Удобоукладываемость бетона
Термин удобоукладываемость трудно точно определить. Было создано несколько методов определения удобоукладываемости. Из них наиболее распространенным как в США, так и в Англии является метод определения в полевых условиях консистенции бетонной смеси по осадке конуса. Определение текучести бетонной смеси и коэффициента уплотнения широко применяется при лабораторных исследованиях. Методика определения текучести бетонной смеси была разработана в США. Этот метод интенсивно применяется в США, а о некоторыми изменениями и в других странах. Метод определения коэффициента уплотнения был разработан Лабораторией строительных исследований. Он имеет некоторые преимущества, так как в данном случае измеряется степень уплотнения бетонной смеси после некоторого определенного количества приложенной работы. Однако он не пригоден для очень жестких смесей.
Определение осадки конуса. Этот метод был разработан в США около 40 лет назад и был повсеместно принят как метод оценки консистенции бетонной смеси в полевых условиях. Определение осадки конуса позволяет поддерживать постоянную консистенцию бетона, изготовляемого на площадке.
Методика проведения испытаний по определению осадки конуса
Для испытания применяется металлический усеченный конус высотой 300 мм с нижним диаметром 200 мм и верхним диаметром 100 мм. Испытание образца бетонной смеси производится следующим образом.
Сначала проверяется внутренняя поверхность конуса: она должна быть чистой, сухой и свободной от остатков схватившегося цементного раствора. После этого конус помещается на плоскую гладкую поверхность, не пропускающую воду, лучше всего на стальной лист. Во время наполнения конуса бетонной смесью рабочий должен удерживать его на месте ногами, для чего в нижней части конуса сделаны специальные лапки. Формa заполняется бетоном, после чего производится его штыкование при помощи металлического прутка длиной и диаметром 15 мм, заостренного в нижнем конце. Всего производится 25 штыкований. После этого укладываются со штыкованием последующие слои бетона, до тех пор пока конус не будет заполнен. Затем, пока убирается излишний бетон вокруг конуса последний придерживается ногами. Форма снимается сразу же после заполнения. Поднимать форму надо строго в вертикальном направлении.
Освобожденный от формы бетон начинает оседать. После окончания осадки производится измерение высоты образца. Для измерения осадки применяется специальный прибор, горизонтальное плечо которого находится на расстоянии 300 мм по вертикали от опорной плиты. Можно также производить измерение от верхнего края металлической формы конуса, поставленной рядом с бетоном.
По условиям требуется, чтобы измерение высоты осевшего образца производилось не позднее, чем через 2 мин. после снятия формы. Это требование обусловлено постепенным изменением формы образца с течением времени.
Консистенция смеси характеризуется величиной осадки конуса, выраженной в сантиметрах.
Случайные отклонения показаний осадки конуса происходят вследствие того, что конус при оседании может принимать три различных формы.
Первая форма образуется при равномерной осадке без разрушения и может быть названа правильной осадкой. Второй случай может быть назван «косой» осадкой: верхняя половина конуса наклонена, и смесь сползает по наклонной плоскости. Третий тип осадки происходит при полном разрушении конуса. Вторая форма встречается часто даже при испытании бетонных смесей обычной консистенции, например 1:2:4, и в этом случае трудно решить, как правильно измерить высоту конуса. При получении осадки такого типа испытание должно быть повторено с тем, чтобы получить форму, более близкую к случаю правильной осадки. Если при повторном испытании осадка опять будет неудовлетворительной, об этом необходимо сделать соответствующую запись в журнале испытаний.
Удобоукладываемость бетонной смеси может быть определена, как количество работы, которую необходимо приложить для максимального уплотнения бетона. Следовательно, она не имеет прямого отношения к осадке. И действительно, можно получить одинаковую осадку для смесей, требующих для своего уплотнения различное количество работы.
Указанное обстоятельство является главным недостатком метода измерения осадки конуса.
Проведенные в США исследования показали, что по мере увеличения температуры бетонной смеси ее осадка уменьшается.
Определение коэффициента уплотнения. По этому методу определяется степень уплотнения бетонной смеси, достигаемая при приложении определенного количества работы. Таким образом, данный метод имеет прямое отношение к определению удобоукладываемости бетона.
Прибор для определения коэффициента уплотнения состоит из двух бункеров, имеющих форму перевернутого конуса, и цилиндрического сосуда. При проведении испытания верхний бункер наполняется исследуемой бетонной смесью. Когда он заполнен, шарнирно закрепленное дно освобождается, и бетон падает во второй бункер. Таким образом, наполнение второго бункера производится стандартным способом и влияние оператора сводится до минимума. Точно так же бетон разгружается из второго бункера и поступает в нижний цилиндрический сосуд. Избыток бетона снимается одновременным движением двух стальных полутерок от краев к центру. После этого в цилиндре остается определенный объем бетона, подвергшегося уплотнению под воздействием определенной работы (падение его из второго бункера). Содержимое цилиндра взвешивается с точностью до 10 г и получается вес частично уплотненного бетона.
Затем цилиндр снова наполняется испытуемой бетонной смесью, укладываемой слоями не более 50 мм и подвергаемой сильному трамбованию или, лучше, вибрированию до достижения полного уплотнения. Верхняя поверхность опять выравнивается вровень с краями цилиндра, и снова находится вес бетона в цилиндре, который определяется как вес полностью уплотненного бетона
В данном случае коэффициент уплотнения определен как отношение полученного веса бетона в цилиндре к расчетному весу бетона без воздушных пор.
В данном случае коэффициент уплотнения определен как отношение полученного веса бетона в цилиндре к расчетному весу бетона без воздушных пор.
Расчет по указанному в таблице методу может служить проверкой правильности испытания, так как в случае недостаточного уплотнения бетона при втором наполнении цилиндра получаются различные результаты.
Следует заметить, что вне зависимости от принятого метода определения коэффициента уплотнения разность между двумя весами бетона в цилиндре обусловлена наличием воздушных пор и чем ближе эти два значения веса, тем меньше воздушных пор и выше коэффициент уплотнения. Следовательно, степень удобоукладываемости увеличивается по мере приближения коэффициента уплотнения к единице.
Метод не может применяться повсеместно на строительных площадках, однако там, где имеется лаборатория, нет оснований отказываться от периодической проверки удобоукладываемости выдерживать течение этого бетона этим методом. Определение коэффициента уплотнения бетона в центральной лаборатории является надежным средством для оценки его удобоукладываемости. Оно применяется для того, чтобы установить, насколько спроектированная бетонная смесь по своей удобоукладываемости соответствует той конструкции, для которой она предназначена, и наличному уплотнительному оборудованию при минимальном содержании воды в смеси.
Общие указания о коэффициентах уплотнения бетонных смесей для различных конструкций и при разных методах уплотнения приведены ниже, в табл. 13, там же указаны и возможные величины осадки конуса.
Коэффициент уплотнения зависит в основном от содержания воды в смеси и от гранулометрического состава, формы и характера поверхности частиц заполнителя. Эти зависимости показаны графически на фиг. 62, где гранулометрический состав выражен коэффициентом поверхности заполнителя, рассчитанным по методу, приведенному ниже, в табл. 16. Влияние формы и характера поверхности частиц заполнителя определить трудно, однако в табл. 15 даны некоторые указания, основанные на многочисленных испытаниях различных заполнителей. Необходимо отметить, что при коэффициенте поверхности ниже 18 (для содержания воды 22%) или 25 (для содержания воды 13%) коэффициент уплотнения становится все более зависимым от содержания цемента в омеси. Это происходит вследствие того, что с уменьшением коэффициента поверхности уменьшается количество мелких частиц, способных заполнять пустоты между крупными частицами, и эту функцию начинают выполнять частицы цемента. Кривые на фиг. 62 обрываются при коэффициенте поверхности, равном 10. В области слева от их пиков количество мелкого заполнителя является недостаточным для получения необходимой связности смеси, вследствие этого возможно ее расслоение.
Другие методы оценки удобоукладываемости. Было создано несколько других методов определения удобоукладываемости бетонной смеси, из которых наиболее известным является метод консистометра, имеющий некоторые преимущества при испытании жестких смесей. В случае применения подобных приборов необходимо следить за их чистотой, а также не допускать искривления центрального плунжера, что может привести к неточным показаниям. Точность измерений уменьшается по мере увеличения размеров частиц заполнителя; для заполнителей с максимальным размером частиц 16 мм и выше показания прибора перестают быть достоверными.
Существует также метод определения консистенции бетонной смеси во время ее приготовления в бетономешалке, однако он еще не нашел широкого применения.
Размещено: 24.03.2010
|
