Сто вопросов о бетоне-63

Как измерить содержание воздуха в бетонной смеси? Связь плотности бетонной смеси с воздухосодержанием

Контроль объема вовлеченного воздуха или выделившегося газа при отгрузке бетонной смеси проводится ежесменно на первой загрузке каждой партии бетонной смеси. В отдельных случаях (неустановившийся режим производства, изготовление особо ответственных конструкций, требование заказчика по договору) замеры могут проводиться чаще.

ГОСТ 10181-2014 предусматривает использование оборудования различной конструкции. Однако на практике наиболее широкое применение получили объемомеры фирмы Testing емкостью 8 л, разработанные для определения содержания вовлеченного воздуха в бетонной смеси в соответствии со стандартами ГОСТ 10181-2014, EN 12350-7, ASTM BS 1881.

Нормативный документ	ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний»	ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний»	ГОСТ Р 57814-2017/EN 12350-7:2009 «Испытания бетонной смеси. Часть 7. Содержание воздуха. Методы определения под давлением»	ГОСТ Р 57814-2017/EN 12350-7:2009 «Испытания бетонной смеси. Часть 7. Содержание воздуха. Методы определения под давлением»
Пункт	6.3	6.4	5	6
Наименование метода	Объемный метод (для пористых и плотных заполнителей)	Компрессионный метод	Метод водяного столба	Метод измерения давления
Прибор для определения воздухосодержания	Объемомер	Поромер	Поромер	Объемомер

Идентичны ли методы и приборы? //методика с фотографиями//

Определение воздухововлечения с помощью объемомера достаточно трудоемко и длительно. В то же время ГОСТ 10181-2014 предусматривает и расчетный метод определения воздухововлечения.

После изготовления бетонной смеси определяют ее среднюю плотность по ГОСТ 10181 и рассчитывают фактический расход материалов на 1 м³ бетона в уплотненном состоянии (с учетом нормируемого воздухововлечения) по формулам:

(66-1)	Ц = (mц / m) × ρсм
(66-2)	П = (mп / m) × ρсм
(66-3)	Щ = (mщ / m) × ρсм
(66-4)	В = (mв / m) × ρсм
(66-5)	Д = (mд / m) × ρсм

где:

• Ц, П, Щ, В и Д — расход цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя (щебня или гравия), воды и добавки соответственно, кг/м³ бетона;
• mц, mп, mщ, mв, mд — масса цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя, воды и добавки соответственно в замесе, кг;
• ρсм — плотность бетонной смеси, кг/м³;
• m — суммарная масса всех материалов в замесе, кг.

(66-6)

ρсм = m / Vзамеса

Объем воздуха или газа в уплотненной бетонной смеси Vв, %, вычисляют с округлением до 0,1% по формуле:

(66-7)

Vв = 100 − [ (Ц/ρц) + (П/ρп) + (Щ/ρщ) + В + Д ] × (ρсм / 1000) × (1/n)

где:

• ρц — истинная плотность цемента, г/см³, определяемая по ГОСТ 310.2 или принимаемая равной 3,1 для портландцемента и его разновидностей, 3,0 — для шлакопортландцемента;
• ρп, ρщ — средняя плотность зерен песка и щебня (гравия), г/см³, определяемая для плотного заполнителя по ГОСТ 8735 и ГОСТ 8269.0 соответственно, для пористого заполнителя — по ГОСТ 9758 в цементном тесте;
• n — коэффициент, учитывающий увеличение средней плотности зерен крупного заполнителя в результате его частичного дробления при перемешивании бетонной смеси в смесителе принудительного действия; n принимают равным:
  • 1,00 — для плотного заполнителя;
  • 1,05 — для пористого заполнителя марки по прочности П75 и более;
  • 1,10 — для пористого заполнителя марки по прочности менее П75.

Подставляя в формулу (66-7) значения формул (66-1) – (66-5), получаем:

(66-8)

Vв = 100 − ρсм × [ (mц/(m×ρц)) + (mп/(m×ρп)) + (mщ/(m×ρщ)) + (mв/m) + (mд/m) ] × (1000/n)

Пример расчета

Для бетонной смеси тяжелого бетона получено значение плотности 2340 кг/м³. Исходя из данных по фактическому расходу компонентов бетонной смеси и их плотностей необходимо рассчитать количество вовлеченного воздуха.

Компонент	Расход компонента на замес, кг	Плотность, г/см³
Цемент	430	3,1
Песок	840	2,65
Щебень	960	2,73
Пластификатор	4,0	1,046
Воздухововлекающая добавка	2,0	1,005
Вода	160	1,000
ИТОГО:	2396	—

Заполнитель гранитный, плотный, коэффициент n принимаем равным единице.

// пропущена формула, не перенеслась из ворда //

По результату определения плотности бетонной смеси была проведена корректировка расхода воздухововлекающей добавки до 1,0 кг. Повторное определение плотности смеси дало значение 2365 кг/м³. Количество вовлеченного воздуха в бетонной смеси:

Vв = 100 − 2365 × [ (430/(2396×3,1)) + (840/(2396×2,65)) + (960/(2396×2,73)) + (160/2396) + (1,0/2396) ] × (1000/1,0) ≈ 4,0%

Практическое правило для быстрых оценок

На практике для предварительных быстрых расчетов можно использовать значение расчетных плотности бетонной смеси и значения воздухововлечения, полученных при подборе состава.

Изменению плотности бетонной смеси на 25 кг/м³ примерно соответствует изменение содержания вовлеченного воздуха на 1,0%.

Так, в рассмотренном выше примере изменению плотности бетонной смеси с 2340 до 2365 кг/м³ соответствует изменение воздухосодержания с 5,0 до 4,0%.

//см. вопрос 22//