Исследование свойств самоуплотняющихся бетонов классов В15 и В20

УДК 691.32

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ САМОУПЛОТНЯЮЩИХСЯ БЕТОНОВ КЛАССОВ В15 и В20

Г.Э. Окольникова, Е.С. Белоусова

Российский университет дружбы народов, Инженерная академия

Аннотация

Представлены результаты исследования составов самоуплотняющихся бетонов с добавкой суперпластификатора С-3. Показано, что степень разжижения бетонной смеси добавкой С-3 зависит от расхода цемента. При увеличении количества добавки подвижность смеси вначале растет довольно интенсивно, но затем рост подвижности приостанавливается. Таким образом, происходит насыщение бетонной смеси суперпластификатором С-3. Дальнейшее повышение количества добавки не приводит к увеличению подвижности бетонной смеси и способствует водоотделению

Ключевые слова

самоуплотняющийся бетон (СУБ), подвижность бетоннной смеси, пластифицирующие добаки, суперпластификатор С-3

История статьи:

Дата поступления в редакцию: 15 марта 2017

Дата принятия к печати: 20 марта 2017

Введение

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) является материалом, способным уплотняться под действием собственного веса, этот материал целиком заполняет форму в различных видах конструкций. В настоящее время использование СУБ широко распространено. Его использование возможно как в сборном, так и монолитном строительстве. Также СУБ используется для усиления конструкций, реставрации и во многих других областях строительства.

Состав самоуплотняющегося бетона.

Разница между обычным бетоном и СУБ заключается в процентном соотношении используемых материалов, гранулометрии, увеличенном расходе цемента, а также использовании специальных добавок - суперпластификаторов. Основными материалами для СУБ являются цемент, крупный и мелкий заполнители и химические пластифицирующие добавки.

В работе [1] отмечается, что главным отличием СУБ от обычного бетона является его исключительная способность к деформации без механического вмешательства. Высокая деформируемость и устойчивость (сопротивление сегрегации) позволяет СУБ свободно проходить через густое армирование и заполнять формы под собственным весом, без вибраций и сегрегации. Принято считать, что физико-механические свойства затвердевшего СУБ такие же, как и у обычного бетона с тем же водо-вяжущим отношением, но в то же время, СУБ обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, такими как прочность и долговечность. Улучшение производственных условий, снижение необходимости в ремонте бетонных конструкций, повышение заводской готовности железобетонных изделий и увеличение общей производительности труда являются неотъемлемыми преимуществами технологии самоуплотняющегося бетона.

Классы самоуплотняющихся бетонных смесей.

Известно [2], что самоуплотняющиеся бетонные смеси характеризуются следующими технологическими показателями качества:

- SF1 - SF3 - классы по удобоукладываемости (консистенции), определяемые диаметром рас-плыва стандартного конуса;

- VS1 - VS2 - классы по вязкости, определяемые по времени Т500 (времени, необходимому для расплыва стандартного конуса бетонной смеси до диаметра 500 мм);

- VF1 - VF2 - классы по вязкости, определяемые временем истечения через V-образную воронку;

- РА1 - РА2 - классы по способности бетонной смеси преодолевать препятствия, определяемые способностью преодолевать сопротивление арматурных стержней в L-образном ящике;

- SR1 - SR2 - классы по устойчивости к расслаиванию, определяемые при испытании бетонной смеси к расслаиванию с использованием сита.

Достоинства и недостатки.

СУБ имеют множество достоинств, но также есть и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Применение СУБ необходимо:

- если невозможно применение вибрирования, СУБ является лучшей альтернативой;

- при выполнении элементов и поверхностей сложных форм;

- при необходимости строительства конструкций высокой прочности;

- при ограниченных сроках выполнения работ для сокращения времени;

- для снижения трудозатрат;

- в условиях сильно ограниченного пространства;

- при выполнении работ с низким уровнем шума (возможно расположение заводов ЖБИ в условиях городской застройки, т.к. безвибрационная технология значительно понижает уровень воздействия шума);

- для понижения затрат энергии.

Основным недостатком применения СУБ является его высокая себестоимость. Для разработки составов, обеспечения и контроля качества требуются значительно более высокие затраты.

Целесообразно применение СУБ в случаях наилучшего соотношения затрат и эффективности.

В конце двадцатого века производство самоуплотняющихся бетонов значительно выросло. Так, например, в Японии при возведении стен водохранилища благодаря СУБ удалось значительно сократить сроки строительства и уменьшить количество работников в три раза [3]. Также СУБ использовался в Швеции при строительстве прибрежной линии в Стокгольме - переходов, мостов, земляных насыпей и туннелей. Все конструкции должны выдерживать воздействие морских соленых вод, а также циклические замораживания и оттаивания.

При исследовании свойств добавок [4] было установлено, что добавки в количестве 0,01 - 0,03 % от массы цемента уменьшают смачиваемость стенок пор, капилляров и поверхности бетонных изделий. При перемешивании бетонной смеси добавки способствуют повышению воздухововлече-ния, это обеспечивает преобладание в бетоне замкнутых пор, заполненных воздухом, что препятствует проникновению воды.

Таким образом, можно сделать вывод о преимуществах использования СУБ в строительстве гидросооружений, в частности, мостов.

Одной из задач строительства является как можно более длительная эксплуатация сооружений. На бетон фундаментов и опор мостов действуют нагрузки как от самого моста и от движущегося по нему транспорта, так и агрессивных компонентов, содержащихся в морской воде. Агрессивные компоненты, особенно сульфат ионы, способствуют развитию коррозии.

СУБ обладает высокой прочностью, в его структуре отсутствуют крупные поры, что не позволяет агрессивным веществам, содержащимся в морской воде, проникать внутрь бетона, тем самым значительно снижая возможность возникновения коррозии, что является существенным преимуществом при сооружении мостов. Высокая подвижность СУБ и хорошее сцепление отдельных его частиц позволяют образовывать прочное соединение с арматурой. В связи с этим, многие строители сосредоточили свое внимание именно на использовании СУБ при строительстве гидросооружений.

Перспективы применения СУБ.

В работе [5] уделено большое внимание перспективам применения СУБ. Несомненно, самое главное применение СУБ как конструкционного материала лежит именно в области возведения и строительства многоэтажных, высотных зданий. В качестве ремонтного материала СУБ будет незаменим при реконструкции и возведении различных инженерных сооружений, заполнении пустот. Несомненно, исключение дефектов при уплотнении делает возможным применение СУБ при возведении новых архитектурных форм.

Перспективным выглядит и применение СУБ в качестве материала для изготовления ЖБИ. Ведь понятно, что в заводских условиях гораздо проще обеспечить оптимальные условия для формования и изготовления конечных изделий, особенно это касается изделий сложной геометрии и тонких оболочек с плотным армированием.

Изделия из СУБ можно также подвергать тепловой обработке, а при наличии фантазии они могут конкурировать и с керамическими и металлическими изделиями, особенно это актуально при изготовлении малых архитектурных форм.

Свойства СУБ.

В данной работе были проведены экспериментальные исследования по сопоставлению технологических свойств обычного бетона и бетона модифицированного суперпластификатором С-3.

По сравнению с обычным бетоном, СУБ более подвержен изменениям состава, наибольшее влияние на него оказывает соотношение влаги, содержащейся как в окружающей среде, так и в заполнителях. Необходима точность дозировки компонентов для получения качественного результата. Была принята смесь с осадкой конуса ОК=4 см.

Влияние суперпластификатора на параметры бетонной смеси исследовалось при разных расходах цемента (табл. 1). Подвижность смеси определялась осадкой конуса и диаметром расплыва.

Таблица 1

Составы бетонных смесей

Расход материалов на 1 м3 смеси, кг Параметры состава смеси

Цемент (Ц) Вода (В) Щебень (Щ) Песок (П) В/Ц П r =- П + Г

280 190 1143 762 0,68 0,4

340 190 1113 742 0,56 0,4

400 190 1083 722 0,47 0,4

Результаты испытаний влияния добавки суперпластификатора С-3 на свойства бетонных смесей представлены в таблице 2.

Таблица 2

Свойства бетонных смесей

Параметры состава Основные свойства бетонных

N Дозировка бетона смесей

п/п добавки, % Ц, кг/м3 В/Ц г ОК, см Расплыв конуса, Б, см

1 0 4 20

2 0,2 14 32

3 0,4 20 45

4 0,6 400 0,47 0,40 22,5 56

5 0,8 24 60

6 0 4 20

7 0,2 13 30

8 0,4 18 38

9 0,6 340 0,56 0,40 20 48

10 0,8 22 53

11 0 4 20

12 0,2 12 28

13 0,4 16,5 35

14 0,6 280 0,68 0,40 18 40

15 0,8 19 44

Проведенные испытания показали эффективность действия добавки на бетоны различных классов и составов. Анализ результатов испытаний показал, что степень разжижения бетонной смеси суперпластификатором С-3 зависит от расхода цемента. Заключение.

Суперпластификатор С-3 может использоваться в бетонах с цементами разнообразного состава. При увеличении количества добавки подвижность смеси увеличивается сначала довольно интенсивно, но потом рост подвижности смеси затухает.

При использовании С-3 водопотребность смеси уменьшается, потому что суперпластификатор заметно разжижает бетонную смесь и улучшает ее удобоукладываемость.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод о преимуществах использования самоуплотняющегося бетона по сравнению с обычным бетоном при возведении гидросооружений, а также надземных и подземных сооружений, т.к. он обеспечивает высокую прочность конструкций и значительно увеличивает коррозионную стойкость.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кротченко И.А., Пахомова А.Ю. История развития бетона и его будущее // Приволжский научный вестник. 2014. №10. С. 27.

2. Государственная корпорация по атомной энергии «РОСАТОМ». Стандарт организации. Объекты использования атомной энергии. Основные требования при производстве работ с самоуплотняющимися бетонными смесями // СОЮЗАТОМСТРОЙ. 2014. №10. С. 17.

Регулирование напряжения и экономия электроэнергии в сетях низкого напряжения потребителей

3. Базанов С.М., Торопова М.В. Самоуплотняющийся бетон - эффективный инструмент в решении задач строительства // Весь бетон. 2008. №10. С. 8.

4. Куделко О.А. Использование химических добавок в монолитных бетонных и железобетонных конструкциях // Вестник Полоцкого государственного университета. 2010. №12. С. 10.

5. Войлоков И.А. Самоуплотняющиеся бетоны. Новый этап развития бетоноведения // Экспозиция. 2008. №65. С. 4.

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Г.Э. Окольникова, Е.С. Белоусова. Исследование свойств самоуплотняющихся бетонов классов В15 и В20 // Системные технологии. — 2017. — № 22. — С. 29—33

INVESTIGATION OF PROPERTIES OF SELF-COMPACTING CONCRETE OF CLASSES В15, В20 G.E. Okolnikova, E.S. Belousova

Abstract

The results of study of self-compacting concretes mixes with superplasticizer C-3 are presented. It is shown that the dilution level of the concrete mixture with the C-3 additive depends on the cement consumption. While increasing the additive amount, the concrete-mix consistency increases rather intensely firstly, but then the consistency growth stops. So the concrete mixture is saturated with the superplasticizer C-3. Further increase in the additive amount doesn't lead to an increase in the concrete-mix consistency and promotes water separation

Key words

self-compacting concrete, concrete mixture consistency, plasticizing additives, superplasticizer C-3. Date of receipt in edition: 15 March 2017

Date of acceptance for printing: 20 March 2017

УДК 620.92

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

С.Л. Дубов, В.М. Кириченко-Мишкин*, К.Д. Курбанмагомедов**, *НПК «Оптел» , ** Институт системных технологий

Аннотация

Проблема обеспечения качества электроэнергии и экономичности ее потребления в сетях низкого напряжения становится все более актуальной. С одной стороны, электропотребление постоянно растет и возрастает доля электроприемников особенно чувствительных к качеству напряжения. К ним относятся электропривод высокоточных станков и механизмов, устройства автоматики и телемеханики, вычислительные системы и другие. С другой стороны, существующая в настоящее время в нашей стране технология распределения и продажи электроэнергии находится на сравнительно низком уровне

Ключевые слова

электроенергия, электропотребление,

электрооборудование

История статьи:

Дата поступления в редакцию: 11 марта 2017

Дата принятия к печати: 18 марта 2017