Гидротехнический бетон своими руками

Гидротехнический Бетон: ГОСТ, Состав, Приготовление

Гидротехнический бетон — особый вид специального бетона, обладающий высокой водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Что такое бетон гидротехнический — детально рассмотрим в этом обзоре и в дополнение к нему предлагаем видео в этой статье, где подробно дается характеристика этому материалу.

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.

Виды

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:

1. По размещению такого вида сооружений относительно сфер воздействия:

• конструкции внутренней зоны;
• наружной.

1. В зависимости от силы, действующего напора воды:

• напорные конструкции;
• безнапорные.

Водонепроницаемые конструкции свойства

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).

Микронаполнители зола-унос

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

Требования к гидротехническому составу

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.

Условия водонепроницаемости

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.

Приготовление водостойких смесей

Приготовление гидротехнического бетона ничем не отличается от изготовления стандартных тяжелых цементных смесей.

Поэтому, изготовить гидротехнический бетон своими руками не представляет особой сложности и не требует какого-либо специального оборудования.

Важно правильно выбрать необходимые компоненты для решения той или иной задачи.

Соответственно и цена материала, приготовленного своими руками, будет зависеть от стоимости выбранных составляющих, используемых для этого процесса. Но, в любом случае, она не будет выше стоимости материалов заводского изготовления.

Приготовление своими руками

Существенным фактором, в период приготовления гидротехнических смесей, является водоцементное отношение.

цемента в растворах зависит от области применения (зональности).

Во внутренних зонах использования, допускается объем равный 120–160 кг/м3, а в наружных — он может быть увеличен до 230–275 кг/м3.

Фракция заполнителей, при этом, должна быть 150–200 мм. В целях сокращения расхода цемента и снижения интенсивности тепловыделения в момент укладки, в смесь могут добавлять крупные камни, величиной 400–450 мм, которые уплотняются вибраторами.

Как уже говорилось, водостойкий бетон готовиться по той же технологии, что и классические тяжелые смеси. Разница только в составе модифицирующих добавок и зернистости заполнителей.

Прежде чем приступать к приготовлению смеси необходимо выполнить четыре условия:

1. Определиться с характеристиками и назначением конструкций.
2. Подобрать необходимый гранулометрический состав заполнителей (песок, щебень).
3. Выбрать необходимое водоцементное соотношение, с учетом нужной подвижности раствора.
4. На основании этого, определить количество и необходимый состав модификаторов.

Как пример, предлагаем рецепт приготовления 1 м3 гидротехнического бетона в условиях строительной площадки:

• цемент М400–500 — 490 кг (тип зависит от условий эксплуатации);
• щебень — 1100 кг;
• песок — 600 кг;
• пластификатор С3 — 1,5 кг;
• нитрат кальция — 5,0 кг;
• гидрофобизатор ГКЖ — 1,0 кг

В бетоносмеситель засыпают сухие заполнители (щебень, песок) и вяжущее (цемент). Тщательно перемешивают, и добавляют необходимое количество воды.

Затем, мешают 3–5 минут и вводят необходимые присадки.

В зависимости от нужной консистенции, готовят еще 10 минут и далее укладывают в подготовленную опалубку.

Необходимый состав гидротехнического бетона нужно выбирать с учетом экономической целесообразности его применения в той или иной конструкции, особенно в индивидуальном строительстве. Использование любого материала должно сопровождаться максимальным снижением материалоемкости, трудоемкости и себестоимости строительства.

Источник: https://beton-house.com/vidy/specialnye/gidrotehnicheskij-beton-591

Характеристика гидротехнического бетона

Название гидротехнического бетона говорит само за себя, так как любому, даже абсолютно далекому от этой темы человеку, понятно, что там, где есть приставка «гидро » что-то связано с водой.

Но что именно он собой представляет, его применение и другие особенности этого материала остаются непонятными. В статье мы детально рассмотрим все аспекты, которые характеризуют такой вид бетона.

Определение. Сферы применения

Гидротехнический бетон – вещество, что применяется для сооружения конструкций, которые находятся в воде временно, или пребывают там постоянно.

Обычный бетон не подходит для конструирования мостов и других гидротехнических конструкций, так как под действием воды он поддается большому разрушению, особенно при постоянной смене ее уровня.

Он применяется как для массивных сооружений, так и для небольших гидротехнических конструкций.

Наиболее губительное влияние на гидротехнические бетоны имеют:

1. прилив и отлив;
2. частая смена температуры;
3. жесткость воды.

Особенности

Бетон для гидротехнических сооружений обладает некоторыми отличающими его чертами:

• применение для конструирования мостов, дамб, волнорезов, иногда – для метро и подвалов;
• температуроустойчивый – в зависимости от производителя. Есть разные виды, которые отличаются цифрами в названии. Они выступают индикаторами стойкости к морозу — если в названии F200, это означает, что прочность теряется (на 25%) после 200 оттаиваний;
• имеет разный уровень водостойкости (4 уровня);
• испытания конструкций проводится через 180 дней.

Состав и свойства

При проектировании раствора необходимо учитывать следующие его свойства:

• водостойкость;
• морозостойкость;
• прочность.

Основные задачи при расчете компонентов бетона:

• определить все технические требования;
• выбрать материалы;
• спроектировать состав раствора.

Гидротехнические бетоны содержат цемент (портландцемент, гидрофобный, шлаковый, пластифицированный, а в случае воздействия агрессивных вод – сульфатостойкий).

 Портландцемент и пластифицированный применяют в суровых климатических условиях для неустойчивого уровня воды.

Это обеспечивает необходимую морозостойкость, водостойкость, большую плотность в конечном результате и минимальную теплопроводность в гидротехническом сооружении. Эти материалы устойчивы от разрушений в пресной и минеральной воде.

Также в раствор входят разные примеси, которые повышают его основные характеристики. Каждая добавка имеет свое значение. Кварцевый песок, гравий, щебень увеличивают водостойкость гидротехнического бетона.

Также добавки снижают уровень деформации и расход цемента, при этом не снижая устойчивости и подвижности раствора. Существуют примеси, которые увеличивают стойкость к низким температурам.

Следует учитывать, что ГОСТ выставляет технические требования по разного рода добавкам в бетоне (например, мелкий заполнитель).

При подборе раствора важно учитывать не только его состав, но и такие моменты, как расчет его содержащих материалов, нормативно правильное количество воды в растворе, количество применяемого песка, зернистость наполнителя, условия твердения и т. д. Эти характеристики влияют на качество раствора. Правильный расчет состава позволяет сделать гидротехническое сооружение максимально стойким в конкретных условиях.

Требования к песку в растворе также очень высокие, он должен относиться к высшей категории, минимально содержать сторонние примеси. Плотность песка должна входить в диапазон 2-2,8 т/м3, размер зерен – до 2 мм.

Это влияет на подвижность бетона. Также нужно правильно подобрать крупный наполнитель. Это влияет на устойчивость конструкции.

Преимущественно применяют гранит, так как он способен выдержать сильные нагрузки и обладает водостойкостью.

Важным моментом при выборе составляющих бетона выступает лещадность (прилегание отдельного элемента к плоскости). Преимущественно применение кубовидного щебеня, зерна которого наиболее плотно укладываются в опалубку.

Укладка гидротехнического бетона

Основная проблема — массивность строительства.

Рассмотрим процесс укладки на примере сооружения гидроузлов. Основные проблемы бетонирования гидротехнических сооружений:

• максимально быстрая работа при минимальной трудозатрате и стоимости;
• защита от замораживания при укладке в мороз;
• массивность конструкции, термо- и водостойкость.

При укладке бетона используют блоки. Технология:

Рассмотрим процесс детальней.

Установка опалубки

При работе с гидротехническим бетоном используют такие виды опалубки:

1. инвентарная крупнощитовая (деревянные, металлические, деревометаллические панели больших размеров): консольная; консольная двухъярусная;
2. инвентарная мелкощитовая (небольшие деревянные пластины);
3. балки и плиты;
4. металлическая сетка;
5. деревянная;
6. несъемные железобетонные армопанели (дорогой метод, требующий дополнительные затраты на технику и оборудование). Подходит для гидротехнической станции.

Вид опалубки планируется на стадии проектирования. При подборе учитывают вид работ, состав смеси, способ бетонирования. Выбор вида опалубки может существенно ускорить работу и снизить трудовые затраты, и наоборот.

Подготовка блоков

Используемые виды:

• на скальном основании;
• на бетонном основании.

Это очень трудоемкий процесс, большая часть работы проводится вручную. Распределение и уплотнение бетонного раствора по блоку зависит от условий конкретной среды, техники укладки бетона, размеров бетонной конструкции:

• Послойная схема укладки. Накладывание бетона делают тонкими слоями (до 0,5 м). Уплотнение делается преимущественно ручными вибраторами.
• Ступенчатая схема укладки. Смесь выкладывается ступенями (3-4 м) на полную высоту блоков. Уплотнение проводят пакетами вибраторов.
• Однослойная – раствор укладывают на полную высоту блока, но не ступенями. Уплотнение проводят в два этапа – сначала бульдозерами, потом пакетами вибраторов.

При укладке очень большую роль играет выбор правильной техники по бетону. Если мощность используемых механизмов неподходящая, качество бетонной конструкции заметно снижается.

Заключение

Бетон гидротехнический – сложный материал, работая с которым нужно учитывать не только особенности его компонентов, но и климатические, геологические и другие внешние факторы. Он делится на разновидности, в зависимости от того, насколько часто он омывается.

Нормы ГОСТ регулируют качество и количество дозволенных добавок. Создание правильного раствора – очень долгая и ответственная задача.

Материал используется для конструкций, которые большую часть времени соприкасаются с водой, а, значит, требования к водостойкости, морозостойкости и плотности конструкции повышаются.

Источник: https://kladembeton.ru/vidy/drugie/gidrotehnicheskij-beton.html

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.

Разновидности

Конструктивно такой материал делится на несколько категорий, в зависимости от условий и задач.

Ведь объект может находиться в воде всегда, а может быть в зоне приливов и отливов, кратковременного контакта с влагой.

Итак, гидротехнический бетон (что это такое уже рассмотрено) бывает двух категорий: подводный и надводный. Из этого следует разделение материала для полностью подводных и не полностью находящихся в воде сооружений.

Свойства и состав

Кроме того, существует такое понятие, как бетон в массе или не в массе. Учитывается регион использования и способность материала работать при сильном морозе или, наоборот, при постоянно высокой температуре.

Как же достигаются такие свойства бетона, как водонепроницаемость, морозостойкость, и повышенная стойкость к окружающей среде? Все это обеспечивается выбором наполнителей цемента, уменьшающих или сводящих до минимума теплоотдачу готового материала, снижающих процесс изменения формы.

Получить гидротехнический бетон (ГОСТ указывает необходимые свойства) нужной плотности и соответственного назначения можно, если очень строго придерживаться всего процесса подготовительных действий.

А именно: допуск применения портланд-цемента, гидрофобного цемента, пластификаторов, сульфато-стойкого и цемента на основе шлаков, и наиболее стойкого, пуццоланового цемента.

О последнем можно сказать, что это наиболее стойкий сорт смеси, обладающий, помимо особой прочности в готовом сооружении, еще и очень малым коэффициентом тепловыделения, высокой стойкостью к окружающей среде, а также устойчивостью к природным водам: как пресной, так и содержащей минералы, в том числе соли повышенной концентрации. Единственным недостатком сооружений из пуццоланового цемента является не самый высокий показатель по морозостойкости. Поэтому, если речь идет об использовании сооружения в условиях сурового зимнего климата, применяют портландцемент с пластификаторами и морозостойкими добавками. В совокупности, это позволяет получить монолитную бетонную конструкцию со всеми требуемыми свойствами. А также немного уменьшить процент расхода самого цемента, добиться существенного уменьшения теплоотдачи бетона в процессе приобретения твердости.

Для районов с особо суровыми условиями эксплуатации, при наличии агрессивной водной среды, полном замерзании воды и усиленном давлении на конструкцию, применяют сульфато-стойкий сорт цемента.

Для повышения таких свойств, как морозостойкость и полная водонепроницаемость, применяют уже добавки на химической основе и различные микро-наполнители.

После этого можно также добиться высокой степени стойкости и плотности материала, сохранения необходимой степени подвижности и требуемого процента тепловыделения.

В совокупности с определенной маркой цемента также достаточно важно использование в качестве заполнителей песок из кварца, щебень и гравий из твердых пород камня.

Их морозоустойчивость и водоустойчивость надежна и не требует дополнительных доказательств. И подтверждением этому является опыт эксплуатации на самом высоком уровне.

Области применения

Даже на начальном рассмотрении, когда начинающему строителю неизвестен ответ на вопрос: гидротехнический бетон, что это такое,  догадаться о предназначении материала можно уже из его названия.

Оно означает эксплуатацию в части водного наполнения, часто с довольно агрессивной средой, высокой степенью промерзания и требованием к длительному сроку использования самого объекта.

Также требуется высокая степень противодействия к сжатию в процессе промерзания и высокая стойкость к механической деформации.

Соответственно, на всех процессах изготовления требуемой смеси состав проходит жесткий контроль со стороны соответствующих специалистов.

Нормативы и требования к гидротехническому бетону очень высоки, и не только к сорту цемента, но, и в большой степени, к наполнителям, заполнителям и микродобавкам.

Такие требования обоснованы мерами повышенной безопасности из-за того, что объекты, возводимые на основе гидротехнического бетона, имеют зачастую стратегическое значение.

Автомобильные и железнодорожные мосты, опоры, специальные плиты укрытия гидроэлектростанций и прочие объекты.

Квалификация такого материала важна для определенной области применения, поэтому существует разделение на группы и подгруппы. Гидротехнический бетон (ГОСТ требования) представлен в таких вариантах:

• бытовая смесь для железобетонных сооружений, которые будут использоваться в обычных природных условиях − это фундаментные блоки, балки, перекрытия, опоры, небольшие части конструкций для различного бытового предназначения;
• водостойкий материал для устройства каналов и плотин, массивных сооружений для мелиорации, стоков и шлюзов;
• материалы специального состава, свойства и назначения, для заливки полос авиапокрытий, магистральных трасс, плит укрытия и защиты от радиации.

Основные требования к маркам готовой смеси

Итак, что представляет собой гидротехнический бетон: ГОСТ с основными требованиями? Они таковы:

• до принятия твердого вида материал должен иметь возможность перемешивания, обладать определенной степенью движения и удобством укладки;
• в фазе твердения не терять монолитность, не иметь слоев и не растрескиваться;
• иметь точное время отвердения в соответствии с определенными сроками и задачами;
• минимизация стоимости готовой смеси и расхода цементной смеси;
• точное соответствие состава наполнителей и заполнителей требуемой задаче, наличие песочных фракций, гравия и щебня определенной формы и необходимого количества микродобавок и химических дополнений.

Цементные бетоны также имеют разделение на легкие, на тяжелые и на особо тяжелые. Все зависит от общей объемной массы (в кг. на кубический метр).

К наполняющему составу особо тяжелых бетонов, так же предъявляются определенные условия, требования к чистоте смеси.

Очень часто именно особо тяжелые бетоны, имеют применение в районах крайнего Севера, поэтому процессы и возможность зимней работы имеют первостепенное значение. Для этого разрабатывались особые нормативы и добавки.

В условиях обычного климата, наоборот, возможность быстрого твердения имеет наиболее важное значение, что достигается применением обработки теплом, введением специальных химических добавок ускоряющих процесс твердения этого материала.

Испытания

Для специальных испытаний качества гидротехнического бетона на морозостойкость используются морозильные камеры с изменяемой температурой.

Для определения уровня водонепроницаемости бетон погружают на определенное время в разные водные среды с разным солевым и минеральным составом. Потом методом разреза части бетона определяется качество водонепроницаемости.

Степень уровня прочности производится методом растяжения и сжатия испытуемого объекта на специальных стендах. Все испытания, как правило, проводятся в течение 180 дней.

Для изготовления плит стратегического значения, применяемых в объектах укрытий, сооружениях военного назначения и прочих особо важных объектах, применяются добавки, содержащие элементы активной и пассивной защиты от радиоактивных излучений.

Это магнетит, барий, лимонит. Для достижения таких важных задач требуется постоянное проведение специальных исследований, практическая работа соответствующих учреждений, привлечение лучших специалистов данной области, государственная поддержка.

Первые удачные примеры применения гидротехнического бетона − это знаменитые сооружения времен СССР, Волховстрой и Днепрострой, которые действуют до сих пор.

Была доказана успешность применения гидротехнического бетона при строительстве гидроэлектростанций, объектов мелиорации, которые находятся постоянно или временно в водной среде, иногда под большим давлением.

В дальнейшем, строительство подобных сооружений многократно доказало целесообразность применения гидротехнического бетона.

Итак, существует множество сфер, где используется гидротехнический бетон. Что это такое и каковы его свойства, доказано на практике.

Источник: https://profundamenti.ru/gidroizolacia/gidrotexnicheskij-beton-chto-eto-takoe-i-gde-ispolzuetsya.html

Что такое гидротехнический бетон

Гидротехнический бетон используют для сооружения конструкций в целом или их частей, находящихся либо постоянно в воде, либо периодически.

К таким сооружениям относятся: гидроэлектростанции, плотины, каналы, туннели, насосные станции, дамбы, шлюзы и другие подобные конструкции.

В индустриальном строительстве данный вид бетона применяют для строительства очистных сооружений, испарительных градирен при металлургических заводах; а в частном секторе его используют для обустройства подвалов и других строительных объектов, в которых стены и полы не должны пропускать влагу извне.

Данный вид строительного материала относится к тяжелым бетонам. Назначение бетона – обеспечение целостности конструкций, находящихся в обычной или морской водной среде.

Поэтому, кроме высокой прочности и морозоустойчивости, бетон для гидротехнических сооружений должен обладать хорошей водонепроницаемостью и устойчивостью к довольно жесткому воздействию водной стихии.

По тому, в каких условиях бетон эксплуатируется, его подразделяют на:

• Подводный. Материал постоянно находится в воде, подвергаясь непосредственному контакту с жидкостью.
• Пребывающий в водной среде периодически. Материал находится над водой и не подвергается ее воздействию: он лишь омывается ею.
• Надводный.

В зависимости от предназначения объекта материал подразделяют на:

• Стандартный. Из бетона этого состава делают опоры, подвалы, перекрытия, блоки для фундаментов и другие конструкции бытового назначения.

• Водостойкий. Применяют при строительстве ГЭС, плотин, каналов, шлюзов и прочего.
• Специального назначения. Применяют при обустройстве автомобильных магистралей, взлетных полос для самолетов; укрытий для защиты от радиационного облучения.

На заметку! В районах Крайнего Севера чаще всего используют особо тяжелые бетоны, имеющие плотность свыше 2500 кг/м³ (для сравнения: плотность тяжелого составляет 2200÷2500 кг/м³).

Состав гидробетона

Портландцемент является основным компонентом гидротехнического бетона. В качестве наполнителей используют песок, щебень, а также гравий и крупную гальку. Помимо этого, в составе гидробетона имеются разнообразные добавки:

• Пластифицирующие. Они отличаются тем, что существенно повышают пластичность раствора. Присутствие данных пластификаторов ведет к уменьшению порообразования.
• Уплотняющие. К таким компонентам относятся неорганические соли металлов. Наиболее эффективной является нитрат кальция, при добавлении которого повышается водонепроницаемость и прочность.
• Воздухововлекающие. Их количество – не более 1% от общего веса.

Возможные компоненты гидробетона

В состав гидробетона может входить пластифицированный цемент, использование которого позволяет создать бетон с улучшенной герметизацией (особо водонепроницаемый) и повышенной морозостойкостью. При этом наблюдается уменьшение расхода бетонного раствора и выделения тепла в процессе отвердевания. Такой бетон применяют в районах с суровым климатом.

Вместо пластифицированного вяжущего компонента можно применять гидрофобный цемент, в состав которого входят специальные дополнительные составляющие, придающие порам материала водоотталкивающие качества.

Помимо двух первых вариантов возможно применение пуццоланового цемента, который обладает уникальной стойкостью к жесткому воздействию воды.

Но этот цемент имеет один существенный минус: он недостаточно морозостоек. Подобный состав применяют редко: только при наличии очень агрессивной среды.

Возможно использование шлакового цемента.

Самым идеальным наполнителем является природного происхождения промытый кварцевый песок (плотностью 2 т/м³). Использование щебня или гравия не возбраняется, но они должны иметь высокие технические характеристики.

Важно! С увеличением размера зерна (например, больше, чем 2 мм) происходит уменьшение уровня водостойкости.

Также на степень водостойкости влияет отношение пропорции воды и цемента в составе раствора: чем оно ниже, тем водонепроницаемость выше. Пластификаторы также способствуют тому, что смесь потребляет воды меньше.

Для лучшего уплотнения раствора используют сульфат алюминия и железа или нитрат кальция; а механического уплотнения добиваются, применяя вибрацию или прессование.

Требования, предъявляемые ГОСТом

Гидротехнический бетон отличается высокими нормативными требованиями не только к марке основной его составляющей, но и к разновидностям его добавок и наполнителей.

Такие меры вполне оправданы, так как очень часто сооружения (например, ж/д мосты, автомобильные эстакады или опоры гидроэлектростанций), в строительстве которых используют подобный материал, относятся к категории стратегического назначения.

Согласно ГОСТу гидротехнический бетон должен отвечать следующим требованиям:

• до момента затвердевания материал должен иметь определенную степень подвижности, чтобы было возможно его перемешивать и производить укладку;
• в процессе затвердевания продукт не должен растрескиваться, расслаиваться и терять монолитность;
• иметь точные параметры времени отвердевания;
• точные пропорции составляющих в соответствии с определенным видом продукта.

К такому строительному материалу, как гидробетон, не зря предъявляют повышенные требования: аварийные ситуации при эксплуатации возведенных из него сооружений недопустимы.

Испытания и маркировка

Для проверки качества гидробетона его тестируют на:

• Прочность. В результате испытаний, в процессе которых испытуемый объект растягивают и сжимают на измерительных стендах, в материале не должны образовываться трещины. Самыми востребованные классы – В10÷В40.
• Морозостойкость. Продукт помещают на 28 дней в морозильную камеру с постоянно меняющейся температурой; количество циклов замораживания и размораживания фиксируют и по итогу классифицируют продукт с указанием количества полных циклов, перенесенных им без существенной потери своих свойств: F50÷F300 (максимум F400).

На заметку! Чаще всего в строительстве применяют следующие марки: F300, F200, F100, F50. Чтобы получить число циклов больше, чем 400, необходимо добавлять в состав продукта специальные добавки.

• Водонепроницаемость. Бетон погружают в воду с разным солевым и минеральным составом, там он остается в течение 180 дней, подвергаясь гидростатическому давлению. Затем, разрезав часть бетона, определяют уровень водонепроницаемости и присваивают материалу класс: W2÷W8 (используя специальные добавки можно довести до W12). Цифра в маркировке обозначает, что материал не пропускает воду при давлении 0,2 МПа, 0,4 МПа , 0,6 МПа и так далее.

На заметку! Присвоение материалу определенного класса или марки происходит исключительно на основе испытаний.

Достоинства и недостатки

К основным достоинствам гидробетона относятся следующие:

• идеальная устойчивость к воздействию влаги;
• невосприимчивость к резким перепадам температур ввиду того, что данный вид бетона поглощает мало влаги: следовательно, легче переносит промерзание;
• высокая прочность.

На заметку! Отличительной особенностью гидробетона является то, что срок его отвердевания составляет 60÷180 дней (по сравнению с обычным – 28).

С одной стороны это хорошо, так как прочностные характеристики материала улучшаются, но с другой стороны увеличиваются сроки строительства (а точнее сроки ввода объекта в эксплуатацию).

К недостаткам относятся:

• высокая стоимость;
• специфические особенности монтажа.

Источник: https://zamesbetona.ru/podgotovka/gidrotehnicheskij-beton.html

Гидротехнический бетон: свойства, характеристики, состав

• Бетон для гидротехнических сооружений
• Вывод

Назначение гидротехнического бетона понятно из самого названия, однако для корректного представления об этом материале такого понимания недостаточно.

Поэтому мы хотим рассмотреть технические характеристики гидротехнического бетона – состав, прочность, водостойкость и другие параметры, определяющие свойства и особенности этой разновидности бетона.

Мы видим гидротехнический бетон – что это такое и для чего он применяется.

Введение

На фото типичное гидротехническое сооружение.

Говорить о гидротехническом бетоне как об отдельном строительном материале некорректно, так как он относится к одной из разновидностей более широкого класса материалов, которые называются бетонами, следовательно, термины, классификация, общие понятия для всего этого класса будут одинаковы.

Чтобы ввести читателя в тему, мы вкратце напомним об основных понятиях и терминах, которые используют для характеристики и описания бетонных изделий и растворов.

Важно!
Все способы маркировки, классификации, вся терминология и методика испытаний стандартизированы и строго определены, поэтому считаются единственным достоверным и общепринятым набором характеристик, который может использоваться в серьезном проектировании и масштабных строительных работах.

Плотины являются одним из наиболее ответственных видов сооружений.

Бетоном принято называть камень искусственного происхождения, полученный путем затворения водой или иным растворителем сухой смеси из вяжущего вещества, наполнителей и добавок. Также это название часто применяют для обозначения раствора, который уже смешали с водой и приготовили к укладке.

Существует большое количество разнообразных бетонных смесей, поэтому их классифицируют по нескольким параметрам:

1. По назначению готового сооружения. Здесь представлены две основные группы: обычная и специальная. К обычной группе относятся материалы для строительства объектов гражданского и промышленного назначения, а специальная собрала материалы для возведения гидротехнических сооружений, дорог, атомных станций, мостов, а также растворы специального назначения – термостойкие, звукопоглощающие, стойкие к агрессивным химическим средам и т.д.;
2. По виду применяемого вяжущего вещества различают асфальтовые, шлакощелочные, гипсовые, цементные, полимерные и силикатные бетоны. Мы говорим о цементном составе, так как именно портландцемент чаще всего используют для сооружения гидротехнических объектов;
3. По виду наполнителя различают составы на пористых, плотных и специальных заполнителях. В нашем случае речь идет о плотных материалах – гравии и граните;
4. Также различают материалы по структуре. Выделяют поризованные, плотные, крупнопористые и ячеистые бетоны. Мы будем говорить о плотной разновидности;
5. Еще один важный показатель – условия твердения. Бывают растворы естественного твердения, а также те, которые требуют тепловлажностной обработки в условиях атмосферного или повышенного давления (автоклавного твердения). В нашем случае речь пойдет о растворе естественного твердения;
6. По объемной массе бывают особо тяжелые (более 2500 кг/куб. м), тяжелые (2200 – 2500 кг/куб. м), облегченные (1800 – 2200 кг/куб. м), легкие (500 – 1800 кг/куб. м) и особо легкие (менее 500 кг/куб. м). Мы имеем дело с тяжелым бетоном;
7. По крупности заполнителя бывают мелкозернистые и крупнозернистые разновидности.

Классификация бетонов.

Также можно добавить разделение по способу приготовления и составу, где различают тощие, жирные и товарные разновидности растворов.

В тощих смесях понижено содержание цемента и повышено количество крупного заполнителя, в жирных, наоборот, больше цемента и меньше гравия, а товарные представляют собой оптимальное соотношение компонентов, приготовленное в соответствие со стандартной проверенной рецептурой.

Важно!
Для возведения гидротехнических сооружений используют только товарный бетон, приготовленный по стандартной или специально подобранной рецептуре с учетом всех условий эксплуатации этих сооружений.

Кроме того, независимо от предыдущей классификации, гидротехнический бетон по ГОСТу 26633-91 должен соответствовать ряду требований по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и степени готовности. Также в зависимости от условий литья может понадобиться раствор определенной подвижности и удобоукладываемости, которые тоже стандартизированы.

Соотношение марки, класса и средней прочности.

Для обозначения прочности материала рассматривают прочность на сжатие, на растяжение и на изгиб.

В нашем случае используют классы по прочности на сжатие: В3.5, В5, В7.5, В10, в12.5, , В60, В65, В70, В75, В80.

Также используют марки от М50 до М1000, где число указывает на максимальное воздействие силы на квадратный сантиметр поверхности, которое способен выдержать материал.

Для определения прочности на осевое растяжение используют классы от Bt0.4 до Bt4 с шагом в 0.2. Прочность на изгиб характеризуют классы от Btb0.4 до Btb8 с тем же шагом.

Если вы встретили обозначение «гидротехнический бетон класс В25 М350», то это значит, что перед нами тяжелый бетон специального назначения класса прочности В25. Марка 350 указана для удобства, так как раньше была принята именно такая маркировка.

Испытание прочности на сжатие.

Кроме этих основных параметров при приготовлении раствора и определении его состава учитывают такие показатели, как теплота твердения, деформативная способность, стойкость к истиранию потоками воды и наносами и прочие характеристики.

Важно!
При определении классовой принадлежности, прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и других параметров материала используют исключительно эмпирический подход и конкретную марку или класс присваивают только на основе испытаний.

Требования

Инструкция по строительству сооружений выдвигает ряд требований к конструкционным материалам.

Надо понимать, что такая подробная классификация введена не просто так.

Дело в том, что гидротехнические разновидности бетонов используются для строительства сложных и весьма ответственных сооружений, таких как дамбы, плотины, опоры мостов, пирсы, волнорезы, причалы и т.д.

Само собой, для таких целей материалы не готовят своими руками «на глаз», а придерживаются определенной рецептуры в условиях заводов.

Также важно учесть, что перечисленные объекты строят на основании серьезных расчетов, учтенных в проекте, где, кроме всего прочего, обязательно перечислены требования к прочности, водостойкости и другим параметрам бетона. Чтобы проще было предъявить эти требования заводу-производителю раствора, используют подробную классификацию и маркировку.

Результаты гидродинамических аварий трагичны.

Мера ответственности, возложенной на проектировщиков, архитекторов и строителей, огромна.

Посудите сами, каковы последствия разрушения моста, плотины, гидроэлектростанции или дамбы? Поэтому подходить к выбору материалов здесь приходится особенно тщательно и серьезно.

Наиболее часто рассматривают требования по таким показателям, как водонепроницаемость, морозостойкость и прочность.

О прочности мы подробно рассказали в предыдущем разделе, здесь лишь отметим, что наиболее распространенными классами по прочности являются В10 – В40.

Морозостойкость определяется количеством циклов замерзания-оттаивания, которые способен перенести материал без существенных потерь по прочности и другим показателям.

Для определения морозостойкости используют специальные климатические камеры, где образцы подвергают замораживанию и оттаиванию, а количество таких циклов фиксируют. В результате материалу присваивают класс, где указано количество перенесенных им без потерь циклов: F50, F75, F100, , F600, F800, F1000.

Устойчивость к морозам – важный критерий качества.

Как правило, в строительстве используют такие марки по морозостойкости, как F50, F100, F200 и F300. Для получения большего числа циклов, чем 400, используют специальные добавки, но такие материалы применяют редко при работах в суровых и сверхсуровых условиях.

Как известно, существует три основных вида гидробетона по условиям эксплуатации:

1. Подводный, который постоянно находится в толще воды и испытывает прямой контакт с напорной жидкостью;
2. Пребывающий в зоне периодически изменяющегося уровня воды, то есть материал испытывает воздействие напорной жидкости не постоянно;
3. Периодически омываемый водой, но находящийся выше ее уровня. Воздействия напорной жидкости не испытывает.

Установка для проведения испытаний на водонепроницаемость.

Очевидно, что все три разновидности так или иначе контактируют с водой, поэтому водостойкость – это крайне важный показатель для гидробетона. Для ее определения материал в возрасте 180-ти суток подвергают испытаниям воздействия воды под гидростатическим давлением.

Во время испытания бетонный куб со стороной 150 мм помещают в специальную камеру, где на него оказывают воздействие напором воды.

Если материал выдерживает тот или иной напор, ему присваивают класс W2, W4, W6, , W16, W18, W20. Число обозначает значение того давления, которое способен выдержать образец, измеряемое в кгс/кв. см.

Наиболее часто встречаются гидробетоны четырех групп: W2, W4, W6, W8.

Образцы готовят к испытанию.

Особо важным для водостойкости является водоцементное отношение раствора. Чем оно ниже, тем ниже пористость структуры и выше водонепроницаемость. Также на этот показатель влияет наличие специальных добавок-пластификаторов, которые снижают потребление воды смесью.

Также непроницаемость для воды повышает применение пуццолановых добавок, а также глиноземистых, напрягающихся, расширяющихся и высокопрочных цементов.

Кроме того, используют уплотнение бетона добавками сульфата алюминия и железа, нитрата кальция, а также механическое уплотнение центрифугированием, вибрацией, прессованием и вакуумированием.

Состав

Свойства материала определяет его состав.

Наиболее существенное влияние на все последующие свойства и характеристики сооружений оказывает состав гидротехнического бетона.

При его подборе учитывается не только техническая сторона вопроса, но и цена полученной смеси, экономическая целесообразность ее применения в сравнении с другими вариантами и прочие показатели.

Для приготовления бетона гидротехнического назначения используют такие компоненты, как портландцемент, песок, щебень и воду.

Кроме этих основных ингредиентов добавляют пластификаторы, гидрофобизаторы, воздухововлекающие добавки, уплотнители и прочие вещества, повышающие те или иные показатели раствора.

Также для повышения водостойкости используют пуццолановый шлаковый цемент и сульфатостойкий цемент.

Сырье для приготовления бетонных растворов готовят и хранят в специальных хранилищах.

Расход цемента на один кубометр раствора не должен превышать 350 – 400 кг. Используют только качественный материал высоких марок, произведенный проверенным заводом с хорошей репутацией.

Песок лучше всего добавлять кварцевый, промытый от глины и пылевидных частиц, добытый в природных месторождениях.

В качестве крупного заполнителя используют гравий и гранит, который соответствует требованиям фракционного состава и лещадности.

В массивные сооружение допускается добавлять щебень размером зерна 150 мм и выше.

Допускается использование крупнозернистого щебня.

Важно!
Резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне в нашем случае затруднено и требует использования профессионального инструмента и качественных режущих материалов.

Вывод

Мы рассмотрели гидротехнический бетон — класс В15 М200, В25 М350 и научились читать маркировку. Также мы определили основные требования и состав этого материала. Для большей наглядности и новой информации смотрите видео в этой статье.

Источник: https://masterabetona.ru/vidy/136-gidrotehnicheskij-beton