Определение основных свойств бетонной смеси

Свойства бетонной смеси в значительной мере предопределяют качество полученного из нее бетона, поэтому их систематически контролируют. От контролируемой бетонной смеси отбирают среднюю пробу. Объем средней пробы бетонной смеси не должен быть менее 20 л. Отобраную пробу тщательно перемешивают вручную и не позднее чем через 5 мин после окончания перемешивания начинают испытывать, определяя ее удобоукладываемость и среднюю плотность.

Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделии и уплотняться в ней под действием силы тяжести или внешних механических воздействий. Это свойство бетонной смеси оценивают подвижностью или жесткостью (ГОСТ 10181–2000).

Подвижность бетонной смеси определяют при помощи стандартного конуса (рис. 1), который представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 300 мм, диаметром верхнего основания 100 и нижнего - 200 мм. Форму, предварительно смоченную изнутри водой, устанавливают на плоскую горизонтальную поверхность, не впитывающую влагу (например, на металлический лист или кусок линолеума). Затем через верхнее отверстие ее заполняют тремя равными по высоте слоями бетонной смеси с уплотнением каждого слоя 25-кратным штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 и длиной 600 мм с округленными концами. Во время штыкования бетонной смеси форма должна быть прижата к основанию.

После укладки и штыкования последнего слоя излишек бетонной смеси срезают кельмой вровень с краями формы. Затем форму строго вертикально снимают так, чтобы не разрушить бетонный конус. Освобожденная от формы бетонная смесь под действием собственной массы начинает оседать. После окончания осадки снятую форму осторожно устанавливают рядом с осевшим конусом бетона. На верхнее основание формы конуса укладывают металлическую или деревянную линейку, от нижнего ребра которой другой линейкой измеряют осадку бетонной смеси с точностью до 0,5 см (рис. 2).

Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды, за результат принимают среднее арифметическое двух определений, отличающихся одно от другого не более чем на 2 см. Значение осадки конуса в сантиметрах характеризует подвижность испытываемой бетонной смеси. По степени подвижности бетонные смеси подразделяют на малоподвижные с осадкой конуса 1-3 см, подвижные – 4 - 15 см и литые - более 15 см.

Жесткость определяют у бетонных смесей, которые имеют нулевую или близкую к ней осадку конуса. Для этого используют установку типа Вебе (рис. 3).

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Жесткость бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупностью до 40 мм включительно определяют на лабораторной виброплощадке. Для подготовки конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и протереть влажной тканью.

Прибор на виброплощадке устанавливают и собирают в следующем порядке: устанавливают и жестко закрепляют цилиндрическое кольцо прибора 1, в которое вставляют конус 2 и закрепляют его ручками 3, заводя их в пазы кольца, после чего устанавливают воронку 4.

Заполнение конуса прибора бетонной смесью, уплотнение ее и снятие конуса с отформованной смеси производят согласно приведенной выше технологии.

Поворотом штатива 5 диск 8 устанавливают над отформованным конусом бетонной смеси и плавно опускают его на поверхность конуса смеси. Штатив закрепляют в фиксирующей втулке 7 зажимным винтом.

Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания с начала заполнения конуса бетонной смесью в установленном приборе при первом определении и до окончания определения жесткости при втором определении не должно превышать 15 мин.

Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 с как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20 %. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе.

По степени жесткости бетонные смеси разделяют на особо жесткие, характеризующие жесткость более 200 с, жесткие - от 30 до 200 с и малоподвижные - от 15 до 25 с.

Среднюю плотность бетонной смеси определяют в металлическом мерном цилиндре объемом 5 или 15 л (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя соответственно 40 и 70 мм). При уплотнении ручным способом - штыкованием - мерный цилиндр наполняют бетонной смесью приблизительно равными порциями в три слоя. Каждый слой штыкуют равномерно по всей площади стальным стержнем, причем число штыкований на один слой для сосудов объемом 5 и 15 л соответственно равно 16 и 35. Нижний слой бетонной смеси штыкуют на всю толщину слоя, при штыковании следующих слоев стержень должен проникать в лежащий ниже слой на глубину не более 2–3 см. При уплотнении механическим способом –вибрированием – мерный цилиндр наполняют бетонной смесью, устанавливают и укрепляют на лабораторной виброплощадке, после чего вибрируют до момента появления на поверхности бетонной смеси цементного молока. Во время вибрирования в цилиндр небольшими порциями добавляют бетонную смесь. По окончании уплотнения виброплощадку выключают, избыток бетонной смеси срезают стальной линейкой и поверхность тщательно выравнивают вровень с краями мерного цилиндра.

Цилиндр с бетонной смесью взвешивают с точностью до 1 г и вычисляют среднюю плотность по формуле

, (14)

где ρ_б.см — средняя плотность бетонной смеси, кг/м³; m - масса мерного цилиндра с бетонной смесью, кг; m₁ — масса пустого цилиндра, кг; V - объем цилиндра, м³.

Среднюю плотность каждой пробы бетонной смеси определяют дважды, за результат принимают среднее арифметическое двух определений.