Термін легкоукладуваність важко точно визначити. Було створено кілька методів визначення легкоукладальності. З них найбільш поширеним як в США, так і в Англії є метод визначення в польових умовах консистенції бетонної суміші за осадкою конуса. Визначення текучості бетонної суміші і коефіцієнта ущільнення широко застосовується при лабораторних дослідженнях. Методика визначення плинності бетонної суміші була розроблена в США. Цей метод інтенсивно застосовується в США, а про деякими змінами і в інших країнах. Метод визначення коефіцієнта ущільнення був розроблений Лабораторією будівельних досліджень. Він має деякі переваги, так як в даному випадку вимірюється ступінь ущільнення бетонної суміші після деякого певної кількості доданої роботи. Однак він не придатний для дуже жорстких сумішей.
Визначення осадки конуса. Цей метод був розроблений в США близько 40 років тому і був повсюдно прийнятий як метод оцінки консистенції бетонної суміші в польових умовах. Визначення осадки конуса дозволяє підтримувати постійну консистенцію бетону, виготовленого на майданчику.
Методика проведення випробувань щодо визначення осадки конуса
Для випробування застосовується металевий усічений конус висотою 300 мм з нижнім діаметром 200 мм і верхнім діаметром 100 мм. Випробування зразка бетонної суміші виробляється в такий спосіб.
Спочатку перевіряється внутрішня поверхня конуса: вона повинна бути чистою, сухою і вільною від залишків схопився цементного розчину. Після цього конус поміщається на плоску гладку поверхню, що не пропускає воду, найкраще на сталевий лист. Під час наповнення конуса бетонною сумішшю робітник повинен утримувати його на місці ногами, для чого в нижній частині конуса зроблені спеціальні лапки. Формa заповнюється бетоном, після чого проводиться його штикування за допомогою металевого прута довжиною і діаметром 15 мм, загостреного в нижньому кінці. Всього виробляється 25 штикуванням. Після цього укладаються з штикуванням наступні шари бетону, до тих пір поки конус нічого очікувати заповнений. Потім, поки забирається зайвий бетон навколо конуса останній дотримується ногами. Форма знімається відразу ж після заповнення. Піднімати форму треба строго у вертикальному напрямку.
Звільнений від форми бетон починає осідати. Після закінчення опади проводиться вимірювання висоти зразка. Для вимірювання опади застосовується спеціальний прилад, горизонтальне плече якого знаходиться на відстані 300 мм по вертикалі від опорної плити. Можна також проводити вимірювання від верхнього краю металевої форми конуса, поставленого поруч з бетоном.
За умовами потрібно, щоб вимірювання висоти осів зразка проводилося не пізніше, ніж через 2 хв. після зняття форми. Ця вимога обумовлена поступовою зміною форми зразка з плином часу.
Консистенція суміші характеризується величиною осадки конуса, вираженої в сантиметрах.
Випадкові відхилення показань опади конуса відбуваються внаслідок того, що конус при осіданні може приймати три різних форми.
Перша форма утворюється при рівномірній осаді без руйнування і може бути названа правильної осадкою. Другий випадок може бути названий «косою» осадкою: верхня половина конуса нахилена, і суміш сповзає по похилій площині. Третій тип опади відбувається при повному руйнуванні конуса. Друга форма зустрічається часто навіть при випробуванні бетонних сумішей звичайної консистенції, наприклад 1: 2: 4, і в цьому випадку важко вирішити, як правильно виміряти висоту конуса. При отриманні опади такого типу випробування повинно бути повторено з тим, щоб отримати форму, ближчу до випадку правильної опади. Якщо при повторному випробуванні осаду знову буде незадовільною, про це необхідно зробити відповідний запис в журналі випробувань.
Легкоукладальність бетонної суміші може бути визначена, як кількість роботи, яку необхідно прикласти для максимального ущільнення бетону. Отже, вона не має прямого відношення до осадки. І дійсно, можна отримати однакову осадку для сумішей, які потребують для свого ущільнення різну кількість роботи.
Вказана обставина є головним недоліком методу вимірювання осадки конуса.
Проведені в США дослідження показали, що в міру збільшення температури бетонної суміші її осаду зменшується.
Визначення коефіцієнта ущільнення. За цим методом визначається ступінь ущільнення бетонної суміші, що досягається при додатку певної кількості роботи. Таким чином, даний метод має пряме відношення до визначення легкоукладальності бетону.
Прилад для визначення коефіцієнта ущільнення складається з двох бункерів, що мають форму перевернутого конуса, і циліндричної посудини. При проведенні випробування верхній бункер наповнюється досліджуваної бетонної сумішшю. Коли він заповнений, шарнірно закріплене дно звільняється, і бетон падає в другій бункер. Таким чином, наповнення другого бункера здійснюється стандартним способом і вплив оператора зводиться до мінімуму. Точно так же бетон розвантажується з другого бункера і надходить в нижній циліндричний посудину. Надлишок бетону знімається одночасним рухом двох сталевих полутерок від країв до центру. Після цього в циліндрі залишається певний обсяг бетону, яка зазнала ущільнення під впливом певної роботи (падіння його з другого бункера). Вміст циліндра зважується з точністю до 10 г і виходить вага частково ущільненого бетону.
Потім циліндр знову наповнюється випробуваної бетонної сумішшю, що укладається шарами не більше 50 мм і піддається сильному трамбування або, краще, вібрація до досягнення повного ущільнення. Верхня поверхня знову вирівнюється врівень з краями циліндра, і знову знаходиться вага бетону в циліндрі, який визначається як вага повністю ущільненого бетону
В даному випадку коефіцієнт ущільнення визначено як відношення отриманого ваги бетону в циліндрі до розрахункового вазі бетону без повітряних пір.
В даному випадку коефіцієнт ущільнення визначено як відношення отриманого ваги бетону в циліндрі до розрахункового вазі бетону без повітряних пір.
Розрахунок за вказаною в таблиці методу може служити перевіркою правильності випробування, так як в разі недостатнього ущільнення бетону при другому наповненні циліндра виходять різні результати.
Слід зауважити, що незалежно від прийнятого методу визначення коефіцієнта ущільнення різницю між двома вагами бетону в циліндрі обумовлена наявністю повітряних пір і чим ближче ці два значення ваги, тим менше повітряних пір і вище коефіцієнт ущільнення. Отже, ступінь легкоукладуваності збільшується в міру наближення коефіцієнта ущільнення до одиниці.
Метод не може застосовуватися повсюдно на будівельних майданчиках, проте там, де є лабораторія, немає підстав відмовлятися від періодичної перевірки легкоукладуваності витримувати протягом цього бетону цим методом. Визначення коефіцієнта ущільнення бетону в центральній лабораторії є надійним засобом для оцінки його легкоукладальності. Воно застосовується для того, щоб встановити, наскільки спроектована бетонна суміш за своєю легкоукладуваності відповідає тій конструкції, для якої вона призначена, і готівковим ущільнювача обладнання при мінімальному вмісті води в суміші.
Загальні вказівки про коефіцієнти ущільнення бетонних сумішей для різних конструкцій і при різних методах ущільнення наведені нижче, в табл. 13, там же вказані і можливі величини осадки конуса.
Коефіцієнт ущільнення залежить в основному від вмісту води в суміші і від гранулометричного складу, форми і характеру поверхні частинок заповнювача. Ці залежності показані графічно на фіг. 62, де гранулометричний склад виражений коефіцієнтом поверхні заповнювача, розрахованим за методом, наведеним нижче, в табл. 16. Вплив форми і характеру поверхні частинок заповнювача визначити важко, проте в табл. 15 дано деякі вказівки, засновані на численних випробуваннях різних наповнювачів. Необхідно відзначити, що при коефіцієнті поверхні нижче 18 (для утримання води 22%) або 25 (для утримання води 13%) коефіцієнт ущільнення стає все більш залежним від вмісту цементу в Омес. Це відбувається внаслідок того, що зі зменшенням коефіцієнта поверхні зменшується кількість дрібних частинок, здатних заповнювати порожнечі між великими частками, і цю функцію починають виконувати частки цементу. Криві на фіг. 62 обриваються при коефіцієнті поверхні, що дорівнює 10. В області ліворуч від їхніх піків кількість дрібного заповнювача є недостатнім для отримання необхідної зв'язності суміші, внаслідок цього можливо її розшарування.
Інші методи оцінки легкоукладальності. Було створено кілька інших методів визначення легкоукладальності бетонної суміші, з яких найбільш відомим є метод Консистометри має деякі переваги при випробуванні жорстких сумішей. У разі застосування подібних приладів необхідно стежити за їх чистотою, а також не допускати викривлення центрального плунжера, що може привести до неточних показань. Точність вимірювань зменшується в міру збільшення розмірів частинок заповнювача; для наповнювачів з максимальним розміром частинок 16 мм і вище показання приладу перестають бути достовірними.
Існує також метод визначення консистенції бетонної суміші під час її приготування в бетономішалці, проте він ще не знайшов широкого застосування.