Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидротехнический бетон: что это такое и где используется

Гидротехнический бетон: что это такое и где используется

Практически все строители знакомы с термином «гидротехнический бетон». Что это такое? Это материал, который имеет цель и задачу обеспечивать целостность конструкции в течение длительного времени в условиях постоянного или периодичного омывания водой. Условия очень жесткие, кроме требования большой стойкости, важен и момент водонепроницаемости и вообще противостояния к водной среде, как обычной, так и морской.

Общие сведения

Требования, которым должен соответствовать по нормативам гидротехнический бетон, технические характеристики и свойства материала регулируются ГОСТом 4795-53.

Бетон разработан специально для проектирования сооружений разного назначения либо их составляющих частей, постоянно испытывающих воздействие воды. Существуют разновидности материала, подходящие для тех или иных условий и конструкций.

Бетон для гидротехнических сооружений может быть:

  • По расположению относительно уровня воды – монолит может быть подводным (постоянно находится в воде) и надводным (расположен выше горизонта воды).
  • По масштабу – бетон может быть массивным или немассивным.
  • По особенностям размещения – наружные конструкции и те, что находятся во внутренней зоне.
  • По силе воздействующего на конструкцию напора воды – сооружения напорные/безнапорные.

Во многом свойства и технические нормативные характеристики зависят от того, какой марки гидротехнический бетон, в каком объеме в состав входят нужные компоненты.

Выбор раствора осуществляют, исходя из эксплуатационных требований, типа конструкции (массивная, тонкостенная, сборная и т.д.), климатических условий местности размещения объекта и т.д.

Маркировка вида гидротехнического бетона:

  • БНМ – для сооружения надводных массивных конструкций
  • БГТ – актуален для зон, где горизонт воды переменный
  • БПТ – смеси для создания подводных тонкостенных сооружений

Материалы

Для замеса гидротехнического бетона в виде вяжущего могут использоваться разные виды цемента, выбор которых зависит от условий эксплуатации: пластифицированный цемент, гидрофобный, пуццолановое вещество, обычный портландцемент, шлакопортландцемент, стойкий к сульфатам.

Тут нужно рассмотреть особенности каждой смеси. Пуццолановый цемент демонстрирует высокий уровень химической стойкости при нахождении в минерализованных/пресных водах, обладает повышенной плотностью монолита, низким тепловыделением.

Пластифицированный и гидрофобный разновидности цемента используются для приготовления водонепроницаемых морозостойких растворов, что особенно актуально в суровом климате, зонах, где отмечено попеременное воздействие грунтовых вод. В процессе твердения таких смесей удается уменьшить теплоотдачу и понизить расход цемента на 8-10%.

Сульфатостойкий цемент подходит для конструкций, эксплуатируемых в особо жестких условиях, где есть химически агрессивные воды. Портландцемент со специальными минеральными добавками в составе и шлакопортландцемент актуальны для возведения надводных конструкций.

Для улучшения тех или иных свойств применяются:

  • Пластификаторы (вводятся в раствор в объеме до 3%) – ГКЖ (кремний-органические добавки), СНВ (что расшифровывается как смола нейтрализованная воздухововлекающая), СЮБ (сульфатно-дрожжевая бражка), суперпластификатор С3.
  • Разного типа уплотнители структуры (вводятся в смесь в объеме до 1%) – силикат натрия/калия, иногда селитра (нитрат кальция), нередко используется хлорное железо.
  • Гидрофобные вещества (в объеме до 1%) – стеарат кальция/цинка, олеат натрия и другие.

Требования и технические условия

Независимо от марки и включенных в состав добавок, любой гидротехнический бетон по нормам должен обладать определенными качествами.

Основными являются: водостойкость, водонепроницаемость, не очень большое тепловыделение в процессе твердения, стойкость к низким температурам, минимальная усадка, максимально возможная стойкость к истиранию под напором воды и влаги, способность выдерживать немалые деформации и не разрушаться.

Основные показатели, которым должен соответствовать бетон:

  • Прочность на сжатие – измеряется классом, гидротехническая смесь должна демонстрировать до В35
  • Прочность на осевое растяжение – до Bt3.2
  • Уровень водонепроницаемости – до W20
  • Морозостойкость – до F600

Бетоны гидротехнического типа укладывают большими объемами и очень быстро. Поэтому, кроме всего прочего, они должны соответствовать еще и требованиям касательно тепловыделения при твердении.

Технические характеристики и требования по ГОСТ

При выборе гидробетона для возведения конкретного объекта учитываются следующие характеристики, прописанные в ГОСТ 4795—53:

  • прочность;
  • водонепроницаемость;
  • морозоустойчивость;
  • тепловыделение;
  • подвижность.
Читать еще:  Пропорции компонентов раствора для изготовления шлакоблока

К смеси выдвигаются высокие нормативные требования, которые затрагивают марку цемента, добавки и наполнители. Строгость обоснована применением материала для строительства стратегических объектах.

По ГОСТу гидробетон должен:

  • сохранять подвижность в процессе перемешивания и укладки;
  • создавать монолитную массу, исключать растрескивание и не расслаиваться при затвердевании;
  • производиться с тщательным соблюдением пропорций составляющих компонентов;
  • соответствовать временным показателям перехода в твердое состояние.

Гидробетон относится к категории жестких бетонов, для которых характерен быстрый, эффективный результат, но затрудненный процесс укладки.

Статьи о бетоне

Первые крупные гидротехнические сооружения СССР (Волховстрой, Днепрострой) прославили технологию гидротехнического бетона. Впоследствии его использовали, возводя гидротехнические и гидромелиоративные объекты и их части, находящиеся в воде постоянно либо изредка и периодически. Многолетний опыт применения стройматериала доказывает, что гидротехнические бетонные конструкции должны демонстрировать длительную службу, соответствовать требованиям по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости. Бетон применяемый для строительства бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений или их отдельных частей, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4795-68.

Из гидротехнических бетонов строят специфические объекты: дамбы, пирсы, волнорезы, градирни, очистные сооружения, мосты. Принято рассматривать 3 вида гидротехнического бетона:

  • Подводный, находящийся постоянно в толще воды;
  • Пребывающий в зоне, где уровень воды периодически изменяется;
  • Расположенный над водой и периодически ей омываемый.

Другая классификация делит бетон на немассивный и массивный, а также на материал для безнапорных или напорных конструкций. Исходя из сферы применения, к гидробетонам известны требования по водостойкости, водонепроницаемости (W), морозостойкости (F), прочности на сжатие (В) и растяжение, ограниченному тепловыделению при твердении, ограниченной усадочности, деформативной способности, стойкости к истиранию наносами и водой.

Прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Класс бетона зависит от показателей (коэффициентов) прочности на сжатие и наоборот способности противостоять растяжению. Так прочность на сжатие гидробетона определяют в его возрасте, равном 180 суткам, воздействуя на куб со стороной 15см. Марки бетонов начинаются с В3,5 и заканчиваются В80, однако максимальное распространение в строительстве получил ряд от В10 до В40.

Прочность на осевое растяжение исключает появление трещин. Стандартные образцы испытывают в возрасте 180 дней. Классы бетона возрастают от Вt0,8 до Вt3,2.

В 180-тисуточном возрасте гидробетоны демонстрируют 4 вида водонепроницаемости: W8, W6, W4, W2. Подвергаясь стандартным испытаниям, материал не должен пропускать воду под давлением 0,8МПа, 0,6МПа, 0,4МПа, 0,2МПа соответственно. Разработаны специальные добавки, увеличивающие водонепроницаемость выше W12.

Гидротехнические бетоны работают в умеренных, суровых и особо суровых погодных (климатических) условиях. Морозостойкий гидротехнический бетон выпускают 5-ти марок: F300, F200, F150, F100, F50. Посредством спецдобавок морозостойкость увеличивают сверх F400. Марку устанавливают по числу циклов замерзания и оттаивания бетона возрастом 28 суток, за время которых прочность снизилась не больше чем на 25%. Морозостойкость важна для тех конструкций, которые испытывают совместное воздействие воды и отрицательных температур.

Состав. ( Технические требования к материалам для приготовления гидротехнического бетона ГОСТ 4797-69)

Для приготовления гидробетонной смеси допустимо использовать следующие виды цементов:

  • Портландцемент;
  • Пластифицированный (позволяет получать морозостойкие и водонепроницаемые бетоны при сокращении расхода цемента на 10%);
  • Гидрофобный;
  • Пуццолановый шлаковый (обладает большой физической и химической стойкостью к пресным и минерализованным природным водам);
  • сульфатостойкий (для тяжелых условий и агрессивных вод).

Расход цемента призван обеспечивать требуемую плотность бетона, а сам он присутствовать в массивных/немассивных конструкциях в кол-ве не превышающем 350/400 кг/куб.м. Для укладки больших объемов смеси в сжатые сроки рекомендован цемент с заниженной теплотой гидратации (менее 50 калорий за 3 дня; 60 кал / 7 дн. на 1 грамм цемента).

Как заполнители гидротехнических бетонов оптимальны кварцевые пески. Содержание песка обычно увеличивают для роста водонепроницаемости. Гравий и щебень должны быть добыты из осадочных или изверженных пород морозо- и водостойкость которых испытаны и проверены.

Микронаполнители в гидробетонах (например, зола-унос) служат для уменьшения количества израсходованного цемента, снижения объемных деформаций и тепловыделения, при этом с сохранением подвижности и плотности. С целью усиления стойкости к морозу и водонепроницаемости в бетон внедряют химические спецдобавки, такие как СДб, или СНв суперпластификаторы, или органоминеральные. Разработаны новые добавки, например, ЦМИД-4Ж для конструкций, контактирующих с водой для питья.

Читать еще:  Как образовался гранит, его состав и область применения

Компоненты

Выбор и подбор пропорций состава гидротехнического бетона должен соответствовать техническим характеристикам, отвечающим условиям его эксплуатации. Исходя из этого, подбирается водоцементное соотношение, время выдержки раствора, марки и фракция наполнителей, необходимость и способ виброуплотнения, возможность применение растворов естественного твердения.

Основной ингредиент любого бетона – цемент. К нему предъявляются требования, в зависимости от условий будущего использования, применяют различные виды этого материала:

  • Портландцемент высокого качества с добавкой пластификаторов применяется для сооружений, периодически контактирующих с водой, при низких температурах.
  • Сульфатостойкий состав цемента закладывается при возведении конструкций, периодически контактирующих с жесткой водой.
  • Гидрофобные марки применяются для элементов, постоянно находящихся под поверхностью воды, под большим давлением.
  • Пуццолановый цемент обладает свойствами, позволяющими ему эффективно противостоять разрушению водой, в том числе жесткой с высоким содержанием минералов.

Для повышения водостойкости применяется очищенный кварцевый песок фракции до 2 мм. Наличие любых примесей резко снижает качество материала, применение других видов песка уменьшает показатель плотности и устойчивости к воде.

Щебень применяется для повышения прочности и морозоустойчивости, поскольку легко переносит температурные перепады. Используется гранитный щебень с высокой лещадностью. Он равномерно распределяет нагрузку по всему монолиту, не позволяет ему разрушаться на морозе, экономит более дорогие компоненты.

Чтобы снизить водоцементное соотношение, добавляют пластификаторы. В результате плотность повышается, расходуется меньше воды. Для этого применяют сульфаты железа или алюминия, нитрат кальция. Увеличения плотности добиваются механическими вибраторами. В качестве наполнителя применяется зола унос, повышаются показатели теплопроводности, что увеличивает срок службы конструкций.

Испытания и маркировка гидротехнического бетона производится в лабораториях, после чего утверждается состав, необходимый для проектируемых конструкций. Далее ему присваивается марка и выдается разрешение на укладку на конкретном объекте.

Гидротехнический бетон – материал высокого качества и соответствующей стоимости. Поэтому его применение должно быть оправдано. Благодаря высокой плотности, водоустойчивости, морозостойкости, прочности этот материал служит десятки лет в самых сложных условиях. Специальные марки разрабатываются для применения в морской воде, под постоянными ударами волн, в широком диапазоне температур. Состав гидробетона сложен, для его изготовления лучше привлекать профессионалов, отвечающих за характеристики произведенного материала. Его можно сделать и самостоятельно. Применяют такой бетон в частном строительстве для заливки погребов, подвалов, фундаментов.

Прочность

Первый и самый важный показатель – величина сопротивления сжатию, поскольку большинство конструкций испытывают силовую вертикальную нагрузку от находящегося выше объема здания.

Прочность бетона определяют путем создания куба для испытаний и последующей его проверкой под прессами. Опытный образец выдерживают от 28 до 180 суток для набора прочности. В случае с гидротехническим материалом кубик помещают в воду на время твердения.

Испытания проводят под действием усилий до появления трещин.

По результатам исследования бетону присуждают класс от В3,5 до В60. Наиболее распространены типы В10-В40.

Технические характеристики и свойства

Основные параметры гидротехнических бетонов регулируются документом ГОСТ 4795-53 «Бетон гидротехнический. Общие требования» (иногда встречается ГОСТ 26633-2012). Хотя этот стандарт достаточно старый, приведенные в нем требования к физико-техническим свойствам материала актуальны до сих пор.

К параметрам бетонов, определяющим эксплуатационные характеристики, относится прочность на сжатие и морозостойкость. Наиболее востребованными классами для прикладных целей оказались B10-B40 (выдерживают в лабораторных условиях давление от 10 до 40 МПа). Марки по морозостойкости включают диапазон F50-F300 (обозначают количество циклов замерзания и оттаивания, при котором не происходит разрушения тестируемого образца).

Еще одной характеристикой бетонов, эксплуатируемых под давлением, является водонепроницаемость. Распространение получили четыре марки гидротехнических (водонепронецаемых) бетонов (от W2 до W8), обеспечивающие гидроизоляцию при давлении от 2 до 8 кгс/см 2 .

Строение из гидротехнического бетона (класс В15 М200)

Общие сведения

Бетон гидротехнический — ГОСТ 4795–53 предназначен для строительства сооружений или их элементов, периодически или постоянно взаимодействующих с водой и обладает целым комплексом свойств, которые способствуют длительной эксплуатации таких конструкций в этих условиях.

Читать еще:  Бетоны в архитектуре: не только микроцемент, но и технология…

В зависимости от способа эксплуатации названных сооружений, ГОСТ на гидротехнические бетоны, предусматривает следующие конструктивные различия:

  1. Расположение сооружений относительно уровня воды:
  • подводные — находящиеся в воде постоянно;
  • надводные — конструкции, расположенные выше переменного водного горизонта.
  1. Масштаб возведенных конструкций:
  • массивные;
  • немассивные.
  1. По размещению такого вида сооружений относительно сфер воздействия:
  • конструкции внутренней зоны;
  • наружной.
  1. В зависимости от силы, действующего напора воды:
  • напорные конструкции;
  • безнапорные.

Состав гидротехнического бетона и выбор необходимой марки по прочности для строительства гидротехнических сооружений зависит от назначения и эксплуатационных требований, предъявляемых в каждом конкретном случае (тонкостенные, массивные, сборные и т.д.), а также от климатических условий региона, где будут размещены запроектированные конструкции.

Для маркировки вида и основных характеристик гидротехнических смесей приняты следующие обозначения:

  • БПТ — подводные для тонкостенных конструкций;
  • БГТ — для зон с переменным горизонтом воды;
  • БНМ — надводные массивные сооружения.

Материалы

Для гидротехнического бетона в качестве вяжущих, в зависимости от технических условий, применяют следующие виды цемента:

  • портландцемент;
  • шлакопортландцемент;
  • пластифицированный;
  • гидрофобный;
  • пуццолановый;
  • сульфатостойкий.

Пуццолановый цемент отличается высокой химической стойкостью при воздействии на конструкции пресных или минерализованных вод, а также низким тепловыделением, повышенной плотностью цементного камня. Еще, смесь, приготовленная на этом материале, характеризуется низким водоотделением, но низкой морозостойкостью.

Для сурового климата и зон с переменным воздействием грунтовых вод рекомендовано использовать гидрофобный или пластифицированный цемент. Эти марки позволяют изготавливать морозостойкие и водонепроницаемые материалы. При этом, на 8–10% снизить расход вяжущего и уменьшить теплоотдачу при твердении смесей.

Для особо жестких условий эксплуатации и при наличии химически агрессивных вод, используют сульфатостойкий цемент.

Для надводных сооружений применяется шлакопортландцемент или портландцемент, улучшенный минеральными добавками.

В качестве крупных и мелких заполнителей применяют материалы согласно ГОСТ 26633-2012. Для увеличения плотности в состав смесей могут добавляться микронаполнители — обычно, зола-унос (см. фото).

Для регулирования морозостойкости и водопроницаемости применяют модифицирующие добавки:

  1. Пластификаторы (0,1–3,0%):
  • сульфатно-дрожжевая бражка (СДБ);
  • смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ);
  • кремний органические добавки (ГКЖ);
  • суперпластификатор С3.
  1. Уплотнители структуры (0,5–1%):
  • хлорное железо;
  • нитрат кальция (селитра);
  • силикат калия или натрия.
  1. Гидрофобные добавки (0,15–1,0%):
  • олеат натрия;
  • стеарат кальция;
  • стеарат цинка и др.

Требования и технические условия

Бетон для гидротехнических сооружений проектируют и выбирают с учетом следующих основных требований:

  • водонепроницаемость;
  • водостойкость;
  • морозостойкость;
  • ограниченное тепловыделение при твердении;
  • минимальная усадка;
  • положительная деформативная способность;
  • стойкость к истиранию в момент воздействия напора воды, наносов песка и др.

Поэтому, с учетом всего вышеперечисленного и принимая во внимание условия эксплуатации конструкций, бетоны гидротехнические должны соответствовать следующим установленным показателям качества, это:

  • прочность на сжатие — классам В5– В35;
  • на осевое растяжение — Вt 0,8–Bt 3,2;
  • по водонепроницаемости — W2–W20;
  • марки по морозостойкости — F50–F600.

Подсказки: марку по морозостойкости выбирают с учетом климатических условий региона и количества запроектированных циклов поочередного замораживания-оттаивания на протяжении года.

Гидротехнические бетоны укладываются в сооружения значительными объемами и в весьма короткие сроки. В связи с этим, к ним предъявляются еще и специальные требования по ограничению показателей тепловыделения в момент твердения смесей.

Допустимый подъем температуры растворов, в период гидратации, назначается из соображений снижения термической усадки и уменьшения трещинообразования в больших массивах гидротехнических сооружений.

Для этих целей, инструкция по применению предусматривает следующие мероприятия по снижению тепловыделения:

  • охлаждение заполнителей;
  • добавки дробленного льда в момент приготовления смесей.

Информация, представленная на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой Статьей 437 Гражданского кодекса РФ.
О всех несоответствиях в спецификации товаров, просим Вас сообщать в форме обратной связи.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector