Самоуплотняющийся бетон: описание с фото, характеристики

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:

КомпонентКоличество, кг/м³ (японская рецептура)Количество, кг/м³ (европейская рецептура)
Портландцемент350280
Песок650865
Вода170―180190
Щебень950750
Пластифицирующие компоненты2―44
Молотый известняк200245

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.

Что собой представляет самоуплотняющийся бетон?

На рубеже 1960 – 70-х годов в мире появились новые амбициозные строительные проекты, повысившие требования к бетонам до уровня особо высокопрочных. При этом задача усложнялась необходимостью использования смесей в значительных объемах и на большом удалении от места производства. Помимо этого, условием был усиленный набор прочности в кратчайшие сроки при сокращении затрат труда и времени на уплотнение текучей полужидкой массы. Через полтора десятилетия решение было найдено: был разработан самоуплотняющийся бетон – материал, который без внешнего воздействия заполняет опалубку даже густо армированных конструкций. Авторство принадлежит японскому профессору H.Okamura.

Виды и применение
Классификация бетонных смесей, предназначенных для производства СУБ, определяет области применения и назначение материала:

  • Высокоподвижная – для неармированных и слабо армированных конструкций (обозначается SF1); для большинства обыкновенных сооружений (SF2); для вертикальных элементов, густоармированных конструкций, имеющих сложную форму, для торкретирования, нанесения на поверхность железобетонных изделий тонкого слоя смеси, (SF3).
  • Вязкая – для изделий с высоким качеством поверхности, не предполагающей дополнительной обработки (VS1/VF1); для повышения тиксотропности (для уменьшения текучести и расслаивания за счет увеличения вязкости) конструкций невысокой прочности, расположенных на значительном удалении от места их изготовления (VS2/VF2).
  • Легко формируемая – для вертикальных сооружений, армированных с шагом (ha) 80÷100 мм (PA1); для аналогичных конструкций с ha = 60÷80 мм (PA2).
  • Устойчивая к расслоению – для вертикальных ж/б устройств, ha 80 мм, при Lmax>5 м (SR2).

Характеристики и состав

В большинстве случаев самоуплотняющийся легкий бетон по своим качествам во многом схож с теми параметрами, что и обыкновенная смесь. Комбинируя количественный состав компонентов, можно достичь как обычной, так и повышенной прочности, эластичности и степени усадки. Основные характеристики СУБ с их усредненным количественным значением:

  1. прочность на сжатие через: 28 суток – 40÷80 МПа, 91 сутки – 55÷100 МПа;
  2. эластичность – 30÷36 ГПа;
  3. усадка (×10 -6 ) – 600÷800;
  4. соотношение связующее/вода – 40/25%;
  5. количество содержащегося воздуха – 4,5÷6%.

Поскольку самоуплотняющийся бетон применяется для различных целей, то в соответствии с потребностями качественное содержание и соотношения его ингредиентов могут меняться.

Ниже приводятся основные компоненты, которые чаще всего могут быть включены в состав СУБ:

  • портландцемент;
  • мультифракционные заполнители (песок, мелкий щебень);
  • регуляторы свойств бетона, химические модификаторы;
  • микро- и ультрадисперсные наполнители, предназначенные для повышения коррозионной стойкости, прочности, устойчивости к образованию трещин;
  • пластификаторы;
  • вода.


Достоинства и недостатки
Бетон данного вида имеет следующие преимущества:

1) равномерно распределяется по всему поперечному сечению;
2) обеспечивает высокое качество поверхностей, не нуждается в дополнительной обработке;
долговечен;
3) декоративно привлекателен;
4) сохраняет свои технологические параметры (высокую подвижность, стойкость к расслоению, однородность) при длительной транспортировке на значительные расстояния;
5) не предполагает использования виброуплотнения;
6) гарантированно сокращает сроки строительства и численность задействованных на площадке работников;
7) способствует снижению уровня шума.

Такое обилие явных выгод положительно влияет на решение многими ответственными подрядчиками купить самоуплотняющийся быстротвердеющий бетон.

К недостаткам можно отнести незначительные ограничения, возникающие при конструктивном исполнении некоторых строительных элементов, стоимость выше, чем у простой смеси, а так же несколько повышенный (однако в допустимых пределах), по сравнению с обычным бетоном, коэффициент ползучести.

Поскольку для каждой конкретной цели требуются особые технологические характеристики строительных смесей, то при их изготовлении могут применяться различные компоненты в неодинаковых соотношениях. Это объясняет тот факт, что цена самоуплотняющегося тяжелого бетона может варьироваться в больших пределах. В таблице приведены ориентировочные расценки лишь некоторых его марок.

Самоуплотняющаяся бетонная смесь — что это такое?

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

Применение и особенности укладки

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

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

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.
Читайте также:  Клей для газобетонных блоков - расход на м3

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.

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.

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:

  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, %.

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:

Портландцемент350 кг/м3
Молотый известняк (можно заменить зольной пылью)200 кг/м3
Вода170-180 кг/м3
Мелкозернистый песок (0-2 мм)650 кг/м3
Щебень (фракцией от 2 до 16 мм)950 кг/м3
Пластифицирующая добавка2-4 кг/м3

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

Портландцемент280 кг/м3
Вода190 кг/м3
Молотый известняк245 кг/м3
Мелкофракционный щебень750 кг/м3
Песок865 кг/м3
Пластифицирующая добавка4 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:

  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.

Читайте также:  Самовосстанавливающийся бетон (самозалечивающийся эластичный)

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:

Где применяют самоуплотняющийся бетон: плюсы и минусы, особенность укладки

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

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

Определение

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

Преимущества

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

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

Недостатки

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

Свойства

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

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

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

Состав

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

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

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

Применение и особенности укладки

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

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

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

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

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

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.

Добавить комментарий