластичность обеспечит быструю и качественную укладку бетона, повысит его технические характеристики после затвердевания. Это достигается оптимальным соотношением компонентов и условиями укладки. Подвижность раствора оперативно подбирается непосредственно во время проведения работ, исходя их этих факторов.