Самоуплотняющийся бетон (СУБ) находит в США все более широкое применение. Несколько транспортных департаментов начинают использовать СУБ в ряде своих проектов. Поддерживает применение СУБ и Федеральное управление шоссейных дорог. Однако СУБ – достаточно новый материал (как например, и венецианская штукатурка, прочностные свойства и долговечность которого еще не вполне изучены. Основная задача настоящей статьи – провести сравнительный анализ прочностных свойств СУБ со свойствами обычного бетона и усовершенствованного высокофункционального бетона. Кроме того, проведено исследование влияния минеральных добавок на прочностные свойства СУБ, экспериментальные результаты которого сопоставлены с уравнениями прогноза. Обнаружено, что по сравнению с обычным бетоном СУБ обладает меньшим модулем упругости, но более высокой прочностью на растяжение при раскалывании и большей усадкой при высыхании, а при хлоридном экспресс-анализе проницаемости пропускает больший заряд.

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) характеризуется высокой вязкостью и текучестью и очень малой степенью расслоения. Под тяжестью собственного веса СУБ способен проникать в углы опалубки и заполнять все пространство даже в густоармированных конструкциях с минимальной вибрацией и уплотнением или без них. Эти свойства ведут к уменьшению энерго- и трудозатрат, снижают нагрузку на опалубку и устраняют фактор человеческой ошибки, возникающий при виброуплотнении бетона. Бетон становится более однородным, с равным распределением цементного теста и заполнителя, что повышает его прочностные свойства и долговечность по сравнению с обычным бетоном. Эти свойства снискали СУБ большую популярность в Европе и Японии. Однако в США он до сих пор не нашел широкого распространения, отчасти из-за нехватки информации и практического опыта использования, отчасти из-за высокой цены. Тем не менее, Федеральное управление шоссейных дорог США проявляет инициативу в применении СУБ на строительстве транспортных объектов.

Текучесть свежеприготовленной бетонной смести можно легко увеличить путем увеличения водовяжущего отношения раствора (в/в). Однако, само по себе увеличение в/в может привести к расслоению бетона и снижению долговечности. Поэтому, для успешного создания СУБ, предотвращения расслоения и повышения долговечности, в состав смеси вводят минеральные и химические добавки (например, пуццоланы, известняковый наполнитель, суперпластификаторы (СП) и модификатор вязкости). Можно также ограничить абсолютный объем крупного заполнителя – тогда трение между частицами будет меньше, а СУБ будет растекаться под собственной тяжестью, не расслаиваясь. Уменьшение объема крупного заполнителя компенсируют увеличением объема цементного теста, однако это приводит к увеличению себестоимости материала и количества капиллярных пор. Чтобы не увеличивать объем теста, можно добавить в смесь модификатор вязкости, уменьшающий трение между частицами и увеличивающий текучесть, однако производители и потребители бетона до сих пор не уверены во всех последствиях применения этой присадки, поскольку эффект ее длительного воздействия (равно как и воздействия других химических присадок) на СУБ еще неизвестен. Возникает потребность в проведении исследования воздействия различных химических присадок на СУБ, а также сравнительного анализа альтернативных решений.

Одна из альтернатив состоит в замещении цемента пуццолановыми добавками (например, зольной пылью и таким материалом, как венецианка.) Эти материалы не только снижают содержание цемента, но и заполняют капиллярные поры, делая цемент плотнее и долговечнее. Кроме того, некоторые пуццоланы (зольная пыль и шлак) повышают текучесть цемента, что снижает количество СП, а следовательно, себестоимость бетона. Однако любое уменьшение объема заполнителя и увеличение объема цементного теста очень сильно влияют на прочностные свойства СУБ. Следовательно, прежде чем СУБ станет стандартно применяемой бетонной смесью, необходим анализ его прочностных характеристик, что, в свою очередь, придаст уверенности проектировщикам и владельцам мостов. Кроме того, необходимо оценить, насколько выведенные для обычного бетона уравнения прогноза прочностных характеристик применимы к СУБ.