Бетон гідротехнічний: ГОСТ, склад, технічні характеристики, властивості, застосування

Для конструкцій і споруд, дотичних різною мірою з водою, необхідний особливий матеріал, здатний витримати агресивні дії рідкої середовища. Для будівництва в таких умовах використовують бетон гідротехнічний. Він володіє необхідними характеристиками для безпечної експлуатації збудованого об'єкта.

Визначення

Бетон гідротехнічний відноситься до розряду тяжких, він застосовується для зведення набережних, мостів та інших споруд, частини конструкцій яких місцями або повністю занурені у воду, або мають контакт з нею.


Особливістю матеріалу є його здатність зберігати свої первинні характеристики в умовах агресивного середовища без зниження якості і несучої здатності елемента. Деякі функції, наприклад міцність, воздной середовищі з часом зростають за умови збереження цілісності та структури каменю.

Класифікація

Існує певний набір вимог, яким повинен відповідати бетон гідротехнічний. ГОСТ 26633-2012 «Бетони важкі і дрібнозернисті. Технічні умови» регламентує якість складових суміш компонентів і властивості готового розчину. Документ носить міжнародний характер, його взяли 8 країн. Згідно ГОСТу, бетон гідротехнічний підрозділяють на кілька груп по мірі занурення і впливу водного середовища:

Надводний.

Підводний.

Для непостійного рівня води.

За об'ємом створюваної конструкції матеріал ділять на:

Масивний – складні форми і великі розміри елемента, супроводжувані нерівномірним твердінням з виділенням тепла.

Немассивний – прості конструкції з невеликими габаритами.

По мірі силового впливу на затверділий об'єкт:

Для напірних систем.

Для безнапірних елементів.

Додаткової класифікацією поділяють місце застосування бетону:

Для внутрішніх конструкцій (вони менш схильні до вимивання, напорам води, але повинні витримувати статичні впливу).

Для зовнішніх елементів і поверхонь (такі відчувають вплив активного руху води і непостійного хімічного фону).

Склад суміші

Розчин повинен відповідати вимогам Госту для отримання каменю достатньої твердості, міцності і безпеки. Перевірку якості проходять всі компоненти, що входять в гідротехнічний бетон. Склад суміші:

Основна складова – в'яжучий. Для стійкого до агресивних вод ефекту використовують сульфатостійкий цемент. Для змінного рівня занурення беруть гідрофобний або з включенням пластифікуючих добавок. В інших випадках застосовують пуцолановий, шлаковий або портландцемент.

Дрібний заповнювач – кварцовий пісок, він збільшує стійкість бетону до дії води. У ньому не повинно бути дрібних домішок і сміття – у мокрих умовах включення здатні значно послабити матеріал.

Крупний заповнювач – гравій і щебінь з осадових і вивержених порід. Такий відрізняється високою гідрофобністю, морозостійкістю. Фракція каменів залежить від технічних характеристик бетонного розчину, необхідних для експлуатації в конкретних умовах. Форма заповнювача повинна бути об'ємною і опуклою, лещадний щебінь чи гравій володіє меншою міцністю.

Добавки – покращувачі властивостей розчину. Вони підвищують стійкість каменю до температурних перепадів, агресивних впливів води, знижують тепловиділення по мірі необхідності, перешкоджають виникненню тріщин.

Властивості всіх компонентів, їх параметри, точна рецептура розчину прописані у Гост 26633-2012 п. 3. Дотримання норм повинно виконуватися на будь-якому виробництві, готова суміш отримує документ про відповідність стандарту.

Технічні характеристики

Матеріал має безліч різновидів. Їх розрізняють за складом і властивостями, якими повинен мати простот бетон гідротехнічний. Технічні характеристики залежать від марки і виду складу. До основних відносяться міцність на стиск, вигин осьовий, розтягнення, морозостійкість і гідрофобність. Робочий розчин вибирають за сукупністю цих показників, оскільки у кожної партії властивості можуть відрізнятися, що неприпустимо для даного матеріалу.

Міцність

Перший і найважливіший показник – величина опору стисненню, оскільки більшість конструкцій відчувають силову вертикальне навантаження від знаходиться вище об'єму будівлі. Міцність бетону визначають шляхом створення куба для випробувань і подальшої його перевіркою під пресами. Досвідчений зразок витримують від 28 до 180 діб для набору міцності. У випадку з гідротехнічним матеріалом кубик поміщають у воду на час твердіння. Випробування проводять під дією зусиль до появи тріщин. За результатами дослідження бетону присуджують клас від В35 до В60. Найбільш поширені типи В10-В40.

Міцність на розтяг і вигин

Конструкції, на які не впливає вертикальне навантаження, схильні іншим впливам – осьовому розтягу та згину. Щоб зрозуміти, чи витримає бетон подібні деформації, його перевіряють в лабораторних умовах. Марка міцності на розтяг – Bt0440.

Водонепроникність

Визначається в лабораторних умовах на кубиках-зразках того ж віку, що в першому випадку. Суть випробування полягає в поступовому збільшенні тиску води до її просочування крізь тіло бетону. За результатом каменю присвоюють марку по водонепроникності: W2-20.
Для агресивних умов морської води, високого напору використовують бетон гідротехнічний не нижче W4.

Морозостійкість

В умовах підвищеної вологості особлива увага приділяється температурних перепадів з можливістю застигання води. Як відомо, при розширенні рідина кристалізується і завдає шкоди будівельних матеріалів, які їй вдалося проникнути. Щоб цього не сталося з відповідальною конструкцією, в розчин на виробництві додають спеціальні гідротехнічні добавки і пластифікатори, що підвищують стійкість бетону до застигання. Марка морозостійкості F показує, скільки циклів повного поперемінного заморожування і відтавання витримує зразок бетону з втратою міцності не більше 15%. Для гідротехнічної суміші випробування проводять воді з її нагріванням і перетворення в лід. За результатами дослідження гидрофобному бетону присвоюють марку за морозостійкістю F50-300.

Покращувачі суміші

Показники міцності, водостійкості і морозостійкості закладають на етапі замішування розчину на заводі. Спеціальні властивості гідротехнічного бетону визначаються солями різних металів і композитними сполуками. Добавки-модифікатори підрозділяють на 2 групи. I група знижує водопоглинання до 5 разів до проектного терміну набору міцності 28 діб. Серед найбільш вживаних:

Фенилетоксисилоксан 113-63 (раніше ФЕС-50).

Алюмометилсиликонат натрію АМСР-3 (Росія).

"ПластИЛ" (Росія).

Гідробетон (ЄС).

Addiment DM 2 (Німеччина).

Liga Natriumoleat 90 (Росія).

Sikagard-702 W-Aquahod (Швейцарія).

II група менш потужна (зниження до 2-48 рази). Її застосування можливе для замісу надводного бетону:

Полигидросилоксани 136-157М (колишній ГКЖ-94М) і 136-41 (колишній ГКЖ-94).

"КОМОД".

Stavinor Zn Еи Stavinor Ca PSE.

HIDROFOB Е (Словенія).

Cementol Е (Словенія).

Sikalite (Швейцарія).

Sikagard-700S (Швейцарія).

III група для створення гідротехнічного бетону не застосовується. Добавки знижують водопоглинання до 2 разів.

Інші властивості

При виборі робочої суміші враховують не тільки основні характеристики гідротехнічного бетону, але і інші його параметри:

Величина усадки.

Стійкість до деформацій.

Ступінь опору потоків води і насосному тиску.

Не існує єдиного рецепту для гідротехнічного бетону: в кожному випадку враховують хімічний склад води, величину напору та інші навантаження. Відповідно до вимог застосовують наповнювачі і добавки, здатні забезпечити надійну роботу майбутнього каменю.

Застосування

Укладання розчину під шар води – справа відповідальна і непроста. Його заливають великими обсягами для виключення нерівномірного застигання і розмивання. Із-за специфіки укладання в тілі застивающей конструкції виникають теплові напруги і перепади, які необхідно регулювати. Щоб уникнути перегріву і передчасного деформації форми, в розчин додають пластифікатори і спеціальні види цементу:

Пуцолановий.

Шлаковий.

Гідрофобний.

Для будівництва прибережних конструкцій використовують бетон гідротехнічний. Застосування його широко поширене:

Мости, що їх опори і прогони.

Облаштування набережних і зміцнюють береги стінок, портів.

Басейни, їх чаші і навколишні зони.

Стіни каналізаційних колодязів і шахт.

Тунелі метро.

Технічні споруди: дамби, ГЕС, хвилерізи.

У домобудівництві гідротехнічний бетон невисоких марок використовують для заливки фундаменту при високому рівні ґрунтових вод або істотних його перепадах в період танення снігу і великих дощів.