Самоуплотняющийся бетон: свойства, состав, применение и особенности

Содержание

свойства, состав, применение и особенности

Бетон / Виды бетона / Другие виды бетона /

Содержание

  • 1 Определение
  • 2 Преимущества
  • 3 Недостатки
  • 4 Свойства
  • 5 Состав
  • 6 Применение и особенности укладки
  • 7 Диагностика
  • 8 Заключение

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.

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) — Бетон на практике — Вопросы и ответы

Внимание!
Вы находитесь на странице эксклюзивного перевода американского руководства по бетонированию «Бетон на практике». е
Если вас интересуют не теоретические вопросы, а приобретение самоуплотняющегося бетона — рекомендуем оставить запрос или связаться по телефону (+7495-589-52-48), потому что в прайс-листах он обычно не присутствует.

Что такое самоуплотняющийся бетон?

Самоуплотняющийся бетон (СУБ, в англоязычной литературе — SCC) — это высокоподвижный, нерасслаивающийся бетон, который растекается по котловану, заполняет опалубку и обволакивает арматуру без каких-либо механических усилий. Подвижность СУБ измеряется в терминах растекаемости с  помощью теста ASTM C 143. Растекаемость (подвижность) СУБ обычно колеблется от 45,5 до 81 см в зависимости от требований проекта. Вязкость, которая визуально определяется как скорость растекания смеси — это важная характеристика пластичного СУБ, которая может быть проконтролирована на этапе замеса, чтобы подойти под конкретный тип возводимого объекта.

ПОЧЕМУ используется СУБ?

Некоторые преимущества использования СУБ:

  1. Может быть уложен быстрее, без механического вибрирования и с меньшим выравниванием, что выливается в экономии затрат на заливку (составители рекомендации упускают из вида, что самоуплотняющийся бетон может съесть всю эту экономию за счёт своей более высокой стоимости — прим. перев.) 

  2. Улучшенная и более однородная архитектурная поверхность с минимумом исправительных работ или вовсе без них.

  3. Легкость заполнения загражденных и труднодоступных областей. Недоступная при использовании обычного бетона возможность создать структурные и архитектурные формы и поверхности.

  4. Повышенное обволакивание арматуры и улучшенная прочность взаимодействия с ней.

  5. Повышенная способность к прокачиванию.

  6. Повышенная равномерность залитого бетона за счет уменьшения ручной работы по выравниванию.

  7. Уменьшение затрат на рабочих.

  8. Ускорение строительства и, как следствие, экономия затрат.

  9. Более короткий период оборота миксера позволяет заводу более эффективно обслуживать объект.

  10. Уменьшение или отказ от вибрирования, позволяющее избежать или уменьшить уровень шума, что увеличивает продолжительность рабочего дня в городской застройке.

  11. Минимизация перемещения миксеров и насосов по стройплощадке.

  12. Увеличение уровня безопасности на стройплощадке из-за отказа от уплотнения.

 

КАК изготавливается СУБ?

У самоуплотняющегося бетона в его пластичном состоянии есть 2 важные характеристики: растекаемость и сохраняемость.
Высокая растекаемость обычно достигается добавлением заменяющих воду добавок (HRWR), и уменьшением объема воды в смеси.
Сохраняемость, или сопротивление расслоению пластичной бетонной смеси достигается увеличением объема мелкого заполнителя в смеси (через увеличение содержания цементирующего компонента или использованием минеральных заполнитей) и с помощью добавок для увеличения вязкости. Такие добавки особенно полезны, когда соотношение заполнителей нельзя поменять. Надлежащее распределение заполнителей в смеси позволяет достичь самоуплотняющихся характеристик с меньшим расходом вяжущего или добавок. Хотя СУБ можно замесить на заполнителях крупностью до 38 мм, ее легче сделать и контролировать с меньшим размером заполнителей. Контроль влажных заполнителей критически важен для получения качественной смеси. СУБ обычно имеют относительно больше (цементного) теста, меньше крупного заполнителя и больше мелкого заполнителя, чем обычная смесь (таким образом, смесь можно назвать жирным бетоном — прим. перев.)

Важно обеспечить растекаемость смеси при ее выгрузке на строительной площадке. Высокая температура, длинное плечо доставки и задержки на стройплощадке могут вызвать снижение растекаемости, что нивелирует преимущества использования СУБ. Добавление воды на стройплощадке не всегда возвращает утраченную растекаемость, но может вызвать проблемы с сохраняемостью смеси (не говоря о проблемах с прочностью — прим. перев.)

Из-за потенциальной утечки смеси не рекомендуется перевозить СУБ высокой растекаемости в полностью загруженных миксерах. Если это всё-таки необходимо сделать, лучше перевозить смесь уменьшенной растекаемости и добавить заменяющие воду добавки (HRWR) непосредственно на стройплощадке. Нужно быть осторожным, чтобы удержать сохраняемость смеси и минимизировать забивание стрелы насоса при прокачке и укладке в труднодоступные места. Опалубка должна выдерживать высокое давление смеси. В более высоких элементах СУБ может быть размещен в подъемниках. Как только бетон залит, он не должен расслаиваться или выделять воду.

По аналогии с обычными смесями, для самоуплотняющегося бетона могут использоваться специальные добавки для достижения определенных характеристик в проектном возрасте. Если самоуплотняющаяся смесь спроектирована с увеличенным вяжущим или мелким заполнителем, может возникнуть увеличение в объеме усадки.

 

КАК тестировать СУБ?

Для проверки пластичных свойств СУБ есть несколько процедур. Тест на растекаемость, с использованием обычного конуса, является самым популярным «полевым» тестом, зафиксированном ASTM (Американским Обществом Тестирования и Материалов). Конус наполняется бетоном без уплотнения, поднимается, и измеряется расплыв. Расплыв может составлять от 45 до 81 см. Сопротивление расслаиванию может быть проверено с помощью индекса визуальной сохраняемости (VSI). Это измерение проводится на базе, наблюдается ли вода на верхнем слое или скученность в центре. Значения индекса изменяются от 0 для высокосохраняемого состояния до 3 для неприемлемой сохраняемости.

Вязкость смеси может быть измерена при тестировании растекаемости с помощью конуса. Для этого нужно измерить время, которое требуется смеси для растекания на 50 см с момента поднятия конуса. Это называется измерением Т50  и обычно имеет значение от 2 до 10 секунд (правда, не понятно, какое значение у самоуплотняющейся смеси со вполне допустимым значением расплыва от 45 до 50 см — прим. перев.). Более высокое значение Т50 означает более вязкую смесь, более подходящую для объектов с усиленным армированием и глубоких котлованов. Меньшие значениеТ50 подходят для случаев, когда требуется растекание смеси на большое расстояние по горизонтали без препятствий.

Для предварительной оценки смеси используются тесты U-box и L-box, когда бетон заливается в одну часть коробки, а затем открывается перегородка, и измеряется способность бетона заполнить вторую часть коробки, содержащую арматуру. Вариантом теста с конусом является J-ring, когда вокруг конуса размещают армированную структуру, и с поднятием конуса измеряется способность СУБ растекаться без расслоения. Все эти тесты измеряют способность СУБ преодолевать густое армирование. Другой стандартный тест — это колонный тест, в котором измеряется содержание крупного заполнителя на разной высоте залитой колонны как показатель сохраняемости (сопротивления расслоению).

 

КАК заказывать и уточнять характеристики СУБ?

При заказе и/или уточнении характеристик СУБ следует принять во внимание конечную сферу применения бетона. Производители бетона обычно имеют разработанные пропорции в зависимости от применения. Требуемая растекаемость основывается на типе конструкции, способе заливки, сложности конфигурации опалубки и армирования. Комитет ACI 237 завершает составление документа, в котором будут подготовлены рекомендации к расплыву смеси в зависимости от конечного применения. Это позволит достичь самоуплотняемости легко, с требуемой сохраняемостью смеси и по минимальной стоимости. Требования к затвердевшему бетону должны составляться профессионалом на основании требований по нагрузке к структуре. В большинстве случаев, требования по прочности совпадают с требованиями к обычному бетону. В зависимости от требований к каждому конкретному проекту, конкретные требования к СУБ могут выдвигаться только после того, как четко определены требования к бетону в пластичном и затвердевшем состоянии.

Дополнительная информация

Узнать, как работают противоморозные добавки или что нужно для заливки бетона бетононасосом, можно в разделе «Вопросы и ответы». А нормативные требования к бетону тяжелому — в гост 26633-91 (точнее — в его актуализированной версии, ГОСТ 26633-2012).

Что такое самоуплотняющийся бетон?

  • Дом
  • Блог
  • Что такое самоуплотняющийся бетон?

Самоуплотняющийся бетон, также известный как самоуплотняющийся бетон, характеризуется высокой текучестью. Благодаря этому свойству он проникает в бетонную опалубку без использования вибрационного оборудования. Этот нерасслаивающийся бетон распределяется под действием собственного веса, сохраняя при этом свойства обычного бетона, такие как долговечность и прочность.

Некоторые самоуплотняющиеся бетонные смеси включают такие добавки, как суперпластификатор и модификаторы вязкости, для уменьшения утечек и расслоения. Когда бетон сегрегирует, он теряет прочность и приводит к образованию сот по всей поверхности. Однако хорошо спроектированный самоуплотняющийся бетон не расслаивается благодаря своей пластичности и стабильности.

Получите профессиональные услуги по управлению строительством для вашего следующего проекта.

Самоуплотняющиеся бетонные материалы

Материалы, используемые для создания самоуплотняющейся бетонной смеси:

Портландцемент: Обычно используется портландцемент марки 43 или 53.

Заполнители: Размер крупного заполнителя ограничен 20 мм, но в случае конструкции с перегруженной арматурой размер заполнителя может составлять от 10 до 12 мм. Для наилучшей производительности рекомендуются хорошо отсортированные круглые или кубические заполнители. Мелкие заполнители могут быть натуральными или изготовленными из однородного зерна, обычно размером менее 0,125 мм.

Вода: Вода обрабатывается так же, как и обычный бетон.

Минеральные добавки: Может варьироваться в зависимости от состава смеси и требуемых свойств. Ниже приведен список различных используемых минеральных добавок и свойств, которые они придают бетонной смеси:

  • Летучая зола: используется для улучшения заполнения внутренней бетонной матрицы, что приводит к уменьшению пор. Это снижает проницаемость и улучшает качество конструкций.
  • Измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS): GGBS помогает улучшить реологические свойства бетона.
  • Каменный порошок: добавлен для улучшения содержания порошка в смеси.
  • Диоксид кремния: Используется для улучшения механических свойств конструкции.

Химические добавки: Как упоминалось ранее, суперпластификаторы обычно используются в самоуплотняющихся бетонах. Воздухововлекающие добавки используются для повышения морозостойкости конструкции. Замедлители используются для контроля времени схватывания бетона.

Свойства самоуплотняющегося бетона

Самоуплотняющийся бетон устойчив к расслоению благодаря наличию минеральных наполнителей и специальных добавок. Как уже говорилось ранее, этот вид бетона должен обладать высокой текучестью и быть способен заполнять специальные формы под собственным весом без механических вибраций. Он также должен быть достаточно жидким, чтобы проходить вокруг перегруженных армированных участков внутри конструкций и, что наиболее важно, избегать любой сегрегации (ячеистости). Известны случаи, когда самоуплотняющийся бетон укладывался на высоте более 5 метров без каких-либо расслоений заполнителя.

Самоуплотняющийся бетон с таким же водоцементным отношением, как и у традиционного вибрированного бетона, будет иметь несколько более высокую прочность из-за отсутствия вибрации. Это улучшает интерфейс между заполнителем и затвердевшей пастой. Важно отметить, что самоуплотняющийся бетон необходимо заливать быстрее, чем обычный бетон.

Применение самоуплотняющегося бетона

Основные области применения этого типа бетона:

  • Строительство ленточных и свайных фундаментов
  • Модернизация и ремонт конструкций
  • Конструкции со сложным распределением арматуры
  • Строительство подпорных систем
  • Просверленные валы
  • Столбцы

Преимущества самоуплотняющегося бетона

Самоуплотняющийся бетон имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным бетоном. Вот некоторые из этих преимуществ:

  • Быстрое размещение без механического уплотнения.
  • Улучшенная конструктивность.
  • Уменьшает проницаемость бетонных конструкций.
  • Сводит к минимуму пустоты в сильно армированных областях.
  • Устраняет проблемы, связанные с вибрацией бетона.
  • Создает высококачественные конструкции с улучшенной структурной целостностью.
  • Высокая износостойкость, прочность и надежность.
  • Снижает трудозатраты.
  • Позволяет использовать инновационные архитектурные особенности, поскольку может использоваться в сложных формах.
  • Создает более гладкую и эстетичную поверхность.
  • Облегчает накачку, и существует множество доступных методов размещения.

Недостатки самоуплотняющегося бетона:

Как и любой другой строительный материал, самоуплотняющийся бетон имеет следующие ограничения:

  • Более строгий отбор материалов.
  • Затраты на строительство увеличиваются по сравнению с обычным бетоном.
  • Для использования разработанной смеси требуется множество пробных партий и лабораторных испытаний.
  • При измерении и мониторинге требуется более высокая точность.
  • Не существует международного стандарта испытаний самоуплотняющейся бетонной смеси.

Особые указания при использовании самоуплотняющегося бетона

При использовании этого типа бетона необходимо учитывать несколько особенностей для достижения наилучших результатов. Во-первых, производство самоуплотняющегося бетона требует больше опыта и внимательности, чем производство обычного вибробетона. Кроме того, используемая опалубка должна быть рассчитана на более высокое давление, чем при использовании обычного бетона. Наконец, использование миксеров на полную мощность не рекомендуется из-за высокой текучести самоуплотняющегося бетона – он может расплескаться по дороге, вызывая загрязнения.

Nearby EngineersКомпания New York Engineers имеет опыт проектирования MEP более чем в 1000 проектов. Свяжитесь с нами по электронной почте ([email protected]) или по телефону (786) 788-0295212-575-5300 и убедитесь, что ваши строительные системы соответствуют нормам.

 

Теги :
строительные материалы
конкретный
самоуплотняющийся бетон

Поиск