Самоуплотняющийся бетон (SCC) предназначен для растекания и заполнения опалубки под действием собственного веса без механической вибрации. Однако хорошая текучесть не всегда означает, что бетон может легко проходить через арматуру с небольшими расстояниями между стержнями. Поэтому испытание с использованием J-кольца применяется для оценки способности самоуплотняющегося бетона к прохождению.

Испытание J-кольцом является важным испытанием свежего бетона, применяемым в лабораториях, при контроле качества и разработке составов SCC. Стандарт ASTM C1621/C1621M-17(2023), Standard Test Method for Passing Ability of Self-Consolidating Concrete by J-Ring, специально устанавливает метод определения способности SCC к прохождению с использованием J-кольца и формы.

I. Что измеряет испытание с J-кольцом?

Испытание с использованием кольца J-Ring позволяет оценить способность свежей самоуплотняющейся бетонной смеси (СУБ) протекать через узкие зазоры между стержнями арматуры.

В ходе испытания вокруг конуса для определения осадки устанавливают кольцо J-Ring с равномерно расположенными стальными стержнями. Свежую бетонную смесь заливают в конус, после чего его поднимают вертикально вверх. Бетон растекается, проходя через промежутки между стальными стержнями.

Затем измеряют диаметр растекания смеси, определяя тем самым показатель подвижности по методу J-Ring. Полученные данные характеризуют способность бетона проходить сквозь арматуру без существенного заклинивания (блокирования).

Проще говоря:

Растекаемость (Slump Flow) → оценивает текучесть в условиях отсутствия препятствий

Растекаемость с кольцом J-Ring (J-Ring Flow) → оценивает текучесть при прохождении сквозь арматуру

Разница между показателями Slump Flow и J-Ring Flow → характеризует способность смеси проходить сквозь арматуру

Стандарт ASTM C1621/C1621M устанавливает, что разница между значениями Slump Flow и J-Ring Flow может служить показателем способности самоуплотняющегося бетона (SCC) проходить сквозь арматуру.

II. Почему для SCC важна способность к передаче мяча?

Самоуплотняющийся бетон часто применяется при возведении конструкций с высокой плотностью армирования, узкими сечениями или сложной опалубкой. В таких условиях бетон должен обладать способностью перемещаться в ограниченном пространстве и качественно заполнять опалубку.

При недостаточной способности бетона проходить сквозь препятствия частицы крупного заполнителя могут застревать между стержнями арматуры. Это может привести к неполному заполнению формы, неравномерному распределению бетона или возникновению других проблем при производстве работ.

Поэтому испытания на проходимость позволяют получить важную информацию при разработке составов самоуплотняющегося бетона и контроле качества бетонной смеси.

III. Как проводится испытание с J-кольцом?

Для проведения стандартного испытания с использованием J-кольца (J-Ring test) применяются J-кольцо, конус для определения осадки и опорная плита.

Общий порядок проведения испытания включает следующие этапы:

1. Установить опорную плиту на твердую и ровную поверхность.

2. Разместить конус для определения осадки в центре опорной плиты.

3. Установить J-кольцо вокруг конуса.

4. Заполните конус для определения осадки свежей самоуплотняющейся бетонной смесью без вибрации или уплотнения.

5. Срежьте излишки бетона с верхней части конуса.

6. Поднимите конус вертикально вверх и дайте бетонной смеси свободно растечься.

7. Измерьте диаметр расплыва бетонной смеси после того, как растекание стабилизируется.

8. Сравните расплыв смеси с J-кольцом с соответствующим расплывом конуса, если это предусмотрено методикой испытания.

Точная процедура, конфигурация оборудования, метод измерения и требования к оформлению результатов должны соответствовать применимому стандарту на проведение испытаний.

IV. Расплыв в кольце J-Ring и расплыв конуса

Испытание с использованием кольца J-Ring часто проводится в сочетании с испытанием на растекаемость, поскольку эти методы дают взаимодополняющую информацию.

Испытание на растекаемость позволяет оценить способность самоуплотняющегося бетона (SCC) растекаться в отсутствие препятствий. Стандарт ASTM C1611/C1611M регламентирует методику определения растекаемости самоуплотняющегося бетона.

В ходе испытания с использованием кольца J-Ring создается препятствие из стальных стержней. Сравнение двух полученных результатов позволяет определить, испытывает ли бетон значительные затруднения при прохождении сквозь арматуру.

Согласно стандарту ASTM C1621/C1621M-17(2023), разница менее 25 мм между показателями расплыва (slump flow) и расплыва с кольцом J-Ring свидетельствует о хорошей способности бетона проходить сквозь препятствия, тогда как разница более 50 мм указывает на низкую способность к прохождению в рамках данного метода испытаний ASTM.

Эти значения следует интерпретировать строго в соответствии с применимым стандартом и условиями испытаний.

V. Какие факторы могут повлиять на результаты испытания с использованием J-кольца?

На способность свежеприготовленной бетонной смеси к заполнению формы (проходимость) могут влиять несколько характеристик, в том числе:

размер и содержание крупного заполнителя;

форма и гранулометрический состав заполнителя;

вязкость бетонной смеси;

предел текучести;

состав бетонной смеси;

свойства цементного теста и растворной составляющей.

Шаг армирования; Риск блокирования заполнителя;
Устойчивость к расслоению.
По этой причине испытание с использованием кольца J-Ring может быть полезным при сравнении различных составов самоуплотняющегося бетона (SCC) в ходе лабораторной разработки и контроля качества.

Стандарт ASTM C1621/C1621M-17(2023) ограничивает область применения данного метода испытаний самоуплотняющимся бетоном с номинальным максимальным размером заполнителя до 25 мм (1 дюйм).

VI. Установка для испытания самоуплотняющегося бетона (SCC) с использованием J-кольца

Типичная установка для испытания самоуплотняющегося бетона (СУБ) с использованием J-кольца состоит из жесткого кольца, по периметру которого расположены стальные стержни. Обычно она применяется в комплекте с конусом для определения осадки и опорной плитой.

Данная установка обеспечивает стандартизированные условия для оценки способности свежеприготовленной смеси самоуплотняющегося бетона проходить сквозь препятствия и растекаться.

Для проведения лабораторных испытаний J-кольцо должно иметь стабильные геометрические параметры и правильно расположенные стержни, обеспечивающие воспроизводимость результатов.

VII. Заключение

Испытание с использованием кольца J-Ring для самоуплотняющегося бетона (СУБ) применяется для оценки важной характеристики свежей бетонной смеси: ее способности проходить через узкие зазоры и арматуру.

Сравнивая результаты испытания с кольцом J-Ring и теста на растекаемость (осадку конуса), инженеры и лаборанты могут получить ценные сведения о способности смеси СУБ к заполнению формы. Таким образом, этот метод важен при подборе состава смеси, проведении лабораторных исследований, контроле качества строительства и оценке свойств свежего бетона.

Для лабораторий, занимающихся испытаниями самоуплотняющегося бетона, специально разработанная установка для испытания с кольцом J-Ring представляет собой простой и практичный инструмент для определения способности смеси проходить сквозь препятствия в соответствии с действующими стандартами.