Плинність (рухливість) бетонної суміші є одним з основних факторів, які впливають на формування матеріалу в опалубці, і визначається співвідношенням головних компонентів суміші, наявністю добавок - пластифікаторів, кількістю води і якістю бетону.

Рухливість визначається як дослідним шляхом, виходячи зі складу і розміру частинок наповнювачів, так і експериментальним — за допомогою лабораторних випробувань і вимірювання в формах.

Рухливість бетонної суміші

Рухливість - що це таке

Основним технологічним параметром свіжої бетонної суміші є легкоукладальність - здатність розчину заповнювати опалубку і приймати її форму, не втрачаючи однорідності і монолітності.

Формуемость впливає не тільки на швидкість роботи з матеріалом на будмайданчику, але і на його конструктивні характеристики. При високій в'язкості в бетоні будуть утворюватися порожнечі і пори, а при сильній плинності — буде знижена міцність конструкції.

 Легкоукладальність залежить від здатності суміші деформуватися без зміни структури (пластичності) і схильності до розтікання під власною вагою (рухливістю). За рахунок двофазної структури - матриці з цементного тіста і наповнювачів — свіжий бетон утворює в'язку масу, яка одночасно проявляє властивості твердого і рідкого тіла.

При великому вмісті води в цементному тесті матриця буде мати аморфну структуру. Зв'язків, які будуть утворені при гідратації цементу, виявиться недостатньо для забезпечення потрібної в'язкості. Водяниста суміш буде добре заповнювати ємність і розтікатися по поверхні.

Велика кількість наповнювача зробить розчин непіддатливим, малорухливим і жорстким. Жорсткість бетону визначається не тільки вмістом частинок наповнювача (пісок, гравій та ін.), але і їх дисперсністю.

Чим дрібніше частинки, тим більше площа їх поверхні, яка обволікається цементним тестом. Процеси адгезії на кордоні матриця-частинка утримують бетонну суміш від розтікання.

Якщо в розведений цемент додати наповнювач із занадто великими частинками, то сил адгезії не вистачить для утримання в'язко-рідкої структури в стабільній формі. Рідка основа буде відносно вільно розтікатися між частинками наповнювача, що негативно вплине на однорідність бетону.

Жорсткі бетонні розчини є найбільш вигідними для забудовників, тому що дозволяють додати пил і некондиційний дрібний наповнювач. Це дозволяє заощадити на дорогому цементі, але позначається на властивостях майбутньої конструкції. Щоб отримати задану міцність, перед заливкою опалубки бетонщик перевіряє рухливість суміші.

Способи визначення 

Визначення рухливості бетонної суміші може проводитися як безпосередньо на майданчику, так і в лабораторних умовах.

Визначення еластичності конусом

Найбільш простий і часто застосовуваний метод вимірювання - це перевірка опади бетонного конуса.

Перевірка виконується в наступній послідовності:

  1. Рухливість бетонної сумішіБереться дерев'яний майданчик, обшитий оцинкованим металом, і оцинкований зрізаний конус висотою 30 см і діаметрами 10 см і 20 см (верхній і нижній частині відповідно).
  2. Внутрішня поверхня форми і майданчик змочуються водою, щоб виключити адсорбцію води з розчину.
  3. Конус перевертається широкою частиною вниз.
  4. Форма в кілька етапів заповнюється свіжою бетонною сумішшю через воронку (після кожного етапу необхідно ретельно штикувати шар металевим стрижнем для видалення надлишків повітря).
  5. Воронка знімається, рівень бетону дорівнює по краю форми.
  6. Металевий конус акуратно знімається і ставиться поруч з бетонним.

Під дією власної ваги матеріал осідає, поки не буде досягнуто рівноваги між зусиллями адгезії і розтікання.

Коли рух бетонної форми зупиняється, проводяться вимірювання: одна лінійка встановлюється в бетон, інша — перпендикулярно першої, з опорою на металеву форму.

За допомогою перехрестя лінійок вимірюється різниця між висотою двох конусів, яка визначає рухливість.

При недостатній плинності бетонщик може вдатися до методу розведення розчину. Відступ від нормативів вмісту води (0,4-0,5 від маси цементу) загрожує зниженням міцності матеріалу.

Визначення еластичності шляхом аналізу моноліту

Перевірка моноліту є найбільш тривалим методом контролю (займає до 1 місяця), але дозволяє встановити не тільки технологічні, але і конструктивні параметри.

Перевірка виконується наступним чином:

  1. Готується кілька дерев'яних ящиків-кубиків з довжиною сторони 10-15 см.
  2. Кожен куб встановлюється на рівну площадку, внутрішня поверхня форм ретельно зволожується.
  3. Свіжий бетон заливається в ящики, а потім ущільнюється штикуванням. Для додаткової усадки можна злегка постукати по стінках форм молотком, забезпечуючи слабкий ефект віброущільнення.
  4. Зразки-кубики сохнуть 28-30 діб. Вологість повітря повинна бути не менше 90%, а температура — не нижче 20°С.
  5. Після затвердіння зразки відправляються в лабораторію для перевірки конструктивної міцності, однорідності і наявності дефектів.

За допомогою лабораторного вібростолу

При будівництві відповідальних конструкцій можуть проводитися лабораторні вимірювання плинності суміші. Для цього застосовуються вібростоли, які ущільнюють свіжий бетон.

Рухливість матеріалу може оцінюватися двома методами:

  1. Рухливість бетонної сумішіВимірювання часу зниження до мітки на шкалі. На вібростолі формується бетонний конус. В його середину встановлюється штатив, на який наноситься мітка і надівається диск. Диск не закріплений і лежить на поверхні бетону. Після включення вібростолу висота бетонної форми починає зменшуватися. Коли диск досягає потрібної позначки, віброустройство вимикають і фіксують час.
  2. Вимірювання часу заповнення форми. В цьому випадку сформований конус полягає всередину металевого куба зі стороною 20 см. Після включення вібрації бетон буде ущільнюватися і заповнювати форму. Час фіксують, коли поверхня матеріалу стає горизонтальною, а суміш заповнює куб.

Класифікація і як позначається

Рухливість бетону позначається буквою "П". За цим критерієм бетонні розчини класифікуються на 5 груп від П-1 до П-5. Чим вище плинність матеріалу, тим більше цифра, зазначена в марці рухливості.

Таблиця рухливості суміші з бетону

Вид суміші Осаду випробувального конуса, см Куди заливається Особливості
П-1 1-5 Моноліти з мінімальною складністю конфігурації Обов'язково ущільнюється вібрацією. При заливці в холодну пору року попередньо підігрівається
П-2 6-10 Стандартні споруди Мають оптимальну пластичністю і міцністю. Можуть ущільнюватися вібрацією
П-3 11-15
П-4 16-20 Складні опалубки високі фундаменти, колони та інші армовані конструкції Для марок П-4 і П-5 обов'язково використання пластифікаторів
П-5 Більше 21 Відносно герметичні опалубки Є литим розчином

Жорсткі і наджорсткі суміші, які мають нульову осадку конуса, позначаються Ж і СЖ (наприклад, СЖ-2). Через технологічні складнощі укладання в опалубку вони застосовуються в обмеженому діапазоні робіт.

Залежність рухливості від складу суміші

Рухливість бетону визначається його складом, дисперсністю наповнювачів, часткою матриці і твердих частинок. Глинисті включення, бруд, пил і тонка фракція наповнювача змінюють плинність по-різному, але однозначно погіршують якість суміші.

Регулятори консистенції сумішей

Основними регуляторами консистенції бетону є:

  1. Вода. Підвищує рухливість бетону, але знижує його характеристики міцності і уповільнює твердіння. Щоб не втратити в міцності, потрібно розбавляти суміш цементним тістом.
  2. Цемент. За рахунок адгезії і гідратації розведений цемент робить розчин пластичним, але міцним. Для отримання потрібної консистенції слід використовувати правильну марку цементу: суміші від П-1 до П-3 готуються на основі портландцементу, а П-4 і П-5 — на основі цементу з пуццоланом.
  3. Пластифікатор. Пластифікуючі добавки підвищують плинність суміші, зберігають її в'язко-рідку структуру при тривалому транспортуванні і дозволяють заповнити складні опалубки. Парафін, ПАР, фосфати, ефір фталевої кислоти та інші пластифікатори дозволяють виключити вібраційну утрамбовку сумішей середньої рухливості (П-2 і П-3).

Розмір частинок наповнювачів також впливає на консистенцію розчину, тому при виборі складу рекомендується дотримуватися оптимальних параметрів дисперсності. Для армування бетону застосовується середній і великий пісок (2-3, 5 мм), великий гравійний щебінь (40-70 мм) і гранітний щебінь фракцій 5-20 мм, 20-40 мм і 40-70 мм.