W przypadku konstrukcji i konstrukcji, które w różnym stopniu stykają się z wodą, potrzebny jest specjalny materiał, który wytrzyma agresywne działanie płynnego medium. Do budowy w takich warunkach stosuje się beton hydrotechniczny. Posiada niezbędne cechy do bezpiecznej eksploatacji wznoszonego obiektu.
Definicja
Beton hydrotechniczny należy do kategorii ciężkich, służy do budowy nasypów, mostów i innych konstrukcji, których części konstrukcji są miejscami albo całkowicie zanurzone w wodzie, albo mają z nią kontakt.
Cechą materiału jest jego zdolność do zachowania swoich oryginalnych właściwości w agresywnym środowisku bez pogorszenia jakości i nośności elementu. Niektóre funkcje, takie jak wytrzymałość, w środowisku powietrza zwiększają się z czasem, pod warunkiem zachowania integralności i struktury kamienia.
Klasyfikacja
Istnieje pewien zestaw wymagań, które muszą byćzgodne z budową hydrotechniczną betonu. GOST 26633-2012 „Beton ciężki i drobnoziarnisty. Specyfikacje” reguluje jakość składników tworzących mieszankę oraz właściwości gotowego roztworu. Dokument ma charakter międzynarodowy, został przyjęty przez 8 krajów.
Według GOST beton hydrauliczny dzieli się na kilka grup w zależności od stopnia zanurzenia i ekspozycji na środowisko wodne:
- Powierzchnia.
- Pod wodą.
- W przypadku wahań poziomu wody.
W zależności od objętości tworzonej struktury materiał dzieli się na:
- Masywny – skomplikowane kształty i duże rozmiary elementu, któremu towarzyszy nierównomierne utwardzanie z wydzielaniem ciepła.
- Nie masywne - proste projekty o niewielkich wymiarach.
Gdy siła jest przyłożona do utwardzonego obiektu:
- Dla systemów ciśnieniowych.
- Dla elementów bezciśnieniowych.
Dodatkowa klasyfikacja dzieli miejsce zastosowania betonu:
- Dla konstrukcji wewnętrznych (są mniej podatne na wymywanie, ciśnienie wody, ale muszą wytrzymać efekty statyczne).
- Do elementów i powierzchni zewnętrznych (takich jak aktywny ruch wody i zmienne tło chemiczne).
Skład mieszanki
Rozwiązanie musi spełniać wymagania GOST, aby uzyskać kamień o wystarczającej twardości, wytrzymałości i bezpieczeństwie. Wszystkie składniki wchodzące w skład betonu hydrotechnicznego podlegają kontroli jakości. Skład mieszanki:
- Głównym składnikiem jest spoiwo. Doefekt odporny na działanie agresywnych wód, stosuje się cement odporny na siarczany. Dla zmiennego poziomu zanurzenia przyjmuje się hydrofobowy lub z dodatkiem dodatków plastyfikujących. W innych przypadkach stosuje się cement pucolanowy, żużlowy lub portlandzki.
- Drobne kruszywo - piasek kwarcowy, zwiększa odporność betonu na wodę. Nie powinien zawierać drobnych zanieczyszczeń i gruzu - w wilgotnych warunkach włączenie może znacznie osłabić materiał.
- Grube kruszywo - żwir i tłuczeń ze skał osadowych i magmowych. Charakteryzuje się wysoką hydrofobowością, mrozoodpornością. Udział kamieni zależy od właściwości technicznych roztworu betonu wymaganego do pracy w określonych warunkach. Kształt kruszywa powinien być obszerny i wypukły, kruszywo lub żwir ma mniejszą wytrzymałość.
- Dodatki - polepszają właściwości roztworu. Zwiększają odporność kamienia na ekstremalne temperatury, agresywne działanie wody, w razie potrzeby zmniejszają wydzielanie ciepła i zapobiegają pęknięciom.
Właściwości wszystkich składników, ich parametry, dokładne sformułowanie roztworu są określone w GOST 26633-2012 p.3. Zgodność musi być przeprowadzona w każdej produkcji, gotowa mieszanka otrzymuje dokument zgodności z normą.
Specyfikacje
Materiał ma wiele odmian. Wyróżnia je skład i właściwości, jakie powinien posiadać beton hydrotechniczny. Specyfikacje zależą od marki i rodzaju składu. Główne z nich to wytrzymałość na ściskanie, zginanie osiowe, rozciąganie, mrozoodporność ihydrofobowość. Rozwiązanie robocze dobiera się zgodnie z całością tych wskaźników, ponieważ każda partia właściwości może się różnić, co jest nie do przyjęcia dla tego materiału.
Siła
Pierwszym i najważniejszym wskaźnikiem jest wielkość wytrzymałości na ściskanie, ponieważ większość konstrukcji podlega pionowemu obciążeniu siłą z kubatury budynku powyżej.
Wytrzymałość betonu określa się tworząc kostkę testową, a następnie testując ją pod ciśnieniem. Prototyp jest przechowywany od 28 do 180 dni, aby zyskać na sile. W przypadku materiału hydrotechnicznego kostkę podczas twardnienia umieszcza się w wodzie.
Testowanie jest przeprowadzane pod działaniem sił, aż do pojawienia się pęknięć.
Według wyników badania beton otrzymuje klasę od B3, 5 do B60. Najpopularniejsze typy to B10-B40.
Wytrzymałość na rozciąganie i zginanie
Konstrukcje, na które nie ma wpływu obciążenie pionowe, podlegają innym siłom, takim jak rozciąganie osiowe i zginanie. Aby zrozumieć, czy beton może wytrzymać takie odkształcenia, jest testowany w laboratorium. Klasa wytrzymałości na rozciąganie – Bt0, 4…4, 0.
Wodoodporny
Określono w warunkach laboratoryjnych na próbnych kostkach w tym samym wieku, co w pierwszym przypadku. Istotą testu jest stopniowe zwiększanie ciśnienia wody, aż przeniknie ona przez betonowy korpus. W rezultacie kamień otrzymuje znak wodoodporności W2-20.
Dla agresywnychwarunki wody morskiej, wysokie ciśnienie użyj betonu hydraulicznego nie niższego niż W4.
Odporność na mróz
W warunkach dużej wilgotności szczególną uwagę zwraca się na zmiany temperatury z możliwością krzepnięcia wody. Jak wiadomo, podczas rozszerzania ciecz krystalizuje i uszkadza materiały budowlane, do których udało jej się przeniknąć. Aby temu zapobiec w przypadku krytycznej struktury, w miejscu produkcji do roztworu dodawane są specjalne dodatki hydrauliczne i plastyfikatory, które zwiększają odporność betonu na twardnienie.
Klasa mrozoodporności F pokazuje, ile cykli całkowitego naprzemiennego zamrażania i rozmrażania może wytrzymać próbka betonu przy utracie wytrzymałości nie większej niż 15%. W przypadku mieszanki hydraulicznej testy przeprowadza się na wodzie z jej nagrzewaniem i zamienianiem się w lód.
Zgodnie z wynikami badań, betonowi hydrofobowemu przypisano klasę mrozoodporności F50-300.
Wymieszaj polepszacze
Wskaźniki wytrzymałości, wodoodporności i mrozoodporności są układane na etapie mieszania roztworu w fabryce. O szczególnych właściwościach betonu hydraulicznego decydują sole różnych metali i związki kompozytowe.
Modyfikatory dodatków są podzielone na 2 grupy.
Grupa I zmniejsza nasiąkliwość wodą do 5 razy w okresie utwardzenia projektu wynoszącym 28 dni. Wśród najczęściej używanych:
- Fenyloetoksysiloksan 113-63 (dawniej FES-50).
- glinometylokrzemian sodu AMSR-3 (Rosja).
- "Plastil" (Rosja).
- Hydrobeton (UE).
- Dodatek DM 2 (Niemcy).
- Liga Natriumoleat 90 (Rosja).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Szwajcaria).
II grupa jest słabsza (do 2-4,8 razy). Jego zastosowanie jest możliwe do mieszania betonu powierzchniowego:
- Polihydrosiloksany 136-157M (dawniej GKZH-94M) i 136-41 (dawniej GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Słowenia).
- Cementol E (Słowenia).
- Sikalit (Szwajcaria).
- Sikagard-700S (Szwajcaria).
III grupa nie jest używana do tworzenia betonu hydraulicznego. Dodatki zmniejszają wchłanianie wody nawet 2 razy.
Inne właściwości
Przy wyborze mieszanki roboczej brane są pod uwagę nie tylko główne właściwości betonu hydraulicznego, ale także jego inne parametry:
- Kwota skurczu.
- Odporność na odkształcenia.
- Stopień odporności na przepływ wody i ciśnienie pompowania.
Nie ma jednej recepty na beton hydrotechniczny: w każdym przypadku bierze się pod uwagę skład chemiczny wody, wielkość spadu i inne obciążenia. Zgodnie z wymaganiami stosuje się wypełniacze i dodatki, które mogą zapewnić niezawodne działanie przyszłego kamienia.
Aplikacja
Układanie roztworu pod warstwą wody to odpowiedzialne i trudne zadanie. Nalewa się go w dużych ilościach, aby zapobiec nierównomiernemu zestaleniu się i rozmyciu. Ze względu na specyfikę układania w korpusie struktury utwardzającej występują naprężenia termiczne i upadki, któremusi być uregulowany. Aby uniknąć przegrzania i przedwczesnego odkształcenia formy, do roztworu dodaje się plastyfikatory i specjalne rodzaje cementu:
- Pozzolanic.
- Żuż.
- Hydrofobiczny.
Do budowy konstrukcji przybrzeżnych używa się betonu hydraulicznego. Jego zastosowanie jest szeroko rozpowszechnione:
- Mosty, ich podpory i dźwigary.
- Układ wałów i murów wzmacniających wybrzeże, porty.
- Baseny, ich miski i okolice.
- Ściany studzienek kanalizacyjnych i szybów.
- Metro tunele.
- Konstrukcje techniczne: tamy, elektrownie wodne, falochrony.
W budownictwie mieszkaniowym beton hydrotechniczny niskich gatunków jest używany do wylewania fundamentów przy wysokim poziomie wód gruntowych lub ich znacznych różnicach podczas roztopów i ulewnych deszczów.
