Классификация и состав гидротехнического бетона

Технология гидротехнического бетона была прославлена первыми гидротехническими сооружениями СССР (Волховстроем и Днепростроем). После этого его использование началось в возведении гидротехнических и гидромелиоративных объектов и их частей, которые находились в воде либо постоянно, либо периодически. Многолетним опытом применения материала было доказано, что гидротехнические конструкции выполняют длительную службу, соответствуют требованиям прочности, водонепроницаемости и морозостойкости.

Гидротехнический бетон применяется в строительстве плотин, гидроэлектростанций, сооружений, которые контактируют с водой.

Виды растворов

Гидротехнических бетон служит при строительстве специфических объектов, таких как дамбы, пирсы, волнорезы, градирни, очистные сооружения, мосты.

Существует 3 вида:

• подводный, который постоянно находится в толще воды;
• пребывающий в зоне с периодическим изменением уровня воды;
• расположенный над водой, периодически омываемый ей.

По другой классификации он делится на массивный и не массивный, а также на материал служащий в бензонапорных или напорных конструкциях. Судя по сфере применения, существуют требования по водостойкости, водонепроницаемости (W), морозостойкости (F), прочности на сжатие (B) и растяжение, по ограниченному тепловыделению при твердении, деформативной способности, ограниченной усадочности, стойкости к истиранию насосами и водой.

Прочность, морозостойкость и водонепроницаемость

Классифицируют гидротехнический бетон исходя из показателей (коэффициентов) прочности на сжатие и способности противостоять растяжению. Чтобы определить прочность на сжатие, в продолжение 180 суток воздействуют на куб со стороной 15 см. Маркировка гидробетона начинается с В3,5 и заканчивается В80, но самым распространенным в строительстве стал ряд от В10 до В40.

Гидротехнический бетон делится на несколько категорий, в зависимости от климатических условий: умеренный, суровый и особо суровый.

С помощью прочности на растяжение исключается появление трещин. Испытание стандартных образцов начинается в возрасте от 180 дней. Возрастание класса идет от Bt0,8 до Bt3,2.

180-суточный гидробетон имеет 4 вида водонепроницаемости: W8, W6, W4, W2. Подвергнутый стандартным испытаниям материал должен выдерживать давление воды 0,8 МПа, 0,6 МПа, 0,4 МПа, 0,2 МПа. Разрабатываются специальные добавки, которые увеличивают водонепроницаемость выше W12.

Различный гидротехнический бетон может работать в умеренных, суровых и особо суровых климатических (погодных) условиях. Морозостойкий гидротехнический подразделяют на 5 марок: F300, F200, F150, F100, F50. С помощью специальных добавок морозостойкость может увеличиваться до F400 и выше. Номер марки устанавливается по числу циклов замерзания и оттаивания бетона с возрастом 28 дней, по истечении этого времени прозрачность должна снижаться не более чем на 25%. Морозостойкость необходима в тех конструкциях, на которые воздействует давление воды и отрицательные температуры.

Состав смеси

Для того чтобы приготовить гидробетонную смесь, следует использовать допустимое количество следующих видов цемента:

• портландцемент;
• пластифицированный (позволяющий получать морозостойкий и водонепроницаемый бетон при сокращении расхода цемента на 10%);
• гидрофобный;
• пуццолановый шлаковый (имеет большую химическую и физическую стойкость к пресным и минерализованным природным водам);
• сульфатостойкий (для применения в тяжелых условиях и агрессивных водах).

Расход цемента обеспечивает требуемую плотность бетона, присутствует в массивных и не массивных конструкциях в количестве, не превышающем 350-400 кг/м³. При укладке больших объемов смеси в сжатые сроки рекомендуется использовать цемент с заниженной теплотой гидратации, которая составляет менее 50 калорий за 3 дня и 60 калорий за 7 дней на 1 г цемента.

Для роли заполнителей гидробетонов оптимальным образом подходят кварцевые пески. Для роста водонепроницаемости увеличивается содержание песка. Гравий и щебень добываются из осадочных или изверженных пород, которые уже проверены на водонепроницаемость и морозостойкость.

Еще гидротехнический бетон содержит микронаполнители, которые служат для уменьшения количества израсходованного цемента, снижения объемных деформаций и тепловыделения, и, несмотря на все это, сохраняют подвижность и плотность. Для того чтобы усилить стойкость к морозу и водонепроницаемость, внедряются химические добавки (СДб, СНв супер пластификаторы или органоминеральные). Разрабатываются новейшие добавки, такие, как ЦМИД-4Ж, для конструкций, которые контактируют с водой для питья.