Самоущільнюючий бетон – вивчаємо уважно

Вимоги до бетону постійно підвищуються. Це стосується набору міцності за мінімальний час, оскільки цей показник впливає на швидкість будівництва. Для цього розробили самоуплотняющийся бетон – матеріал, що заповнює опалубку без всяких сторонніх впливів. Цей матеріал ущільнюється під впливом гравітації, навіть в місцях з густим армуванням.

Визначення

Що таке самоуплотняющийся бетон?

Багато хто задається питанням, що таке самоуплотняющийся бетон і які його властивості? СУБ (самоуплотняющіеся бетони) – це інноваційний будівельний матеріал, який просідає і ущільнюється під впливом власної маси і гравітації, при цьому заповнюється практично весь простір опалубки навіть якщо на поверхні покладена мелкоячеистая армована решітка в кілька шарів. Застосовується СУБ при виробництві залізобетону (особливо якщо в складі бетону велику кількість арматури) при створенні міцних безшовних підлог і перекриттів, а також в торкрет-бетонуванні. Бетонна маса володіє високою рухливістю, густотою і в’язкістю, тому з нею легко і зручно працювати.

Транспортування

Рідкі бетони транспортують автобетонозмішувачами, які повинні забезпечувати спонукання, збереження властивостей під час перевезення. З моменту завантаження до повного розвантаження для виключення самоущільнення розчин перемішують.

У зимових умовах барабани міксерів утеплюють.

Час транспортування – не більше 2 годин.

Не рекомендується транспортування продукції на відстань понад 50 км. Не допускається використовувати для перевезення автосамоскиди.

Загальна характеристика

Матеріал випускають по галузевої технічної документації. Розробки засновані на вимогах діючих стандартів, міжнародного документа «Європейське керівництво по Самоущільнюючий бетону». Порядок випробування на розплив встановлює ГОСТ Р 58002-2017.

Склад

Складові готової продукції повинні забезпечувати отримання бетонного каменю зі стандартними або заданими властивостями. Компоненти підбирають з урахуванням виду споруджуваного елемента, способу укладання, зміни арматурного каркаса. При складанні рецепта витримують такі параметри:

• підвищена витрата цементу;
• низьке водо-цементне відношення;
• знижена масова частка крупний заповнювач.

Цемент вибирають виходячи з міцності моноліту. Не допускається застосування в’яжучих «лежалих», з ознаками помилкового схоплювання.

Щебінь підбирають урахуванням кроку арматури. Розмір зерен – не більше 0,25 від меншого відстані між стрижнями.

Пісок повинен мати окатанную форму частинок, яка сприяє плинності, зниження в’язкості тіста.

До мінеральних добавок-мікронаповнювачів відносяться:

• інертні – пилоподібний кварц, вапняки;
• пуццолановиє – зола виносу, мікрокремнезем;
• гідравлічні – доменний шлак в гранулах.

Вони зменшують витрата цементу, надають суміші:

1. однорідність;
2. зв’язність;
3. зниження чутливості до зміни водосодержания;
4. стійкість до розшарування.

Поряд з мінеральними компонентами в тісто вводять фібру. Сталеве волокно замінює армування. Полімерне, базальтове знижують розшаровуваність, обмежують усадку, підвищують тріщиностійкість.

Основні хімічні добавки – пластифікатори на основі полімерів полікарбоксилату і поліакрилату. Вони відповідають за зменшення водоцементного відносини, рухливість, життєздатність суміші при транспортуванні. Модифікатори в’язкості знижують чутливість до змін кількості вологи. Піногасники контролюю воздухововлеченіе і щільність.

Приблизне співвідношення компонентів суміші, кг / м3:

1. мелкодісперсная складова, включаючи цемент, мінеральну добавку, пилоподібні частки заповнювача – 450 – 600;
2. вода – 150 – 210;
3. крупний заповнювач – 750 – 1000;
4. дрібний заповнювач – 50% від загальної ваги заповнювача залежно від витрати інших матеріалів;
5. пластифікатор 2 – 4.

Водо-цементне відношення – 0,5.

Показники якості

Європейські нормативи поділяють склади на наступні типи і класи:

1. Високоподвижних. Класи по легкоукладальності SF1, SF2, SF3;
2. В’язкі. Класи по в’язкості VS1, VS2 і VF1, VF2 на розплив стандартного конуса до діаметра 500 мм і часу проходження через V – образну воронку;
3. Легкоформіруемие. Класи РА1, РА2 по здатності долати опір арматури;
4. Стійкі до розшарування. Класи SR1, SR2 по стійкості до розшарування,%.

При виробництві самоуплотняющийся бетон оцінюють за такими показниками:

• рухливість;
• в’язкість;
• збереженість;
• щільність;
• здатність до розшарування і воздухововлеченіе.

Збереженість товарної суміші – 180 хвилин.

Недоліки

У Самоущільнюючий бетоні присутні наступні недоліки:

• дорожнеча;
• високий коефіцієнт повзучості, який присутній в самоуплотняющейся суміші.

Властивості і склад самоуплотняющегося бетону

Завдяки комбінуванню різних компонентів, можна отримати будівельну суміш, що відповідає таким вимогам:

• еластичність – 30 ÷ 36 ГПА;
• міцність на стиск – 40 ÷ 80 МПа (через 4 тижні), 55 ÷ 100 МПа (через 13 тижнів);
• усадка – 600 ÷ 800;
• співвідношення сполучного речовини і води – 40/25%;
• Обсяг повітря – 4,5 ÷ 6%.

Для самостійного приготування самоуплотняющегося бетону за стандартною рецептурою, розробленою Хіро Окамура, буде потрібно:

компонент Обсяг

Також існує європейська рецептура, згідно з якою, для приготування бетонного розчину потрібно:

компонент Обсяг

Корисно! Об’ємний вміст компонентів можна змінювати, в залежності від типу споруди і його призначення.

Також в бетонну суміш додають різні регулятори, хімічні модифікатори, ультрадисперсні наповнювачі та інші компоненти, що сприяють підвищенню стійкості і еластичності готового складу. Найчастіше в якості добавки використовують полікарбоксилату (РС або РСЕ) – полімерний компонент, який відповідає за адсорбцію на поверхні бетонних зерен. Ця речовина «посилає» суміші негативний заряд, завдяки якому зерна цементу починають відштовхуватися один від одного. В кінцевому рахунку, відбувається рух частинок і суміш ущільнюється.

Корисно! Полікарбосілат в 3-4 рази перевершує сульфомеланін, сульфонафталін і формальдегід за тривалістю пластифицирующего дії.

Варто враховувати кілька важливих нюансів:

1. Якщо ви використовуєте заповнювач великої фракції, то його обсяг повинен становити не більше 50% від обсягу бетонної суміші.
2. Обсяг піску повинен бути в межах 40% від загальної маси.
3. Обсяг пластифікаторів повинен становити не менше 0,8%, але не більше 1,3%.
4. Кількість стабілізаторів не повинна перевищувати 0,3% від загального обсягу цементної суміші.

Важливо! Якщо в суміші буде занадто багато суперпластифікаторів, то схоплювання розчину сильно сповільниться.

Але, приготування СУБ – це півсправи, потрібно також врахувати особливості його транспортування і укладання.

Склад самоуплотняющегося бетону

При виробництві самоуплотняющегося бетону важливо отримати суміш з високою пластичністю і рухливістю при мінімальній кількості води. Вперше такий склад був розроблений в 1990 році японським фахівцем Хіро Окамура. Згодом його адаптували до різних кліматичних умов, в результаті чого він видозмінювався і модернізувався. Зараз розрахунок складу самоуплотняющегося бетону проводиться за європейською рецептурою. Для виробництва одного кубічного метра матеріалу, беруться такі компоненти з масових часток:

• портландцемент зі зниженим показником тепловиділення – 280 кг;
• дрібно перемелений вапняк – 245 кг;
• щебінь дрібної фракції – 750 кг;
• чистий пісок – 865 кг;
• пластифікатор – 4 кг;
• вода без домішок – 190 кг.

У суміш допускається добавка і інших сучасних компонентів, здатних підвищити її еластичні властивості не на шкоду міцності і стійкості до агресивних дій. Іноді допускається засипка великої фракції щебеню, яка не заважає розчину Самоущільнюючий, середня фракція при виготовленні такого бетону не використовується. Як пластифицирующей добавки полімер полікарбоксилату, маркований РС або РСЕ. Цей компонент посилає часткам цементу негативний електричний заряд, в результаті чого вони відштовхуються один від одного. Це призводить до того, що розчин проникає в будь-які порожнечі і ефективно ущільнюється. Застосовують і інші пластифицирующие добавки для бетону – на основі сульфонафталіна, формальдегіду, сульфомеланіна.

При виготовленні самоуплотняющегося бетону необхідно чітко розраховувати кількість суперпластифікаторів, щоб процес затвердіння не затягувати. Їх кількість повинна бути в межах від 0,8 до 1,3% від загальної кількості розчину. При використанні щебеню великої фракції його частка становить близько половини обсягу розчину. Вміст діоксиду кремнію (чистого піску) має перебувати в межах 40% від маси складу, а стабілізуючих компонентів до 0,3% від обсягу.

Застосування і особливості укладання

СУБ застосовується при будівництві різних об’єктів, зокрема для побудови гідротехнічних конструкцій (пірси, портові будівлі, хвилерізи, греблі ГЕС).

Даний матеріал також широко використовується в наступних сферах:

1. При виробництві збірних армованих залізобетонних елементів і конструкцій.
2. Для зведення монолітних безшовних підлог.
3. Для зміцнення і посилення будівель і опорних конструкцій.
4. При зведенні об’єктів, для яких необхідна спочатку високоякісна рівна поверхня, яка не потребує додаткової обробки (наприклад, злітно-посадкова смуга).
5. При будівництві з бетону різних конструкцій з високим вмістом армуючих елементів.
6. Для зведення огорож або тонкостінних приміщень (наприклад, коли в будівлі необхідний мінімальний вага несучих і опорних перекриттів).

При укладанні самоуплотняющегося бетону варто пам’ятати про деякі особливості та нюанси використання цього матеріалу. Так, наприклад, з-за підвищеного вмісту суперпластифікаторів значно збільшується час схоплювання бетонної суміші. Самоуплотняющіеся бетони при перевезенні в бетономішалці більше однієї години починає втрачати властивість самоущільнення, пластифікатори також негативно сприймають тривалу перевезення і внаслідок цього втрачається рухливість розчину. Професіонали рекомендують не економити і виготовляти СУБ безпосередньо на місці будівництва.

При транспортуванні бетону по трубопроводу довжиною більше 200 метрів до робочого ділянці можуть з’являтися розшарування і як наслідок неоднорідність маси. Даний момент також варто враховувати особливо ретельно і постаратися по можливості уникнути використання при заливці довгих подають трубопроводів. Наявність неоднорідного складу і розшарувань може негативно позначитися на кінцевому результаті і істотно знизити фізико-механічні показники готової конструкції.

Перед заливанням самоущільнюється бетоном опалубки необхідно переконатися у відсутності рідини, оскільки навіть невеликий обсяг води може порушити склад. Якщо вода є, то варто її видалити, причому бажано щоб поверхня взагалі була сухою, це значно поліпшить коефіцієнт адгезії. При заливці СУБ важливо щоб всі компоненти подавалися безперервно, в іншому випадку можливе порушення однорідності і зниження якості кінцевого результату. Якийсь час розчин не можна чіпати, оскільки він не потребує ущільненні, а будь-які маніпуляції можуть порушити однорідність і створити нерівності поверхні після застигання.

Важливо: Якщо в процесі перевезення або зберігання Самоущільнюючий суміш втратила частину своїх якісних характеристик і загусла, їх можна відновити спеціальними хімічними Разжижителі, які подаються безпосередньо в бетономішалку і перемішуються до додання масі однорідності і відновлення первинних властивостей.

Для поліпшення якісних характеристик бетону класу-В15 в процесі приготування робочої суміші можна використовувати такі добавки:

• пісок і щебінь дрібніших фракцій – при їх використанні значно підвищується міцність, проте в’язкість також збільшується (так як площа поверхні частинок дрібної фракції в загальній сумі значно більше ніж великої;
• додавання в суміш мікро- і ультрадисперсного наповнювача також істотно підвищує міцність знижує ризик утворення корозії на арматурі і появи тріщин в процесі усадки і подальшої експлуатації.