Самоуплотняющийся бетон: производство, применение, результат

Самоуплотняющийся бетон становится все более востребованным в России. Очень заманчиво получить высокоподвижную бетонную смесь, которой не нужна вибрация при заливке, но чтобы ее стоимость при этом была бы близка к стоимости обычного бетона.

В соответствии с определением европейской группы Self-Compacting Concrete European Project Group (Европейский проект по самоуплотняющемуся бетону), основанной в 2004 г., самоуплотняющийся бетон (СУБ) — это новый тип бетона, который не требует вибрации при укладке. Он способен течь под своим собственным весом, полностью заполняя опалубку, при этом достигая полного уплотнения даже в густоармированных конструкциях.

СУБ позволяет повысить производительность бетонных работ, ускорить укладку бетона и обеспечить легкое протекание бетонной смеси через густоармированные участки. Высокая подвижность и стойкость к расслоению (высокая связность) таких смесей гарантируют однородность, минимальный объем пор и постоянство прочностных характеристик бетона, отличное качество поверхности и долговечность бетонных конструкций.

У большинства СУБ В/Ц составляет 0,3–0,4, что дает высокую раннюю прочность, ускоряет оборот опалубки и выпуск изделий ЖБИ.

Исключение виброобработки при укладке бетонной смеси улучшает экологию и условия труда.

Все эти факторы позволяют СУБ становиться все более заманчивым в производстве товарного бетона и ЖБИ. Низкое В/Ц в сочетании с высокой подвижностью позволяет получить бетоны с высокой морозостойкостью F400 и W20.

Для минимизации пор гранулометрический состав заполнителя должен быть оптимизирован и В/Ц должно быть минимально. Обычные значения В/Ц для СУБ — 0,3–0,4. Обеспечить высокую подвижность такой бетонной смеси могут правильно подобранные эффективные супер- и гиперпластификаторы, наиболее оптимальными среди них являются поликарбоксилаты.

Основные преимущества СУБ:
1) Высокие реологические свойства бетонной смеси, сохраняющиеся при динамическом воздействии длительное время, что позволяет транспортировать смесь на дальние расстояния.

2) Высокие физико-технические характеристики бетона, обеспечивающие его прочность и долговечность (В45-В60 П5 F 400 W12 и более).

3) Возможность укладки бетонной смеси в густоармированные конструкции, сложные по конфигурации, узкие, длинные опалубочные формы и труднодоступные места.

4) Хорошее качество поверхностей бетонируемых конструкций.

5) Отказ от вибрации при укладке (понижение уровня шума на строительной площадке, улучшение условий труда рабочих), сокращение времени при строительстве.

6) Высокая начальная прочность бетона.

Основной характеристикой СУБ является диаметр расплыва при истечении из стандартного конуса Абрамса: он должен быть более 60 см.

Для создания СУБ необходимо правильно подобрать гранулометрию заполнителя, обязательно использовать тонкий наполнитель (каменная мука), иногда золу-унос и микрокремнезем.

Вторым важным фактором является эффективный суперпластификатор на основе поликарбоксилатов.

Состав и пропорции сырья  в СУБ у каждого производителя свой, в зависимости от используемых материалов. Количество цемента определяется требуемой прочностью бетона. Общими отличиями являются только высокая доля песка (около 50%) и присутствие тонкой фракции до 100 кг.

Для получения оптимального гранулометрического состава недостаточно только двух природных фракций заполнителя. Необходимо либо вводить третью фракцию, либо модифицировать имеющиеся пески и щебни. Также серьезной проблемой является высокое содержание зерен щебня лещадной формы. Для получения  СУБ его количество не должно превышать 15%.

Как правило, на бетонных заводах есть один склад для песка и один — для щебня. Среднюю фракцию просто некуда засыпать.

Поэтому в «Объединении 45» решили модифицировать заполнитель. Песок был обогащен крупной фракцией. Количество лещадных зерен строго контролировалось. В качестве добавок использовались гиперпластификаторы на основе поликарбоксилатов.

Также разработаны составы СУБ-классов по прочности В50, В55 и В60 на цементах ПЦ500Д0Н, ПЦ400Д20 и ПЦ400Д0 и диаметром расплыва конуса от 60 до 70 см и сохраняемостью до 5 ч.

Одним из примеров использования СУБ является изготовление буронабивных свай методом непрерывно перемещающегося шнека.

В ряду заказчиков СУБ такие компании, как ООО «МВМ», ООО «Геоизол», ООО «НСК-Монолит», ЗАО «Северо-Западная Инвестионно-строительная корпорация», Группа Инвестиционно-строительных компаний «ПетроИнвест». СУБ использовался для бетонирования фундамента под колонны табачной фабрики ЗАО «БАТ-СПб» (заказчик АО «Кватро Чемини Лтд»),  для колонн высотой 6 м и диаметром 0,5 м моста через р. Койровку на Волхонском шоссе (заказчик ООО «Севзапмостострой»), для «стены в грунте» подземной стоянки под Комендантской площадью (заказчик ООО «Геоизол»)».