Самоуплотняющийся бетон

Характеристика самоуплотняющегося бетона

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

Определение

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

высокоподвижный;
вязкий;
легко формируемый;
устойчивый к расслоению.

Вернуться к оглавлению

Преимущества

Самоуплотняющемуся бетону присущи следующие преимущества:

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

Вернуться к оглавлению

Недостатки

В самоуплотняющемся бетоне присутствуют следующие недостатки:

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

Вернуться к оглавлению

Свойства

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

Вернуться к оглавлению

Состав

Самоуплотняющийся бетон изготавливается из следующих ингредиентов:

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

Вернуться к оглавлению

Применение и особенности укладки

Самоуплотняющийся бетон применяют в следующих сферах строительства:

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

Укладывая самоуплотняющийся бетон, следует учитывать некоторые особенности:

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Диагностика

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

Самоуплотняющийся бетон: 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.

Свойства

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:

Высокая подвижность, нерасслаиваемость даже в условиях длительной транспортировки материала.
Отказ от использования вибраторов.
Высокая прочность конструкций и идеальное качество поверхности готовых изделий.
Возможность укладки в тонкостенные густоармированные конструкции сложной геометрической формы.
Значительное сокращение сроков строительства.
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:

Предельная точность дозирования материалов перед подачей в смесительную установку.
Сушка и контроль влажности мелких и крупных заполнителей.
Использование дополнительной воды только в соответствии с техническими условиями, предусмотренными для данной марки бетона.
Полная выгрузка барабана смесительной установки или емкости автобетоносмесителя, с последующей тщательной промывкой резервуаров.
Строго соблюдать правила транспортировки. Учитывать погодные условия, температуру воздуха — все это может нарушить состояние и проектный состав транспортируемого бетона.
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.
Транспортировка бетона на строительную площадку должна осуществляться только сертифицированным автотранспортом, прошедшим приемочные испытания.

Правила укладки

В период укладки СУБС нужно учитывать следующие рекомендации:

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

Подаваемый по трубопроводам бетон не требует дополнительного уплотнения.
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.

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.

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.

Самоуплотняющийся бетон — изучаем внимательно

Опубликовано Артём в 18.07.2019 18.07.2019

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.

Состав

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:

однородность;
связность;
понижение чувствительности к изменению водосодержания;
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:

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

Водоцементное отношение — 0,5.

Показатели качества

Европейские нормативы подразделяют составы на следующие типы и классы:

Высокоподвижные. Классы по удобоукладываемости SF1, SF2, SF3;
Вязкие. Классы по вязкости VS1, VS2 и VF1, VF2 на расплыв стандартного конуса до диаметра 500 мм и времени прохождения через V — образную воронку;
Легкоформируемые. Классы РА1, РА2 по способности преодолевать сопротивление арматуры;
Устойчивые к расслаиванию. Классы SR1, SR2 по устойчивости к расслаиванию, %.

Читайте также: Имитация бруса

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:

Портландцемент	350 кг/м3
Молотый известняк (можно заменить зольной пылью)	200 кг/м3
Вода	170-180 кг/м3
Мелкозернистый песок (0-2 мм)	650 кг/м3
Щебень (фракцией от 2 до 16 мм)	950 кг/м3
Пластифицирующая добавка	2-4 кг/м3

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

Портландцемент	280 кг/м3
Вода	190 кг/м3
Молотый известняк	245 кг/м3
Мелкофракционный щебень	750 кг/м3
Песок	865 кг/м3
Пластифицирующая добавка	4 кг/м3

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:

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

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.

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:

При производстве сборных армированных железобетонных элементов и конструкций.
Для возведения монолитных бесшовных полов.
Для укрепления и усиления зданий и опорных конструкций.
При возведении объектов, для которых необходима изначально высококачественная ровная поверхность, не требующая дополнительной обработки (например, взлетно-посадочная полоса).
При строительстве из бетона различных конструкций с высоким содержанием армирующих элементов.
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:

СУБ — особенности и характеристики инновационного стройматериала

Японский профессор Хиро Окамура создал самоуплотняющийся бетон ― новый строительный материал, быстро приобретающий максимальную прочность. Благодаря специфике состава на работу с СУБ тратится меньше времени и сил, чем при использовании обычных растворов. Японская разработка применяется, если нет возможности провести виброуплотнение, или нужно залить опалубку с густой сеткой арматуры.

Чем отличается состав самоуплотняющихся смесей?

При повышении в растворе количества суперпластификаторов замедляется процесс застывания бетона.

Самоуплотняющаяся смесь не расслаивается при значительной подвижности раствора, обладает высокой плотностью и однородностью. Эти характеристики обеспечивают специфический состав бетона. Для корректировки показателей вязкости применяют загустители на основе следующих компонентов:

целлюлоза;
полиэтиленгликоль;
гидролизованный крахмал;
природные биополимеры.

Состав самоуплотняющегося бетона представлен в таблице:

Компонент	Количество, кг/м³ (японская рецептура)	Количество, кг/м³ (европейская рецептура)
Портландцемент	350	280
Песок	650	865
Вода	170―180	190
Щебень	950	750
Пластифицирующие компоненты	2―4	4
Молотый известняк	200	245

Преимущества и недостатки

К негативным характеристикам СУБ относят его стоимость и повышенные показатели ползучести готовой смеси. Преимуществами нового строительного материала считают:

Возведение высокопрочных сооружений.
Сокращение сроков строительства и сдачи готового объекта.
Нет изъянов, образующихся во время уплотнения обычной смеси, и крупных пор.
Повышение уровня прочности сцепления арматуры и бетона.
Проникновение раствора в труднодоступные отделы конструкций. Нет необходимости в виброуплотнении.
Долговечность, шумо- и виброизоляция готовых сооружений.
Получение ЖБИ любой геометрической формы.
Повышение длительности периода транспортировки готового раствора. Самоуплотняющийся бетон разрешено перевозить на большие расстояния.
Снижение уровня шума во время строительства, что важно при проведении работ возле жилых домов.
Высокое качество ЖБК. Нет необходимости проводить дополнительную обработку.
Сокращение числа задействованных рабочих, что снижает стоимость строительства в целом.

Характеристики

Качество и характерные особенности разных видов бетона зависят от используемых во время приготовления раствора добавок. Состав самоуплотняющихся бетонов различается в зависимости от производителя, но поликарбоксилат — незаменимый компонент для его приготовления. Во многом этот комплексный полимерный модификатор обеспечивает уникальные свойства готового продукта.

Самоуплотняющийся бетон имеет следующие характеристики:

водоцементное отношение ― 0,38—0,4;
удобоукладываемость ― до 70 см;
прочность на сжатие ― до 100 МПа;
параметр эластичности ― 30—36 ГПа;
уровень воздуха ― не выше 6%.

Свойства СУБ

Благодаря специфической рецептуре и полученным характеристикам, самоуплотняющиеся бетоны отличаются высокой прочностью на сжатие и растяжение. Кроме этого, раствор обладает следующими качествами:

Ползучесть. Это свойство обуславливается рядом применяемых добавок, но не превышает допустимых значений.
Адгезия. Бетон хорошо сцепляется с арматурными каркасами.
Усадка. То, как будет садиться раствор, зависит от объема, применяемого при приготовлении раствора клея. В самоуплотняющихся бетонах цементного клея примерно столько же, сколько в классических смесях.
Упругость. Этот показатель зависит от пропорции сухих добавок разных фракций. Традиционные цементно-песчаные смеси на 15% более упругие, чем самоуплотняющиеся бетоны.

Как транспортировать смеси?

Так как крупных пор в ЖБИ из самоуплотняющегося бетона нет, вода не попадает в глубокие слои конструкции, что значительно снижает вероятность коррозии арматурного каркаса.

Все бетонные смеси требуют соблюдения правил перевозки. В противном случае начинается сегрегация ― процесс расслоения. Несмотря на то, что самоуплотняющийся бетон расслаивается хуже, чем обычные смеси, при неправильной перевозке он также может подвергнуться этому дефекту. Чтобы не допустить снижение качества материала, рекомендуется придерживаться следующих правил:

При необходимости перевозки раствора дольше 1-го часа важно использовать автомиксер. Без бетономешалки в растворе образуется осадок.
Избегать размещения раствора и резервуара с ним на солнце. Из-за нагрева бетон меняет консистенцию.
По прибытии смеси на место строительства добавить в нее разжижитель.
Материал применять без промедлений, перекачка раствора осуществляется непрерывно.

Как проводится укладка?

Самоуплотняющиеся смеси укладывают так же, как и другие цементные растворы. Чтобы не допустить снижения качества материала, важно придерживаться следующих рекомендаций:

Нельзя укладывать смесь в опалубку, если в ней вода. В противном случае раствор расслоится.
До укладки смесь прокачивается через рукав, чтобы из нее вышел воздух. Если строительство проводится без использования насоса, путь раствора по рукаву делают искусственно.
Во время работы нельзя допускать остановок дольше чем на 30 минут. Даже из-за коротких пауз слои бетона могут не смешиваться.

Важно следить за природным выведением воздуха из опалубков. Для этого в высокие узкие колонны смесь запрещено сливать с большой высоты. Рекомендуется спустить рукав в сам опалубок, и подтягивать его вверх по мере наполнения формы раствором. Чем ниже высота, с которой смесь попадает в опалубки, тем меньше воздуха в ней растворится. Дополнительно уплотнять этот вид цементной смеси не нужно.

Самоуплотняющийся бетон – эффективное решение для широкого спектра строительных задач

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

Бетон в процессе набора прочности

Основные особенности

Виброрейка, от применения которой теперь можно отказаться

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

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

Немного истории

На фото — заливка опор с применением самоподъемных опалубок

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

На фото — консистенция растворов с функцией самоуплотнения

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

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

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

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

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

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

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

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

Классификация смесей, используемых при изготовлении самоуплотняющегося бетона

На фото — заполнение самоуплотняющимся бетоном опалубки с армирующим каркасом

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

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

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

Эксплуатационные характеристики и преимущества

На схеме пример использования высокотехнологичной смеси

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

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

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

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

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

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

Среди преимуществ таких растворов отметим следующее:

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

Требования к условиям изготовления

На фото — отгрузка товарного бетона

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

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

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

Особенности транспортировки

Миксер для перевозки раствора на колесном шасси

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

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

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

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

Самоуплотняющийся бетон подается бетононасосом

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

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

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

Особенности укладки бетонной смеси

На фото — заливка самоуплотняющегося бетона в опалубку

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

Но есть некоторые особенности, о которых следует помнить:

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

Подача материала в рамную опалубку

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

Подача раствора в опалубку с небольшой высоты

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

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

Вывод

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

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