Способ определения пластичности бетонной смеси и устройство для его осуществления
METHOD FOR DETERMINING PLASTICITY OF CONCRETE MIXTURE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к исследованию свойств бетонных смесей, в частности к оценке пластичности малоподвижных и жестких бетонных смесей.
Известен способ определения пластичности бетонной смеси, включающий измерение диаметра ее расплыва при пневмонабрызге. (Авторское свидетельство СССР №1096584)
Недостатком данного способа является ограниченная область применения, а именно возможность оценки пластичности исключительно бетонных смесей, пригодных для пневмонабрызга.
Известен способ определения удобоукладываемости бетонной смеси по расплыву конуса на встряхивающем столе (ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний) и визуальной оценки ее пластичности по сплошности бетонной смеси при проведении испытания.
Недостатком данного способа является отсутствие параметрической оценки пластичности. Оценка производится исключительно визуально, без фиксации каких-либо числовых значений, и как следствие является неточной.
Наиболее близким является способ определения пластичности (Авторское свидетельство СССР №1365891) листовых материалов, включающий определение и сравнение относительного удлинения материала при различных нагрузках.
Недостатком данного способа является ограниченная область применения, а именно возможность определения пластичности только для листовых материалов с достаточной прочностью на растяжение.
Задача изобретения заключается в повышении точности определения пластичности малоподвижных и жестких бетонных смесей.
Поставленная задача решается введением численных параметров характеризующих пластичность бетонной смеси, а именно: критический прогиб и предельная растяжимость бетонной смеси, разработкой способа определения этих параметров и созданием устройства для его осуществления.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, достигается за счет введения численных параметров для определения пластичности бетонной смеси, а именно: критический прогиб; предельная растяжимость бетонной смеси.
В соответствии с заявляемым способом, пластичность бетонной смеси выражается в ее предельной растяжимости.
пр
Предельная растяжимость бетонной смеси, ε - это то относительное удлинение бетонной смеси, при котором происходит разрыв ее сплошности.
Предельная растяжимость бетонной смеси определяется путем изгибания свежеотформованного уплотненного образца-балки прямоугольного сечения из бетонной смеси с условием равномерного растяжения наружной поверхности образца или участка этой поверхности.
кр
При этом фиксируется критический прогиб. Критический прогиб, h - это прогиб свежеотформованного образца бетонной смеси, при котором в растянутой зоне образовались первая трещина.
кp
На фиг. 1 приведено схематическое изображение изгибаемого образца, где 1 - трещина, 2 - наружная поверхность образца, h - критический прогиб образца.
Предельная растяжимость бетонной смеси определяется через критический прогиб при помощи таблицы соответствия (таблица 1).
При этом таблица соответствия составляется для каждого типоразмера образца с учетом базы испытаний. Таблица соответствия составляется расчетным путем.
База испытания, L - это изначальная длина равномерно растягивающегося в процессе испытания участка наружной поверхности свежеотформованного образца. Она устанавливается экспериментально для каждого типоразмера образца и для каждой уникальной конструкции устройства, изгибающего образец. Таблица соответствия составлена для образца балки квадратного сечения размерами 280x70x70 мм и L=230 мм.
Таблица 1.
Устройство для определения пластичности бетонной смеси представлено на Фиг. 2 (вид сверху). Устройство, позволяет изгибать свежеотформованный и уплотненный образец-балку из бетонной смеси для равномерного растяжения наружной поверхности образца или участка наружной поверхности.
Устройство состоит из станины 1, поверхности скольжения 2, гибкой оснастки 3, штока 4, строп 5, силового элемента 6, съемной формы 7.
Станина является жестким основанием устройства, позволяющая обеспечить жесткую связь между поверхностью скольжения и силовым элементом.
Поверхность скольжения обеспечивает возможность скольжения образца без прилипания.
Гибкая оснастка изготавливается из листового гибкого материала (например, листовая сталь толщиной 0,5 мм) и распределяет напряжения, вызываемые движением винтового штока, обеспечивая при этом равномерность растяжения значительного участка наружной поверхности образца.
Силовой элемент жестко закреплен на станине устройства и обеспечивает возможность перемещения винтового штока относительно станины и препятствует свободному перемещению гибкой оснастки относительно станины через стропы.
Стропы связывают между собой силовой элемент и гибкую оснастку.
Шток при поступательном движении воздействует на гибкую оснастку. Съемная форма надевается на гибкую оснастку, обеспечивая возможность уплотнить бетонную смесь внутри гибкой оснастки, после чего снимается движением вверх.
Конструкция данного устройства позволяет обеспечить равномерное растяжение значительного участка наружной поверхности образца-балки за счет воздействия на образец через гибкую оснастку.
Для обоснования заявляемого способа и устройства было изготовлено устройство для определения пластичности бетонной смеси и проведены испытания по определению предельной растяжимости бетонных смесей различного состава.
Устройство для определения пластичности бетонной смеси позволяет проводить испытания образцов размерами 280x70x70 мм. Экспериментально определенная база испытания составляет 230 мм.
Расчетным путем составлена таблица соответствия (таблица 1.
Для проведения испытаний было произведено 18 лабораторных замесов мелкозернистых бетонных смесей с различным Ц/П и расходом пластифицирующей добавки.
Все составы подбирались исходя из условия подвижности (185 мм±5 мм расплыв конуса на встряхивающем столе по ГОСТ 310.4 - 81 при 15 встряхиваниях). Для каждой бетонной смеси определялась величина критического прогиба и соответствующая ей по таблице 1 величина предельной растяжимости, полученные данные заносились в таблицу 2, где представлены результаты испытаний по заявляемому способу с использованием заявляемого устройства.
Таблица 2
Как видно из таблицы 2, заявляемое изобретение позволяет в условиях строительной лаборатории определять пластичность бетонной смеси через ее предельную растяжимость. При этом при незначительных отличиях в составе бетонной смеси, наблюдается значительное различие во введенных параметрах (критический прогиб, предельная растяжимость смеси), что позволяет определять пластичность бетонной смеси с высокой точностью.