УДК 691.545

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

Семенов Антон Алексеевич1, Коровкин Марк Олимпиевич2, Ерошкина Надежда Александровна3, Чамурлиев Михаил Юрьевич4
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», главный инженер
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., инженер-исследователь
4ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент

Аннотация
Приводятся результаты исследования свойств самоуплотняющегося бетона. Несмотря на медленное твердение в течение первых 2 суток, бетон через 3 суток имел прочность 22,3-23,5 МПа, а через 28 суток – 45,3-48,4 МПа.

Ключевые слова: самоуплотняющийся бетон, суперпластификатор, тонкий наполнитель


WORKABILITY AND COMPRESSIVE STRENGTH OF SELF-COMPACTING CONCRETE

Semenov Anton Alekseevich1, Korovkin Mark Olimpievich2, Eroshkina Nadezda Alexandrovna3, Chamurliev Mikhail Yurievich4
1Penza State University of Architecture and Construction, Chief Engineer
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Engineer-researcher
4Penza State University of Architecture and Construction, Student

Abstract
The results of investigating of the properties of self-compacting concrete are given. However, despite the slow hardening during the first 2 days concrete had a compressive strength of 22,3-23,5 MPa after 3 days and 45,3-48,4 MPa after 28 days.

Keywords: disperse filler, self-compacting concrete, superplasticizer


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Семенов А.А., Коровкин М.О., Ерошкина Н.А., Чамурлиев М.Ю. Удобоукладываемость и прочность самоуплотняющегося бетона // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/42062 (дата обращения: 02.10.2017).

Введение

Создание и внедрение в мировую строительную практику самоуплотняющегося бетона – один из важнейших результатов развития науки о бетоне за два последних десятилетия. Применение этой разновидности бетона, которую называют новой стадией развития этого строительного материала [1], позволяет снизить трудоёмкость укладки бетонной смеси, устранив при этом шум и вибрацию, обеспечить надёжное уплотнение, в том числе густоармированных конструкций сложной конфигурации, а также сократить сроки строительства [2].

Эффект самоуплотнения бетонной смеси достигается за счёт обязательного применения двух дополнительных компонентов – новых высокоэффективных суперпластификаторов и тонкого наполнителя. В связи с этим самоуплотняющийся бетон называют пятикомпонентным бетоном [1] в отличие от обычного бетона, который включает в свой состав только три обязательных компонента – цемент, заполнитель и воду.

В качестве дисперсного компонента самоуплотняющегося бетона применяются как взаимодействующие с цементом материалы – микрокремнезём, золы, шлаки, так и инертные или малоактивные по отношению к цементу материалы – отходы камнедробления, неактивные шлаки.

Методы и материалы

В проведённых нами исследованиях самоуплотняющегося бетона применяли следующие материалы: портландцемент марки ПЦ 500 Д0, доломитовый щебень Саткинского месторождения фракций 5-10 и 10-20 мм (Челябинская область), песок Сурского месторождения (Пензенская область), доломитовую муку с удельной поверхностью 310 м2/кг, измельчённую в лабораторной шаровой мельнице, отсев дробления щебня. В качестве суперпластификатора использовалась добавка Sika ViscoCrete 20 HE производства Sika AG (Швейцария).

Удобоукладываемость бетонной смеси определялась по расплыву стандартного конуса, а также по расплыву стандартного конуса бетонной смеси с блокирующим кольцом [3] (рис.1), что позволяет оценить влияние блокирующего действия арматуры на заполнение формы бетоном [4]. Кроме того, определялся расплыв уменьшенного конуса с высотой 230 мм, диаметром нижней части 100 мм и диаметром верхней части 50 мм [5].


Рисунок – 1. Определение расплыва конуса бетонной смеси с блокирующим кольцом

Прочность бетона определялась на образцах с размерами 100×100×100 мм, которые испытывались через 3 и 28 суток. Образцы до испытаний хранились в плотных полиэтиленовых пакетах.

В качестве основного состава самоуплотняющегося бетона для исследования был принят состав, приведённый в таблице. Кроме основного состава, были изготовлены составы, в которых расход воды отличался от основного в большую и меньшую строну на 4 %. Бетонная смесь при её укладке в форму не подвергалась вибрации или другим механическим воздействиям, то есть уплотнялась под действием собственного веса.

Таблица. Состав бетона, принятый для исследований

Компонент

Расход материалов

на 6,5 л

на 1 м3

Щебень фр. 10-20 мм, кг

2

308

Щебень фр. 5-10 мм , кг

1,5

230

Песок, кг

6,26

963

Доломитовая мука, кг

1,45

223

Портландцемент, кг

2,65

408

Sika ViscoCrete 20HE, л

0,085

13

Вода, л

1,14

175

Результаты и обсуждение результатов

Зависимость расплыва бетонной смеси от расхода воды для стандартного и уменьшенного конуса приводится на рис. 2. На графиках видно, что небольшое изменение расхода воды приводит к значительному увеличению или уменьшению расплыва смеси. Определение расплыва стандартного конуса бетонной смеси с блокирующим кольцом показало, что снижение этого показателя в исследованных составах не превышает 5 см. При повышении подвижности смеси влияние блокирующего кольца на расплыв бетонной смеси значительно снижается (рис. 2).


Рисунок – 2. Зависимости расплывов конуса бетонной смеси, определенных различными методами, от расхода воды

Экспериментальным путём нами было установлено, что между расплывами бетонной смеси, определённых на уменьшенном и стандартном конусе, существует линейная зависимость, которая достаточно точно описывается уравнением

,

где D и d – диаметр расплыва стандартного и уменьшенного конуса, соответственно, см.

Применение для исследований подвижности самоуплотняющихся бетонов уменьшенного конуса позволяет сократить объём пробы приблизительно в 5 раз, что особенно важно для предварительного лабораторного подбора состава таких бетонов. Это связано с тем, что не все закономерности реологии самоуплотняющихся бетонов исследованы и для подбора их состава часто приходится проводить большое количество опытов [2].

Исследованные составы очень медленно твердели в начальные сроки. Через 2 суток прочность бетона не позволяла произвести распалубку образцов без риска их повреждения. Очевидно, что замедленное твердение связано с повышенной дозировкой суперпластификатора на поликарбоксилатной основе, который блокирует твердение цемента при более низкой дозировке, чем добавки на нафталинформальдегидной и меламинформальдегидной основе. Через 3 суток составы имели прочность 22,3-23,5 МПа, а через 28 суток – 45,3-48,4 МПа.

Выводы

Исследованные составы могут быть использованы для бетонирования конструкций без виброуплотнения. Необходимо учитывать низкие темпы набора прочности бетона, что особенно важно для бетонирования конструкций в осенне-зимний период. Для устранения этого недостатка необходимо применение добавок ускоряющей группы.


Библиографический список
  1. Horst G. and Joerg R. Self compacting concrete – another stage in the development of the 5-component system of concrete / Betontechnische Berichte, Verein Deutscher Zementwerke, Dusseldorf, 2001. P. 39-48.
  2. Коровкин М.О. Основы создания и применения самоуплотняющегося бетона / М. О. Коровкин, А. В. Сазонов, М. В. Иманов, О. В. Есиневская, А. А. Краснощеков // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник научных трудов Междун. науч.-технич. конфер. Пенза: Изд-во ПДЗ, 2007 г. С. 142-146.
  3. EN 12350-12. Testing fresh concrete. – Part 12: Self-compacting concrete – J-ring test.
  4. Коровкин М.О. Методы определения свойств самоуплотняющихся бетонных смесей / М.О. Коровкин, В. Н. Краснов, О. А. Козюра, В. Я. Кудашов // Сборник научных трудов МНТК «Композиционные строительные материалы. Теория и практика»: Пенза, Изд-во ПДЗ, 2008. С. 208-212.
  5. Коровкин М.О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки // М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования “Пензенский гос. ун-т архитектуры и стр-ва”. Пенза, 2012. 144 с.


Все статьи автора «Коровкин Марк Олимпиевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: