Самоуплотняющийся бетон – эффективный инструмент в решении задач строительства. Самоуплотняющийся бетон состав

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 - 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.

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.

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.

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.

Читайте также: Сколько кубов бетона в миксере

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.

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: 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

Основные особенности

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

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

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

• 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

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

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

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

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

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

• 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

• 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 и литой бетон – «мифы» и реалии. | Бетон и строительные технологии

admin 27.06.2013

 

 Уважаемые коллеги, сегодня мы с Вами продолжим рассмотрение темы «Производство бетонных работ и на сей раз мы с Вами рассмотрим две темы Самоуплотняющийся бетон (в дальнейшем будем называть его в общепринятой среди бетонщиков абревиатурой СУБ) и литой бетон и технологии по которым эти два вида бетона  производятся, какие компоненты применяются для этого и области их применения и многое другое.

 

Эта статья называется «Самоуплотняющийся бетон и литой бетон – «мифы» и реалии их производства и применения» и она продолжают большую серию моих статей «Производство бетонных работ», которые были опубликованы ранее, напомню Вам как они назывались:

1 Приготовление бетонной смеси  – подбор состава бетона по программе.

2 Укладка бетона  – как правильно произвести бетонные работы.

3 Уход за бетоном  – как правильно ухаживать за свежеуложенным бетоном.

4 Ремонт бетона  – как правильно исправить дефекты.

5 Трещины в бетоне  – причины и как не допустить их образования.

6 Трещины в бетоне  – обследование объектов для выявления трещин и дефектов.

7 Трещины в бетоне  – как их заделать и не допустить разрушение бетона.

8 Торкретирование  –  уникальный и простой способ ремонта строительных конструкций.

9 Торкрет бетон и торкретирование  – выбор оборудования и технологии.

10 Самоуплотняющийся бетон и литой бетон – «мифы» и реалии их производства и применения. Это статья, которую Вы сейчас читаете.

 Уважаемые коллеги, я просто уверен, что эта тема будет полезна и интересна для всех, кто связан так или иначе с бетоном, но особенно, мне кажется, она представляет интерес, в основном для его производителей.

Так что же такое самоуплотняющийся бетон (в дальнейшем буду писать просто и незамысловато СУБ).

По заведенной у нас с Вами традиции, посмотрите несколько коротких видео фильмов, займет это у Вас 10-15 мин времени, но значительно поможет нам познавать эти технологии.

 

Посмотрите короткий видео фильм  — Преимущество СУБ в производстве ЖБИ .

Еще один видео фильм  — Преимущество СУБ в монолитном домостроении.

И еще небольшой видео фильм  – Показана структура СУБ, расплыв конуса Абрамса, отбор проб для лабораторных обследований  и подача в бетононасос для дальнейшей заливки в монолит.

Ну что посмотрели, впечатляет? А теперь подробнее, что же такое СУБ.

 Коротко можно сказать так, самоуплотняющийся бетон, это компaктнaя, высокоподвижная бeтоннaя смесь, которая уклaдывaeтся в конструкцию без уплотнения.

 Основным критерием или характеристикой СУБ является диаметр расплыва при истечении из стандартного конуса Абрамса: он должен  превышать 60 см.

А вот теперь давайте ка порассуждаем с Вами, что является самым главным в технологии производства СУБ, Вы скажете:

1 Гиперпластификаторы – важно но не главное.

2 Опытный технолог – тоже важно, но не главное.

3 Современный БСУ – тоже важно, но не главное.

4 Другие хим добавки – тоже важно, но не главное.

5 Правильный подбор состава бетона – уже ближе к цели.

6 Гранулометрический состав крупного и мелкого заполнителей  – теперь правильно, это самое главное, самое важное, самое трудное и кстати самое, в прямом смысле, дорогое из всех критериев. Так вот где, как говорят «собака зарыта».  

 Для приготовления самоуплотняющегося бетона необходимо правильно подобрать гранулометрию заполнителей, Вы должны обеспечить непрерывный гранулометрический состав крупного и мелкого заполнителей , обязательно применять тонкий наполнитель, каменную муку, можно золу-уноса  от сжигания углей и в идеальном варианте микрокремнезем.

Пока пойдем дальше, но к заполнителям еще вернемся, так как, на мой взгляд, это является «краеугольным камнем» в производстве СУБ.

 

 

   Другим самым важным составляющим является эффективные гиперпластификаторы в основном это  поликарбоксилаты. Кстати я соглашусь с мнением многих бетоноведов, что их совершенно правильно так называют. Именно после его изобретения японским профессором Окамара в 1986 году стало возможным производить самоуплотняющийся бетон.

  Чуть чуть теории. Кстати гиперпластификаторы (и в частности поликарбоксилаты) принципиально отличаются от ранее применяемых суперпластификаторов на основе мeлaминовых или нaфтaлинформaльдeгидных соединений, так как их механизм действия совершенно другой.

Отличие заключается в том, что поликарбоксилаты концентрируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате этого цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор, а также минеральные составляющие. Эффективность пластификации становится более высокой, а ее действие продлевается при постоянном перемешивании. Длительность пластификационного эффекта поликарбоксилатов, как минимум, в 3–4 раза больше, чем при применении обычных суперпластификаторов.

В этом суть и эффективность гиперпластификатора.

 Рецептуры  СУБ у каждого производителя свои, и зависят от используемых материалов. Количество цемента определяется требуемой прочностью бетона.

  Вот примерный состав самоуплоняющегося бетона, каким дают его в Японии, правда не указывается класс бетона, но я думаю это не менее 60 МПА, судя по расходу цемента

Компоненты бетонной смеси	Расход составляющих на 1 м3 бетонной смеси
Вода, кг	175
Портландцемент с пониженным тепловыделением, кг	530
Зола, кг	70
Мелкий заполнитель, кг	751
Крупный заполнитель, кг	789
Добавка суперпластификатор, кг	9

 

Еще одним отличием СУБ от обычного бетона является значительная доля песка, порядка 50% (кстати Вы это видите в примерном составе, который я привел) и обязательное включение в состав тонкодисперсной фракции, примерное до 100 кг/куб (я уже писал выше) это микрокремнезем, каменная мука или зола уноса, в том числе извлеченная из золошлаковых отходов .

  Для получения оптимального гранулометрического состава недостаточно только двух природных фракций заполнителя. Необходимо либо вводить третью фракцию, либо модифицировать имеющиеся пески и щебни. Также в крупном заполнителе содержание зерен лещадной и игольчатой формы не должно превышать 15%, тогда как по нынешнему ГОСТу их количество может быть равно 35%.

  Как правило, на бетонных заводах есть один склад для песка и один  для щебня. Среднюю фракцию просто некуда засыпать.

Как видите, самой основной проблемой является наличие качественного крупного и мелкого заполнителей.

Ну предположим мы эти проблемы решили, так в чем основные преимущества СУБ.

Основные преимущества СУБ

 — Высокая подвижность бетонной смеси, которая сохраняется при длительной транспортировке и не расслаивается.  

 — Высокие физико-технические характеристики бетона, обеспечивающие его прочность  и долговечность (В60-В80 Более чем П5 F 400 W62 и более).

 — Возможность укладки бетонной смеси в густоармированные конструкции, сложные по конфигурации, узкие, длинные опалубочные формы и труднодоступные места.

 — Хорошее качество поверхностей бетонируемых конструкций.

 — Отказ от вибрации при укладке.    

— Высокая начальная прочность бетона.

Есть конечно и недостатки:

— В основном можно работать при плюсовой температуре;

 — При длительной транспортировке возрастает риск расслоения бетонной смеси смеси, велика возможность нарушения её стабильности;

— Требует четкой организации производства работ по приемке и укладке бетона;

 — Опалубка должна быть более «прочной» так как при заливке СУБ  возникает более высокое давление на опалубку;

— Применение СУБ требует больше опыта и тщательного ухода, чем обычный бетон;

— Модуль упругости примерно на 15% ниже  обычного;

— Дороже обычного бетона, понятно почему;

А теперь позвольте, уважаемые коллеги спросить, много ли у Вас заказов на самоупотняющийся бетон с параметрами до 100 МПА.

К чему я это спрашиваю. Давайте ка «положа руку на сердце» и «не кривя душой» спросим себя, а нужно ли где ни попадя применять СУБ, как нас к тому призывают многочисленные «ученые мужи» и продавцы гиперпластификаторов? Ответ будет очевиден.

Спросите также себя, а готовы ли Вы вкладывать большие деньги в реконструкцию своего БСУ или РБУ и оснащать свое производство дополнительными бункерами для мелкого и крупного заполнителя? Ответ будет очевиден.

А спросите также себя, есть ли вообще у нас качественные щебень с лещадкой и «иголками» менее 15% и песком отвечающим всем требованиям соответствующих ГОСТов? Ответ также будет очевиден.

А много ли у Вас потенциальных заказчиков на самоуплотняющийся бетон? Ответ также будет очевиден.

Предвижу «бурю» негодований, ну Пастухов, да Вы же «ретроград» и «пессимист», первое отвергаю напрочь и свидетельством тому содержание моего сайта, второе отчасти приемлю. Долю пессимизма должен иметь каждый, недаром говорят «Пессимист это хорошо информированный оптимист».

И еще хочу сказать, безусловно СУБ это большой шаг вперед в совершенствовании технологического процесса производства бетона и изготовления железобетонных армированных  конструкций, но по моим прикидкам его доля не превышает 10% (и это в лучшем случае) от общего объема производства бетона.

А что же остальные 90%, нужно просто делать обыкновенный бетон, но хорошего качества и поверьте мне это уже немало и не просто.

И здесь по этому вопросу могу Вам, кое что посоветовать.

А спросите себя, давно ли Вы перечитывали полезные пособия по бетону и в частности ГОСТ 7473—2010 «Смеси бетонные», ведь его еще никто пока не отменял и по нему пока работают все бетонщики, перечитайте пожалуйста и там найдете ответ.

  Литой бетон, вот отчасти альтернатива (правда не везде и не всегда) СУБ. Просто когда писался и принимался этот ГОСТ не было и в помине гиперпластификаторов и что такое самоуплотняющийся бетон знали лишь единицы.

Так вот на мой взгляд  литой бетон, вполне может заменить СУБ в некоторых случаях, когда нужны стандартные, а не повышенные прочностные и другие характеристики бетона. Сразу хочу оговориться, что 100 МПА Вы не сделаете, да и нужно то это в исключительно редких случаях.

Приведу пример из собственной практики. Дело было в начале 2008 году, пригласили меня технологом и нач лаборатории в фирму, которая никогда не занималась бетоном, купили они довольно мощный БСУ, а на пороге кризис.

Ладно опущу все подробности. Короче сбыта нет, делаем 20-50 кубов в сутки, а БСУ имеет производительность 100 куб/час, в общем время для экспериментов есть. А до этого я работал в фирме, которая среди всего многообразия ассортимента занималась еще производством сухих строительных смесей. Вот там то я впервые познакомился с эфирами поликарбоксилатов.

Вот тогда меня поразили возможности этой добавки, применял я ее в основном для производства самовыравнивающихся сухих смесей для пола.

И вот, работая на БСУ появился у нас адекватный, хороший заказчик  на бетон В25 со стандартными характеристиками под монолитное домостроение, но просил П5, стал я эксперементировать применяя обычный С3, ничего не получается, не успеваем довезти (время доставки было 1-2 часа) идет расслоение и седиментация бетонной смеси (то есть попросту осаждение крупного заполнителя), вот тогда я вспомнил про гиперпластификатор – эфиры поликарбоксилатов.

Попробовал, получилось, но все таки при увеличении времени доставки более 2х часов частичное расслоение все же иногда происходило. Стал искать способы, как избежать этого явления, можно конечно вводить дополнительно связующие компоненты, но не хотелось делать этого из за неизбежного при этом удорожания продукции.

  И все таки я нашел выход из этой ситуации, расскажу подробнее. Буду рассказывать все подробно, буквально пошагово, так как важны все детали и нюансы, а самое главное при этом способе возможно применение обычного С3 для получения литой бетонной смеси со стандартными характеристиками:

1 Эта технология предусматривает использование автомиксера, в качестве дополнительного перемешивающего устройства и предполагает две стадии приготовления литой смеси;

2 Конечно эта технология или правильнее сказать методика предполагает желание со стороны Получателя бетонной смеси совместно с Производителем поучаствовать в этой технологии, что даст Получателю несомненную экономию.

3 Вначале на БСУ в стационарном бетоносмесителе Вы приготавливаете «исходную» бетонную смесь заданного состава без пластификатора, но делаем смесь подвижностью П1, в крайнем случае П2. При этом рецептуру рассчитываем на П5.         Как сделать расчет состава бетона можно на моем сайте по моей программе, это не очень сложно, вот ссылка .

4 «Исходную», как бы «полуприготовленную» бетонную смесь без пластификатора доставляем автомиксером к месту укладки, еще раз повторю, подвижность исходной смеси должна быть в пределах 1-5 см.

5 На месте укладки в исходную смесь, прямо в миксер автобетоносмесителя, вводят заранее дозированный водный раствор пластификатора. Лучше это сделать следующим образом. 

6 При введении водного раствора пластификатора «исходную» бетонную смесь необходимо сдвинуть в заднюю часть миксера, для этого включают его в режим выгрузки, вовремя останавливаем, выливаем приготовленный раствор, переводим в режим перемешивания и вращаем примерно 10 минут, желательно увеличить скорость перемешивания до максимальной.

7 Осадку можно проверить на конусе, при необходимости добавить пластификатора и еще раз перемешать, но как правило при правильном подборе состава бетона в этом нет необходимости.

8 Должен сказать методика работает очень хорошо, правда поначалу заказчик неохотно идет на это, но потом когда видят воочию результат остаются вполне довольны.                      Конечно при этом Производителю желательно иметь своего представителя, особенно на первых порах совместнойработы.

9 Еще раз подчеркиваю, желательно все таки применять гиперпластификаторы, это будет даже экономичнее, но уж на «худой конец» эта технология работает и с обычными пластифицирующими добавками.

Вот таким образом можно делать литой бетон, который, на мой взгляд, является первым шагом от обычного бетон и может быть в некоторых случаях заменить самоуплотняющийся бетон. Хочу еще раз предупредить, он ни в коем случае не является аналогом СУБ, а только своего рода, дополнением и иногда вполне достойным.

Кстати применять эфиры поликарбоксилатов, можно и даже нужно для производства и обычного товарного бетона с подвижностью обычной П1, П2, П3, дает хорошую экономию цемента, в своей программе по подбору составов бетона я очень подробно рассказываю, ниже даю скачать файлы, обязательно почитайте.

Также хотел бы предостеречь от опрометчивости при проектировании составов литого бетона, все нужно самым тщательным образом проверить и провести все необходимые лабораторные исследования согласно ГОСТа 7473—2010 «Смеси бетонные».

По сложившейся у нас с Вами традиции, я все таки дам Вам скачать подготовленную мною информацию по теме «Самоуплотняющийся бетон» для, как я называю, «дотошных» для тех кто хочет самостоятельно и досконально изучить во всех нюансах технологию этого перспективного бетона.

Поликарбоксилаты —  Этот файл взят с сайта фирмы Sika, очень подробно описан механизм действия и возможности применения этих гиперпластификаторов.

Книга2 Поликарбоксилаты —  Файл в формате Excel, я в свое время собрал данные о многих производителях эфиров поликарбоксилатов, пожалуйста можете выбирать, кстати там же есть расчет экономии цемента при применении этих добавок.

Prigotovlenie_betona -  Это просто уникальное произведение для бетонщиков, перевод с немецкого, взято с сайта www.vdz— online.de, кстати описаны все технологии, а не только СУБ, но объем почти 300 страниц, но настоятельно советую иметь в своей базе данных.

ДОРНИИ-Методические рекомендации по применению литых бетонных смесей — Это о литом бетоне, правда разработаны еще в 1987 году, но актуально и сейчас. -  СОЮЗДОРНИИ — МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЛИТЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ С КОМПЛЕКСНЫМИ ДОБАВКАМИ( ВКЛЮЧАЮЩИМИ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР( ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ).

СУБ-История-обзор — Статья взята с журнала «Технологии бетонов». №10, 2008 года – В статье дан общий обзор применения поликарбоксилатов и СУБ.

Полипласт СП-СУБ — Файл взят с сайта известной фирмы «Полипласт» Новомосковск – Очень подробно и конкретно описана технология применения их добавки для производства СУБ

На этом позвольте закончить этот обзор и я просто уверен, что Вы будете в дальнейшем применять в своей практической деятельности самоуплотняющийся бетон и литой бетон.

 

Хотелось также обратить Ваше внимание на следующее, Вы наверное заметили, что сферы моих интересов не ограничиваются только бетоном, поэтому рекомендую Вам посмотреть на моем сайте другие материалы о некоторых уникальных, по своему, технологиях по производству строительных материалах:

1  Грунтоблоки, уникальная технология и оборудование для их производства.

2 Вспученный вермикулит и перлит — сегодня, это новые возможности для производства и бизнеса.

3 Серобетон и сероасфальт – уникальные технологии и оборудование для их производства.

4  Ячеистый бетон — что лучше? Выбираем оптимальный вариант. Лучший и недорогой вариант технологии и оборудования для производства строительных блоков из неавтоклавного газобетона

5 Полистиролбетонные негорючие блоки для строительства методом без опалубочного строительства.

6 Сухие строительные смеси – простой и недорогой способ приготовления.

 

На этом все, кликните по этой ссылке, чтобы посмотреть другие интересные и полезные материалы моего сайта.

 

Желаю Вам успехов.

 

Творите, дерзайте и побеждайте!

 

С уважением, Николай Пастухов.

 

 

 

Рекомендую прочесть похожие посты!

www.helpbeton.ru

Самоуплотняющийся бетон (СУБ): состав и применение

Апрель 15, 2015 Нет комментариев

В 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

Применение 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

Самоуплотняющийся бетон – эффективный инструмент в решении задач строительства

Посмотреть все статьи

 

Самоуплотняющийся бетон – эффективный инструмент в решении задач строительства

Самоуплотняющийся бетон представляет собой материал, который способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя форму даже в густоармированных конструкциях. Он находит все более широкое применение. Перспективным является его использование для производства сборного железобетона, устройства монолитных высокопрочных бесшовных полов, торкретбетонирования, реставрации и усиления конструкций. Чем же самоуплотняющийся бетон отличается от традиционно применяемого?…

Особо высокопрочные бетоны, модифицированные добавками-суперпластификаторами, начали применять в конце 60-х — начале 70-х годов прошлого века. В частности, в 1970 году такой бетон использовался для строительства нефтяных платформ в Северном море норвежскими и британскими специалистами. Опыт применения подобного материала показал преимущества введения суперпластификаторов в бетонную смесь, однако был замечен и ряд ограничений в работе с ним. Во-первых, большинство суперпластификаторов, особенно при больших дозировках, способны замедлять схватывание бетонной смеси. Во-вторых, при ее транспортировке в течение 60–90 минут эффект от действия добавки снижается, то есть уменьшается подвижность. В-третьих, подача смеси по трубопроводу к месту укладки на расстояние свыше 200–250 метров стимулирует расслоение и создает неоднородность в готовом изделии. В результате время выполнения работ по бетонированию возрастает, ухудшается качество поверхности изделий, снижается прочность.

Появление новых амбициозных проектов в сфере строительства (таких, как протяженные подвесные мосты в Японии и Китае, комплексы крупных гидротехнических и транспортных сооружений в Голландии и ряд других) повысило требования к особо высокопрочным бетонам. При возведении таких конструкций было необходимо использование литых смесей в большом объеме. А зачастую участки бетонирования находились на большом расстоянии от места производства бетона и даже на значительном удалении от побережья (на воде). Кроме этого, еще одной необходимостью было сокращение времени и трудозатрат на уплотнение бетонной смеси, а также повышенный набор прочности в ранние сроки.

Решению указанных задач способствовали теоретические исследования и практические внедрения, направленные на

— применение мультифракционного заполнителя для получения высокопрочного бетона;

— введение микро- и ультрадисперсного наполнителя для повышения прочности, коррозионной и трещиностойкости материала;

— управление реологией высокоподвижных бетонных смесей;

— создание новых видов химических модификаторов, регуляторов свойств бетона.

В 1986 году проф. Окамура [см. Okamura H., Ouchi M. Self-Compacting Concrete // Advanced Concrete Technology, 2003, Vol. 1, No. 1] при разработке высокопрочного бетона обобщил опыт, накопленный в указанных областях, предложив называть получаемый материал “самоуплотняющийся бетон”.

Самоуплотняющийся бетон — Self-Compacting Concrete (SCC) — способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя форму даже в густоармированных конструкциях. Первая международная конференция по изучению его свойств прошла в 1998 году с участием 150 ученых и инженеров из 15 стран. Высокая эффективность нового материала способствовала созданию рабочей группы специалистов RILEM (1996 г.) из 8 стран для разработки рекомендаций по использованию самоуплотняющихся бетонов. В 2004 году организован технический комитет 205-DSC “Долговечность самоуплотняющегося бетона”, председателем которого является проф. Шуттер. В работе этого комитета задействованы 25 лабораторий из 14 стран. В результате исследований была разработана классификация самоуплотняющихся бетонов [см. EFNARC: Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Farnham, February 2002], определяющая их назначение и области применения.

Таблица 1

Классификация бетонных смесей для производства самоуплотняющихся бетонов

Наименование бетонной смеси	Обозначение	Назначение и области применения самоуплотняющихся бетонов
Высокоподвижная (Flowability Slump-flow)	SF1 (550…650 мм)	Неармированные или низкоармированные бетонные конструкции – плиты перекрытий, трубопроводы, облицовки туннелей, фундаментов.
	SF2 (660…750 мм)	Большинство обычных сооружений – колонны, стены.
	SF3 (760…850 мм)	Вертикальные элементы, густоармированные конструкции сложных форм, торкретирование.
Вязкая (Viscosity)	VS1/VF1 (вязкость менее 8 секунд)	Конструкции и изделия, к которым предъявляются высокие требования по качеству поверхности и не требующие дополнительной обработки.
	VS2/VF2 (вязкость 9…25 секунд)	Конструкции невысокого класса прочности. Ввиду повышенной расслаиваемости тиксотропные свойства быстро изменяются за небольшой промежуток времени, что ограничивает расстояние транспортировки.
Легкоформуемая (Passing ability)	PA 1	Вертикальные сооружения, домостроение, конструкции, армированные с шагом от 80 до 100 мм.
	PA 2	Инженерные сооружения, армированные с шагом от 60 до 80 мм.
Устойчивая к расслоению (Segregation resistance)	SR1 (расслаиваемость не более 20%)	Высотные элементы, за исключением тонких балок, вертикальные сооружения, армированные с шагом до 80 мм. Максимальное расстояние транспортировки менее 5 метров.
	SR2 (расслаиваемость не более 15%)	Стены и тонкостенные профили, армированные с шагом свыше 80 мм. Максимальное расстояние транспортировки более 5 метров.

В 1980-е годы начали разрабатывать большепролетные подвесные железобетонные мосты, размеры которых должны были стать рекордными. Самый длинный мост — Акаши Кайкё — был открыт в апреле 1998 года в Японии. Он соединяет друг с другом острова Хонсю и Сикоку. Мост имеет три пролета: центральный, длиной 1991 метр, и две секции по 960 метров. Общая его длина составляет 3911 метров. К началу работы над этим проектом физические лимиты существующих материалов были исчерпаны. Поэтому новый ультра высокопрочный самоуплотняющийся бетон оказался востребованным и позволил увеличить нагрузку и пролет моста.

Для бетонирования только одной опалубки фундамента этого сооружения потребовалось 256000 м3бетонной смеси, в то время как высота пилонов на побережье приближается к высоте Эйфелевой башни и достигает 283 метров. Конструкция моста выдерживает скорость ветра до 80 метров в секунду и сейсмическую активность до 8,5 баллов по шкале Рихтера.

В конце прошлого века производство самоуплотняющихся бетонов стало значительно возрастать. В Японии при возведении стен крупного водохранилища в июне 1998 года благодаря самоуплотняющемуся бетону удалось сократить сроки строительства с 22 запланированных месяцев до 18, при этом количество рабочих уменьшилось со 150 до 50. Самоуплотняющийся бетон применялся и в Швеции при строительстве прибрежной линии с запада на восток в южной части Стокгольма. Это несколько переходов с мостами, земляными насыпями, туннелями и бетонными конструкциями, общей протяженностью 16,6 км. Причем сооружения должны выдерживать воздействие грунтовых минерализованных и морских соленых вод, а также циклические замораживания и оттаивания. Стоимость проекта составила 800 миллионов долларов.

Таблица 2

Состав бетонной смеси для самоуплотняющихся бетонов

Компоненты бетонной смеси	Расход составляющих на 1 м3 бетонной смеси
Япония
Вода, кг	175
Портландцемент с пониженным тепловыделением, кг	530
Зола, кг	70
Мелкий заполнитель, кг	751
Крупный заполнитель, кг	789
Добавка суперпластификатор, кг	9
Европейский Союз
Вода, кг	190
Портландцемент, кг	280
Известковый наполнитель, кг	245
Мелкий заполнитель, кг	865
Крупный заполнитель, кг	750
Добавка суперпластификатор, кг	4,2
США
Вода, кг	180
Портландцемент, кг	357
Гранулированный шлак, кг	119
Мелкий заполнитель, кг	936
Крупный заполнитель, кг	684
Добавка суперпластификатор, мл	2500
Индия
Вода, кг	163
Цемент, кг	330
Зола высококальциевая, кг	150
Крупный заполнитель 10 мм, кг	309
Крупный заполнитель 20 мм, кг	455
Мелкий заполнитель, кг	917
Добавка суперпластификатор, мл	2400

Еще одним примером служит высокоскоростная эстакада в Мумбаи длиной 2,32 км с шириной полосы проезжей части 16,2 м. При ее строительстве впервые в Индии использовался высокопрочный самоуплотняющийся бетон с микрокремнеземом. Проектная прочность составляла 75 МПа, подвижность бетонной смеси достигала 70 см [см. Mullick A.K. High Performance Concrete in India – Development, Practices and Standardization // Indian Concrete Journal, 2005, Vol. 6 (2)]. Этот вид бетона также применяли при возведении атомной электростанции, строительстве мостов и туннелей метрополитенов в других городах страны.

Для достижения высоких эксплуатационных характеристик самоуплотняющихся бетонов предъявляются очень жесткие требования к производственным материалам. Крупность мелкого заполнителя составляет не более 0,125 мм, причем 70 % из них размером 0,063 мм. Крупный заполнитель обязательно фракционируют по размерам 10–16 мм и 16–20 мм. Также допускается применение неорганических материалов с высокой удельной поверхностью, которые увеличивают водоудерживающую способность смеси (белая сажа, молотый асбест, бентониты). Например, 20 кг активного кремнезема заменяют 60 кг цемента и обеспечивают равнозначную прочность, причем в ранние строки твердения прочность увеличивается, так же как трещиностойкость и водонепроницаемость бетона [см. M. Collepardi. Admixtures-Enhancing concrete performance // 6th International Congress, Global Construction, Ultimate Concrete Opportunities, Dundee, U.K. – 5-7 July 2005].

Рис. 1. Кинетика роста прочности самоуплотняющего бетона

в начальные сроки твердения

Важной составной частью самоуплотняющихся бетонов является полимер нового поколения — поликарбоксилат — высокоэффективный комплексный химический модификатор, появившийся в 1990-х годах и обозначаемый PC или PCE. Действие пластификаторов нового типа основано на совокупности электростатического и пространственного эффекта, который достигается с помощью боковых гидрофобных полиэфирных цепей молекулы поликарбоксилатного эфира.

За счет этого продолжительность пластифицирующего действия поликарбоксилатов в 3–4 раза больше по сравнению с сульфомеланиновыми, сульфонафталиновыми формальдегидами или лигносульфонатами. Указанная способность позволяет не только повысить подвижность раствора в ранние сроки, но и сохранять ее в течение большего периода времени, что положительно сказывается на сроках транспортировки бетонных смесей с заводов к местам строительства.

Механизм действия нового суперпластификатора заключается в том, что частицы поликарбоксилатов адсорбируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор (рис. 2). Только небольшая часть цементного зерна покрыта полимером, и свободной поверхности флокулы цемента достаточно для доступа воды и протекания реакции гидратации. Отметим, что структуры полимеров различаются по длине основной цепи, длине боковых цепей, количеству боковых цепей и ионному заряду. Поэтому свойствами данных полимеров можно управлять, изменяя молекулярную структуру и направленно воздействуя на свойства бетона.

Рис. 2. Механизм действия добавки поликарбоксилата

Проектировщики ставят своей задачей возможно более длительную эксплуатацию строительных сооружений. Например, расчетный срок службы моста Акаши Кайкё составляет 200 лет. Бетон фундаментов и опор пилонов подвержен воздействию не только нагрузке от самого моста и транспорта, движущегося по нему, но и агрессивных компонентов, растворенных в морской воде. Последние, особенно сульфат ионы, способствует развитию коррозии.

Повышенная плотность материала, отсутствие в его структуре крупных пор и капилляров препятствуют проникновению агрессивной среды вглубь бетона, снижая риск развития процессов коррозии. По расчетам [см. Min D., Minshu T. Formation and expansion of ettringite crystals // Cement and concrete research, 1994, 24-(1)], кристаллизационное давление эттрингита в порах способно достигать значений 54 МПа. Кроме того, проектная прочность зачастую превышает 100 МПа, соответственно, напряжений, возникающих от образования экспансивных фаз, недостаточно для начала трещинообразования.

 Однако трещинообразование в самоуплотняющемся бетоне может развиваться не под воздействием агрессивной среды, а за счет термических напряжений, так как при возведении крупных сооружений объемы формуемых монолитных конструкций зачастую составляют десятки и даже тысячи кубических метров. Известно, что в течение небольшого промежутка времени вследствие экзотермического эффекта температура бетона значительно возрастает и может превысить температуру окружающей среды. При этом для 1 м3 бетона разница температур между наружными и внутренними слоями может достигать 6–8 С. Благодаря явлению тепловыделения в результате протекания реакций гидратации цемента изменяется температурное поле в изделии, возникают дополнительные внутренние напряжения, представляющие опасность для еще не сформировавшейся структуры материала. Авторами с помощью разработанной методики расчета температурных полей в бетоне проведена оценка и определено, как будет изменяться температура по сечению материала в зависимости от объема формовки (рис. 3).

Рис. 3. Кинетика изменения температуры внутренних слоев и наружной поверхности бетона в процессе гидратации цемента

Также повышению температуры бетонный смеси, а, следовательно, и риску появления сети трещин, способствует разогрев при ее транспортировке от создаваемого трения о стенки трубопровода. При увеличении температуры окружающей среды этот эффект значительно усиливается и приводит, в конечном счете, к ухудшению качества поверхности бетонных изделий, нарушению их структуры, долговечности и коррозионной стойкости. Для снижения внутренних напряжений и, соответственно, риска трещинообразования рекомендуется использовать вяжущие вещества с низким тепловыделением, незначительным содержанием щелочей, сульфатостойкий или шлакопортландцемент.

Самоуплотняющийся бетон находит все более широкое применение. Перспективным является его использование для производства сборного железобетона, устройства монолитных высокопрочных бесшовных полов, торкретбетонирования, реставрации и усиления конструкций. С одной стороны, распространение самоуплотняющихся бетонов ограничивается дороговизной добавок поликарбоксилатов. Однако использование этого материала позволяет отказаться от виброуплотнения, что в свою очередь уменьшает энергозатраты и экономит время, улучшая санитарно-гигиенические условия труда работающих. Безвибрационная технология настолько снижает уровень шумового воздействия на человека и окружающую среду, что заводы железобетонных изделий можно размещать в урбанизированных городских районах.

В начале статьи мы поставили вопрос: что такое самоуплотняющийся бетон и в чем его отличие от классического бетона? Рецептура самоуплотняющегося бетона отличается не только вводом добавок нового поколения (поликарбоксилатов). Ее проектирование требует оптимизации гранулометрического состава и внедрения микронаполнителей. Следовательно, прогнозирование свойств получаемых изделий ставит сложную задачу перед исследователями в области бетоноведения. Улучшение показателей качества может быть достигнуто за счет применения математических моделей, учитывающих и описывающих реологию литых смесей, оптимальное распределение заполнителей в структуре материала, а также аппроксимационных статистических зависимостей, оценивающих влияние микронаполнителей на эксплуатационные характеристики сооружений. Таким образом, формируется системный подход к определению показателей качества бетона, позволяющий прогнозировать и направленно регулировать его свойства в зависимости от целей и задач, решаемых строителями и технологами.

С. М. Базанов,М. В. Торопова,Ивановская государственная академия архитектуры и строительства

www.ibeton.ru

Особенности проектирования и подбора состава самоуплотняющегося бетона st-blog

Материалы, используемые для приготовления самоуплотняющихся бетонов (СУБ), не имеют принципиальных отличий от материалов, используемых в «обычных», традиционных бетонах. Однако сам процесс проектирования состава самоуплотняющегося бетона имеет ряд существенных особенностей.

Вяжущие для СУБ

При выборе цементов в случае проектирования составов бетонов следует отдавать предпочтение цементам с наименьшим водоотделением. Некоторые производимые в России цементы требуют значительной корректировки по параметру водоотделения с помощью увеличения дозировки стабилизирующих компонентов. В общем случае марка по прочности выбираемого вяжущего не имеет определяющего значения.

Водоцементное отношение в составе СУБ

Для любой бетонной смеси в первую очередь важно установить необходимое количество воды затворения. Для этого существует термин водоцементное отношение (В/Ц), который показывает отношение массы воды затворения к массе цемента. От количества воды в смеси зависит ее пластичность и прочность бетона после застывания.

Чтобы достичь высоких физико-технических характеристик СУБ, необходимо снизить количество воды, требуемой для обеспечения подвижности цементного теста. Но при этом удобоукладываемость должна сохраняться. Для этого вводят разжижающие бетонную смесь пластифицирующие добавки. Высокая чувствительность самоуплотняющихся бетонных смесей к количеству воды затворения делает актуальным вопросы стабилизации водоцементного отношения.

В настоящее время можно добиться самоуплотнения при достаточно низком В/Ц, максимально оно может быть снижено до 22-27 %. Такое снижение может быть достигнуто за счёт применения нового поколения пластифицирующих добавок на основе поликарбоксилатных эфиров.

Вид расплывшейся смеси

Крупный и мелкий заполнитель и их соотношение в СУБ

Для создания СУБа необходимо правильно подобрать гранулометрию заполнителя, обязательно использовать тонкий наполнитель (каменная мука), иногда золу уноса и микрокремнезем. В отличие от российских рекомендаций по раздельному учету щебня и песка (причем песок различается только по модулю крупности), необходимо строить совместную кривую.

Идеальная гранулометрическая кривая заполнителя СУБа

Заполнители являются важной составной частью бетона и обычно занимают до 80% его объема. От вида и свойств заполнителей зависят строительно-технические  характеристики бетона, его эксплуатационная стойкость. Влияют заполнители также на технологию изделий из бетона и железобетона, а кроме того на их стоимость. Заполнители для бетона весьма разнообразны по составу, происхождению, свойствам и назначению.

В самоуплотняющемся бетоне заполнитель необходим для создания высоких прочностных и технических свойств. При проектировании состава бетона необходимо учитывать соотношение крупного и мелкого заполнителей. Причём, малое количество крупного заполнителя значительно уменьшает вероятность возникновения видимых дефектов в возведённых из самоуплотняющегося бетона сложных архитектурных форм и объектов.

Основное отличие СУБ от состава обычных тяжелых бетонов – изменение соотношения крупного и мелкого заполнителя (увеличение содержания песка) и обязательное наличие в составе бетона мелкодисперсного наполнителя. Крупный и мелкий заполнители в СУБах  должны сочетаться таким образом, чтобы самоуплотнение могло бы быть достигнуто легко, за счёт регулировки только водо – твёрдого (порошкового) отношения и дозировки пластификаторов. Содержание крупного заполнителя в бетоне может быть установлено в 50% от общего объема, мелкого заполнителя – в 40% от объема растворной части.

Использование наполнителей в СУБ и их разновидности

Помимо выбора гранулометрического состава заполнителей широкое распространение получило использование в составах бетонов различных инертных и активных микронаполнителей.

В составе бетонов микронаполнитель может проявлять себя как инертный материал либо как компонент, обладающий скрытой гидравлической активностью. К активным микронаполнителям (реагирующим с продуктами гидратации цемента), относят различные пуццоланы (туф, трепел, опока), микрокремнезем, кислые золы и т.д., а к инертным — известняки, доломиты, пылевидный кварц и т.д. Гранулометрический состав, форма частиц и водопоглощение минеральных наполнителей могут влиять на водопотребность и, следовательно, на стабильность показателей бетона при использовании в производстве. В России нашли широкое применение минеральные наполнители на основе карбоната кальция, которые придают смеси отличные реологические свойства и хорошее качество.

Предпочтительно следует применять наполнитель дисперсностью менее 0,125 мм, желательно, чтобы не менее 70% микронаполнителя проходило через сито с размером отверстий 0,063 мм. Специально молотые наполнители имеют более стабильный гранулометрический состав от партии к партии, что облегчает контроль водопотребности и делает их применение особенно подходящим для СУБ по сравнению с другими материалами.

В соответствии с EN 206 при введении тонкого заполнителя (золы и кремнезема) на смену В/Ц отношения приходит понятие «водовяжущее отношение», т.е. отношение количества воды к сумме количества цемента и тонкого заполнителя. Максимальное содержание золы-уноса и микрокремнезема, которое учитывается как заменитель при определении В/Ц, не должно превышать 0,33 и 0,11 от массы цемента. Если вводится большое количество, то излишек следует рассматривать как инертную добавку, не учитывая при определении расхода цемента или минимального содержания цемента.

Особенности расчета состава СУБ

При расчете состава самоуплотняющихся бетонов необходимо придерживаться следующих принципов:

• Суммарный объем микрочастиц (цемент + тонкодисперсный наполнитель) должен составлять 170-200 л/м3.
• Объемное соотношение между водой затворения и микрочастицами должно находиться в интервале 0,85-1,2 (желательно ближе к 1).
• Расход крупного заполнителя не должен превышать 340 л/м3, желательно применять заполнитель с максимальным размером 10-15 мм.
• При использовании фракции 5-20 мм желательно, чтобы содержание фракции 10-20 мм не превышало 40%.
• Применение крупного заполнителя с другим соотношением фракций допускается при условии обеспечения нерасслаиваемости бетонной смеси и корректировке расхода цемента.
• Содержание песка в смеси заполнителей должно составлять 50-60%.

Таким образом, особенностью проектирования составов СУБов является применение пластифицирующих добавок нового поколения-поликарбоксилатов, а также подбор не только мелкого и крупного заполнителя, но и микронаполнителя взамен доли вяжущего.

Из этой рубрики

Ваш комментарий

st-blog.ru

---

• 
  Огнеупорный бетон состав своими руками
• 
  Бетон м300 состав
• 
  Мелкозернистый бетон состав
• 
  Бетон мелкозернистый состав
• 
  Состав клея для пеноблоков
• 
  Состав пенобетона пропорции на 1м3
• 
  Стеклофибробетон состав пропорции
• 
  Расчет состава пенобетона
• 
  Тощий бетон состав
• 
  Состав раствора для заливки дорожек
• 
  Состав бетона 250 марки