Urbos.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самоуплотняющийся бетон состав

Самоуплотняющийся бетон

Что такое самоуплотняющийся бетон

Особо высокопрочные бетоны, модифицированные добавками суперпластификаторами, начали применять в конце 60-х начале 70-х годах прошлого века. 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, зачастую участки бетонирования находились на большом расстоянии от места производства бетона, и даже на значительном удалении от побережья в море. Кроме этого, еще одной необходимостью было сокращение времени и трудозатрат на уплотнение бетонной смеси, а также повышенный набор прочности в ранние сроки.

Благодаря исследованиям последних десятилетий, был создан, так называемый, самоуплотняющийся бетон, получивший широкое распространение при возведении самых разных сооружений – сводов и арок в тоннелях, метрополитенов, автострад, мостов, атомных электростанций.

Самоуплотняющийся бетон – Self-Compacting Concrete (SCC) – способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя форму даже в густоармированных конструкциях. Самоуплотняющийся бетон был разработан проф. Окамура в 1986 году.

Свойства самоуплотняющегося бетона

Бетонная смесь для самоуплотняющегося бетона характеризуется низким водоцементным отношением 0,38…0,4, при этом достигая очень высокого показателя удобоукладываемости до 70 см. Прочность получаемого материала составляет до 100 МПа.

Повышенная плотность материала, отсутствие в его структуре крупных пор и капилляров, препятствуют проникновению агрессивной среды вглубь бетона, снижая риск развития процессов коррозии.

Преимущества самоуплотняющегося бетона

К преимуществам бетона данного вида следует отнести:

  • увеличенное время транспортировки бетонной смеси;
  • большое расстояние от производственного участка до места укладки;
  • высокое качество поверхности изделий, не требующее дополнительной обработки;
  • сокращение периода строительства;
  • отказ от использования виброуплотнения;
  • сокращение численности работников на строительной площадке;
  • снижение уровня шума.

Области применения самоуплотняющегося бетона

Самоуплотняющийся бетон находит все более широкое применение. Самоуплотняющийся бетон использовали при сооружении самого длинного большепролетного моста в мире — Акаши Кайкё протяженностью 3911 м.

Перспективным является его использование для производства сборного железобетона, устройства монолитных высокопрочных бесшовных полов, торкретбетонирования, реставрации и усиления конструкций.

Состав бетонной смеси для самоуплотняющихся бетонов

Компоненты бетонной смесиРасход составляющих на 1 м 3 бетонной смеси
Вода, кг175
Портландцемент с пониженным тепловыделением, кг530
Зола, кг70
Мелкий заполнитель, кг751
Крупный заполнитель, кг789
Добавка суперпластификатор, кг9

Важной составной частью самоуплотняющихся бетонов является полимер нового поколения – поликарбоксилат – высокоэффективный комплексный химический модификатор, появившийся в 1990-х годах.

Новые высокоэффективные суперпластификаторы на базе модифицированных поликарбоксилатов существенно отличаются от всех молекул, используемых ранее. В то время как предыдущие продукты обеспечивали пластификацию за счет сил электростатического отталкивания, новые полимеры работают комбинированно путем взаимодействия сил пространственного и электростатического отталкивания. Полимеры предыдущих поколений более или менее быстро адсорбируются на поверхности зерен цемента и остаются там постоянно. Поликарбоксилатные типы добавок ведут себя по-другому и изначально не блокируются на поверхности цементных зерен. Свойствами данных полимеров (прежде всего адсорбцией) можно управлять с помощью целенаправленной вариации их молекулярной структуры.

Принцип их работы заключается в том, что поликарбоксилаты адсорбируются 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. Чем длиннее цепи, которые создают молекулы суперпластификатора, тем интенсивнее это отталкивание. 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, за счет большой длины молекул поликарбоксилатов.

вернуться к выбору статей ремонт в квартире своими руками

Где применяют самоуплотняющийся бетон: плюсы и минусы, особенность укладки

Самоуплотняющийся бетон – это строительный материал, представляющий собой смесь из цемента песка, воды, а также различных добавок, улучшающих строительные характеристики материала. Конструкции из бетона отличаются высокой прочностью длительным сроком эксплуатации и неприхотливостью к окружающей среде. Может показаться что это универсальный материал для возведения зданий и иных архитектурных сооружений, однако это не так.

Прогресс не стоит на месте и современные строительные объекты нуждаются в материалах, которые отвечают гораздо более высоким требованиям нежели были раньше. Одним из таких требований является то что материалы должны набирать прочность за как можно меньший срок и обладать высокой прочностью, при этом должно расходоваться как можно меньше трудовых ресурсов. Несколько лет назад японские специалисты нашли выход и создали по новой технологии бетон, который сам уплотняется. Такой тип бетона заполняет опалубку без применения каких-либо дополнительных усилий со стороны строителей.

Определение

Многие задаются вопросом, что такое самоуплотняющийся бетон и каковы его свойства? СУБ (самоуплотняющиеся бетоны) — это инновационный строительный материал, который проседает и уплотняется под воздействием собственной массы и гравитации, при этом заполняется практически все пространство опалубки даже если на поверхности уложена мелкоячеистая армирующая решетка в несколько слоев. Применяется СУБ при производстве железобетона (особенно если в составе бетона большое количество арматуры) при создании прочных бесшовных полов и перекрытий, а также в торкрет-бетонировании. Бетонная масса обладает высокой подвижностью, густотой и вязкостью, поэтому с ней легко и удобно работать.

Преимущества

Из преимуществ основным показателем является быстрота монтажа так как после заливки не требуются какие-либо дополнительные манипуляции для уплотнения смеси. Как следствие отсутствуют и дефекты, так как раствор полностью заполняет пространство.

Так как состав обладает высокой вязкостью и хорошо держит форму, при определенных навыках и мастерстве удается возвести сооружения различной геометрии (что невозможно при использовании обычного бетона, поскольку он для таких целей достаточно рыхлый). Помимо всего вышеперечисленного есть возможность сэкономить на оплате труда рабочей бригаде и переориентировать ее на выполнение дополнительных задач, поскольку материал достаточно быстро заливается и не требует уплотнения. СУБ также обладает повышенной шумо- и виброизоляцией что зачастую является достаточно важным показателем, например, при возведении каких-либо производственных мощностей в городской черте.

Недостатки

Несмотря на все вышеперечисленные преимущества СУБ обладает и несколькими недостатками. Самым основным можно считать высокую стоимость смеси поскольку для производства требуется повышенный (по сравнению с обычным цементом в одинаковом объемном соотношении) объем цемента, песка и пластификаторов.

Свойства

Самоуплотняющаяся бетонная смесь обладает следующими физико-механическими свойствами (по сравнению с простым бетоном):

  1. Предельная прочность на растяжение – существенно выше нежели у обычного бетона.
  2. Предельная прочность на сжатие – аналогично предыдущему показателю, однако с условием что при приготовлении бетонной смеси было строгое соблюдение рецептуры (это особенно касается пропорционального соотношения воды).
  3. Показатель ползучести – как уже упоминалось ранее данный коэффициент несколько больше за счет применения в составе смеси из пластификаторов, химических модуляторов, песка и портландцемента, однако этот показатель не превышает допустимые нормы.
  4. Адгезия – показатель сцепления с арматурой также имеет повышенное значение ввиду высокой плотности, ползучести и скорости затвердевания.
  5. Усадка – зависит от количества цементного клея. СУБ и обычный цемент по этому показателю примерно равны.
  6. Упругость – Ниже на 15% по сравнению с обычным цементно-песчаной массой. Это обусловлено пониженным содержанием фракции сухих мелкокомпонентных смесей (песка) и достаточно малым содержанием фракции крупнокомпонетного состава (щебня).

Важно: Отдельно стоит отметить особый свойства бетонных конструкций. За счет более высокой плотности при равном объеме увеличивается и масса сооружения. Это необходимо учитывать при возведении конструкции, поскольку после затвердевания состава здание может просесть. Поэтому рекомендуется делать поправку и проектировать более тонкие перекрытия и поверхности, благо прочность материала это позволяет.

Состав

Раствор для самоуплотняющегося бетона состоит из следующих компонентов (из расчета на 1 м3):

  • вода (170 -180 кг);
  • портландцемент (530 кг);
  • песок (650 кг);
  • мелкий щебень (950 кг);
  • пластификатор (3-4 кг);
  • зольная пыль(заполнитель) (200 кг).

Это стандартный расчет состава бетона. Однако кроме этих компонентов в него могут добавлять различные химические модификаторы и наполнители, повышающие адгезию и снижающие риск образования трещин при усадке.

Применение и особенности укладки

СУБ применяется при строительстве различных объектов, в частности для постройки гидротехнических конструкций (пирсы, портовые здания, волнорезы, дамбы ГЭС).

  1. При производстве сборных армированных железобетонных элементов и конструкций.
  2. Для возведения монолитных бесшовных полов.
  3. Для укрепления и усиления зданий и опорных конструкций.
  4. При возведении объектов, для которых необходима изначально высококачественная ровная поверхность, не требующая дополнительной обработки (например, взлетно-посадочная полоса).
  5. При строительстве из бетона различных конструкций с высоким содержанием армирующих элементов.
  6. Для возведения ограждений или тонкостенных помещений (например, когда в здании необходим минимальный вес несущих и опорных перекрытий).

При укладке самоуплотняющегося бетона стоит помнить о некоторых особенностях и нюансах использования этого материала. Так, например, из-за повышенного содержания суперпластификаторов значительно увеличивается время схватывания бетонной смеси. Самоуплотняющиеся бетоны при перевозке в бетономешалке более одного часа начинает терять свойство самоуплотнения, пластификаторы также негативно воспринимают длительную перевозку и вследствие этого теряется подвижность раствора. Профессионалы рекомендуют не экономить и изготавливать СУБ непосредственно на месте строительства.

При транспортировке бетона по трубопроводу длиной более 200 метров к рабочему участку могут появляться расслоения и как следствие неоднородность массы. Данный момент также стоит учитывать особенно тщательно и постараться по возможности избежать использования при заливке длинных подающих трубопроводов. Наличие неоднородного состава и расслоений может негативно сказаться на конечном результате и существенно понизить физико-механические показатели готовой конструкции.

Перед заливкой самоуплотняющимся бетоном опалубки необходимо убедиться в отсутствии жидкости, поскольку даже небольшой объем воды может нарушить состав. Если вода есть, то стоит ее удалить, причем желательно чтобы поверхность вообще была сухой, это значительно улучшит коэффициент адгезии. При заливке СУБ важно чтобы все компоненты подавались непрерывно, в противном случае возможно нарушение однородности и снижение качества конечного результата. Какое-то время раствор нельзя трогать, поскольку он не нуждается в уплотнении, а какие-либо манипуляции могут нарушить однородность и создать неровности поверхности после застывания.

Читать еще:  Пропускает ли бетон воду?

Для улучшения качественных характеристик бетона класса-В15 в процессе приготовления рабочей смеси можно использовать следующие добавки:

  • песок и щебень более мелких фракций – при их использовании значительно повышается прочность, однако вязкость также увеличивается (так как площадь поверхности частиц мелкой фракции в общей сумме значительно больше нежели крупной;
  • добавление в смесь микро- и ультрадисперсного наполнителя также существенно повышает прочность снижает риск образования коррозии на арматуре и появления трещин в процессе усадки и последующей эксплуатации.

Диагностика

Нормативные данные, жесткие требования к условиям изготовления и диагностика самоуплотняющихся бетонных смесей при строительстве применяется только в странах Евросоюза. Для оценки удобоукладваемости и текучести бетонного раствора применяют «реологический» метод анализа, основанный на гидродинамике и реологии. Анализ и диагностика производится по следующим качественным показателям:

  1. Прочностные характеристики.
  2. Вязкость смеси.
  3. Степень водоотведения.
  4. Коэффициент расслоения среды.
  5. Подвижность (определяется в сантиметрах по величине осадки стандартного конуса).
  6. Удобоукладваемость (оценивается показателями подвижности).

При анализе вышеперечисленных характеристик используют математическую модель эксперимента:

  • процентное соотношение добавки суперпластификатор: 0.8, 1, и 1.3 от общей массы;
  • процентное соотношение стабилизаторов: 0.05, 0.1, 0.15, и 0.3 от общей массы.

В анализе используются образцы в виде кубов со стороной грани 10 см. После приготовления раствора в каждом образце определяли показатель удобоукладываемости и помещают в комнату с оптимальной влажностью и температурным режимом. В процессе застывания образцы проверяют на прочность в первый день, третий, седьмой затем спустя 14 и 30 дней. После получения статистических данных составляется сводная таблица, на основании которой производят анализ водоотведения и коэффициент расслоения.

Производство и транспортировка

Бетон, который сам уплотняется, как и любая другая жидкая строительная смесь требует определенных условий транспортировки. Причина аналогичная – СУБ, как и обычный бетонный раствор, подвержен постепенному расслоению, при этом смесь разделяется на фракции, как следствие качественные показатели значительно снижаются, что негативно сказывается на конечном результате.

Для того чтобы избежать такого рода последствий стоит придерживаться определенных правил:

  1. Перевозка состава в течение двух-трех часов невозможно, максимальное время в движении составляет один час. При нахождении смеси более часа в статичном состоянии начинается расслоение на фракции и выпадение осадка. Поэтому длительную (да, впрочем, и короткую тоже) желательно осуществлять только в бетономешалках.
  2. Погодные условия напрямую влияют на качество конечного результата. Само собой разумеется, что в бетон не должны попадать атмосферные осадки, это изменит процентное соотношение воды. Также не рекомендуется длительное нахождение смеси под прямыми солнечными лучами, так как это повысит температуру смеси и негативно отразится на консистенции.
  3. После того как бетонную смесь привезли на строительную площадку, в него необходимо добавить разжижитель, чтобы оптимизировать консистенцию (с загустевшим раствором работать сложнее, плюс ко всему снижаются показатели самоуплотнения).

Заключение

Самоуплотняющийся бетон – это строительный материал нового поколения, обладающий гораздо более высокими характеристиками по сравнению с предшественником. Готовые сухие смеси можно приобрести в любом строительном магазине где вам предоставят все необходимые сертификаты качества, однако если вам это не принципиально или необходим достаточно большой объем этого строительного материала, то стоит изучить рецептуру и приготовить смесь самостоятельно.

СУБ — самоуплотняющийся бетон

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.

Читать еще:  Бетон гидротехнический технические характеристики

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).

Самоуплотняющаяся бетонная смесь – что это такое?

Новые веяния в строительстве, необходимость возведения сложных конструкций заставили во второй половине ХХ века основательно пересмотреть требования к используемым материалам, разработать бетоны с особенными свойствами. Одним из перспективных результатов стал самоуплотняющийся бетон (СУБ). Отличительные характеристики его состава позволили значительно продлить срок транспортировки и использовать в сложных условиях (на высоте, при невозможности проведения виброуплотнения). Для расширения области его применения были предложены новые модификации.

Самоуплотняющийся бетон — высокоподвижный материал, способный достигать высокой однородности и заполнять пространства любой конфигурации без дополнительного механического воздействия. Делится он на классы по:

  1. вязкости — определяется периодом, необходимым для протекания в V-образную воронку: VF1 — менее 8 с, VF2 — 9–25 с. По другой методике находится время расплыва стандартного конуса смеси до 50 см: VS1 — до 2 с, VS2 — более 2 c;
  2. однородности — устойчивость к расслаиванию, устанавливается при испытании самоуплотняющейся смеси с помощью сита: SR1 — до 20 %, SR2 — не превышает 15 %;
  3. способности обтекать препятствия — исследование проводится в L-образном ящике (PA);
  4. удобоукладываемости (консистенции) — определяется по величине диаметра растекания стандартного конуса: SF1 в пределах 55–65 см, SF2 — 66–75 см, SF3 — 76–85 см;
  5. прочности — маркируется также, как товарный (В30, В40, В50 и другие).

Свойства бетона во многом обуславливают его компоненты. Каждый производитель предлагает свою рецептуру, но в состав СУБ обязательно вводится поликарбоксилат — высокоэффективный комплексный полимерный модификатор. Также входят: портландцемент со сниженным тепловыделением, молотый известняк или зольная пыль, крупный и мелкий заполнитель, специальные добавки, вода. Количество компонентов зависит от необходимого вида продукта.

Бетонная смесь характеризуется низким водоцементным соотношением (0,38–0,4), при этом обладает высоким показателем удобоукладываемости (до 70 см). Качественный СУБ отличается повышенной плотностью, отсутствием в структуре капилляров и крупных пор. Эта особенность значительно снижает риск развития коррозионных, окислительных процессов. Его прочность на сжатие доходит до 100 МПа, модуль эластичности колеблется в пределах 30–36 ГПа, содержание воздуха не превышает 6 %.

Достоинства и недостатки

Большое число положительных характеристик часто склоняет ответственных строителей к решению купить самоуплотняющийся быстротвердеющий бетон. К главным его плюсам относят:

  • возможность применения на площадках, значительно удаленных от места производства;
  • снижение энерго- и трудозатрат — не используются при укладке бетона виброуплотнители;
  • уменьшение времени реконструкции либо строительства;
  • производство бетонных изделий с максимально качественной поверхностью;
  • равномерное распределение смеси по всему объему.

Недостатки: коэффициент ползучести и цена самоуплотняющегося тяжелого бетона больше, чем у товарного.

Применение и особенности укладки

СУБ с разными свойствами используется при возведении гидротехнических сооружений, для производства сборного железобетона, обустройства высокопрочных бесшовных монолитных полов, реставрации и усиления конструкций, при строительстве зданий и объектов со значительным содержанием арматуры в сечениях. Также он применяется при изготовлении изделий с высокими требованиями к качеству поверхности, мостостроительстве, торкретбетонировании и других областях. Благодаря своим свойствам, самоуплотняющийся легкий бетон используется при возведении уникальных сверхтонкостенных или ограждающих конструкций и в случаях, когда возникает потребность в снижении массы перекрытий.

При укладке этого вида бетона учитываются некоторые особенности. Перед началом работ важно убедиться в отсутствии в опалубке жидкости. Даже незначительное изменение содержания воды в бетонной смеси может негативно повлиять на ее свойства, привести к расслоению. Еще одно обязательное условие качественной укладки — непрерывность процесса поставки и заливки. Если самоуплотняющийся бетон потерял необходимые для работы свойства, возможно восстановление его удобоукладываемости путем добавления специальных разжижителей. Уплотнять его нельзя.

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

ПОДБОР СОСТАВА САМОУПЛОТНЯЮЩЕЙСЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

В связи с повсеместным масштабным потреблением требования к бетонам постоянно возрастают, традиционных методов и материалов для их приготовления недостаточно. Простой и эффективный способ изменения свойств бетона – введение специальных модификаторов и добавок, которые позволяют из рядовых сырьевых компонентов получать крепкий и долговечный композит с особенными свойствами.

Одним из перспективных результатов исследований стал самоуплотняющийся бетон. Самоуплотняющийся бетон представляет собой материал, который способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя объем даже в густоармированных конструкциях.

Наиболее существенным их преимуществом по сравнению с обычными бетонными смесями является отказ от виброуплотнения, что в свою очередь уменьшает энергозатраты и экономит время; возможность качественно заполнять формы конструкций со сложной геометрией и высоким процентом армирования.

В лаборатории ТюмГАСУ проведен ряд экспериментов с целью получения самоуплотняющегося бетона повышенной эксплуатационной надежности и долговечности.

Для обеспечения высокой текучести и высокой устойчивости к расслаиванию был выполнен тщательный подбор исходных материалов и их пропорций.

цемент Сухоложского цементного завода марки ЦЕМ I 42,5Б;

мелкий заполнитель – кварцевый песок с модулем крупности Мк=2,0;

крупный заполнитель – гранитный щебень фр. 2,5 – 10;

микрокремнезем конденсированный – отходы производства ферросилиция Челябинского электрометаллургического комбината массовая, насыпная плотность – 210 кг/м 3 ;

добавка Basf Master Glenium ACE 430 – высокоредуцирующая, суперпластифицирующая добавка на основе эфира поликарбоксилата. Область применения: изготовление бетонной смеси любой подвижности от жестких до высокоподвижных, в том числе самоуплотняющиеся, производство товарных бетонных смесей с низким В/Ц.

Механизм действия данного 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. Дополнительно эти зерна удерживаются на расстоянии одно от другого еще и за счет длинных боковых цепей. Такой стерический (объемным) эффект дает возможность увеличить подвижность при снижении В/Ц, исключить водоотделение бетонной смеси. Так как именно уменьшение величины водоотделения приводит к повышению прочности поверхностного слоя бетонных изделий и снижению показателя истираемости.

Наиболее эффективно в бетонах применение комплексных добавок на основе суперпластификаторов и высокодисперсных кремнеземсодержащих материалов техногенного происхождения, прежде всего микрокремнезема. Роль микронаполнителей многообразна: они являются подложками для синтеза новообразований, вступают в химические реакции с компонентами систем, становясь частицами, замедляющими процесс развития трещин.

Поэтому в целях увеличения стерического эффекта и уменьшения капиллярной пористости цементного камня в состав бетонной смеси вводился микрокремнезем (табл. 1).

Бетон,
который течет
и уплотняется сам

Используя устаревшие материалы и методы возведения зданий и сооружений, а также неквалифицированный персонал, невозможно обеспечить технический прогресс в строительстве.

Что же делать? Как же обеспечить у нас в современных условиях надлежащее качество строительства? Ответ прост: только благодаря использованию новых технологий и современных строительных материалов, а также благодаря постоянному контролю качества исходного сырья и материалов (прежде всего бетонной смеси и ее компонентов) можно обеспечить в современных условиях высокое качество строительства. Необходимо срочно наверстывать упущенное, осваивать работу с новыми материалами и современным оборудованием, уделять внимание повышению квалификации персонала, начиная уже со студенческой аудитории.

В России почти половина зданий строится на основе монолитного и сборно-монолитного способа. Установка арматурных каркасов и опалубки, доставка, укладка и уплотнение бетонной смеси с последующим уходом за ней являются сейчас основными компонентами процесса возведения зданий и сооружений. А можно ли сейчас у нас упростить и удешевить этот процесс без ущерба для качества строительства, например: исключив процесс вибрирования бетонной смеси? Ответ прост: можно, за счет использования самоуплотняющегося бетона, который уже около 25 лет успешно используется на строительных площадках во всем мире.

Самоуплотняющийся бетон — это бетон, который без воздействия на него дополнительной внешней уплотняющей энергии, самостоятельно под воздействием собственной массы течет, освобождается от содержащегося в нем воздуха и полностью заполняет пространство между арматурными стержнями и опалубкой. Самоуплотняющийся бетон содержиттакой же остаточный объем пор, как и «вибрированный» бетон.

История и исследования самоуплотняющегося бетона

История самоуплотняющегося бетона началась в Японии в 1990 году. Там профессором Хайимой Окамурой было создано и внедрено в практику новое поколение добавок к бетону, а именно высокоэффективные добавки для улучшения текучести на базе полиакрилата и поликарбоксилата. Ему удалось создать бетон, имеющий высокую пластичность и низкое содержание воды. Кроме Окамуры в создании и развитии самоуплотняющегося бетона принимали участие профессора К. Маекава и Кацумаса Озава.

Благодаря уникальным свойствам и преимуществам этого бетона он быстро распространился в направлении Западной Европы. Вначале этот бетон использовался на предприятиях, производивших готовые железобетонные изделия. Затем самоуплотняющийся бетон начинает активно использоваться в качестве так называемого «транспортного бетона», т.е. бетона, который доставляется и укладывается непосредственно на строительной площадке.

Дальнейшие активное развитие и изучение свойств самоуплотняющегося бетона происходило в Германии. Так, в Институте строительных исследований в городе Аахен (Германия) в 2000 и 2001 годах под руководством профессора Вольфганга Брамесхубера по заказу фирмы «DyckerhoffBetonGmbH» после тщательного изучения его свойств, были созданы первые предпосылки для официального допуска и распространения этого материала по всей Европе. Исследования, проведенные в Аахене, показали, что прочность на сжатие самоуплотняющегося бетона, как правило, выше, чем у обычного «вибрируемого» бетона, а прочность на раскалывание, статический модуль упругости, усадка и ползучесть самоуплотняющегося бетона была такой же. Кроме того, этот материал обладал прекрасными свойствами по водонепроницаемости и, таким образом, был официально допущен и рекомендован для использования при сооружении водонепроницаемых сооружений. Материал получил название «DyckerhoffLiquidur» и стал активно распространяться по строительным площадкам Европы вследствие своих уникальных свойств.

Читать еще:  Архитектурный бетон состав

Последним шагом по расширению распространения самоуплотняющегося бетона в Западной Европе было издание в Берлине «Немецким комитетом по железобетону» в ноябре 2003 года нормативного документа «DAfStb-Richtlinie Selbsverdichtender Beton (SVB-Richtlinie)». В этом нормативном документе на 41 странице подробно изложены термины и связи с другими европейскими нормативными документами, а также методы диагностики самоуплотняющегося бетона. Таким образом, после выхода этого нормативного документа самоуплотняющийся бетон официально допущен и разрешен к использованию в Европе, без необходимости каких либо дополнительных разрешений, согласований и допусков.

С 2003 года немецкий производитель лабораторного оборудования — компания TESTING Bluhm&Feuerherdt GmbH начала серийно производить и поставлять своим клиентам необходимое лабораторное оборудование для диагностики СУБа. Методы испытания самоуплотняющегося бетона в строительной лаборатории на русском языке подробно описаны в монографии автора данной статьи: “Европейские методы физико-механических испытаний бетона”, вышедшей в Харькове в 2010 году.

Состав самоуплотняющегося бетона

Состав компонентов смеси для приготовления самоуплотняющегося бетона осуществляется, как правило, по японскому методу, разработанному профессором Окамурой. Концепция этой рецептуры базируется на повышении доли мелких пылевидных частиц. Рецептуры самоуплотняющегося бетона по профессору Окамуре базируются на следующих граничных условиях:

  • насыпной объем заполнителя крупной фракции должен быть не более 50% объема бетона;
  • объемная часть песка в растворе должена составлять 40%.

При оптимизации состава самоуплотняющегося бетона возникают, как правило, следующие вопросы:

  • Каким образом подобрать оптимальное количество песка?
  • Действительно ли необходимо большое количество цемента?
  • Какое влияние оказывают различные наполнители смеси (зольная пыль и молотый известняк)?
  • Какое количество крупной фракции заполнителя можно использовать?

Состав и виды самоуплотняющегося бетона постоянно развиваются. Так, к примеру, в 2003 году в Германии был получен допуск на использование легкого самоуплотняющегося бетона. Несмотря на низкую плотность в незатворенном состоянии, равную 1,38 кг/дм 3 , этот бетон обладает прекрасной подвижностью и способностью самоуплотняться. Механические свойства этого бетона аналогичны свойствам обычного бетона.

Свойства самоуплотняющегося бетона

Анализ самых последних исследований, проведенных в Японии, Германии и Швеции, дает возможность представить свойства самоуплотняющегося бетона. В своем большинстве они во многом совпадают со свойствами обычного бетона. Путем комбинирования компонентов самоуплотняющийся бетон может быть запроектирован как бетон с обычной прочностью, так и как высокопрочный бетон.

Прочность на сжатие

При аналогичном содержании цемента и водоцементном соотношении самоуплотняющийся бетон обладает более высокой прочностью на сжатие за счет более плотного состава смеси.

Прочность на растяжение

При аналогичных показателях по прочности на сжатие самоуплотняющийся бетон имеет незначительно более высокую прочность на растяжение по сравнению с обычным бетоном.

Связь бетон/арматура

Вследствие того, что самоуплотняющийся бетон обладает хорошей подвижностью и сцеплением между отдельными частицами, он обладает хорошими свойствами образования плотного соединения с арматурными стержнями. При этом расположение арматуры (верхний или нижний ряд стержней) не имеет никакого значения.

Модуль упругости

Модуль упругости самоуплотняющегося бетона примерно на 15% ниже, чем у обычного бетона. Это связано с повышенным содержанием мелких пылевидных частиц в бетонной смеси и пониженным содержанием крупной фракции заполнителя по сравнению с обычным бетоном.

Усадка

Усадка бетона всегда связана с количеством цементного теста в бетоне. Так как содержание цементного теста у самоуплотняющегося бетона незначительно отличается от обычного, то оба бетона имеют примерно одинаковую усадку.

Качество поверхности

Поверхность самоуплотняющегося бетона до мельчайших подробностей повторяет поверхность опалубки. Таким образом, при использовании современных видов опалубок можно сразу получить идеально гладкую и ровную поверхность.

Преимущества самоуплотняющегося бетона

Преимущества самоуплотняющегося бетона по сравнению с другими традиционными видами бетона можно условно разделить по группам и представить следующим образом:

Для заказчика: более высокая безопасность капиталовложений за счет:

  • создания строительных конструкций, имеющих высокую прочность и в которых исключены дефекты, вызванные с ошибками при уплотнении бетонной смеси,
  • сокращения продолжительности строительства.

Для архитектора: более широкий выбор форм конструкций и возможности приданию конструкции определенного заданного внешнего вида за счет:

  • особой гладкой и плотной наружной поверхности бетона, которая в точности повторяет форму и поверхность опалубки,
  • опалубки различной формы и структуры,
  • возможности создания любой геометрии бетонируемой конструкции.

Для проектировщика: свободный выбор геометрии конструкций, обеспечения ее долговечной эксплуатации и упрощение разработки проекта производства работ за счет:

  • упрощения работ по бетонированию (отпадает необходимость в уплотнении),
  • возможности более плотного расположения арматурных стержней,
  • плотного сцепления арматуры с бетоном и проникновению бетона в самые труднодоступные места в опалубке,
  • возможности подачи бетона непосредственно через опалубку, например, через отверстие в нижней ее части,
  • более простой и менее массивной конструкции опалубки (из-за отсутствия процесса вибрирования бетона на опалубку не воздействуют дополнительные динамические и статические нагрузки).

Для строительной фирмы, выполняющей работы на площадке: более безопасное ведение строительных работ и сокращение затрат на зарплату персонала за счет:

  • возможности укладки за смену большего объема бетона,
  • отсутствия необходимости уплотнения бетона и за счет этого исключения ошибок, которые могли бы возникнуть при его уплотнении,
  • возможности работы персонала в более безопасных условиях при бетонировании,
  • самостоятельного растекания бетонной смеси по всей конструкции,
  • исключения возможности расслоения бетонной смеси,
  • отсутствия шума и вибрации, негативно воздействующих как на персонал, так и на проживающих рядом со строительной площадкой людей.

Экономичность и перспективы использования самоуплотняющегося бетона

Проанализировать экономичность самоуплотняющегося бетона можно на основе уже имеющегося европейского опыта использования этого вида бетона. К примеру, в Германии в литературе можно найти следующие данные:

Если сравнивать цены, то самоуплотняющийся бетон вследствие своего модифицированного состава и стоимости отдельных компонентов бетонной смеси дороже обычного бетона аналогичного вида. Разница в цене составляет от 13 до 18 Евро за 1 кубический метр. Эта удорожание бетона компенсируется экономией средств при его укладке и благодаря целой группе других преимуществ этого бетона (см. предыдущий раздел).

Анализ работ по бетонированию в Германии показал, что за счет того, что отпадает необходимость в уплотнении бетонной смеси на строительной площадке, экономия средств за счет использования самоуплотняющегося бетона при бетонировании отдельных строительных конструкций может составлять от 3 до 6 Евро за конструкцию. Кроме того, необходимость уплотнения бетона, например, при бетонировании колонн и опор, вызывает необходимость частых перерывов при подаче бетонной смеси, а при использовании самоуплотняющегося бетона такие перерывы исключены.

Олег Болотских,

доцент кафедры Технологии строительного производства и строительных материалов Харьковского НациональногоУниверситета городского хозяйства им. А. Н. Бекетова, доктор-инженер; e-mail: bolotskich@ukr.net

Этот материал опубликован в сентябрьском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.

Состав самоуплотняющегося бетона

Требования, которые касаются времени набора прочности бетонными растворами, постоянно увеличиваются, поскольку от этого показателя напрямую зависит скорость практически всех строительных работ. Именно с этой целью и были разработаны самоуплотняющиеся тяжелые и легкие бетоны. Эти бетонные смеси заполняют опалубки практически разных геометрических форм с самыми густо уложенными арматурными стержнями и уплотняются без оказания на них каких-либо усилий в виде всевозможных вибрирующих устройств.

Для нашей компании «Рембетон», самоуплотняющиеся бетонные смеси являются самым обычным строительным материалом. Благодаря ему, наши специалисты могут произвести качественный ремонт бетона любой несущей ж/бетонной конструкции и вернуть им первозданный вид с повышенной прочностью и гарантией долголетней эксплуатации на долгие годы. Мы можем предложить нашим клиентам комплекс услуг по защите любых ж/б изделий от преждевременного разрушения, их восстановление из аварийного состояния, а также усиление несущих конструкций различных сооружений и продление срока их эксплуатации.

Из чего состоит самоуплотняющийся бетон?

При изготовлении этого вида бетонной смеси важно приготовить высоко пластичную подвижную смесь, с минимальным количеством жидкости в растворе. Для этого делается расчет по показателям одного куба бетона, который входит:

— 280 кг – портландцемента.

— 865 кг — промытого без примесей песка.

— 750 кг – мелкого щебня.

— 245 кг — молотого известняка.

— 4 кг – различных пластификаторов.

В раствор при изготовлении без ущерба его прочности можно добавить другие современные компоненты, повышения эластичности.

В качестве пластификатора часто добавляется поликарбоксилат, который имеет маркировку РСЕ или просто РС. Это вещество воздействует на частицы цемента отрицательно заряженными электрическими зарядами. Цемент начинает, как бы расширяться и благодаря этому, раствор не только заполняет все имеющиеся рядом пустоты, но и эффективно уплотняется.

Кроме поликарбоксилата добавляются пластификаторы на основе сульфит меламина, формальдегида и сульфонафталина.

Замешивая самоуплотняющийся бетон, чтобы процесс его затвердевания не слишком затягивался, нужно четко рассчитать количество пластификаторов, которые будут добавляться в раствор. Следует помнить, что их количество по отношению к порции замешанного раствора, не должна превышать 1.3%, при минимуме 8%.

Содержания песка должно быть около 40%, а стабилизаторов всего около 0,3%.

При этом доля наполнителя в виде крупного или мелкого щебня может составлять практически все 50%. Щебень средней фракции при замесах самоуплотняющихся бетонных растворов используется довольно в редких случаях.

Качественная укладка самоуплотняющихся бетонных смесей зависит от правильного подбора различных компонентов раствора и условий, при которых готовый бетон будет транспортироваться. Поэтому, чтобы не произошло его расслоение, бетон должен перевозиться только автомобильным миксером.

Также после заливки не желательно, чтобы на бетон длительно воздействовали прямые солнечные лучи. Если этого избежать нельзя, поверхность бетона после укладки, через определенное время, рекомендуется поливать водой в течение суток.

Опалубку перед приемом бетона следует проверить на наличие воды, в случае ее обнаружения нужно немедленно принять меры для удаления. В ином случае самоуплотняющийся бетонный раствор на этом участке поменяет свой свойства, изменятся его технические характеристики, и может произойти расслоение определенной части бетона.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector