Подвижность цементного раствора определяют с помощью
Контроль удобоукладываемости раствора для фактурного слоя изделий
Одним из путей достижения эффективности строительства зданий различного назначения является повышение степени заводской готовности сборных железобетонных элементов.
Для большой номенклатуры изделий стеновых панелей, комплексных панелей перекрытий, перегородок и других степень заводской готовности определяется качеством лицевых поверхностей, предназначенных под окраску или отделку обоями и другими материалами.
На предприятиях стройиндустрии наиболее широко распространено горизонтальное формование таких изделий с применением формовочных агрегатов, оборудованных калибрующими роликами, заглаживающими рейками или дисками.
Производственный опыт показал что при использовании этих устройств не достигается требуемого качества поверхностей изделий, формуемых из тяжелого и легкого бетона оптимальных составов. В связи с этим в изделиях для получения качественной верхней поверхности категории А4 и выше фактурный слой, как правило, изготовляют из цементно-песчаного раствора без неорганического пластификатора (извести или глины). Качество заглаженной поверхности фактурного слоя зависит от консистенции или удобоукладываемости (подвижности) раствора.
Увеличение или уменьшение подвижности раствора по сравнению с оптимальной приводит к ухудшению качества поверхности – образованию разрывов, повышению шероховатости и др. Оптимальная подвижность раствора для фактурного слоя находится в пределах, при которых возникают трудности в её определении существующими методами.
Стандартная методика оценки подвижности раствора по погружению эталонного конуса (ГОСТ 5802-78) разработана для характеристики удобоукладываемости строительных растворов, применяемых для каменной кладки, штукатурки, устройства различных стяжек, подвижность которых превышает 4…5 см. Однозначно определить характеристику удобоукладываемости более жестких растворов по стандартной методике невозможно так как при уплотнении смеси в сосуде путем штыкования и легкого встряхивания не достигается Однор0дность ее структуры и, в частности, в верхних слоях раствора из-за отсутствия связности смеси остаются пустоты, не заполняемые при легком встряхивании. В результате глубина погружения конуса при повторных измерениях для одного и того же раствора различна. Это наблюдается для растворов с различной влажностью вплоть до той, при которой погружение конуса достигает 3…4 см.
В связи с тем, что полусухие растворные смеси можно рассматривать как мелкозернистые (песчаные) бетоны, их удобоукладываемость определяли также прибором для оценки жесткости бетонных смесей по ГОСТ 10181.0-81.
Однако и этим прибором определить удобоукладываемость полусухих растворов трудно из-за небольшой жесткости и, следовательно, недостаточной чувствительности.
Наиболее приемлем способ контроля удобоукладываемости таких смесей по погружению эталонного конуса в раствор, предварительно провибрированный в сосуде в течение 10 с на лабораторной виброплощадке. При этом можно оценивать различие в удобоукладываемости растворов даже при незначительном изменении их водосодержания. Разница показаний прибора при нескольких последовательных измерениях подвижности одного и того же раствора не превышала 1,5…2 мм.
Способ определения удобоукладываемости (жесткости) цементно-песчаного раствора проверяли в ПО Днепросельстройиндустрия при изготовлении экспериментальных многопустотных комплексных панелей перекрытий. Установлено, что оптимальной удобоукладываемостью (заглаживаемостью) обладают растворы, характеризующиеся погружением эталонного конуса в предварительно провибрированный раствор на 1…1,5 см. При большей подвижности раствора, заглаживаемого рейкой, образуются разрывы на поверхности из-за его недостаточной связности, а при подвижности, меньшей оптимальной, на поверхности появляется влага, раствор прилипает к рейке, увеличивается шероховатость поверхности.
Контроль удобоукладываемости (подвижности) жестких растворов, применяемых для фактурного слоя при изготовлении сборных железобетонных изделий по ГОСТ 5802-78 с предварительным уплотнением раствора кратковременным вибрированием вместо штыкования, обеспечивает стабильное качество заглаживаемых поверхностей.
Цементные растворы, их виды и свойства
Цемент — удивительное вещество, которое позволяет изготавливать различные смеси и растворы для любых типов строительных, отделочных и ремонтных работ.
Цемент — порошкообразное вяжущее вещество водного твердения. Это означает, что только в присутствии воды в нем происходят реакции гидратации, необходимые для химического преобразования порошкового компонента в твердый материал, имеющий кристаллическую структуру. Поэтому для работы с цементом из него замешивают растворы и смеси с добавлением воды.
Основными типами таких материалов являются бетонные смеси и цементные растворы.
Чем отличается цементный раствор от бетонной смеси
Главное отличие этих типов строительных материалов — состав, который и обуславливает различие их качеств и разные области их применения. Есть у них и общие черты: использование цемента как вяжущего позволяет получить материалы, отличающиеся особой прочностью.
Фактически, бетон можно назвать композитным материалом. Если для изготовления бетонной смеси, помимо цемента, воды и песка, требуется еще и крупный заполнитель, к примеру, гравий или щебень с разным размером фракций, то в цементный раствор добавляется только мелкий заполнитель — песок.
Таким образом, в состав цементного раствора входят:
Различается и область применения. Бетон используется для изготовления крупных изделий и конструкций, например, монолитных стен и плит перекрытий, дорожного полотна, стяжек, а также мелкоштучных, но требующих высокой прочности изделий, к примеру, тротуарной плитки.
Цементные растворы применяются как материал для заполнителей швов и соединения строительных элементов (кладочные растворы) либо для обработки поверхностей (например, различные виды штукатурных растворов с использованием цемента).
- пластичность смеси и увеличение ее срока жизни;
- возможность работать при отрицательных температурах;
- повышенную прочность и трещиностойкость;
- морозостойкость готового изделия;
- быстрое схватывание;
- водостойкость
Советуем изучить: Каталог добавок Cemmix
Виды цементных растворов
Популярность цементных растворов в строительных, отделочных и ремонтных работах объясняется их прочностью и доступностью.
Можно говорить о классификации цементных растворов по их составу и назначению.
По составу цементные растворы делятся на следующие виды:
- Цементно-песчаный. Раствор замешивается с добавлением песка, который является компонентом, формирующим кристаллическую структуру и препятствующим усадке и образованию трещин. Используется песок средних фракций. Цементные растворы используют для кладки и оштукатуривания стен. Цементная штукатурка прочная, паропроницаемая и устойчива к появлению грибка и плесени. Она может применяться под любые виды покрытий, включая декоративную плитку, а также использоваться для отделки внешних стен зданий.
- Цементно-известковый. Цементно-известковая штукатурка сочетает два вяжущих компонента, из которых цемент — вяжущее водного твердения, а известь — воздушного. Гашеная известь снижает стоимость раствора, а также работает как пластификатор, повышая его подвижность. Цементно-известковую штукатурку можно использовать для отделки любых помещений, в том числе, влажных, а также фасадов зданий. Ее плюсами являются пластичность, прочность, возможности послойного нанесения, влагостойкость, устойчивость к плесени, грибку, доступность и экономичность.
Виды цементных растворов по назначению:
- кладочные;
- штукатурные;
- ремонтные;
- растворы для стяжек.
В зависимости от назначения раствора, выбирается марка цемента, состав раствора и пропорции основных компонентов. Растворы для оштукатуривания должны быть более пластичными, чем кладочные, что достигается применением различных добавок: гашеной извести либо специальных пластификаторов.
Интересно!
Обычный цемент имеет серый цвет, но для отделочных работ существует белый. Его применяют для замешивания штукатурных растворов, а также смесей для изготовления цветной тротуарной плитки, поскольку серый цемент не позволяет получать яркие красивые оттенки. Белый цемент дороже обычного, поэтому часто его используют для раствора, который применяется на поверхности (верхний слой штукатурки или брусчатки).
Какую марку цемента выбрать
Как известно, цемент классифицируется по прочности на марки, которые раньше обозначались литерой М и числовым показателем, характеризующим предел прочности на сжатие в кг/см 2 . Чем выше показатель, тем более прочные изделия можно получить из этого цемента.
Важно!
Сегодня маркировка вяжущего порошка начинается с вида цемента ЦЕМ, после чего указывается процентное содержание и тип добавок. Далее отмечается класс прочности и скорость схватывания. Например, ЦЕМ II/В-Ш 22,5Н — портландцемент с гранулированным доменным шлаком 21-35 %, класс прочности 22,5, с нормальной скоростью твердения.
Тем не менее, до сих пор многие потребители пользуются старой классификацией, поэтому некоторые производители наносят на мешки с цементом обе маркировки (по старой и новой классификации).
При реализации работ важно выбрать оптимальный по прочности цемент, чтобы, с одной стороны, получить достаточную прочность изделий, с другой стороны, не переплачивать за более дорогие расходные материалы.
Вот почему правильный выбор оптимальной марки цемента так важен:
- для оштукатуривания фасадов — ЦЕМ II 32,5Н–ЦЕМ II 42,5Н (М400–М500);
- для штукатурки внутренних стен под обои или покраску — ЦЕМ II 22,5Н–ЦЕМ II 32,5Н (М300 –М400);
- для кладочных растворов необходим цемент марки ЦЕМ II 22,5Н–ЦЕМ II 42,5Н (М300–М500), причем растворы маркируются по прочности от М25 (для ненагруженной кладки) до М200 (для высоко нагруженных конструкций, таких, как фундаменты на слабых грунтах), выбор конкретной марки зависит от марки кирпича, в обычном случае выбирается раствор марки М50 или М75;
- для стяжек применяют растворы от М200 (стяжка в квартире), М300 (стяжка в офисе), и выше для стяжек, которые будут подвергаться высоким нагрузкам (например, в производственных помещениях).
Как приготовить цементный раствор
Цементный раствор вполне можно изготовить самостоятельно, и это будет дешевле, чем покупать готовый. К тому же, в частных строительных и ремонтных работах самостоятельное замешивание удобнее.
Замешивают цементные растворы в небольших бетономешалках либо при помощи строительного миксера, а если раствора нужно немного, то и вручную.
Обычно вначале рекомендуют перемешать сухой цемент с песком, а затем добавлять воду с химическими добавками до требуемой густоты или, если используется гашеная известь, ее водный раствор. Хотя некоторые мастера предпочитают другой порядок замеса.
Консистенция раствора подбирается в зависимости от целей и может быть как полусухой, так и пластичной, и даже литой.
Любые химические добавки вводятся в раствор с водной составляющей.
Видео: Как правильно замешивать цементный раствор
Пропорции компонентов для цементных растворов
Какие количества цемента, песка и воды использовать, зависит от назначения цементного раствора.
Таблица 1. Пропорции штукатурных растворов
Таблица 2. Пропорции растворов для стяжек
Таблица 3. Пропорции кладочных растворов
Расход цемента
Поскольку самый дорогостоящий компонент цементного раствора — цемент, а также потому, что он должен быть свежим, необходимо точно рассчитать, какое количество цемента потребуется.
Зная пропорции раствора, несложно подсчитать, сколько цемента нужно для замеса одного кубометра материала.
Для оштукатуривания и кирпичной кладки количество раствора смотрят в таблицах.
Таблица 4. Расход штукатурного раствора с учетом потерь
Для стяжки можно самостоятельно посчитать количество раствора. Для этого ширину и длину помещения умножают друг на друга и на толщину стяжки (в метрах). Если помещение имеет неправильную форму, отдельно подсчитывается площадь каждого участка, а при значительной неровности пола (когда стяжка будет иметь разную толщину на разных участках) берется среднее значение толщины стяжки.
Например: дано помещение 10 на 10 м, толщина стяжки — 5 см (0,05 м). Значит, потребуется 5 кубов раствора.
Важные компоненты цементных растворов — специальные добавки, к которым относятся:
-
и суперпластификаторы для увеличения подвижности и прочности растворов и для экономии цемента (до 15–20%); и противоморозные добавки при работе в условиях низких температур; для повышения водостойкости; или базальтовая фибра для объемного армирования, уменьшения усадки, снижения образования трещин.
Важно не пренебрегать добавками для бетона и не заменять их подручными компонентами (мылом, солью), точные пропорции которых и эффект невозможно просчитать. Готовые химические добавки испытаны в лабораторных условиях, их возможно точно дозировать, а эффект от них предсказуем.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
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]
Важная величина: как узнать время схватывания бетона
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.
На что влияет подвижность цемента?
Под подвижностью цемента (бетона) подразумевают способность готового раствора заполнять пустоты и растекаться по поверхность исключительно за счет своей массы. Наряду с маркой раствора, подвижность цемента является ключевым фактором при оценке годности материала к использованию для строительства того или иного объекта.
Содержание Свернуть
Подвижность цемента: влияние на технологию заливки бетона
Подвижность конкретной партии бетона или цементного раствора определяет технологическую карту и удобство строительства. В частности регламентируется, будет ли использоваться вибрирование и трамбование специальным оборудованием, либо будет достаточно «штыкования».
К примеру, использование бетононасосов и подающих лотков возможно лишь при определенной (высокой) степени подвижности. Другими словами подвижность цемента влияет на прочность конечного изделия, скорость заливки, удобство заливки и себестоимость строительства. Правильно выбранная подвижность цемента особенно актуальна при возведении масштабных объектов.
Технология определение подвижности раствора в «полевых» условиях
Потребуется изготовить, приобрести или взять в аренду специальный усеченный конус, имеющий следующие размеры:
- Высота конуса: 300 миллиметров;
- Диаметр основания: 200 миллиметров;
- Диаметр вершины: 100 миллиметров;
- Толщина и вид материала: листовая (оцинкованная) сталь толщиной 1-1,5 миллиметра.
По обоим бокам наружной поверхности конуса, для удобства работы, необходимо прикрепить ручки любой конструкции.
Испытуемый раствор закладывают в увлажненный внутри конус тремя слоями. При этом конус устанавливают основанием на ровную горизонтальную поверхность: доску, лист фанеры, лист металла и т.п.
Каждый слой «штыкуют» (совком, куском толстой проволоки или куском арматуры) не менее 10-12 раз. Излишек раствора снимают шпателем или мастерком. Далее конус аккуратно снимают с бетонного «содержимого», ждут, пока окончится естественная усадка и «расползание», производят замеры и сравнение высоты конуса и высоты «расползшегося» содержимого (Усадка конуса). Для определения вида подвижности используют следующую таблицу:
| Обозначение подвижности раствора по ГОСТ | Усадка конуса | Вид подвижности раствора |
| П0 | 0 | Жесткий |
| П1 | 10-50 мм | Малоподвижный |
| П2 | 50-100 мм | Малоподвижный |
| П3 | 100-150 мм | Малоподвижный |
| П4 | 150-200 мм | Высокоподвижный |
| П5 | Более 200 мм | Высокоподвижный |
Применение бетона и цементного раствора в зависимости от типа подвижности
- Жесткий. Используется очень редко. В частном малоэтажном домостроении не применяется вообще;
- Малоподвижный. Используется для заливки монолитных ЖБИ при обязательном применении вибрирования специальным оборудованием;
- Высокоподвижный. Используют для возведения армированных конструкций в условиях сложности вибрирования и трамбования: высокие фундаменты, колонны, монолитные стены и пр. Раствор имеющий подвижность П4, является оптимальным для строительства любых сооружений и не требует вибрирования и трамбования.
Факторы, влияющие на подвижность цемента
- Связующее (цемент). При увеличении пропорции «затворитель-связующее» подвижность резко возрастает. При этом прочность конечного изделия резко снижается, а после достижения величины «водоудержания», раствор вообще начнет расслаиваться. Поэтому для увеличения подвижности рекомендуется внесение дополнительного объема цемента. В этом случае увеличивается толщина прослойки «цементного теста» между элементами заполнителя. «Цементное тесто» начинает выполнять функцию смазки – подвижность увеличивается, но существенно возрастает себестоимость строительства;
- Наполнитель (щебень, гравий, шлак и пр.). Подвижность раствора находится в прямой зависимости от геометрии элементов наполнителя. При использовании «колотого» наполнителя с угловатой поверхностью подвижность минимальная. В то же время, если в качестве наполнителя применили гравий, за счет его «обтекаемости и округлости» подвижность раствора растет, но прочность конструкции снижается.
На подвижность бетона напрямую влияют условия заливки: высота конструкции, форма конструкции, наличие свободного подхода со всех сторон и размеры ячеек армирующего пояса.
Если высота конструкции приличная, ее форма неправильная, размеры ячеек небольшие, а места вокруг опалубки чтобы разместить вибраторы нет, во избежание появления неплотностей, пустот и раковин используют высокоподвижные растворы П4 или П4.
От чего зависит подвижность смеси бетона?
Подвижность смеси бетона является «технологическим» показателем конкретной бетонной смеси. Это нормируемая способность материала растекаться по поверхности и хорошо заполнять пустоты. Величину подвижности бетона определяют эмпирически и обозначают буквой «П» и цифрами от 1 до 5.
Содержание Свернуть
От чего зависит подвижность бетонной смеси?
Основное назначение «подвижности» – это удобство работы и качество укладки (заполнение всех пустот опалубки и проектная плотность тела конструкции). Кроме того используя бетон имеющий высокий показатель подвижности значительно уменьшаются технологическое время заливки и энергетические затраты на виброуплотнение.
Более того, заливка сооружений с помощью бетононасосов возможна лишь при степени пластичности не менее П4-П5. В частности подвижность смеси бетона зависит от следующих основных факторов:
- Количество затворитиеля – воды. Увеличивая количество воды можно значительно увеличить подвижность. Однако надо помнить что, повышая содержание затворителя сверх норматива, вы понижаете прочность бетона, а также в определенный момент времени бетон «выберет» свою водоудерживающую способность и начнет расслаиваться;
- При повышении содержания «цементного теста» и уменьшая количество заполнителя можно добиться существенного увеличения подвижности при практически неизменной прочности. Механизм данного способа заключается в следующем. Если количества «цементного теста» хватает лишь на заполнение пустот между элементами заполнителей, бетонная смесь будет малоподвижной. Для того чтобы увеличить этот показатель, необходимо «раздвинуть» элементы заполнителя с помощью «прослойки» из цементного теста. Таким образом, справедливо правило – чем толще «прослойка», тем выше подвижность;
- Хорошего показателя подвижности можно добиться использованием крупного заполнителя. Технологический смысл метода заключается в следующем. Так как при увеличении крупности элементов заполнителя и соответствующем уменьшении суммарной поверхности требующей смазки, утолщается прослойка «цементного теста» – подвижность увеличивается. Соответственно при уменьшении крупности элементов и сверхнормативное увеличение количества заполнителя (особенно песка) суммарная поверхность смазки увеличивается – подвижность бетона резко падает;
- Величина подвижности бетона приготовленного на основе гладких и «круглых» заполнителей (гравийном щебне) выше. Однако в связи с тем, что гравийный щебень имеет меньшее сцепление с «цементным тестом», прочность конечного изделия будет ниже, чем при использовании гранитного щебня;
- Значительно увеличить величину подвижности бетонной смеси можно способом введения в бетон пластификаторов. На сегодняшний день это самый эффективный метод регулирования этого показателя. Кроме того пластификатор значительно сокращает расход затворителя, а также увеличивает прочность и морозостойкость заливаемой конструкции. В частном строительстве в качестве пластификатора можно использовать: жидкое мыло, стиральный порошок или средство для мытья посуды «Фейри».
Как определить подвижность смеси бетона?
Как видим подвижность смеси бетона зависит от многих факторов, которые невозможно систематизировать и вычислить ее по математическим формулам. Поэтому данную величину определяют эмпирически тем или иным способом, в каждом конкретном случае, для каждой конкретной смеси.
Самым быстрым, простым и достаточно достоверным способом является метод «Осадки усеченного конуса». Метод может быть реализован в домашних условиях по следующей технологии:
- Берем любую подходящую емкость в виде усеченного конуса: детское ведерко или пластиковый стакан;
- Заполняем емкость испытуемым бетоном в три приема. После каждой порции «штыкуем» ее куском арматуры не менее 25 раз;
- Переворачиваем емкость на ровную поверхность и медленно, медленно поднимаем емкость, высвобождая содержимое;
- Бетонная смесь начинает растекаться по поверхности. Соответственно уменьшается высота;
- Замеряем разницу высоты емкости и высоту «конуса» бетона (Осадка Конуса). Определяем марку подвижности согласно данных приведенных ниже.
Марки подвижности бетонной смеси:
- Осадка Конуса от 10 до 40 мм: П1;
- Осадка Конуса от 50 до 90 мм: П2;
- Осадка Конуса от 100 до 150 мм: П3 (товарный бетон общего назначения);
- Осадка Конуса от 160 до 200 мм: П4;
- Осадка Конуса от 200 до 240 мм: П5.
Полезные советы
Качество бетона без проведения испытаний можно оценить по его внешнему виду. Качественная смесь однородна по консистенции и цвету, а элементы заполнителя полностью покрыты слоем «цементного теста». При этом смесь, обладающая достаточной пластичностью, не расслаивается и хорошо уплотняется штыкованеим. Малопластичный бетон похож на влажный грунт и практически не поддается штыкованию.
Для оценки пластичности делают тест «на лопату» – плашмя ударяют лопатой по поверхности бетона и осматривают образовавшийся отпечаток. Если проявились промежутки между элементами заполнителя – смесь содержит недостаточное количество «цементного теста», при заливке конструкции возможно образование раковин. Очень глубокий отпечаток показывает, что в бетоне очень много «цементного теста». Это приведет к избыточной пористости конструкции.
Подвижность цементного раствора
Подвижность раствора — очень важное свойство, которое характеризуется глубиной погружения в свежеприготовленный раствор конуса СтройЦНИЛа (рис. 1) для определения его консистенции (плотности). Им также можно определять нормальную густоту известкового теста. Этот конус довольно просто сделать из жести самому, а еще проще — из дерева. Исходя же из того, что правильное определение подвижности раствора для данной работы значительно уменьшает ее трудоемкость, улучшает качество и дает существенную экономию цемента, то каждому, имеющему дело с раствором, конус СтройЦНИЛа необходимо сделать обязательно. Сам конус (рис. 1,а) имеет длину образующей 15 см, диаметр основания 7,5 см; вес конуса с балластом — 300 г.
Вариант 1. Конус изготавливают из тонкого листового металла, например, белой жести, латуни, или из жести больших консервных банок. На листе металла (рис. 1, б) вычерчивают прямой угол и из этого угла описывают дугу радиусом 15 см до пересечения со сторонами угла. Полученная таким способом и вырезанная затем фигура является разверткой конусной части прибора. Ее свертывают в конус, подводя стороны прямого угла друг к другу впритык (без образования фальца). Шов полученного конуса тщательно пропаивают. Для большей прочности шва рекомендуется с внутренней стороны закрыть (припаять) его узкой полосой металла (рис. 1, в).
Основание конуса закрывают крышкой (рис. 1, г) из круга диаметром 75 мм с отверстием в центре диаметром 12 мм для пропуска ручки конуса. Ручку конуса делают в виде трубки, согнутой из полосы шириной 40 мм и длиной около 250 мм. В этой полосе делается вырез (см. рис. 5, а), через который наполняют конус свинцовой дробью или цементным тестом до общего веса 300 г. Все швы и отдельные детали прибора крепятся пайкой, после чего конус желательно покрасить водостойкой масляной краской. Конус градуируется делениями, равными 0,2 см.
Определение консистенции растворов с помощью конуса СтройЦНИЛа производится следующим образом: испытываемый материал загружают в конусное ведро высотой и диаметром 20 см. После тщательного перемешивания массы ведро встряхивают и 5-6 раз слегка постукивают о стол для выравнивания поверхности раствора. При погружении конус придерживают рукой, давая ему опускаться спокойно в массу под собственным весом без свободного падения (свободно падающий конус даст большие показатели). При правильном проведении испытания конус должен сохранять отвесное положение и в погруженном состоянии. Заметный на глаз наклон конуса допускать нельзя. Глубину погружения конуса определяют через 10 с после того, как он примет спокойное положение и вытеснит соответствующую массу раствора. Отсчет показаний конуса удобно производить по оставшемуся слою испытуемой массы на поверхности вынутого конуса с точностью до 0,2 см. Величина подвижности принимается как среднеарифметическое по результатам трех испытаний.
Вариант 2. Погружаемый конус можно сделать из плотных пород дерева (дуба, клена, березы, яблони и др.). Главное при этом очень точно выдержать размеры и вес, для чего в верхней части конуса нужно сделать выемку для той же свинцовой дроби или цементного теста при тарировании веса конуса. Следует поставить ручку — для удобства пользования им при замерах. А также необходимо очень тщательно отшлифовать поверхность конуса наждачной шкуркой «нулевкой». После изготовления и шлифовки конус следует покрыть лаком или проолифить горячей олифой и, как в первом варианте, покрасить водостойкой масляной краской. Градуирование конуса делениями, равными 0,2 см, производится так же непосредственно на нем. Как видите, сделать своими руками конус СтройЦНИЛа — весьма нужный прибор при работе с растворами — очень даже несложно.
Определение подвижности раствора с помощью конуса поможет вам подобрать раствор наиболее оптимальной подвижности. А это, повторяю, и большое облегчение в работе, и, главное, экономия цемента. Если же по какой-либо причине вам на конус начхать, то чихайте и будьте здоровы. В таком случае подвижность раствора вам придется определять на глазок, а это хоть и быстрее, но все же невыгодно как со стороны перерасхода цемента, так и с других сторон.
При упрощенном определении подвижности растворных смесей (его иногда называют «полевым») нужно помнить, что для кирпичной кладки раствор должен стоять на мастерке небольшим бугорком и ни в коем случае не расползаться, тем более сползать с мастерка, для бутовой кладки — должен иметь форму египетской пирамиды со «сдутой» вершиной.
Читайте также: