Для конструкцій та споруд, що стикаються врізного ступеня з водою, необхідний особливий матеріал, здатний витримати агресивні дії рідкого середовища. Для будівництва в таких умовах використовують гідротехнічний бетон. Він має необхідні характеристики для безпечної експлуатації зведеного об'єкта.
визначення
Бетон гідротехнічний відноситься до розряду.важких, він застосовується для зведення набережних, мостів та інших споруд, частини конструкцій яких подекуди або повністю занурені у воду, або мають контакт із нею.
Особливістю матеріалу є його здатністьзберігати свої первісні характеристики в умовах агресивного середовища без зниження якості та несучої здатності елемента. Деякі функції, наприклад міцність, у повітрі з часом зростають за умови збереження цілісності та структури каменю.
Класифікація
Існує певний набір вимог, якиммає відповідати бетон гідротехнічний. ГОСТ 26633-2012 «Бетони важкі та дрібнозернисті. Технічні умови» регламентує якість складових суміш компонентів та властивості готового розчину. Документ має міжнародний характер, його прийняли 8 країн.
Згідно з ГОСТом, бетон гідротехнічний підрозділяють на кілька груп за ступенем занурення та впливу водного середовища:
- Надводний.
- Підводний.
- Для постійного рівня води.
За обсягом створюваної конструкції матеріал поділяють на:
- Масивний – складні форми та великі розміри елемента, що супроводжуються нерівномірним твердінням із виділенням тепла.
- Немасивний – прості конструкції із невеликими габаритами.
У міру силового впливу на затверділий об'єкт:
- Для напірних систем.
- Для безнапірних елементів.
Додатковою класифікацією поділяють місце застосування бетону:
- Для внутрішніх конструкцій (вони менш схильні до вимивання, напорів води, але повинні витримувати статичні впливи).
- Для зовнішніх елементів та поверхонь (такі зазнають впливу активного руху води та непостійного хімічного фону).
склад суміші
Розчин повинен відповідати вимогам ДСТУотримання каменю достатньої твердості, міцності та безпеки. Перевірку якості проходять усі компоненти, що входять до гідротехнічного бетону. Склад суміші:
- Основна складова – в'яжуче. Для стійкого до агресивних вод ефектувикористовують сульфатостійкий цемент. Для змінного рівня занурення беруть гідрофобний або з включенням добавок, що пластифікують. В інших випадках застосовують пуцолановий, шлаковий або портландцемент.
- Дрібний заповнювач – кварцовий пісок, він підвищує стійкість бетону до дії води. У ньому не повинно бути дрібних домішок та сміття – у мокрих умовах включення здатні значно послабити матеріал.
- Великий заповнювач – гравій та щебінь з осадових та вивержених порід. Такий відрізняється високою гідрофобністю,морозостійкість. Фракція каміння залежить від технічних характеристик бетонного розчину, необхідні експлуатації в конкретних умовах. Форма заповнювача повинна бути об'ємною і опуклою, щілинний щебінь або гравій має меншу міцність.
- Добавки – покращувачі властивостей розчину. Вони підвищують стійкість каменю до температурних перепадів, агресивних впливів води, знижують тепловиділення при необхідності, перешкоджають виникненню тріщин.
Властивості всіх компонентів, їх параметри, точнарецептури розчину прописані в ГОСТі 26633-2012 п.3. Дотримання норм повинно виконуватись на будь-якому виробництві, готова суміш отримує документ про відповідність стандарту.
Технічні характеристики
Матеріал має багато різновидів.Їх розрізняють за складом і властивостями, якими повинен мати бетон гідротехнічний. Технічні характеристики залежать від марки та виду складу. До основних відносяться міцність на стиск, вигин осьовий, розтяг, морозостійкість та гідрофобність. Робочий розчин вибирають за сукупністю даних показників, оскільки у кожної партії властивості можуть відрізнятися, що є неприпустимим для даного матеріалу.
міцність
Перший і найважливіший показник – величина опору стиску, оскільки більшість конструкцій відчувають силове вертикальне навантаження від об'єму будівлі, що знаходиться вище.
Міцність бетону визначають шляхом створення кубадля випробувань та подальшою його перевіркою під пресами. Досвідчений зразок витримують від 28 до 180 діб для набору міцності. У разі гідротехнічного матеріалу кубик поміщають у воду на час твердіння.
Випробування проводять під впливом зусиль до появи тріщин.
За результатами дослідження бетону присуджують клас від В35 до В60. Найбільш поширені типи В10-В40.
Міцність на розтягування та вигин
Конструкції, на які не впливає вертикальнанавантаження, схильні до інших впливів – осьового розтягування та вигину. Щоб зрозуміти, чи витримає бетон подібні деформації, його перевіряють у лабораторних умовах. Марка міцності на розтяг - Bt0,4 ... 4,0.
водонепроникність
Визначається у лабораторних умовах накубиках-зразках того ж віку, що в першому випадку. Суть випробування полягає у поступовому збільшенні тиску води до її просочування крізь тіло бетону. За результатом каменю надають марку водонепроникності W2-20.
Для агресивних умов морської води, високого напору використовують гідротехнічний бетон не нижче W4.
морозостійкість
В умовах підвищеної вологості особлива увагаприділяється температурним перепадам із можливістю застигання води. Як відомо, при розширенні рідина кристалізується і завдає шкоди будівельним матеріалам, в які їй вдалося проникнути. Щоб цього не сталося з відповідальною конструкцією, розчин на виробництві додають спеціальні гідротехнічні добавки і пластифікатори, що підвищують стійкість бетону до застигання.
Марка морозостійкості F показує, скількициклів повного поперемінного заморожування та відтавання витримує зразок бетону із втратою міцності не більше 15%. Для гідротехнічної суміші випробування проводять воді з її нагріванням та перетворення на лід.
За результатами дослідження гідрофобного бетону надають марку за морозостійкістю F50-300.
Поліпшувачі суміші
Показники міцності, водостійкості таМорозостійкість закладають на етапі замішування розчину на заводі. Спеціальні властивості гідротехнічного бетону визначаються солями різних металів та композитними сполуками.
Добавки-модифікатори поділяють на 2 групи.
I група знижує водопоглинання до 5 разів до терміну проектного набору міцності 28 діб. Серед найбільш застосовуваних:
- Фенілетоксисилоксан 113-63 (раніше ФЕС-50).
- Алюмометилсіліконат натрію АМСР-3 (Росія).
- "ПластІЛ" (Росія).
- Гідробетон (ЄС).
- Addiment DM 2 (Німеччина).
- Liga Natriumoleat 90 (Росія).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Швейцарія).
II група менш потужна (зниження до 2-4,8 разів). Її застосування можливе для замісу надводного бетону:
- Полігідросилоксани 136-157М (колишній ГКЖ-94М) та 136-41 (колишній ГКЖ-94).
- "КОМД-С".
- Stavinor Zn Її Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB Е (Словенія).
- Cementol Е (Словенія).
- Sikalite (Швейцарія).
- Sikagard-700S (Швейцарія).
III група для створення гідротехнічного бетону не застосовується. Добавки знижують водопоглинання до 2 разів.
інші властивості
При виборі робочої суміші враховують не лише основні характеристики гідротехнічного бетону, але й інші параметри:
- Величина усадки.
- Стійкість до деформацій.
- Ступінь опору потокам води та насосному тиску.
Не існує єдиного рецепту длягідротехнічного бетону: у кожному випадку враховують хімічний склад води, величину напору та інші навантаження. Відповідно до вимог застосовують наповнювачі та добавки, здатні забезпечити надійну роботу майбутнього каменю.
застосування
Укладання розчину під пласт води – справавідповідальне та непросте. Його заливають великими обсягами для виключення нерівномірного застигання та розмивання. Через специфіку укладання в тілі застигаючої конструкції виникають теплові напруги та перепади, які необхідно регулювати. Щоб уникнути перегріву та передчасної деформації форми, до розчину додають пластифікатори та спеціальні види цементу:
- Пуцолановий.
- Шлаковий.
- Гідрофобний.
Для будівництва прибережних конструкцій використовують гідротехнічний бетон. Застосування його поширене широко:
- Мости, їх опори та прогони.
- Облаштування набережних та зміцнювальних берегів стін, портів.
- Басейни, їхні чаші та навколишні зони.
- Стіни каналізаційних колодязів та шахт.
- Тунелі метро.
- Технічні споруди: греблі, ГЕС, хвилерізи.
У домобудівництві гідротехнічний бетон невисоких марок використовують для заливання фундаменту при високому рівні грунтових вод або суттєвих його перепадах у період танення снігу та дощів.
