Характеристика бетонов. Основные свойства бетонной смеси. Прочность бетонной смеси. Характеристики тяжёлых и лёгких бетонов. Приготовление бетонной смеси. Подготовка к бетонированию. Защита бетона в период твердения

Бетон – просто незаменимый материал для строительства, который применяется повсеместно. Но для того чтобы правильно выбрать тип раствора необходимо учитывать основные характеристики массы такие, как удобоукладываемость, осадка конуса и подвижность массы. И как раз о том, что такое подвижность бетона и пойдет речь в данной статье.

Основные термины и определения

Прежде чем давать определения основным характеристикам раствора необходимо четко уяснить, что же представляет собой данный строительный материал.

Бетон – это состав, состоящий из четырех основных компонентов:

1. Цемент;
2. Песок;
3. Вода;
4. Щебень.

Малая эластичность материала может существенно увеличить время на производство строительных работ при условии отсутствия на строительной площадке необходимого оборудования. И для того чтобы решить данную проблему многие прибегают к методу разбавления, делая из смесей п2-п3 смеси п4-п5.

Если уплотнение будет произведено правильно и метод разбавления будет исключен, то вы получите прочную надежную конструкцию, механическая обработка которой может быть произведена такими методами, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.

Показатели подвижности

В том случае, когда марка бетона по подвижности была выбрана правильно, но заказывается он у поставщика и у вас есть сомнения в соответствии доставленного продукта с заявленными характеристиками, а цена смеси не так уж и мала, тогда можно на строительной площадке произвести проверку.

Инструкция подобной проверки оговаривает возможность определения любого показателя пластичности смеси:

1. Перед началом проверки следует соорудить из деревянных досок несколько ящиков в форме куба с размером сторон 10-15 см;
2. Перед тем как заливать в подготовленные формы бетон следует древесину немного увлажнить, чтобы исключить забор влаги из раствора;
3. Раствор заливаем в ящики, после чего массу нужно проштыковать острым прутом арматуры, уплотнив таким образом монолит и выпустив воздух;

Совет. Дополнительного уплотнения можно добиться постучав молотком по стенкам ящичков.

1. Кубики должны просохнуть в течение 28-30 дней при температуре не меньше 20 0 С и влажности не менее 90%;
2. После того как созданные образцы просохнут, следует отправить их в лабораторию, где и будет произведена проверка смеси на соответствие заявленным показателям.

Явным недостатком данного метода является его длительность, потому чаще применяют метод определения пластичности при помощи конуса.

Определение эластичности конусом

На фото — схема конуса

Для применения данного метода понадобится конус для проверки подвижности бетона выстой около 30 см. В такой форме не должно помещаться больше 6 л материала.

Состояние массы после снятия конуса

В заключение

Работая с бетоном, необходимо правильно выбирать марку материала в соответствии с эластичностью массы и целью, для реализации которой она будет использована. Ну а если вы сомневаетесь в том, что, к примеру, подвижность бетона П3 это несложно проверить при помощи описанных методов.

Видео в этой статье расскажет вам еще больше о том, насколько важно грамотно подбирать бетон в соответствии с параметрами эластичности массы.

Популярность бетона обусловлена его функциональностью и прекрасными характеристиками, возможностью применения его в строительстве самых разных объектов. Одна из главных характеристик данного материала – это возможность заполнения любой формы. Заполнение ведут под воздействием вибраций, и эту характеристику обозначают понятием подвижность или усадка конуса.

С помощью конуса Абрамса измеряют подвижность и пластичность бетона, а также его усадку.

Подвижность бетона можно измерить только в очень короткий период времени, так как с течением времени происходит схватывание компонентов раствора, и текучесть его уменьшается до нуля, когда материал превращается в монолит. Этот процесс длится 28 суток.

Подвижность или пластичность бетонной смеси – это способность свежеизготовленного раствора растекаться под своим весом в подготовленной форме. Для проведения измерения пластичности бетона применяют лабораторное оборудование под названием конус Абрамса. С помощью данного устройства рассчитывают диаметр расплывания конуса бетона и время расплыва смеси до 500 мм в диаметре.

Измерение усадки бетона в конусе Абрамса

Этот стандартный прибор представляет собой конус из нержавеющей стали или оцинкованного железа. Снаружи устройства приваривается 2 опоры из металлической полосы и 2 ручки для удобства проведения измерения. Комплектация устройства:

• воронка из того же материала, что и основной корпус;
• металлическая плита основания с вычерченной на ней окружностью диаметром 500 мм, толщиной 3 мм с размерами от 700×700 до 1000×1000 мм;
• линейка 500 мм.

Габаритные размеры прибора в сборке:

• ширина – 36 см;
• высота – 38,4 см;
• диаметр верхнего отверстия – 10,2 см;
• диаметр нижнего отверстия – 20 см;
• вес изделия в сборке до 3 кг.

Для проведения измерения такого параметра, как усадка конуса, необходимы следующие инструменты:

• конус Абрамса;
• мастерок или кельма;
• штыковка.

Последовательность измерения консистенции бетонного раствора:

1. Устройство изнутри увлажняется водой и устанавливается на плиту основания, также предварительно смоченную небольшим количеством воды.
2. Прибор заполняется бетонной смесью в 3 захода, в каждый заход бетон укладывают слоем 10 см.
3. Каждый слой для уплотнения протыкается штыковкой безударным способом около 25 раз.
4. Наполненное изделие выстаивается 90 секунд, после чего поднимается с помощью ручек вертикально вверх.
5. Бетонная смесь начинает растекаться, секундомером замеряется время растекания по окружности диаметром 500 мм и время завершения процесса деформации.

Качественный раствор должен достигнуть границы очерченного диаметра за 3-6 секунд, полностью растекание конуса должно завершиться за 45 и больше секунд.

Подвижность бетона зависит от вида цемента, количества воды, песка, величины и структуры заполнителя, наличия пластифицирующих добавок.

Пластичность смеси обозначается буквой П и цифрами от 1-5. Для обычных бетонных работ используется раствор с подвижностью П-1 по П-3. Заливку армированных конструкций, колонн, труднодоступных мест ведут бетонной смесью с подвижностью П-4.

Оценка прочности и однородности бетона на строительстве и на заводах товарного бетона должна выполняться в соответствии с ГОСТ 18105-72* .

1. Характеристика бетонов.

Бетон получают в результате затвердения правильно подобранной смеси: вяжущего вещества, воды, мелких и крупных заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок.

Смесь цемента и воды - называют цементным тестом , а смесь его с песком и щебнем (или гравием) - бетонной смесью . Цементное тесто служить связующим клеем, который затвердевая, скрепляет между собой зёрна песка или щебня.

В результате этого уложенная в форму бетонная смесь постепенно превращается в искусственный каменный материал - бетон .

Цемент в бетоне является связующим или вяжущим веществом .

Песок и щебень (гравий) в процессах образования бетона не участвуют, поэтому их называют заполнителями или инертными материалами .

Различают мелкие и крупные заполнители. К мелким относят песок и др. заполнители (например, шлак и керамзит) с зёрнами крупностью до 5 мм ; к крупным заполнителям - щебень (каменный, керамзитовый, шлаковый и др.) и гравий с зернами крупностью 5…150 мм . Иногда в бетон укладывают более крупные куски камня - "изюм".

Если смесь содержит кроме цемента и воды только мелкие заполнители, то её называют цементным раствором .

В промышленном строительстве чаще применяется тяжёлый бетон , состоящий из смеси цемента и воды с песком и гравием или каменным щебнем.

Плотность тяжёлого бетона в затвердевшем состоянии составляет 2200…2500 кг/м³ .

В жилищном и гражданском строительстве чаще применяются мелкозернистые бетоны (без крупного заполнителя - гравия или щебня) средней плотностью свыше 1800 кг/м³ . Бетоны плотностью 1800 кг/м³ и меньше называют лёгкими или тёплыми , т.к. они обладают низкой теплопроводностью .

Основное отличие лёгких бетонов от тяжёлых состоит в том, что их приготавливают на лёгких заполнителях , имеющих пористую структуру (керамзит, перлит, гранулированный шлак и др.).

Основное требование, предъявляемое к бетону - приобретение им в определённый срок (обычно в 28 дней ) заданной прочности на сжатие.

В зависимости от прочности на сжатие бетон разделяют на классы :

1. тяжелые бетоны с крупным заполнителем -

• В3,5; В5; В7.5; В12; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60;

мелкозернистые бетоны -

• от В3.5…В30 - при мелком песке, до В40 - при крупном песке;

лёгкие бетоны -

• В20…В40 - при плотности бетона 2000 кг/м³
• В5…В35 - при плотности 1800…1900 кг/м³ .

ВНИМАНИЕ! Класс бетона назначают в проекте на строительство объекта. Например, если на чертеже указано "класс бетона В20" , то это означает, что прочность бетона на сжатие (через 28 дней ) составляет 20 МПа .

Тяжёлые бетоны классов до В7.5 включительно применяют только для неармированных конструкций .

Конструкции с предварительно напрягаемой арматурой выполняют из тяжёлого бетона класса не ниже В20 или из лёгкого бетона класса не ниже В15 .

Бетоны подразделяют :

- по объёмной массе -

• особо лёгкие - 500 кг/м³ ; лёгкие - 500…1800 кг/м³ ; тяжёлые - 1900…2400 кг/м³ ; особо тяжёлые - 2500 кг/м³ .

- по прочности (при сжатии) на марки -

• М-35, М-50, М-75, М-100, М-150, М-200, М-250, М-300, М-400, М-500 и М-600;

- по морозостойкости (в циклах попеременного замораживания и оттаивания) на марки -

• Мрз-10, Мрз-15, Мрз-25, Мрз-35, Мрз-50, Мрз-100, Мрз-150, Мрз-200, Мрз-300;

- по водонепроницаемости на марки, при которой не наблюдается просачивания воды через образец 28-дневного возраста -

• В-2, В-4, В-6, В-8 - выдерживающие давление воды соответственно не менее 2, 4, 6, 8 кгс/см² ;

- по показателям жёсткости и подвижности (см. табл.1).

2. Основные свойства бетонной смеси.

Основным технологическим свойством бетонной смеси является удобоукладываемость . Удобоукладываемость бетонной смеси оценивается по указателям подвижности и жёсткости в соответствии с методами испытаний, приведенными в ГОСТ 10181-76 .

Бетоны подразделяют по показателям жёсткости и подвижности согласно табл.1.

Таблица 1: Характеристика бетонов.

Поэтому при подборе состава бетона учитывают не только требуемую прочность бетона , но и заданную условиями производства работ подвижность бетонной смеси .

ПРИМЕЧАНИЕ: Подбор состава бетонной смеси заключается в том , чтобы при наименьшем расходе цемента получить смесь требуемой подвижности, удобную для транспортирования и укладки, которая после отвердения даст бетон требуемой прочности .

Подвижность бетонной смеси измеряют "осадкой конуса", для чего применяют форму из листовой стали, изготовленную в виде конуса со срезанной вершиной: верхний диаметр конуса - 100 мм , нижний - 200 мм , высота -300 мм .

Внутреннюю поверхность формы, которая должна быть совершенно гладкой, слегка смачивают водой и ставят на горизонтальную площадку, тоже предварительно смоченную. Форму наполняют бетонной смесью в три слоя по 10 см и каждый слой протыкают (без удара) 25 раз стержнем диаметром 15 мм. После наполнения формы излишек бетонной смеси срезают вровень с краями и медленно снимают форму вверх за кольцо, сохраняя при этом строго вертикальное её положение.

Отформованный бетонный конус после снятия формы даёт осадку, которую легко измерить положив линейку на поставленную рядом с бетонной формой. Способ измерения осадки конуса формовки бетонной смеси для определения её подвижности показан на рис.1.

Чем больше осадка конуса , тем больше степень подвижности бетонной смеси :

1. бетонную смесь с небольшим количеством воды , не дающую осадки или имеющую осадку в пределах 1…2 см - называют жесткой (жёсткий бетон );
2. смесь с большим содержанием воды , дающим осадку 3…16 см - пластичной (бетон пластичный );
3. а выше 16 см - литой (бетон литой ).

Указанные значения подвижности бетонной смеси , кроме последних, относятся к жёстким и пластичным смесям , укладываемым с помощью вибраторов .

При использовании литых бетонных смесей , содержащих добавку суперпластификаторов , значение подвижности можно устанавливать на месте строительства в зависимости от характера конструкции и способа транспортирования и укладки смесей в пределах 16…24 см .

Подвижность бетонной смеси выбирают в соответствии с видом конструкции согласно таблице 2.

Таблица 2: Подвижность бетонных смесей, укладываемых в различные конструкции/

п/п	Виды работ и конструкции	Осадка конуса, см	Показатель жёсткости, с
1	2	3	4
1	Подготовка под фундаменты и полы, основания дорог	0…1	50…60
2	Покрытия дорог, полы, массивные неармированные конструкции (подпорные стенки, блоки массивов, фундаменты)	1…3	25…35
3	Массивные армированные конструкции (плиты, балки, колонны, большого и среднего сечения)	2…4	15…25
4	Стены промышленных и жилых зданий	2…4	15…25
5	Железобетонные конструкции, сильно насыщенные арматурой (тонкие стенки, колонны, бункеры, силосы, балки и плиты малого сечения), бетонируемые на месте, с содержанием арматуры до 1%:	4…6	10…15
6	Конструкции, особо насыщенные арматурой (прочные и балочные мосты и т.д.), с содержанием арматуры более 1%:	6…8	10…15
7	Конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке:
8	- при уплотнении вибраторами	6…8	10…15
9	- при ручном уплотнении	8…10	5…10

Независимо от подвижности бетонная смесь должна быть удобообрабатываемой . Это, в частности, значит, что при заполнении формы и уплотнении смесь должна сохранять однородность, не расслаиваться.

Удобообрабатываемая бетонная смесь :

• легко штукуется при укладке в конусную форму;
• из-под формы при её наполнении не вытекает вода ;
• после снятия конуса бетонная смесь оседает, не разваливаясь и не осыпаясь .

ВНИМАНИЕ! Проверкой удообрабатываемости бетонной смеси может служить, например, проба "на лопату" :

• ударяя плашмя лопатой по бетонной смеси , смотрят, какой след оставляет лопата;
• если раствор не заполнил пустоты в щебёнке - это означает, что его недостаточно и смесь неудобообрабатываема ;
• если при ударе лопата погружается в бетонную массу , оставляя впадину - это указывает на избыток раствора - такой бетон может быть излишне пористым .

Добиться нужной подвижности бетонной смеси при заданной прочности бетона можно следующим способом :

• если к бетонной смеси добавить одновременно цемент и воду - подвижность бетона увеличится ;
• если при этом не изменять водоцементное отношение (отношение массы воды к массе цемента ), то прочность бетона не измениться .

Состав бетона задают :

• в виде соотношения по массе количества цемента, песка и щебня (гравия) , причём количество цемента принимают за единицу ;
• количество воды указывают отдельно в виде водоцементного отношения В/Ц (например, состав 1:2,5:4,5 по массе; В/Ц=0,6);
• в виде количества материалов на 1 м³ бетона [например, 260 кг цемента, 170 л (кг) воды, 700 кг песка, 1280 кг щебня].

3. Прочность бетонной смеси.

Активность и содержание в бетоне цемента прямо сказываются на прочности бетона . Однако увеличение содержания цемента в бетоне положительно влияет до определённых пределов , после которых прочность мало изменяется, а другие свойства бетона могут ухудшаться .

Так, с повышением расхода цемента увеличиваются усадка и ползучесть бетона , а также его экзотермия в начальный период твердения.

В определённых условиях это может вызвать появление усадочных и температурных трещин .

ВНИМАНИЕ! ЗАПРЕЩЕНО назначать составы бетона или водоцементного отношения ТОЛЬКО ПО ТАБЛИЦАМ И ГРАФИКАМ или расчётно-термическим путём (БЕЗ ОПЫТНОЙ ПРОВЕРКИ) в строительной лаборатории, т.к. марка бетона зависит:

• от качества воды,
• разновидности цементов и заполнителей бетонной смеси,
• а также точности дозировки строительных материалов в ответственных строительных конструкциях (колоннах, плитах перекрытий, ригелях, балках и блоках массивов).

Рабочий состав и водоцементное отношение бетона назначают путём подбора , по результатам испытаний образцов, изготавливаемых из пробных замесов.

Таблица 2-Б: Соотношение между марками и классами бетона по прочности на сжатие.

п/п		Класс бетона по прочности на сжатие (в соответствии со СНиП 2.03.01-..)	Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие (в соответствии со СНиП 2.03.01-…)
1	2	3	4	5
1	М-15	В-1	М-300	В-22,5
2	М-25	В-2	М-350	В-27,5
3	М-35	В-2,5	М-400	В-30
4	М-50	В-3,5	М-450	В-35
5	М-75	В-5	М-500	В-40
6	М-100	В-7,5	М-600	В-45
7	М-150	В-12,5	М-700	В-55
8	М-200	В-15	М-800	В-60
9	М-250	В-20	-	-

Основные условия от которых зависит прочность бетона :

1. Качество цемента.

   Чем выше прочность (активность) цемента, тем выше будет и прочность бетона. Чем скорее твердеет цемент , тем быстрее будет нарастать прочность бетона .

2. Количество цемента.

   Количество цемента, расходуемого на 1 м³ бетона. Наилучший показатель прочности имеет бетон с таким расходом цемента, при котором густое цементное тесто заполняет все пустоты в песке и обволакивает тонким слоем частицы песка. А цементно-песчаный раствор заполняет все пустоты в крупном заполнителе.

3. Количество воды.

   При одном и том же количестве цемента прочность бетона будет меньше, чем больше в нём содержится воды. Это объясняется тем, что для твердения бетона необходимо примерно 20% массы (веса или объёма) цемента. Так например, при расходе цемента 220…250 кг на 1 м³ бетона потребуется 45…50 л воды, но при таком количестве воды бетонная смесь получится сдишком сухой, её нельзя достаточно равномерно перемешать и плотно уложить в форму. Поэтому практически приходиться добавлять воды в 3…4 раза больше - около 160…180 л на 1 м³ бетона. Излишняя вода по мере твердения испаряется, оставляя поры (пустоты). Чем больше воды было добавлено в бетонную смесь при её приготовлении, тем больше пор образуется в затвердевшем бетоне и тем меньше из-за этого будет его прочность .

4. Качество заполнителей.

   Качество заполнителей - их чистота, форма и зерновой состав (количество зёрен различной крупности и максимальная крупность зёрен). Неправильная форма зёрен и шероховатая поверхность способствуют лучшему сцеплению цементного теста с заполнителями и создаёт большую прочность . Загрязнённость заполнителей , ухудшающая сцепление их с цементным тестом, также снижает прочность бетона .

5. Порядок укладки бетонной смеси в конструкцию.

   При перерывах в укладке бетонной смеси большое значение имеет способ обработки поверхности стыка бетона , уложенного после перерыва с уложенным до перерыва. Несоблюдение правил обработки поверхности (очистка, насечка, смачивание) сильно снижает прочность стыка .

6. Уплотнение бетонной смеси.

   Бетон, уплотнённый в виде смеси вибраторами , имеет на 10…30% бОльшую прочность, чем бетон, уплотнённый вручную .

7. Возраст бетона.

   Прочность бетона растёт с его возрастом и особенно быстро - в начальном возрасте (до 28 дней ). Прочность продолжает нарастать более медленно в течение ряда лет.

8. Условия твердения.

   Наибольшую прочность бетон получает при твердении во влажной среде . Наоборот, твердение в сухом и жарком воздухе может привести к получению низкокачественного бетона . Замерзание приостанавливает процесс твердения бетона , но при оттаивании процесс продолжается. Бетон теряет прочность , если он замёрз до достижения им "критической прочности" . Ещё более вредным, чем преждевременное замерзание, являются попеременные замерзание и оттаивание свежего бетона, в результате чего бетон в некоторых случаях может даже потерять способность твердеть .

4. Характеристики тяжёлых и лёгких бетонов.

Тяжёлые бетоны.

Особо тяжёлые бетоны применяют для специальных защитных сооружений, фундаментов под машины и для гидротехнических сооружений, и в жилищном строительстве почти не применяются , поэтому подробно мы их рассматривать не будем .

Тяжёлые бетоны применяют при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций , изготовления изделий из бетонов . Тяжёлые бетоны изготавливают с применением песка, гравия, щебня из тяжёлых горных пород .

В проектах бетонных и железобетонных конструкций предусматривают применение следующих марок тяжёлых бетонов - М-50, М-75, М-100, М-150, М-200, М-300, М-400, М-500, М-600 .

ВНИМАНИЕ! Для железобетонных конструкций ЗАПРЕЩЕНО применение тяжёлых бетонов марки ниже М-100 . Для бетонных конструкций НЕ СЛЕДУЕТ применять бетон марки выше М-300 .

Тяжёлые бетоны подразделяются:

• на пластичные - укладываемые в формы (опалубку) при умеренном уплотнении;
• и жёсткие - укладка которых требует усиленного механического уплотнения.

Лёгкие бетоны.

Лёгкие бетоны применяют для изготовления ограждающих конструкций , изделий и строительных деталей с целью уменьшения их массы .

Разновидности лёгкого бетона на пористых искусственных и естественных заполнителях определяется видом применяемого крупного заполнителя : керамзитобетон, шлакобетон, аглопоритобетон, туфобетон и т.д.

Наиболее распространены в практике лёгкие бетоны на пористых заполнителях , имеющие объёмную массу 900…1400 кг/м³ .

Пористыми неорганическими заполнителями для лёгких бетонов называют сыпучие материалы с насыпной плотностью не выше 1200 кг/м³ ; при крупности зёрен до 5 мм (песок) и не свыше 1000 кг/м³ при крупности зёрен 5…40 мм (щебень, гравий).

По происхождению заполнители бывают природные и искусственные . Наибольшее распространение получили искусственные заполнители - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковая пемза, гранулированный шлак , наилучшим образом отвечающие предъявляемым к ним требованиям.

Керамзитовый гравий.

Керамзитовый гравий получают обжигом легкоплавких глин до вспучивания , происходящего в интервале температур между их размягчением и спеканием.

В зависимости от назначения лёгкие бетоны делят на три вида :конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные .

Плотность керамзита :

• для конструктивных бетонов - 400…800 кг/м³ ,
• для теплоизоляционных - 300…500 кг/м³ .

Аглопоритовый щебень.

Аглопоритовый щебень получают при дроблении пористых кусков , образующихся в процессе спекания на агломерационных решётках смеси глин (или суглинков) с отходами топлива , содержащими свыше 10% несгоревшего угля . Объёмная плотность агломерационого щебня - 400…800 кг/м³ . Керамзитовый и аглопоритовый песок - результат дробления щебня (гравия) с измельчением до фракции менее 5 мм .

Перлит.

Перлит (щебень и песок) плотностью 250…400 кг/м³ является результатом процесса вспучивания вулканических пород с увеличением их в объёме в 6…12 раз при нагреве до 1100°С .

Шлаковая пемза.

Шлаковую пемзу , перерабатываемую на щебень и песок , получают в результате поризации расплавленных доменных шлаков при охлаждении их паром , а гранулированный шлак - в результате поризации тех же шлаков при быстром охлаждении их водой . Плотность шлаков пемзы - 500…1200 кг/м³ , гранулированного шлака - 800…1200 кг/м³ .

Природными пористыми материалами являются вулканические породы - пемза и туфы , дроблением которых получают щебень и песок . Эти материалы применяют там, где они являются местными.

Консистенцию бетонной смеси (её жёсткость и подвижность ) назначают непосредственно на месте работ, с учётом размера и армирования конструкции (табл.3 и табл.4).

Таблица 3: Ориентировочный расход цемента в бетонах для монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

п/п	Проектная марка бетона	Марка цемента	Расход цемента в кг на 1 м³ бетона для конструкций
			всех, кроме тонкостенных	тонкостенных
1	2	3	4	5
1	100	300	225	-
2	150	300-400	250	-
3	200	400-500	270	300
4	300	500-600	320	350
5	400	600	440	440
6	500	600	500	550
7	600	700	560	600

ПРИМЕЧАНИЕ: Особенностью твердения лёгких бетонов является то, что пористые заполнители в начальный период впитывают и удерживают влагу в капиллярах, а затем возвращают её цементному камню. Этим создаются условия для более длительной и полной гидратации цемента в бетоне, что повышает его прочность .

Таблица 4: Технические характеристики лёгких бетонов.

п/п	Наименование бетона	Максимальная плотность в высушенном состоянии, кг/м³	Марка лёгких бетонов		Коэффициент теплопроводности, ккал/(м*ч*t°C)
			по прочности	по морозостойкости
1	2	3	4	5	6
1	Конструктивный	1800	М-100, М-150, М-200, М-250, М-300, М-400	Мрз-25, Мрз-35, Мрз-50, Мрз-100	Не нормируется
2		1400	М-25, М-35, М-50, М-75, М-100	Мрз-10, Мрз-15, Мрз-25, Мрз-35	0,5
3	Теплоизоляционный	800	Не менее М-10	Не нормируется	0,25

Учитывая сравнительно небольшую прочность и пористость заполнителей , рекомендуется ограничивать их наибольшую допустимую крупность .

Например, крупность пористого гравия (керамзита, шлака, туфа ) должна быть не более 40 мм , а щебня - до 20 мм .

Для подвижных бетонных смесей применяют гравий крупностью до 20 мм , а щебень - до 10 мм .

Для малоподвижных смесей ориентировочные зерновые составы заполнителей для лёгкого бетона на керамзитовом гравии можно принимать по таблице 5.

п/п	Наименование бетона	Наибольшая крупность зёрен, мм	Зерновой состав заполнителей в %%
			Размер зёрен заполнителя
			до 1,25 мм	1,25…2,5мм	2,5…5мм	5…10мм	10…20мм	20…40мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Конструктивный	10	25%	20%	10%	45%	-	-
2		20	20%	15%	15%	20%	30%	-
3	Конструкционно-теплоизоляционный	10	25%	15%	10%	50%	-	-
4		20	20%	15%	10%	25%	30%	-
5		40	15%	10%	10%	15%	20%	30%
6	Теплоизоляционный	20	-	10%	15%	35%	40%	-
7		40	-	10%	10%	20%	25%	35%

Средний расход цемента в зависимости от марки бетона , характера и крупности заполнителя , а также от активности цемента следует назначать по данным таблицы 6.

Таблица 6: Расход цемента для приготовления лёгкого бетона на щебне и гравии.

п/п	Наибольшая крупность зёрен, мм	Для бетона	Расход цемента на 1 м³ лёгкого бетона, в кг
			М-35	М-50	М-75	М-100	М-150
1	2	3	4	5	6	7	8
1	10 мм	на щебне	130…150	150…170	170…190	190…210	250…270
2		на гравии	100…115	115…130	130…145	145…160	175…190
3	20 мм	на щебне	140…160	160…180	180…220	220…240	290…320
4		на гравии	110…125	125…140	140…160	160…180	200…225
5	40 мм	на щебне	160…180	180…200	210…260	260…280	340…380
6		на гравии	120…135	135…200	160…180	180…200	240…280

ПРИМЕЧАНИЕ: Для подвижных бетонных смесей расход цемента увеличивается на 10…15% .

5. Приготовление бетонной смеси.

Готовят бетонную смесь на заводах ЖБИ и в построечных условиях на передвижных установках (бетономешалках). Применяют бетоносмесительные установки цикличного и непрерывного действия.

ВНИМАНИЕ! Вручную полноценный бетон приготовить невозможно .

Таблица 7: Ориентировочный состав бетонной смеси и расход материалов на 1м³ бетона.

п/п	Марка бетона	Расход материалов, в кг				Подвижность смеси, см	Удобоукладываемость, с
		цемент	щебень	песок	вода
1	2	3	4	5	6	7	8
	Для портландцемента марки М-300
1	М-100	200	1200	800	155	1…2	35…25
2		210	1218	745	165	3…5	20…15
3		220	1210	748	175	6…8	15…10
4		235	1198	740	185	9…12	10…5
5	М-150	225	1211	726	155	1…2	35…25
6		270	1215	701	165	3…5	20…15
7		290	1215	675	175	6…8	15…10
8		305	1220	658	185	9…12	10…5
	Для портландцемента марки М-400
9	М-100	215	1225	750	155	1…2	35…25
10		230	1215	747	165	3…5	20…15
11		245	1200	724	175	6…8	15…10
12		260	1209	676	185	9…12	10…5
13	М-150	155	1188	750	155	1…2	35…25
14		265	1215	704	165	3…5	20…15
15		280	1202	685	175	6…8	15…10
16		300	1200	660	186	9…12	10…5
17	М-300	335	1220	635	155	1…2	35…25
18		360	1215	630	165	3…5	20…15
19		380	1202	588	175	6…8	15…10
20		400	1200	560	185	9…12	10…5

I. При составлении таблицы плотность материала принята :

• цемента - 1300 кг/м³ ,
• песка - 1800 кг/м³ ,
• щебня - 1400 кг/м³ .

II. Во всех составах в качестве крупного заполнителя предусмотрен щебень крупностью до 40 мм .

ПРИМЕЧАНИЕ: При приготовлении бетонной смеси в бетоносмесителях принудительного действия время перемешивания должна составлять не менее 2-х мин ., (из них 30…60 сек . - перемешивание сухих составляющих ).

6. Подготовка к бетонированию.

Прежде чем приступать к бетонированию , необходимо :

• тщательно осмотреть опалубку и поддерживающие её леса ,
• проверить надёжность установки стоек лесов и клиньев под ними, креплений опалубки, отсутствие щелей .

Деревянную опалубку надо тщательно очистить от щепы и мусора и обильно полить водой . При этом все мелкие щели в опалубке забухают , а дерево впитывает воду и в дальнейшем не отсасывает влаги из уложенной в опалубку бетонной смеси .

При больших объёмах работ очистку опалубки выполняют сжатым воздухом , подаваемым рукавом от компрессора.

Металлическая опалубка должна быть покрыта смазкой . Наблюдение за состоянием опалубки и лесов следует вести также во время бетонирования и все возникающие неисправности немедленно устранять .

Приступать к бетонированию можно только после того, как будут проверены уложенная и закреплённая арматура и закладные детали . Там, где арматура лежит непосредственно на опалубке (например, сетка в плитах), надо уложить подкладки для образования защитного бетонного слоя толщиной не менее 10 мм .

7. Защита бетона в период твердения.

И в заключение. Немаловажное значение имеют и способы ухода за твердеющим бетоном , т.к. особенно велика усадка бетона в начальный период твердения, достигающая за первые сутки 60…70% месячной усадки.

ВНИМАНИЕ! Рост прочности твердеющего бетона по времени возможен только при определённых температурно-влажностных условиях, исключающих преждевременное испарение воды из бетона (табл.8 и 9).

Таблица 8: Рост прочности бетона на портландцементе -

ВНИМАНИЕ! Чем раньше защищён бетон от высыхания, тем выше конечная прочность .

ВНИМАНИЕ! Следует помнить, что недостатки ухода за бетоном в первые дни практически нельзя возместить тщательным уходом в последствии .

При твердении на воздухе бетон высыхает и даёт усадку , причём усыхание снаружи происходит быстрее , чем внутри. Поэтому если влажность бетона при твердении была недостаточной , на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины .

Таблица 9: Влияние условий твердения на прочность бетона R 30 -

п/п	Место и условия твердения бетона	Количество воды затворения за 30 суток, в %%	R 30
			МПа	%%
1	2	3	4	5
1	На открытом воздухе (на солнце), покрытий первые 14 суток пергаментом	37	24,8	100
2	То же, раствором битума в бензине	13	24,4	98,5
3	То же, слоем песка 3 см в течение 14 суток	47	22,4	90
4	В помещении при температуре 20…23°С и относительной влажности 50% без укрытия и подливки	70	14,8	59,5
5	На открытом воздухе (в тени под навесом) при средней температуре 20…23°С без укрытия и подливки	77	13,2	53

ВНИМАНИЕ! Для твердения уложенного бетона необходимо создать температурно-влажностный режим. С этой целью необходимо укрытие влагоёмкими материалами и поливку бетона начинать не позднее чем через 10…12 часов после окончания бетонирования , а в жаркую погоду - через 2…3 часа после укладки смеси.

В сухую погоду бетон поливают в течение :

• на портландцементе - не менее 7 суток ,
• на глиноземистом цементе - не менее 3 суток ,
• бетон на прочих цементах и бетон с пластифицирующими добавками - не менее 14 суток .

При температуре 15°С и выше бетон поливают в течение первых 3-х суток :

• днём - каждые 3 часа ;
• ночью - один раз ;
• в последующее время - 3 раза в сутки .

ВНИМАНИЕ! При укрытии бетона влагостойкими материалами (опилки, песок и т.п.) длительность перерывов между поливами может быть увеличена .

При температуре воздуха ниже 5°С - полив - не нужен .

ВНИМАНИЕ! Укрытие и поливка бетона требуют значительных трудозатрат , поэтому при больших площадях бетонирования целесообразно заменять поливку покрытием бетона защитными плёнками или водно-битумной эмульсией .

Добавление в эмульсию известкового молока придаёт её более светлую окраску , поэтому увеличивает отражательную способность плёнок и снижает интенсивность прогрева поверхности солнечными лучами .

Для простых обывателей основным качеством бетона является его прочность, которая определяется маркой смеси. А вот специалисты всегда к прочности добавляют и подвижность бетона. Этот термин основан на таком свойстве раствора, при котором бетон под действием свой массы или при небольшом воздействии (вибрация, утрамбовка) заполняют предназначенную для него форму. То есть показатель подвижности, который указан в специальной таблице, определяет удобство применения раствора. Для больших объемов строительных работ это важно.

Как определить подвижность раствора?

Для этого нет необходимости использовать лабораторное оборудование. Процесс определения достаточно прост. Понадобится специальный конус, изготовленный из листовой стали толщиною 1,5 мм.

Размеры конуса:

• высота – 30 см;
• большой диаметр – 30 см;
• малый диаметр – 10 см.

Это стандартный размер. Но есть дополнения, которые определяются фракцией, используемого в растворе щебня.

Если фракция щебня не превышает 70 мм, то размеры конуса будут такими: 30×20х10 см (высота — большой диаметр — малый диаметр). Если фракция превышает 70 мм, то размеры будут такими: 45×30х15 см.

С боков фигуры припаяны две ручки для удобства проведения испытательного процесса.

Испытание

Приготовленный бетонный раствор закладывают в конус тремя слоями с широкой стороны фигуры. Внутреннюю поверхность конуса обязательно надо увлажнить. Каждый слой утрамбовывается с помощью куска арматуры. Общее количество штыковых движений должно быть 25 раз, то есть по 8-9 раз на один слой. Если используется увеличенный конус, то штыковать придется 56 раз.

Излишки смеси, которые будут выпирать, надо срезать шпателем. После чего конус переворачивается и снимается с бетона, который принял коническую форму.

В таком состоянии раствор должен немного постоять, чтобы произошла его естественная усадка. После чего замеряется высота бетонного конуса и сравнивается с высотой металлической фигуры (30 см).

Для точности определения разницы высот двух конусов, рекомендуется делать два пробных тестирования. Среднее число и есть необходимый показатель.

Виды подвижности

Если разница высот равна нулю, то бетонный раствор относится к категории жестких бетонов (обозначаются они в маркировке буквой «Ж»). Их используют очень редко. В частном домостроении не используется вообще. Работать с такими смесями очень сложно, жесткость у них высокая.

Если разница высот составляет 1-5 см – это малоподвижный раствор. Если 6-14 см – это пластичный бетон. Существует и четвертый вид, при котором разница конусов составляет более 15 см. Специалисты такие растворы называют «литая масса». Такая подвижность бетона позволяет использовать материал только в определенных условиях для специальных конструкций.

Практика показывает, что густота определяет прочность заливаемой конструкции. Поэтому, выбирая тот или иной бетонный раствор по показателю подвижности, необходимо точно знать, в каких условиях будет заливаться раствор, и для каких целей предназначается несущая конструкция дома. То есть под каждый отдельный вариант заливки придется подбирать состав и по подвижности, и по жесткости.

Сводная таблица

Таблица различных показателей упрощает поиск нужных параметров или характеристик. С бетонными растворами то же самое. Существуют объединенные таблицы, в которых включены все характеристики смесей, а есть отдельные, по разным параметрам состава. Таблица снизу показывает только подвижность материала.

Такое тестирование проводят для смесей, в которых используется щебень размерами 5-40 мм. Для этого используется специальный измерительный инструмент – вискозиметр.

Инструменты

Для точности проведения опыта понадобится виброплита и конус (как и в первом случае). Готовится коническая форма бетона, которую устанавливают на виброплиту.

Затем в бетон втыкается штатив, на который надевается диск, выполняющий роль пресса. На штативе нанесены риски по длине инструмента.

Процесс измерения и учет результата

Включается секундомер одновременно с виброплитой. При этом диск под действием вибрации и своей массы начинает уплотнять бетонную форму. Как он только дойдет до определенной риски, выключается плита и секундомер, время прохождения записывается.

Показатель времени умножается на коэффициент, равный 0,45. Это стандартная величина. Полученный результат и есть жесткость или подвижность бетона. На больших строительных площадках результат каждой проверки записывается в специальный журнал.

Для этого необходимо подготовить кубическую форму из листового железа. Для растворов, где использовался щебень размерами до 70 мм, готовится куб 20×20х20 см. Где использовался щебень размерами до 20 мм, готовится куб со стороной 10 см.

Куб устанавливается на виброплиту. Затем в него помещается конической формы бетон, приготовленный по рецептуре, описанной выше. После чего включается виброплита и секундомер.

Необходимо измерить время, за которое бетонный конус развалится, заполнит все углы куба и его поверхность станет горизонтальной. Этот временной показатель умножается на 0,7. Это и есть подвижность массы.

Обозначение бетона

Маркируется показатель подвижности буквой «П» с добавлением цифрового значения от 1 до 5. То есть П1, П2… И чем выше числовой показатель, тем выше подвижность раствора. Поэтому существует определенное разделение бетона по показателю подвижности:

• П1, П2, П3 – малоподвижные;
• П4, П5 – с высокой подвижностью.

Малоподвижные

Первая группа в своем составе имеет большое количество песка по отношению к цементу, поэтому консистенция таких бетонов густая. Их обычно используют для сооружения монолитных конструкций. При их заливке обязательно применяют вибраторы.

Обратите внимание, что дополнительно , чтобы увеличить их текучесть, нельзя. Сразу же снижается марка, а значит, и прочность всей конструкции в целом. В данном случае увеличить текучесть можно только добавлением специальных пластификаторов.

Высокоподвижные

Бетоны из второй группы используют для заливки в опалубки, где установлен частый армокаркас, или в опалубки, в которых сложно провести утрамбовку. К примеру, это могут быть колонны или узкие, но высокие фундаменты.

Кстати, специалисты считают, что бетон П4 является оптимальным. Его не надо утрамбовывать или проводить вибрацию.

Подвижность и состав смеси

Определение подвижности бетонной смеси влияет на качество конечного результата, поэтому такое тестирование необходимо обязательно проводить. И если качество раствора (а точнее сказать, его подвижность) вас не устраивает, то можно изменить рецептуру смеси или изменить параметры и марки составляющих компонентов. То есть добавить в раствор цемент другой марки, более мелкую или крупную фракцию песка или щебня, изменить объем воды.

Цемент

При увеличении соотношения вода-цемент в сторону жидкости, подвижность бетонной смеси увеличивается. При этом прочность и жесткость состава сразу же снижается. Добавленные в цемент пластификаторы и модификаторы снижают подвижность.

Если по рецептуре увеличить объем вносимого цемента, то текучесть массы тоже увеличивается. Но при этом прочность раствора не изменяется. Все дело в том, что при таком содержании цемента увеличивается объем цементного теста. Оно заполняет собой все пространство между наполнителями и не дает соприкасаться им между собой. А это снижает силу трения, отсюда и высокая подвижность массы.

Песок и щебень

Размеры, качество поверхности и форма крупных наполнителей также влияют на текучесть бетонной смеси. К примеру, гладкая поверхность гравия (щебня) дает возможность снизить трение между его элементами. Это в свою очередь, увеличивает подвижность массы, но в итоге снижается жесткость и прочность всей конструкции. Поэтому речной гравий для бетонных растворов не используется.

Что касается песка, то на показатель подвижности он практически не влияет. Конечно, не стоит использовать песок мелкой фракции, который увеличит текучесть, но сильно снизит прочность состава.

Условия заливки

На подвижность бетонной смеси будут влиять и условия заливки. К ним в основном относится частота армирующего каркаса и форма заливаемой конструкции.

Чем чаще установлена в каркасе арматура, тем текучее раствор придется изготавливать. Это делается для удобства проведения работ. Ведь работать тем же вибратором в таких условиях будет сложно. И если в данную конструкцию заливается жесткий раствор, то есть большая вероятность, что его плотность после вибрации не будет соответствовать норме. Появятся раковины и поры, а это снижение качества.

Размеры заливаемой конструкции тоже влияют на выбор пластичности бетонной массы. И в этом случае основной причиной является удобство проведения работ. Чем больше и сложнее конструкция, тем пластичнее придется готовить бетон.