Бетон гидротехнический технические характеристики

Гидротехнический бетон — характеристики и причины использования

Гидротехнический бетон создан для конструкций, находящихся в воде или постоянно соприкасающихся с ней.

Задачей гидротехнического (водостойкого) бетона является обеспечение длительной качественной работоспособности сооружений и их деталей, контактирующих с водой.

Требования, виды

Учитывая обстоятельства и условия использования, марки такого бетона должны отвечать специальным требованиям прочности, водонепроницаемости, морозостойкости. Его разделяют на несколько видов:

• подводный — он постоянно находится под водой;
• для переменных водных зон;
• надводный;
• периодически омываемой водой.

По зернистости частиц в составе он может быть мелкозернистый и литой. Кроме указанных видов, есть бетоны, используемые в сооружениях, выдерживающих напор воды и в безнапорных конструкциях, а также массивные и немассивные растворы. За расположением элементов из такого бетона в конструкции, он есть для наружных и внутренних участков.

Требования

Для этого строительного гидроизоляционного материала есть обязательный перечень требований. В первую очередь, водостойкость (герметизация) — это стойкость к разрушающему влиянию воды. Во-вторых, непроницаемость воды. Это значение наибольшего давления жидкости для просачивания в бетон (от 2 до 8 am). Оценивают этот показатель также по коэффициенту фильтрации. Испытуемый раствор выдерживают 180 дней.

В третьих, морозостойкость — показатель состоит из количества циклов замерзания/оттаивания, при которых бетон утрачивает 25% своей прочности. Значение морозостойкости, как правило, от 50 до 300 и больше. В этом случае бетон испытывается в морозильных установках. Также важна прочность при сжатии, растяжении, изгибе, низкое выделение тепла при высыхании.

Другие требования и характеристики: небольшая усадка, высокая деформативность, стойкость к стиранию водной средой и мелкими частицами. Все требования должны присутствовать в различных пропорциях, зависимо от условий использования.

Особенности

Гидротехнический бетон обладает рядом особенностей:

• его испытывают по прошествии 180, а не 28 дней;
• используют классы В10-В40, чаще всего — обычные или тяжелые бетоны;
• имеет водонепроницаемость четырех ступеней: от W2 до W8. Марка W2 не должна пропускать воду при напоре в 0,2 МПа, для других марок этот показатель: 0,4; 0,6; 0,8 Мпа;
• по стойкости к низким температурам есть 5 позиций: F50, 100, 150, 200, 300. Цифровое обозначение — это количество замерзаний/оттаиваний, после которых прочность уменьшится на 25%. Это требование применяется только к тому раствору, который будет подвергаться влиянию водных сред и мороза.

Состав, свойства

Гидротехнический бетон принадлежит к тяжелым типам: его состав с повышенным сопротивлением воздействию воды, водонепроницаем и выдерживает низкие температуры, имеет высокую плотность, идеальную стойкость к любым механическим деформациям.

Обязательным при его производстве становятся смеси подобные портландцементу, пластификаторы, наполнители (щебень, песок, галька).

При выборе ингредиентов состава для раствора учитывают:

• материалы, способные обеспечить морозо- и водостойкость;
• свойства цемента, его количество, пропорции воды и цемента (В/Ц);
• показателем коэффициента раздвижки для необходимой плотности и долговечности;
• необходимость в специальных наполнителях, которые уменьшают тепловыделение и деформации;
• применение в смеси воздухововлекающих веществ.

Важным из перечисленных есть правильное В/Ц – то есть воды к массе цемента. Таблица ВЦ бетона для различных гидротехнических сооружений:

Условия службы	Железобетонные конструкции в воде		Бетонные и малоармированные массивные конструкции в воде
	Морской	Пресной	Морской	Пресной
В частях сооружения, расположенных в зоне переменного горизонта воды, а также:	0,5	0,55	0,55	0,6
а) суровых климатических условиях	0,55	0,6	0,6	0,65
б) в умеренных и мягких климатических условиях	0,55	0,6	0.6	0,65
В частях сооружения постоянно находящихся под водой:
а) напорных	0,55	0,6	0,6	0,65
б) безнапорных	0,6	0,65	0,65	0,65
В надводных частях сооружения, периодически омываемых водой	0,65	0,65	0,7	0,7

Возможные компоненты

В гидробетоне может применяться портландцемент и пластифицированный цемент. Их используют для переменных водных сред в суровом климате. Они позволяют создавать улучшенную герметизацию, особо водонепроницаемые, морозостойкие бетоны, и уменьшать при этом расход цементной смеси и выделения тепла в процессе затвердевания.

Также для замеса применяют и гидрофобный цемент. Специальные гидрофобные добавки придают его порам водоотталкивающие качества.

Пуццолановый цемент — идеально стойкий к воздействию воды, но менее морозостойкий. Сульфатостойкий состав применяется лишь в некоторых случаях при наличии особо агрессивной среды. Может использоваться также шлаковый цемент.

В рассматриваемом виде бетона применяются также и добавки (СДБ и СНВ), микронаполнители (зола-унос). Они обеспечивают уменьшение расхода цемента, тепловыделения, деформации, увеличивают подвижность бетонной массы. Для бетона гидротехнических конструкций часто используют как добавку золу-унос. Обычными заполнителями являются кварцевые пески, щебень, гравий. Пластификаторы препятствуют проникновению воздуха.

Рецепт

Один из рецептов гидротехнического бетона для зоны переменного уровня воды (на 1 куб. метр раствора) представлен в таблицах ниже:

Табл.1 – Характеристика смеси

Характеристика	Значение
Класс бетона	В25
Водонепроницаемость	W8
Морозостойкость	F150
Удобоукладываемость	П3

Составляющие	Масса (в кг)
Цемент М400	492
вода	204
щебень	1092
песок	600
Добавки:
Суперпластификатор С3	1,5
Уплотнитель (НК)	5
Гидрофибризатор ГКЖ-11К	1

Применение, укладка

В связи со своими особенностями водостойкий бетон должен укладываться в сжатые сроки и большими объемами.

Требования к параметрам

Для обеспечения сохранности свойств при укладке, раствор должен отвечать требованием уменьшенного тепловыделения при высыхании. Его значение ограничивается допустимым увеличением температуры, назначенным с целью сведения к нулю возможностей образования трещин в элементах гидротехнических сооружений толщиной от 2,5 м.

Для уменьшения тепловыделения в состав раствора подмешивают цементные смеси с низкой теплотой гидратации или измельченный лед. Он уменьшает температуры составляющих и самого раствора. Для охлаждения бетонной кладки используют также трубы с холодной водой. Содержание цемента определяется назначением бетона. Для внутренних зон рекомендуемый показатель 120–160 кг/м3, а для наружных участков – 230–275 кг/м3 и выше.

Соотношение между фракциями заполнителя:

Наибольшая крупность зерна, мм	Содержание заполнителя
	5-20 мм	5-40 мм	20-40 мм	20-60 мм	40-80 мм	80-150 мм
40	45-60%	40-55%
60	35-50%
80	25-35%	25-35%	35-50%
80	50-65%	35-50%
150	15-25%	15-25%	25-35%	30-45%
150	30-40%	25-35%	30-45%

Крупность частиц заполнителей для бетонного раствора достигает 150 мм в некоторых случаях – 200 мм и больше. Кроме мелкого заполнителя используются большие сплошные камни или их куски от 400 мм. При приготовлении смеси их утапливают вибрационными трамбовочными механизмами. Это экономит расход цемента и снижает тепловыделение.

Жесткие растворы

При строительстве современных гидротехнических сооружений широко используются малопластичные бетонные растворы. Их еще называют жесткими.

Они имеют несколько особенностей при укладке, а именно их укладывают механизированным способом посредством специальной техники – разравнивающих бульдозеров, самоходок с навесными механизмами для виброутрамбовки, число которых может достигать шести.

На строительстве крупных сооружений (гидростанций, дамб и т. д.) применяют непрерывно-поточную укладку.

Укладка некоторых видов

По крупности фракций частиц различают мелкозернистый и литой гидротехнический бетон. Первый применяется для облицовки каналов, изготовления емкостей, дорожных плит, для ремонта гидротехнических конструкций, аэродромов. Такой состав очень быстро застывает. Он имеет наполнитель с размером фракций до 10 мм и укладывается торкретированием посредством цемент-пушки.

В это устройство засыпают сухую бетонную смесь, которая сжатым воздухом направляется по гибкой трубе к месту укладки. К выходному отверстию шланга присоединяется еще один шланг, подающий воду под давлением. Таким образом, сухая смесь перемешивается с водой, и готовый раствор наносится на место бетонирования.

Есть также пневмобетонирование – по шлангу подается уже замешанная смесь, а это уменьшает водоцементное отношение на 25% и упрощает технологию работ. Применяют также и обычный способ – укладка в опалубку с уплотнением и термообработкой.

Литой бетон

Литой используют для бетонирования отверстий, тонкостенных конструкций со сложными формами, где укладка и трамбовка, как для обычных смесей, затруднена. Он уменьшает на 20% расход воды при затворе и при этом сохраняет заданную подвижность. Такой бетон позволяет увеличить прочность на две позиции (марки) или снизить потребление цемента на 15–36%. Также ему не требуется утрамбовка вибрированием, что экономит ресурсы. Он имеет морозостойкость большую на 25–40%, а стойкость к проницаемости воды — на 2–4 ступени при том же расходе составляющих.

Литой бетон состоит из цементной смеси, песка частицами мельче, чем 0,15 мм, водоудерживающих добавок (бетонной глины), наполнителей (зола-унос, керамзит). Смесь выглядит очень однородно, как расплавленное вещество — это делает возможным укладку ее без дополнительной трамбовки, заливку в отверстия и обеспечивает отличную герметизацию.

Гидротехнический бетон: особенности и технические характеристики

Высокая влажность негативно сказывается на прочности и долговечности построек. При этом больше всего страдают бетонные сооружения. Проблема решается с помощью гидротехнического бетона, который вместе с усилением конструкций обеспечивает их гидроизоляцию.

Что такое гидротехнический бетон

Гидротехнический бетон придает жесткость конструкциям, которые часто или постоянно находятся в контакте с водой. Наряду с гидроизоляцией в широком температурном диапазоне, раствор придает сооружениям стойкость к значительным статическим и динамическим нагрузкам. Эта разновидность тяжелого бетона широко применяется как в промышленном, так и в частном строительстве независимо от климатических условий.

Состав и виды

Эксплуатационные характеристики гидробетона определяются соотношением цемента и воды, виброуплотнением, качеством добавок и временем выдержки смеси.Основой раствора могут служить несколько видов цемента:

• Пластифицированный или портландцемент. Применяется при возведении зданий в местностях с непостоянным уровнем вод и, где большую часть года преобладают отрицательные температуры.
• Гидрофобный. Предназначен для сооружений, которые постоянно контактируют с водной средой.
• Сульфатостойкий. Для объектов, подвергающихся воздействию жесткой воды.
• Шлаковый или пуццолановый. Предупреждает разрушение сооружений под воздействием воды с агрессивным минеральным составом.

Пуццолановый цемент отличается низким водоотделением и устойчивостью к агрессивной среде, однако при его использовании раствор теряет в морозостойкости.

Помимо цемента, гидробетон содержит добавки, каждая из которых придает смеси определенные свойства. Кварцевый песок высокой плотности улучшает гидроизоляционные показатели, а также повышает стойкость к физическим нагрузкам. Благодаря щебню и гравию раствору не страшен мороз и резкие колебания температуры. Микронаполнители (зола-уноса) снижают расход цемента, уменьшают объемную деформацию и тепловыделение.

Гидротехнический бетон различается признаками и особенностями:

• По структуре частиц он бывает литым и мелкозернистым.
• По условиям эксплуатации раствор может быть периодически омываемым, надводным, подводным и для вод с переменным уровнем.
• В зависимости от класса используется в напорных или безнапорных сооружениях.

Конечное расположение определяет раствор для наружных и внутренних работ.

Области применения

Гидротехнический бетон находит применение в промышленной и частной сферах строительства. Благодаря особым свойствам материал востребован при возведении зданий на кислых почвах и в местностях, где уровень грунтовых вод достигает высокой отметки.

Гидробетон задействуют при сооружении:

• плотин;
• портов, набережных и прилегающих к ним зон;
• канализационных коммуникаций;
• хранилищ банков;
• эстакад и пр.

При помощи водонепроницаемого раствора обустраиваются декоративные водоемы, фонтаны, бассейны.

Гидробетон также используется при сооружении мостовых конструкций. Без него не обходится строительство предприятий и объектов химической отрасли, где требуется высокая стойкость сооружений к агрессивной среде.

Технические характеристики и требования по ГОСТ

При выборе гидробетона для возведения конкретного объекта учитываются следующие характеристики, прописанные в ГОСТ 4795—53:

• прочность;
• водонепроницаемость;
• морозоустойчивость;
• тепловыделение;
• подвижность.

К смеси выдвигаются высокие нормативные требования, которые затрагивают марку цемента, добавки и наполнители. Строгость обоснована применением материала для строительства стратегических объектах.

По ГОСТу гидробетон должен:

• сохранять подвижность в процессе перемешивания и укладки;
• создавать монолитную массу, исключать растрескивание и не расслаиваться при затвердевании;
• производиться с тщательным соблюдением пропорций составляющих компонентов;
• соответствовать временным показателям перехода в твердое состояние.

Гидробетон относится к категории жестких бетонов, для которых характерен быстрый, эффективный результат, но затрудненный процесс укладки.

Испытания и маркировка

Прежде чем поступить в распоряжение строителей, гидротехнический бетон подвергается испытаниям, по результатам которых производится соответствующая маркировка продукта.

Для определения прочности материал тестируется на сжатие, осевое растяжение и изгиб, что достигается с помощью измерительных стендов. В процессе наблюдается стойкость раствора к образованию трещин. По прочности на сжатие гидробетон маркируется B10—B40. Об осевом растяжении информируют индексы Bt 0,4 — Bt 4, а показатель прочности на изгиб маркируется литерами Btb.

Проверка на морозостойкость осуществляется помещением материала в специальную камеру, где в течение 28 дней он подвергается многократному замораживанию и размораживанию. По количеству циклов, в течение которых гидробетон не претерпел существенных изменений свойств, производится маркировка, выражаемая кодами F50, F100, F200, F300, F400.

Чтобы определить водонепроницаемость, гидротехнический бетон погружается в водную среду, с различными минеральными составами. На протяжении 180 дней на него оказывается гидростатическое давление. Показатель определяется по срезу прошедшего тест материала. Маркировка W2—W12 информирует о водонепроницаемости бетона при соответствующем давлении от 0,2 до 1,2 МПа.

Гидробетон, используемый в надводных массивных конструкциях маркируется БНМ. Раствор БГТ предназначен для участков с переменным уровнем воды. БПТ применяется в подводных работах.

Основные плюсы и минусы

Главным достоинством гидротехнического бетона считается высокая водонепроницаемость. От других видов строительных растворов он отличается:

• повышенной прочностью;
• невосприимчивостью к резкой смене температурных режимов;
• морозостойкостью;
• малой склонностью к трещинообразованию;
• низким тепловыделением;
• возможностью подводных строительных работ.

К основным минусам материала относится дорогая цена. Быстрое схватывание облегчает работу с раствором в условиях повышенной влажности, однако значительно затрудняет его транспортировку, которая производится с помощью спецтехники, либо смесь готовится уже рядом со строящимся объектом.

Как сделать гидротехнический бетон самому

Процесс производства гидротехнического бетона схож с производством стандартных цементных растворов. Однако требует большего количества ингредиентов и точности в их соотношении. В любом случае, его приготовление своими руками окажется дешевле приобретения готовой смеси.

Стоимость самодельного гидробетона снижается конкретизацией поставленной задачи.Повышенная водонепроницаемость необходима при заливке:

• фундаментной плиты;
• пола, подвальных стен, погребного и гаражного помещений;
• выгребной ямы;
• декоративного водоема, бассейна, водопроводных коммуникаций.

Морозостойкая и влагостойкая смесь целесообразна при сооружении:

• дорожек, отмостков;
• стен, контактирующих с отмостками;
• заборов, бордюров и ограждений;
• уличных декоративных элементов;
• несущих конструкций.

Основой влагонепроницаемого бетона с эффектом морозостойкости служит Дегидрол люкс марки 10-2. Раствор, рассчитанный на низкие температуры, получается при использовании Бетоноправа люкс марки 2. На 1 м³ гидробетона берется 4 л добавки.

При замешивании 100 л бетона соблюдаются следующие пропорции:

• Жидкая добавка — 0,4 л;
• Цемент — 50 кг;
• Песок — 60 кг;
• Щебень — 110 кг;
• Вода — до 20 л.

Пластичность раствора подбирается опытным путем. Бетономешалка заполняется водой, затем в нее вливается жидкая добавка. После этого производится постепенное добавление цемента, песка и щебня. Приготовление гидротехнического бетона завершается пятиминутным перемешиванием.

Для получения качественного раствора, не уступающего по параметрам промышленному, необходимо придерживаться некоторых правил:

• Соотношение воды и цемента не должно превышать 4:10. Чем меньше воды, тем лучше гидроизоляция.
• В 1 м³ раствора должно присутствовать не меньше 350 кг цемента.
• Бетонная смесь исключает наличие глины, суглинок и других глинистых заполнителей.
• Бетонная стяжка по толщине должна превышать размеры щебня не менее, чем в 3 раза.

Тепловыделение, а следовательно, и усадка раствора, снижаются за счет добавления в процессе перемешивания дробленого льда и охлажденного наполнителя.

После заливки гидробетон подвергается тщательному уплотнению, что позволяет избежать пустот.

Монолитное гидробетонное сооружение обладает стопроцентной влагонепроницаемостью, чего невозможно добиться в сборных конструкциях.

Свойства и состав гидротехнического бетона

Для возведения конструкций погруженных или периодически бывающих в воде используют гидротехнический бетон. Его применяют в промышленном строительстве для сооружений с высокими требованиями по водостойкости.

Одно из основных требований к этому материалу – максимальная гидроизоляция в широком диапазоне температур при высоких динамических и статических нагрузках.

Что такое гидротехнический бетон?

Под гидробетоном понимают строительный раствор, который классифицируют как один из видов тяжелых бетонов. Он обеспечивает прочность и устойчивость сооружений и конструкций, эксплуатирующихся в пресной или морской воде. В зависимости от способов применения различают следующие виды гидротехнического бетона:

• К подводному типу относится материал, постоянно подвергающийся воздействию воды и непосредственно контактирующий с ней весь срок эксплуатации.
• Периодически омываемый водой, но постоянно подвергающийся ее воздействию в широком температурном диапазоне.
• Надводный бетон, эксплуатирующийся под воздействием водяных испарений.

Применение и преимущества

В зависимости от того, где применяется этот материал, различают стандартные растворы для фундаментов, блоков, плит перекрытия, опор, заливки подвальных помещений. Водостойкий бетон для гидротехнических сооружений изготавливается для подводных и надводных конструкций, включая дамбы, плотины, шлюзы. Особо водонепроницаемый состав со специальными свойствами используют для автобанов, взлетно-посадочных полос, противорадиационных укрытий. Этот бетон применяется и в условиях Крайнего Севера.

Физико-химические свойства раствора, применяемого для гидротехнических сооружений, обусловливают его основные достоинства:

• Высокая водонепроницаемость в любых условиях.
• Хорошая гидроизоляция делает его невосприимчивым к температурным перепадам.
• Прочность выше, чем у стандартных марок строительных растворов.

Рассматривая основные плюсы и минусы гидробетона, отмечают его сравнительно высокую цену и необходимость специальных навыков и оборудования при укладке этого материала.

Классификация, технические характеристики

Специалисты классифицируют гидротехнический бетон по его техническим характеристикам, прописанным в ГОСТ 26633-2012. Главными из которых считают прочность на сжатие, изгиб, а также осевое растяжение, производятся испытания водонепроницаемости и морозостойкости.

Самый распространенный метод определения прочности затвердевшего состава – разрушение куба с ребром 15 см. Для гидробетонов этот показатель может колебаться по классам прочности от В10 до В40, в зависимости от технических требований. Осевое растяжение маркируется индексами B_t 0,4 — B_t 4 и берутся с шагом 0,2, они показывают образование трещины при растяжении конструкции. Аналогичные показатели на изгиб от B_tb 0,4 — B_tb 8, где применен тот же шаг, а нагрузка идет на изгиб элемента до появления трещины.

Марка водонепроницаемости измеряется в возрасте 180 суток после заливки раствора. При эксплуатации гидротехнический бетон не может пропускать воду. Поэтому марка его водонепроницаемости находится в пределах от W2 – это означает, что образец при испытаниях выдерживает давление 0,2 МПа, до W8 с шагом 2. При изготовлении водостойкого бетона специального назначения применяются пластификаторы, увеличивается доля цемента, и показатель доводится до W12.

По морозоустойчивости гидротехнический бетон делится по маркам от F50 до F300 с шагом 50. Цифра после индекса означает количество циклов заморозки-оттаивания, которые выдерживает состав до потери четверти своей прочности. Добавление некоторых компонентов позволяет получить гидротехнический бетон с показателем F400. Испытание проводится в морозильной камере с меняющейся температурой на протяжении 28 суток, присваивается марка морозоустойчивости.

В соответствии с ГОСТом гидротехнический бетон должен иметь определенную подвижность, чтобы можно было правильно провести его укладку. Состав должен затвердевать равномерно, без расслаивания и растрескивания, набирать прочность в необходимый срок.

Компоненты

Выбор и подбор пропорций состава гидротехнического бетона должен соответствовать техническим характеристикам, отвечающим условиям его эксплуатации. Исходя из этого, подбирается водоцементное соотношение, время выдержки раствора, марки и фракция наполнителей, необходимость и способ виброуплотнения, возможность применение растворов естественного твердения.

Основной ингредиент любого бетона – цемент. К нему предъявляются требования, в зависимости от условий будущего использования, применяют различные виды этого материала:

• Портландцемент высокого качества с добавкой пластификаторов применяется для сооружений, периодически контактирующих с водой, при низких температурах.
• Сульфатостойкий состав цемента закладывается при возведении конструкций, периодически контактирующих с жесткой водой.
• Гидрофобные марки применяются для элементов, постоянно находящихся под поверхностью воды, под большим давлением.
• Пуццолановый цемент обладает свойствами, позволяющими ему эффективно противостоять разрушению водой, в том числе жесткой с высоким содержанием минералов.

Для повышения водостойкости применяется очищенный кварцевый песок фракции до 2 мм. Наличие любых примесей резко снижает качество материала, применение других видов песка уменьшает показатель плотности и устойчивости к воде.

Щебень применяется для повышения прочности и морозоустойчивости, поскольку легко переносит температурные перепады. Используется гранитный щебень с высокой лещадностью. Он равномерно распределяет нагрузку по всему монолиту, не позволяет ему разрушаться на морозе, экономит более дорогие компоненты.

Чтобы снизить водоцементное соотношение, добавляют пластификаторы. В результате плотность повышается, расходуется меньше воды. Для этого применяют сульфаты железа или алюминия, нитрат кальция. Увеличения плотности добиваются механическими вибраторами. В качестве наполнителя применяется зола унос, повышаются показатели теплопроводности, что увеличивает срок службы конструкций.

Испытания и маркировка гидротехнического бетона производится в лабораториях, после чего утверждается состав, необходимый для проектируемых конструкций. Далее ему присваивается марка и выдается разрешение на укладку на конкретном объекте.

Гидротехнический бетон – материал высокого качества и соответствующей стоимости. Поэтому его применение должно быть оправдано. Благодаря высокой плотности, водоустойчивости, морозостойкости, прочности этот материал служит десятки лет в самых сложных условиях. Специальные марки разрабатываются для применения в морской воде, под постоянными ударами волн, в широком диапазоне температур. Состав гидробетона сложен, для его изготовления лучше привлекать профессионалов, отвечающих за характеристики произведенного материала. Его можно сделать и самостоятельно. Применяют такой бетон в частном строительстве для заливки погребов, подвалов, фундаментов.

Особенности гидротехнического бетона

Такой строительный материал, как бетон используется людьми уже достаточно давно, его популярность в мире оправдана высокой надежностью, испытанной погодными условиями и временем.

Но обычный бетон не совсем подходит для таких построек, как мосты, дамбы и прочие гидротехнические сооружения. Причина этому сильное негативное воздействие воды на объект, с которым не может справиться простой бетон. Притом что гораздо больший урон влага наносит той части объекта, которая находится в месте постоянной смены уровня воды.

Наибольшими разрушительными факторами являются:

1. приливы и отливы воды;
2. перепады температур;
3. жесткость воды.

При планировании строительства сооружения, которое будет постоянно находиться под воздействием воды, нужно обратить внимание на материал, который будет использоваться при возведении. Этот материал должен обладать качествами, которые позволят ему противостоять разрушительным свойствам воды.

Таким материалом является гидротехнический бетон. Он используется при постройке дамб, туннелей, подвалов, причалов и т. д. в общем, везде, где сооружение должно как можно меньше пропускать влагу.

Характеристики гидротехнического бетона

К основным характеристикам гидротехнической смеси относят:

• морозоустойчивость;
• устойчивость к воздействию воды;
• повышенный уровень водонепроницаемости;
• прочность на растяжение и сжатие.

Для морозоустойчивости существует 5 марок гидробетона: F50, F100, F150, F200, F300. Также существует марка F400, она образуется при добавлении в состав бетона специальных примесей. Каждая марка означает количество циклов замораживания и оттаивания на протяжении двадцати восьми суток. Материал проверяется в специальных морозильных камерах, за отведенное время, указанное выше, гидротехнический бетон должен выдержать испытание морозом, не потеряв своих качеств. Морозоустойчивость является очень важным фактором при возведении сооружения, которое будет находиться длительное время, под воздействием низких температур.

Срок проверки водонепроницаемости длится 180 суток. Этой характеристикой обладают следующие марки бетона: W2, W4, W6, W8. При тестировании гидробетон не должен пропускать влагу. Добавление различных примесей образовывает марку W12.

Прочность определяют за счет сжатия и растягивания материала по оси. Срок проверки материала 180 суток. Гидротехнический бетон проверяют растягиванием для выявления возможности появления трещин. Имеется несколько классов марок, самыми популярными являются В10-В40.

Виды гидротехнического бетона

Гидробетон используется для постройки особых конструкций, он делится на три основных вида:

• бетон, который находится под водой;
• бетон, который находится в зоне, где уровень воды постоянно меняется;
• бетон, который находится над уровнем воды;

Также бетон для гидротехнических конструкций, делится на массивный и немассивный.

Состав гидробетона

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.

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

Основные плюсы и минусы гидробетона

В ряд преимуществ гидротехнического бетона нужно отнести самый важный его плюс, способность выдерживать перепады в температуре. Такой результат достигнут благодаря тому, что в составе смеси используется очень мало воды, это позволяет не замерзать бетону при низких температурах.

Высокий уровень водонепроницаемости, который достигается благодаря грамотно подобранному составу, дает гидробетону немалое преимущество перед обычным бетоном.

К недостаткам можно отнести его высокую стоимость. Чтобы достичь показателей, отличающих его от обычных видов бетона, в состав раствора приходится добавлять компоненты, которые сами по себе стоят не дешево, отсюда и общая высокая цена данного вида бетона. Еще одним минусом является тот факт, что смесь застывает за небольшой промежуток времени. Этот недостаток очень ощутим при перевозке гидротехнического бетона. Чтобы раствор не застыл раньше времени, его приходится покупать поблизости от места стройки, зачастую за невыгодную цену.

Заключение

Для постройки гидротехнических объектов, нужно учитывать множество факторов касательно выбора материала. Создание гидробетона довольно ответственная и кропотливая задача. При подборе состава нужно учесть все необходимые факторы, чтобы конструкция прослужила как можно больше на благо людям.

Что такое гидротехнический бетон: технические характеристики, состав, рецепт

Гидротехнический бетон – материал, из которого изготавливают разнообразные конструкции, периодически/постоянно находящиеся в воде. Чаще всего такой раствор применяют в крупном промышленном строительстве, при возведении сооружений, предъявляющих максимально высокие требования по стойкости материала к воде и влаге.

Одно из главных требований к раствору – качественная гидроизоляция в максимально возможном диапазоне температур при серьезных статических и динамических нагрузках. Гидротехнический бетон обеспечивает длительную и качественную работоспособность конструкций и их составляющих, пребывающих в постоянном контакте с водой.

Общие сведения

Требования, которым должен соответствовать по нормативам гидротехнический бетон, технические характеристики и свойства материала регулируются ГОСТом 4795-53.

Бетон разработан специально для проектирования сооружений разного назначения либо их составляющих частей, постоянно испытывающих воздействие воды. Существуют разновидности материала, подходящие для тех или иных условий и конструкций.

Бетон для гидротехнических сооружений может быть:

• По расположению относительно уровня воды – монолит может быть подводным (постоянно находится в воде) и надводным (расположен выше горизонта воды).
• По масштабу – бетон может быть массивным или немассивным.
• По особенностям размещения – наружные конструкции и те, что находятся во внутренней зоне.
• По силе воздействующего на конструкцию напора воды – сооружения напорные/безнапорные.

Во многом свойства и технические нормативные характеристики зависят от того, какой марки гидротехнический бетон, в каком объеме в состав входят нужные компоненты.

Выбор раствора осуществляют, исходя из эксплуатационных требований, типа конструкции (массивная, тонкостенная, сборная и т.д.), климатических условий местности размещения объекта и т.д.

Маркировка вида гидротехнического бетона:

• БНМ – для сооружения надводных массивных конструкций
• БГТ – актуален для зон, где горизонт воды переменный
• БПТ – смеси для создания подводных тонкостенных сооружений

Материалы

Для замеса гидротехнического бетона в виде вяжущего могут использоваться разные виды цемента, выбор которых зависит от условий эксплуатации: пластифицированный цемент, гидрофобный, пуццолановое вещество, обычный портландцемент, шлакопортландцемент, стойкий к сульфатам.

Тут нужно рассмотреть особенности каждой смеси. Пуццолановый цемент демонстрирует высокий уровень химической стойкости при нахождении в минерализованных/пресных водах, обладает повышенной плотностью монолита, низким тепловыделением.

Пластифицированный и гидрофобный разновидности цемента используются для приготовления водонепроницаемых морозостойких растворов, что особенно актуально в суровом климате, зонах, где отмечено попеременное воздействие грунтовых вод. В процессе твердения таких смесей удается уменьшить теплоотдачу и понизить расход цемента на 8-10%.

Сульфатостойкий цемент подходит для конструкций, эксплуатируемых в особо жестких условиях, где есть химически агрессивные воды. Портландцемент со специальными минеральными добавками в составе и шлакопортландцемент актуальны для возведения надводных конструкций.

Для улучшения тех или иных свойств применяются:

• Пластификаторы (вводятся в раствор в объеме до 3%) – ГКЖ (кремний-органические добавки), СНВ (что расшифровывается как смола нейтрализованная воздухововлекающая), СЮБ (сульфатно-дрожжевая бражка), суперпластификатор С3.
• Разного типа уплотнители структуры (вводятся в смесь в объеме до 1%) – силикат натрия/калия, иногда селитра (нитрат кальция), нередко используется хлорное железо.
• Гидрофобные вещества (в объеме до 1%) – стеарат кальция/цинка, олеат натрия и другие.

Требования и технические условия

Независимо от марки и включенных в состав добавок, любой гидротехнический бетон по нормам должен обладать определенными качествами.

Основными являются: водостойкость, водонепроницаемость, не очень большое тепловыделение в процессе твердения, стойкость к низким температурам, минимальная усадка, максимально возможная стойкость к истиранию под напором воды и влаги, способность выдерживать немалые деформации и не разрушаться.

Основные показатели, которым должен соответствовать бетон:

• Прочность на сжатие – измеряется классом, гидротехническая смесь должна демонстрировать до В35
• Прочность на осевое растяжение – до Bt3.2
• Уровень водонепроницаемости – до W20
• Морозостойкость – до F600

Бетоны гидротехнического типа укладывают большими объемами и очень быстро. Поэтому, кроме всего прочего, они должны соответствовать еще и требованиям касательно тепловыделения при твердении.

Основные плюсы и минусы гидробетона

В зависимости от условий эксплуатации и сфер применения гидротехнического бетона он делится на три основные категории: обычный раствор для блоков, фундаментов, разного типа опор, заливки подвалов, погребов; водостойкий раствор для возведения разного рода гидротехнических сооружений надводного и подводного типа (плотины, дамбы, шлюзы); крепкий водонепроницаемый бетон, который применяют по большей мере на Крайнем Севере для сооружения конструкций с особыми требованиями.

Главные преимущества гидротехнического бетона:

• Высокий уровень водонепроницаемости, независимо от конкретных условий эксплуатации
• Хорошие показатели гидроизоляции, благодаря чему раствор не боится резки и ощутимых перепадов температур
• Очень высокий показатель прочности
• Великолепные параметры морозостойкости, что реализуется за счет минимального объема воды в смеси

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость, необходимость наличия у мастера определенных навыков и знаний для соблюдения технологии, невозможность выполнить работы без привлечения специальной техники, инструмента.

Задаваясь вопросами про гидротехнический бетон (что это такое и для чего нужен), обычно исходят из его состава и свойств, актуальных для выполнения конкретных типов работ.

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.

Главные задачи в процессе приготовления бетона:

• 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.

Этапы приготовления бетона:

• 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.

Гидротехнический бетон

Гидротехнический бетон предназначен для возведения конструкций, которые время от времени либо на постоянной основе контактируют с водой. Ключевое качество подобных сооружений – повышенная водостойкость, поэтому для возведения применяют материал, способный при разных температурах сохранять максимальную водонепроницаемость в условиях повышенных динамических и статических нагрузок.

Гидробетон – определение и виды

Гидробетоном называют один из строительных растворов, принадлежащих категории тяжелых бетонов. К ней относится гидротехнический бетон М200. Изготовленные из смеси конструкции остаются устойчивыми и прочными как в пресной, так и в соленой морской воде.

Существует несколько видов гидробетона, различных по способу использования:

• подводный – материал, сооружения из которого в течение всего срока эксплуатации соприкасаются с водой, испытывая на себе ее воздействие;
• периодически контактирующий с водой – из такого материала строят конструкции, которые подвергаются воздействию влаги с перерывами, но при разных температурах;
• надводный – материал рассчитан на использование с непрерывным влиянием водяного пара.

Применение и достоинства гидробетона

Из гидробетона строят разные объекты над и под водой:

К тому же, материал с высокими гидроизоляционными характеристиками используют для строительства взлетно-посадочных полос, автомобильных трасс, укрытий от радиации. Также с его помощью возводят сооружения на Крайнем Севере, где постройки подвергаются суровым климатическим воздействиям.

В силу физико-химических характеристик сформировались основные преимущества гидробетона:

• водонепроницаемость независимо от условий эксплуатации;
• невосприимчивость к перепадам температуры;
• высокая прочность по сравнению со строительными смесями стандартных марок.

При этом гидротехнический бетон стоит дороже, чем другие виды растворов, а для его укладки необходимы специальные знания и умения.

Технические характеристики гидротехнического бетона

Среди специалистов принята классификация, установленная ГОСТом 26633-2012. Прежде всего, учитывается:

• осевое растяжение;
• прочность на изгиб и сжатие;
• морозостойкость;
• водонепроницаемость.

В зависимости от предъявляемых технических требований выбирают класс прочности для гидробетона, который колеблется в диапазоне В10-В40. Чтобы определить прочность, пользуются распространенным эффективным способом – для этого разрушают бетонный куб 15х15х15 см.

Маркировка осевого растяжения описывается значениями от Bt 0,4 до Bt 4. При испытаниях этот параметр фиксируется с интервалом 0,2 на основе растрескивания в результате растяжения материала.

Такая техническая характеристика гидротехнического бетона, как прочность на изгиб, записывается индексом от Btb 0,4 до Btb 8. Его также определяют по появлению трещин при изгибе конструкции и используют интервал 0,2.

Чтобы определить марку водонепроницаемости, смесь проверяют, когда после заливки прошло 180 суток. Этот показатель должен держаться в ограниченном диапазоне значений. Минимальное – W2, оно говорит о том, что испытанный бетон сохраняет прочность под давлением до 0,2 МПа. Максимальное значение – W8. Шаг в шкале водонепроницаемости – 0,2.

Если необходимо изготовит смесь специального предназначения, пользуются особыми добавками для гидротехнического бетона. За счет увеличения процентной доли цемента, а также применения в растворе пластификаторов удается поднять показатель водонепроницаемости до отметки W12.

Морозоустойчивость гидробетона делится на марки в диапазоне от F50 до F300. Когда применяют добавки, получается достичь показателя морозоустойчивости F400. Шаг шкалы – 50. Число после индекса F обозначает количество циклов заморозки и разморозки, которые состав способен выдержать, не потеряв больше 25% прочности.

Для определения коэффициента морозоустойчивости материал держат в холодильном боксе в течение 28 суток, по графику меняя температурные значения. По окончании проверки составу присваивают марку.

Для правильной эффективной укладки гидротехническому бетону необходима некая подвижность. Это прописано в ГОСТе. Материал должен равномерно застывать, не расслаиваться и не трескаться, чтобы к определенному сроку набрать нужную прочность.

Состав гидротехнического бетона

С учетом условий предстоящей эксплуатации на производстве определяют технические характеристики гидробетона. С этой целью подбирают нужные пропорции смеси и другие параметры:

• соотношение цемента и воды;
• фракции и марки компонентов наполнения;
• время выдержки;
• способ виброуплотнения, если необходимо.

Главный компонент гидробетона, как любого другого состава, это цемент. Отталкиваясь от условий дальнейшего применения, к нему предъявляют технологические требования и определяют тип подходящего материала:

• сульфатостойкие составы предназначены для закладки сооружений, которые время от времени будут контактировать с жесткой водой;
• высококачественный портландцемент, имеющий в составе пластификаторы, используют для возведения сооружений, которые будут периодически контактировать с водой при низкой температуре;
• гидрофобные растворы применяют для строительства конструкции, которым предстоит постоянно находиться под водой и испытывать повышенное давление;
• пуццолановые смеси подходят для изготовления объектов, которые смогут выдерживать воздействие воды и не разрушатся под ее воздействием, даже если жидкость жесткая и содержит высокую долю минералов.

Чтобы качество материала оставалось высоким, в нем должно быть как можно меньше лишних примесей.

• Можно использовать только песок мелкой фракции – до 2 мм. Он помогает увеличить водостойкость состава. Остальные виды песка лишь снизят влагоустойчивость и плотность.
• Когда необходимо поднять показатель морозоустойчивости и прочности, применяют щебень. Он устойчив к температурным скачкам. Но допустимо пользоваться только гранитным щебнем высокой лещадности. С его помощью нагрузка по площади монолита распределяется равномерно, и не происходит разрушений на морозе.
• Пластификаторы в составе раствора нужны для снижения соотношения воды и цемента. С их добавлением расходуется меньше воды, а плотность смеси увеличивается. В качестве пластификаторов используют нитрат кальция, сульфат алюминия и железа.
• Для увеличения теплопроводности в раствор добавляют золу унос, после чего срок службы конструкции существенно возрастает.

После того, как состав сформирован с учетом эксплуатационных требований, он проходит проверку в лабораторных условиях. Только после подтверждения ожидаемых характеристик и присвоения марки смесь допускается к использованию при строительстве проектируемой конструкции.

Гидротехнический бетон – это материал высокого качества. Соответственно, стоимость его выше, чем у более простых составов. Поэтому использование должно быть оправдано. Использование специальных растворов для рядовых строительных задач – это лишняя трата средств, поскольку в таких случаях подходят более дешевые стандартные материалы.

Гидробетон стоит применять, когда будущей конструкции предстоит испытывать высокие нагрузки и воздействие влаги без потерь прочности. Для этих целей надежнее приобретать смесь, произведенную на грамотно оборудованном заводе, поскольку самостоятельное изготовление не только трудоемкое, но и не гарантирует качество продукции.

Позвоните менеджерам компании «Русь Строй», чтобы они бесплатно проконсультировали вас по вопросам выбора гидробетона и назвали точные расценки с учетом ваших требований. Телефоны в Москве: 8 (495) 505-46-60, 8 (495) 577-79-96.