Методика определения подвижности бетонной смеси
Методика определения подвижности бетонной смеси (также известная как "испытание на осадку конуса" или "slump test") — это стандартизированный метод оценки удобоукладываемости (пластичности) бетонной смеси по показателю подвижности, широко применяемый в строительной индустрии и материаловедении.
Метод основан на измерении величины деформации предварительно сформованного конуса из бетонной смеси под действием собственного веса. Основным оборудованием для испытания служит конус Абрамса.
Содержание
Сущность метода
Сущность метода заключается в определении величины осадки предварительно уплотненной бетонной смеси после снятия формующего конуса. Чем выше пластичность смеси, тем лучше она растекается, и тем выше значение осадки конуса.
Данный метод, известный также как "Тест бетона на осадку" (Concrete slump test), нормирован в отечественной практике требованиями норм ГОСТ 10181-2014 и близок к европейскому стандарту EN 12350-2:2009 Testing fresh concrete — Part 2: Slump test (Испытание свежеприготовленной бетонной смеси. Часть 2. Определение осадки конуса), ГОСТ Р 57809-2017/EN 12350-2:2009 "Испытания бетонной смеси. Часть 2. Определение осадки конуса" в части общих требований к методу определения осадки конуса. С незначительными отклонениями данный метод приводится и в ГОСТ Р 59301-2021 "Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Методы испытаний".
Первое упоминание в нормативной документации метода определения подвижности бетона с использованием конуса Абрамса встречается в ГОСТ 4799-49 "Бетон гидротехнический. Методы испытаний бетонной смеси".
Условия проведения испытания
Метод применяют для бетонной смеси с осадкой конуса от 10 до 250 мм. Для бетонной смеси, имеющей значения осадки конуса, выше или ниже указанных, приведенный метод не применим. В этом случае подвижность бетонной смеси определяют другими методами.
Метод не применим, если осадка конуса продолжает меняться спустя 60 с после снятия конуса.
Оборудование и материалы
Для проведения испытания используется следующее оборудование:
1. Конус Абрамса (конус КА) — усеченный конус, изготовленный из листовой стали толщиной не менее 1.5-2 мм (шероховатость внутренней поверхности не более 40 мкм). Существуют два типа конусов :
- Нормальный: нижний диаметр 200±2 мм, верхний — 100±2 мм, высота — 300±2 мм (применяется для смесей с заполнителем фракции до 40 мм).
- Увеличенный: диаметры 300 и 150 мм, высота 450 мм (для заполнителя крупнее 40 мм).
2. Воронка для загрузки конуса.
3. Металлический лист (поддон или основание): гладкий, влагостойкий, размером не менее 700x700 мм.
4. Штыковка: гладкий металлический стержень диаметром 16 мм, длиной около 600 мм, с округленными концами.
5. Кельма, совок, линейка.
Порядок проведения испытания
Процесс испытания строго регламентирован по времени и требует соблюдения последовательности операций.
1. Подготовка
Перед испытанием все поверхности конуса и сопутствующих приспособлений, соприкасающихся с бетонной смесью необходимо очистить и увлажнить (протереть влажной тканью). Лист устанавливается в горизонтальном положении. Конус ставят на лист-основание и удерживают его на месте, прижимая ногами за лапки (или используют механическое устройство для фиксации), чтобы предотвратить вытекание бетона из-под конуса.
2. Заполнение конуса
Заполнение конуса бетонной смесью зависит от ожидаемой марки по удобоукладываемости:
- Для смесей марок П1, П2, П3 (малоподвижные): конус через воронку заполняют в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой бетонной смеси штыкуют 25 раз стержнем (равномерно протыкая площадь сечения). Нижний слой нужно уплотнять по всей толщине, при этом необходимо следить, чтобы штыковка не касалась основания. Средний и верхний слои уплотняют по всей глубине таким образом, чтобы удары проникали в нижележащий слой. Перед заполнением и уплотнением верхнего слоя бетонную смесь накладывают выше верхнего края конуса, поскольку бетонная смесь при уплотнении будет оседать.
- Для смесей марок П4, П5 (литьевые, высокоподвижные): конус заполняют бетонной смесью в один прием и уплотняют 10 штыкованиями на всю высоту слоя.
Если в процессе уплотнения происходит оседание бетонной смеси ниже верхнего края конуса, то для постоянного поддержания уровня смеси над верхней частью конуса добавляют бетонную смесь.
При использовании увеличенного конуса количество штыкований для П1-П3 составляет 56 раз на слой, для П4-П5 — 20 раз.
После уплотнения бетонной смеси снимают загрузочную воронку, излишки смеси срезают вровень с краями конуса кельмой, а поверхность заглаживают. С опорной плиты/поверхности удаляют пролитую бетонную смесь.
3. Оседание бетонного конуса и измерение ОК
Сразу после заполнения конус плавно поднимают вертикально вверх без раскачивания и вращения (время подъема — 5–7 секунд) . Общее время от начала заполнения до снятия конуса не должно превышать 3 минут. После снятия конуса бетонная смесь либо сохраняет форму (жесткие смеси, ОК менее 1 см), либо оседает. Если после снятия конуса бетонная смесь разваливается (бетонная смесь несвязная), измерение не выполняют и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.
Конус Абрамса ставят на площадку рядом с бетонным конусом, избегая ударов по основанию. На верхний обрез конуса кладут штыковку и линейкой измеряют расстояние от низа стержня до верха осевшей бетонной смеси. Измерение проводится с погрешностью не более 0,5 см .
Осадку конуса бетонной смеси определяют два раза. Общее время испытания с начала заполнения конуса бетонной смесью при первом определении и до момента измерения осадки конуса при втором определении не должно превышать 10 мин.
Осадку конуса бетонной смеси одной пробы вычисляют с округлением до 1,0 см как среднеарифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем:
- на 1 см при осадке конуса до 9 см включительно;
- на 2 см при осадке конуса от 10 до 15 см;
- на 3 см при осадке конуса от 16 см и выше.
При большем расхождении результатов испытание повторяют на новой порции бетонной смеси, той же пробы.
Классификация по результатам
В зависимости от величины полученной осадки конуса (ОК, измеряется в сантиметрах), бетонной смеси присваивается соответствующая марка по удобоукладываемости :
| Марка по удобоукладываемости | Осадка конуса, см | Характеристика смеси |
|---|---|---|
| П1 | 1–4 | Малая подвижность |
| П2 | 5–9 | Подвижная |
| П3 | 10–15 | Очень подвижная |
| П4 | 16–20 | Литая |
| П5 | 21 и более | Высоколитая |
Примечание: Если используется увеличенный конус, полученное значение осадки умножают на коэффициент 0,67 для пересчета к нормальному конусу.
Применение и особенности
Область применения: Метод используется на заводах по изготовлению товарного бетона и на заводах ЖБИ для корректировки состава бетонной смеси (водоцементного отношения), на строительных площадках для входного контроля смеси.
Ограничения: Метод не подходит для жестких (сухих) бетонных смесей с ОК менее 1 см, а также ограниченно пригоден для смесей, содержащих крупный пористый заполнитель, который может впитывать воду и искажать результат. Для жестких смесей существуют отдельные методы (например, определение жесткости по техническому вискозиметру или методу Скрамтаева.
Конус Абрамса может использоваться и для определения подвижности серобетонной смеси по ГОСТ Р 59613-2021 "Смеси серобетонные и серобетон. Технические условия", в этом случае конус и штыковка предварительно разогреваются до температуры 145-155°С.
При определении подвижности полистиролбетонной смеси по ГОСТ 33929-2016 "Полистиролбетон. Технические условия" для распределения и выравнивания слоев смеси, загруженной в конус, постукивают мастерком по его корпусу (вместо штыкования).
Примечания
Нормативная документация
- ГОСТ 4799-49 Бетон гидротехнический. Методы испытаний бетонной смеси (не действует)
- ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний
- ГОСТ 33929-2016 Полистиролбетон. Технические условия
- ГОСТ Р 57809-2017/EN 12350-2:2009 Испытания бетонной смеси. Часть 2. Определение осадки конуса
- ГОСТ Р 59301-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Методы испытаний
- ГОСТ Р 59613-2021 Смеси серобетонные и серобетон. Технические условия