Испытания строительных растворов

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение

Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный . Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

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».

Показатели подвижности

В том случае, когда марка бетона по подвижности была выбрана правильно, но заказывается он у поставщика и у вас есть сомнения в соответствии доставленного продукта с заявленными характеристиками, а цена смеси не так уж и мала, тогда можно на строительной площадке произвести проверку.

Определение подвижности бетонной смеси может быть произведено прямо во время разгрузки 2 способами:

• Определение методом анализа монолита;
• Конус для определения подвижности бетонной смеси.

Определение эластичности путем анализа монолита

Монолитный кубик

Инструкция подобной проверки оговаривает возможность определения любого показателя пластичности смеси:

1. Перед началом проверки следует соорудить из деревянных досок несколько ящиков в форме куба с размером сторон 10-15 см;
2. Перед тем как заливать в подготовленные формы бетон следует древесину немного увлажнить, чтобы исключить забор влаги из раствора;
3. Раствор заливаем в ящики, после чего массу нужно проштыковать острым прутом арматуры, уплотнив таким образом монолит и выпустив воздух;

1. Кубики должны просохнуть в течение 28-30 дней при температуре не меньше 20С и влажности не менее 90%;
2. После того как созданные образцы просохнут, следует отправить их в лабораторию, где и будет произведена проверка смеси на соответствие заявленным показателям.

Явным недостатком данного метода является его длительность, потому чаще применяют метод определения пластичности при помощи конуса.

Определение эластичности конусом

На фото — схема конуса

Для применения данного метода понадобится конус для проверки подвижности бетона выстой около 30 см. В такой форме не должно помещаться больше 6 л материала.

Производится данная проверка следующим образом:

1. Конус заполняют раствором;
2. Бетон проштыковывается для уплотнения и удаления пустот;
3. Конус снимают и располагают рядом с раствором;
4. Производим проверку на эластичность:
   • Если осадка бетона составит 5 см, значит перед вами жесткий бетон;
   • Если осадка более 5 см, значит пред вами подвижный бетон.

Состояние массы после снятия конуса

Марки и классы бетона по прочности

Основная характеристика материала — его прочность на сжатие. Для классификации бетона по прочности используются два вида нормирования: по маркам и классам.

Многоликая прочность бетона. Бетонный образец в процессе испытания

Класс материала обозначается литерой «В» и свидетельствует о гарантированном давлении (в МПа), которое с вероятностью в 95% он может выдержать. Например, бетон класса В20 выдерживает давление в 20 МПА, при превышении его величины — он разрушается (в 5% случаев он может не достичь заявленной производителем прочности).

Марка бетона характеризует средневзвешенную прочность материала, имеющего возраст 28 суток. Она обозначается литерой «М» и цифрами от 50 до 1000. Измеряется марка в кгс/см2. Класс и марка бетона неразрывно связаны.

Соответствие марки бетона классу и их технические параметры

Факторы, влияющие на прочность материала

При производстве бетона крайне важно выдерживать оптимальные пропорции используемых компонентов. При превышении содержания в растворе вяжущего происходит не только существенное удорожание продукта, но и снижение его усадки, текучести и прочностных характеристик

Избыток воды, необходимой для связывания ингредиентов смеси, также приводит к потере прочности. Оптимальное водоцементное соотношение варьируется в пределах 0,5…0,9 и зависит от марки материала.

Допустимое водоцементное соотношение

Помимо этого, на прочность бетона оказывают влияние следующие факторы.

1. Вид заполнителя (его фракция, степень очистки и форма).
2. Способы перемешивания смеси и уплотнения уложенного раствора. Приготовление бетона ручным методом обеспечивает худшее качество перемешивания по сравнению с процессом, в котором задействована техника (бетономешалка или другие виды смесителей). Для уплотнения состава необходимо использовать вибрационное воздействие, например при помощи глубинного вибратора. Таким образом, удаляются лишний воздух и повышается прочность готового продукта.
3. В каких условиях бетон набирает прочность. Максимально возможный показатель прочности достигается материалом через 28 суток после производства и заливки раствора. При этом температура окружающей среды должна быть в пределах 18…20 градусов, а ее влажность — не меньше 90%.

Стойкость бетона к внешним воздействиям

Применение материала разных марок

Бетон может использоваться для решения различных задач.

Таблица. Области применения материала.

Марка бетона	Сфера использования
М100	Подготовка перед бетонированием фундамента или заливкой оснований.
М150	Стяжка пола, устройство дорожек, изготовление фундамента небольших построек.
М200	Стяжка пола, бетонирование фундаментов и отмостки, производство дорожек.
М250, М300	Изготовление лестничных конструкций, ограждений, монолитных фундаментов, плит перекрытия (нагрузка средняя или легкая).
М350	Монтаж чаш бассейнов, фундаментов, плит перекрытия, колонн.
М400	Возведение мостов и конструкций, к которым предъявляются специальные требования.
М450, М500, М550	Помимо областей, где допускается применение материала марки М 400, этот бетон может применяться при строительстве метро и дамб.
М600	Применяется там, где требуется максимальная стойкость к агрессивным средам и наивысшая прочность.

Современный строительный материал – прозрачный бетон, открывает новые возможности для строительства и отделки зданий

1 Общие требования

1.1 Определение подвижности, плотности растворной смеси и прочности на сжатие раствора является обязательной для всех видов раствора. Другие свойства растворных смесей и раствора определяют в случаях, предусмотренных проектом или правилами производства работ.

1.2 Пробы для испытания растворной смеси и изготовления образцов отбирают до начала схватывания растворной смеси.

1.3 Пробы следует отбирать из смесителя по окончании процесса перемешивания, на месте применения раствора из транспортных средств или рабочего ящика.

Пробы отбирают не менее чем из трех мест с различной глубины.

Объем пробы должен быть не менее 3 л.

1.4 Отобранная проба перед проведением испытания должна быть дополнительно перемешана в течение 30 с.

1.5 Испытание растворной смеси должно быть начато не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.

1.6 Испытание затвердевших растворов проводят на образцах. Форма и размеры образцов в зависимости от вида испытания должны соответствовать указанным в табл. .

Таблица 1

	Форма образца	Геометрические размеры, мм
Определение прочности на сжатие и растяжение при раскалывании	Куб	Длина ребра 70,7
Определение прочности на растяжение при изгибе	Призма квадратного сечения	40×40×160
Определение усадки	Призма квадратного сечения	40×40×160
Определение плотности, влажности, водопоглощения, морозостойкости	Куб	Длина ребра 70,7

Примечание — При производственном контроле растворов, к которым одновременно предъявляются требования по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, допускается определять прочность раствора на сжатие испытанием половинок образцов-призм, полученных после испытания на изгиб образцов-призм по ГОСТ 310.4.

1.7 Отклонение размеров отформованных образцов по длине ребер кубов, сторон поперечного сечения призм, указанных в таблице , не должны превышать 0,7 мм.

1.8 Перед формованием образцов внутренние поверхности форм покрывают тонким слоем смазки.

1.9 Все образцы должны иметь маркировку. Маркировка должна быть несмываемой и не должна повреждать образец.

1.10 Изготовленные образцы измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм.

1.11 В зимних условиях для испытания раствора с противоморозными добавками и без них отбор проб и изготовление образцов следует производить на месте его применения или приготовления, а хранение образцов — в тех же температурно-влажностных условиях, в которых находится раствор, уложенный в конструкцию.

Образцы следует хранить на полке запирающегося инвентарного ящика с сетчатыми стенками и непромокаемой крышей.

1.12 Все средства измерений и параметры виброплощадки следует проверять в сроки, предусмотренные метрологическими службами Госстандарта.

1.13 Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20 ± 2) °С, относительная влажность воздуха 50 % — 70 %.

Температуру и влажность помещения измеряют аспирационным психрометром типа МВ-4.

1.14 Для испытания растворных смесей и растворов сосуды, ложки, и другие приспособления должны быть изготовлены из стали, стекла или пластмассы.

Применение изделий из алюминия или оцинкованной стали и дерева не допускается.

1.15 Прочность раствора, взятого из швов кладки, на сжатие определяют по методике, приведенной в приложении .

Прочность раствора на растяжение при изгибе и сжатии определяют по ГОСТ 310.4.

Прочность раствора на растяжение при раскалывании определяют по ГОСТ 10180*.

__________

* С 1 июля 2013 г. действует ГОСТ 10180-2012.

Прочность сцепления определяют по ГОСТ 24992**.

__________

** С июля 2015 г. действует ГОСТ 24992-2014.

Деформацию усадки определяют по ГОСТ 24544.

Водоотделение растворной смеси определяют по ГОСТ 10181***.

__________

*** С июля 2015 г. действует ГОСТ 10181-2014.

1.16 Результаты испытаний проб растворных смесей и образцов раствора заносят в журнал, на основании которых составляют документ, характеризующий качество строительного раствора.

Заполнители — щебень и песок

Состав бетона определяется теми функциями и характеристиками бетона, которые необходимы при его эксплуатации. Наиболее распространенные — песок и щебень. К ним предъявляются не менее жесткие требования, чем к качеству цемента. Иногда используют гальку, но только если она имеет острые грани, а не округлые. При наличии ломанных линий лучше сцепление заполнителя с раствором, в результате прочность бетон имеет значительно выше.

Песок

Строительный песок может быть речным или карьерным. Речной стоит дороже, но он, как правило чище и имеет более однородное строение. Его лучше использовать при составлении бетона для заливки фундамента, стяжки. Для кладки или штукатурки уместно использовать более дешевый карьерный песок.

Кроме происхождения, песок различают по фракциям. Для строительных работ используют крупные или средние. Мелкие и пылеватые не подходят. Нормальный размер зерен песка — от 1,5 мм до 5 мм. Но оптимально в растворе он должен быть более однородным, с разницей в величине зерен в 1-2 мм.

Песок должен быть чистым, лучше с одинаковыми размерами зерен

Важна также чистота песка. В нем точно не должно быть никаких посторонних органических включений — корней, камней, кусков глины и т.п. Нормируется даже содержание пыли. Например, при замесе бетона для фундамента количество загрязнений не должно превышать 5%. Определяется это опытным путем. В полулитровую емкость засыпается 300 мл песка, все заливается водой. Через минуту, когда песчинки осядут вода сливается и заливается снова. Так повторяют до тех пор, пока она не будет прозрачной. После этого определяют, сколько песка осталось. Если разница не более 5%, песок чистый и его можно использовать при замесе бетона для фундамента.

Для тех работ, где наличие глины или извести только плюс — при кладке или штукатурке — особо заботиться о чистоте песка нет необходимости. Органики и камней быть не должно, а наличие глиняной или известковой пыли только сделает раствор более пластичным.

Щебень

Для ответственных конструкция — перекрытий и фундаментов — используется дробленый щебень. Он имеет острые грани, которые лучше сцепляются с раствором, придавая конструкции большую прочность.

Фракции щебня стандартны:

• особо мелкий 3-10 мм;
• мелкий 10-12 мм;
• средний 20-40 мм;

• крупный 40-70 мм.

В бетоне используют одновременно несколько разных фракций. Самый крупный фрагмент не должен превышать 1/3 размера самого маленького элемента заливаемой конструкции. Поясним. Если заливается армированный фундамент, то элемент конструкции, который принимается в расчет — армирование. Находите два элемента, расположенных ближе всех. Самый крупный камень не должен быть больше 1/3 этого расстояния. В случае с заливкой отмостки самый маленький размер — толщина бетонного слоя. Щебень выбираете так, чтобы он был не больше трети ее толщины.

Мелкого щебня должно быть порядка 30%. Остальной объем поделен между средним и крупным в произвольной пропорции

Обращают внимание и на запыленность щебня. Особенно нежелательна известковая пыль

Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон.

Хранение заполнителей

Понятно, что стройплощадка — не самое чистое и обустроенное место.и песок и щебень часто сгружают прямо на землю. В таком случае при загрузке необходимо следить, чтобы в замес не попадала земля. Даже небольшое ее количество негативно скажется на качестве. Потому желательно насыпать заполнители на твердые площадки.

Также необходимо предохранять их от осадков. В рецептурах бетона количество составляющих дано в расчете на сухие компоненты. Учитывать влажность компонентов учатся с опытом. Если у вас его нет, приходится заботиться о состоянии и укрывать песок и щебень от дождя и росы.

Как развести цемент с песком

Начинающие застройщики, не имеющие практического опыта выполнения строительных мероприятий, при попытке развести цемент сталкиваются с проблемами. Состав получается слишком густым или, наоборот, очень текучим. А после застывания он растрескивается, не набирает требуемой прочности. При кажущейся простоте задачи, не все знают, как разводить цемент М500, а также другие марки портландцемента. Начнем с азов.

Как развести правильно цемент с песком, готовя цементно-песчаный раствор? Строители часто используют следующие методы разведения портландцемента:

• первый способ предусматривает заливку воды в емкость для перемешивания с последующим добавлением песка и цемента. Ингредиенты песчано-цементной смеси тщательно перемешиваются с добавлением, при необходимости, небольшого количества воды;
• второй метод базируется на другом принципе. Вначале засыпаются в емкость сыпучие компоненты смеси – портландцемент и песок. Затем они равномерно смешиваются. Подготовленная цементно-песчаная смесь разбавляется водой до пластичного состояния.

Не все знают, как разводить цемент в процессе приготовления цементного раствора или бетона

Независимо от технологии приготовления, ингредиенты предварительно просеивают для удаления инородных включений и крупных частиц. Соблюдение соотношений вводимых ингредиентов и качество наполнителей влияют на эксплуатационные свойства готового состава. Главные требования технологии приготовления – выдерживание пропорций, однородное перемешивание и пластичная консистенция раствора, особенно если использовались добавки

Их важно равномерно распределить во всем объеме раствора

Технология приготовления бетонной смеси предусматривает соблюдение последовательности операций:

1. Взвешивание ингредиентов согласно рецептуре.
2. Смешивание просеянного песка с портландцементом.
3. Добавление в смесь среднефракционной щебенки.
4. Заливку в воды и перемешивание смеси до однородного состояния.

При самостоятельном приготовлении бетонного раствора или цементной смеси для выполнения строительных работ, важно понимать, как разводить раствор. Цементный раствор включает в свой состав 3 основных компонента: воду, песок, цемент

Цементный раствор включает в свой состав 3 основных компонента: воду, песок, цемент

Перечень нормативных документов

ГОСТ 4.233-86 СПКП. Строительство. Растворы строительные. Номенклатура показателей

ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовые. Технические условия

ГОСТ 2226-88 Мешки бумажные. Технические условия

ГОСТ 2642.5-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения окиси железа

ГОСТ 2642.11-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения окисей калия и натрия

ГОСТ 3594.4-77 Глины формовочные. Методы определения содержания серы

ГОСТ 5578-94 Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 18481-81 Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия

ГОСТ 21216.2-93 Сырье глинистое. Метод определения тонкодисперсных фракций

ГОСТ 21216.12-93 Сырье глинистое. Метод определения остатка на сите с сеткой № 0063

ГОСТ 22266-94 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия

ГОСТ 24211-91 Добавки для бетонов. Общие технические требования

ГОСТ 25328-82 Цемент для строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетона. Технические условия

ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30459-96 Добавки для бетонов. Методы определения эффективности

СНиП II-3-79* Строительная теплотехника

(Измененная редакция, Изм. № 1)