Подвижность цементного раствора определяют с помощью

Обновлено: 26.04.2024

Бетон – один из наиболее применяемых в современном строительстве материалов благодаря прочности, доступности, разнообразию видов и методов обработки.

Замешанное из цемента и воды с добавлением заполнителей «тесто» может принимать любую заданную форму и, в результате твердения, образовывать прочный, долговечный материал – цементный камень.

Стадии набора прочности бетона

Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?

Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.

Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:

C2S двухкальциевый силикат,

C3S трёхкальциевый силикат,

C3A трёхкальциевый алюминат,

C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.

Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.

Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.

В твердении бетона выделяют две стадии:

Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.

Интересно!

Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.

После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.

Сколько времени требуется на застывание

Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.

Важно!

Преждевременная нагрузка на бетон ную конструкцию может разрушить не набравший достаточной прочности бетон , а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.

Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.

Срок твердения бетона без добавок

Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.

Интересно!

В быту до сих пор встречается словосочетание «марка бетона». Оно ошибочно: по маркам классифицируется цемент, а бетон подразделяется на классы.

Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Срок застывания бетона зависит от различных факторов:

качества исходных материалов;

температуры и влажности воздуха;

обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);

ухода за бетоном;

использования специальных добавок.

Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:

температура воздуха 18–22°С;

относительная влажность воздуха 100%.

При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.

График твердения бетона при разных температурах

Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.

Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Как узнать точное время затвердевания бетона?

Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.

Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500

Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:

Узнать точные данные в лаборатории производителя.

Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.

Время застывания бетона в опалубке

Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.

Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).

Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.

Важно!

Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.

Сколько времени бетон застывает в воде

Твердение в воде – лучшие условия для набора прочности бетона. Непрерывное выдерживание в воде способствует более интенсивному увеличению модуля упругости, чем твердение на воздухе.

При выдерживании бетона на воздухе, на его поверхности, в результате обезвоживания, прекращается реакция гидратации, и образуются ячейки и поры; застывший на воздухе цементный камень имеет больше дефектов структуры, меньшую плотность и более высокую подверженность коррозии.

Уход за бетоном после заливки

Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.

Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.

Защита от испарения влаги

Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .

Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.

Обеспечение равномерной температуры

При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.

Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.

Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.

Важно!

Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).

Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.

Защита от охлаждения

В зимнее время возникает задача сохранить тепло в бетоне , поскольку при температуре ниже плюс 5 ° С затвердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.

Важно!

Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).

Используются разные методы сохранения тепла:

Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).

Установка тепляков с прогретым воздухом.

Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.

Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.

Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.

Надо ли поливать бетон водой?

Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.

Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.

Подвижность цементного раствора не может быть однозначно охарактеризована вязкостью, так как or не является ньютоновской жидкостью. Кроме сил внутреннего трения гомогенной жидкой фазы суспензии сопротивление течению оказывают силы взаимодействия частиц между собой, которые могут иметь как чисто физическую природу, так и физико-химическую. [2]

Подвижность цементного раствора определяется с целью выяснения возможности прокачивания его в скважину насосами. Существуют различные способы определения подвижности. [4]

Подвижность цементного раствора уменьшается во времени, причем первое время в течение так называемого инкубационного периода медленно, затем быстро. Скорость ухудшения подвижности увеличивается с повышением температуры. В табл. 2.29 - 2.32 приведены показатели подвижности характерных тампонажных растворов при различных водосодержании, температуре и продолжительности перемешивания. [5]

Подвижность цементного раствора обусловливает гидравлическое сопротивление, которое оказывает цементный раствор прокачиванию по циркуляционной системе скважины. Эти величины могут быть определены с помощью капиллярного или ротационного вискозиметра. Измерения этих параметров сложны и трудоемки, поэтому они применяются главным образом в научно-исследовательских целях. При испытании цементных растворов в производственных условиях используют косвенные методы оценки прокачиваемости по растекаемости и с помощью консистометра. [6]

Подвижность цементного раствора обусловливается гидравлическим сопротивлением, которое оказывает цементный раствор в процессе движения по трубам и затрубному пространству скважины. Гидравлическое сопротивление может быть рассчитано, если известны реологические параметры цементного раствора - пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига. Измерения этих параметров сложны и трудоемки. [7]

Подвижность цементного раствора определяют для выяснения возможности прокачивания его в скважину насосом. [8]

Подвижность цементного раствора обусловливается гидравлическим сопротивлением, которое оказывает цементный раствор прокачиванию по циркуляционной системе скважины. Гидравлическое сопротивление может быть рассчитано, если известны реологические параметры цементного раствора - пластическая вязкость т) и динамическое напряжение сдвига т0 которые могут быть найдены с помощью капиллярного или ротационного вискозиметров. При испытании цементных растворов в производственных условиях используют косвенные методы оценки прокачиваемости по растекаемости и с помощью консистометра. [9]

Улучшаются подвижность цементных растворов и связь цементного камня со стенками скважины и обсадной колонной. [10]

Повышение подвижности цементных растворов ( в период их жидкого состояния до начала схватывания) при введении реагентов-разжижителей определяется снижением пластической ( структурной) вязкости и предельного динамического напряжения сдвига. Растекаемость тампонажных растворов на базе доменных шлаков может быть увеличена добавками бихромата натрия, калия, хромпиком и другими реагентами. [11]

Повышение подвижности цементных растворов ( в период их жидкого состояния - до начала схватывания) при введении реагентов-разжижителей определяется снижением пластической ( структурной) вязкости и предельного динамического напряжения сдвига. Растекаемость тампонажных растворов на базе доменных шлаков может быть увеличена добавками бихромата натрия, калия, хромпика и других реагентов. [12]

Инертные минеральные добавки увеличивают подвижность цементного раствора и снижают его седиментационную устойчивость. [13]

При высоких температурах и давлениях время, в течение которого подвижность цементного раствора остается удовлетворительной, может оказаться недостаточным для завершения цементирования. При низких положительных температурах процесс загустевания может идти настолько медленно, что цементный раствор в течение длительного времени после окончания цементирования остается жидким. Это отрицательно сказывается на качестве разобщения пластов. При отрицательных температурах, например, в зонах многолетнемерзлых пород, цементный раствор вообще может не схватиться, замерзнет лишь вода затворения. [14]

Продолжительность процесса цементирования ограничивается прежде всего тем, что во времени подвижность цементного раствора ухудшается, он загустевает и превращается в труднопрокачиваемую массу. Как правило, даже цементирование глубокой скважины ограничивают 1 5 - 2 ч, используя для этого большое число мощных цементировочных агрегатов, что увеличивает стоимость скважины. [15]

Производители бетонных растворов в сопроводительной документации обязательно указывают нормативную базу и маркировку. В описании с условными обозначениями отражается среди прочего подвижность бетонной смеси. Рассмотрим, что скрывается под этим понятием. Ознакомимся с факторами, от которых зависят показатели осадки конуса. Читайте до конца и Вы узнаете о способах определения параметра, в том числе без специального оборудования.

Понятие подвижности раствора

Бетон применяется для решения множества строительных задач. Это могут быть ответственные конструкции здания и отдельные архитектурные элементы, целые аэродромные площадки и искусственный камень для оформления пешеходных зон, геометрические формы, резервуары, декоративные изделия. В каждом отдельном случае к рабочему раствору предъявляются свои требования.

К базовым критериям выбора цементного состава относится подвижность бетонной смеси – это способность не затвердевшей массы заполнять формующие конструкции естественным образом под влиянием собственной массы. При этом однородность и заявленные технические характеристики изначального состава должны оставаться неизменными. Для более простого понимания мастера термин нередко заменяют форму емостью, текучестью или удобоукладываемостью.

Значения

Технически подвижность бетона регламентируется ГОСТом 7473 от 2010 года. Производители в сопроводительной документации обязательно указывают среди прочего характерную для конкретного раствора текучесть. Условно показатель обозначается буквой «П». В таблице представлена классификация бетонов по осадке конуса на основе лабораторных исследований.

Марка (П)	Норма (в см)
1	До 4
2	5-9
3	10-15
4	16-20
5	21-25

Определение показателей подвижности или пластичности бетона проводится с помощью металлической формы. Конус для проверки можно сделать из оцинкованного железа: высота 300 мм, диаметры кромок снизу 300 мм, сверху 100 мм. Вместимость такой емкости всего 7 литров. Образцы идентичные по составу проверке подлежат минимум 2 раза, за результат принимается среднее значение. На строительной площадке выполнить задачу можно следующим образом:

собирается ровная и прочная металлическая основа (желательно, чтобы раствор максимально сохранялся внутри испытательной емкости);
оборудование смачивается водой (так цементный компонент не успевает связаться с металлом во время эксперимента);
конус ступнями, подручными материалами либо специальными приспособлениями прижимается к рабочей площадке (нужно создать условия для минимального вытекания жидкости из испытательной емкости);

бетонная смесь сразу после замешивания заливается в конус в три этапа (проще будет выполнять задачу используя воронку);
раствор уплотняется с помощью арматурного прутка или иного подручного материала поочередно при каждой заливке (рекомендуется протыкать состав в сумме примерно 25-30 раз);
после срезания мастерком излишков металлический конус с бетона снимается и ставится рядом на рабочую плоскость.

Далее будет происходить процесс усадки созданной растворной формы. Происходит это до момента затвердевания массы. Разница между высотами испытательной опалубки и осевшего бетона является итоговым показателем подвижности или осадки конуса бетона, который измеряется в сантиметрах.

Еще один способ проверки бетона подразумевает наличие конуса, вибростола, секундомера, штатива с мерной шкалой (в мм). Здесь нужно выяснить время, за которое во время уплотнения масса опустится до определенного уровня (проверяется мерным инструментом). Результат умножается на неизменный коэффициент 0,45. Условием актуальности методики является фракция гравия от 0,5 до 40 мм.

Если бетонный раствор замешивается с заполнителем размером до 70 мм, то можно прибегнуть к иной технике как измеряется подвижность бетона. Здесь сформированный конус помещается в открытый куб (например, размером ребра в 200 мм). За расчетное время принимается период, за который при виброуплотнении смесь заполнит углы и образует равномерный слой. Коэффициент в таком случае равен 0,7.

Определяющие факторы

На удобоукладываемость можно влиять различными способами. Также воздействие оказывается со стороны окружающих условий. Рассмотрим каждый воздействующий фактор на подвижность бетона. Вот что это такое:

Вяжущий компонент при смешивании с водой образует относительно слабые связи до отвердевания и легко растекается. Твердые заполнители создают дополнительное сопротивление, что меняет подвижность в меньшую сторону.

От этого ингредиента зависит консистенция рабочей смеси. Если сохранить пропорции остальных компонентов, но добавить больше воды, то текучесть раствора будет увеличиваться. Правда такой подход негативно сказывается на конечной прочности монолита.

Объемные доли песка и гравия с цементным водным раствором.

Существует способ изменения состава, при котором итоговая прочность монолита остается неизменной. Здесь можно увеличивать содержание минералов и уменьшать долю вяжущего теста или наоборот. При этом важно сохранять пропорции воды с цементом. Подвижность бетонной смеси при таком подходе будет меняться по аналогии с базовой основой: увеличивается с повышением нормы водно-цементной смеси.

Цемент является продуктом обжига минеральной смеси, состав которой может быть различным. Таким образом можно выделить материалы с разной адгезией, скоростью отвердевания и свойствами в целом. Так, например, бетон с пуццолановой или кремнеземистой основой отличается меньшей подвижностью, чем раствор на базе обычного портландцемента.

Фракция и природа заполнителя.

С целью повышения подвижности раствора можно добавить песок или гравий большего размера. Аналогичный результат получается при использовании щебня с округлыми и более гладкими гранями. С ними цемент дольше и хуже сцепляется. Ниже текучесть будет при условии наличия в составе пыли и глины. Здесь будет происходить ускорение процесса затвердевания раствора. Но это локальные связки и низкого качества. Поэтому будут ухудшаться технические показатели монолита в целом.

На уменьшение осадки конуса бетона может повлиять еще 2 момента, которые связаны с нарушениями технических требований. Это превышение количества твердых компонентов и работа при низкой температуре и излишне высокой влажности. Исключениями могут быть только специализированные составы с модифицирующими добавками.

Дополнительные компоненты

К таковым относятся любые добавки кроме базовых цемента, чистой воды, промытого и просеянного песка, гравия или щебня. У дедов было принято использовать сажу, опилки, металлическую стружку, хозяйственное мыло. Предприимчивые мастера сегодня из подручных материалов используют битый кирпич, асфальт или бетон, жидкое мыло, средство для мытья посуды или стиральный порошок. Производители на этот случай предлагают специальные присадки.

Условно все химические добавки можно разделить на 2 группы. Первые допустимо вводить в бетонную смесь объемом менее 2 % от общей порции раствора. Как правило, это жидкости с различной концентрацией активных веществ. Вторые тонкомолотые компоненты составляют 5-20 % от общего объема. Здесь присутствуют средства для армирования, заменители цемента (только частично) с целью снижения их расхода. Все заводские образцы объединяет одно – улучшение конкретных параметров или общего состояния монолита без снижения его качества.

На подвижность бетона в большей степени влияние оказывают различного рода пластификаторы. Их применение позволяет снизить дозировку воды и цемента сохраняя характеристики бетона. Добавление суперпластификаторов (СП) дополнительно оказывает комплексное улучшающее воздействие на качество монолита.

Применение бетона в зависимости от подвижности

Раствор из цемента, песка и гравия чаще используется для строительства домов или дорог, отливки железобетонных элементов. Наиболее подвижный состав актуален для создания конструкций с армированием или сложными геометрическими формами. Также это имеет значения в условиях, когда провести вибротрамбование или штыковое уплотнение затруднительно. Стоит отметить, что, например, для бетона П4-П5 необходима опалубка или формовочная конструкция с максимальной герметичностью.

Жесткие и малоподвижные растворы также пользуются спросом. Например для формирования строительных блоков, устройства полусухой стяжки. Здесь уплотнение выполняется беспрепятственно. Например, бетон П1 часто используется для создания монолитных лестниц.

Видео описание

В этом видео наглядно показан процесс определения подвижности бетонной смеси без специального оборудования:

Коротко о главном

Подвижность бетонного раствора – один из базовых критериев выбора материала.

Под термином подразумевается способность смеси до отвердевания заполнять заданную форму под воздействием собственного веса.

Обозначается параметр буквой «П» и числом от 1 до 5. Определяется показатель осадкой растворного конуса в сантиметрах.

На подвижность влияют пропорции и природа базовых компонентов, состав и назначение добавок, температура и влажность воздуха.

Один из самых востребованных материалов в строительстве — бетон.

Наряду с основной характеристикой бетона — прочностью — большое значение имеет удобоукладываемость бетонной смеси, поскольку она влияет на трудозатраты при производстве бетонных работ и качестве готовых контрукций.

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

Количество воды в составе бетонного раствора может быть разным.

Важно!

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

Удобоукладываемость бетона зависит от двух параметров:

Подвижность бетона

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса или незначительной обработки. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее.

По подвижности все смеси делятся на 3 вида:

подвижные;
жесткие;
сверхжесткие.

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Расслаиваемость регламентируется по ГОСТ 10181.4-81.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Для определения текучести бетона используют метод испытания с конусом Абрамса, который также называется «испытанием бетона на осадку».

Этот метод используется в отечественной практике и соответствует европейским нормам.

Видео: Конус Абрамса

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Нормальный конус используют для растворов, содержащих заполнители фракции не более 40 мм. Для смесей с более крупным заполнителем применяется увеличенный конус.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

Видео: Учимся определять подвижность бетона

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Факторы, влияющие на подвижность

Представим себе бетонные растворы с разным содержанием воды. Густой раствор с низким водоцементным соотношением держит форму и не растекается. Чем выше водоцементное соотношение, тем выше текучесть раствора. Таким образом, основной фактор, влияющий на подвижность бетонной смеси — пропорции воды к цементу.

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

Подвижность бетонной смеси зависит также от следующих факторов:

Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

В качестве пластифицирующих добавок используют:

хлористые соли;
электролиты;
поверхностно-активные вещества;
клей ПВА-МБ;
известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
Экономия воды.
Улучшение смешиваемости раствора.
Предотвращение расслаивания смеси.
Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
Качественное заполнение опалубки.
Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Как применяются в строительстве смеси разной подвижности

Подвижные смеси классифицируются на 4 категории, с П1 по П5:

П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
П5 — текучие смеси (литьевые) применяются только в герметичных опалубках. Подходят для густоармированных конструкций.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Важно!

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

Сохраняемостью свойств называют способность бетонной смеси сохранять удобоукладываемость в течение заданного времени.

Применение пластификаторов позволяет замешивать смеси повышенной сохраняемости. По сравнению со смесями, не содержащими специальные добавки, смеси повышенной сохраняемости имеют следующие преимущества:

переносят длительную транспортировку без потери свойств;
оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
снижают объем работ и затраты электроэнергии;
повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Цементный раствор используется в строительных работах практически повсеместно. Из него делают бетон для ремонта и возведения зданий, используют для заливки фундамента, применяют для каменной и кирпичной кладки. Знание того, как правильно сделать такой раствор своими руками поможет качественно выполнить ремонтные или строительные работы.

Как размешивать состав

Сначала для получения смеси необходимо подготовить ёмкость, в которой будет производиться размешивание.

Это можно делать одним из следующих способов:

В ёмкость наливают нужное количество воды. Затем постепенно досыпают цемент и песок, при этом непрерывно размешивая. Если воды будет недостаточно, её добавляют в конце процедуры.
При этом способе сначала добавляют сыпучие элементы: песок и цемент. После этого их необходимо размешать. Полученный состав разбавляют нужным количеством воды до получения пластической смеси.

Перед тем, как сделать раствор, нужно обеспечить, чтобы там не было крупных кусков. Для этой цели их предварительно просеивают. В процессе приготовления смеси важно обеспечить равномерное размешивание. Это приобретает особую важность в тех случаях, когда используются специальные добавки.

Нужно учитывать, что для получения качественной смеси необходимо добавить щебень или гравий в качестве наполнителя.

Необходимые ингредиенты и оборудование

Для приготовления цементного раствора нужно подготовить:

Ёмкость, в которой будет происходить размешивание смеси. В этом качестве лучше всего воспользоваться бетономешалкой.
Потребуются вёдра, а также штыковая лопата.
Необходимо приготовить миксерную дрель, оснащённую подходящей насадкой.

Подготовка оборудования зависит от предполагаемых масштабов работы. Если речь идёт о большом объёме работы, то лучше будет для смешивания компонентов воспользоваться бетономешалкой. Для небольшой, разовой работы можно использовать, например, старую ванну или бадью.

Потребуются следующие ингредиенты:

Песок должен быть мелким, не включать в себя сгустки или куски другого материала.
Основой состава является портландцемент. Нужно, чтобы он был той марки, которая полагается в соответствии с рецептурой.
Необходимо подготовить добавки, если предполагается их использование.

Потребуется вода в достаточном количестве для получения пластичной смеси.

В том случае, если предполагается создание бетона, дополнительно потребуется щебень или гравий в качестве связующего элемента.

Марка раствора

Для создания состава необходимо определить, какая марка для этого требуется. Для каждого строительного элемента предусматривается соответствующая марка раствора. В соответствии с ней определяется, какой вид портландцемента должен быть использован.

При этом нужно учитывать следующее:

Если речь идёт о кирпичной кладки, марка которой – М100, то раствор, который нужно приготовить должен иметь такую же самую марку.
В том случае, когда стены сделаны из кирпича марки М300, нужная прочность кладки достигается при помощи использования марки цемента М150.
Если цементная смесь готовиться с целью использовать смесь для внутренней отделки, то в этом случае хорошим выбором будет марка М50 или М100.

Для фундамента или бетонной стяжки требуется использовать М200.

Нужно учитывать, что марка получаемой смеси определяется тем, какой портландцемент был использован для её приготовления. Наилучший вариант, когда марки в обоих случаях будут соответствовать.

Правильные пропорции цементного раствора

Если состав готовится в домашних условиях, нужно учитывать, что использование нужной марки цемента, соблюдение точных пропорций будут гарантировать хорошее качество полученного раствора.

Пропорции цемента и песка для различных вариантов использования раствора выглядят следующим образом:

При создании бетона марки М350 необходимо взять одну часть цемента, две песка и четыре гравия, щебня или другого наполнителя. Затем добавляют воду, количество которой не должно превышать половину массы портландцемента. Полученную смесь необходимо тщательно размешать.

Чтобы приготовить цементно-песчаный раствор для кирпичной стяжки можно воспользоваться цементом М300 или М400. В этом случае в него на одну часть цемента добавляют три или четыре части песка. Если дополнительно взять гашеную известь в объёме 20% от массы цемента, то полученный состав станет более пластичным.
При обработке поверхностей стен (как внутренних, так и внешних) когда готовят цементный раствор, пропорции такие: одна часть цемента и три части мелкого песка. Воду добавляют постепенно, тщательно перемешивая. Это нужно делать до тех пор, пока не будет получена пластичная смесь.
Для того, чтобы сделать стяжку используется портландцемент марки М350. При этом делают такой раствор цемента, пропорции которого следующие: на одну часть цемента берут три части песка. Если в качестве связующего элемента добавить мелкофракционный керамзит, то это увеличит теплоизоляционные свойства цементного состава.

При приготовлении и смешивании раствора нужно принимать во внимание, что чем выше марка используемого цемента, тем большее количество песка потребуется использовать. Если нет опыта в приготовлении раствора, то имеет смысл подумать о том, чтобы приобрести готовый состав у сторонних поставщиков.

Видео описание

Как делать цементный раствор дополнительно в видео:

Как выбрать песок

Нужно помнить, что для качественного раствора подойдёт далеко не любой песок. При его подборе должны соблюдаться определённые требования:

Наилучшим вариантом будет использовать речной песок крупных или среднеразмерных фракций.
Перед использованием рекомендуется просеять для того, чтобы гарантировать отсутствие сгустков и посторонних крупных частиц.
Более эффективным является использование мытого песка.

У речного песка частицы имеют острые грани. Эта особенность позволяет избежать оседания песка в смеси.

Если песок промыть, то это приведёт к тому, что от него не будет образовываться пыль. В этом случае прочность цемента станет выше.

Добавление воды

Для приготовления качественного цементного раствора важен не только состав смеси, но и добавление нужного количества воды.

В зависимости от того, как развести цемент водой, могут измениться такие свойства смеси:

пластичность смеси;
прочность полученного раствора;
скорость, с которой будет проходить застывание.

Необходимое количество воды для смеси находится в пределах от 50 до 100 процентов массы использованного портландцемента. Точный объём подбирается в индивидуальном порядке непосредственно в процессе приготовления смеси.

Видео описание

Об улучшении качества цементного раствора в видео:

Применение добавок

При изготовлении цементного раствора важны не только стандартные компоненты, но и добавки. Обычно в их качестве могут быть использованы следующие вещества:

Гравий или щебёнка представляют собой наполнитель, который добавляется для прочности.
Если долить жидкое мыло, то смесь станет более пластичной.
Использование микроармирования.
Для увеличения морозостойкости могут применяться пластификаторы.

Существуют добавки, которые уменьшают период времени, на протяжении которого происходит застывание.

Если планируется использовать определённые добавки, рекомендуется использовать для этого проверенную рецептуру чтобы определить, как разводить цемент правильно.

При использовании пластификаторов бетон лучше ложится на сложную поверхность. При этом его легче выровнять и после высыхание образуется более гладкая поверхность. Однако у таких добавок имеется существенный минус: они стоят относительно дорого.

Существует способ самостоятельного создания пластификаторов. Для этой цели можно использовать мыло. При этом расход незначительный: на целую бетономешалку потребуется один стакан жидкого мыла. Используя этот способ, нужно следить, чтобы указанная дозировка не была превышена. Мыльный раствор не только увеличивает пластичность, но и одновременно уменьшает сцепление смеси с входящими в неё частицами песка.

При высыхании раствора происходит усадка. Эта величина зависит от различных факторов и составляет от полутора до трёх процентов. Её можно снизить, если уменьшить содержание пыли в песке, при точном соблюдении пропорций для приготовлении раствора. При усадке вероятно образование трещин. Чтобы предотвратить их образование, прибегают к микроармированию. Для этой цели можно использовать фиброволокно. Оно бывает различных видов:

базальтовое;
стекловолоконное;
полипропиленовое;
металлическое.

Из этих вариантов наиболее популярным является использование полипропиленового волокна. Из перечисленных видов это самый недорогой и эффективный материал. Его можно приобрести в специализированных магазинах. В ста граммах продукта находится большое количество тонких и прочных искусственных волокон. Они, попадая в раствор после тщательного размешивания, располагаются хаотично и равномерно по всему объёму.

Совокупность полипропиленовых волокон образует своего рода решётку, которая при возникновении напряжений связывает между собой части раствора. В результате этого уменьшается количество и величина трещин, которые образуются при высыхании раствора.

Планируя то, как сделать цемент, нужно продумать, какие добавки могут быть необходимы.

Твердение смеси

После того, как раствор был составлен и тщательно размешан, наступает период, в течение которого будет происходить застывание. В это время также необходимо уделять внимание твердеющей смеси для того, чтобы обеспечить качество полученного раствора.

В это время необходимо делать следующее:

Сформированную поверхность важно периодически увлажнять. Это будет способствовать равномерному затвердению раствора и предохранит его от образования трещин.
Исключить ситуацию, когда происходит нагрев под прямыми лучами солнца.
Предохранять сохнущую поверхность от влияния сквозняков или сильного ветра.

Если это не будет сделано, можно ожидать наступления следующих проблем:

Внешний слой будет особенно быстро высыхать, что приведёт к тому, что он начнёт крошиться.
В процессе затвердения могут возникнуть глубокие трещины, которые существенно уменьшат прочность конструкции.
Если твердение раствора будет происходить неравномерно, то результатом может стать создание внутренних напряжений.

При проведении работ в зимнее время наружный слой рекомендуется покрыть теплоизоляционным слоем. Вследствие этого время полного высыхания уменьшится. Нужно учитывать, что полное высыхание, гарантирующее расчётную прочность, наступит только через 30 дней. Тем не менее по стяжке можно будет перемещаться без вреда для неё уже через четверо суток.

Видео описание

В этом видео об ускорении затвердения цемента:

Особенности использования цементного раствора при стяжке

Для различных целей нужно использовать различные виды такого раствора. Например, делая стяжку толщиной менее 5 см, щебень или гравий в него не кладут. Однако в тех случаях, когда толщина превышает эту величину, допускается добавить в смесь мелкоразмерный щебень.

Прежде для стяжки использовался бетон марок М50 или М75. Теперь нужен состав марки М150. Причиной новых правил являются возросшие требования к качеству отделки. Дело не только в эстетическом качестве отделки, но и в том, чтобы цементное покрытие не пылило. Для выполнения последнего условия необходимо, чтобы марка была М100 или больше.

Далее рассказывается, как приготовить раствор:

Для получения М150 можно взять портландцемент марки М500 с песком из расчёта 1:4. Если используется М400, то пропорция составит 1:3, а для М300 – 1_2,5.
Если необходим раствор М200, то соответствующие пропорции для цемента М500 и М400 составят 1:3 и 1:2,5.
Чтобы сделать раствор М300 используются соотношения 1:2,1 (М500) или 1:1,8 (М400).

Для того, чтобы изготовить прочный раствор необходимо точно соблюдать соотношение песка и цемента в растворе.

Выводы

Если разобраться в правилах приготовления цементного раствора, то его несложно сделать самостоятельно. При этом сначала нужно уточнить, какая марка должна быть у цементного раствора и какая у портландцемента. Если точно соблюсти пропорцию и технологию изготовления, то полученный материал будет обладать запланированными характеристиками.

Читайте также: