Регистрация / Вход
Прислать материал

Высокопрочный самоуплотняющийся песчаный бетон

Сведения об участнике
ФИО
Галеев Айзат Фаритович
Вуз
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Строительные материалы
Тема
Высокопрочный самоуплотняющийся песчаный бетон
Резюме
Произвели предварительные исследования для подбора оптимального состава высокопрочного самуоплотняющегося песчаного бетона, в связи с его чувствительностью к колебанием рецептур. Подобрали оптимальный зерновой состав песка для достижения максимальной заполненности пустот, выявили максимально допустимый расход цемента для СУБ, подобрали суперпластификатор с наилучшими механическими и технологическими свойствами.
Ключевые слова
бетоноведение, самоуплотняющийся бетон, высокопрочный бетон, песчаный бетон
Цели и задачи
• оптимизировать зерновой состав песка для получения высокопрочного самоуплотняющегося бетона;
• оценить влияние расхода цемента на механические и технологические показатели СУБ;
• оценить влияние дозировки суперпластификторов на механические и технологичческие свойства СУБ;
• получить высокопрочный самоуплотняющийся песчаный бетон.
Введение

В последние годы во многих странах расширяется применение высокопрочных бетонов с прочностью на сжатие до 150МПа, что позволяет существенно снизить материалоемкость  и повысить долговечность бетона. Под самоуплотняющимися подразумеваются смеси, способные укладываться в опалубку без вибрации, под воздействием собственной массы, равномерно распределяться во всем ее объеме при сохранении однородности даже при наличии густо расположенной арматуры. Применение таких бетонов позволяет повысить качество изготавливаемых изделий и снизить трудозатраты на их производство. В связи с отсутствием в Поволжье высокопрочного щебня - важно получение высокопрочного самоуплотняющегося песчаного бетона, в котором отсутствует крупный заполнитель.

 

Методы и материалы

В качестве исходных материалов было использовано: портландцемент ЦЕМ I 42,5 Б, Мордовского цементного завода, соответствующий ГОСТ 31108-2003. В качестве заполнителей и наполнителей использовались: обогащенный кварцевый песок (60% фр. 1,25-5, 20% фр. 0,315-1,25 и 20% фр. менее 0,315 мм),  микрокремнезем Челябинского электрометаллургического комбината марки МК-85.

Микрокремнезем МК-85 (МК) (ТУ 14-106-709-2004) - образуется в процессе выплавки ферросилиция и его сплавов. После окисления и конденсации некоторая часть моноокиси кремния образует чрезвычайно мелкий продукт в виде шарообразных частиц с высоким содержанием аморфного кремнезема. 

 В качестве  суперпластификаторов использовали  Sika Visko Crete SCC, Melflux 2651F и Reotech DR8500S – это добавки на основе модифицированных эфирполикарбоксилатов. 

Методы испытаний:

- Водоотделение бетонной смеси определялась по ГОСТ 10181-2014. 

- подвижность бетонной смеси для самоуплотняющегося бетона по расплыву конуса по ГОСТ 310.4-81;

- плотность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181;

- воздухововлечение бетонной смеси определялось согласно DIN EN 12350-7: 2000-11;

- прочность на сжатие образцов-кубов 10х10х10 см, изготовленных из тяжелого бетона, по ГОСТ 10180-2012;

- прочность на изгиб балочек размером 4х4х16 см по ГОСТ 310.4-81*;

Плотность, пористость, влажность, водопоглощение определялись в соответствии с методиками ГОСТ 12730.0-78 – ГОСТ 12730.4-78.

 

Описание и обсуждение результатов

Для выяснения влияния расхода цемента были предложены следующие составы с расходом цемента от 400 до 700 кг на куб, с дозировкой суперпластификатора Melflux 0,75% от массы цемента.  Для сравнения свойств были приготовлены равноподвижные смеси классом SF1, что у СУБов нормируется расплывом конуса от 550 до 650 мм. Можно наблюдать рост плотности БС и снижение воздухововлечения от увеличения расхода цемента. Связана такая зависимость с тем, что увеличивается плотность упаковки, заполнением цементным тестом пустот. Максимальная плотность достигнута  при расходе цемента в 700 кг на куб, и данный показатель на 4%. А воздухововлечением с расходом цемента снизилась на 40% и составила 5,1%.

Образцы МСУБ, хранящиеся в условиях нормального твердения, подвергались испытанию на сжатие на 3, 14 и 28 сутки, выяснилось что увеличение расхода цемента приводит к увеличению кинетики набора прочности и максимальной прочности на 28 сутки. Так максимальная прочность на сжатие с 35,7 МПа при расходе цемента 400 кг на куб увеличилась на 42% и составила при расходе в 700 кг на куб 61,3 МПа.

Для выяснения влияния дозировки пластификатора на свойства СУБ был  взят оптимальный состав самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с расходом цемента и песка 600 и 1600 кг на куб соответственно, расход наполнителя составил 50 кг на куб. Наиболее эффективно В/Ц-отношение снижает суперпластификатор Melflux в количестве 1% от массы цемента, В/Ц в таком случае составляет 0,32. Однако наблюдается расслоение БС, тогда как при использовании добавки Sika расслоение БС не наблюдается. Минимальное В/Ц-отношение у этой добавки составляет 0,38 при дозировке 2,5%. ReoTech имеет максимальные показатели В/Ц среди трех исследуемых пластификаторов. Минимальное воздухововлечение достигается путем введения добавки Melflux 2651F в количестве 0,5% и равна 3,3%, когда добавка Sika, предназначенная для самоуплотняющихся бетонов при своей максимальной дозировке в 2,5% выдает воздухововлечение 7%. Пластификатор ReoTech имеет минимальное воздухововлечение при минимальной дозировке 5,4%. Максимальная плотность достигается путем введения пластификатора Melflux в количестве 1% и составляет 2262 кг/м3, а при содержании добавки Sika в количестве 2,5% дает плотность 2176 кг/м3.

После изучения влияния расхода цемента и дозировки пластификаторов были предложены следующие составы самоуплотняющегося бетона. Максимальную прочность на 28 сутки и составил 87 МПа, что приравнивается классу В65, при замене на добавку компании Sika или Reotech мы видим показатели в 80 МПа что соответствует классу прочности В60. Такие показатели достигнуты путем подбора оптимального зернового состава песка, повышенный расход цемента и использование активного минерального наполнителя - микрокремнезема/ Таким образом, достигнута максимальная плотность бетонной смеси для самоуплотняющегося песчаного бетона в 2368 кг/м3.

 

Используемые источники
1. Collepardi M. Self-Compacting concrete: what is new?// Proc. IV International Conference.-Ottawa(Canada), 2004.-p.13-19.
2. Болотских О.Н. Самоуплотняющийся бетон и его диагностика. Журнал Техология бетонов №10 2008.
3. Базанов С.М., Торопова М.В. Самоуплотняющийся бетон – эффективный инструмент в решении задач строительства//[Электронный ресурс]: http:// www. allbeton.ru/article/36/13.html
4. Okamura H., Ouchi M., Self-Compacting Concrete// Advanced Concrete Technology, 2003, Vol. 1, No. 1
5. Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Farnham: EFNARC. – 2002. – 32p.
6. Калашников В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов // Строительные материалы. - 2008. - N 10. - С. 4-6.
7. Несветаев Г.В. Технология самоуплотняющихся бетонов// Строительные материалы.- 2008. -№3.-С24-28.
Information about the project
Surname Name
Galeev Ayzat
Project title
High self-compacting sand concrete
Summary of the project
We made a preliminary study for the selection of the optimal composition of high-strength concrete samuoplotnyayuschegosya sand , due to its sensitivity to the recipe . To choose the optimal composition of sand grain for maximum occupancy of voids reveal the maximum cement consumption for the sub , picked superplasticizer with the best mechanical and technological properties .
Keywords
concrete technology, self-compacting concrete , high strength concrete, sand concrete