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:
- прилив и отлив;
- частая смена температуры;
- 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.
Виды
В зависимости от того, где гидротехнический бетон будет эксплуатироваться, его разделяют на виды:
- периодически омываемый;
- для переменных вод;
- надводный;
- подводный.
За структурой частиц выделяют:
- литой;
- мелкозернистый.
Также гидротехнический бетон классифицируют на материал:
- для конструкций, которые поддаются напору воды;
- для безнапорных сооружений.
Виды за конечным расположением:
- для наружного;
- для внутреннего.
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:
- cтавится опалубка;
- подготовка блоков;
- распределение и уплотнение бетонного раствора по блоку;
- уход за бетоном;
- распалубка.
Рассмотрим процесс детальней.
Установка опалубки
При работе с гидротехническим бетоном используют такие виды опалубки:
- инвентарная крупнощитовая (деревянные, металлические, деревометаллические панели больших размеров): консольная; консольная двухъярусная;
- инвентарная мелкощитовая (небольшие деревянные пластины);
- балки и плиты;
- металлическая сетка;
- деревянная;
- 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.