Самоуплотняющийся бетон состав

Особенности проектирования и подбора состава самоуплотняющегося бетона

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.

Самоуплотняющийся бетон — изучаем внимательно

Опубликовано Артём в 18.07.2019 18.07.2019

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.

Определение

Что такое самоуплотняющийся бетон?

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.

Транспортировка

Жидкие бетоны транспортируют автобетоносмесителями, которые должны обеспечивать побуждение, сохранение свойств во время перевозки. С момента загрузки до полной разгрузки для исключения самоуплотнения раствор перемешивают.

В зимних условиях барабаны миксеров утепляют.

Время транспортирования — не более 2 часов.

Не рекомендуется транспортирование продукции на расстояние свыше 50 км. Не допускается использовать для перевозки автосамосвалы.

Общая характеристика

Материал выпускают по отраслевой технической документации. Разработки основаны на требованиях действующих стандартов, международного документа «Европейское руководство по самоуплотняющемуся бетону». Порядок испытания на расплыв устанавливает ГОСТ Р 58002-2017.

Составляющие готовой продукции должны обеспечивать получение бетонного камня со стандартными или заданными свойствами. Компоненты подбирают с учетом вида возводимого элемента, способа укладки, конфигурации арматурного каркаса. При составлении рецепта выдерживают следующие параметры:

  • повышенный расход цемента;
  • низкое водоцементное отношение;
  • пониженная массовая доля крупного заполнителя.

Цемент выбирают исходя из прочностных характеристик монолита. Не допускается применение вяжущих «лежалых», с признаками ложного схватывания.

Щебень подбирают учетом шага арматуры. Размер зерен – не более 0,25 от меньшего расстояния между стержнями.

Песок должен иметь окатанную форму частиц, которая способствует текучести, снижению вязкости теста.

К минеральным добавкам-микронаполнителям относятся:

  • инертные — пылевидный кварц, известняки;
  • пуццолановые — зола уноса, микрокремнезем;
  • гидравлические — доменный шлак в гранулах.

Они уменьшают расход цемента, придают смеси:

  1. однородность;
  2. связность;
  3. понижение чувствительности к изменению водосодержания;
  4. устойчивость к расслоению.

Наряду с минеральными компонентами в тесто вводят фибру. Стальное волокно заменяет армирование. Полимерное, базальтовое снижают расслаиваемость, ограничивают усадку, повышают трещиностойкость.

Основные химические добавки — пластификаторы на базе полимеров поликарбоксилата и полиакрилата. Они отвечают за уменьшение водоцементного отношения, подвижность, жизнеспособность смеси при транспортировании. Модификаторы вязкости снижают чувствительность к изменениям количества влаги. Пеногасители контролирую воздухововлечение и плотность.

Примерное соотношение компонентов смеси, кг/м3:

  1. мелкодисперсная составляющая, включая цемент, минеральную добавку, пылевидные частицы заполнителя — 450 – 600;
  2. вода — 150 – 210;
  3. крупный заполнитель — 750 – 1000;
  4. мелкий заполнитель — 50% от общего веса заполнителя в зависимости от расхода других материалов;
  5. пластификатор 2 – 4.

Водоцементное отношение — 0,5.

Показатели качества

Европейские нормативы подразделяют составы на следующие типы и классы:

  1. Высокоподвижные. Классы по удобоукладываемости SF1, SF2, SF3;
  2. Вязкие. Классы по вязкости VS1, VS2 и VF1, VF2 на расплыв стандартного конуса до диаметра 500 мм и времени прохождения через V — образную воронку;
  3. Легкоформируемые. Классы РА1, РА2 по способности преодолевать сопротивление арматуры;
  4. Устойчивые к расслаиванию. Классы SR1, SR2 по устойчивости к расслаиванию, %.
Читать еще:  Как сделать бетонные ступеньки для крыльца

При производстве самоуплотняющийся бетон оценивают по следующим показателям:

  • подвижность;
  • вязкость;
  • сохраняемость;
  • плотность;
  • способность к расслаиванию и воздухововлечению.

Сохраняемость товарной смеси — 180 минут.

Недостатки

В самоуплотняющемся бетоне присутствуют следующие недостатки:

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

Свойства и состав самоуплотняющегося бетона

Благодаря комбинированию разных компонентов, можно получить строительную смесь, отвечающую следующим требованиям:

  • эластичность – 30÷36 ГПА;
  • прочность на сжатие – 40÷80 Мпа (через 4 недели), 55÷100 Мпа (через 13 недель);
  • усадка – 600÷800;
  • соотношение связующего вещества и воды – 40/25%;
  • Объем воздуха – 4,5÷6%.

Для самостоятельного приготовления самоуплотняющегося бетона по стандартной рецептуре, разработанной Хиро Окамура, потребуется:

Также существует европейская рецептура, согласно которой, для приготовления бетонного раствора потребуется:

Полезно! Объемное содержание компонентов можно менять, в зависимости от типа постройки и его предназначения.

Также в бетонную смесь добавляют различные регуляторы, химические модификаторы, ультрадисперсные заполнители и прочие компоненты, способствующие повышению устойчивости и эластичности готового состава. Чаще всего в качестве добавки используют поликарбоксилат (РС или РСЕ) – полимерный компонент, который отвечает за адсорбцию на поверхности бетонных зерен. Это вещество «посылает» смеси отрицательный заряд, благодаря которому зерна цемента начинают отталкиваться друг от друга. В конечном счете, происходит движение частиц и смесь уплотняется.

Полезно! Поликарбосилат в 3-4 раза превосходит сульфомеланин, сульфонафталин и формальдегид по продолжительности пластифицирующего действия.

Стоит учитывать несколько важных нюансов:

  1. Если вы используете заполнитель крупной фракции, то его объем должен составлять не более 50% от объема бетонной смеси.
  2. Объем песка должен быть в пределах 40% от общей массы.
  3. Объем пластификаторов должен составлять не менее 0,8%, но не более 1,3%.
  4. Количество стабилизаторов не должно превышать 0,3% от общего объема цементной смеси.

Важно! Если в смеси будет слишком много суперпластификаторов, то схватывание раствора сильно замедлится.

Но, приготовление СУБ – это полдела, нужно также учесть особенности его транспортировки и укладки.

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.

Применение и особенности укладки

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

Данный материал также широко используется в следующих сферах:

  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.

Важно: Если в процессе перевозки или хранения самоуплотняющаяся смесь потеряла часть своих качественных характеристик и загустела, их можно восстановить специальными химическими разжижителями, которые подаются непосредственно в бетономешалку и перемешиваются до придания массе однородности и восстановления первоначальных свойств.

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.

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 15936
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

Самоуплотняющийся бетон — свойства и применение

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.
Читать еще:  Щитовая опалубка для фундамента

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.

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.

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.

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.

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:  Сушка бетона после заливки

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.

Самоуплотняющийся бетон: характеристики, технология

Самоуплотняющийся бетон — это рационально подобранный состав компонентов, в результате чего получаются вязкие, высокоподвижные бетоны, уплотняющиеся в конструкциях под действием собственного веса, без использования какой-либо специальной техники.

Самоуплотняющиеся бетонные смеси, вследствие собственных физико-механических свойств, способны обеспечить высокую плотность даже при их укладке в густоармированные, обладающие сложной геометрической формой, строительные конструкции (см. видео в этой статье).

Общие сведения

Затвердевшие самоуплотняющиеся бетоны (СУБ) по своим свойствам ненамного отличаются от традиционных тяжелых марок. Их укладка производиться без применения вибраторов, а эксплуатационные характеристики конструкций, изготовленных по такому способу, сравнимы со свойствами сооружений из высокопрочных материалов, полученных с применением специального оборудования.

Главной отличительной чертой самоуплотняющихся бетонов является отсутствие расслоения при высокой подвижности смеси. Низкие показатели водоцементного отношения при введении в состав самоуплотняющегося бетона высокоэффективных гиперпластификаторов гарантируют существенное увеличение плотности цементного раствора.

Однако плотность суспензии, даже в случае предельного снижения водоцементного отношения, не является основной причиной такой однородности.

В качестве основного фактора нерасслаиваемости растворов следует рассматривать их высокую вязкость и сопротивление сдвигу. Такое сочетание реологических свойств материала в момент его укладки в опалубку обеспечивает легкий выход, вовлеченного при производстве смесей воздуха.

Для регулирования вязкости и седиментационных явлений, в состав СУБ могут вводиться загустители на основе следующих модифицирующих добавок:

  • целлюлозы;
  • полиэтиленгликоля;
  • гидролизованного крахмала;
  • природных биополимеров и пр.

Оптимальный состав самоуплотняющегося бетона:

  • портландцемент (20%);
  • песок (32%);
  • щебень (30%);
  • пластифицирующие добавки (1%);
  • вода (7%).

Расчет состава бетона

СУБС характеризуется следующими показателями:

  • низкое водоцементное соотношение (0,38–0,4);
  • высокий показатель удобоукладываемости (до 70%);
  • отсутствие в структуре крупных пор и капилляров;
  • прочность на сжатие В60–В80, но может доходить и до 100Мпа;
  • модуль эластичности — в границах 30–36 ГПа;
  • содержание пузырьков воздуха не более 6 %;
  • подвижность П5;
  • морозостойкость F400;
  • водонепроницаемость W62 и выше;

В результате имеем следующие преимущества СУБ в сравнении с классическими бетонами:

  1. Высокая подвижность, нерасслаиваемость даже в условиях длительной транспортировки материала.
  2. Отказ от использования вибраторов.
  3. Высокая прочность конструкций и идеальное качество поверхности готовых изделий.
  4. Возможность укладки в тонкостенные густоармированные конструкции сложной геометрической формы.
  5. Значительное сокращение сроков строительства.
  6. Цена производства соизмерима с затратами на производство стандартных тяжелых смесей, а если проанализировать экономический эффект от применения данного вида материала, то и ниже.

Внимание! СУБ очень чувствителен к выбору рецептуры приготовления, поэтому, необходимо тщательно контролировать гранулометрический состав крупных и мелких заполнителей и, помимо этого, все применяемые в строительстве самоуплотняющиеся бетонные смеси должны соответствовать ГОСТ 7473-2010.

Классификация

В зависимости от метода обеспечения устойчивости к водоотделению и расслаиванию, выделяют два базисных типа самоуплотняющихся растворов:

  • мелкодисперсный тип — существенное увеличение объема мелкодисперсной фракции в сравнении с обычным бетоном;
  • стабилизаторный вид — изготовление растворов с использованием стабилизирующих добавок.

Мелкодисперсные заполнители повышают стойкость самоуплотняющихся смесей к расслаиванию и понижают блокировку движения бетонного раствора при его протекании в густоармированных конструкциях.

  • гранулированный доменный шлак;
  • известняковые порошки;
  • зола-унос;
  • кремнистые уносы.

Подсказки: применение мелкодисперсного заполнителя повышает коррозийную стойкость бетона и снижает возможность образования усадочных трещин в процессе твердения смесей в опалубке.

Стабилизирующие добавки позволяют достичь оптимальной вязкости, обеспечивая, при этом, идеальный баланс между стойкостью к расслаиванию и подвижностью — противоположными свойствами, возникающими в момент добавления воды.

При введении стабилизирующего модификатора на поверхности цементных зерен образуется стойкий микрогель, который обеспечивает образование «несущего каркаса» в цементном тесте и препятствует расслаиванию. При этом, образующийся структурный скелет позволяет заполнителю (щебень, песок) свободно передвигаться, тем самым, не нарушая удобоукладываемости раствора.

В международной практике, согласно показателей качества, принята следующая классификация самоуплотняющихся составов:

  • SF1–SF3 — классы по значению удобоукладываемости (расплыв конуса);
  • VS1–VS2 — классы по вязкости, метод Т500 (время, необходимое для растекания стандартного бетонного конуса по окружности диаметром 500 мм);
  • VF1–VF2 — классы по вязкости, учитываемые время истечения материала сквозь V–образную воронку;
  • РА1–РА2 — классы, исследующие возможность самоуплотняющейся суспензии проходить препятствия (сопротивление арматуры) в L–образном резервуаре;
  • SR1–SR2 — классы по стойкости к расслаиванию, исследуемые величину расслаивания методом сит.

На основании показателей вышеперечисленных способов испытаний определяется назначение и сферы применения самоуплотняющихся смесей (см. таблица ниже).

Производство и транспортировка

Приготовление самоуплотняющихся смесей требует наличия высококвалифицированного персонала и специализированного оборудования, что не позволяет осуществлять его производство на строительной площадке своими руками. В этом можно убедиться, прочитав представленные ниже рекомендации и требования, предъявляемые к производителям данного материала.

Инструкция и технологические требования, применяемые при производстве и транспортировке товарных самоуплотняющихся смесей:

  1. Предельная точность дозирования материалов перед подачей в смесительную установку.
  2. Сушка и контроль влажности мелких и крупных заполнителей.
  3. Использование дополнительной воды только в соответствии с техническими условиями, предусмотренными для данной марки бетона.
  4. Полная выгрузка барабана смесительной установки или емкости автобетоносмесителя, с последующей тщательной промывкой резервуаров.
  5. Строго соблюдать правила транспортировки. Учитывать погодные условия, температуру воздуха — все это может нарушить состояние и проектный состав транспортируемого бетона.
  6. Если технологической инструкцией предусмотрено, или возникла необходимость, дополнительного добавления разжижающих присадок на строительной площадке, необходимо строго придерживаться рекомендаций производителя бетона, чтобы не нарушить проектных показателей вязкости и растекаемости.
  7. Транспортировка бетона на строительную площадку должна осуществляться только сертифицированным автотранспортом, прошедшим приемочные испытания.

Правила укладки

В период укладки СУБС нужно учитывать следующие рекомендации:

  1. Необходимо обеспечить непрерывную подачу материала к месту укладки. Следить за тем, чтобы после выгрузки раствора из одного смесителя приступать к опустошению следующего.
  2. Строго контролировать время доставки материала на строительную площадку.
  3. Перед заливкой бетона необходимо убедиться в отсутствии воды в опалубке. Присутствие лишней воды может спровоцировать расслоение.
  4. Длина трубопровода для перекачки раствора должна быть не более 200 м (см. фото).

  1. Подаваемый по трубопроводам бетон не требует дополнительного уплотнения.
  2. Бетонирование тонкостенных строительных конструкций, где самостоятельное удаление пузырьков воздуха затруднено техническими условиями (опалубка сложной геометрической формы, колонны малого диаметра), подача раствора должна осуществляться через нижний патрубок рамочной опалубки.

Самоуплотняющиеся бетонные смеси — это материалы с уникальными физико-механическими свойствами. Их получение стало возможно благодаря совместному использованию высокоэффективных суперпластификаторов и активных минеральных добавок.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector