Ранее в наших статьях мы писали о том:
Сегодня мы рассмотрим, как вычисляется эта характеристика.
Сразу скажем, что это свойство вычисляется различными методами. Подробно об этом мы расскажем в этом разделе.
Также отметим, что способы определения пористости бетонной смеси прописаны в:
- ГОСТ 10181-2014
- ГОСТ 12730.0-2020
- ГОСТ 12730.4-2020
При этом ГОСТ 10181-2014 распространяется на бетонные смеси тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов, а ГОСТ 12730.4-2020 – на бетоны плотной структуры всех видов. В ГОСТ 12730.0-2020 же даны лишь общие требования к методам определения пористости путем испытаний образцов. Последний документ распространяется на все разновидности бетонов, которые используются в промышленном, энергетическом, транспортном, гидротехническом, сельскохозяйственном, жилищно-гражданском и других видах строительства.
Исходя из различия в ГОСТах, мы рассмотрим, как определяется пористость для:
- Бетонной смеси
- Затвердевшего бетона
Об этом читайте далее.
Как определить пористость бетонной смеси
Описанные ниже методы актуальны для определения пористости в смесях тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов. А вот для вычисления этой характеристики в крупнопористом, ячеистом бетоне, полистиролбетоне и самоуплотняющихся бетонных смесях они не подходят.
Это свойство оценивают следующими показателями:
- Объемом воздуха или газа, который содержится в уплотненной бетонной смеси
Его определяют экспериментальным или расчетным методами только для материалов на плотных и пористых заполнителях. Для смесей на плотных заполнителях это делают объемным или компрессионным методами (с помощью объемомера или поромера соответственно), а для материалов на пористых – только объемным методом. - Объемом межзерновых пустот
Показатель определяют только в бетонных смесях на пористых заполнителях.
Дальше мы опишем, как именно вычисляется пористость бетонной смеси.
Мы рассмотрим следующие методы:
- Объемный
- Компрессионный
- Расчетный
- Определение объема межзерновых пустот
Остановимся подробнее на каждом.
Объемный метод определения объема воздуха или газа в бетонной смеси
Выше мы уже отметили, что при объемном методе определения пористости используют объемомер. Чтобы вы понимали, из чего он состоит:
Пригружающий пуансон представляет собой металлическое кольцо высотой 20 мм и наружным диаметром на 3 мм меньше внутреннего диаметра сосуда.
Порядок действий при определении объема воздуха или газа в бетонной смеси объемным методом такой:
- Пробу бетонной смеси необходимо поместить в объемомер и уплотнить. При этом масса пробы (m) должна быть вычислена по следующей формуле:
2. Далее в объемомер нужно налить воду. Ее объем должен быть в 1,5-2 раза больше, чем бетонной смеси. Наливать воду важно до тех пор, пока ее поверхность не достигнет острия стрелки.
3. Затем бетонную смесь нужно тщательно перемешивать в течение 2-3 минут. Для этого можно использовать металлический стержень.
4. Образовавшуюся после перемешивания пену необходимо снять и поместить в стеклянный стакан вместимостью 100-200 мл. Предварительно его также надо взвесить.
5. Перемешивание бетонной смеси важно повторять не менее двух раз через каждые 2-3 минуты. Пену каждый раз нужно снимать. При этом, если испытывается бетонная смесь на пористом заполнителе, перед каждым снятием пены в сосуд нужно погружать пригружающий пуансон. Это необходимо для того, чтобы предотвратить всплывание легких зерен заполнителя.
6. Снятую пену надо измерить и вычислить ее суммарный объем.
7. После того, как пену сняли в последний раз, в сосуд нужно опустить пригружающий пуансон. Пластину со стрелкой важно наложить на сосуд так, чтобы ограничители соприкасались с его стенками.
8. Далее в сосуд снова нужно постепенно долить воду. Это важно делать небольшой струей. При этом объем воды снова должен быть в 1,5-2 раза больше, чем объем испытуемой смеси.
9. Затем при помощи взвешивания необходимо определить суммарную массу налитой в сосуд воды.
10. Если испытывалась бетонная смесь на пористом заполнителе, далее нужно поднять пуансон и отобрать из испытанной смеси 20-50 зерен крупного заполнителя. Их нужно вытереть влажной тканью, взвесить, а потом высушить до постоянной массы и вычислить водопоглощение заполнителя (Wщ) в процентах от массы по формуле:
11. После нужно высчитать объем воздуха или газа (Vв) с округлением до 0,1% по формуле:
- Для смесей на плотных заполнителях величины «n», «Wщ» и «Щ» принимают равными нулю.
Далее мы переходим к описанию следующего метода – компрессионного. Он, как и объемный, прописан в ГОСТ 12730.4-2020.
Компрессионный метод определения объема воздуха или газа
Объем воздуха или газа, который содержится в уплотненной смеси, можно вычислить компрессионным методом. Это делают при помощи поромера, который выглядит вот так:
Кроме того, поромер дополнительно должен иметь воронку для наливания воды в прибор, сосуд для влаги и стальную пластину.
Вычисление объема воздуха или газа в бетонной смеси тут происходит следующим образом:
- Сначала образец смеси нужно поместить в поромер и уплотнить.
- После уплотнения излишки бетонной смеси необходимо срезать металлической линейкой.
- Края поромера нужно тщательно очистить от смеси. Затем на них необходимо установить крышку и прижать ее накидными болтами. Сливной вентиль при этом должен быть закрыт.
- Далее через воронку в поромер нужно налить воду до отметки 50±30% шкалы.
- Затем поромер необходимо отклонить примерно на 30° от вертикали и, используя дно чаши как точку опоры, описать 10 полных кругов верхним концом поромера, одновременно постукивая рукой по конической крышке для удаления пузырьков воздуха.
- После поромер нужно вернуть в вертикальное положение и через воронку долить в него воду до уровня выше нулевой риски шкалы.
- При этом если на поверхности воды появляется пена, то ее необходимо удалить путем вливания через воронку от 1 до 3 мл этилового или метилового спирта.
- Затем нужно открыть сливной вентиль и привести уровень воды к нулевому делению шкалы.
- После этого необходимо закрыть входной и сливной вентили и насосом поднять давление в поромере до 105-115 кПа. При этом по стенкам чаши обязательно постукивают рукой и отмечают по шкале поромера уровень воды (H1) после того, когда давление опустится до 100 кПа.
- Далее нужно открыть входной вентиль и уменьшить избыточное давление до нуля, постукивая при этом рукой по стенкам чаши в течение 1 минуты.
- Затем нужно отметить уровень воды (H2) и вычислить объем воздуха или газа «Vв» в процентах с округлением до 0,1% по формуле:
Кроме того, помимо практических способов определения объема воздуха или газа в бетонной смеси, существует расчетный метод. Коротко о нем – в следующем разделе.
Расчетный метод определения объема воздуха или газа в бетонной смеси
Этим способом вычисления пользуются, когда под рукой нет специальных приборов, таких как объемо- и поромер. При этом объем воздуха или газа (Vв) также определяется в процентах и с округлением до 0,1%.
Для вычислений используется следующая формула:
На этом мы закончили описывать методы вычисления пористости бетона с использованием такого показателя как объем воздуха или газа, содержащийся в уплотненной бетонной смеси. Заключительный способ будет касаться такой характеристики как объем межзерновых пустот в смеси.
Определение объема межзерновых пустот в бетонной смеси
Межзерновые пустоты остаются в уплотненной бетонной смеси в результате ее неполного уплотнения или недостаточного содержания растворной составляющей (по сравнению с объемом межзерновых пустот в крупном заполнителе). Их содержание определяют экспериментальным способом. Объем выражается в процентах от общего объема смеси.
Перед определением объема межзерновых пустот в бетонной смеси предварительно необходимо вычислить ее среднюю плотность. Если вам интересно, как это делается, рекомендуем к прочтению нашу статью Плотность бетона.
Дальше нужно действовать следующим образом:
- Уплотненную бетонную смесь нужно выложить из формы на противень и, при необходимости, растереть комья, сделав ее максимально однородной.
- Далее смесь необходимо тщательно перемешать.
- После в нее нужно добавить 2000 г цемента и 600-800 г воды, а потом снова перемешать.
- Затем нужно определить среднюю плотность полученной смеси в уплотненном состоянии.
- Потом необходимо вычислить объем уплотненной бетонной смеси (V2) после добавления в нее цемента и воды. Это делается по формуле:
6. После этого нужно вычислить объем добавленного цементного теста по формуле:
7. Затем уже вычисляют объем межзерновых пустот (Vп) в процентах по следующей формуле:
Теперь вы знаете, какими методами определяется пористость бетонной смеси. Важно отметить, что эта характеристика изменяется в процессе формирования структуры и последующего твердения бетона. Поэтому дальше мы рассмотрим, как вычисляется пористость непосредственно затвердевшего твердого бетона.
Как определить пористость бетона
Методы определения этой характеристики, как мы уже отмечали, прописаны в ГОСТ 12730.4-2020.
В данном случае пористость характеризуется:
- Объемом открытых капиллярных пор
- Объемом условно закрытых капиллярных пор
- Полным объемом пор
- Показателем среднего размера капиллярных пор
- Показателем однородности капиллярных пор
Объем открытых капиллярных пор
Показатель обозначается «По», измеряется в процентах (либо см3) и обозначает объем пор, насыщенных водой. Мы уже отмечали выше, что этот объем равен объемному водопоглощению бетона «Wо», которое определяется по ГОСТ 12730.3-2020. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Водопоглощение бетона.
Таким образом, По = Wо.
Объем условно-закрытых капиллярных пор
Он тоже измеряется в процентах, обозначается как «Пз» и высчитывается по формуле:
Полный объем пор
Этот показатель (Пп) измеряется в процентах или см3 и показывает отношение средней плотности бетона к истинной. Его рассчитывают по следующей формуле:
Кроме того, пористость бетона характеризуется такими показателями как средний размер капиллярных пор и их однородность по размерам. Они определяются по о кинетике их водопоглощения. Подробно об этом вы можете прочитать в ГОСТ 12730.4-2020.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
