Что такое подвижность цемент

На что влияет подвижность цемента?

Под подвижностью цемента (бетона) подразумевают способность готового раствора заполнять пустоты и растекаться по поверхность исключительно за счет своей массы. Наряду с маркой раствора, подвижность цемента является ключевым фактором при оценке годности материала к использованию для строительства того или иного объекта.

Подвижность цемента: влияние на технологию заливки бетона

Подвижность конкретной партии бетона или цементного раствора определяет технологическую карту и удобство строительства. В частности регламентируется, будет ли использоваться вибрирование и трамбование специальным оборудованием, либо будет достаточно «штыкования».

К примеру, использование бетононасосов и подающих лотков возможно лишь при определенной (высокой) степени подвижности. Другими словами подвижность цемента влияет на прочность конечного изделия, скорость заливки, удобство заливки и себестоимость строительства. Правильно выбранная подвижность цемента особенно актуальна при возведении масштабных объектов.

Технология определение подвижности раствора в «полевых» условиях

Потребуется изготовить, приобрести или взять в аренду специальный усеченный конус, имеющий следующие размеры:

• Высота конуса: 300 миллиметров;
• Диаметр основания: 200 миллиметров;
• Диаметр вершины: 100 миллиметров;
• Толщина и вид материала: листовая (оцинкованная) сталь толщиной 1-1,5 миллиметра.

По обоим бокам наружной поверхности конуса, для удобства работы, необходимо прикрепить ручки любой конструкции.

Испытуемый раствор закладывают в увлажненный внутри конус тремя слоями. При этом конус устанавливают основанием на ровную горизонтальную поверхность: доску, лист фанеры, лист металла и т.п.

Каждый слой «штыкуют» (совком, куском толстой проволоки или куском арматуры) не менее 10-12 раз. Излишек раствора снимают шпателем или мастерком. Далее конус аккуратно снимают с бетонного «содержимого», ждут, пока окончится естественная усадка и «расползание», производят замеры и сравнение высоты конуса и высоты «расползшегося» содержимого (Усадка конуса). Для определения вида подвижности используют следующую таблицу:

Обозначение подвижности раствора по ГОСТ	Усадка конуса	Вид подвижности раствора
П0	0	Жесткий
П1	10-50 мм	Малоподвижный
П2	50-100 мм	Малоподвижный
П3	100-150 мм	Малоподвижный
П4	150-200 мм	Высокоподвижный
П5	Более 200 мм	Высокоподвижный

Применение бетона и цементного раствора в зависимости от типа подвижности

• Жесткий. Используется очень редко. В частном малоэтажном домостроении не применяется вообще;
• Малоподвижный. Используется для заливки монолитных ЖБИ при обязательном применении вибрирования специальным оборудованием;
• Высокоподвижный. Используют для возведения армированных конструкций в условиях сложности вибрирования и трамбования: высокие фундаменты, колонны, монолитные стены и пр. Раствор имеющий подвижность П4, является оптимальным для строительства любых сооружений и не требует вибрирования и трамбования.

Факторы, влияющие на подвижность цемента

• Связующее (цемент). При увеличении пропорции «затворитель-связующее» подвижность резко возрастает. При этом прочность конечного изделия резко снижается, а после достижения величины «водоудержания», раствор вообще начнет расслаиваться. Поэтому для увеличения подвижности рекомендуется внесение дополнительного объема цемента. В этом случае увеличивается толщина прослойки «цементного теста» между элементами заполнителя. «Цементное тесто» начинает выполнять функцию смазки – подвижность увеличивается, но существенно возрастает себестоимость строительства;
• Наполнитель (щебень, гравий, шлак и пр.). Подвижность раствора находится в прямой зависимости от геометрии элементов наполнителя. При использовании «колотого» наполнителя с угловатой поверхностью подвижность минимальная. В то же время, если в качестве наполнителя применили гравий, за счет его «обтекаемости и округлости» подвижность раствора растет, но прочность конструкции снижается.

На подвижность бетона напрямую влияют условия заливки: высота конструкции, форма конструкции, наличие свободного подхода со всех сторон и размеры ячеек армирующего пояса.

Если высота конструкции приличная, ее форма неправильная, размеры ячеек небольшие, а места вокруг опалубки чтобы разместить вибраторы нет, во избежание появления неплотностей, пустот и раковин используют высокоподвижные растворы П4 или П4.

Источник

Подвижность бетонной смеси

Строительная индустрия востребовала строительные материалы с различными характеристиками. К ним относятся бетоны, имеющие широкое разнообразие свойств и показателей качества. Соответственно, при проведении работ необходимо оперативно получить точную оценку свойств данного материала, к примеру, текучести бетона, которая напрямую влияет на его эксплуатационные характеристики наряду с прочностью.

Что такое подвижность затворенного бетона?

То, как материал заполняет опалубку при определенном способе трамбования с формированием им уплотненной однородной массы, характеризует удобоукладываемость бетонной смеси. Для ее оценки используются показатели связности, подвижности, жесткости раствора. Подвижность бетона (осадка конуса) — способность смеси растекаться только за счет веса материала. Данное свойство ключевое при оценке допуска раствора к использованию на конкретном объекте.

Виды подвижности

Технологическое удобство пользования бетонной смесью — подвижность бетона имеет установленную классификацию степеней текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций. Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления пластификаторов. Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов.

От чего зависит?

Подвижность бетонной смеси определяется маркой цемента, плотностью цементного теста, водно-цементным содержанием, фракцией и формой зерна наполнителей (песка и щебня), чистотой наполнителей (воды, песка и щебня), соотношением компонентов (песка, цемента, воды, извести, щебня), качеством и количеством добавок. Также она зависит от условий заливки в опалубку на объекте.

Плотный и объемный арматурный каркас потребует повышенной текучести бетонных смесей, так как вибротрамбование в таких условиях затруднено. Когда в подобных условиях используется малоподвижный состав, плотность после уплотнения может не соответствовать установленным нормам (поры, раковины). Поэтому при подборе бетонного состава по степени подвижности (жесткости и связности) следует знать требования к несущей конструкции сооружения (особенно важно для фундамента) и конкретные условия его заливки (сложность формы опалубки и плотность арматурного каркаса).

Как обозначается?

Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции — от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.

Как определить подвижность?

Применяются различные методы, определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса — самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько естественным образом (под своим весом) усаживается бетонный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма, размеры которой зависят от величины фракций щебня. К примеру, конструкция высотой 300 мм, малым диаметром 100 мм и большим — 300 мм, внутренним объемом 7 л.

В нее с широкой стороны тремя порциями укладывают бетонную композицию, каждый слой которой уплотняют путем штыкования (8 – 9 движений на один слой) гладкой арматурой. Лишний раствор убирают. Затем конус переворачивают, как детскую паску, и освобождают раствор, уложенный конусом. Далее дают время, чтобы смесь осела, и осуществляют проверки величины подвижности вычислением снижения высоты раствора относительно верхнего среза формы (высота 300 мм), в которой он находился. Проверка проводится несколько раз для получения усредненного (более точного) результата.

Отсутствие разницы сообщает о максимальной жесткости состава. Когда смесью набрана разница высот до 150 мм — это малоподвижная композиция. Снижение конусом высоты до 150 мм и больше характеризует раствор как максимально текучий (подвижный).

Еще один метод — испытания вискозиметром (используется, когда в смесях щебень имеет размеры 0,5 – 4 см). Конусообразная форма раствора (формируется аналогично описанному выше) ставится на вибростол. В нее втыкается штатив с делениями, на который сверху надевается металлический диск. Включается виброплита и секундомер. Засекается время, когда груз под действием вибрации опустится вдоль штатива до определенной отметки. Полученная величина времени умножается на постоянный коэффициент 0,45. В результате определяется подвижность состава.

Следующий метод — испытания в формах. Используется открытый с одной стороны металлический куб (к примеру, 200 х 200 х 200 мм) для композиций с фракциями щебня до 7 см. В нем размещается конусообразная масса бетона.

Далее куб устанавливается на виброплиту. Одновременно с плитой включается секундомер. Измеряется интервал времени, за которое испытуемые бетонные смеси заполнят углы формы, а поверхность раствора становится ровной. Полученное время умножается на коэффициент 0,7. Результат — оценка подвижности состава.

Таблица подвижности бетонной смеси

Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, усадка состава до 5 см — жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм — это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.

Подвижность и состав смеси

Товарный бетон состоит из песка, цемента, воды, щебенки и специальных добавок. Их наличие, качество и процентное соотношение определяют подвижность бетона. Нужную величину показателя обеспечивают оптимальные пропорции цемента и воды, а вот щебенка и песок снижают вероятные деформации искусственного камня при наборе прочности, уменьшая его усадку. Данные компоненты поднимают упругость материала, уменьшая нагрузочные деформации.

Водно–цементное соотношение — основной показатель (оптимальное соотношение 0,4 в массовой пропорции), нарушение которого приводит к недобору прочности материалом на несколько классов, тем более к последнему ведет добавление воды в уже готовую композицию. Подобная операция только внешне увеличивает подвижность замеса, но через короткое время заметным становится его расслоение. Соотношение компонентов создает определенную способность удержания воды в смеси. Ее подвижность изначально можно регулировать количеством воды. В малоподвижным смесях, считающихся наиболее выгодными, ее объем незначительный, что требует применения машинного трамбования для заполнения пустот в опалубке (при литье лестниц, фундаментов).

Увеличение массы цемента (к примеру, портландцемента) повышает подвижность раствора без уменьшения прочности. Данное явление имеет место, так как цемент обволакивает зерна наполнителей (щебня, песка) и раздвигает их собой, не давая соприкасаться. Трение снижается, подвижность растет.

Пластификаторы используют как добавку для повышения текучести.

Форма и фракции наполнителей также участвуют в формировании текучести. Так, их укрупнение сокращает общую площадь поверхности зерен в растворе, что неминуемо поднимает подвижность бетона. К примеру, гладкая поверхность речного гравия снижает силу трения заполнителей, что поднимает подвижность, но в результате конструкция не доберет марочную прочность и жесткость. Влияние песка в этом смысле незначительно.

А вот наличие примесей в песке и щебенке (например, глины, пыли) уменьшают текучесть затворенного состава, но после твердения создает дефекты в изделиях. На замешивание раствора или его доставку требуется время. Он сохраняет технологическую текучесть порядка 2-х часов. Однако если время доставки нельзя сократить, да еще имеет место низкая температура воздуха, то применяют пластификаторы. Данные добавки повышают текучесть, адгезию, позволяют сократить внесение воды.

Их добавка не снижает набираемую изделием прочность (пластификатор с химическими компонентами С3, к примеру, даже поднимет ее еще до 25%), позволяет отказаться от вибротрамбования. Это могут быть промышленные пластификаторы (в состав входят фосфаты, эфиры фталевой кислоты, парафины и пр.), позволяющие сохранить текучесть в течение 6-ти часов после заливки, что особенно важно, к примеру, зимой. Схожее действие имеют мыло, жидкое стекло, средства для мытья посуды и пр.

Заключение

Удобство укладки бетона не только облегчает выполнение работ, но и прямо влияет на конечные эксплуатационные показатели бетонных конструкций. Подвижность смесей обеспечивается их составом и должна соответствовать условиям заливки изделия на объекте. Ее параметры могут быть оперативно определены прямо на стройплощадке.

Источник