Плотность бетона (D) – физическая величина, определяемая отношением его массы к занимаемому объему (кг/м3), один из важнейших показателей прочности материла. Данная характеристика не относится к постоянным величинам и прямо зависит от качественного и количественного состава бетонной смеси, приготовленной по определенной рецептуре. В зависимости от плотности, бетоны классифицируются на суперлегкие (D менее 800), легкие (D от 800 до 2000), тяжелые (D от 2000 до 2500) и супертяжелые (D свыше 2500). Деление смеси на виды по этим признакам принимается во внимание при выборе материала для изготовления отдельных строительных конструкций, расчете их несущей способности и собственного веса. Ожидаемая плотность бетонной смеси закладывается в рецептуру материала, фактические показатели определяются в ходе лабораторных испытаний и отражаются в сопроводительных документах на каждую партию. Это обязанность производителей бетона, работа выполняется специалистами ведомственных лабораторий, но наиболее точные результаты можно получить, заключив договор с независимыми специализированными организациями, имеющими государственную аккредитацию. В Санкт-Петербурге и Ленинградской области определение плотности бетонной смеси производит компания «СтройЭкспертиза».
Факторы, определяющие плотность бетона
Теоретически, бетон представляет собой искусственный камень, получаемый в результате твердения водной смеси цемента и минеральных заполнителей – песка, щебня. Плотность материала определяется количеством и свойствами ингредиентов, характером их взаимодействия друг с другом. В общем случае, плотностные характеристики бетонной смеси определяют:
- вид заполнителя, его зерновой состав и объемный вес;
- наличие пор, пустот в массе;
- водоцементное соотношение;
- вид и марка цемента.
На выходе от производителя бетонная смесь характеризуется средней плотностью, в готовых конструкциях – истинной. От средней плотности бетонной смеси зависит удобство ее укладки, а также характеристики готовых строительных конструкций – прочность, теплопроводность и теплоемкость, морозостойкость, водонепроницаемость. Необходимо отметить, что средняя плотность бетонной смеси – величина регулируемая. Для того, чтобы получить требуемую истинную плотность, используются следующие методы увеличения ее среднего показателя:
- применение более плотного заполнителя и высокомарочного цемента;
- изменение водоцементного соотношения;
- использование пластификаторов, поверхностно-активных добавок;
- совершенствование способов уплотнения.
Искусственное увеличение средней плотности бетонной смеси позволяет повысить качество изделий из бетона с минимально возможными материальными затратами и, тем самым, снизить себестоимость строительства.
Методика определение средней плотности бетонной смеси
Определение средней плотности бетонной смеси проводится в лабораторных условиях методом, установленным ГОСТ 10181-2014 на образцах, взятых из реальной партии свежеприготовленного материала. Оборудование и средства измерений, необходимые для проведения испытаний:
- специальные формы для подготовки образцов;
- лабораторные весы;
- виброплощадка;
- кельма;
- металлическая линейка;
- мерные металлические сосуды цилиндрической формы с размерами и объемом, зависящими от крупности зерен заполнителя.
Обязательное условие – необходимость использования поверенных приборов и средств измерения. Техника проведения испытаний состоит в следующем:
- взвешивание пустого мерного сосуда, имеющего объем, соответствующий крупности зерен заполнителя;
- закладка образца бетонной смеси в сосуд, уплотнение;
- срезка избытка материала металлической линейкой, выравнивание по уровню краев мерного сосуда;
- взвешивание сосуда со смесью.
Значение средней плотности бетонной смеси определяется по формуле:
где, p – средняя плотность бетонной смеси;
m – масса сосуда со смесью;
m1– масса сосуда со смесью;
V – объем мерного сосуда.
Средняя плотность бетонной смеси определяется дважды для каждой пробы, за окончательный результат принимается среднеарифметическое значение результатов двух испытаний в случае, если отличие между ними составляет не более 5%. При несоблюдении такого условия, анализ повторяется на новой пробе бетонной смеси.
Заключение
Знание средней плотности бетонной смеси позволяет реально оценить фактические технические параметры материала, установить его категорию, сделать прогноз прочности и несущей способности готовых конструкций. Но самое главное – материалы испытаний каждой партии свежеприготовленного бетона предоставляют возможность своевременно внести коррективы в рецептуру и, тем самым, улучшить качество изготовленных из него изделий, а в конечном итоге – увеличить эксплуатационную безопасность зданий и сооружений.
