Тест VeBe: як поліпропіленова фібра впливає на укладальність бетону

Коли в бетон додають фібру, на об’єкті першим ділом помічають, що конус «осідає» менше. Часто це лякає: здається, що суміш загусла і її треба розбавити водою. Насправді осадка конуса погано показує, як бетон з фіброю поводиться під вібрацією. Для цього є інший тест, VeBe. Саме ним за європейським стандартом EN 14889-2 вимірюють, як поліпропіленова фібра змінює консистенцію бетону.

Розповідаємо, як проходить випробування, чому воно важливе для фібробетону і що з нього потрібно знати, коли ви замовляєте бетон з фіброю.

Що таке тест VeBe

Тест VeBe показує, скільки секунд вібрації потрібно, щоб бетон розрівнявся і повністю ущільнився в циліндрі. Чим більше секунд, тим жорсткіша суміш і тим більше енергії треба, щоб її укласти. Назва походить від ініціалів шведського інженера В. Бернера (V. Bährner), який створив цей прилад.

Метод описує європейський стандарт EN 12350-3 «Випробування свіжого бетону. Частина 3. Тест VeBe», чинна редакція 2019 року. Тест придатний для бетону із заповнювачем до 63 мм і дає осмислений результат у межах від 5 до 30 секунд. Якщо бетон розрівнюється швидше ніж за 5 с, він надто рухливий для цього методу. Якщо довше ніж за 30 с, він надто жорсткий.

Як проходить випробування

1. Циліндр на вібростолі. Металевий циліндр внутрішнім діаметром 240 мм і висотою 200 мм закріплюють на вібростолі.
2. Конус. По центру циліндра ставлять конус, такий самий, як для осадки конуса: висота 300 мм, діаметри 200 і 100 мм.
3. Заповнення. Конус заповнюють бетоном у три шари. Кожен шар ущільнюють 25 ударами штика діаметром 16 мм, верх загладжують кельмою.
4. Диск. Конус знімають рівно вгору за 5–10 секунд. На бетон опускають прозорий диск діаметром 230 мм на штоку з вантажем. За шкалою на штоку можна одразу прочитати осадку.
5. Вібрація і секундомір. Вібростіл (50–60 Гц, амплітуда близько 0,5 мм) і секундомір вмикають одночасно.
6. Результат. Секундомір зупиняють, щойно вся нижня поверхня диска повністю покрилася цементним тістом. Цей час, округлений до секунди, і є часом VeBe.

Усе випробування від початку заповнення має вкластися приблизно в 5 хвилин, бо свіжий бетон швидко змінює властивості.

Раніше європейський стандарт на бетон EN 206-1:2000 мав класи консистенції за VeBe. Чинна редакція EN 206 їх більше не наводить, але сам тест лишився стандартним методом. Старі класи досі трапляються в документах, тому наводимо їх для довідки:

Клас	Час VeBe	Яка суміш
V0	31 с і більше	дуже жорстка
V1	30–21 с	жорстка
V2	20–11 с	помірно жорстка
V3	10–6 с	пластична
V4	5–3 с	рухлива

Чому для фібробетону осадка конуса вводить в оману

Волокна фібри утворюють у суміші просторовий каркас. У спокої він тримає форму конуса, тому осадка зменшується. Але під вібрацією, а саме так укладають бетон підлог і плит, каркас «розпускається», і суміш ущільнюється значно краще, ніж можна подумати з осадки.

Американський інститут бетону в огляді ACI 544.1R прямо пише, що зменшення осадки при додаванні фібри не обов’язково означає гіршу укладальність. Осадка конуса не є правильною мірою укладальності фібробетону, тому для нього рекомендують тест VeBe. Він показує саме те, що важливо на об’єкті: як суміш поводиться, коли її ущільнюють вібрацією.

Осадку конуса для фібробетону все одно використовують, але для іншого: щоб контролювати однаковість замісів, коли склад уже підібрано і перевірено.

Як перевіряють поліпропіленову фібру за EN 14889-2

EN 14889-2 — це європейський стандарт на полімерну фібру для бетону, зокрема поліпропіленову. Розділ 5.7 «Вплив на консистенцію бетону» вимагає від виробника:

• Взяти еталонний бетон за EN 14845-1, однаковий для всіх виробників: цемент CEM I 42,5 R, водоцементне відношення 0,55, щебінь до 16 або 20 мм. Без фібри цей бетон має показувати за VeBe 6–10 секунд.
• Виміряти VeBe двічі: спочатку на еталонному бетоні без фібри, потім на такому самому бетоні з фіброю. Результат — середнє з трьох випробувань.
• Заявити вплив у декларації характеристик (DoP). Якщо для потрібної консистенції довелося додати пластифікатор, виробник має вказати його тип і кількість.

Вимога стосується всіх класів полімерної фібри: мікрофібри (клас I, діаметр менше 0,30 мм), як наша ReinLite, і макрофібри (клас II, понад 0,30 мм), як ReinStrong і ReinFlex.

Для макрофібри є важлива деталь. Її вплив на консистенцію визначають не при будь-якій дозі, а при тій, яка забезпечує конструкційну міцність: залишкову міцність щонайменше 1,5 МПа при розкритті тріщини 0,5 мм і 1,0 МПа при 3,5 мм (детальніше про це — у статті про тест CMOD за EN 14651). Тобто покупець бачить чесну ціну армування: наскільки зміниться укладальність саме при тій дозі, яка дає заявлену міцність.

Граничного значення VeBe стандарт не встановлює. Це заявлений показник, і для конструкційної фібри його визначає нотифікований орган під час сертифікації. Ми проходимо сертифікацію поліпропіленової фібри за EN 14889-2 у TSÚS (Братислава), і визначення впливу на консистенцію входить до цієї оцінки.

Наскільки поліпропіленова фібра змінює час VeBe

Опубліковані декларації характеристик різних виробників показують, що при звичайних дозах ефект невеликий:

• Мікрофібра при дозі близько 0,6–0,9 кг/м³ зазвичай додає 1–3 секунди.
• Макрофібра при конструкційній дозі близько 4 кг/м³ теж додає лише кілька секунд.

На етикетці ReinStrong вказано: вплив на консистенцію за VeBe — приблизно 8 с при дозі 4,0 кг/м³. Для порівняння, еталонний бетон без фібри за стандартом має бути в межах 6–10 с.

Ефект зростає, коли:

• Збільшується доза. Чим більше волокон, тим жорсткіша суміш.
• Волокна довші й тонші. Тонких волокон в одному кілограмі більше, вони мають більшу площу поверхні і забирають більше цементного тіста. Довгі волокна частіше збиваються в грудки.

Що це означає на об’єкті

• Не додавайте воду. Зайва вода знижує міцність, посилює усадку і тріщини, тобто працює проти фібри. Рухомість відновлюють пластифікатором (наприклад, на основі PCE).
• Оцінюйте укладальність під вібрацією, а не на око. Якщо конус «стоїть», це ще не означає, що бетон погано ляже під віброрейку. Перед першим об’єктом зробіть пробний заміс.
• Перемішуйте достатньо довго, щоб волокна розійшлися рівномірно і не збилися в грудки. Для ReinStrong в автобетонозмішувачі — щонайменше 5 хвилин на максимальних обертах (не менше 70 обертів барабана), якщо фібру додають у готовий бетон.
• Питайте в постачальника DoP. У ній має бути вказано вплив на консистенцію, дозу, при якій його визначали, і, для макрофібри, залишкову міцність.

Як обрати фібру під вашу задачу, ми розповіли в статті як обрати фібру для бетону, а про мікрофібру для стяжки — у статті поліпропіленова фібра для стяжки. Якщо потрібна доза під ваш бетон, напишіть нам через контакти.