Все о гидробетоне: особенности укладки и область применения материала

Бетон используется людьми давно, он надежен, прошел испытания погодой и временем. Для строительства гидроэлектростанций, мостов, дамб и других сооружений, соприкасающихся с водой, обычный материал не подходит. Для этих целей используется гидробетон. Его применяют как для масштабных, так и для небольших гидротехнических сооружений. С задачей обеспечения длительной работоспособности конструкций и их отдельных деталей водостойкий бетон справляется сполна.

Содержание

Особенности гидротехнического бетона ↑

Главными разрушающими факторами для гидробетона служат температурные перепады, жесткая вода, приливы и отливы. Исходя из этого, водостойкий материал должен обладать следующими характеристиками:

• морозоустойчивостью;
• устойчивостью к воде;
• повышенной водонепроницаемостью;
• прочностью на сжатие и растяжение.

Долговечность масштабным гидротехническим сооружениям обеспечивает прочный, водонепроницаемый, устойчивый к морозу и перепадам температур гидробетон

Разновидности водостойких бетонов ↑

В зависимости от расположения постройки, объема и уровня напора водных масс при эксплуатации, длительности контакта воды и гидротехнического сооружения, гидробетон делится на три основных типа:

• надводный тип, применяется для конструкций, которые находятся над уровнем воды и контактируют с ней периодически;
• подводный, особый тип гидробетона, используемый для сооружений, постоянно контактирующих с водой;
• бетон для строений, которые находятся в зоне с постоянно меняющимся уровнем воды.

По другой классификации материал подразделяется на массивный и не массивный, литой и мелкозернистый. В зависимости от применения, он бывает для наружных или внутренних работ, для напорной и безнапорной канализации.

Область применения материала ↑

Гидротехнический (мостовой) бетон применяется в масштабном промышленном и частном строительстве. Основная область его применения – строительство мостов и мостовых конструкций, возведение сооружений на предприятиях химической промышленности. Гидробетон в этом случае используется из-за повышенной опасности разрушения объектов под действием воды и химикатов.

Надежность гидробетона доказывают грандиозные сооружения, эксплуатируемые на протяжении долгих лет

Из него строят плотины, береговые укрепления, набережные, канализационные шахты, эстакады, банковские хранилища и многие другие сооружения, нуждающиеся в защите от проникновения воды и других разрушающих факторов. Менее масштабные сооружения с использованием водостойкого материала – это бассейны, фонтаны, декоративные пруды, искусственные водоемы и другие объекты.

Бетонные водонепроницаемые составы находят широкое применение в ландшафтном дизайне

Состав бетонной смеси ↑

Выбор компонентов зависит от сферы применения и предназначения состава. Чтобы материал отвечал требованиям морозоустойчивости, водонепроницаемости и прочности, подбирается соответствующее соотношение цемента, воды, песка и других компонентов, их качество, время выдерживания, характеристики и т.д.

Состав гидробетона

Важно! Выбирая состав гидробетона, необходимо руководствоваться ГОСТом 26633 2012, регламентирующим соотношение компонентов.

Цемент – главный компонент состава ↑

Используют несколько разновидностей цемента:

• Сульфато стойкий цемент используется тогда, когда объект контактирует с жесткой водой, обладающей разрушительными свойствами из-за наличия в ее составе минералов.
• Пластифицированный и портландцемент служат основой составов для строений, которые находятся в местах с постоянно меняющейся температурой воды.
• Гидрофобный цемент используется для создания материала, постоянно контактирующего с водой.
• Пуццолановый и шлаковый цемент обладают химическими характеристиками, противостоящими разрушению конструкции при воздействии на нее воды.

Важно! Содержание цемента в гидробетоне влияет на его плотность.

Кварцевый песок и крупные компоненты ↑

В качестве заполнителей используются, повышающие водостойкость, кварцевые пески. Песок должен быть качественным, без примесей. По ГОСТу размер его зерен не превышает 2 мм, плотность имеет значение 2т/м3. При несоблюдении этих требований у материала будет нежелательный уровень подвижности.

Чтобы причалы, туннели, мосты и дамбы были прочными и надежными, нужно тщательно подходить к выбору крупных компонентов. Гравий и щебень обеспечивают морозоустойчивость и устойчивость к температурным перепадам. Нередко для этих целей используется не пропускающий воду и не разрушающийся под нагрузками гранит.

Важно! Одной из главных характеристик гравия и щебня является лещадность. Кубовидные компоненты обеспечивают наиболее плотное прилегание в опалубке. Это позволяет равномерно распределить нагрузку и повысить прочность конструкции. Кроме того, лещадность способствует экономии цемента и песка, так как их расход в этом случае значительно сокращается.

Микро наполнители и добавки ↑

Наличие микро наполнителей защищает сооружение от деформаций. Они повышают теплопроводность и увеличивают срок службы. Наличие микро наполнителей в составе снижает расход цемента, что также является положительным моментом. Качественные характеристики улучшаются и за счет использования различных химических компонентов.
Этому способствует и введение в бетонный раствор различных добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, уплотняющих и т. д.). Водостойкость повышают пластификаторы, улучшающие пластичность раствора и качество заполнения формы, ограниченной опалубкой. Количество пластификаторов в составе – от 0,1 до 3,0 %.

Для заполнения пор и трещин вводятся неорганические соли нитрата кальция, калия, силиката натрия, хлорного железа и др. Наиболее эффективным является нитрат кальция, составляющий 0,5-1 % от массы. Добавка максимально повышает прочность и водонепроницаемость строения. Гидрофобными добавками служат щелочные соли высших кислот и силиконовые жидкости. Их содержание от массы связующего составляет 0,15-1 %.

Это интересно! В настоящее время учеными-химиками ведутся разработки компонента ЦМИД – 4, постоянно контактирующего с питьевой водой.

src="http://gidroguide.ru/wp-content/uploads/2016/11/tt5-460x313.jpg" alt="Дегидрол" width="460" height="313" /> Дегидрол – добавка, улучшающая свойства гидробетона

Укладка гидротехнического бетона ↑

Строителям гидросооружений приходится решать такие задачи как обеспечение их термо- и водостойкости, защиты от замораживания при укладке в мороз. Работы производятся в режиме минимальных временных, денежных и трудовых затрат.

Основной проблемой укладки гидробетона является масштабность строительства

Технология и последовательность бетонирования ↑

Укладка материала производится блоками. Технология бетонирования включает:

• установку опалубки;
• подготовку блоков;
• распределение и уплотнение материала по блоку;
• уход за бетоном;
• распалубку.

Для гидробетона используются такие виды опалубки:

1. Крупно щитовая инвентарная (большие металлические, деревянные и дерево металлические панели консольного и консольного двухъярусного типа).
2. Мелко щитовая инвентарная в виде небольших деревянных пластин.
3. Деревянная опалубка.
4. В виде плит и балок.
5. Металлическая сетка.
6. Несъемные армопанели из железобетона (дорогостоящий метод, требующий дополнительных затрат на оборудование и технику). Используется для строительства гидротехнических станций.

Вид опалубки закладывается в проекте. При ее выборе учитывается вид работы, способ укладки и компонентный состав. От вида опалубки зависит скорость работы и снижение трудовых затрат.

Подготовка блоков и схемы укладки ↑

Используются блоки на скальном и бетонном основании. Их подготовка – трудоемкий процесс, большая часть которого проводится вручную. На распределение и уплотнение гидробетона в блоке влияют условия среды, техника укладки бетона и размеры бетонной конструкции. В зависимости от этого схема укладки бывает:

• послойная – тонкими (до 0,5 м) слоями, уплотнение выполняется ручным вибратором;
• ступенчатая – материал укладывается ступенями (3-4 м) на всю высоту блока, уплотнение проводится пакетами вибраторов;
• однослойная – производится по всей высоте блока, но не ступенчато, укладка двухэтапная – бульдозером и пакетами вибраторов.

Основной проблемой укладки гидробетона является масштабность строительства

Требования к параметрам ↑

Чтобы свойства гидробетона сохранялись, должен учитываться параметр тепловыделения. Его значение должно ограничиваться допустимым увеличением температуры, чтобы свести к минимуму образование трещин в элементах толщиной от 2,5 м.

Для уменьшения тепловыделения в состав добавляют цемент с низкой теплотой гидратации или дробленый лед. Они снижают температуру составляющих и раствора. Охлаждение кладки возможно также при помощи труб с холодной водой.
Содержание цемента определяется сферой применением растворв. Для наружных зон – 230–275 кг/м3 и более, для внутренних – 120–160 кг/м3. Величина частиц заполнителей – 150 мм, иногда – 200 мм и больше. Помимо мелких фракций, применяются и большие камни, или их части от 400 мм.

Особенности укладки разных видов растворов ↑

Состав влияет на способ укладки. Рассмотрим это на примере жестких мелкозернистых и литых бетонов.

Возведение сооружений из жестких бетонов ↑

Современные гидротехнические сооружения возводят из мало пластичных жестких бетонов. Их укладка ведется механизированным способом с применением спецтехники – самоходок с навесными вибро утрамбовывающими механизмами (до 6 штук) и разравнивающих бульдозеров. Строительство гидростанций, дамб и других крупных сооружений ведется непрерывным потоком.

Применение мелкозернистого бетона ↑

Мелкозернистый бетон применяется для ремонта гидротехнических сооружений, аэродромов, облицовки каналов, изготовления дорожных плит и емкостей. Такой состав характеризуется быстрым застыванием. Укладывается торкретированием с помощью цемент-пушки.

В устройство засыпается сухая бетонная смесь, направляемая сжатым воздухом по гибкой трубе в нужное место. К отверстию трубы подсоединяется шланг, подающий под давлением воду. Вода смешивается с сухой смесью, образуя раствор.

Более простым методом является пневмобетонирование, когда по шлангу подается готовый продукт. Применяется и обычный способ с укладкой в опалубку.

Бетонирование с применением литого раствора ↑

С помощью литого раствора бетонируют отверстия, тонкостенные, сложной формы конструкции с затрудненной укладкой и трамбовкой. Количество воды при его затворе уменьшается на 20%, но необходимая подвижность материала сохраняется.
Прочность раствора выше на две позиции, а потребление цемента снижается на 15–36%. Не нужна трамбовка вибраторами, что позволяет экономить ресурсы. Морозостойкость конструкций увеличивается на 25–40%, водопроницаемость – на 2-4 уровня. Обеспечивается отличная герметизация.

Литая бетонная смесь состоит из цемента и песка с фракциями менее 0,15 мм, наполнителей (золы-унос, керамзита) и глины, выполняющей роль водоудерживающей добавки. Выглядит смесь однородной, напоминает расплавленное вещество.

Преимущества и недостатки гидротехнического раствора ↑

Особенности гидробетона являются и его преимуществами:

• способность выдерживать температурные перепады за счет использования в смеси небольшого количества воды и специальных добавок;
• высокая водонепроницаемость и прочность, обеспечиваемые грамотно подобранным составом.

Из недостатков следует отметить высокую стоимость и быстрое застывание смеси.

Видео: как самостоятельно сделать гидробетон с дегидролом ↑

Гидротехнический бетон – сложный материал, создание которого – ответственная и кропотливая задача. При его выборе учитывают как состав, так и геологические, климатические и ряд других факторов. Правильно выбранный материал обеспечит надежность и долговечность гидротехнических сооружений.