Мелкозернистый бетон. Особенности приготовления раствора. Пневмонабрызг

Зачастую от строителей можно услышать такой термин, как «мелкозернистые бетоны». Но, что это за материал, и чем он отличается от обычных бетонных растворов? Отличие же заключается в том, что мелкозернистый бетон по ГОСТу 27006-86 не содержит в своем составе крупный наполнитель, диаметр фракций которого превышает 5 мм.

Структура мелкозернистого бетона

Далее мы подробнее рассмотрим, что представляет собой данный бетон, области его применения и особенности приготовления.

Особенности зернистого бетона

Итак, мелкозернистые или песчаные бетоны, как их еще называют, представляют собой смесь воды, цемента и песка, которые взяты в определенном соотношении. Особенности и свойства материала зависят от его структуры, которую, в свою очередь, формирует структура цементного камня. При соединении цемента с песком, образуется клей, который способен скрепить зерна песка в прочный и плотный монолит.

Надо сказать, что в результате отсутствия крупного наполнителя, цена мелкозернистого бетона бывает выше, чем стоимость обычного состава. Связано это с большим расходом цемента.

Напомним, что цементный камень приобретает определенные свойства в результате химических реакций, которые протекают в результате затворения цемента с водой. Ее длительность довольно значительная и требует определенной влажности и температуры. Однако, повлиять на реакцию можно при помощи различных технологических процессов.

Песчаный бетон применяют при возведении армоцементных конструкций. Материал, как правило, армируют ткаными стальными сетками из проволоки небольшого диаметра (до 2 мм).

Кроме того, данный бетон используют для заливки густо армированных конструкций. Также применение мелкозернистого бетона целесообразно в тех ситуациях, когда в районе строительства нет месторождений горных пород, гравийно-песчаных смесей или производства щебня.

ГОСТ 26633 91 на тяжелые и мелкозернистые бетоны допускает их изготовление разных по классам прочности и водонепроницаемости. Соответственно, материал может использоваться в самых разных областях строительства.

К характерным его особенностям относятся следующие свойства:

• Хорошая прочность при изгибе;
• Водонепроницаемость;
• Морозостойкость.

Благодаря им, материал используют для монтажа дорожных покрытий в тех районах, где имеется дефицит качественного щебня. Кроме того, его активно применяют при возведении гидротехнических сооружений и бетонных труб.

Дорожные бордюры из песчаного бетона

Свойства мелкозернистого бетона характеризуются теми же параметрами, что и свойства обычного бетона. Однако он обладает и некоторыми особенностями, которые связаны с его структурой.

В частности для него свойственно:

• Увеличенное содержание цементного камня;
• Мелкозернистость и большая однородность;
• Повышенная пористость и др.

Совет! Армированный песчаный бетон очень плохо поддается обработке. Поэтому для выполнения различных механических операций используют алмазный инструмент, к примеру, не редко применяется резка железобетона алмазными кругами или алмазное бурение отверстий в бетоне.

Бетонное кольцо из мелкозернистого бетона

Приготовление мелкозернистого бетона

Состав

В связи с тем, что состав мелкозернистого бетона не содержит крупный заполнитель, важным моментом его изготовления является оптимизация гранулометрического состава мелких заполнителей различных фракций. Кроме того, необходимо обращать внимание и на качество заполнителя, от которого зависит итоговое качество состава.

Портландцемент

ГОСТ на тяжелые и мелкозернистые бетоны допускает применение в качестве наполнителя однородный чистый песок модулем крупности не более 2,5, совместно с мелким щебнем фракций — 2,5 — 5,0 мм. Значительно повысить качество материала можно путем добавления пластификаторов. Это позволяет уменьшить водопотребность раствора, снижается В/Ц и т.д.

Что касается вяжущего, то бетоны тяжелые и мелкозернистые по ГОСТу 26633-91 выполняются на основе:

• Портландцементов;
• Шлакопортландцементов;
• Сульфатостойких и пуццолановых цементов, а также других видов цементов, в зависимости от области применения и типов возводимых конструкций.

Наполнитель для мелкозернистого бетона

Особенности приготовления смеси

При значениях В/Ц равных 0,4 и более, наилучшая прочность материала достигается при определенном соотношении песка и цемента. При увеличении содержания цемента, увеличивается и количество воды в смеси, что приводит к снижению прочности и увеличению пористости.

Если содержание цемента в растворе ниже оптимальной нормы, то затрудняется уклада материала, что также приводит к снижению плотности и его прочности. Поэтому, при изготовлении раствора крайне важно соблюдать пропорции, которые регламентирует ГОСТ на тяжелые и мелкозернистые бетоны.

Обратите внимание! В ряде случаев при приготовлении цементно-песчаной смеси и использовании виброустановок для  уплотнения состава, смесь втягивает в себя воздух, в результате чего масса наполняется мелкими пузырьками. Это явление уменьшает прочность материала, так как повышается его пористость. Особенно склонность к втягиванию воздуха появляется при увеличении жесткости раствора.

Дозируя ингредиенты, следует иметь в виду, что при содержании цемента в растворе более чем 1:3, может не хватить цементного теста для обволакивания песчаных крупиц и наполнения всех образовавшихся пустот. Вследствие этого увеличивается пористость массы, что значительно снижает прочность материала.

На фото — машина для вибропрессования бетона

В результате этого обстоятельства, довольно сложно получить прочный песчаный бетон при невысоком расходе цемента (в пределах 200-300 килограммов на кубический метр). Несколько исправить ситуацию можно путем применения крупных чистых песков или обогащения мелкого песка мелким гравием или крупными отрубями от дробления породы.

Также следует сказать, что в связи с повышенной потребностью в воде, для приготовления смесей аналогичных по подвижности и прочности обычным бетоном,  расход цемента повышается на 20 – 30 процентов.

Для улучшения качества цементно-песчаной смеси, как правило, выполняют ее уплотнение следующими способами:

• Прессованием;
• Роликовым уплотнением;
• Вибропрессованием;
• Трамбованием.

Совет! Испытания материала целесообразно выполнять на образцах небольших размеров. Для оценки прочности можно использовать половинки балок размером 4x4x16 см. Подвижность раствора проверяется розливом на столике.

Приготовление бетона

Порядок приготовления бетона

Инструкция по приготовлению мелкозернистого бетона выглядит следующим образом:

1. В первую очередь следует приготовить фракционный песок.

Для этого предварительно рассеивают кварцевый или другой песок на три фракции:

• 5-1,25 мм;
• 1,25-0,315;
• 0,315-0,14 мм.

2. Затем фракционный песок смешивают в следующем соотношении:

• 5-1,25 мм — 57-63%;
• 1,25-0,315 мм — 17-23%;
• 0,315-0,14 мм — 17-23%.

3. Далее надо дозировать портландцемент, фракционный песок и кремнеземсодержащий компонент, который представляет собой кварцевый молотый песок с удельной поверхностью равной — 120-170м2/кг.
4. После этого выполняется дозировка воды.

Пластификатор

5. Следующим шагом является дозировка пластификатора. К примеру, можно использовать Melflux 2651 F. Средство нужно добавить в подготовленную воду.
6. Далее все вышеперечисленные компоненты нужно добавить в бетономешалку, где происходит их смешивание до приготовления бетонной смеси. При этом могут использовать вибрационные установки для утрамбовки состава.

Совет! Определенные исследования мелкозернистого бетона показали, что в состав полезно добавлять нитрит натрия в количестве двух процентов от веса цемента. Такая добавка позволит предотвратить коррозию тонкой армирующей сетки.

На этом приготовление бетона своими руками завершено.

Пневмонабрызг

В результате рассмотренных выше особенностей мелкозернистых бетонов, при его использовании, применяют некоторые специфические способы укладки. В частности, их свойства улучшаются путем пневмонабрызга.

Принцип этой технологии заключается в том, что раствор готовится в обычном смесителе, после чего при помощи растворонасоса нагнетается в рабочий трубопровод. После выхода из растворонасоса, смесь попадает в смесительную камеру системы, куда по специальному шлангу также подается сжатый воздух от компрессора под давлением около 7 атм.

Растворонасос для мелкозернистого бетона

В результате, транспортировка раствора и нанесение на поверхность выполняется под воздействием сжатого воздуха. Причем в процессе транспортирования, смесь в трубопроводе оказывается во взвешенном состоянии.

Согласно исследованиям НИИ, данная технология позволяет улучшить свойства транспортируемого цементно-песчаного раствора, удаляя из него значительную часть воды, благодаря аэродинамическим воздействиям на смесь. В итоге, наносимый материал существенно отличается физико-механическими свойствами от исходного цементно-песчаного раствора.

Вывод

В итоге можно сказать, что мелкозернистый бетон – это материал, который обладает рядом особенностей и своими свойствами существенно отличается от стандартного бетона, выполненного с применением крупного наполнителя. Благодаря этому, в некоторых случаях его применение более целесообразно (см.также статью «Мелкозернистый асфальтобетон: свойства и область применения»).

Однако, следует учитывать, что раствор очень требователен к качеству компонентов и соблюдению пропорций. Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.