Сравнение обычного и самоуплотняющегося бетона.

Самоуплотняющийся бетон представляет собой инновационный продукт в области гражданского строительства. Впервые был разработан в Японии в 1997 г. под чутким руководством профессора Хайима Окамура. Он явил миру новое поколение пластифицирующих добавок для повышения текучести состава на основе полиакрилата и поликарбоксилата при низком содержании воды. Уникальные возможности данной разработки не остались незамеченными и идея была подхвачена в Европе и США. Последующее исследование характеристик ноу-хау проходило в Германии. Материал продемонстрировал превосходные результаты по водонепроницаемости и был допущен к использованию в водонепроницаемых сооружениях. После ряда научных исследований последовало внедрение самоуплотняющегося бетона в Европейское промышленное производство [1, с.156]. В данной работе рассматриваются механические свойства самоуплотняющегося бетона на фоне обычного тяжелого бетона.

Что такое самоуплотняющийся бетон? Это бетон, который без воздействия специальных вибромашин, самостоятельно под действием собственного веса и повышенной текучести, заполняет весь предоставленный объем ограниченный опалубкой, освобождаясь от содержащегося в нем воздуха. При этом пористость не превышает таковую обычного тяжелого бетона [2, с.16].

Рисунок 1. Состав самоуплотняющегося бетона разработанный профессором Окамура

Уникальный состав, разработанный профессором Окамура, изображен на рис.1 и таб.1. Основными его принципами являются:

1)  Количество крупного заполнителя не должно превышать ½ от объема смеси

2)  Количество песка в растворе должно находится в пределах 40% от общего объема раствора.

Таблица 1.

Состав самоуплотняющегося бетона разработанный профессором Окамура

Рецептура самоуплотняющегося бетона постоянно совершенствуется и меняется. Например, в начале 2000-х годов в Германии было выдано разрешение на применение легкого самоуплотняющегося бетона. Механические характеристики такого бетона были идентичны свойствам обычного тяжелого бетона.

Главной причиной для разработки данного вида бетона –возможность улучшения условий труда рабочих, как на строительной площадке, так и на заводе изготовителе. В сфере производства сборного железобетона такой бетон стал революционным прорывом. С другой стороны, бетонирование таким составом на строительной площадке был воспринят скептически. Следовательно, основная задача заключается в разработке самоуплотняющихся смесей менее чувствительных к отклонениям в свойствах компонентов и внешних воздействий.

Преимущества:

·     Уменьшение сроков строительства.

·     Сокращение рабочей силы.

·     Повышенная прочность.

·     Свобода дизайнерских решений.

·     Отсутствие вибраций, снижение уровня шума.

Испытание пластичности осадкой конуса. Измерение времени растекания состава до Ø500 мм.

Тест основан на испытании осадки конуса для измерения двух основных параметров: скорости осадки и времени осадки конуса.

Рисунок 2. Испытание пластичности осадкой конуса. Измерение времени растекания состава до Ø500 мм

Результат является показателем способности состава заполнять форму. Первый шаг состоит в подготовке конуса и опорной плиты. Конус устанавливают на поверхность заранее смоченной плиты и заполняют бетонным составом. Заполненный конус может стоять не более 30 секунд, за это время удаляют лишние потеки, и излишки с верхней части конуса. Затем конус резко поднимают вверх в одно движение. В момент подъема конуса засекается время, и заканчивают отсчет во время достижения бетонным пятном диаметра 500 мм (рис.2). Также измеряется наибольший диаметр получившегося пятна с точностью до 10 мм.

Испытание V-образной воронкой.

Данный тест проводится для оценки вязкости и заполняющей способности самоуплотняющегося состава с максимальным размером мелкого заполнителя 20 мм.

Рисунок 3. V-образная воронка

V-образная металлическая воронка устанавливается в вертикальное положение на специальной подставке. (рис.3) Внутренние ее поверхности должны быть гладкими и не иметь шероховатостей и ржавчины для беспрепятственного скольжения бетона. В воронку вставляется насадка и заполняется свежим бетоном до краев в количестве 1,2 л, верхняя поверхность разравнивается шпателем. Затем нижняя задвижка открывается и начинается отсчет времени вытекания раствора секундомером.

Рисунок 4. L-образный ящик

L-образный ящик.

Оборудование состоит из L-образного ящика длинной 0,7 м с установленными внутри стальными стержнями, необходимыми для имитации эффекта арматуры (рис.4). Также имеется задвижка и расширяющая воронка для наполнения ящика бетонной смесью. Ящик вертикально заполняют бетонным раствором. Затем отворяют заслонку и одновременно засекают время. Бетон проникает сквозь стальные прутья и растекается по днищу горизонтального ящика. По достижению бетона отметки 0,4 м записывают время. Также замеряют уровень бетона в месте заполнения и на участке крайнего положения. По нормативам время достижения 0.4 м засечки должно варьироваться от 3 до 6 с, отношение высот бетона должно быть больше 0.8.

Выводы.

Несмотря на свою короткую историю, самоуплотняющийся бетон зарекомендовал себя, как революционное решение, совершившее прорыв в технологии бетонирования. Главным преимуществом перед обычным тяжелым бетоном является более высокая прочность на сжатие и самоуплотняющие свойства не требующие вибрации извне. Данный фактор обуславливает более высокую экономичность материала.