Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бетон гидротехнический технические характеристики

В процессе применения смесей такого класса в отечественной практике индустриального строительства возникла классификация по условиям работы относительно водной среды. По этому признаку выделяют гидротехнический бетон следующих видов:

Разновидности гидротехнического бетона по ГОСТу.

  • постоянно погруженный;
  • периодически погружаемый;
  • поверхностный.

В наиболее трудных условиях эксплуатации находится бетон, который испытывает периодическое погружение. Здесь складываются условия и для смачивания, и для промерзания конструкции. В этой зоне максимальна и агрессивность среды.

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.

При подборе компонентов для состава гидротехнического бетона, важно учесть все функции, которые он должен выполнять, а именно: морозоустойчивость, водонепроницаемость и прочность. В зависимости от требований подбирается особый состав. То как бетон будет справляться со своими обязанностями, зависит от многих факторов таких как: соотношение воды и цемента, виброуплотнение, качество, время, на протяжении которого выдерживают смесь, качество добавленных компонентов и т. д.

Видео применение гидротехнической добавки в бетон

Рассмотрим компоненты входящие в состав бетона подробнее. Цемент является основным компонентом, который используется при изготовлении данного вида бетона. Имеется несколько видов такого цемента:

  • Сульфатостойкий цемент используется в случае, когда омываемая область постройки будет контактировать с жесткой водой.
  • Портландцемент и пластифицированный является основой смесей, которая используется для возведения построек, находящихся в месте, где уровень воды постоянно меняется, а температура всегда ниже нуля.
  • Гидрофобный цемент используется для создания бетона, который будет применяться при возведении сооружения, на которое постоянно будет воздействовать вода.
  • Шлаковый и пуццолановый цемент имеют химические характеристики, которые способны противостоять разрушению конструкции водой. Жесткая вода имеет свои разрушительные свойства благодаря присутствию в ней минералов.
Читать еще:  Бетон м 150 характеристики

Гидробетон включает в себя, помимо цемента, множество других компонентов. Одними из них являются кварцевые пески, они служат в качестве заполнителей. Песок значительно повышает уровень водостойкости. Кварцевые пески обязательны к использованию, так как без них уровень водостойкости падает.

Используемый для гидробетона песок должен быть высокого качества, а также в нем не должно быть почти никаких примесей. Плотность песка соответственно ГОСТу должна быть 2т/м3. Размер зерен должен быть не более 2-х миллиметров. Пренебрежение этим фактором грозит тем, что уровень подвижности смеси будет нежелательным. Все гидротехнические постройки будь то дамбы, причалы или мосты, должны быть очень прочными и надежными. Для получения этих качеств, крупные компоненты для заполнения нужно выбирать очень внимательно. Достаточно часто для этих целей используют гранит из-за его возможности не пропускать воду и не разрушаться под большими нагрузками.

Щебень и гравий используется в составе гидробетона, для обеспечения морозостойкости. Особенности строения гравия и щебня позволяют переносить резкие перепады температур.

Лещадность является очень важным фактором при постройке гидротехнических сооружений. Она делает компоненты более плоскими. Наличие в составе бетона щебня, очень позитивно сказывается на его прочности благодаря его форме. Плоские края зерен позволяют более равномерно распределять нагрузку по всей конструкции, так как они достаточно плотно прилегают друг к другу. Эти характеристики позволяют экономить цемент и песок, потому что их расход в данной ситуации значительно сокращается.

Также в состав бетона входят различные микронаполнители. Их наличие в смеси обеспечивает предотвращение деформации сооружения. Микронаполнители значительно повышают уровень теплопроводимости, это очень позитивно сказывается на долговечности конструкции. В состав гидротехнического бетона входит достаточно много различный химических компонентов, которые делают смесь очень качественной. В наше время ученые химики трудятся над разработкой компонента ЦМИД – 4. Этот компонент позволит сооружать постройки, которые будут постоянно находиться в контакте с питьевой водой. Одним из очень значимых плюсов микронаполнителей, является тот факт, что при их дополнении цемент расходится гораздо меньше.

Видео: Защита бетонных поверхностей гидротехнических сооружений

Приготовление водостойких смесей

Процесс приготовления смеси гидротехнической мало чем отличается от приготовления обычных бетонных растворов разных марок. Раствор можно замесить своими руками, для чего понадобится верно подобрать состав. Основной фактор в данном случае – правильное определение водоцементного отношения, что зависит от условий (региона) эксплуатации.

Если речь идет о создании конструкций внутренней зоны, подойдет объем в 120-160 кг/м3, для наружной лучше брать 230-275 кг/м3. Заполнители берут фракции от 15 до 20 сантиметров. Если нужно сократить расход вяжущего и понизить интенсивность процесса тепловыделения при укладке, можно добавить крупные камни фракции 40-45 сантиметров, но в таком случае обязательно раствор нужно уплотнять вибраторами.

  • Определить назначение, характеристики будущей конструкции
  • Выбрать оптимальный заполнитель (щебень, песок определенной зернистости)
  • Просчитать водоцементное отношение (беря в учет оптимальный показатель подвижности смеси)
  • Определить состав и объем модификаторов, которые будут вводиться в смесь

Рецепт гидротехнического бетона на строительном объекте, который можно приготовить своими руками: 490, килограммов цемента М400-М500, 1100 килограммов щебня, 600 килограммов песка, 1.5 килограмма пластификатора С3, 5 килограммов нитрата кальция, килограмм гидрофобизатора ГКЖ.

  • Засыпка всех сухих компонентов в бетономешалку – цемента, щебня, песка
  • Тщательное перемешивание компонентов
  • Добавление оптимального объема воды
  • Перемешивание на протяжении минимум 5 минут
  • Введение присадок и перемешивание на протяжении 10 минут
  • Укладка смеси в опалубку

Тут нужно придерживаться нескольких правил. С одной стороны, нужно снизить стоимость бетона и исключить возможность приготовления смеси с неактуальными характеристиками. С другой же – обеспечить требуемые параметры и не экономить на качестве.

Гидротехнический бетон – надежный и прочный материал, который используется в самых разных сферах и областях. При его приготовлении необходимо четко следовать инструкции, соблюдать технологию, правильно определяя состав в соответствии с поставленными требованиями.

Технические характеристики

Материал имеет множество разновидностей. Их различают по составу и свойствам, которыми должен обладат бетон гидротехнический. Технические характеристики зависят от марки и вида состава. К основным относятся прочность на сжатие, изгиб осевой, растяжение, морозостойкость и гидрофобность. Рабочий раствор выбирают по совокупности данных показателей, поскольку у каждой партии свойства могут отличаться, что недопустимо для данного материала.

Читать еще:  Как посчитать объем бетона на фундамент?

Технические характеристики и свойства гидротехнического бетона

Основные параметры гидротехнических бетонов выражены следующими показателями:

  • водостойкость;
  • водонепроницаемость;
  • морозостойкость;
  • прочность;
  • тепловыделение при твердении;
  • удобоукладываемость и подвижность.

Водостойкость

Водостойкость – способность бетонного монолита не взаимодействовать с водой и содержащимися в ней примесями. При эксплуатации в химически-агрессивных средах применяют специальные цементы для бетонов, в т. ч. гидротехнические на сульфатостойком портландцементе, способствующие образованию максимально инертного и не склонного к вымыванию цементного камня.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость – устойчивость затвердевшего бетона к проникновению влаги. Общая водонепроницаемость выражается в величине давления, воздействие которого выдерживается материалом возрастом в 180 дней.

Помимо характеристики водонепроницаемости бетона, на практике применяют показатель градиента – отношение напора воды к толщине сооружения или его наружной (напорной) стены. Бетон с максимальной водонепроницаемостью (W-8) выдерживает градиент величиной свыше 10.

О том, какую роль играют добавки в гидротехническом бетоне, расскажет это видео:

Морозостойкость

Морозостойкость – количество циклов замораживания и оттаивания (в мокром виде), которое не приводит к минимальным нарушениям целостности испытуемого образца бетона. В старом отечественном стандарте (ГОСТ 4795-53) выделяется ряд марок по морозостойкости, устойчивых к количеству циклов от 25 до 200. Современной промышленностью выпускаются бетоны с морозостойкостью в 300 и более циклов.

Прочность

Прочность – один из наиболее важных параметров, характеризующий максимальное сжатие, которое материал может выдержать в условиях испытаний. Стандартом выделяются марки, имеющие значение предела прочности от 75 до 500 кг/см 2 .

Тепловыделение

Тепловыделение при твердении гидротехнических бетонов должно быть минимальным, чтобы исключить тепловое расширение материала. Структура специальных бетонов практически лишена пустот и характеризуется повышенной компактностью цементных зерен.

Если бетонная масса будет сильно нагреваться в процессе схватывания, это приведет к получению конгломерата менее плотной, прочной и водонепроницаемой структуры.

Удобоукладываемость

Удобоукладываемость и подвижность характеризуют способность бетонного раствора заполнять отведенное ему пространство в пределах опалубки. Для создания массивных и неармированных конструкций применяются наименее подвижные бетоны. Высокоармированные сооружения требуют пластичных и подвижных растворов, обеспечивающих большее сцепление с поверхностью металлической арматуры.

О том, какие имеет гидротехнический водонепроницаемый бетон особенности состава для различных зон, читайте далее.

Классификация

Состав и технические характеристики гидробетона отличаются в зависимости от целей строительства, эксплуатационных требований к объекту. В каждом случае следует ориентироваться на климатические условия в регионе, элементы конструкции – они могут быть тонкостенные, массивные или сборные. Про финишную и латексную шпаклевку Текс читайте тут.

Какие могут быть виды

Все виды гидротехнического бетона по нормативным документам принято разделять в зависимости от особенностей применения. Классификация цементных конструкций:

  • расположение относительно уровня воды – подводные и надводные;
  • масштаб объекта – массивные, сборные, тонкие;
  • по сфере воздействия внешних факторов – наружной и внутренней зоны;
  • в зависимости от влияния потока воды – напорные, безнапорные.

Технические характеристики раствора зависят от марки гидротехнического цемента, наличия специализированных компонентов в составе.

Маркировка W и классы

Прочность бетона, как и плотность цемента М500, определяется его классом. Для конструкций, контактирующих с водой, применяют цемент марки не выше В35. На материале всегда имеется маркировка, позволяющая определить основные свойства. Возможны следующие варианты:

  • БПТ – подводный цемент для тонкостенных сооружений;
  • БГТ – для областей с переменным горизонтом воды;
  • БНП – для надводных массивных построек.

Еще до начала строительства следует определиться с необходимым качеством цемента, чтобы заранее сформировать все нормативные акты в рамках проектной документации. Про керамический кирпич и камень по ГОСТу 530 читайте здесь.

Цементная основа имеет срок годности. При неправильном хранении даже у прочного гидробетона снижаются основные технические показатели.

Что добавляют для улучшения свойств

Физические свойства бетона определяются фракцией основных компонентов, а также наличием дополнительных компонентов. Для приготовления водоустойчивого цемента применяют следующие добавки:

  • пластификаторы – сульфатно-дрожжевая бражка, кремниевые вещества, нейтрализованная смола. Их содержание не должно превышать 3%.
  • уплотнители структуры – хлористое железо, селитра, силикат натрия, максимальное количество до 1%;
  • гидрофобные добавки – олеат натрия, стеарат цинка и кальция в количестве до 1%.

На каждом виде гидробетона всегда указывают состав и процентное соотношение основных компонентов. Они должны соответствовать существующим нормативным требованиям.

Основные показатели соответствия

Гидротехнический бетон любой марки должен быть водостойким, обладать малым тепловыделением в процессе затвердевания. Важно, чтобы материал демонстрировал минимальную усадку и был стойким к стиранию. Технические требования к качеству:

  • прочность на сжатие до В35;
  • на осевое растяжение – максимум Bt 3,2;
  • водонепроницаемость – W2-20;
  • морозостойкость – F50-600
Читать еще:  Заливка цоколя бетоном

Устойчивость к низким температурам является дополнительным требованием. Она определяется климатическими условиями в регионе, где планируется строительство объекта. Про террасную доску из лиственницы расскажет этот материал.

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.

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.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector