Виды бетона

Бетоны для защиты от радиации

При ядерном распаде наибольшую опасность для живых организмов представляют Ц -лучи и нейтронное излучение. Для защиты от них применяют особо тяжелые бетоны классов Вb7,5; Вb10; Вb15. Вяжущими служат портландцементы, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент и др. В качестве заполнителей применяют материалы повышенной плотности — барит, лимонит, магнетит, чугунный скрап, обрезки стали, на которых можно получить бетон со средней плотностью от 2800 до 5000 кг/м3. Для улучшения защитных свойств в их состав вводят добавки карбида бора, хлорида лития, сернокислого кадмия, содержащих легкие элементы — водород, литий, кадмий, бор.

Керамзитобетон 

Керамзитобетон обладает малой плотностью (800-1200 кг/м3), поэтому его теплопроводность не слишком высока. Но его стоимость позволяет значительно снизить затраты на строительство. Однако из-за крупнозернистой структуры этот материал труднее обрабатывать, чем ячеистый бетон или пенобетон. Керамзит, в основном, используют для возведения монолитных конструкций. 

Легкий керамзитобетон - технология производства и состав керамзитобетона 

Сырье для керамзитобетонных блоков 

Исходным сырьем для керамзитобетона служит экологически чистый продукт – керамзит. Вспененная и обожженная глина приобретает структуру застывшей пены. Спекшаяся оболочка, покрывающая образовавшуюся гранулу, придает ей высокую прочность, что делает керамзит основным видом пористого заполнителя. По теплозвукоизоляционным свойствам, влаго и химической стойкости он не только не уступает обычным и легким бетонам, но и превосходит их. 

Применение керамзитобетона по сравнению с обычным бетоном дает заметный выигрыш по многим направлениям. При возведении стен требуется более чем в два раза меньше раствора, скорость монтажа при этом увеличивается в 4-5 раз, а масса изделий на один квадратный метр кладки снижается в полтора раза. 
Одним из достоинств материала являются его высокие теплоизоляционные свойства, что делает его предпочтительным при использовании, как в теплых, так и холодных климатических условиях. 

Керамзитобетон «дышит», регулируя влажность воздуха в помещении. Строения из керамзитобетонных блоков практически вечны и не требуют ухода. Материал не гниет, не горит и не ржавеет, обладая положительными свойствами дерева и камня одновременно. 

Керамзитобетон имеет преимущества и перед кирпичом. Во-первых, удельный вес керамзитобетонных блоков из него в два с половиной раза ниже, чем у кирпичной кладки. Во-вторых, в вибропрессованных керамзитобетонных блоков заметно меньше цемента. В-третьих, один стандартный керамзитобетонный блок заменяет семь кирпичей. И, наконец, в четвертых, квалифицированный каменщик укладывает за смену из блоков 
объем стены в три раза больший, чем при кирпичной кладке. 

И это притом, что по своим экологическим свойствам керамзитобетонные блоки не уступают кирпичу. 
Опыт показал: использование керамзитобетонных блоков вместо кирпича на малоэтажном строительстве снижает себестоимость работ на 30-40%. 

Керамзитобетон обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Различного рода испытания керамзитового гравия, являющегося заполнителем, проведенные специализированными научно-исследовательскими институтами, показали, что его использование позволяет сокращать потери тепла более чем на 75%! 

Нормативные требования к керамзитобетону 

С выходом СНиП-И-3-79 требования к теплотехническим характеристикам стеновых строительных материалов заметно возросли. Научно-исследовательские и проектно-конструкторские институты приступили к срочному поиску возможных решений - ведь согласно новым нормам даже деревянные стены должны иметь полуметровую толщину! 

Появилась идея производства многослойных стен с использованием в качестве несущего элемента слоя тяжелого бетона, а в качестве теплоизоляционного - органических плит из пенополистирола или пенополиуретана. 
Однако скоро выяснилось, что с такими стенами, из-за накопления вредных продуктов деструкции теплоизоляционных материалов, ухудшается комфортность и санитарные условия проживания. Кроме того, эти материалы не долговечны в эксплуатации, не подлежат ремонту, а через короткое время такие стены, из-за разрушения теплоизоляционных слоев, и вовсе перестают держать тепло. 

Сегодня на рынке имеются довольно качественные керамзитобетонные блоки на основе керамзитового гравия мелких фракций – 5-10 мм. Изготавливают эти железобетонные конструкции на современных вибрационных прессах, с последующей тепловой обработкой. Это позволяет достичь высокой прочности и хорошей теплоизоляции. 

Сквозные пустоты в керамзитобетонных блоках позволяют устраивать скрытый каркас в теле стены, который резко повышает ее несущую способность. Керамзитобетонные блоки имеют хорошие характеристики по прочности и годятся не только для малоэтажного строительства. Их теплопроводность значительно меньше, чем у обычного бетона, а стоимость ниже. 

Применение керамзитобетонных блоков 

Керамзитобетонные блоки архитектурно выразительны, экологичны и адаптированы к климату России. Применение возможно без штукатурки внутренних фасадов, что исключает в строительстве мокрые процессы. 
Комбинация многообразных форм и фактур керамзитобетонных блоков предоставляет архитектору неограниченный простор для творчества. Фасады зданий, построенных из этого материала, не требуют дополнительной внешней отделки. Декоративные стеновые блоки обладают высокой прочностью, морозостойкостью, красивой фактурой поверхности. 

Опыт использования керамзитобетонных блоков показал, что для возведения малоэтажных зданий не требуется дополнительных специальных конструкторских решений. 

Благодаря точно выдержанным размерам и разнообразию форм керамзитобетонные блоки прекрасно сочетаются со всеми видами мелкоштучных строительных материалов, железобетонных изделий, металлоконструкций, дверных и оконных проемов. 

Керамзитобетонный блок несколько крупнее полуторного кирпича. Но его размеры обеспечивают удобство транспортировки, хранения, легкость в работе без применения каких-либо специальных приспособлений и устройств. Его кладка ничем не отличается от кладки из обычного керамического кирпича, но является более легкой и удобной, благодаря чему возведение стен из керамзитобетонных блоков доступно и обычному частному застройщику. 

Похоже, керамзитобетон незаслуженно позабыт российскими производителями. Если у нас строительство комплексов из керамзитобетонных блоков составляет по разным оценкам порядка 7-10%, то за рубежом на долю керамзитобетонного домостроения приходится порядка 40%. Особой популярностью этот стройматериал пользуется в Германии, Голландии, Скандинавских странах, Чехии. Причем там керамзитобетонные блоки называют «биоблоками».

Представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Микросилика является важнейшим компонентом при производстве бетонов с высокими эксплуатационными свойствами. 

Разновидность ячеистого бетона. По своим свойствам и применению подобен газобетону. 
Пенобетон создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе бетона. В отличии от газобетона пенобетон получается не при помощи химических реакций, а при помощи механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью. 
Пена может готовится или с помощью пеногенератора или в бароустановке.

Полистиролбетоном называется бетон, легким заполнителем которого является вспененный полистирол. Полистиролбетон по своим свойствам относится к легким бетонам (ячеистым бетонам), однако имеет ряд существенных отличий. К его достоинствам относят возможность варьирования в широких пределах его плотности, в результате чего полистиролбетон может быть как конструкционным, так и теплоизоляционным материалом. Исключительно малая объемная плотность частиц вспененного пластика позволяет производить легкий бетон с объемной массой, диапазон которой может быть выбран в соответствии с требованиями конкретной области применения, и при этом полистиролбетон имеет соответственно широкий диапазон характеристик. Также, в отличие от пенобетонов и газобетонов, несложно получать полистиролбетон плотностью менее 200кг/м3, обладающий повышенными теплоизоляционными свойствами. 

Формирование ячеистой структуры полистиролбетона осуществляется готовыми порами - полидисперсными вспененными гранулами полистирола размером 0,6 - 20 мм при насыпной их плотности 10-35 кг/м. Промежутки между ними заполняются поризованным цементным тестом, объединяющим гранулы пенополистирола в единое целое - полистиролбетон средней плотности 150 - 500 кг/м3. Последний представляет собой, таким образом, двухфазную систему, состоящую из вспененных гранул пенополистирола и цементной матрицы. 

Примечательно, что при ее небольшой прочности прочность полистиролбетона средней плотности 200 - 500 кг/м3 достигает прочности неавтоклавного пено- и газобетона, имеющего в несколько раз большее значение плотности и прочности матрицы. При прочности цементной матрицы, например, 1 - 2,5 МПа и плотности 320 - 450 кг/м3 прочность полистиролбетона средней плотности 200 кг/м3 составляет 0,35 - 0,5 МПа. А при прочности матрицы 7,4 - 15,7 МПа и плотности 820 - 1160 кг/м3, прочность полистиролбетона средней плотности 500 кг/м3 достигает 2,3 - 3,44 МПа. Это говорит о преобладающей конструктивной роли гранул пенополистирола в создании прочности полистиролбетона, закономерно проявляющейся при изменении насыпной и средней плотности пенополистирольных гранул, их размеров, прочности и межзерновой пустотности. Влияние перечисленных свойств гранул настолько велико, что плотность и прочность полистиролбетона могут изменяться в 2 - 4 раза независимо от прочности и плотности цементной матрицы. 

Характеристики полистиролбетона 

• Полистиролбетон относится к трудногорючим материалам, имеет группу горючести - Г1 
• Плотность (по ГОСТ Р51253-99) от 150 до 600 кг/м3

Фибробетон 

Разновидность цементного бетона, в котором достаточно равномерно распределены обрезки «фибры». Под этим собирательным названием подразумеваются волокна из металла, отрезки тонкой стальной проволоки, отходы гвоздевого производства и др., а также из стекла, полимеров (главным образом пропилена) и т, п. Фибра выполняет функции армирующего компонента, что способствует улучшению качества бетона, повышает его трещиностойкость и деформативность. 

Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки.

Искусственный пористый материал на основе минеральных вяжущих и кремнезёмистого заполнителя.
Предназначен в основном для строительной теплоизоляции: утепление по железобетонным плитам перекрытий и чердачных перекрытий, в качестве теплоизоляционного слоя многослойных стеновых конструкций зданий различного назначения; для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов при температуре до 400°С; жаростойкие ячеистые бетоны для теплоизоляции оборудования с температурой поверхности до 700°С. 
В последние годы блоки из ячеистого бетона набирают популярность в качестве конструкционного стенового материала. Коттеджи и многоэтажные дома, построенные из ячеистого бетона, имеют лучшие тепловые характеристики по сравнению с кирпичными. Достигается это во многом благодаря правильной геометрии современных блоков. За счет четких размеров (±2 мм) блоки можно укладывать на специальный клей с клеящим слоем не более 3мм, а не на слой цементного раствора, который и служит мостиком холода. 

Классификация 

1. По функциональному назначению 
теплоизоляционный – объёмная масса до 500 кг/м.куб. 
теплоизоляционно-конструкционный (бетон для ограждающих конструкций) – объёмная масса 500—900 кг/м.куб. 
конструкционный (бетон для конструкционных элементов жилых и сельскохозяйственных зданий) – объёмная масса 1000—1400 кг/м.куб. 
2. По способу поризации 
газообразование (газобетоны, газосиликаты) 
пенообразование (пенобетоны, пеносиликаты) 
аэрирование (аэрированный ячеистый бетон, аэрированный ячеистый силикат). 
К модификациям способов поризации относятся: 
вспучивание массы газообразованием в вакууме (небольшое разрежение) 
аэрирование массы под давлением (барботирование её сжатым воздухом) с последую-щим снижением давления до атмосферного (баротермальный способ) 
газопенная технология – сочетание метода аэрирования и газообразования 
3. По виду вяжущего вещества: в основном используют цемент, известь, реже гипс (газогипс) 
4. По виду кремнезёмистого компонента: кварцевый песок, зола-унос от сжигания угля, кислые металлургические шлаки и др. 
5. По способу твердения: неавтоклавные или безавтоклавные, предусматривающие пропаривание, электропрогрев или другие виды прогрева при нормальном давлении, и автоклавные, которые твердеют при повышенном давлении и температуре. 

Использование при бетонировании монолитных и специальных сооружений, при изготовлении высоко-армированного бетона, при транспортировке смесей на большие расстояния. 
Бетон изготавливают на портландцементе М500, песке с модулем крупности равным 2,1 и гранитном щебне фракции 5-20 мм; добавки в виде водных растворов 27-30% концентрации вводят в предварительно перемешанную бетонную смесь. 
Бетонные смеси, модифицированные карбоксилатными полимерами, сохраняют пластичность длительное время (до 1,5-2,0 ч) при незначительном увеличении содержания воздуха в этой смеси. 
Отсутствие заметного влияния карбоксилаксанов на кинетику твердения бетона в процессе тепловлажностной обработки открывает перспективу применения в индустрии сборного железобетона.

Такие бетоны характеризуются высокой морозостойкостью и трещиностойкостью; водопоглощение их ниже, чем у обычных бетонов в 2,0-2,5 раза, а деформация усадки и ползучести - на 10-20%. 
Водопотребность бетонных смесей на основе ВНВ на 35-50% ниже, чем у бетонных смесей на основе исходного портландцемента, и определяется, в первую очередь, водопотребностью вяжущего в цементном тесте. Бетонные смеси ВНВ-50 и ВНВ-100 характеризуются повышенной чувствительностью к изменению расхода воды тем большей, чем больше расход вяжущего. 

Формовочные свойства бетонных смесей характеризуются повышенной вязкостью в состоянии покоя и значительным тиксотропным разжижением при механических воздействиях, предопределяющих высокую степень их уплотнения и низкие энергозатраты при их формовании. 

Кинетика твердения бетонов на основе ВНВ существенно отличается от характера нарастания прочности бетона из изопластических смесей с суперпластификатором С-3, изготовленных по традиционной технологии. Кинетика характеризуется интенсивным набором прочности в течение нескольких часов. В возарсте 16 ч нормального твердения бетоны на основе ВНВ имеют кубиковую прочность 25 МПа, в возрасте 1 суток - 60 МПа. Оптимальным условием твердения бетонов на основе ВНВ-100 является естественный режим хранения. Для бетонов на основе ВНВ-50, кроме естественного хранения, обеспечивающего отпускную прочность порядка 15-20 МПа в возрасте 1 суток, может быть применена тепловлажностная обработка при температуре изотермической выдержки +60°С. Для бетонов на основе ВНВ-30 при заводском изготовлении обязательна термообработка по существующим режимам. 

С применением ВНВ-100 удается получить особопрочные легкие и особотяжелые бетоны, однако важная роль при этом принадлежит природе, прочности, плотности и геометрической форме заполнителей. Если на основе дробленого керамзитового гравия максимально достигаемая прочность бетона нормального твердения в возрасте 28 сут. при расходе ВНВ 480 кг/м3 составляет около 60 МПа при средней плотности 1750 кг/м3, то использование высокопрочного и высокоплотного габбро (в основном кубической формы) позволяет получать бетоны из подвижных смесей (ОК 4-6 см) прочностью более 150 МПа. 

В качестве полимерцементных покрытий полов промышленных зданий ВНВ (с содержанием клинкерной составляющей 60%) рекомендуется использовать совместно с ацетоноформальдегидной водорастворимой смолой (АЦФ). 

Относительно невысокая усадка покрытия (0,00048), высокая его прочность на растяжение (3,8 и 4,6 МПа) и прочность сцепления цементного камня с заполнителем (2,6 и 3,0 МПа) соответственно для составов с ВНВ-50 и ВНВ-100 обеспечивают получение монолитного покрытия без усадочных трещин, что способствует повышению долговечности и надежности пола. 

Эти бетоны характеризуются повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью, позволяют сокращать расход клинкерного цемента или увеличивать прочностные показатели. 
Экономия исходного портландцемента в зависимости от модификации ТМЦ колеблется в весьма широких пределах от 5 до 60%. Наибольшая экономия достигается в бетонах на основе ТМЦ с активными минеральными добавками (золой, шлаком, перлитом) и суперпластификатором С-3. 

Вышеуказанные марки отличаются и повышенными физико-механическими данными. 
Пластификаторы, и особенно суперпластификатор С-3, существенно увеличивают подвижность бетонной смеси в начальные сроки (30-60 мин), однако к полутора часам подвижность бетонной смеси на ТМЦ значительно снижается. Бетоны на ТМЦ с добавкой перлита продолжают набирать прочность после 28 сут. естественного твердения. В возрасте 60 сут. прочность составляет 115-120%, через 90 сут. - 125%. 

Тепловая обработка более эффективна для бетонов на ТМЦ по сравнению с-бетонами на портландцементе. Сравнительные данные по различным бетонам на ТМЦ при различных режимах тепловлажностной обработки (ТВО) при изотермической выдержке при 80°С. На 28 сут. после ТВО бетоны на ТМЦ набирают прочность, равную проектной. Для бетонов на ТМЦ, полученных на основе портланд-цементного клинкера и перлита, рекомендуется применять режимы ТВО с изотермической выдержкой не менее 80°С. 

Бетоны с органоминеральными модификаторами серии МБ отличаются высокими физико-механическими свойствами, высокой удобоукладываемостью и формоустойчивостью и применяются при бетонировании монолитных и специальных сооружений. 

Модификаторы представляют собой порошкообразные материалы насыпной плотностью 750-800 кг/м3, состоящие из гранул размером от 40 до 400 мкм. Каждая гранула представляет собой агрегат из частиц активного микрокремнезема или микрокремнезема и золы-уноса, между которыми имеется твердая водорастворимая прослойка из суперпластификатора (С-3) и регулятора твердения (фосфорорганического комплекса) «склеивающая» агрегаты активного кремнезема. 
При изготовлении смесей в качестве вяжущего использован Белгородский портландцемент, в качестве заполнителей - песок с Мф = 2,2 и гранитный щебень фракции 5-20 мм. Для повышения морозостойкости вводится крем-нийорганическая эмульсия. 
Эффективность органоминерального модификатора бетона, органическая часть которого представлена суперпластификатором и регулятором твердения, а минеральная часть состоит из микрокремнезема или смеси его с золой-уноса, зависит от соотношения между кремнеземистым компонентом и золой. 
Замещение активного микрокремнезема золой-уноса в пределах 30-50% не существенно сказывается на свойствах бетона. С увеличением доли золы-уноса до 90% бетон становится более проницаемым, менее прочным и морозостойким. 

Высокопрочный раствор предназначен для особо-точной заливки анкерных креплений тяжелого оборудования, движущихся конструкций мостов; применяется в сухих, влажных и сырых помещениях при внутренних и наружных работах. 

Смесь готовят механическим способом путем постепенного добавления сухого раствора в воду комнатной температуры при постоянном перемешивании до получения однородной массы. 
После 5-минутной выдержки раствор повторно перемешивают в течение 1 мин, при необходимости добавляют воду. 

После заливки бетона производится его уплотнение вручную или вибрированием. 
При затвердевании бетон слегка расширяется.

Гидроизолирующая смесь на основе цемента ГИД-P0-S1 ГИДРО-S11 

Гидроизолирующая смесь на основе цемента ГИД-P0-S1 и песка в соотношении 1:2 для изготовления водонепроницаемых штукатурных растворов, бетонов и железобетонных конструкций. 

ГИДРО-БППЛЮС 

Гидроизолирующая смесь на основе цемента ГИД-PO-S1 предназначена для проведения строительных или ремонтных работ в сжатые сроки. 
Позволяет производить раннюю распалубку и продолжать строительные работы уже на 3 сутки (набирает прочность 15-18 МПа). 70%-ный набор прочности - на седьмые сутки (29-30 МПа). Водонепроницаемость - W16-W20. 
Обеспечивает высокую прочность бетона (классы В45-В60). 
Смесь затворяют необходимым количеством воды (7-7,5 л на мешок 50 кг), раствор тщательно перемешивается и наносится вручную, насосом или торкретированием. Время работы со смесью - не менее 2 ч; температура среды - не ниже 0°С. 

При оштукатуривании можно использовать кладочную сетку с размером ячейки от 5 до 15 мм и диаметром 2-4 мм. Расход: 50 кг на 3 мг поверхности при толщине слоя 1 см. 

Применяется при заливке и ремонте бетонных конструкций (фундаменты, полы, ступени, лестничные марши, тротуарные плиты) и анкерных креплений в зимних условиях без подогрева (до -15°С); в сухих, влажных и сырых помещениях при внутренних и наружных работах. Смешение производится механическим способом путем постепенного добавления сухого раствора в воду комнатной температуры при постоянном перемешивании до получения однородной массы. После 15-минутной выдержки раствор повторно перемешивают в течение 1 мин, при необходимости добавляют воду. 

После запивки бетона производится его уплотнение вручную или вибрацией. 
Шлифовать поверхность можно через 1 ч после заливки. 

Это бетон с пониженной проницаемостью для хлористых солей, в природоохранных сооружениях; при строительстве автодорожных мостов, дорог, морских сооружений. 
Бетон получают введением суперпластификаторов и тонкодисперсного кремнезема (содержащегося в конденсированном микрокремнеземе, золе-уносе, в молотом доменном шлаке), обладающий сверхнизкой водо- и хлоридопроницаемостью, высокой стойкостью в сульфатных средах (в т.ч. морской воде), морозостойкостью и высоким электрическим сопротивлением. 

Получены результаты трехлетнего испытания бетона в условиях полного погружения в раствор хлористого натрия. 
После трехлетнего хранения бетона в растворе соли отмечено значительное снижение диффузионной проницаемости. 

Лучшие результаты показали бетоны с добавками микрокремнезема и суперпластификатоpa (MK + C-3) на сульфатостойком портландцементе и шлакопортландцементе. 

Прочность на сжатие бетонов (плотностью порядка 2200-2400 кг/м3) составила 60-80 МПа, морозостойкость более F1000, удельное электрическое сопротивление - около 700 кОм/мм.

Используется при запивке и ремонте бетонных конструкций (фундаменты, полы, ступени, лестничные марши, тротуарные плиты); в сухих, влажных и сырых помещениях; при внутренних и наружных работах. 
Смешение: механическим способом путем постепенного добавления сухого раствора в воду комнатной температуры при постоянном перемешивании до получения однородной массы. 
После 15-минутной выдержки раствор повторно перемешивают в течение 1 мин, при необходимости добавляют воду. 

После заливки бетона производится его уплотнение вручную или вибрацией. 
Шлифование поверхности можно производить через час после заливки. 

Самоуплотняющийся бетон 

Самоуплотняющийся бетон представляет собой материал, который способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя форму даже в густоармированных конструкциях. Он находит все более широкое применение. Перспективным является его использование для производства сборного железобетона, устройства монолитных высокопрочных бесшовных полов, торкретбетонирования, реставрации и усиления конструкций. 

Особо высокопрочные бетоны, модифицированные добавками-супер-пластификаторами, начали применять в конце 60-х - начале 70-х годов прошлого века. В частности, в 1970 году такой бетон использовался норвежскими и британскими специалистами для строительства нефтяных платформ в Северном море. Опыт применения подобного материала показал преимущества введения суперпластификаторов в бетонную смесь, однако был замечен и ряд ограничений в работе с ним. Во-первых, большинство суперпластификаторов, особенно при больших дозировках, способны замедлять схватывание бетонной смеси. Во-вторых, при ее транспортировке в течение 60–90 минут эффект от действия добавки снижается, то есть уменьшается подвижность. В-третьих, подача смеси по трубопроводу к месту укладки на расстояние свыше 200–250 метров стимулирует расслоение и создает неоднородность в готовом изделии. В результате, время выполнения работ по бетонированию возрастает, ухудшается качество поверхности изделий, снижается прочность. 

Появление новых амбициозных проектов в сфере строительства (протяженные подвесные мосты в Японии и Китае, комплексы крупных гидротехнических и транспортных сооружений в Голландии и ряд других) повысило требования к особо высокопрочным бетонам. При возведении таких конструкций было необходимо использование литых смесей в большом объеме, а участки бетонирования зачастую находились на большом расстоянии от места производства бетона, и даже на значительном удалении от побережья (на воде). Кроме этого, еще одной необходимостью было сокращение времени и трудозатрат на уплотнение бетонной смеси, а также повышенный набор прочности в ранние сроки. 

Решению указанных задач способствовали теоретические исследования и практические внедрения, направленные на: 

• применение мультифракционного заполнителя для получения высокопрочного бетона; 
• введение микро- и ультрадисперсного наполнителя для повышения прочности, коррозионной и трещиностойкости материала; 
• управление реологией высокоподвижных бетонных смесей; 
• создание новых видов химических модификаторов, регуляторов свойств бетона. 

В 1986 году профессор Окамура при разработке высокопрочного бетона обобщил опыт, накопленный в указанных областях, предложив назвать получаемый материал «самоуплотняющийся бетон». 

Самоуплотняющийся бетон – Self-Compacting Concrete (SCC) – способен уплотняться под действием собственного веса, полностью заполняя форму даже в густоармированных конструкциях. Первая международная конференция по изучению его свойств прошла в 1998 году с участием 150 ученых и инженеров из 15 стран. Высокая эффективность нового материала способствовала созданию рабочей группы специалистов RILEM (1996 г.) из восьми стран для разработки рекомендаций по использованию самоуплотняющихся бетонов. В 2004 году организован технический комитет 205-DSC «Долговечность самоуплотняющегося бетона», председателем которого является проф. Шуттер. В работе этого комитета задействовано 25 лабораторий из 14 стран. В результате исследований была разработана классификация самоуплотняющихся бетонов, определяющая их назначение и области применения : 

Классификация бетонных смесей для производства самоуплотняющихся бетонов: 

Высокоподвижная(Flowability Slump-flow) 
SF1 (550...650 мм) 
Неармированные или низкоармированные бетонные конструкции – плиты перекрытий, трубопроводы, облицовки туннелей, фундаментов. 

SF2 (660...750 мм) 
Большинство обычных сооружений – колонны, стены. 

SF3 (760...850 мм) 
Вертикальные элементы, густоармированные конструкции сложных форм, торкретирование. 

Вязкая 
(Viscosity) 
VS1/VF1 
(вязкость менее8 секунд) 
Конструкции и изделия, к которым предъявляются высокие требования по качеству поверхности и не требующие дополнительной обработки. 

VS2/VF2 
(вязкость 9...25 секунд) 
Конструкции невысокого класса прочности. Ввиду повышенной расслаиваемости тиксотропные свойства быстро изменяются за небольшой промежуток времени, что ограничивает расстояние транспортировки. 

Легкоформуемая(Passing ability) 
PA 1 
Вертикальные сооружения, домостроение, конструкции, армированные с шагом от 80 до 100 мм. 

PA 2 
Инженерные сооружения, армированные с шагом от 60 до 80 мм. 

Устойчивая к расслоению(Segregation resistance) 
SR1(расслаиваемость не более 20%) 
Высотные элементы, за исключением тонких балок, вертикальные сооружения, армированные с шагом до 80 мм. Максимальное расстояние транспортировки менее 5 метров. 

SR2(расслаиваемость не более 15%) 
Стены и тонкостенные профили, армированные с шагом свыше 80 мм. Максимальное расстояние транспортировки более 5 метров. 

Свойства и преимущества 

Бетонная смесь для самоуплотняющегося бетона характеризуется низким водоцементным отношением (0,38…0,4), при этом достигая очень высокого показателя удобоукладываемости – до 70 см. Прочность получаемого материала составляет до 100 МПа. 

Повышенная плотность материала, отсутствие в его структуре крупных пор и капилляров препятствуют проникновению агрессивной среды вглубь бетона, снижая риск развития процессов коррозии. 
Важной составной частью самоуплотняющихся бетонов является полимер нового поколения поликарбоксилат – высокоэффективный комплексный химический модификатор, появившийся в 1990-х годах. 

Принцип его работы заключается в том, что поликарбоксилаты адсорбируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате этого цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор, а также минеральные составляющие. Чем длиннее цепи, которые создают молекулы суперпластификатора, тем интенсивнее это отталкивание. Эффективность пластификации становится более высокой, а ее действие продлевается при постоянном перемешивании. Длительность пластификационного эффекта поликарбоксилатов, как минимум, в 3–4 раза больше, чем при применении обычных суперпластификаторов, за счет большой длины молекул поликарбоксилатов. 

Состав бетонной смеси для самоуплотняющихся бетонов в Японии 

Компоненты бетонной смеси Расход составляющих на 1 куб.м бетонной смеси: 

• Вода, кг 175 
• Портландцемент с пониженным тепловыделением, кг 530 
• Зола, кг 70 
• Мелкий заполнитель, кг 751 
• Крупный заполнитель, кг 789 
• Добавка-суперпластификатор, кг 9 

К преимуществам бетона данного вида следует отнести:  

• увеличенное время транспортировки бетонной смеси; 
• большое расстояние от производственного участка до места укладки; 
• высокое качество поверхности изделий, не требующее дополнительной обработки; 
• сокращение периода строительства; 
• отказ от использования виброуплотнения; 
• сокращение численности работников на строительной площадке; 
• снижение уровня шума. 

Области применения 

Самоуплотняющийся бетон находит все более широкое применение. Перспективным является его использование для производства сборного железобетона, устройства монолитных высокопрочных бесшовных полов, торкретбетонирования, реставрации и усиления конструкций. С одной стороны, распространение самоуплотняющихся бетонов ограничивается дороговизной добавок поликарбоксилатов. Однако использование этого материала позволяет отказаться от виброуплотнения, что, в свою очередь, уменьшает энергозатраты и экономит время, улучшая санитарно-гигиенические условия труда работающих. Безвибрационная технология настолько снижает уровень шумового воздействия на человека и окружающую среду, что заводы железобетонных изделий можно размещать в урбанизированных городских районах