Меню

Контроль подвижности бетонной смеси на производстве

  • 09.12.2025
  • Познавательное

Введение: значение контроля подвижности на производстве

Подвижность бетонной смеси представляет собой ключевой технологический параметр, определяющий способность материала растекаться и заполнять форму опалубки под действием собственного веса или при незначительном механическом воздействии. В производственной практике данная характеристика напрямую влияет на качество укладки, степень заполнения форм и конечную плотность затвердевшего бетона.

Согласно ГОСТ 7473-2010 и ГОСТ 10181-2014, подвижность относится к группе показателей удобоукладываемости бетонной смеси и обозначается буквой П с числовыми индексами от 1 до 5. Контроль этого параметра на бетоносмесительных установках обеспечивает соответствие продукции проектным требованиям и технологическим условиям производства работ.

Важно: Подвижность смеси определяется не только количеством воды, но и комплексным воздействием водоцементного отношения, типа и дозировки химических добавок, характеристик заполнителей, температуры компонентов и продолжительности перемешивания.

Методы определения подвижности бетонной смеси

Современная нормативная база предусматривает несколько стандартизированных методов оценки удобоукладываемости бетонных смесей. Выбор конкретного метода зависит от ожидаемой консистенции материала и требований технологического процесса.

Метод осадки конуса

Метод осадки конуса является наиболее распространенным способом определения подвижности и регламентируется разделом 4.2 ГОСТ 10181-2014. Данный метод применяется для смесей с подвижностью от П1 до П3.

Оборудование для испытания

Для проведения испытания используется стандартный конус Абрамса со следующими геометрическими параметрами:

Параметр Нормальный конус Увеличенный конус
Высота конуса, мм 300 450
Диаметр основания, мм 200 300
Диаметр верхней части, мм 100 150
Толщина стали, мм не менее 1,5 не менее 1,5
Применение Заполнитель до 40 мм Заполнитель более 40 мм

Методика проведения испытания

Процедура определения осадки конуса выполняется в следующей последовательности:

  1. Подготовка поверхности: конус устанавливается на горизонтальную влажную металлическую или пластиковую пластину размером не менее 700×700 мм.
  2. Заполнение формы: бетонная смесь укладывается тремя равными слоями для смесей П1-П3. Каждый слой уплотняется штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 мм 25 раз для нормального конуса и 56 раз для увеличенного.
  3. Выравнивание: после заполнения излишек смеси срезается кельмой заподлицо с верхней кромкой конуса.
  4. Снятие формы: конус плавно поднимается вертикально в течение 5-7 секунд, не позднее 3 минут после окончания заполнения.
  5. Измерение: осадка конуса определяется как разность между высотой формы и высотой осевшей смеси, измеренной в наивысшей точке.

Пример расчета

Исходные данные:

  • Высота конуса: 300 мм
  • Высота осевшей смеси: 225 мм

Расчет:

Осадка конуса (ОК) = 300 − 225 = 75 мм = 7,5 см

Результат: Смесь соответствует марке П2 (осадка конуса 5-10 см)

Классификация по осадке конуса

Марка подвижности Осадка конуса, см Характеристика смеси Область применения
П1 1-5 Малоподвижная Дорожные покрытия, массивные конструкции с виброуплотнением
П2 5-10 Подвижная Фундаменты, плиты перекрытий, стены с умеренным армированием
П3 10-15 Сильноподвижная Колонны, балки, конструкции со средним армированием
П4 15-20 Литая Густоармированные конструкции, труднодоступные полости
П5 более 21 Текучая Самоуплотняющиеся бетоны, заполнение узких опалубок

Метод расплыва конуса

Метод расплыва конуса применяется для высокоподвижных бетонных смесей марок П4 и П5, а также для оценки смесей по маркам расплыва Р1-Р6 согласно ГОСТ 7473-2010. Данный метод регламентируется разделом 4.4 ГОСТ 10181-2014.

Оборудование и проведение испытания

Для определения расплыва используется встряхивающий стол с верхней металлической плитой размером 700×700 мм, способной падать с фиксированной высоты 40 мм. Конус заполняется аналогично методу осадки, после снятия формы производится 15 циклов встряхивания столика.

Расчет расплыва конуса

Расплыв конуса определяется измерением диаметра расплывшейся лепешки в двух взаимно перпендикулярных направлениях:

РК = (d₁ + d₂) / 2

где:

  • РК — расплыв конуса, см
  • d₁, d₂ — диаметры расплывшейся лепешки в двух направлениях, см

Испытание проводится дважды, результаты усредняются. Расхождение между измерениями не должно превышать 3 см.

Марка по расплыву Расплыв конуса, см Применение
Р1 33-38 Конструкции с плотным армированием
Р2 39-41 Стены, колонны с густой арматурой
Р3 42-45 Сложные формы опалубки
Р4 46-50 Самоуплотняющиеся смеси
Р5 51-55 Специальные литые бетоны
Р6 более 56 Высокотекучие самоуплотняющиеся бетоны

Определение жесткости смеси

Для малоподвижных и жестких смесей, которые не дают осадку конуса, применяется метод определения жесткости с использованием технического вискозиметра согласно разделу 4.3 ГОСТ 10181-2014.

Принцип метода

Жесткость характеризуется временем вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси до момента, когда на поверхности бетона выступит цементное молоко и масса приобретет гладкую горизонтальную поверхность.

Марка жесткости Время вибрирования, с Характеристика
Ж1 11-20 Малоподвижная жесткая смесь
Ж2 21-30 Жесткая смесь
Ж3 31-50 Особо жесткая смесь
Ж4 51-100 Сверхжесткая смесь
СЖ более 100 Сверхжесткая для интенсивного уплотнения

Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси определяется комплексным взаимодействием множества факторов, включающих состав смеси, свойства компонентов, технологические параметры приготовления и внешние условия.

Влияние водоцементного отношения

Водоцементное отношение (В/Ц) является фундаментальным параметром, определяющим как подвижность, так и прочность бетона. Этот показатель представляет собой массовое отношение воды к цементу в бетонной смеси.

Теоретические основы

Для полной гидратации цемента теоретически требуется около 25% воды от массы цемента (В/Ц = 0,25). Однако такая смесь обладает нулевой подвижностью. В производственной практике применяются значения В/Ц от 0,3 до 0,75 в зависимости от требуемой подвижности и прочности бетона.

Расчет водоцементного отношения

Водоцементное отношение рассчитывается по формуле:

В/Ц = mводы / mцемента

Пример расчета:

  • Расход цемента на 1 м³: 350 кг
  • Расход воды на 1 м³: 175 л (175 кг)
  • В/Ц = 175 / 350 = 0,5
В/Ц Подвижность Прочность Применение
0,25-0,35 Низкая (с пластификаторами П1-П2) Очень высокая Высокопрочные бетоны с добавками
0,35-0,45 Низкая-средняя (П1-П2) Высокая Конструкционные бетоны высоких марок
0,45-0,55 Средняя (П2-П3) Средняя-высокая Стандартные конструкции
0,55-0,65 Повышенная (П3-П4) Средняя Конструкции с пластификаторами
более 0,65 Высокая (П4-П5) Пониженная Не рекомендуется без специальных добавок
Критическое замечание: Увеличение водоцементного отношения на 0,1 приводит к снижению прочности бетона на 20-30%. Добавление воды в готовую смесь на строительной площадке недопустимо, так как нарушается проектный состав и гарантированная прочность.

Механизм влияния на подвижность

Вода в бетонной смеси выполняет две функции: участие в гидратации цемента и обеспечение подвижности. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию, остается в виде свободной жидкости, увеличивая подвижность, но после испарения образует поры, снижающие прочность и долговечность бетона.

Роль пластификаторов и добавок

Современные химические добавки позволяют управлять подвижностью бетонной смеси без увеличения водоцементного отношения, что является ключевым фактором получения качественного бетона.

Классификация пластифицирующих добавок

Согласно ГОСТ 24211-2008, пластифицирующие добавки подразделяются на:

Тип добавки Увеличение подвижности Снижение В/Ц Основа добавки
Пластификаторы На 1-2 марки (П1→П2-П3) До 10% Лигносульфонаты (ЛСТ)
Сильнопластифицирующие На 2-3 марки (П1→П3-П4) 10-15% Нафталинформальдегидные (НФ)
Суперпластификаторы На 3-4 марки (П1→П4-П5) 15-25% Меламинформальдегидные (МФ)
Гиперпластификаторы На 4-5 марок (П1→П5+) 25-30% Поликарбоксилатные эфиры (ПКЭ)

Механизм действия пластификаторов

Пластификаторы представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), молекулы которых адсорбируются на поверхности частиц цемента, создавая электростатический заряд. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга, что приводит к:

  • Диспергированию агломератов цемента (пептизация)
  • Освобождению захваченной между частицами воды
  • Снижению трения между частицами
  • Увеличению текучести смеси при неизменном В/Ц

Практический пример применения суперпластификатора

Задача: Увеличить подвижность бетона с П1 до П4 без потери прочности.

Исходный состав на 1 м³:

  • Цемент М500: 400 кг
  • Вода: 160 л (В/Ц = 0,4)
  • Подвижность: П1 (осадка конуса 3 см)

Решение с суперпластификатором С-3:

  • Дозировка: 0,7% от массы цемента = 2,8 кг
  • Вода: 160 л (В/Ц остается 0,4)
  • Результат: П4 (осадка конуса 18 см)
  • Прочность: Увеличение на 25-30%

Поликарбоксилатные суперпластификаторы

Современные поликарбоксилатные пластификаторы представляют собой наиболее эффективный класс добавок, обеспечивающих:

  • Водоредуцирующий эффект до 30%
  • Длительное сохранение подвижности (до 90-120 минут)
  • Совместимость с различными типами цементов
  • Отсутствие замедления раннего набора прочности
  • Минимальное воздухововлечение (2-3%)
Дозировка добавки, % от массы цемента Водоредуцирующий эффект Увеличение подвижности Применение
0,3-0,5 10-15% П1→П3 Стандартные конструкции
0,5-0,8 15-20% П1→П4 Густоармированные конструкции
0,8-1,2 20-25% П1→П5 Самоуплотняющиеся бетоны
1,2-1,8 25-30% П1→Р4-Р5 Высокотекучие специальные бетоны

Температурное влияние на подвижность

Температура компонентов бетонной смеси и окружающей среды оказывает существенное влияние на подвижность и сохраняемость этого свойства во времени.

Влияние повышенных температур

При повышении температуры бетонной смеси наблюдаются следующие явления:

  • Ускорение гидратации цемента, приводящее к быстрой потере подвижности
  • Интенсивное испарение воды с поверхности смеси
  • Увеличение водопотребности на 10-15% при повышении температуры с +5°C до +30°C
  • Сокращение времени сохранения подвижности в 1,5-2 раза

Оценка времени сохранения подвижности

Зависимость времени начала схватывания от температуры:

При +20°C: Схватывание начинается через 1,5-2 часа

При +30°C: Схватывание начинается через 0,8-1,2 часа

При +5°C: Схватывание начинается через 3-4 часа

Подвижность начинает снижаться за 30-60 минут до начала схватывания.

Температура смеси, °C Время сохранения подвижности, мин Рекомендуемые меры
5-10 180-240 Стандартная технология
15-20 90-120 Оптимальный режим производства
20-25 60-90 Контроль времени транспортировки
25-30 45-60 Охлаждение компонентов, замедлители
более 30 30-45 Специальные технологические мероприятия

Мероприятия при жаркой погоде

Для обеспечения требуемой подвижности при повышенных температурах применяются следующие технологические решения:

  1. Охлаждение компонентов: Использование охлажденной воды (10-15°C) и защита заполнителей от нагрева солнечными лучами
  2. Замедлители схватывания: Применение добавок на основе фосфонатов, глюконатов или гидроксикарбоновых кислот в дозировке 0,1-0,3%
  3. Оптимизация логистики: Сокращение времени транспортировки до 45-60 минут
  4. Корректировка состава: Увеличение дозировки пластификаторов на 10-15%

Влияние пониженных температур

При снижении температуры ниже +10°C наблюдается:

  • Замедление процессов гидратации
  • Увеличение времени сохранения подвижности
  • Возможность загустевания смеси при температуре ниже +5°C без специальных добавок
  • Риск замерзания воды при температуре близкой к 0°C

Влияние состава заполнителей

Характеристики крупного и мелкого заполнителей существенно влияют на подвижность:

Характеристика заполнителя Влияние на подвижность Механизм воздействия
Форма зерен (щебень) Снижение Угловатая форма увеличивает внутреннее трение
Форма зерен (гравий) Повышение Округлая форма снижает трение
Шероховатость поверхности Снижение Увеличение сил трения и адгезии
Водопоглощение (более 2%) Снижение Абсорбция воды из смеси
Глинистые примеси (более 1%) Значительное снижение Обволакивание зерен, увеличение водопотребности
Модуль крупности песка (Мкр) Зависит от значения Оптимум при Мкр = 2,5-3,0

Корректировка подвижности на производстве

Управление подвижностью бетонной смеси на бетоносмесительных установках требует систематического контроля и оперативной корректировки состава в соответствии с изменяющимися условиями производства.

Причины отклонений подвижности

На практике наблюдаются следующие основные причины отклонения фактической подвижности от заданной:

  • Изменение влажности заполнителей (колебания на 1-3% приводят к изменению В/Ц на 0,03-0,08)
  • Вариация гранулометрического состава песка и щебня
  • Колебания температуры компонентов в течение суток (до 15-20°C)
  • Изменение активности цемента при длительном хранении
  • Неточность дозирования компонентов (допустимая погрешность ±2%)

Методы корректировки состава

Корректировка по влажности заполнителей

Влажность заполнителей определяется не реже 2 раз в смену. Расход воды корректируется по формуле:

Расчет водопоглощения заполнителями

Вкорр = Врасч − (П × Wп / 100) − (Щ × Wщ / 100)

где:

  • Вкорр — скорректированный расход воды, л
  • Врасч — расчетный расход воды, л
  • П — расход песка, кг
  • Щ — расход щебня, кг
  • Wп, Wщ — влажность песка и щебня, %

Пример:

  • Расчетный расход воды: 180 л
  • Песок: 650 кг, влажность 5%
  • Щебень: 1200 кг, влажность 2%
  • Вкорр = 180 − (650×5/100) − (1200×2/100) = 180 − 32,5 − 24 = 123,5 л

Использование пластификаторов для корректировки

Наиболее эффективный метод управления подвижностью без изменения В/Ц:

Задача Метод корректировки Изменение дозировки Результат
Увеличение подвижности на 1 марку Увеличение дозировки пластификатора +0,15-0,2% от массы цемента П2→П3
Снижение подвижности на 1 марку Уменьшение дозировки пластификатора −0,15-0,2% от массы цемента П3→П2
Сохранение подвижности в жару Введение замедлителя + пластификатор Замедлитель 0,2%, пластификатор +0,1% Увеличение времени на 40-60 мин
Компенсация холодной погоды Введение ускорителя Ускоритель 1-2% Сохранение времени схватывания
Недопустимые методы корректировки:
  • Добавление воды в готовую смесь приводит к снижению прочности на 20-40%
  • Увеличение времени перемешивания более 5 минут вызывает сегрегацию
  • Повторное перемешивание смеси через 30-40 минут после приготовления

Технологический регламент корректировки

  1. Входной контроль: Определение влажности заполнителей, температуры компонентов
  2. Расчет корректировок: Пересчет расхода воды с учетом влажности
  3. Пробный замес: Приготовление контрольного объема (0,5-1,0 м³)
  4. Испытание: Определение фактической подвижности методом осадки конуса
  5. Окончательная корректировка: Уточнение дозировок при отклонении более ±2 см
  6. Производство: Выпуск товарной продукции с периодическим контролем

Контроль качества и частота испытаний

Систематический контроль подвижности бетонной смеси является обязательным элементом системы управления качеством на бетоносмесительных установках.

Периодичность контроля

Согласно требованиям ГОСТ 7473-2010 и СП 70.13330.2012, контроль подвижности осуществляется:

Условия производства Периодичность испытаний Объем выборки
Начало смены Обязательно Первый замес
Стабильное производство Каждые 100 м³ или 2 часа 1 проба
После корректировки состава Первый замес после изменения 1 проба
Изменение влажности заполнителей более 1% Немедленно 1 проба
Претензии потребителей Каждый замес до устранения причин 1 проба
Специальные бетоны (СУБ, литые) Каждый замес или каждые 50 м³ 1 проба

Допустимые отклонения

Фактическая подвижность должна соответствовать заказанной марке с учетом допустимых отклонений:

Марка подвижности Заказанная осадка конуса, см Допустимое отклонение, см Фактический диапазон, см
П1 1-5 ±1 0-6
П2 5-10 ±2 3-12
П3 10-15 ±2 8-17
П4 15-20 ±3 12-23
П5 более 21 ±3 18-25

Регистрация результатов

Результаты контроля подвижности регистрируются в журнале производства бетонных работ с указанием:

  • Дата и время отбора пробы
  • Номер замеса и объем партии
  • Заказанная марка по подвижности
  • Фактическая осадка конуса, см
  • Температура смеси
  • Предпринятые корректирующие действия
  • Фамилия лаборанта

Контроль сохраняемости подвижности

Для бетонов с временем транспортировки более 45 минут контролируется сохраняемость подвижности:

Время от приготовления, мин Снижение подвижности, см Оценка сохраняемости
0-30 0-2 Отличная
30-60 2-4 Хорошая
60-90 4-6 Удовлетворительная
более 90 более 6 Требуется корректировка состава

Часто задаваемые вопросы

Почему нельзя добавлять воду в готовую бетонную смесь для увеличения подвижности?

Добавление воды в готовую смесь нарушает проектное водоцементное отношение, что приводит к существенному снижению прочности бетона. Увеличение В/Ц на 0,1 снижает прочность на 20-30%. Кроме того, избыточная вода после испарения образует поры, снижающие плотность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Для повышения подвижности следует применять пластифицирующие добавки, которые не ухудшают качественные показатели.

Как часто необходимо контролировать подвижность бетона на производстве?

Согласно ГОСТ 7473-2010, подвижность контролируется: обязательно в начале смены, затем каждые 100 м³ или каждые 2 часа работы, после каждой корректировки состава, при изменении влажности заполнителей более 1%, а также при поступлении претензий от потребителей. Для специальных бетонов (самоуплотняющихся, литых) контроль осуществляется каждые 50 м³ или каждый замес.

Какой метод определения подвижности наиболее точный?

Для смесей марок П1-П3 метод осадки конуса по ГОСТ 10181-2014 обеспечивает достаточную точность при простоте выполнения. Для высокоподвижных смесей П4-П5 применяется метод расплыва конуса с использованием встряхивающего столика. Жесткие смеси испытываются методом определения жесткости с применением технического вискозиметра. Выбор метода определяется ожидаемой консистенцией смеси.

Как влияет температура на подвижность бетонной смеси?

Температура оказывает существенное влияние на подвижность и время ее сохранения. При повышении температуры с +5°C до +30°C водопотребность увеличивается на 10-15%, а время сохранения подвижности сокращается в 1,5-2 раза. При температуре смеси выше +30°C подвижность может снизиться на 2-3 марки в течение 30-45 минут. Для компенсации применяют охлаждение компонентов, замедлители схватывания и увеличение дозировки пластификаторов на 10-15%.

Какую подвижность следует выбирать для различных конструкций?

Выбор подвижности определяется типом конструкции и способом укладки: П1-П2 для массивных конструкций с виброуплотнением; П2-П3 для стандартных фундаментов, стен и перекрытий с умеренным армированием; П3-П4 для колонн, балок и густоармированных конструкций; П4-П5 для узких опалубок, сложных форм и труднодоступных полостей, где применение вибраторов затруднено. Самоуплотняющиеся бетоны (П5 и выше) используются в специальных случаях.

Можно ли корректировать подвижность только изменением количества пластификатора?

Изменение дозировки пластификатора является наиболее предпочтительным методом корректировки подвижности без изменения водоцементного отношения. Увеличение дозировки на 0,15-0,2% от массы цемента повышает подвижность на одну марку. Однако существуют ограничения: максимальная дозировка обычно не превышает 1,5-2% для суперпластификаторов. При значительных отклонениях требуется комплексная корректировка состава с учетом влажности заполнителей и температурных условий.

Как влияет влажность заполнителей на фактическую подвижность?

Влажность заполнителей напрямую влияет на эффективное водоцементное отношение смеси. Изменение влажности песка на 1% при расходе 650 кг/м³ вносит в смесь дополнительно 6,5 л воды. При типичном расходе воды 170-180 л/м³ это изменяет В/Ц на 0,02-0,03, что может привести к изменению подвижности на 1-2 марки. Поэтому контроль влажности заполнителей не реже 2 раз в смену с корректировкой расхода воды является обязательным условием получения стабильной подвижности.

Какие современные добавки наиболее эффективны для управления подвижностью?

Наиболее эффективными являются поликарбоксилатные суперпластификаторы нового поколения, обеспечивающие водоредуцирующий эффект до 30% при дозировке 0,8-1,5% от массы цемента. Эти добавки позволяют получать подвижность П5 и выше при низком В/Ц (0,28-0,35), обеспечивают длительное сохранение подвижности (90-120 минут) и не вызывают значительного замедления набора ранней прочности. Важным преимуществом является совместимость с различными типами цементов и минимальное воздухововлечение.

Как правильно отобрать пробу для определения подвижности?

Проба отбирается из средней части замеса при перемешивании или из автобетоносмесителя после 3-5 минут вращения барабана. Объем пробы должен составлять не менее 7 л для нормального конуса. Испытание проводится не позднее 30 минут после приготовления смеси при температуре +10…+30°C. Перед заполнением конуса проба тщательно перемешивается лопатой. Недопустим отбор проб с поверхности массива смеси или из застойных зон, где возможна сегрегация компонентов.

Что делать если фактическая подвижность отличается от заказанной более чем на допустимое отклонение?

При превышении допустимых отклонений необходимо: остановить отгрузку смеси; установить причину отклонения (проверить влажность заполнителей, дозировку компонентов, работу дозаторов); произвести корректировку состава смеси; выполнить контрольное испытание пробного замеса; при подтверждении соответствия возобновить производство; забракованная смесь не может использоваться для ответственных конструкций и подлежит утилизации или применению в неответственных элементах с согласия технадзора.

Отказ от ответственности

Настоящая статья носит исключительно информационно-образовательный характер и предназначена для ознакомления технических специалистов с методами контроля подвижности бетонной смеси на производстве. Информация представлена на основе действующих нормативных документов и технической литературы.

Автор не несет ответственности за возможные последствия применения изложенных методов и рекомендаций на практике. Все технологические решения должны приниматься квалифицированными специалистами с учетом конкретных производственных условий, требований проектной документации и действующих нормативов.

При проектировании составов бетона и организации производства необходимо руководствоваться актуальными редакциями нормативных документов, получать консультации у специалистов и проводить производственные испытания. Автор рекомендует обращаться к оригинальным источникам нормативной документации для получения полной и точной информации.

Источники

  1. ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний». Межгосударственный стандарт. Утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 11.12.2014.
  2. ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия». Межгосударственный стандарт. Утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 13.05.2011.
  3. ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия». Межгосударственный стандарт.
  4. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87». Свод правил Минрегион России.
  5. Баженов Ю.М. «Технология бетона». Учебник для вузов. Издательство АСВ, 2011.
  6. Комохов П.Г., Грызлов В.С. «Структурная механика и теплофизика легкого бетона». Монография. Вологда: ВоГТУ, 2013.
  7. Несветаев Г.В. «Бетоны: учебно-справочное пособие». Ростов-на-Дону: Феникс, 2011.
  8. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. «Добавки в бетон». Москва: Стройиздат, 1989.
  9. Рекомендации по применению химических добавок в бетоне. НИИЖБ Госстроя СССР. Москва: Стройиздат, 1985.

© 2025 Компания Иннер Инжиниринг. Все права защищены.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.