CC BY
69
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
