Осадка конуса бетона — сфера применения и общие характеристики. Характеристика бетонов. Основные свойства бетонной смеси. Прочность бетонной смеси. Характеристики тяжёлых и лёгких бетонов. Приготовление бетонной смеси. Подготовка к бетонированию. Защита б

Бетон является очень сложной системой, в которой на протяжении всего срока эксплуатации происходит внутри множество химических процессов.

Подвижность бетонной смеси — как определять?

В наше время существует много видов бетона, с различными свойствами под конкретные конструкции и условия эксплуатации. При организации работ по бетонированию важно знать такое свойство бетона, как удобоукладываемость.

Удобоукладываемость бетонной смеси – это способность бетона при бетонировании заполнять форму, опалубку под воздействием собственного веса или приложенной внешней силы (вибрация, уплотнение).

Удобоукладываемость бетонной смеси определяется подвижностью бетонной смеси (П) или осадкой конуса (ОК, S). Подвижность бетонной смеси определяют по методике ДСТУ Б В.2.7-114-2002, где определяется осадка конуса ОК (S), см. Для испытания бетонной смеси применяют стандартные конусы (фото 2 ) в зависимости от фракции крупного заполнителя:

• при фракции щебня не более 70 мм — 300×200×100 мм (H×D×d);
• при фракции щебня более 70 мм — 450×300×150 мм (H×D×d),

где H – высота конуса; D – нижний диаметр конуса; d – верхний диаметр конуса.

Суть определения осадки конуса сводится к тому, что приготовленная бетонная смесь засыпается в усеченный стандартный конус в три этапа с уплотнением штыковкой (обычно кусок гладкой стержневой арматуры). Выравнивают верхнюю поверхность конуса, убирая остатки бетонной смеси, а затем поднимают вертикально форму и ставят возле образовавшегося конуса. Разность высот между формой и смесью и является значением осадки конуса.

На основании ДСТУ Б В.2.7-176:2008 все бетонные смеси в зависимости от консистенции разделяют на следующие марки (табл. 1 )

Таблица 1. Марка бетонной смеси по консистенции

Также консистенцию бетонной смеси можно определить следующими терминам:

• жесткая бетонная смесь: ОК от 0…1 см;
• малоподвижная бетонная смесь: ОК от 1…5 см;
• подвижная бетонная смесь: ОК от 6…14 см;
• литая бетонная смесь: ОК более 15 см.

По таблице 1 видно, что самая густая бетонная смесь обладает такими показателями: S1, V0. Самая жидкая бетонная смесь имеет такие марки: S4 или S5, V4. Жесткие смеси S2, S3 применяют для бетонирования строительных объектов при помощи вибрации и уплотнения.

Если не применять уплотнители и вибраторы, тогда в жестких смесях образуются пустоты, нарушающие целостность и монолитность конструкции и тем же самим снижающие прочность, фото 4 .

Подвижность бетонной смеси зависит от множества факторов:

• вид цемента;
• количество воды;
• водо-цементное отношение (В/Ц);
• отсутствие или присутствие добавок;
• вид примененных добавок;
• качество и форма заполнителей;
• крупность заполнителей (мелкий и крупный).

Как выбрать нужную подвижность бетонной смеси?

Самый главный фактор, отвечающий за свойства бетона является водоцементное соотношение (В/Ц). Поэтому, бетонную смесь категорически недопустимо разбавлять водой для предания ей повышенной подвижности. Прочность бетона на прямую зависит от водоцементного соотношения В/Ц. Если нарушается В/Ц добавлением воды в бетонную смесь – нарушаются основные характеристики бетона. В таком случае прочность бетона может снизиться на несколько классов, например с класса по прочности С40 может получиться С30.

Существует такое мнение, что бетон с высокой подвижностью обладает лучшей прочность. Бетон марок S4, S5 по консистенции будет дороже бетона с маркой S1, но это не означает, что он прочнее. Класс прочности бетона с осадкой конуса S1, S2, S3, S4, S5 будет одинаковый, но расход цемента будет разный, что и определяет цену бетона. Для более подвижных бетонных смесей необходимо расходовать большее количество цемента, чем для менее подвижной, чтобы обеспечить одинаковою прочность бетона. Таким образом, не стоит заказывать для бетонирования открытой площадки или плиты бетон с подвижностью S5, там где есть возможность с помощью вибраторов уплотнить бетонную смесь – это лишние необоснованные затраты денежных средств.

Если вдруг случилось так, что привезли на строительную площадку бетонную смесь ниже требуемой подвижности, ее можно повысить с помощью добавок-пластификаторов. Добавление пластификаторов существенно не снизит прочность бетона. При бетонировании зимой при отрицательных температурах необходимо использовать противоморозные добавки, которые могут обеспечить необходимую подвижность до 6 часов.

В табл. 2 приведены рациональная область применения бетонной смеси разной подвижности для разных строительных нужд.

Таблица 2. Область применения бетонной смеси в зависимости от подвижности

При расчете состава бетона для определения нужного количества воды при заданной подвижности можно воспользоваться следующими графиками, рис. 1.

Рис. 1. График водопотребности пластичной (а) и жесткой, (б) бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7%) и гравия наибольшей крупности: 1 – 70 мм; 2 – 40 мм; 3 – 20 мм; 4 – 10 мм

Больше всего в строительстве используют осадку конуса для описания консистенции бетонной смеси. Но в отдельных случаях пользуются такой характеристикой, как жесткость бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси (Ж) определяется, как время вибрации в секундах, необходимое для измерения и уплотнение предварительно сформированного конуса бетонной смеси с использованием прибора для определения жесткости (прибор типа Vebe) – рис. 2 . Эта характеристика более точно отображает свойство жестких или малоподвижных смесей и встречается в строительстве.

Рис. 2. Определение жесткости бетонной смеси: І – прибор типа Vebe; ІІ – бетонная смесь на приборе до вибрации; ІІ – бетонная смесь на приборе после вибрации; 1 – цилиндрическое кольцо, 2 – усеченный конус, 3 – воронка, 4 – штатив, 5 – диск с 6 отверстиями, 6 – штанга, 7 – вибростол

Конев Александр Анатольевич

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.

I p = A s (h o - y) 2 + nП d 4 /64

где А s - площадь сечения арматуры, h o - расстояние от верха элемента до центра тяжести стержней арматуры, у - высота сжатой зоны бетона, n - количество стержней арматуры.

Например, для конструкции с h o = 8 см, армированной 1 стержнем (n = 1) диаметром d = 1 см и высотой сжатой зоны y = 5 см, момент инерции растянутой зоны сечения составит:

I p = 3.14·1 2 (8 - 5) 2 /4 + 1·3.14·1 4 /64 = 7.068 + 0.049 = 7.11 см 4

А если та же арматура будет работать как отдельный элемент конструкции, то ее момент инерции составит:

I а p = nП d 4 /64 + 1·3.14·1 4 /64 = 0.049 см 4

И таким образом эффективность использования арматуры в этом случае снижается в 7.11/0.049 = 144 раза и такая арматура практически не влияет на несущую способности конструкции. В бетоне же, лишенном взаимодействия с арматурой, высота сжатой зоны приведенного сечения значительно уменьшается, что приводит к многократному уменьшению момента инерции и момента сопротивления приведенного сечения.

Чтобы этого не допустить, бетонная смесь в процессе укладки уплотняется

Впрочем, "уплотнение" - достаточно условный термин, так как под уплотнением следует понимать не изменение плотности бетонной смеси, а увеличение объемного веса конструкции за счет заполнения бетонной смесью всех возможных дыр и щелей, возникших после укладки бетонной смеси. И в этом смысле уплотнение бетонной смеси больше напоминает процесс подселения жильцов в квартиры, также называвшийся уплотнением. Методов уплотнения бетонной смеси за последнее время придумано не мало. Суть большинства методов уплотнения сводится к тому, чтобы увеличить инертную массу бетонной смеси, так как гравитационной массы для уплотнения часто не достаточно. При этом выбор метода уплотнения зависит от удобоукладываемости бетонной смеси. А удобоукладываемость бетонной смеси в свою очередь характеризуется подвижностью или жесткостью бетонной смеси.

ГОСТ 7473-94 "Смеси бетонные. Технические условия" определяет 3 основных группы бетонных смесей: подвижные (П), жесткие (Ж) и сверхжесткие (СЖ). Жесткие и сверхжесткие смеси используются при изготовлении конструкций в заводских условиях. Для уплотнения таких смесей используется трамбование, прокат, прессование, вибрирование с пригрузом. Более подробно методы определения жесткости и уплотнения таких смесей мы рассматривать не будем.

На строительных площадках обычно используются подвижные бетонные смеси. Для характеристики подвижных смесей по удобоукладываемости используются следующие марки:

Таблица 256.2. Марки по удобоукладываемости (согласно ГОСТ 7473-94)

В целом осадка конуса показывает, на сколько сантиметров просядет, а расплыв конуса - на сколько расплывется отформованная бетонная смесь после снятия конуса.

Осадка конуса (ОК) используется для оценки удобоукладываемости более жестких смесей, расплыв конуса (РК) - для так называемых литых смесей. Чтобы определить подвижность бетонной смеси используется специальный конус с оговоренными ГОСТом 10181-200 размерами (высота нормального конуса составляет Н = 30 см, верхний диаметр d = 10 см, нижний диаметр D = 20 см), линейка для измерения осадки конуса, загрузочная воронка, кельма, секундомер, гладкий стальной или пластмассовый лист размерами 70х70 см, а также металлический стержень диаметром 16 мм и длиной 60 см с закругленными концами (зачем все это нужно, мы узнаем чуть позже). Нормальный конус используется для определения подвижности бетонной смеси с зернами крупного заполнителя ≤ 40 мм. Для бетонной смеси с заполнителем более крупных размеров используется увеличенный конус. Выглядит нормальный конус так:

Рисунок 328.1 . Стандартный конус для испытаний: 1 - ручки, 2 - корпус из листовой стали толщиной не менее 1.5 мм, 3 - упоры для ног, 4 - сварной шов.

Подвижность бетонной смеси определяют следующим образом:

На горизонтальную ровную поверхность укладывается чистый лист 70х70 см, поверхность листа смачивается. Чтобы конус плотно примыкал к листу, обычно становятся на упоры. Через воронку в конус насыпают бетонную смесь в три слоя примерно одинаковой высоты. Каждый слой уплотняется штыкованием. Для этого используется металлический стержень (штырь). Суть штыкования состоит в нанесении сильных ударов бетонной смеси. Причем удары наносятся не в одно место, а по всей площади бетонной смеси. Каждый слой должен уплотняться 25 ударами. Бетонные смеси марок П4-П5 насыпаются в конус в один слой и уплотняются 10 ударами. Если используется увеличенный конус, то количество ударов возрастает до 56. На наполнение конуса бетонной смесью и штыкование ГОСТом отводится не более 3 минут. В процессе наполнения и штыкования конус должен быть плотно прижат к листу.

После уплотнения последнего слоя воронка снимается, излишек бетонной смеси удаляется кельмой вровень с обрезом конуса, оставшаяся бетонная смесь заглаживается. После этого конус берут за ручки и аккуратно снимают, перемещая его вертикально, чтобы не зацепить отформованную бетонную смесь, и ставят конус рядом со смесью на лист. На снятие конуса отводится 5-7 секунд.

После этого определяется осадка конуса. Для этого на верх конуса укладывается штырь, а линейкой с точностью до 0.5 см определяется расстояние от низа штыря до верха бетонной смеси. Если отформованная бетонная смесь развалилась в процессе снятия конуса, то замер не проводят, а повторяют испытание на новой пробе из той же бетонной смеси.

Для определения осадки конуса проводится два замера. Осадка конуса определяется с округлением до сантиметров, как среднее арифметическое значение от результатов 2 испытаний. При этом расхождения в результатах должны быть не больше

1 см при ОК < 9 см

2 см при ОК = 10-15 см

3 см при ОК > 16 см.

Если расхождения в результатах 2 испытаний больше указанных, то проводятся повторные испытания. Общее время на 2 испытания не должно превышать 10 минут.

Расплыв конуса бетонной смеси определяется по нижнему диаметру лепешки

которая образовалась в результате расплыва бетонной смеси. Диаметр определяется измерением лепешки в двух взаимно перпендикулярных направлениях с точностью до 0.5 см. Расплыв конуса определяется с округлением до сантиметров, как среднеарифметическое значение от результатов 2 испытаний. При этом расхождения в результатах должны быть не больше 3 см. При больших расхождениях проводятся повторные испытания.

Конечно же при строительстве небольшого домика для себя, жены и детей мало кто обзаводится вышеуказанными хитроумными приборами и инструментами. Тем не менее оценить приблизительно подвижность бетонной смеси можно и в домашних условиях. Для этого потребуется старое железное ведро без дна. А если у вас вдруг такого ведра нет, то обратитесь к теще у нее таких должно быть несколько. Ну а все остальное, необходимое для испытаний, если уж вы затеяли стройку, у вас точно найдется.

Напомню, вся эта возня с определением осадки конуса нужна для того, чтобы подобрать оптимальный метод уплотнения. Впрочем, на небольших строительных площадках из всех возможных способов уплотнения используются или вибрирование или штыкование.

Суть штыкования описана выше и применяется только в крайних случаях, если нужно забетонировать конструкцию небольшого объема, при этом в качестве штыка может использоваться штыковая лопата. Но все равно такой метод уплотнения является очень не надежным и если вы собираетесь уплотнять бетонную смесь именно таким методом, то расчетную прочность бетона следует уменьшить, умножив прочность бетона на коэффициент качества работ. В этом случае значение коэффициента качества работ можно принять равным γ к = 0.6-0.8.

Вибрационное уплотнение

Бетонная смесь может быть уплотнена объемным, поверхностным, погружным или контактным способом передачи вибрационного воздействия. На небольших строительных площадках используются как правило поверхностные или погружные вибраторы. При вибрации уплотнение бетонной смеси достигается за счет встряхивания бетонной смеси и также за счет тиксотропности - переходу бетонной смеси в жидкое состояние за счет значительного уменьшения вязкости при вибрировании.

Поверхностные вибраторы эффективны при высоте бетонируемой конструкции не более 25 см при арматуре только в растянутом зоне, 12 см при армировании и растянутой и сжатой зоны. Наиболее эффективными считаются высокочастотные вибраторы с частотой колебаний 4500 колебаний/мин и амплитудой 0.15-0.2 мм. При использовании вибраторов с нормальной частотой колебаний 300 колебаний/мин амплитуда колебаний должна составлять не менее 0.3-0.35 мм, для жестких смесей амплитуда колебаний составляет 0.5-0.7 мм.

При подвижности бетонной смеси ОК ≤ 1 см следует использовать погружные вибраторы. Эффективность погружных вибраторов зависит от радиуса действия вибратора. При высоких частотах радиус действия вибратора меньше, чем при низких. Как правило радиус действия погружных вибраторов составляет 8-10 диаметров наконечника (булавы). Чем больше подвижность бетонной смеси, тем больше радиус действия вибратора.

Эффективность использования вибраторов также зависит от времени вибрирования. При малом времени вибрирования бетонная смесь не успевает уплотниться, при долгом времени бетонная смесь начинает расслаиваться, что также не желательно. В целом чем больше подвижность бетонной смеси, тем меньше времени требуется для вибрирования одного участка. Как правило оптимальное время вибрирования подвижных бетонных смесей составляет 20-40 секунд. Кроме этого достаточность вибрирования определяется визуально: если бетонная смесь перестала оседать и на поверхности выступило цементное молочко, то вибрацию можно прекращать.

Примечание : Тема уплотнения бетонной смеси достаточно обширная. Здесь же представлены только базовые сведения о принципах и методах уплотнения.

Тем не менее одного только уплотнения бетонной смеси для обеспечения надежной анкеровки арматуры недостаточно. Если расстояние между стержнями арматуры будет меньше размера зерен крупного наполнителя - щебня, то сколько бетонную смесь ни уплотняй, а щебень между стержнями не пройдет.

Минимальное расстояние между стержнями арматуры

СНиП 2.01.03-84 предъявляет к расстоянию между стержнями арматуры следующие требования:

1. Если для уплотнения бетонной смеси будет использоваться погружной вибратор, то расстояние между стержнями в свету (расстояние между центрами сечения арматурных стержней минус диаметр стержня) должно обеспечивать свободное прохождение наконечника вибратора.

2. Расстояние в свету между отдельными стержнями продольной ненапрягаемой арматуры, а также между продольными стержнями соседних сварных плоских сеток (каркасов) должно быть не менее наибольшего диаметра арматурных стержней, а также:

- ≥ 25 мм - для горизонтальных или наклонных стержней нижней арматуры;

- ≥ 30 мм - для горизонтальных или наклонных стержней верхней арматуры;

- ≥ 50 мм по вертикали - для горизонтальных или наклонных стержней нижней арматуры, расположенных в 2 ряда по высоте;

- ≥ 50 мм и ≥ 1.5 размера крупного заполнителя - для вертикальных стержней (бетонирование колонн);

Диаметр арматуры периодического профиля принимается по номинальному значению (без учета выступов и ребер).

Но и соблюдения требований к минимальному расстоянию между стержнями арматуры мало. Бетонная смесь должна контактировать с арматурой со всех сторон, а не только сверху и сбоку. Для этого следует требования по соблюдению защитного слоя бетона.

Защитный слой бетона

Защитный слой бетона не только частично защищает стальную арматуру от коррозии и температурного воздействия, но и призван обеспечить совместную работу бетона и арматуры.

1. Для продольной арматуры, принимаемой по расчету, толщина защитного слоя должна быть ≥ d стержня или каната и:

- ≥ 10 мм - в плитах и стенках толщиной ≤ 100 мм;

- ≥ 15 мм - в плитах и стенках толщиной > 100 мм, в ребрах и балках высотой < 250 мм;

- ≥ 20 мм - в ребрах и балках высотой ≥ 250 мм, в колоннах;

- ≥ 30 мм - в фундаментных балках и сборных фундаментах;

- ≥ 35 мм - в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки;

- ≥ 70 мм - в монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки;

2. Для однослойных конструкций из поризованного и легкого бетонов классов В ≤ 7,5 толщина защитного слоя принимается ≥ 20 мм, для наружных стеновых панелей, изготавливаемых без фактурного слоя - ≥ 25 мм. Для однослойных конструкций из ячеистого бетона толщина защитного слоя должна составлять ≥ 25 мм во всех случаях.

3. Для конструктивной, поперечной и распределительной арматуры защитный слой бетона принимается ≥ диаметра указанной арматуры и:

- ≥ 10 мм - при высоте сечения элемента < 250 мм;

- ≥ 10 мм - при высоте сечения элемента ≥ 250 мм;

Для элементов из поризованного и легкого бетонов классов В ≤ 7,5 независимо от высоты сечения, а также для элементов из ячеистого бетона независимо от класса бетона защитный слой поперечной арматуры принимается ≥ 15 мм.

4. Для обеспечения свободной укладки в форму (опалубку) цельных арматурных стержней, каркасов или сеток, идущих по всей длине или ширине изделия, размеры стержней, каркасов или сеток принимаются меньше размеров формы: на 20 мм (10 мм с каждой стороны = Δl к) - при длине элемента ≤ 9м, на 30 мм (15 мм с каждой стороны) - при длине элемента ≤ 12 м - на 15 мм, на 20 мм - при длине элемента >12 м.

5. В полых элементах коробчатого или кольцевого сечения расстояние от внутренней поверхности бетона до стержней продольной арматуры принимается согласно п.1 и п.3.

Но и это еще не все. В железобетонных элементах, работающих на изгиб или на растяжение, в растягиваемой зоне сечения образуются трещины и чтобы арматура работала совместно с бетоном концы ее должны быть надежно защемлены на участках без трещин. Впрочем, анкеровку арматуры можно обеспечить и другим способом.

Анкеровка арматуры

Арматурные стержни периодического профиля, и гладкие стержни сварных сеток и каркасов делаются без крюков. Стержни вязаных сеток и каркасов, работающие на растяжение, должны заканчиваться крюками, петлями или лапками.

1. Стержни продольной растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за поперечное сечение, в котором они учитываются с полным расчетным сопротивлением, на расстояние не менее l an = λ an d и не менее:

l an = (ω an R s /R b + Δλ an)d (328.1)

где R s - расчетное сопротивление арматуры, R b - расчетное сопротивление бетона. Значения ω an , Δλ an , λ an и минимально допустимое расстояние l an определяются по таблице 328.1:

Таблица 328.1 (Согласно СНиП 2.01.03-84)

При этом гладкая арматура должна заканчиваться крюками или иметь приваренную поперечную арматуру по длине заделки, что обеспечивает анкеровку гладкой арматуры. Величину расчетного сопротивления бетона R b допускается умножать на коэффициенты условий работы бетона (кроме γ b2).

2. Для элементов из мелкозернистого бетона группы Б значение l an , определяемое по формуле (328.1), следует увеличивать на 10 d - для растянутого бетона и на 5 d - для сжатого.

3. Если площадь сечения арматуры принимается с запасом относительно площади, требуемой расчетом по прочности то длину анкеровки l an , вычисленную по формуле (328.1), допускается уменьшать, умножив длину анкеровки на отношение требуемой по расчету и фактической площадей сечения арматуры (l ф an = l an A р s /A ф s).

4. Если вдоль растянутых стержней арматуры образуются трещины, то стержни должны быть заделаны в сжатую зону бетона на расстояние l an , определяемое по формуле (328.1).

5. Если выполнить указанные выше требования не представляется возможным, то следует принять специальные меры по анкеровке продольных стержней, чтобы обеспечить работу стержней с полным расчетным сопротивлением в рассматриваемом сечении. Для этого устанавливается косвенная арматура, концы стержней привариваются к закладным деталям или стержням анкерующих пластин или выполняется отгиб анкерующих стержней. При этом значение l an следует принимать ≥10 d арматуры.

Примечание : Особенности расчета закладных деталей здесь не рассматриваются.

6. Для обеспечения анкеровки арматуры в изгибаемых элементах все продольные стержни, которые заводятся за грань опоры (в опорный участок элемента, как правило это опоры однопролетных балок и плит или крайние опоры многопролетных элементов) должны удовлетворять следующим требованиям:

а) при прочности элемента в рассматриваемой зоне, допускающей отсутствие поперечной арматуры, растянутые стержни заводятся за внутреннюю грань свободной опоры на расстояние ≥ 5 d;

б) если по расчету требуется поперечная арматура, то растянутые стержни заводятся за внутреннюю грань свободной опоры на расстояние ≥ 10 d;

Осадка конуса бетона – это понятие, позволяющее оценить пластичность бетонной смеси, используя для этого специальное приспособление в виде усеченного конуса. Если сказать об этом одним словом – то определяется удобоукладываемость бетона (подвижность).

Технически его обозначают буквой «П», приписывая коэффициент от 1 до 5.

К примеру, для монолитных конструкций используется бетон марки с П-1 по П-3. Когда бетон требуется для заливки узких сооружений (например, колонны) требуется уже П-4, при этом осадка конуса бетона находится в промежутке от 16 до 21 см.

Такую бетонную смесь зачастую называют «литым бетоном» (из-за своих технических характеристик), однако это наименование является некорректным, так как литой бетон – это цементный камень, имеющий осадку П-2 или чуть больше. Осадка такого бетона начинается от 12 см.

Тип осадки конуса бетона нужно выбирать в соответствии с техническими данными сооружения, условиями его будущей эксплуатации и его особенностями. Однако стоит отметить, что бетон марки П-4 можно применять там, где используется бетононасос, а также в опалубку без применения вибратора.

Следует заметить, что в ситуациях, где не используется вибратор, недобросовестные прорабы повышают подвижность бетона, разбавляя смесь водой. Этот способ решения проблемы приводит к изменению характеристик материала, порой очень кардинальным. Ведь водоцементное соотношение очень важно, потому что оно влияет на прочность, гибкость и хрупкость бетона, на его долговечность.

Если уж действительно так необходимо изменить тип осадки, то это можно делать только с помощью пластификаторов. Они повышают текучесть и пластичность цемента, незначительно снижая его прочность.

Марка бетона П-5 обладает наибольшей осадкой от 21 и более. Такой бетон считается наиболее монолитным и менее пористым, что придаёт ему прочности и гибкости. Однако чаще используют бетон марки П-4.

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.