XXI.     Контроль однородности бетонной смеси

A.         Удобоукладываемость бетонной смеси

Методы контроля однородности и удобоукладываемости бетонной смеси. Контроль однородности бетонной смеси. В настоящее время не ведется систематический контроль за еднородностью бетонных смесей во время их перемешивания, так как для этого нет единой методологической основы.

Применяемые методы определения однородности смесей трудоемки и не позволяют судить о фактическом распределении компонентов бетона в элементарных объемах. Кроме того, различные авторы применяют разные по критериям оценки и точности методы определения однородности.

Для определения показателей применяют взвешивание проб в воздухе и воде, высушивание, промывание и отстаивание, химический анализ, радиоактивные добавки, испытание на различные нагрузки (чаще всего на сжатие) и др.

Большинство из них описаны достаточно полно. Для измерения влажности компонентов и товарной бетонной смеси предлагаются нейтронные влагомеры, влагомеры сверхвысоких частот, влагомеры гигротермического действия и т. п.

Сложность методов, несовершенство приборов и другие факторы оставляют для строительных лабораторий по сути дела возможность определять однородность бетонной смеси только по прочности образцов.

B.         Гомогенность бетонной смеси

Формование контрольных образцов, производимых, как правило, в недостаточном количестве, снижает эффективность и действенность контроля, а также не дает достоверной информации для оценки измеряемого показателя. Кроме того, прочность образцов и статистические характеристики серий зависят от техники и тщательности укладки бетонной смеси в формы, ее уплотнения, условий твердения и проведения испытаний. Поэтому прочность образцов характеризует уже не однородность бетонной смеси, а в целом технологию их изготовления.

С этой точки зрения представляет интерес ускоренный метод определения однородности бетонной смеси и бетона с помощью фотолюминесцентного анализа.

Определение гомогенности бетонной смеси методом люминесцентного анализа производится окрашиванием небольшой доли одного или нескольких компонентов соответствующими светосоставами, введение ее в приготавливаемую бетонную смесь и затем определение количества окрашенного компонента в пробах, взятых из бетонной смеси или непосредственно на поверхности затвердевшего бетона.

Весь процесс определения однородности состоит из следующих этапов: окрашивания компонента и введения его в смеситель; отбора проб бетонной смеси в процессе или после завершения перемешивания, либо подготовки участков конструкции для замеров; определения содержания окрашенного компонента на 200—400 одинаковых площадках или в отдельных пробах.

C.         Процесс испарения

После выполнения этих работ производят статистическую обработку результатов. Люмогены можно наносить на поверхность частиц различными способами, зависящими от методики определения однородности.

Первый способ состоит в следующем: приготавливают смесь из песка (цемента), водонерастворимого клея типа БФ и красителя, затем смесь тщательно и непрерывно перемешивают до полного испарения ацетона. Чтобы ускорить процесс испарения, смесь подогревают до температуры 50° С. Окрашенный компонент в количестве 0,05—2% от массы бетонной смеси вводят с остальными составляющими в смеситель.

По степени распределения его в объеме замеса можно судить об однородности бетонной смеси. При контроле однородности в процессе перемешивания, транспортирования или укладки бетонной смеси из нее отбирают пробы. Каждую пробу тонким слоем наносят на металлическую пластинку, затем этот слой выравнивают другой пластинкой. Однородность можно определить сразу же после подготовки достаточного количества таких образцов.

При определении однородности в готовых образцах или конструкциях исследуемую поверхность затвердевшего бетона очищают металлической щеткой и обдувают сжатым воздухом. Контроль можно осуществлять и на свежеуложенном бетоне, поверхность которого следует аккуратно зачищать ножом.

D.         Исследования однородности бетона

На поверхности материала выбирают 200 одинаковых площадок. Их размер зависит от крупности заполнителя и способа определения содержания компонента, а затем производят статистический анализ полученных результатов. Авторы считают достаточным подсчет средних значений, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации.

Статистическая характеристика полученных данных показывает, что распределение содержания окрашенного компонента подчиняется нормальному распределению при количестве площадок более 200.

Величины среднеквадратичного отклонения и коэффициента вариации зависят от размеров площадок, уменьшаясь с увеличением последних. Поэтому сравнительные исследования необходимо вести на площадках одного размера.

Исследования однородности бетона с крупным заполнителем этим методом связаны с определенными трудностями, так как в данном случае определяется интегральная оценка коэффициента неоднородности. Это объясняется тем, что в бетоне изменяется растворная часть и световой поток зависит не только от содержания в каждом образце окрашенного компонента, но и от площади, занятой крупным заполнителем. Поэтому необходимо сразу же учитывать неоднородность, вызванную неравномерностью распределения компонента.

Количество окрашенного компонента на площадке определяется визуально или с помощью фотоэлектронной установки, работающей по принципу фотометрических измерителей.

E.         Флюоресцирующие вещества

Для возбуждения люминесценции применяют ртутные лампы ПРК-2 и ПРК-4, кварцевые ртутные лампы высокого давления. Видимая часть спектра задерживается светофильтрами. Ими могут быть стеклянные, жидкостные и даже газовые фильтры. Наиболее приемлемы стеклянные светофильтры УФС-1, УФС-2, УФС-3 и УФС-4 толщиной 2 мм.

Визуальный метод при использовании для окрашивания флюоресцирующих веществ, которые светятся при возбуждении ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, не требует специального оборудования, кроме ртутно-кварцевой лампы и увиолевого светофильтра.

При использовании фосфоресцирующих веществ, обладающих длительным свечением после возбуждения, необходимость в источнике ультрафиолетового излучения отпадает. В этом случае количество окрашенного компонента определяется в темном помещении после возбуждения фосфоресценции обычным источником света.

При определении равномерности распределения окрашенного компонента визуальным способом на поверхность образца укладывается сетка, ограничивающая 200 равных площадок, и на каждой площадке подсчитывается количество светящихся точек.

Принцип действия фотоэлектронной установки, разработанной в МИСИ им. В. В. Куйбышева, сводится к измерению светового потока, отражаемого участком поверхности, ограниченным диафрагмой. Установка состоит из фотоэлемента или фотоумножителя типа ФЭУ-19, на выходе которого стоит пересчетный прибор (ПП-8, ПП-12, ПС-10 000) или чувствительный гальванометр.