В 70 годы считалось, что бетон – это единственный материал, который способен выдерживать большие нагрузки на протяжении максимально долгого срока. Однако, через некоторое время, требования, предъявляемые к цементно-песчаным смесям, были пересмотрены, и, благодаря японскому профессору Хиро Окамура в строительной сфере появился совершенно новый продукт – самоуплотняющийся бетон (СУБ). Этот высокопрочный материал достигаем максимальной прочности за более короткий срок, благодаря чему уменьшаются трудовые затраты, а времени на уплотнение полужидкой массы требуется значительно меньше. Помимо этого СУБ обладает и другими преимуществами.
Преимущества и недостатки СУБ
Если сравнивать самоуплотняющийся бетон с традиционными составами, то СУБ обладает следующими преимуществами:
- Монтаж высокопрочных бетонных конструкций производится быстрее.
- Дефекты, вызванные неправильным уплотнением бетонной смеси, сводятся к нулю.
- Становится возможным монтаж различных конструкций сложной формы с любой геометрией.
- Для СУБ используются менее громоздкие и тяжелые опалубки (не требуется вибрирования бетона).
- При использовании самоуплотняющегося бетона достигается наилучшее сцепление смеси с арматурой.
- Раствор не расслаивается.
- СУБ обладает шумо- и виброизоляционными свойствами.
- Уплотняющийся состав способен проникать в труднодоступные участки конструкции.
- Цементно-песчаная смесь может подаваться через низ опалубки.
- Смеси обладают пониженным отношением водонепроницаемости. Согласно ГОСТ 7473-2010 этот показатель составляет не более 0,4.
- Показатель удобоукладываемости раствора составляет 70 см.
Из недостатков СУБ можно выделить только его высокую стоимость и повышенных коэффициент ползучести.
Чтобы самостоятельно изготовить самоуплотняющийся бетон необходимо ознакомиться с видами СУБ по типу его применения.
Классификация и области применения разных видов СУБ
Современные бетонные составы классифицируются исходя из области их применения:
- Высокоподвижные. Применяются для: не армированных или слабо армированных построек (SF1); стандартных сооружений (SF2); вертикальных элементов, сильно армированных построек и для конструкций со сложной геометрией (SF3). Также этой маркировкой обозначается степень растекания смесей: SF1 – от 55 до 65 см; SF2 – в пределах 66-75 см; SF3 – порядка 76-83 см.
- Вязкие. Такие смеси маркируются буквами VS/VF. Первый параметр обозначает отрезок времени, за которое раствор, подаваемый из стандартного конуса, растекается до 50 см (VS1 – до 2 секунд, VS2 – больше 2 секунд). VF – обозначает период, за который СУБ проходит через V-образную воронку (VF1 – меньше 8 секунд, VF2 – 9-25 секунд). Исходя из этого, есть смеси, которые подходят для конструкций, не требующих отделки (VS1/VF1) и составы, повышающие тиксотропность, использующиеся при постройке конструкций слабой прочности (VS2/VF2).
- Легко формируемые. Эти составы применяют для построек с шагом армирования 80÷100 мм (РА1) и для бетонных оснований с шагом 60÷80 мм (РА2).
- Устойчивыми к расслоению. СУБ для вертикальных железобетонных конструкций с шагом менее 80 мм, а также для высотных элементов и профилей (тонкостенных) с шагом более 80 мм. Параметр однородности определяется в процессе испытания смеси при помощи сита (SR1 – до 20%, SR2 – до 15%).
Полезно! Прочностные показатели у самоуплотняющегося бетона такие же, как у обычной смеси (В30, В40 и так далее).
Для изготовления такой смеси, необходимо также уточнить характеристики СУБ и компоненты, входящие в его состав.
Свойства и состав самоуплотняющегося бетона
Благодаря комбинированию разных компонентов, можно получить строительную смесь, отвечающую следующим требованиям:
- эластичность – 30÷36 ГПА;
- прочность на сжатие – 40÷80 Мпа (через 4 недели), 55÷100 Мпа (через 13 недель);
- усадка – 600÷800;
- соотношение связующего вещества и воды – 40/25%;
- Объем воздуха – 4,5÷6%.
Для самостоятельного приготовления самоуплотняющегося бетона по стандартной рецептуре, разработанной Хиро Окамура, потребуется:
Также существует европейская рецептура, согласно которой, для приготовления бетонного раствора потребуется:
Полезно! Объемное содержание компонентов можно менять, в зависимости от типа постройки и его предназначения.
Также в бетонную смесь добавляют различные регуляторы, химические модификаторы, ультрадисперсные заполнители и прочие компоненты, способствующие повышению устойчивости и эластичности готового состава. Чаще всего в качестве добавки используют поликарбоксилат (РС или РСЕ) – полимерный компонент, который отвечает за адсорбцию на поверхности бетонных зерен. Это вещество «посылает» смеси отрицательный заряд, благодаря которому зерна цемента начинают отталкиваться друг от друга. В конечном счете, происходит движение частиц и смесь уплотняется.
Полезно! Поликарбосилат в 3-4 раза превосходит сульфомеланин, сульфонафталин и формальдегид по продолжительности пластифицирующего действия.
Стоит учитывать несколько важных нюансов:
- 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.
Транспортировка
Самоуплотняющийся бетон, как и любая цементная смесь, требует правильных условий перевозки. Дело в том, что СУБ не является исключением и также подвержен процессам расслоения (сегрегации), из-за чего часть его свойств теряется, и готовые изделия получаются худшего качества.
Чтобы этого не происходило, нужно учесть, что:
- При транспортировке более 1 часа без использования бетономешалки, в смеси образуется осадок. Поэтому СУБ, как и обычный бетон, должен перевозиться только при помощи автомиксеров.
- Погодные условия оказывают пагубное влияние на раствор. Если бетонный раствор будет долгое время открыт под прямыми солнечными лучами, это приведет к повышению температуры смеси, что, в конечном счете, скажется на консистенции бетона.
- После доставки раствора на строительную площадку в смесь необходимо добавить разжижитель, тогда бетон приобретет оптимальную консистенцию.
Особенности укладки СУБ
В процессе укладки СУБ необходимо учесть следующие нюансы:
- Перед тем, как заливать самоуплотняющийся бетон, убедитесь, что в опалубке нет жидкости. Если в ней будет хотя бы незначительное содержание воды, то свойства состава могут измениться, что приведет к расслаиванию бетона.
- В процессе укладки, нужно постоянно перемешивать СУБ (если состав загустел, добавьте разжижитель).
- Длина трубопровода для подачи раствора на рабочее место, не должна быть более 200 м. Если смесь будет идти слишком долго, она может стать неоднородной.
- Бетонный раствор не нужно дополнительно уплотнять.
- Если вы заливаете бетонную смесь в форму для узкой колонны или в другую опалубку с плохим отведением воздуха, то раствор не рекомендуется сбрасывать с большой высоты. Лучше опустить строительный рукав как можно ниже в опалубку и поднимать его по мере заполнения формы. Чем меньше будет высота, тем меньше воздуха попадет в бетонную толщу.
В заключении
СУБ – это бетон «нового поколения», который обладает улучшенными характеристиками. Самоуплотняющиеся смеси можно изготавливать самостоятельно или заказать готовый раствор.