Испытания на свежем бетоне

Бетон является одним из самых распространенных строительных материалов, используемых на сегодняшний день. Прежде чем вы сможете залить бетон и построить свою конструкцию, вам необходимо определить, подходит ли бетонная смесь для конкретного применения.

Бетон состоит из двух фаз: фазы цементной пасты, состоящей из цемента, воды и воздуха, и фазы заполнителя, состоящей из крупных и мелких заполнителей. При проектировании бетонной смеси мы должны убедиться, что свежий бетон имеет достаточную реологию, чтобы его можно было легко обрабатывать. Для определения характеристик свежего бетона используется метод пробной партии. Это испытание in situ призвано гарантировать, что бетонная смесь на бетонном заводе имеет одинаковую вязкость, когда она поступает на строительную площадку и заливается в формы.

В этом видео мы расскажем об основных свойствах бетона и проиллюстрируем, как свежие бетонные смеси тестируются в лаборатории.

Метод испытаний начинается с образцов цемента, воды, крупных и мелких заполнителей, а также целевого содержания воздуха. Крупные и мелкие агрегаты считаются инертными. Основные переменные, которые нам нужно учитывать, — это цемент, вода и воздух. Соотношение воды и цемента очень важно, потому что прочность бетона напрямую зависит от этой величины.

Прочность бетона обычно измеряется через 28 дней после заливки и обычно варьируется с точки зрения соотношения воды и цемента от примерно 0,35 для высокопрочного бетона до примерно 0,6 для низкопрочного бетона.

Более низкое соотношение воды и цемента снижает проницаемость бетона за счет снижения скорости проникновения ионов солей в бетон и, следовательно, коррозии бетонной арматуры. Высокая температура отверждения и влажность значительно ускоряют набор прочности.

Содержание воздуха в свежей бетонной смеси играет важную роль в долговечности, особенно для бетона, используемого в регионах, подверженных циклам замерзания и оттаивания. Свободная вода расширяется при замерзании и превращается в лед и может треснуть бетон. Пузырьки воздуха в смеси позволяют расширяться без растрескивания бетона. Большее количество воздуха приводит к более низкой прочности, поэтому для данной прочности необходимо более высокое соотношение воды и цемента.

Прочность и долговечность являются долговременными свойствами бетона. Также необходимо учитывать краткосрочные свойства, такие как технологичность. На следующем этапе пробного метода в смесь добавляются крупные и мелкие заполнители для достижения желаемой пластичной консистенции. Количество крупного заполнителя и песка будет регулироваться во время дозирования для достижения достаточной удобоукладываемости и осадки бетонной смеси.

Осадка, или текучесть бетона, измеряет консистенцию до того, как бетон схватится. Испытание на просадку заключается в заливке и уплотнении свежего бетона в перевернутый конус в три слоя. После заполнения конуса конус поднимается и измеряется величина, на которую бетон проседает или проседает. Результаты испытания на усадку являются показателем связности смеси. Пропорциональная смесь будет падать, но сохранять свою первоначальную форму. Плохая смесь будет крошиться, отделяться и разваливаться.

Теперь давайте рассмотрим практику смешивания бетона в лабораторных условиях и узнаем, как метод пробной партии используется для подготовки испытательных цилиндров бетона для последующих применений.

Отвесьте и отдельно храните заданное количество крупных заполнителей, мелких заполнителей, цемента и воды. Запишите точный вес в техническом паспорте. Прежде чем начать смешивание, смочите внутреннюю часть миксера и все инструменты, чтобы они были влажными, не оставляя стоячей воды.

Теперь поместите крупные и мелкие заполнители в смесь примерно с одной пятой воды. Дайте этим компонентам перемешаться около двух минут. Продолжая вращать миксер, добавьте цемент и дополнительную воду с пятью-10 небольшими шагами. Когда вы закончите добавлять эти компоненты, дайте им перемешаться еще пять минут, а затем выключите миксер. Теперь вы готовы к испытанию просадки бетонной смеси.

Смочите конус осадки и поместите его в смесительную сковороду большим диаметром вниз. Плотно прижмите конус к сковороде, а затем заполните примерно одну треть объема слоем бетона. Утрамбуйте слой 25 мазками, равномерно распределенными по сечению конуса. Когда закончите, добавьте еще два слоя бетона, утрамбовывая каждый слой так, чтобы стержень немного проникал в предыдущий слой. Удалите лишний бетон так, чтобы конус был полностью заполнен, но не переполнялся.

Немедленно осторожно поднимите конус вертикально, чтобы отделить его от бетона, затем определите осадку, измерив разницу между высотой формы и высотой бетона. Осадка этой смеси должна составлять от трех до четырех дюймов. Если он слишком низкий или смесь кажется жесткой и не течет должным образом, постепенно добавляйте небольшие, отмеренные количества мелкого или крупного заполнителя, в зависимости от необходимости, затем тщательно перемешайте и повторно испытайте бетон до тех пор, пока не будет достигнута желаемая осадка и консистенция.

Теперь, когда смесь подобрана правильно, взвесьте оставшиеся заполнители и запишите эти значения в технический лист. Рассчитайте фактическое количество крупных и мелких заполнителей, используемых в бетонной смеси, исходя из исходного веса.

Наконец, определите удельный вес этой бетонной смеси. Запишите вес пустого контейнера объемом 1 кубический фут, а затем заполните контейнер бетоном, следуя той же процедуре, которая использовалась для заполнения осадочного конуса. Взвесьте полный контейнер и рассчитайте вес единицы для этой смеси, вычтя вес пустого контейнера.

Подготовьте четыре цилиндрические формы для отливки тестовых образцов. Измерьте и запишите вес пустого колеса каждой формы в техническом паспорте. Заполните каждую форму, следуя той же процедуре, которая использовалась для заполнения конуса просадки в предыдущем разделе. После заполнения каждой формы измерьте и запишите заполненный вес в техническом паспорте.

Накройте формованный бетон полиэтиленовым пакетом, чтобы предотвратить испарение воды из смеси. Оставьте испытательные цилиндры для схватывания на 16-32 часа, а затем снимите одноразовые пластиковые формы с бетонных образцов.

Наконец, поместите цилиндры в среду отверждения. В этом случае цилиндры оставляют отверждаться в условиях окружающей среды.

Теперь, когда вы понимаете, как определить характеристики свежего бетона, давайте рассмотрим результаты.

Количество и материалы, использованные в этом эксперименте для приготовления бетонной смеси, приведены в этой таблице. Наша свежая бетонная смесь просела на 3,5 дюйма. В целом, смеси, подобные описанной в этом эксперименте, имеют уклон от трех до четырех дюймов. Такие значения характерны для небольших работ с небольшими стальными заторами в формах.

Удельный вес нашего бетона составлял 147 фунтов на кубический фут. Удельный вес бетона нормального веса составляет от 145 до 150 фунтов на кубический фут, но бетон, изготовленный из легких заполнителей, например, из вспученных сланцев, может быть легким от 100 до 120 фунтов на кубический фут.

Соотношение воды и цемента для нашей партии бетона составляет 0,45. Это соотношение указывает на то, что прочность на сжатие наших испытательных цилиндров через 28 дней составит около 5 000 фунтов на квадратный дюйм. Это соотношение также указывает на то, что долговечность нашего бетона делает его пригодным для воздействия замерзания и оттаивания во влажных условиях или при использовании антиобледенителей.

Метод пробной партии используется на многих строительных площадках по всему миру для тестирования партий бетона. Этот простой тест обеспечивает постоянный контроль качества и гарантии на рабочем месте.

Суперпластификаторы – это химические добавки, которые значительно снижают вязкость свежей бетонной смеси на короткий промежуток времени для облегчения ее укладки в формы. В современном строительстве широкое использование суперпластификаторов означает, что экономически выгодно получать гораздо более высокие осадки, в диапазоне от 6 до 10 дюймов, что соответствует самовыравнивающемуся бетону.

Агенты для уноса воздуха — это химические вещества, которые создают множество мелких, хорошо диспергированных пузырьков воздуха и обеспечивают пространство, необходимое для расширения свободной воды внутри бетонной смеси во время замерзания без растрескивания бетона. Испытание свежего бетона на унос воздухом зависит от конкретного устройства. Например, на образец оказывается давление, чтобы сжать захваченный воздух в порах. Прибор использует изменение объема воздуха для определения содержания воздуха в смеси. Содержание воздуха в смесях без захвата воздуха будет ниже 2%, в то время как в смесях без захвата воздуха, в зависимости от дозировки добавки, содержание воздуха будет составлять от 5 до 8%.

Вы только что посмотрели введение JoVE в испытания на свежем бетоне. Теперь вы должны понять, как метод пробной партии используется для определения оптимальных пропорций заполнителей, цементов и воды для подготовки бетона, отвечающего требованиям к осадке.

Спасибо за просмотр!