Самоуплотняющийся бетон — свойства и применение. Самоуплотняющийся бетон


свойства, состав, применение и особенности

Бетон представляет собой смесь из цемента песка, воды и различных добавок, которые улучшают свойства раствора. Бетонам присущи следующие качественные характеристики: прочность, надежность и долголетие. На первый взгляд кажется, что цементно-песчаная смесь обладает всеми преимуществами, необходимыми для строительства различных зданий и сооружений, однако строительные проекты не стоят на месте и всячески пытаются улучшить требования к бетону. Так вот одним из требований было достичь максимального набора прочности за короткое время, чтобы при этом использовалось меньше трудовых затрат. Спустя несколько десятков лет разработали материал, который заполняет опалубку без наружных воздействий, и назвали его – самоуплотняющийся бетон.

Определение

Бетон самоуплотняющийся является материалом, который уплотняется под тяжестью своего веса, при этом полностью заполняет опалубку даже в тех местах, где густо уложена арматура. Имеет популярность бетон СУБ при монтаже сборного железобетона, при возведении прочных полов без швов и для торкрет-бетонирования. Разновидность самоуплотняющегося цементно-песчаного раствора:

  • высокоподвижный;
  • вязкий;
  • легко формируемый;
  • устойчивый к расслоению.
Вернуться к оглавлению

Преимущества

Укладка защитного слоя самоуплотняющегося бетона.

Самоуплотняющемуся бетону присущи следующие преимущества:

  • быстрота монтажа;
  • строительство сооружений с повышенной прочностью;
  • отсутствие дефектов, которые возникают в процессе уплотнения бетонного раствора;
  • за счет гладкой и плотной поверхности самоуплотняющегося бетона, существует возможность идентифицировать поверхность и форму опалубки;
  • здания и сооружения получаются различной геометрии;
  • долговечность материала;
  • уменьшение трудовых затрат, которые обусловлены снижением времени на заливку бетоном и отсутствием в уплотнении;
  • сцепление цемента с арматурой приобрело повышенную прочность;
  • возможность проникновения цементно-песчаного месива в труднодоступные участки конструкции;
  • подача смеси из песка и цемента возможна через опалубку;
  • уменьшение расходов на оплату труда рабочей бригады;
  • безопасный процесс изготовления материала;
  • не требуется уплотнение цементно-песчаной смеси;
  • отсутствует возможность расслоения раствора;
  • самоуплотняющимся бетонам присуща шумоизоляция и виброизоляция;
  • имеет привлекательный внешний вид.
Вернуться к оглавлению

Недостатки

В самоуплотняющемся бетоне присутствуют следующие недостатки:

  • дороговизна;
  • высокий коэффициент ползучести, который присутствует в самоуплотняющейся смеси.
Вернуться к оглавлению

Свойства

Самоуплотняющийся бетон имеет следующие свойства:

  • Предел прочности при растяжении. У самоуплотняющихся бетонов выше, чем у простого бетонного состава.
  • Предел прочности на сжатие. При условии, что содержится равная нужная пропорция цемента и воды в смесях, этот вид бетона обеспечит более плотную консистенцию компонентов, чем у вибрированного раствора.
  • Ползучесть. Строительный раствор на основе песка, портландцемента, пластификатора и химического модулятора обладает повышенной ползучестью, н, тем не менее, этот коэффициент находится в принятых допущенных пределах.
  • Высокая адгезия. Материал имеет повышенное сцепление раствора с арматурой.
  • Усадка. От объема цементного клея будет зависеть усадка раствора, а количество клеящего вещества в самоуплотняющемся бетоне не сильно отличается от обычного цементно-песчаного состава.
  • Упругость. В самоуплотняющихся бетонах упругость ниже на пятнадцать процентов обычного цементно-песчаного раствора. Снижение упругости обусловлено содержанием сухих компонентов смеси мелкой фракции и малым количеством ингредиентов крупных фракций.
Вернуться к оглавлению

Состав

Самоуплотняющийся бетон изготавливается из следующих ингредиентов:

  • вода;
  • портландцемент;
  • пластификаторы;
  • песок;
  • химические модификаторы;
  • щебень мелких фракций;
  • различные наполнители, которые увеличивают стойкость к образованию коррозии и трещин, делают большей прочность материала.
Вернуться к оглавлению

Применение и особенности укладки

Самоуплотняющийся бетон применяют в следующих сферах строительства:

  • при сооружении гидротехнических конструкций;
  • для изготовления сборного железобетона;
  • при строительстве монолитных полов без швов;
  • для усиления зданий и сооружений;
  • для конструкций с качественной поверхностью, на которой не требуется дополнительная обработка;
  • при возведении конструкций, которые состоят из большого количества арматуры;
  • используется материал при строительстве ограждений или тонких стен, когда требуется минимальный вес перекрытий.

Укладывая самоуплотняющийся бетон, следует учитывать некоторые особенности:

  • большое количество суперпластификаторов в растворе замедляет схватывание уложенной смеси;
  • в процессе перевозки цементной жидкости с возможностью самоуплотняться на протяжении часа и более, эффективность суперпластификатора снижается, а значит, снижается подвижность раствора;
  • при подаче раствора с особенным свойством самостоятельно уплотняться по трубопроводу к рабочему участку, расстояние, которое превышает двести метров, образуются расслоения и неоднородное состояние готового изделия;
  • из-за возможных расслоений и неоднородных состояний изделий время на работы увеличивается, качество ухудшается, и снижаются прочностные характеристики готовой смеси;
  • начиная укладку раствора, следует проверить опалубку на наличие в ней жидкости и при необходимости удалить ее, так как даже малейшее количество лишней воды способно привести к расслоению и снизить свойства бетона;
  • в процессе укладки важно соблюдать беспрерывное бетонирование;
  • бетонный раствор с возможностью самостоятельно уплотняться не нуждается в дополнительном уплотнении;
  • при снижении необходимых качественных характеристик цементно-песчаной смеси его восстанавливают специальными разжижителями, которые добавляют в строительный раствор.

Для улучшения качества цементно-песчаной смеси с возможностью самоуплотняться используют следующие внедрения, которые включают в себя:

  • использование песка, щебня мелких фракций позволяет изготовить бетон высокой прочности;
  • применение ультра- и микродисперсного наполнителя увеличивает прочность, коррозиестойкость и снижает образование трещин материала.
Вернуться к оглавлению

Диагностика

Нормативы с указанием классификации и описанием методов диагностики бетонных смесей с самоуплотнением имеются только в Европе. Чтобы диагностировать удобоукладываемость и текучесть бетонной жидкости, используют реологический метод, который представляет собой науку о деформациях и текучести вещества. Научные исследования включают в себя диагностирование цементно-песчаной смеси с возможностью самоуплотняться по следующим параметрам:

  • подвижность раствора;
  • вязкость;
  • характеристики качества;
  • расслаивание;
  • водоотведение;
  • прочностные характеристики;
  • удобоукладываемость.

Для анализа изучаемых параметров применяли математическое планирование эксперимента на основе следующих факторов:

  • дозировка пластификаторов в бетонную смесь – 0,8 %, 1%, 1,3% от массы цемента;
  • дозировка стабилизаторов в бетонную смесь – 0,05%, 0,1%, 0,15%, 0,3%.

Исследовали образцы цемента с размерами 10х10х10 см. После изготовления смеси для каждого типа определяли удобоукладываемость и выдерживали в помещении с оптимальным температурным режимом и влажностью, проверяли прочность бетона на первые сутки, третьи, седьмые и спустя две недели и месяц. Данные заносятся в таблицу и проводится анализ, с помощью которого определяют водоотделение и расслаивание цементной консистенции.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Самоуплотняющийся бетон является цементно-песчаным раствором с особенными свойствами. Чтобы эти свойства самоуплотняющейся цементно-песчаной смеси сохранялись в процессе укладки и на протяжении срока службы, важно придерживаться рекомендаций опытных строителей и соблюдать последовательность укладки раствора.

А использование нужного коэффициента оптимальных соотношений дозировок пластификаторов и стабилизаторов улучшит влияние этих добавок на удобоукладываемость, прочность и качество самоуплотняющихся цементов.

kladembeton.ru

Самоуплотняющийся бетон: особенности состава, фото

В этой статье мы расскажем о том, что собой представляет самоуплотняющийся бетон, какова история появления этого материала, и каковы его отличия от обычных строительных растворов, приготовленных на основе портландцементов.

Бетон в процессе набора прочности

Бетон в процессе набора прочности

Основные особенности

Виброрейка, от применения которой теперь можно отказаться

Виброрейка, от применения которой теперь можно отказаться

Материал, о котором пойдет речь в этой статье, уникален, так как имеет возможность уплотняться под действием собственного веса. Проще говоря, когда обычные растворы, заливаются в опалубку, необходим уплотнитель для бетона. Рассматриваемый нами тип растворов сам способен полностью заполнить любые формы даже при изготовлении густоармированных конструкций.

Технология нова, но, несмотря на это, находит все большее применение. Наиболее перспективной сферой использования таких бетонов становится промышленное производство ЖБИ и устройство монолитных сооружений, таких, например, как высокопрочные бесшовные бетонные полы. Не меньшей востребованностью технология пользуется при проведении торкрет бетонирования, усиления и реставрации уже эксплуатируемых конструкций.

Немного истории

На фото - заливка опор с применением самоподъемных опалубок

На фото — заливка опор с применением самоподъемных опалубок

В 70-х годах прошлого века был разработан ряд высокопрочных бетонов модифицированных рядом добавок-суперпластификаторов. Например, такие составы в 1970 году были применены при возведении монолитных сооружений на нефтедобывающих платформах, эксплуатируемых в особо сложных климатических условиях.

На фото - консистенция растворов с функцией самоуплотнения

На фото — консистенция растворов с функцией самоуплотнения

В ходе строительства и последующей эксплуатации данных сооружений были сформулированы рекомендации и ограничения применительно к введению суперпластификаторов:

  • Введение суперпластификаторов при определённой дозировке способно обернуться замедлением схватывания смеси.
  • При транспортировке смеси в течение 1 часа и более эффективность действие введенной добавки уменьшается, в результате снижается степень подвижности раствора.
  • Применение суперпластификаторов провоцирует расслоение плотной смеси при транспортировке по трубопроводу на расстояние более 200 метров. В итоге, качество готовых изделий существенно снижается. Это обстоятельство необходимо особо учитывать при промышленном проведении строительства с использованием специальных бензонасосов.

Повсеместное ведение грандиозных строительных проектов диктовало необходимость в изготовлении принципиально новых бетонов, отвечающих самым высоким эксплуатационным требованиям. Среди этих требований особого упоминания заслуживают сжатые сроки, необходимые как для проведения бетонирования, так и для набора марочной прочности готовым изделием.

Решение было найдено за счет проведения целого ряда теоретических исследований и практических внедрений, реализованных в целях:

  • эффективного использования мультифракционных заполнителей;
  • введения ультрадисперсных и микродисперсных наполнителей, предназначенных для увеличения коррозионной устойчивости и прочности материалов, армированных металлоконструкциями;
  • контроля реологии высокоподвижных смесей;
  • производства принципиально новых типов модификаторов и прочих регуляторов эксплуатационных свойств бетона.

В 1986 году японскими учеными был разработан особо прочный состав самоуплотняющегося бетона с рядом уникальных качеств. Новый материал получил название Self-Compacting Concrete.

Уникальным свойством раствора стала возможность уплотнения вследствие механической нагрузки собственного веса. В итоге, разработка материала нового типа позволила не использовать уплотнитель бетона.

Промышленное применение раствора было начато в 1996 году прошлого века, несколько позже были проведены полноценные испытания материала в естественных условиях. И только в 2004 году окончательно были определены особенности эксплуатации самоуплотняющихся бетонов, и была проведена их классификация:

Классификация смесей, используемых при изготовлении самоуплотняющегося бетона

На фото - заполнение самоуплотняющимся бетоном опалубки с армирующим каркасом

На фото — заполнение самоуплотняющимся бетоном опалубки с армирующим каркасом

  • Для неармированных или низкоармированных бетонных конструкций (трубопроводы, плиты перекрытий, фундаменты, облицовка туннелей и т.д.) применяются высокоподвижные смеси SF1. Смеси SF2 и SF3 используются для устройства обычных сооружений, включая вертикальные конструкции и сложные архитектурные формы.
  • Для изготовления конструкций и изделий с высоким качеством обработки поверхности и для конструкций низкого класса прочности применяется вязкие смеси типа VS1, VF1 или VS2, VF2.

Важно: По причине высокой расслаиваемости, транспортировка таких материалов на большие расстояния не рекомендована.

  • При строительстве вертикальных сооружений и конструкций, армированных с шагом не более 100 мм, применяются легко формуемые смеси PA 1 и PA 2.
  • Для строительства высотных элементов (кроме тонких балок) и вертикальных сооружений с шагом армирования не более 80 мм применяются устойчивые к расслоению смеси SR1 и SR2.

Эксплуатационные характеристики и преимущества

На схеме пример использования высокотехнологичной смеси

На схеме пример использования высокотехнологичной смеси

В соответствии с ГОСТ 7473-2010, самоуплотняющийся бетон отличается пониженным водоцементным отношением (не больше 0,4), в то же время достигаются высокие показатели удобоукладываемости материала в среднем — 70 см. Параметры прочности готовых конструкций составляют не менее 100 МПа.

Важно: Конструкции, отлитые из этого материала, отличает плотная структура с полным отсутствием крупных пор.В итоге, вода не проникает вглубь ЖБИ и процент коррозии арматуры крайне мал.

Важным компонентом в составе самоуплотняющегося бетона является поликарбоксилат – полимер, выполняющий функцию высокоэффективного комплексного химического модификатора.

Принцип действия компонента заключается в адсорбции на поверхности цементного зерна и сообщении ему отрицательного заряда. В итоге, цементные зерна отталкиваются друг от друга, что, в свою очередь, приводят в движение раствор и способствует его уплотнению.

Важным моментом является длина цепи, которая создаётся молекулами суперпластификатора. Чем длина цепи больше, тем более интенсивно происходит отталкивание зерен. В итоге, эффективность пластификации повышается, и продлить ее действие можно посредством постоянного перемешивания.

Важно Длительность эффекта пластификации при использовании поликарбоксилатов в 3 раза продолжительнее, чем при использовании традиционных суперпластификаторов.Это качество обеспечивается вследствие большего размера молекул поликарбоксилата.

Среди преимуществ таких растворов отметим следующее:

  • Более продолжительное время, в течение которой может проводиться транспортировка смеси;
  • Возможность транспортировать смести на большие расстояния от завода до строительной площадки;
  • Оптимальное качество готовых ЖБИ, а именно идеально ровная поверхность без необходимости в дополнительной обработке;
  • Сжатые сроки реализации строительства и, как следствие, ускоренная сдача объекта в эксплуатацию;
  • Не нужен виброуплотнитель бетона;
  • Меньшее число квалифицированных рабочих, занятых на стройплощадке и как следствие меньшая цена всего строительства;
  • Меньший уровень шума, в сравнении с обычным строительством, что особо актуально, если бетонирование проводится в центре населённого пункта.

Требования к условиям изготовления

На фото - отгрузка товарного бетона

На фото — отгрузка товарного бетона

ГОСТ на самоуплотняющийся бетон предполагает производство с применением высококачественного оборудования и квалифицированного персонала. Именно поэтому такие материалы производятся не своими руками, а преимущественно в заводских условиях.

Из-за чувствительности материала в плане водопотребления, производство должно отвечать следующим требованиям:

  • Обеспечение высокой точности дозирования компонентов до их подачи в смесительную установку.
  • Обязательное предупреждение наличия скоплений влаги под зернистым заполнителем в бункере до начала производственного процесса.
  • Обеспечение непрерывного контроля влажности используемого песка.
  • Обеспечение непрерывного контроля влажности в крупнозернистом заполнителе.
  • Своевременное проведение чистки барабана смесителя и обязательная проверка его внутреннего объёма до загрузки ингредиентов, входящих в смесь.

Особенности транспортировки

Миксер для перевозки раствора на колесном шасси

Миксер для перевозки раствора на колесном шасси

Время и условия транспортировки сказываются на качестве всех бетонов и самоуплотняющийся бетон не исключение. Процесс сегрегации (расслоения) бетона оборачивается снижением качества строительного материала и изделий, изготовленных с его применением.

Так называемый «эффект осадка», при использовании различных разжижителей, характерен для строительных растворов, если они транспортируются свыше 1 часа без перемешивания. Именно поэтому, транспортировка строительного раствора осуществляется посредством специальных автомиксеров – смесителей на колёсном шасси.

Ещё одним важным моментом, который в обязательном порядке следует учесть, планируя транспортировку, это негативное воздействие погодных условий. К примеру, долговременное попадание солнечных лучей на поверхность транспортировочной емкости наверняка приведет к повышению температуры, как самой емкости, так и бетонной смеси. Повышение температура, в свою очередь, может привести к изменению консистенции материала.

Для того чтобы предотвратить подобное развитие событий для транспортировки должны применяться специальные транспортные средства. Кроме того, производитель должен снабдить заказчика подробной и достоверной информацией о свойствах материала.

Самоуплотняющийся бетон подается бетононасосом

Самоуплотняющийся бетон подается бетононасосом

Для того чтобы смесь на строительной площадке приобрела оптимальную рабочую консистенцию в ее состав подмешивается разжижитель. Количество разжижителя подбирается в соответствии с рекомендациями производителя и исходя из содержания технологических предписаний.

По факту поставки бетона на объект необходимо обеспечить непрерывную перекачку смеси с тем расчетом, чтобы материал был применен по назначению без существенных промедлений.

Важно: При перекачке и последующем использовании смеси необходимо располагать точными сведениями о том, сколько времени материал провел в дороге и сколько времени отводится под его разгрузку и применение до момента предполагаемой утраты эксплуатационных качеств.

Особенности укладки бетонной смеси

На фото - заливка самоуплотняющегося бетона в опалубку

На фото — заливка самоуплотняющегося бетона в опалубку

По большему счету самоуплотняющийся бетон укладывается примерно также как и большинство других строительных растворов.

Но есть некоторые особенности, о которых следует помнить:

  • До того как приступить к укладке, следует убедиться в том, что в опалубке для бетонного изделия нет воды. Если вода есть, ее необходимо полностью удалить, так как даже небольшое ее содержание может стать причиной расслоения смеси.
Подача материала в рамную опалубку

Подача материала в рамную опалубку

  • До того как использоваться при укладке, раствор должен пройти расстояние, которого будет достаточно для вывода содержащегося в нем воздуха. Как правило, этим расстоянием является протяжённость рукавов от бетононасоса до опалубки.Если заливка производится без применения насоса, это расстояние следует создать искусственно.
  • Инструкция укладки готового раствора не предусматривает простоев. Если технологический перерыв по тем или иным причинам необходим, он не должен превышать получаса.Дело в том, что вследствие долговременного контакта с открытым воздухом поверхность материала уплотняется. Образовавшееся уплотнение будет препятствовать смешению двух слоёв поочерёдно укладываемого раствора.По статистике, даже незначительные простои при проведении укладки могут поспособствовать утрате способности бетона к самоуплотнению.
Подача раствора в опалубку с небольшой высоты

Подача раствора в опалубку с небольшой высоты

  • Если укладка смеси производится в опалубки, из которых затруднено естественное отведение воздуха, бетонирование требует особого подхода.

Например, заполняя форму узких колонн, не следует сбрасывать смесь свысока. Лучше будет опустить рукав внутрь опалубки и по мере заполнения формы постепенно его поднимать. Чем меньше высота, с которой бетон подаётся в опалубку, тем меньше воздуха будет растворено в его толще, и тем эффективнее он будет выводиться из формы.

Вывод

Итак, мы рассмотрели и особенности материала, благодаря которому вам не потребуется ручной виброуплотнитель для бетона. В итоге, строительные работы, запланированные вами, можно будет реализовать в сжатые сроки без ущерба для качества готового результата.

Заказать и приобрести самоуплотняющийся бетон несложно. Но куда важнее обеспечить соответствие требованиям транспортировки и применения материала. Остались какие-либо вопросы? Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.

masterabetona.ru

Самоуплотняющийся бетон — долгожданное решение

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) для многих являетсявеличайшим достижением в области строительства за многие десятилетия. Основнойпричиной его разработки являлась необходимость улучшения качества бетонныхсооружений. СУБ был разработан в Японии в конце 1980-х годов, и сейчас он регулярноиспользуется во всем мире в больших количествах. СУБ меняет устоявшиеся понятияматериаловедения бетонов и повышает производительностьв бетонном строительстве. Кроме того, он привносит значительныепреимущества в отношении экологического аспекта строительства. Главным отличиемСУБ от обычного бетона является его исключительная способность к деформации безмеханического вмешательства. Высокая деформируемость и устойчивость(сопротивление сегрегации) позволяет СУБ свободно проходить через густоеармирование и заполнять формы под собственным весом, без вибраций и сегрегации.Принято считать, что физико-механические свойства затвердевшего СУБ такие же,как и у обычного бетона с тем же водо-вяжущим отношением, но в то же время, СУБобладает более высокими эксплуатационными характеристиками, такими какпрочность и долговечность. Улучшение производственных условий, ускорениепроцесса строительства, снижение необходимости в ремонте бетонных конструкций, повышениезаводская готовность железобетонных изделий и увеличение общейпроизводительности труда являются неотъемлемыми преимуществами технологии самоуплотняющегосябетона.

Основная техника укладки свежего бетона в течение многихдесятилетий оставалась неизменной. Оборудование для транспортировки бетона иприспособления для его уплотнения усложнились и стали более надежными. Специальныедобавки к бетону предоставили возможность лучшего контроля за его характеристиками.Уплотнение бетона выполняется теперь с меньшими усилиями, но основной принципуплотнения при помощи вибрации остался неизменным. Основной проблемой, связаннойс уплотнением бетона вручную, является отсутствие гарантии качества, вособенности сложных конструкций и сооружений, и как результат гарантииэффективного и полного уплотнения бетона в процессе бетонирования. Традиционныеметоды строительства из бетона часто накладывают значительные ограничения наархитекторов и проектировщиков. Другая серьезная проблема связана с влиянием, котороеоказывают традиционные способы укладки бетонов на здоровье и безопасностьработников. Все эти факторы требуют серьезных технических усовершенствованийбетонного строительства с точки зрения обеспечения качества и увеличенияпроизводственной эффективности, равно как и улучшения условий труда.

Внедрение технологии СУБ значительно изменило способыукладки бетона и представило возможности для достижения высоких результатов в технологиистроительства из бетона. Устранение прерывистой механической вибрации позволяетпроизводить бетонные и железобетонные конструкции с более постояннымифизико-механическими свойствами. Общее улучшение производственных условийсказывается на улучшении здоровья работников и их безопасности, что такжеспособствует росту производительности. Другим достоинством технологии СУБ являетсято, что она приносит в строительную индустрию передовые профессиональныезнания, которые не были востребованы ранее.

Почему именно СУБ?

Уплотнение играет важную роль в формировании физико-механическихсвойств затвердевшего бетона. Во время проектирования бетонных конструкций длядостижения необходимых эксплуатационных свойств подразумевается, что бетон будетхорошо уплотнен и однороден в своей массе. Следовательно, целью уплотнения бетонаявляется достижение максимально возможной плотности. Но может ли вибрациягарантировать однородность бетона? Вибрация разжижает растворную составляющуюбетонной смеси, снижая таким образом внутреннее трение между зернамизаполнителя и обеспечивая наилучшее уплотнение крупного заполнителя. Однакоуплотнение при помощи вибрации не является непрерывным процессом (посколькувибрация распространяется с затухающими колебаниями), что приводит к формированиюбетона с неравномерной плотностью и поэтому с неравномерными механическими свойствамии характеристиками долговечности.

Как уже было сказано, СУБ впервые появился в Японии в 1980-хгодах. Отказ от применения вибрации не был основной причиной его разработки,однако исходной точкой стало растущая озабоченность в трудностях обеспечениякачества сложных бетонных конструкций, что напрямую связано с низким качествомуплотнения бетона. Это привело к увеличению затрат на строительство и подверглориску длительность срока службы конструкций. Единственным практическим решениембыло исключить ручное уплотнение бетона вибраторами, применив бетоны, которыемогли бы сами гарантировать полное заполнение формы, безупречное уплотнение иполную инкапсуляцию (обхватывание) всех армирующих стержней.

После проведения фундаментальных исследований иразработок новая технология СУБ была протестирована на практике. В Японииразвитие СУБ было в основном направлено на совершенствование бетонированиясложных конструкций и на создание бетонов для специальных проектов (рис. 1–2).

Рис 1. МостАкаши-Кайкио

Рис 2. LNG, резервуар, газовая компания,Осака

Японские достижения вызвали сильный интерес в Европе, гдеразвитие СУБ началось лишь в середине 1990-х годов. В отличие от Япониидвижущей силой в Европе стала возможность увеличения продуктивности при помощи новойтехнологии. Европейская промышленность сборных бетонных и железобетонныхизделий, где производитель обычно полностью контролирует весь процесс — от сырьевыхматериалов для бетона до доставки конечного продукта, — быстро оценилапреимущества СУБ. Также на европейском рынке производитель бетона иногда беретна себя ответственность за отформованную монолитную конструкцию, а не только засвежий бетон. Первые разработки и применения СУБ в Новой Зеландии начались вначале 2000 года. С того времени было успешно завершено множество проектов. Новсё же СУБ в Новой Зеландии всё еще считается бетоном для особых случаев, когдаобычный бетон не может использоваться успешно и с полной гарантией качества.

Что такое СУБ?

СУБ это не новый материал, скорее, его можно отнести к новомуметоду исполнения бетонных работ. СУБ, как и обычный вибрированный бетон (ОВБ),может обладать разнообразными свойствами, пригодными для достиженияопределенных целей. В литературе можно найти множество определений СУБ, но всеони характеризуют его одинаково: СУБ — бетон, способный растекаться подсобственным весом, полностью заполнять форму и обеспечивать инкапсуляцию арматурныхстержней, сохраняя при этом свою однородность, и способный консолидироваться безиспользования вибрации в процессе его уплотнения. Использование СУБпредоставляет различные выгоды в ключевых сферах, таких как строительство,качество бетонных конструкций и сооружений, экономия энергии, а такжебезопасность и здоровье. СУБ также приносит определенную пользу другимзаинтересованным сторонам: проектировщикам, архитекторам, строительным рабочим,изготовителям сборных бетонных и железобетонных изделий, производителямбетона, а также тем, кто живет или работает рядом с бетонным строительством. Нодля извлечения этих выгод СУБ необходимо рассматривать как технологию, являющуюсянеотъемлемой частью проектирования и строительства. Как и другие технологии, СУБимеет свои ограничения: он может не подходить для определенного типаконструкций и сооружений (по крайней мере, на современном этапе развития технологии).Несмотря на свои достоинства перед обычным бетоном СУБ не должен использоватьсядля возмещения устранения огрехов плохого проектирования, планирования илиисполнения.

Требования к свежему СУБ

Функциональные требования к свежеприготовленному СУБ отличаютсяот требований к ОВБ. СУБ является жидкой суспензией и проявляет другие свойствав своем пластическом состоянии. Степень самоуплотняемости бетона определяют следующиесвойства.

Заполняющая способность — полное заполнение форм иинкапсуляция арматуры и закладных деталей, значительная горизонтальная ивертикальная текучесть бетона в форме с сохранением его однородности. Степеньзаполнения обычно определяется тестом на оседающую текучесть (рис.3), или J-кольцевымтестом (рис. 4). В зависимости от требований, оседающая текучестьварьируется от 550 до 850 мм.

Рис. 3. Оседающая текучесть

Рис. 4. J-кольцо

Преодолевающая способность — преодоление препятствий, такихкак узкие секции формы, близко установленные арматурные стержни и т. п., безблокировки, которая вызывается сцеплением частиц крупного заполнителя друг сдругом. Преодолевающая способность обычно измеряется L-боксом (рис. 5) или J-кольцевым тестом. СУБ обладает достаточной преодолевающей способностью,если h2/h3 ? 0,80.

Рис. 5. L-бокс

Сопротивление сегрегации — поддержание однородности всейсмеси и при транспортировке, и при формовании. Динамическая устойчивость — этосопротивление сегрегации при транспортировке и укладке бетона. Тогда как статическаяустойчивость связана с сопротивлением сегрегации, протечкам и оседаниюповерхности после формовки. Она может оказаться самой сложной для измерения.Обычно сопротивление сегрегации измеряется визуально, хотя в прошлом осуществлялисьпопытки количественного измерения [7]. В настоящее время разработаны и рекомендованыспециализированные тесты [1].

СУБ является двухфазовой (твердой и жидкой) суспензией иобладает высокой текучестью. Поддержание текучести суспензии и избежаниесегрегации фаз является сложной задачей. Основными механизмами для контролятекучести и устойчивости СУБ являются химия поверхности частиц мелкой фракции(цемента, наполнителей, и т. д.), количество крупного заполнителя и качествоцементного теста. Таким образом, развитие СУБ зависит от поверхностно-активных добавок,а также уплотняющих свойств зерен твердых составляющих бетона.

Поведение свежего СУБ не может быть до конца постигнутобез понимания его реологии. Реология в широком смысле — это наука опластической деформации и текучести материалов. Техника укладки бетона, усилиянеобходимые для этого, а также качество уплотнения бетона зависят от егореологических свойств. С использованием реологии становится возможнымпредугадывать свойства бетона в его пластическом состоянии, подбирать материалыдля бетонных смесей, моделировать процессы растекания бетона для достижениятребуемого результата. Реология становится инструментом для производственников,исследователей цемента и бетона и преподавателей в учебных заведениях.Основными ключевыми реологическими параметрами являются предел текучести ипластическая вязкость (рис. 6). Свежий бетон может бытьпредставлен как жидкость, при условии, что определенная степень текучести можетбыть достигнута и бетон при этом способен сохранять свою однородность.Текучесть свежего бетона описывается моделью Бингама:

?= ?0 + ??, (1)

где? — напряжение сдвига материала,

?0— предел текучести,

?— пластическая вязкость,

?— темп сдвига.

Рис. 6. Реологические модели бетона

Предел текучести представляетсобой минимальное усилие, которое требуется бетону для начала процессатекучести. Для обычного бетона таким усилием является вибрация. Пределтекучести также близко связан с оседанием бетона. Пластическую вязкость можноохарактеризовать как сопротивление текучести или жесткость свежего бетона. Другимисловами, пластическая вязкость это скорость течения.

Реологическое поведение СУБ отличаетсяот поведения обычного бетона, поскольку его предел текучести стремится к нулю(что означает, что СУБ растекается под своим собственным весом), в то время каквязкость увеличивается. Реология СУБ поэтому приближается к реологии жидкостейНьютона.

Реология всё чаще используетсядля понимания процессов течения и деформации, оптимизации составляющихматериалов, для понимания связи тиксотропии и давления на опалубку, для моделированияпроцессов течения и т. д. Хотя реология серьезно воспринимается пользователями,пока она используются в основном для исследований и контроля качества. Этопроисходит в большей степени из-за трудностей в понимании и истолкованиирезультатов, а также высокой цены специального оборудования. Дальнейшееразвитие данной сферы приведет в скором времени к возникновению упрощенного,более доступного оборудования.

На практике же применительно к проектированиюсмесей и контролю качества свойства свежего СУБ оцениваются при помощиспециально разработанных методов. Они включают в себя метод оседающей текучести,L-бокс, J-кольцо, U-бокс, V-воронку.

Свойства затвердевшего СУБ

Композиция составляющих материаловдля СУБ отличается от композиции составляющих материалов для ОВБ. СУБ обычно характеризуетсяповышенным содержанием песка и вяжущего (цемента и наполнителей). Произведенныйдолжным образом СУБ с верными пропорциями составляющих обычно лучше уплотнен, иего свойства менее вариативны, чем те же свойства ОВБ. Мировой опыт доказывает,что между свойствами затвердевшего СУБ и ОВБ одного и того же водовяжущего(водоцементного) отношения не существует большого различия, хотя исследованияпоказывают, что некоторые из этих свойств, например прочность на сжатие,сцепление с арматурой, водопроницаемость, усадка при высыхании и др., улучшеныв СУБ. (Небезынтересно, что, несмотря на то, что СУБ обычно обладает б?льшимпроцентом содержания цементного теста и меньшим содержанием крупногозаполнителя, он не обладает более высокой усадкой при высыхании — наоборот, из-зауменьшенной миграции влаги и более плотной микроструктуры усадка при высыхании СУБнемного меньше, чем у ОВБ.) Улучшение прочности на сжатие и некоторыххарактеристик долговечности СУБ, таких как кислородная проницаемость иводопроницаемость, связано с уменьшением пористости контактной зоны между цементнымтестом и заполнителями СУБ и с общим улучшением его микроструктуры в сравнениис ОВБ, см. рис. 7–8 (снимки предоставлены Шведским исследовательским институтомцемента и бетона).

Рис. 7. Микроструктура ОВБ

Рис. 8. Микроструктура СУБ

Значимость технологии СУБ

Высокая степень деформируемости СУБи исключение вибрации значительно улучшают качество бетонных конструкций и предоставляютсущественные преимущества для дизайна и технологического процессастроительства. Некоторые из преимуществ очевидны и поддаются измерениям, тогдакак другие не всегда проявляются сразу. Существует, по крайней мере, триглавных достоинства, которые технология СУБ привносит в сферу бетонногостроительства: повышение продуктивности, расширение возможностей проектированияи улучшение условий труда.

Для архитекторов. Бетонные сооружения, изготовленныепри помощи СУБ, имеют больше шансов на качественную отформованную поверхность,чем при применении ОВБ. Изготовление конструкций и сооружений более сложныхформ и с утонченными деталями не составляет труда с СУБ. Единственнымограничением является воображение дизайнера. Замечательные примеры показаны на рис.9–10.

Рис. 9. Образец 1,22?2,44 м

Рис. 10 Башня аэропорта в Стокгольме, 83 м

Для проектировщиков. Постоянство в достижении высокойпрочности на сжатие — одно из преимуществ СУБ. Нормальной прочностью на сжатие дляСУБ считается 60–70 МПа. Также СУБ легко спроектировать, увеличив его прочностьдо 100 МПа. Высокая прочность, отличная текучесть и прекрасная преодолевающаяспособность СУБ позволяет разрабатывать меньшие по размерам, густо армированныесекции, что приводит к более легким конструкциям и уменьшению материальныхзатрат. Фибровое армирование СУБ также является преимуществом для достижения улучшенныхфизико-механических свойств. Поскольку фибры стремятся располагаться понаправлению течения бетона, можно предугадать их расположение в бетоне болееточно. В результате фиброармирование используется более эффективно с наилучшейотдачей механических свойств бетонных конструкций.

Для строителей. Введение СУБ в строительное производствоможет положительно сказаться на строительном процессе. Технология СУБ позволяетускорить строительство из бетона, требует меньше труда для формовки изделий именьше усилий для укладки бетона. СУБ можно укладывать, закачивая его сверхуопалубки (рис. 11) или с нижней части опалубки (рис. 12), илитранспортируя в специальных контейнерах. Хотя обычно ожидается, что СУБ с оченьнизким пределом текучести будет оказывать давление на опалубку, равное полному гидростатическому,тиксотропная природа СУБ обычно приводит к более низкому давлению, чем гидростатическое,особенно при заливке СУБ с верхней части опалубки. Однако, в случае закачиванияСУБ снизу, давление на вертикальные борта опалубки может оказаться выше идостигнет полного гидростатического давления из-за постоянного давления насосаи нетиксотропного поведения (поскольку бетон находится в постоянном движении).

Рис. 11. Закачивание СУБ сверху опалубки

Рис. 12. Закачивание СУБ снизу опалубки

Полное исключение необходимостивибрации на строительной площадке приводит к значительному улучшению условийтруда, здоровья и безопасности рабочих. Серьезной и широко распространеннойпроблемой является вредный уровень шума. Он не только опасен пагубнымвоздействием на здоровье рабочих, но также является препятствием дляэффективной коммуникации. Снижение уровня шума также оказывает положительноевлияние на окружающую среду, в частности сохранение низкого уровня шума на строительныхплощадках в черте города может позволить производить заливку бетона в любоевремя суток.

Применение технологии СУБ представляетдля строительных подрядчиков более экономичное решение для сооружениякачественных бетонных изделий и улучшение производственных условий дляработников. Но достоинства технологии СУБ проявляются только при ее регулярномиспользовании и только при изменении способов ведения бетонных работ. Нельзяприменять новую технологию и получать выгоду от нее, используя старые методы.Постоянно растущая уверенность в СУБ является ключом к успеху на строительныхплощадках и на заводах сборных бетонных изделий. Такая уверенность может бытьполучена только при поддержке всей строительной индустрии: проектировщики недолжны ограничивать строителей, определяя необходимые свойства свежего бетона; строителидолжны иметь свободу в выборе способов достижения запроектированныхфизико-механических свойств бетонных конструкций и сооружений; также необходимотесное сотрудничество поставщиков бетона, строителей и проектировщиков воказании помощи в понимании технологии и в практическом применении.

Для производителей бетона. В отличие от ОВБ, где мастерствоукладки бетона является главным звеном в достижении необходимого качества законченнойбетонной конструкции, качество изделий из СУБ целиком зависит от качествабетона. К сожалению, производители бетона не получают экономической пользы оттехнологии СУБ. Вдобавок, повышенная ответственность за качество СУБ требуетпринятия повышенных мер к контролю качества продукта. Проектированиесамоуплотняющейся бетонной смеси и ее пластические свойства слишком отличаютсяот свойств ОВБ, что требует дополнительных знаний, часто превышающих общийуровень традиционной технологии бетонов. С появлением новой технологии СУБпоявились новые понятия, такие как: реология, пластическая вязкость, пределтекучести, тиксотропия, взаимодействие частиц зерновых фракций, химияповерхности частиц мелкой фракции и т. д. Без дополнительных знаний невозможноуспешное применение СУБ для различных целей. Повышенные меры к контролюкачества требует специального обучения персонала (а иногда — отбора персонала).Все эти меры в конечном итоге отражаются в улучшении общего качествапроизводимых бетонов. Производитель бетонов, таким образом, вооружаетсядополнительными знаниями и приобретает ценный опыт.

Для производителей бетонных ижелезобетонных изделий. Производители бетонных изделий извлекают выгоду из технологии СУБ какникто другой. Для этого существует несколько причин: преимущества от СУБ оцениваютсянамного быстрее на заводах сборных бетонных и железобетонных изделий, чем настроительной площадке; производители не ограничены в выборе типа бетона итехнологии; производство сборных бетонных и железобетонных изделий этоповторяющийся процесс, что как нельзя лучше подходит для внедренияавтоматизации производства. Ни для кого не секрет, что в Европе промышленность сборныхбетонных и железобетонных изделий использует технологию СУБ в б?льших, чемстроительная индустрия, объемах. Некоторые заводы целиком перешли на СУБ иполностью автоматизированы. Технология СУБ дает возможность увеличитьпроизводительность благодаря: производству изделий более высокого качества; исключениюработ по ремонту бетонных изделий; увеличению срока службы бортоснастки; существенномуулучшению условий труда, следствием чего является уменьшение невыходов наработу и текучести рабочих кадров.

Рис. 13. Септический резервуар из СУБ

Рис. 14. Балка сложной конфигурации из СУБ

Здоровье и безопасность. Введение в производство технологииСУБ может изменить процесс строительства в лучшую сторону и поможет избежатьнеобходимости механической вибрации, улучшая, таким образом, производственныеусловия, здоровье и безопасность работников. Вибраторы, используемые дляуплотнения бетона, являются основным источником шума на строительной площадке ина заводах сборных бетонных и железобетонных изделий. Также велика опасность приобретения«вибрационного синдрома», называемого также «синдромом белых пальцев», которыйвызывается регулярным и длительным использованием вибраторов. Технологиясамоуплотняющегося бетона исключает использование вибрирующего оборудования, а следовательно,снижает риск травмирования из-за постоянных высокочастотных шумов имеханических вибраций.

Заключение

Многие утверждают, что СУБявляется одним из важнейших достижений в области строительства за многиедесятилетия и наиболее существенным достижением за всю историю существованиятехнологии бетонов. Так это или нет, судите сами. СУБ меняет основные понятия общепринятойтехнологии бетонов и трансформирует процесс строительства из бетона. Уникальныесвойства СУБ предоставляют возможность автоматизации строительства из бетона ипроизводства бетонных и железобетонных изделий, позволяют более эффективно возводитьбетонные сооружения. Увеличение производительности достигается посредствомувеличения скорости строительства, сокращения затрат труда, уменьшенияремонтных работ и улучшения условий труда рабочих. Чтобы достичь всего этоготребуется тесное сотрудничество между проектировщиками, строителями ипроизводителями СУБ. Значительный мировой опыт наглядно показывает, чтотехнология СУБ — долгожданное решение для бетонного строительства. «Теперь унас есть СУБ — старые времена никогда не вернутся!» — говорит Клаус Ювас (KlausJuvas), «ConsolisTechnologyOyAb» (Финляндия).

Литература:

1. BIBM, CEMBUREAU, ERMCO, EFCA, EFNARK.The European Guidelines for Self-Compacting Concrete, Specification, Productionand Use. — 2005.

2. De Schutter G. Proceedings of the FifthInternational RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. — Ghent, 2007.

3. Great Britain Concrete Society. TR 62. Self-CompactingConcrete. A Review. — 2005.

4. Ozawa K. Proceedings of The SecondInternational Symposium on Self-Compacting Concrete. — Tokyo, 2001.

5. Skarendahl A. Casting of Self-CompactingConcrete. Report of RILEM TC 188-CSC. — 2006.

6. Skarendahl A. Proceedings of The FirstInternational RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. — Stockholm, 1999.

7. Skarendahl A. Self-Compacting Concrete.State-Of-The-Art Report of RILEM TC 174-SCC. — 2000.

8. Surendra P. Proceedings of The SecondNorth American Conference on The Design and Use of Self-Consolidating Concreteand Forth International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. — Chicago, 2005.

9. Wallevik O. Proceedings of The ThirdInternational RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete. — Reykjavik, 2003.

www.allbeton.ru

Самоуплотняющийся бетон

На основании результатов исследований, проведенных в Японии, с 1988 года определены основные положения в технологии бетонирования с использованием самоуплотняющегося бетона (СУБ). Завершена разработка технологии самоуплотняющегося бетона, использование которого с 2003 года регламентируется директивой по железобетону. В этой директиве СУБ определяется как «бетон, способный уплотняться под действием собственного веса без воздействия дополнительной энергии уплотнения, освобождаться от содержащегося в нем воздуха, подаваться и полностью заполнять пространство опалубки, в том числе между арматурными стержнями». С введением этой директивы использование самоуплотняющегося бетона возможно без согласия или общего допуска органов строительного надзора, что дополнительно способствует его применению. На основании своих свойств СУБ особенно подходит для изготовления сборных конструкций или бетонных поверхностей, требующих особых архитектурных решений.

Самоуплотняющийся бетон имеет следующие преимущества: - равномерное качество бетона по всему поперечному сечению - незначительные ограничения при конструктивном исполнении строительных элементов - улучшение долговечности - улучшение свойств декоративного бетона - облегчение работ по бетонированию - сокращения сроков строительства - звукоизоляция и охрана здоровья на строительных участках и на заводах готовых конструкций

1. Основные положения

В соответствии с выбранным принципом проектирования СУБ разделяется на три типа, смотри таблицу 1. Как правило, по сравнению с вибрированным бетоном СУБ имеет значительно более высокое содержание мелкодисперсной взвеси. Традиционный состав бетонной смеси, в котором преобладает по возможности высокое содержание зернистого заполнителя и низкое содержание мелких частиц, не используется при приготовлении самоуплотняющегося бетона. Вместо этого мелкодисперсная взвесь (цемент + зернистый заполнитель с размером зерна < 0,125 мм + добавки для бетона), вода затворения и разжижитель СУБ образуют клей, в котором крупный зернистый заполнитель просто «плавает».

Таблица 1: Содержание мелкодисперсной взвеси в самоуплотняющемся бетоне

Тип СУБ

Содержание мелкодисперсной взвеси

Тип мелкодисперсной взвеси

550 - 600

Тип стабилизатора

350 - 500

Тип комбинирования

в зависимости от стабилизатора

Для функциональной способности СУБ решающее значение имеют два признака. С одной стороны подвижность бетонной смеси должна быть достаточно высокой, чтобы способствовать освобождению бетона от содержащегося в нем воздуха, создавать оптимальное сцепление между сталью и бетоном даже при высокой степени армирования и уменьшать опасность образования дефектов (например, скопление гравия). С другой стороны СУБ должен иметь хорошую способность к сцеплению отдельных компонентов и предотвращать расслоение смеси. При расслоении могут возникнуть два эффекта: - Седиментация: оседание крупного зернистого заполнителя, выпотевание - Сепарация: текучий бетон не в состоянии транспортировать крупный зернистый заполнитель в процессе перекачки.

Для одновременного достижения достаточной подвижности и способности к сцеплению компонентов следует соблюдать оптимальное соотношение состава и количества мелкодисперсной взвеси, воды и разжижителей. Количество воды должно быть определено таким образом, чтобы оно точно соответствовало водопотреблению мелкодисперсной взвеси и увлажняло поверхность. При этом становится ясно, что замена одних мелкозернистых компонентов другими (например, замена цемента летучей золой) приводит к изменению водопотребления, а измененный состав, как правило, влечет за собой изменение свойств свежеприготовленной бетонной смеси.

Дополнительное добавление воды одновременно влияет на подвижность бетонной смеси и способность компонентов бетона к сцеплению. Это может привести к тому, что при одновременном повышении подвижности бетонной смеси снизится сцепление между ее компонентами, что сделает структуру бетона нестабильной. Изменение количества добавляемой воды на ± 3 л/м может быть достаточным, чтобы вызвать оседание, сепарацию, вовлечение воздуха или низкую подвижность бетонной смеси. В то время как вода влияет на подвижность и сцепление компонентов бетонной смеси и может привести к ее расслоению, использование разжижителя регулирует ее текучесть.

В настоящее время при производстве самоуплотняющегося бетона используются практически исключительно разжижители нового поколения, так называемые разжижители на основе поликарбоксилата. С одной стороны должно быть известно взаимодействие цемента и разжижителя на основе поликарбоксилата, с другой стороны при этом необходимо учитывать характеристики подвижности в зависимость от температуры. Кроме этого некоторые разжижители при смешивании в бетоносмесителе могут вызывать дополнительное разжижающее действие, которое обозначается как «эффект осадка» и может привести к последующему расслоению бетонной смеси.

Добавление пылевидных материалов (известняковая мука или летучая зола) приводит к улучшению подвижности смеси. Однако слишком высокое содержание очень мелких частиц при одинаковых условиях ведет к снижению ее подвижности. Наряду с воздействием добавок на реологические свойства самоуплотняющегося бетона они оказывают также влияние на внешний вид бетонной поверхности. При добавлении известняковой или кварцевой муки поверхность бетона становится более светлой, чем при добавлении летучей золы. Описанные связи между отдельными компонентами бетонной смеси оказывают влияние на то, что относительно незначительные изменения в ее составе вызывают значительные изменения свойств самоуплотняющегося бетона.

2. Требования к свежеприготовленной бетонной смеси
2.1 Текучесть

Определение текучести без блокировочного кольца (sm) оценивает растекаемость бетона. Растекаемость обычного самоуплотняющегося бетона составляет от 700 до 800 мм. Определение текучести с помощью блокировочного кольца (smb) позволяет оценить растекаемость самоуплотняющегося бетона между арматурными стержнями. При этом преимущественно определяется, способен ли цементный клей перемещать крупный зернистый заполнитель между препятствиями (например, между стержнями арматуры) или в результате создания препятствий для крупного зернистого заполнителя образуется его оседание. Этот эффект может возникнуть также в том случае, если расстояние между стержнями арматуры превышает максимальный диаметр зерен заполнителя. Поэтому для проведения испытания число стержней и расстояние между ними следует определять в зависимости от размера наиболее крупных зерен (таблица 2). Диаметр стержней составляет соответственно 18 мм, диаметр блокировочного кольцо равен 30 см. Использование дробленого зернистого заполнителя дополнительно создает препятствия для текучести бетонной смеси. Смесь самоуплотняющегося бетона считается пригодной к использованию при одинаковой высоте бетонной лепешки снаружи и внутри блокировочного кольца, хорошем перемещении наиболее крупных зерен заполнителя сквозь арматурные стержни и превышении значения растекаемости sm показателя smb максимум на 50 мм, смотри рис. 1.

Таблица 2: Число стержней блокировочного кольца

Максимальный диаметр зерен заполнителя

Число стержней

8 или 11,4 мм

22

16 или 22 мм

16

32 мм

10

2.2 Время протекания через воронку

Вязкость самоуплотняющегося бетона определяется временем протекания смеси через воронку (tTr). При этом измеряется время, необходимое для вытекания бетонной смеси из v-образной воронки равномерной струей (рис. 2). Для обычного самоуплотняющегося бетона это время составляет от 5 до 20 с.

Определение показателя растекаемости Рис. 1: Определение показателя растекаемости smb
2.3 Склонность к седиментации

Для того чтобы проверить склонность самоуплотняющегося бетона к седиментации, бетонная смесь наполняется в цилиндрическую форму высотой 500 мм и диаметром 150 мм. В форме установлены задвижки, разделяющие смесь на три части. После вымывания цементного клея посредством разницы в весе крупного зернистого заполнителя определяется, имеет ли бетон склонность к седиментации. Если содержание крупных зерен отличается менее чем на ± 20 % от массы среднего показателя содержания крупных зерен, то СУБ считается стабильным к седиментации.

V-образная воронка для определения времени вытекания бетона Диапазоны удобоукладываемости 4 видов самоуплотняющегося бетона

Рис. 2: V-образная воронка для определения времени вытекания самоуплотняющегося бетона

Рис. 3: Диапазоны удобоукладываемости четырех различных видов самоуплотняющегося бетона

Исследования показали, что взаимозависимые значения растекаемости и времени прохождения через воронку могут служить критериями определения пригодности бетонной смеси. Исходя из этих показателей, определяемых при проведении типовых испытаний, для каждого вида СУБ устанавливается индивидуальный диапазон удобоукладываемости (рис. 3), гарантирующий отсутствие эффекта седиментации или сепарации, достаточную текучесть, способность бетонной смеси освобождаться от содержащегося в ней воздуха и стабильность в отношении седиментации.

Выпускной конус Рис. 4: Выпускной конус

При одинаковом составе смеси воздействие различных температурных условий ведет к различным диапазонам удобоукладываемости. Для обеспечения быстрой и простой проверки текучести и вязкости, соответствующей условиям стройки, в Федеральном союзе производителей цемента был разработан комбинированный метод, позволяющий определить оба показателя при проведении одного испытания. Оборудование, необходимое для проведения этого испытания, представляет собой выпускной конус, установленный на пластине для определения растекаемости бетонной смеси (рис. 4).

3. Изготовление бетона и его транспортировка

Изготовление самоуплотняющегося бетона требует наличие высококачественного оборудования и обученного персонала. По причине чувствительности СУБ в отношении водопотребления к производителям выдвигаются следующие требования:

- Максимально высокая точность дозирования в смесительной установке. - Удаление перед производством влаги, скапливающейся в бункере под зернистым заполнителем. - Непрерывный контроль влажности песка; наличие данных о содержании влаги в крупном зернистом заполнителе. - Использование остаточной воды согласно в соответствии с только при определенных условиях. - Полное опустошение барабана смесителя и автобетоносмесителя, а также перекачивание воды для промывки.

Различное время транспортировки может сказаться на консистенции бетонной смеси таким образом, что выше названный «эффект осадка» (в зависимости от выбора разжижителя) при определенных обстоятельствах будет действовать по разному. Кроме этого воздействие погодных условий, например, солнечных лучей, может привести к повышению температуры свежеприготовленной бетонной смеси и тем самым изменить ее консистенцию. Для того чтобы отреагировать на возможное изменение консистенции вследствие транспортировки, погодных условий и т.д. путем своевременного изменения состава бетонной смеси, строительный участок и завод товарного бетона должны постоянно обмениваться информацией о свойствах свежеприготовленной бетонной смеси. Дополнительное добавление разжижителя на строительной площадке согласно необходимо для того, чтобы непосредственно перед укладкой свежеприготовленная бетонная смесь достигла необходимых свойств. Это предполагает, что производитель бетона имеет соответствующие данные по дозированию, которые дают однозначное представление о том, какое количество разжижителя должно быть добавлено, чтобы получить необходимые показатели растекаемости и вязкости при имеющейся температуре и консистенции приготовленной бетонной смеси. Эти показатели определяются в рамках типовых испытаний.

На основании чувствительности самоуплотняющегося бетона к производству, транспортировке и укладке каждое транспортное средство согласно директиве должно подвергаться приемочным испытаниям. В рамках этих испытаний необходимо проверить текучесть бетонной смеси с использованием блокировочного кольца или без него, являющуюся простым способом оценки пригодности самоуплотняющегося бетона к эксплуатации. Оценка взаимозависимых значений растекаемости и времени прохождения через воронку позволяет пользователю определить, соответствует ли СУБ диапазону укладываемости, выявленному путем испытания. На практике на основании простого использования применяется комбинированный метод с выпускным конусом. Большое значение имеет точное определение сроков поставки бетонной смеси. Непрерывную перекачку бетонной смеси необходимо обеспечивать таким образом, чтобы после перекачки смеси из одного транспортного средства сразу приступить к опустошению другого. При этом следует обратить внимание на своевременное прибытие транспортных средств с товарным бетоном на строительный участок, что позволит вовремя провести испытания свежеприготовленной бетонной смеси. Эти условия предъявляют высокие требования к заводу по производству товарного бетона в отношении логистических услуг и выполняются удовлетворительно в том случае, если типовые испытания проводятся в предельных условиях (например, различные температурные диапазоны), соответствующих строительному участку.

4. Укладка бетонной смеси

Перед укладкой бетонной смеси необходимо проверить, нет или в опалубке воды (например, дождевой воды). Даже незначительное содержание влаги может привести к расслоению самоуплотняющегося бетона, так как содержание воды в нем может повыситься до недопустимых пределов. Перед укладкой самоуплотняющийся бетон должен пройти определенное расстояние, достаточное для удаления содержащегося в нем воздуха (рис. 5). В исключительных случаях, когда отсутствует участок, на котором происходит удаление воздуха из бетона, его необходимо создать искусственным образом. При этом бетон не должен течь слишком быстро. Удаление воздуха осуществляется тогда, когда бетонная смесь может стекать через край, пока она не займет окончательное положение в опалубке. Если укладка бетонной смеси осуществляется с перерывами, то на поверхности бетона образуется слой густого, вязкого цементного клея, так называемая «слоновая кожа». Он препятствует смешиванию различных доз бетонной смеси; в последствие этот разделительный слой может отпечататься на поверхности бетона. Кроме этого даже из-за незначительного простоя в опалубке бетон может частично или полностью потерять свои самоуплотняющиеся свойства.

Производство элемента перекрытия из самоуплотняющегося бетона закачивание бетонной смеси в опалубку снизу

Рис. 5: Производство элемента перекрытия из самоуплотняющегося бетона

Рис. 6: закачивание бетонной смеси в опалубку снизу.

Бетонирование строительных элементов, в которых самостоятельное удаление воздуха затруднено (например, длинные и тонкие колонны, опалубка с углублениями), должно проводиться особенно тщательным образом. Наличие коротких участков для удаления воздуха и высокой скорости подъема бетонной смеси (преимущественно в высоких и тонких колоннах) приводит к тому, что подъемная сила воздушных пор оказывается не достаточно высокой для того, чтобы они смогли проникать через расположенный сверху слой свежеуложенной бетонной смеси. Исходя из этого, по возможности должно блокироваться попадание воздуха в бетон, а перед укладкой бетонной смеси воздух из нее должен удаляться. Избежать ненужного попадания воздуха можно в случае, когда бетонная смесь сбрасывается на арматуру не с большой высоты, а подается на нее при постоянном погружении шланга в свежий бетон во время перекачки. Тем самым предотвращается также создание различных слоев в бетонной конструкции вследствие образования «слоновой кожи». Если это не возможно из-за высокой степени армирования, хорошей альтернативой является заполнение бетонной смеси снизу через патрубок опалубки. Для этого предлагается использовать специальные рамочные опалубки, оборудованные на заводе наполнительным патрубком, к которому присоединяется шланг насоса (рис. 6). В этом случае смесительное устройство в загрузочной воронке бетононасоса в течение всего процесса перекачки должно быть покрыто свежеприготовленной бетонной смесью.

На основании свойств самоуплотняющегося бетона обязательным условием является непрерывная укладка и непрерывная поставка бетонной смеси. При потере СУБ свойств, необходимых для его укладки, при определенных обстоятельствах, даже после длительного периода транспортировки или хранения, возможно восстановление удобоукладываемости бетонной смеси путем добавления разжижителей. Уплотнять бетон нельзя. Самоуплотняющийся бетон самостоятельно течет при незначительном срезывающем напряжении, а твердеет при высоком срезывающем напряжении.

5. Давление на опалубку

Положения для определения давления на опалубку, приведенные в стандарте DIN 18218 для обычного бетона, не распространяются в полной мере на самоуплотняющийся бетон. Благодаря легкой укладываемости СУБ позволяет достичь высокой скорости бетонирования очень длинных и тонких строительных элементов, например колонн. Преимуществу, заключающемуся в быстрой укладываемости, противопоставляется повышенное давление на опалубку, что требует тщательного определения ее размеров. Исследования, проводившиеся до настоящего времени и определявшие соотношение скорости бетонирования и свойств свежеприготовленной бетонной смеси с одной стороны и образующееся давление на опалубку с другой стороны, выдают противоречивые результаты. При отсутствии точных результатов для соответствующего СУБ рекомендуется определить наличие гидростатического давления на опалубку. Значительное влияние оказывает как состав бетонной смеси, так и способ укладки. При подаче бетона в опалубку снизу на ее распространяется не только гидростатическое давление, но и дополнительно давление насоса, необходимое для преодоления трения сцепления между бетоном и опалубкой (обратить особое внимание при использовании поршневого насоса). Поэтому при подаче бетонной смеси снизу расчетное значение давления на опалубку необходимо дополнительно увеличить.

На основании ожидаемого максимального давления на опалубку ее углы должны быть устойчивыми к скручиванию. Кроме этого, необходимо выбрать правильное расстояние между опалубочными анкерами, так как, с одной стороны, на поверхности не должно проявляться слишком много анкерных конусов, а с другой стороны, не смотря на высокое давление на опалубку, в палубе не должны возникать большие искривления, что может отрицательно сказаться на внешнем виде бетонной поверхности. Иногда места стыков между опалубками и палубами закрыты не полностью или палуба имеет дефекты в несколько миллиметров (например, зазоры между досками опалубки). Такие места впоследствии отразятся на бетонной поверхности. Если в вибрированном бетоне на месте этих дефектов возникает опасность образования скоплений гравия из-за выступающего цементного клея, то для самоуплотняющихся бетонов по причине значительно лучшего сцепления между его компонентами такой опасности нет.

6. Свойства самоуплотняющегося бетона

В основном свойства самоуплотняющегося бетона соответствуют свойствам обычного бетона. Самоуплотняющийся бетон может быть спроектирован как бетон обычной прочности или как высокопрочный бетон.

Предел прочности на сжатие

При одинаковом содержании цемента и водоцементном отношении СУБ по сравнению с вибрированным бетоном на основании более плотного соединения между его компонентами имеет более высокий предел прочности при сжатии.

Предел прочности при растяжении

При одинаковом пределе прочности на сжатие СУБ имеет незначительно более высокий предел прочности при растяжении по сравнению с обычным бетоном.

Сцепление между бетонной смесью и арматурой

На основании высокой подвижности и прочного сцепления между отдельными компонентами СУБ он имеет хорошее сцепление с арматурой. При этом сцепление не зависит от того, расположена арматура вверху или внизу.

Модуль упругости

Модуль упругости СУБ примерно на 15% ниже модуля упругости традиционного бетона. Это объясняется повышенным содержанием мелкодисперсной взвеси и связанным с этим низким содержанием крупного зернистого заполнителя.

Усадка

На усадку влияет количество цементного клея. Так как по содержанию цементного клея самоуплотняющийся бетон незначительно отличается от обычного бетона, то и характеристики усадки у обоих видов бетона одинаковые.

Ползучесть

Согласно проводимым до настоящего времени исследованиям коэффициент ползучести СУБ немного выше этого показателя в обычном бетоне, однако находится в общепринятых пределах допуска для обычного бетона.

7. Качество бетонной поверхности

Поверхность строительных элементов, выполненных из самоуплотняющегося бетона, до мельчайших подробностей отражает строение и структуру опалубки (включая надписи карандашом). СУБ может воспроизводить мельчайший рельеф опалубки (рис. 7), поэтому он пользуется большой популярностью при оформлении поверхности (например, с помощью матрицы). Однако это означает, что такие дефекты, как «заплаты» или отверстия от гвоздей, также отпечатываются на поверхности. При наличии высоких требований к поверхности декоративного бетона необходимо обратить внимание на качество палубы. При этом в частности должны быть предусмотрены меры, гарантирующее необходимое покрытие бетонной смесью без отпечатывания на то они сопоставимы со свойствами традиционных легких бетонов.

8. Самоуплотняющийся легкий бетон

В декабре 2003 года органами строительного надзора были предоставлены первые допуски для самоуплотняющегося легкого бетона. Самоуплотняющийся легкий бетон также способен течь и освобождаться от содержащегося в нем воздуха исключительно под действием собственного веса. Несмотря на то, что плотность в сухом состоянии самого легкого самоуплотняющегося бетона с допуском, выданным органами строительного надзора, равна 1,38 кг/дм , он также имеет достаточный коэффициент самоуплотнения и реологические свойства. Что касается механических свойств, предъявляются одинаковые требования с соответствии с DIN EN 206-1 и DIN 1045.

Монолитная стена Рис. 7: Монолитная стена, изготовленная из самоуплотняющегося бетона

На основании особых свойств свежеприготовленной бетонной смеси самоуплотняющийся бетон предлагает многочисленные преимущества вплоть до конструктивного оформления специальных строительных элементов, которые не могут быть выполнены из традиционных видов бетона.

9. Выводы

Самоуплотняющийся бетон представляет собой бетон с особыми свойствами свежеприготовленной смеси. Для обеспечения на практике этих свойств Немецкий комитет по железобетону определил в директиве соответствующие нормы, введенные органами строительного надзора. Что касается свойств жесткого бетона, то в этом случае СУБ не отличается от обычного бетона. К этим свойствам поверхности следов от прокладок между арматурными стержнями.

brusshatka.ru

Самоуплотняющийся бетон - состав и особенности укладки

Требования к бетону постоянно повышаются. Это касается набора прочности за минимальное время, поскольку этот показатель влияет на скорость строительства. Для этого разработали самоуплотняющийся бетон – материал, заполняющий опалубку без всяких посторонних воздействий. Этот материал уплотняется под воздействием гравитации, даже в местах с густым армированием.

СУБ

Где применяется СУБ

Эксплуатационные характеристики и состав допускают применение самоуплотняющегося бетона в различных сферах строительства. Отличающиеся по подвижности и вязкости составы применяются для заливки конструкций сложной формы, в том числе, с густым армированием, вертикальных бетонных элементов зданий и сооружений. Согласно строительным нормам СУБ применяется:

  • для производства сборных железобетонных элементов и конструкций;
  • при возведении конструкций для гидротехнических сооружений;
  • для ремонта и реставрации объектов, в том числе, с применением торкретирования;
  • при устройстве прочного пола без швов, рассчитанного на высокие нагрузки;
  • для получения прочных поверхностей, не требующих дополнительной обработки;
  • при заливке элементов с густой армирующей сеткой;
  • при строительстве зданий и сооружений, к прочности которых предъявляются повышенные требования;
  • для производства кирпича лего;
  • для тонких и прочных элементов с минимальной массой – перестенков, элементов ограждений.

Преимущества и недостатки

Самоуплотняющийся бетон улучшает свойства бетонных конструкций, повышает качество их поверхности, ускоряет строительство. Это достигается благодаря следующим достоинствам материала:

  • равномерное уплотнение монолита без дефектов внутри;
  • четкая идентификация формы опалубки и бетонной поверхности за счет получения гладкой поверхности;
  • простота получения прочных элементов различной геометрической формы;
  • уменьшение человеко-часов для укладки одинаковых объемов со стандартных растворов, что удешевляет строительство;
  • высокая степень адгезии с арматурой повышает качество железобетонов;
  • полное заполнение опалубки даже в труднодоступных местах, создание идеальных поверхностей за счет частиц мелкой фракции, расположенных сверху;
  • отсутствие потребности в дополнительном оборудовании на уплотнение монолита в опалубке;
  • повышенная прочность на сжатие и плотность состава;
  • при отвердевании раствор не расслаивается, поэтому монолит всегда имеет заданные характеристики;
  • долговечность и приятный внешний вид конструкций;
  • относительная простота и безопасность изготовления, легкость транспортировки и заливки.

Осадка конуса СУБ

Самоуплотняющемуся бетону свойственны и недостатки, затрудняющие его применение. Качество компонентов и добавление специальных заполнителей приводит к тому, что куб такого материала стоит дорого, что учитывается при большом объеме. Высокий показатель текучести, что иногда затрудняет его укладку.

Состав самоуплотняющегося бетона

При производстве самоуплотняющегося бетона важно получить смесь с высокой пластичностью и подвижностью при минимальном количестве воды. Впервые такой состав был разработан в 1990 году японским специалистом Хиро Окамурой. Со временем его адаптировали к различным климатическим условиям, в результате чего он видоизменялся и модернизировался. Сейчас расчет состава самоуплотняющегося бетона производится по европейской рецептуре. Для производства одного кубического метра материала, берутся такие компоненты по массовым долям:

  • портландцемент со сниженным показателем тепловыделения – 280 кг;
  • мелко перемолотый известняк – 245 кг;
  • щебень мелкой фракции – 750 кг;
  • чистый песок – 865 кг;
  • пластификатор – 4 кг;
  • вода без примесей – 190 кг.

В смесь допускается добавка и других современных компонентов, способных повысить ее эластичные свойства не в ущерб прочности и устойчивости к агрессивным воздействиям. Иногда допускается засыпка крупной фракции щебня, которая не мешает раствору самоуплотняться, средняя фракция при изготовлении такого бетона не используется. В качестве пластифицирующей добавки полимер поликарбоксилат, маркированный РС или РСЕ. Этот компонент посылает частицам цемента отрицательный электрический заряд, в результате чего они отталкиваются друг от друга. Это приводит к тому, что раствор проникает в любые пустоты и эффективно уплотняется. Применяют и другие пластифицирующие добавки для бетона – на основе сульфонафталина, формальдегида, сульфомеланина.

Действие добавки на частицы цемента

При изготовлении самоуплотняющегося бетона необходимо четко рассчитывать количество суперпластификаторов, чтобы процесс затвердевания не затягивался. Их количество должно быть в пределах от 0,8 до 1,3% от общего количества раствора. При использовании щебня крупной фракции его доля составляет около половины объема раствора. Содержание диоксида кремния (чистого песка) должно находиться в пределах 40% от массы состава, а стабилизирующих компонентов до 0,3% от объема.

Особенности укладки

Правильная укладка самоуплотняющегося бетона зависит от подбора компонентов и условий транспортировки. Перевозить его можно только в автомиксере, чтобы не образовался осадок. Необходимо избегать длительного воздействия солнечных лучей, поскольку это снижает качество монолита. Доставленную смесь нужно дополнительно разжижать при помощи водного раствора пластификатора, чтобы получить оптимальные физико-химические свойства.

Для укладки СУБ подготавливается опалубка, делается армирование согласно проекту. Нужно обратить внимание на то, чтобы в ней не было никакой воды. Она существенно меняет свойства состава, и он расслаивается, теряя свои характеристики.

Подавая самоуплотняющийся бетон в опалубку его необходимо постоянно перемешивать. Если в процессе работы раствор густеет, его разжижают при помощи водного раствора пластификатора. Особое внимание требуется обращать на систему подачи СУБ. Бетононасос не должен находиться дальше 200 м, если он расположен на значительном удалении, при подаче смесь становится неоднородной, поэтому качество бетона снижается. После укладки самоуплотняющийся бетон не нужно трогать, он сам проникнет в самые труднодоступные места, вытесняет воздух и посторонние включения.

Укладка СУБ

Этот материал часто применяется для заливки вертикальных конструкций, таких как колонны. Чтобы не образовывалось лишнего воздуха, смесь не заливают с большой высоты. Для этого рукав опускается непосредственно к поверхности, это сохраняет однородность смеси и повышает качество самоуплотняющегося бетона.

СУБ – материал, который набирает популярность за счет своей технологичности и простоты применения. Он прочен и долговечен, невосприимчив к влаге, агрессивным средам. Не разрушается при перепадах температур и под ультрафиолетовым излучением. Его использование позволяет сэкономить на трудозатратах, оборудовании для уплотнения, скорости выполнения работ. Поэтому, несмотря на сравнительно высокую стоимость этой смеси, ее применение полностью оправдано.

Сегодня можно заказать самоуплотняющийся бетон с заданными свойствами, который будет доставлен непосредственно на строительную площадку. При потребности в небольших объемах в частном строительстве его можно изготовить самостоятельно, зная рецептуру. Для этого не нужно никакого специального оборудования, достаточно того, что используется для приготовления стандартных бетонных растворов.

betonpro100.ru

Самоуплотняющийся бетон

Применение литых смесей значительно упростило процесс формования бетона.

Но они могут плотно укладываться без вибрации лишь в конструкции простой формы с небольшим армированием. В других случаях требуется применение вибрации. Следующим шагом в развитии технологии бетонных,работ явилось получение самоуплотняющегося бетона (СУБ). Он способен полностью заполнять пространство опалубки и уплотняться под действием собственной массы даже в густоармированных и тонкостенных конструкциях.

Его получение основывается на двух основных технологических решениях:

  • применение гиперпластификаторов, обеспечивающих очень высокую степень разжижения бетонных смесей;
  • введение большого количества минеральной добавки, а иногда и двух различных добавок, для обеспечения нерасслаиваемости и других технологических свойств смеси.

При введении гиперпластификаторов в малоподвижную смесь осадка конуса превышает 25 см. В этой области показатель ОК становится весьма неточным. Поэтому для самоуплотняющихся бетонов применяется другая характеристика: расплыв смеси. При этом используется перевернутый конус, чтобы предотвратить вытекание смеси при его заполнении. Растекание (расплыв) конуса составляет 55-85 см против 30-40 см для литых смесей.

Гиперпластификаторы обеспечивают высокую текучесть смеси за счет существенного снижения вязкости цементного теста, а это приводит к расслоению смеси даже при высоких расходах цемента. Для его предотвращения вводятся дисперсные минеральные добавки. Высоким загущающим действием обладают микрокремнезем и метакаолин, но применяются и качественные золы ТЭС, а также каменная мука (известняковая, базальтовая). Кроме того, увеличивается содержание песка, которое обычно превышает содержание крупного заполнителя. В итоге вязкость растворной составляющей оказывается достаточной для предотвращения расслоения смеси.

Еще одной особенностью самоуплотняющегося бетона является применение заполнителей с НК не более 20 мм, а нередко и порядка 10 мм. Это позволяет формовать тонкостенные и густо-армированные конструкции, а также обеспечивает высокую однородность структуры бетона. Применяются заполнители высокого качества. Они фракционируются, что позволяет обеспечивать их оптимальный зерновой состав.

Примеры составов самоуплотняющихся бетонных смесей (кг/м3):

  • Вода- 150-170.
  • Портландцемент — 400-500.
  • Песок-750-1000.
  • Крупный заполнитель — 700—800.
  • Минеральная добавка — 100—200.
  • Гиперпластификатор 1—1,5% от массы цемента.

При этом дисперсная часть смеси (цемент + минеральная добавка) обычно составляет 500—600 кг/м3.

Требования к самоуплотняющейся бетонной смеси не ограничиваются величиной растекаемости и стойкостью к расслоению. Нормированы также вязкость смеси и ее формуемость (понимаемая как способность смеси протекать через узкие отверстия, например между стержнями арматуры). Эти свойства определяются специальными методами и имеют различные значения в зависимости от требований к бетонной смеси.

Наличие большого количества требований, причем иногда противоречивых (например низкая вязкость и нерасслаиваемость), делает обеспечение свойств бетонной смеси основной задачей при получении самоуплотняющихся бетонных смесей. Этим они отличаются от других бетонов, для которых большей сложностью является достижение требуемых свойств затвердевшего бетона.

Свойства смеси обеспечиваются в первую очередь применением повышенных дозировок гиперпластификатора, введением большого количества минеральных добавок. В необходимых случаях могут применяться и органические загустители, например метилцеллюлоза.

Выбор класса по расплыву зависит от характеристик бетонируемых конструкций. Он возрастает при уменьшении их сечения и увеличении густоты армирования. Чем выше класс, тем сложнее обеспечить требуемые свойства бетонной смеси.

Технические свойства самоуплотняющихся бетонов подчиняются тем же закономерностям, что и обычных бетонов. Это прежде всего закон В/Ц. Его величина и определяет в основном прочность и другие свойства бетона.

Влияние минеральной добавки на прочность может быть неоднозначным. При больших ее дозировках, а также повышенных расходах цемента, характерных для СУБ, состав бетона может попадать на нисходящую ветвь кривой зависимости прочности бетона от количества добавки. Характер изменения прочности при введении минеральной добавки можно видеть на примере золы ТЭС. Но это не является большой проблемой, так как главная роль минеральной добавки в СУБ — обеспечение требуемых свойств бетонной смеси.

На СУБ распространяется нормирование классов по прочности, предусмотренное для обычных бетонов.

Несмотря на повышенную стоимость бетонной смеси, применение СУБ существенно расширяется. В Японии, которой принадлежит приоритет в их создании, более 50% всего бетона является самоуплотняющимся. При его применении существенно снижается трудоемкость и длительность бетонирования, повышается качество конструкций.

www.uniexo.ru

Самоуплотняющийся бетон (СУБ): состав и применение

Апрель 15, 2015 Нет комментариев

самоуплотняющийся бетон фотоВ предыдущих статьях мы рассматривали особенности уплотнения бетонной смеси. Также приводись рекомендации по выбору вибраторов. Но есть решение, внедрение которого делает такую информацию ненужной. Материалом нового поколения считается самоуплотняющийся бетон.

Вышедший на рынок еще в 1988 году, он только в 2003 стал регламентироваться директивой о железобетоне. Это позволяет применять смесь без согласования процесса в органах строительного надзора. В связи с этим нововведение требует более пристального внимания.

Состав самоуплотняющегося бетона

Стандартный состав рассматриваемого материала разработан по методике профессора Окамуры. Основой инновационной разработки стало повышение вхождения пылевидных частиц в состав смеси. По первоначальной рецептуре объем крупного заполнителя не должен превышать 50% от исходной массы. В то же время песка в растворе должно быть 40% от общей массы компонентов.

Стандартный набор составляющих самоуплотняющейся смеси в кг/м3 такой:

  • цемент – 350;
  • пыль известняка или зольные отходы – 200;
  • вода – 170-180;
  • песок с фракцией 0-2 – 650;
  • щебень фракцией 2-20 – 950;
  • суперпластификатор – 2-4.

Последние добавляются в раствор для повышения свойств:

  • удобоукладываемости;
  • пластичности;
  • водоотталкивания;

В зависимости от необходимых характеристик вводятся загустители или разжижители.

В смеси должно присутствовать не менее 70% мелкого заполнителя с фракцией 0,63 мм. Остальной песок должен быть частицами не более 1,25 мм. Зерно щебня используется в двух диапазонах:

В растворе обязательно присутствие минералов с повышенной впитываемостью поверхности. Они регулируют водосодержание смеси, не давая жидкости быстро испариться.

Применение самоуплотняющегося бетона

Фото применения и испытаний СУБ бетонаПрименение смеси зависит от ее вида. Пластичность раствора обуславливает условия применения в тех или иных конструкциях. Рассмотрим основные виды данного материала.

1. Высокая подвижность бетонной смеси определяется показателем SF и определенным цифровым значением:

  • 1 – применяется в слабоармированных изделиях и изделиях, исключающих наличие арматуры;
  • 2 – самый распространенный вариант для стандартных ж/б изделий;
  • 3 – применяется для заливки изделий с повышенным шагом арматуры, чаще всего используемым для вертикальных строений. Также такая смесь применяется при торкретировании, устройстве изделий произвольной формы и нанесении бетонной смеси на поверхность тонким слоем;

2. По вязкости различают два вида смеси:

  • VS1/VF1 – используется в изделиях с высокими требованиями к гладкости поверхности. Дальнейшая обработка такой поверхности не требуется;
  • VS2/VF2 – вязкость такой массы выше. Она применяется для использования на площадках, удаленных от места приготовления смеси. Раствор имеет меньшие показатели расслаиваемости, текучести.

3. По легкости формирования смесь бывает:

  • РА1 – для заливки вертикальных изделий с шагом армирования от 80 до 100 мм;
  • РА2 – для вертикальных сооружений с шагом армирования от 60 до 80 мм;

4. Параметры раслаиваемости зависят от дальности транспортировки и шага армирования:

  • при расстоянии между стержнями меньше 80 мм и удаленности объекта не более 5 м используют смесь SR1;
  • если стрежни расположены на удалении более 80 мм и удаленность заливки превышает 5 м, применяется смесь SR2.

Различные конструкции и объекты требуют разницы в составе и входящих компонентах. Из этого следуют отличия как в ценовом сегменте, так и в параметрах смеси.

Жесткий самоуплотняющийся бетон практически не отличается от обычного. Различие состоит только в долгом сохранении смесью характеристик свежеприготовленного состава.

Загрузка...

Похожие материалы:

uvservis.ru


Смотрите также