Определение коэффициента уплотнения

Не существует общепринятого метода непосредственного измерения удобоукладываемости, т. е. количества работы, необходимой для достижения полного уплотнения. Наиболее надежный метод основан на определении степени уплотнения, достигаемой при стандартном количестве работы. Затраченная работа включает работу, проделанную по преодолению поверхностного сцепления, которое сводится к минимуму, хотя фактическое сцепление, вероятно, меняется с изменением удобоукладываемости смеси.
Степень уплотнения, называемая коэффициентом уплотнения, измеряется коэффициентом плотности, т. е. отношением фактически достигнутой во время пробы плотности к плотности того же бетона, но полностью уплотненного.
Метод, известный под названием определения коэффициента уплотнения, был разработан в лаборатории дорожных исследований. Аппарат состоит из двух воронок в форме усеченного конуса и одного цилиндра; все они расположены один над другим. Воронки имеют снизу откидные заслонки, как показано на рис. 4.4. Внутренние поверхности отполированы, чтобы уменьшить трение.
Верхнюю воронку заполняют бетонной смесью, которую закладывают очень осторожно, чтобы на этой стадии она оставалась в неуплотненном состоянии. Затем заслонку верхней воронки открывают и бетонная смесь падает в нижнюю воронку, которая имеет меньшие размеры, чем верхняя, поэтому заполняется с избытком и содержит всегда приблизительно одинаковое количество бетона в стандартном состоянии; влияние факторов, действовавших при заполнении верхней воронки, здесь значительно уменьшается. Нижняя заслонка нижней воронки открывается и бетонная смесь попадает в цилиндр. Избыток смеси срезается двумя скользящими движениями мастерка по верхнему краю цилиндра и измеряется чистый вес бетонной смеси в известном объеме цилиндра.
Затем вычисляется плотность бетонной смеси в цилиндре; полученная величина плотности, деленная на величину плотности полностью уплотненной бетонной смеси, дает коэффициент уплотнения. Плотность при полном уплотнении бетонной смеси может быть определена путем заполнения цилиндра бетонной смесью в четыре слоя, каждый из которых утрамбовывается или вибрируется, или же путем вычисления из абсолютных объемов ингредиентов смеси.
Аппарат для определения уплотнения, показанный на рис. 4.4, имеет высоту около 1,2 м. Для бетонов с максимальной крупностью заполнителя от 1,9 до 3,8 см следовало бы применять «большой» аппарат. Высота его равна 1,82 м, и поэтому большой аппарат на практике не применяется, за исключением заводов сборного железобетона и больших строительных площадок. Для одного и того же бетона большой аппарат дает несколько завышенные значения коэффициента по сравнению с малым аппаратом.
В отличие от определения осадки конуса изменения удобоукладываемости отражены в изменениях коэффициента уплотнения, т. е. данная проба более чувствительна при низкой удобоукладываемости, чем при высокой. Однако очень сухие смеси прилипают к стенкам одной или обеих воронок, поэтому их следует осторожно освобождать, подталкивая стальной палочкой. Для бетона с очень низкой удобоукладываемостью фактическое количество работы, необходимой для полного уплотнения, зависит от жирности смеси, а коэффициент уплотнения не зависит: более тощие смеси требуют большей работы, чем более жирные. Это означает, что не всегда оправдано общепринятое мнение, что все смеси с одинаковым коэффициентом уплотнения требуют одинакового количества полезной работы. Точно так же не совсем правильным является упоминавшееся выше предложение, что «бесполезная» работа составляет постоянную часть затраченной общей работы независимо от свойств смеси. Тем не менее коэффициент уплотнения несомненно является удовлетворительной мерой удобоукладываемости.
Недавно разработан автоматический аппарат для определений коэффициента уплотнения. В нем цилиндр поддерживается пружинными весами, которые можно калибровать для данной смеси таким образом, чтобы определять непосредственно удобоукладываемость или даже указывать на недостаток или избыток воды в фунтах на замес.