СУБ; особенности и характеристики инновационного стройматериала

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.

  1. Чем отличается состав самоуплотняющихся смесей?
  2. Преимущества и недостатки
  3. Характеристики
  4. Свойства СУБ
  5. Как транспортировать смеси?
  6. Как проводится укладка?

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

Достоинства и недостатки

Достоинствами материала являются:

  • Качество готовых изделий. Объекты имеют ровную поверхность, не требующую дополнительной обработки. В структуре конструкции полностью отсутствуют крупные поры, благодаря чему внутрь не проникает влага, а износостойкость постройки увеличивается.
  • Отсутствие виброуплотнения. Благодаря этому сокращается общее время строительства, снижается уровень шума в процессе работ, требуется меньшее число строителей.
  • Увеличение времени затвердевания. Достигается за счет введения пластификаторов. Это позволяет транспортировать материал на объект с дальних расстояний.

К недостаткам можно отнести более высокую стоимость самоуплотняющегося бетона и некоторые ограничения в использовании.

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.

Правила укладки

В период укладки СУБС нужно учитывать следующие рекомендации:

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

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

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

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/м 3 :

  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.

К преимуществам бетона данного вида следует отнести:

  • увеличенное время транспортировки бетонной смеси;
  • большое расстояние от производственного участка до места укладки;
  • высокое качество поверхности изделий, не требующее дополнительной обработки;
  • сокращение периода строительства;
  • отказ от использования виброуплотнения;
  • сокращение численности работников на строительной площадке;
  • снижение уровня шума.

Пожалуй самым перспективным направлением применения золы уноса сухого отбора в производстве конструкционных бетонов является самоуплотняющийся бетон, сокращенно СУБ, аналогом его также является литой бетон.

Читайте также  Пропорции бетона в ведрах для бетономешалки

Основополагающими документами для применения золы уноса при производстве бетонов, в том числе и СУБ являются

Так что же представляет собой СУБ?

Самоуплотняющийся бетон – это бетонная смесь, которая самостоятельно без дополнительного воздействия внешних факторов и усилий, под собственной тяжестью и за счет высокой подвижности течет и полностью заполняет пространство опалубки, в том числе между арматурными стержнями.

При этом бетонная смесь сама выталкивает содержащийся в ней воздух.

Идеальным вариантом для сравнения (но недостижимом, по понятным причинам на практике) является обычная обычная вода

Остаточный объем воздушных пор в самоуплотняющейся бетонной смеси должен быть не больше, чем в обычном бетоне.

Советуем более подробно почитать о технологии производства СУБ по этой ссылке.

Где же следует применять СУБ.

  • При производстве сборных конструкций из бетонов классов по прочности В20 и выше;
  • Густоармированных и тонкостенных конструкций;
  • Плит и панелей в кассетах, на поточно-агрегатных и конвейерных линиях;
  • При возведении ответственных конструкций монолитных сооружении с повышенной степенью армирования;
  • При заливке конструкционных бетонных монолитов со сложной конфигурацией.

Зачем нужна сухая зола уноса при производстве СУБ?

Общеизвестно, что без микронаполнителя производство СУБ практически невозможно. До недавнего времени идеальным считался микрокремнезем, но он дорог, вдвое дороже цемента.

Другие минеральные порошки из известняка, доломита, кварца такого эффекта не дают.

Золы-уноса в качестве минеральной добавки является сегодня пожалуй идеальным вариантом и должны стать непременным атрибутом современной технологии изготовления тяжелых бетонов и особенно СУБ.

В отличие от других добавок зола уноса оказывает положительное воздействие на свойства бетона и особенно на СУБ:

  • Как и другие инертные добавки, она выполняет роль наполнителя, что делает бетон более плотным, прочным, повышает морозостойкость и водонепроницаемость;
  • Зола уноса, особенно высококремнистая обладает пуццолановыми вяжущими свойствами и способна заменить часть цемента;
  • Шарообразная форма частичек, особенно высококремнистой золы с содержанием SiO2 40,0% и более придает ей свойство, получившее название «шарикоподшипниковый эффект», благодаря которому улучшается скольжение цемента и песка по стекловидной поверхности частичек золы;
  • Подобное реологическое влияние существенно улучшает пластифицирующие свойства бетонной смеси;
  • Это позволяют уменьшить количество воды затворения бетонной смеси, что позволяет при оптимально количестве цемента получать самоуплотняющийся бетон с высокими свойствами, такими как его плотность и прочность.

Эффект от применении золы при производстве СУБ.

Какие преимущества мы получаем применяя золу уноса для производства СУБ равной подвижности бетонной смеси:

• увеличение подвижности бетонной смеси П5, ОК=28см, РК (расплыв конуса) 65-70см без снижения прочности бетона;

• увеличение прочности бетона на 30% и более;

• снижение расхода цемента до 30% и более;

• получить бетоны с повышенной водонепроницаемостью, морозостойкостью;

• улучшается сцепления СУБ с закладной арматурой в 1,2 – 1,4 раза;

• сокращает время и энерго затраты на тепло-влажностную обработку бетона;

• заполнение опалубки железобетонных изделий без виброуплотнения;

• увеличение оборачиваемости форм.

Как видите применение золы уноса при производстве тяжелых бетонов вполне очевидно и особенно для СУБ.

Чтобы не быть голословными приведем пример применения золы уноса при производстве СУБ на одном из домостроительных комбинатов отработанной при участии наших технологов.

Характеристика бетонной смеси СУБ будет в обоих случаях одинаковая:

  • Бетон В25, М350
  • Осадка конуса ОК=28см;
  • Расплыв конуса РК=65 см;
  • Это очень важно, распалубка ч/з 8 часов, при условиях ТВО, прочность 14,0 МПА;
  • Цемент ПЦ500Д0;
  • Хим добавка, в обоих случаях также одинаковая, это гиперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилата.

1 Состав бетонной смеси СУБ в кг/куб без золы уноса:

  • Цемент – 510,0;
  • Щебень – 950,0;
  • Песок – 730,0;
  • Хим добавка – 6,0;
  • Вода – 285,0;
  • В/Ц – 0,56.

2 Состав бетонной смеси того же класса, только с золой уноса:

  • Цемент – 360,0;
  • Зола уноса – 150,0;
  • Щебень – 950,0;
  • Песок – 730,0;
  • Хим добавка – 4,3;
  • Вода – 195,0;
  • В/Ц – 0,56.

Как видите результат впечатляет, экономику можете посчитать сами исходя из стоимости используемых материалов в вашем регионе.

Это уже не теоретические выкладки, а реально работающее предприятие, как говориться , можно увидеть своими глазами.

Как и в любом новом деле, есть и некоторые дополнительные сложности, но они скорей организационного или технического характера, для золы нужен отдельный силос с питателем.

Дополнительный весовой отдельный дозатор не потребуется, можно использовать весовой дозатор цемента.

Если Вас это заинтересовало, наш технолог поможет вам подобрать рецептуру и состав СУБа применительно к реалиям и специфике вашего производства.

58002—

(EN 12350-8:2010, ЮТ)

ГОСТ Р 58002—2017

1 ПОДГОТОВЛЕН структурным подразделением Акционерного общества «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство») — Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева) на основе официального перевода на русский язык немецкоязычной версии указанного в пункте 4 европейского стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» ()

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 ноября 2017 г. № 1842-ст

4 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 12350-8:2010 «Испытания свежего бетона. Часть 8. Самоуплотняющийся бетон. Испытание подвижной бетонной смеси осадкой конуса» (EN 12350-8:2010 «Prufung von Frischbeton — Teil 8: Selbstverdichtender Beton — Setzflieftversuch». IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных и европейских стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии е сети Интернет ()

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 58002—2017

1 Область применения. 1

2 Нормативные ссылки. 1

3 Обозначения и сокращения. 1

6 Применяемые приборы. 2

6.1 Базовая плита. 2

6.3 Секундомер. 2

6.4 Спиртовой уровень. 2

6.6 Раструб (необязательно). 2

7 Проба для испытаний. 3

8 Проведение испытаний. 3

9 Результаты испытаний. 4

10 Протокол испытаний. 4

11 Повторяемость и воспроизводимость. 4

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международного

и европейских стандартов национальным стандартам. 5

ГОСТ Р 58002—2017/EN 12350-8:2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСПЫТАНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Часть 8

Самоуплотняющийся бетон. Испытание на расплые Testing fresh concrete. Part 8. Self-compacting concrete. Slump-flow test

Читайте также  Как стелить ламинат на бетон

Дата введения — 2018—08—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает порядок определения расплыва и время fsoo для самоуплотняющегося бетона. Этот метод не пригоден, если максимальный размер зерен заполнителя превышает 40 мм.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие европейские стандарты;

EN 12350-1. Prijfung von Frischbeton — Teil 1: Probenahme (Испытания бетонной смеси. Часть 1. Отбор проб: Testing fresh concrete — Part 1: Sampling)

EN 12350-2. Prufung von Frischbeton — Teil 2: Setzmaft (Испытания бетонной смеси. Часть 2. Испытание осадкой конуса; Testing fresh concrete — Part 2: Slump)

3 Обозначения и сокращения

8 настоящем стандарте применены следующие обозначения:

d, — наибольший диаметр распространения расплыва. мм;

d2 — распространение расплыва под углом 90 е к О,. мм.

Требования изложены в ЕН 12350-1.

Расплые и время /500 используют для оценки подвижности и текучести самоуплотняющейся бетонной смеси при отсутствии препятствий. Они основываются на испытаниях путем измерения осадки конуса, описанных в ЕН 12350-2. Результаты являются показателем заполняющей способности самоуплотняющейся бетонкой смеси. Время / — показатель скорости растекания и относительной вязкости самоуплотняющейся бетонной смеси.

Бетонную смесь заливают в конус, как это делают в испытаниях осадкой конуса по ЕН 12350-2. После снятия конуса измеряют время от момента начала движения конуса вверх до растекания бетонной смеси до диаметра 500 мм. то есть это и есть время Год. Затем измеряют самый большой диаметр расплыва и другой диаметр, перпендикулярный ему. Среднее значение является расллывом.

Измерение времени расплыва t^ можно не проводить, если этого не требуется.

ГОСТ Р 58002—2017

6 Применяемые приборы

Приборы должны соответствовать ЕН 12350*2. за исключением указанных ниже.

6.1 Базовая плита

Базовая плита, на которую вытекает бетонная смесь и на которой выполняют определение подвижности, должна быть изготовлена в виде плоской стальной плиты площадью в плане не ме* нее 900 * 900 мм.

Плита должна иметь плоскую гладкую поверхность. Если плита изготовлена из других материа* лов. должны быть представлены данные испытаний эксплуатационных качеств, которые подтверждают эквивалентность стальной плите.

Поверхность должна быть стойкой к агрессивному воздействию цементного теста и не должна ржаветь. Конструкция плиты должна препятствовать возникновению перекосов. Отклонения по ровно* сти поверхности не должны превышать 3 мм в любой точке при установке поверочной линейки между противоположными сторонами и углами.

Центр плиты должен быть помечен крестом, линии которого параллельны кромкам плиты и окружностями с диаметром (210 1 1) мм и (500 ± 1) мм. центры которых совпадают с центральной точкой плиты (см. рисунок 1). 8се линии должны быть не шире 2 мм и не глубже 1 мм.

Рулетка (мерная лента) должна быть длиной не менее 1000 мм и с делениями по длине не более

Секундомер с точностью измерения до 0.1 с.

6.4 Спиртовой уровень

Спиртовой уровень для проверки горизонтальности базовой плиты до начала проведения испы* таний.

Контейнер для пробы бетонной смеси для испытаний емкостью не менее 10 л.

6.6 Раструб (необязательно)

Раструб весом не менее 9 кг (см. рисунок 2).

Примечание — Раструб позволяет провести испытание одному человеку.

ГОСТ Р 58002—2017

ftEMBffei • шипи метрах

Рисунок 2 — Стальной раструб для обеспечения пригруза

7 Проба для испытаний

Пробу следует отбирать согласно требованиям ЕН 12350*1.

8 Проведение испытаний

Устанавливают базовую плиту на плоскую горизонтальную поверхность, не подвергающуюся вибрации или ударам. С помощью спиртового уровня проверяют верхнюю поверхность на горизонтальность. Прочищают стол и конус и протирают мокрой тряпкой перед началом испытаний, но избегают при этом излишней влаги.

Присоединяют раструб, если он используется, к конусу.

Помещают конус по центру внутри 210-милиметровой окружности на базовой плите и удерживают его на месте, прижимая ногами за лапки <или используют раструб), чтобы предотвратить вытекание бетона из-под конуса.

Заполняют конус за один раз без побуждения или механического уплотнения и стряхивают излишек с верхушки конуса. Выдерживают конус не более 30 с. за это время удаляют все выплеснувшиеся остатки бетонной смеси с базовой плиты.

Поднимают конус одним движением за 1—3 с. не препятствуя расплыванию бетонной смеси. Если требуется определить время г, включают секундомер сразу же после того, как конус оторвется от базовой плиты, и с округлением до ближайшей 0.1 с фиксируют время, за которое растекающаяся бетонная смесь впервые коснется отметки 500-милиметровой окружности.

После того как расплывание бетонной смеси стабилизируется самостоятельно без влияния на плиту или бетонную смесь, измеряют диаметр расплыва смеси и фиксируют как d, с округлением до ближайших 10 мм. Затем измеряют распространение расплыва под прямыми углами к d, и фиксируют как d2. Если разница между d, и d2 больше 50 мм. следует взять другую пробу и повторить процедуру.

Если два последовательных испытания покажут разницу между d1 и d2 более 50 мм. бетонной смеси не хватает необходимой подвижности для признания испытания на расплыв удовлетворительным.

Проверяют расплыв бетонной смеси на наличие признаков расслоения и заносят в протокол испытаний согласно разделу 10. перечисление 0- отражая качество: например, нет следов расслоения, сильные следы расслоения.

Прим еча нив — Признаки расслоения включают в себя кольцо цементного раствораГтеста и отслоившихся зерен крупного заполнителя в центральной зоне.

ГОСТ Р 58002—2017

9 Результаты испытаний

Расплыв SF — среднее от d, и d2. округленных до ближайших 10 мм. определяемый по формуле где SF — расплыв. мм;

dt — наибольший диаметр распространения расллыва. мм: d2 — распространение расллыва под углом 90* к dr мм;

Время Г500 указывают в отчете с округлением до ближайших 0.5 с.

10 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать;

a) идентификацию пробы для испытаний:

b) место проведения испытаний;

c) дату и время испытаний:

d) расплыв SF с округлением до ближайших 10 мм;