Самоуплотняющиеся бетоны — это вязкие высокоподвижные смеси особого состава, которые под воздействием собственного веса и без использования внешнего уплотнения освобождаются от воздуха и заполняют пространство между опалубкой и арматурой. Это бетоны с уникальными физико-механическими свойствами благодаря высокоэффективным суперпластификаторам и минеральным добавкам в его составе. Самоуплотнение бетонного раствора происходит благодаря специальному полимеру, которым покрыта часть цементных зерен. Они имеют отрицательный заряд и, адсорбируясь на поверхности, приводят в движение весь раствор. В результате готовая смесь растекается и заполняет все поверхности и пустоты, самоуплотняется без применения специальных вибраторов. Процесс растекания и схватывания зависит от качества, свойств и количества пластификатора. Состав самоуплотняющегося бетона регулируется ГОСТ: 7374-2010, 10181-2014, 25192-2012, 27006-86.
В международной практике используется следующая классификация СУБ:
SF1–SF3 — классы по значению удобоукладываемости (расплыв конуса);
VS1–VS2 — классы по вязкости, метод Т500 (время, необходимое для растекания стандартного бетонного конуса по окружности диаметром 500 мм);
VF1–VF2 — классы по вязкости, учитываемые время истечения материала сквозь V–образную воронку;
РА1–РА2 — классы, исследующие возможность самоуплотняющейся суспензии проходить препятствия (сопротивление арматуры) в L–образном резервуаре;
SR1–SR2 — классы по стойкости к расслаиванию, исследуемые величину расслаивания методом сит.
В зависимости от устойчивости к водоотделению и расслаиванию выделяют 2 основных типа самоуплотняющихся бетонов:
мелкодисперсный тип. Мелкодисперсные наполнители повышают устойчивость раствора к расслаиванию, коррозионную стойкость бетона, снижают трещинообразование раствора;
стабилизаторный тип. Стабилизирующие добавки дают оптимальную вязкость и баланс между стойкостью к расслаиванию и подвижностью раствора.
Самоуплотняющиеся бетоны дают высокую плотность даже при укладке в густо армированные и сложные строительные конструкции. Укладка СУБ производится без специальной техники, а эксплуатационные характеристики полученных конструкций сопоставимы с сооружениями из высокопрочных материалов. Хорошие результаты показывает СУБ при монтаже сборного железобетона, торкрет-бетонировании и создании бесшовных прочных полов, в том числе и для «теплых полов», при строительстве гидротехнических сооружений, зданий с большим количеством арматуры в каркасе, при ремонте и усилении различных зданий.
Разработка
Первое упоминание и разработка самоуплотняющегося бетона относится к 1980-м гг, когда ученые Токийского университета представили новый тип бетона с высокими характеристиками и низким содержанием воды.
В начале 2000-х гг материал получил широкое распространение на строительных объектах в Европе благодаря своим высоким качественным характеристикам. В России применение СУБС только начинается, и на протяжении последнего десятилетия получены успешные результаты применения самоуплотняющегося бетона на объектах гражданского строительства.
Свойства
Для приготовления СУБ используется то же сырье, что и для обычного бетона, отличие только в соотношении компонентов и применении специальных добавок. Применяя самоуплотняющиеся бетонные составы, нужно учитывать и специфику этих материалов: это высокомарочные бетоны по прочности и долговечности (морозостойкость до F600), имеющие особые требования к опалубке. Она должна быть одновременно прочной и герметичной для того, чтобы выдержать гидростатическое давление бетонной смеси.
Для СУБ характерны следующие свойства:
низкое водоцементное соотношение (0,38–0,4);
высокий показатель удобоукладываемости (до 70%);
отсутствие в структуре крупных пор и капилляров;
прочность на сжатие В60–В80 (до 100Мпа);
модуль эластичности — в границах 30–36 ГПа;
содержание пузырьков воздуха не более 6%;
подвижность П5;
морозостойкость F600;
водонепроницаемость W20 и выше.
Основные отличия и преимущества в сравнении с традиционными бетонами:
высокая подвижность;
не расслаивается даже при длительной транспортировке;
не нужна специальная техника для укладки;
укладывается в густо армированные конструкции и сложные геометрически каркасы;
значительное сокращение сроков строительства;
высокая прочность, долговечность и идеальная поверность готовых конструкций;
конструкции из самоуплотняющегося бетона обладают повышенной шумо- и виброизоляцией.
При использовании СУБ следует учитывать и некоторые особенности:
СУБ обязательно должен перевозиться специальными миксерами для избежания эффекта осадка и ухудшения свойств материала;
длительная (более часа) транспортировка цементного раствора снижает эффективность суперпластификаторов и снижает подвижность раствора;
суперпластификаторы в составе СУБ замедляют сроки схватывания уложенного раствора;
необходимо обеспечить непрерывную подачу материала к месту укладки. Только после выгрузки раствора из одного смесителя приступать к опустошению следующего;
перед заливкой бетона необходимо убедиться в отсутствии воды в опалубке. Ее присутствие может спровоцировать расслоение раствора;
длина трубопровода для перекачки раствора должна быть не более 200 м;
подаваемый по трубопроводам бетон не требует дополнительного уплотнения;
при заливке тонкостенных конструкций, где удаление пузырьков воздуха затруднено техническими условиями, подача СУБ должна осуществляться через нижний патрубок рамочной опалубки.