Гидробетон что это такое
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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:
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 Bt 0,4 — Bt 4 и берутся с шагом 0,2, они показывают образование трещины при растяжении конструкции. Аналогичные показатели на изгиб от Btb 0,4 — Btb 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:
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.
Описание гидробетона: что что такое гидротехнический бетон и его технические характеристики
Гидротехнический бетон – тяжёлый строительный материал, обладающий повышенной устойчивостью к воздействию внешних факторов. Его применяют для постройки и ремонта элементов, погруженных в воду. Несмотря на пористую поверхность, он выдерживает сильные статические и динамические нагрузки, обеспечивает высокую стойкость сооружений. Существует несколько видов гидробетона, они отличаются фракцией цемента в составе, дополнительными компонентами, техническими характеристиками и даже внешним видом. При выборе конкретной марки следует учитывать требования к возводимому объекту и особенности влагозащиты.
Что такое гидротехнический бетон и его технические характеристики
К гидробетону в строительстве относят тяжелые виды цементных растворов, обладающие высокой прочностью и устойчивостью. Основная особенность этого материала – возможность использования при возведении объектов, погруженных в морскую или пресную воду.
Область применения и его преимущества
Гидротехнический бетон используют для строительства подводных и надводных конструкций, включая плотины и дамбы. Кроме того, материал нашел широкое применение в возведении противорадиационных укрытий, взлетных полос, где требуется усиленная стойкость к внешним воздействиям. Достоинства:
Работа с гидробетоном требует не только определенных навыков, но и наличия специального оборудования. Подготовить большой объем раствора практически невозможно без производственной бетономешалки.
Водоустойчивый цемент обладает стойкостью к перепадам температур, выдерживает сильные морозы. Это свойство позволяет использовать его для строительства сооружений в условиях Крайнего Севера.
Действующие ГОСТ 26633 2015
Классификация
Состав и технические характеристики гидробетона отличаются в зависимости от целей строительства, эксплуатационных требований к объекту. В каждом случае следует ориентироваться на климатические условия в регионе, элементы конструкции – они могут быть тонкостенные, массивные или сборные. Про финишную и латексную шпаклевку Текс читайте тут.
Какие могут быть виды
Все виды гидротехнического бетона по нормативным документам принято разделять в зависимости от особенностей применения. Классификация цементных конструкций:
Технические характеристики раствора зависят от марки гидротехнического цемента, наличия специализированных компонентов в составе.
Маркировка W и классы
Прочность бетона, как и плотность цемента М500, определяется его классом. Для конструкций, контактирующих с водой, применяют цемент марки не выше В35. На материале всегда имеется маркировка, позволяющая определить основные свойства. Возможны следующие варианты:
Еще до начала строительства следует определиться с необходимым качеством цемента, чтобы заранее сформировать все нормативные акты в рамках проектной документации. Про керамический кирпич и камень по ГОСТу 530 читайте здесь.
Цементная основа имеет срок годности. При неправильном хранении даже у прочного гидробетона снижаются основные технические показатели.
Что добавляют для улучшения свойств
Физические свойства бетона определяются фракцией основных компонентов, а также наличием дополнительных компонентов. Для приготовления водоустойчивого цемента применяют следующие добавки:
На каждом виде гидробетона всегда указывают состав и процентное соотношение основных компонентов. Они должны соответствовать существующим нормативным требованиям.
Основные показатели соответствия
Гидротехнический бетон любой марки должен быть водостойким, обладать малым тепловыделением в процессе затвердевания. Важно, чтобы материал демонстрировал минимальную усадку и был стойким к стиранию. Технические требования к качеству:
Устойчивость к низким температурам является дополнительным требованием. Она определяется климатическими условиями в регионе, где планируется строительство объекта. Про террасную доску из лиственницы расскажет этот материал.
Что входит в состав и компоненты
Основными составляющими гидробетона являются цемент, песок и щебень. Их количество и фракция зависит от качества и маркировки материала. Дополнительные компоненты определяются требованиями к сооружению.
Портландцемент
Это вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, гипса и силиката кальция. Добавку используют для подготовки морозостойкого бетона, который будет часто контактировать с водой. Про размеры обыкновенного красного кирпича читайте по этой ссылке.
Сульфатостойкий
Разновидность гидротехнического бетона, применяемая при строительстве сооружений в жесткой воде. Материал имеет высокую стоимость, обладает повышенной устойчивостью к воздействию солей кальция.
Гидрофобные марки
Как правило, это бетон, содержащий добавки СДБ и СНВ, а также микронаполнители. Это позволяет использовать раствор, как фасадную шпаклевку для наружных работ, в условия агрессивной среды, при большом давлении.
Пуццолановый
В таком цементе увеличено количество шлакопесчаных компонентов. Это позволяет использовать материал в экстремальных условиях, для строительства элементов в жесткой и морской воде.
Вместо пуццоланового допустимо использовать белито-кремнезёмистый цемент. Благодаря наличию кремния в составе бетон может выдерживать воздействие агрессивной сульфатной среды, например, в нефтегазовых вышках.
Что важно учесть при изготовлении своими руками
Технология подготовки цементного раствора для строительства объектов в особых условиях практически не отличается от работы с обычными бетонными марками. На что обращать внимание при выборе водоцементного отношения:
Про финишную однокомпонентную шпаклевку для автомобиля узнайте в этой статье.
Рецепт приготовления: пропорции
Если вы планируете использовать гидротехнический бетон для возведения небольших сооружений, можно воспользоваться следующим рецептом:
Следует помнить, что тяжелые виды цемента быстро усаживаются, приобретая прочность и вязкость. Поэтому рекомендуется использовать бетономешалку для тщательного смешивания компонентов.
Марки
Для подготовки влагоустойчивого бетона важно грамотно подбирать марку цемента. От этого зависит скорость усадки, прочность и эксплуатационные характеристики конструкции.
В35 W12 F300
Гидротехнический бетон, рекомендуемый для строительства метро, плотин и дамб. Материал обладает высокой устойчивостью к температурным воздействием, воде. Не рекомендуется для возведения жилых домов и бытовых построек из-за высокой стоимости.
В25 М350
Пескоцементная смесь этой марки имеет повышенную водонепроницаемость (W8), а также морозостойкость в диапазоне F100-300. Относится к малоподвижным растворам, требуется наличие виброуплотнителя. Используется для фундаментов многоэтажных зданий, аэродромных полос, плит перекрытия и свай.
Видео
Про гидротехнический бетон смотрите в этом видео:
Гидротехнический бетон
Гидротехнический бетон – разновидность тяжелого бетона, используемая при создании строительных конструкций, постоянно или временно соприкасающихся с водой. В таком материале, наряду с прочностью на сжатие и растяжение, морозостойкостью, могут учитываться устойчивость к агрессивным жидким средам и количество тепла, выделяемое в процессе гидратации цемента. Условия, которым должен соответствовать гидротехнический бетон, изложены в ГОСТе 26633-2015.
Выбор бетонных смесей для разных условий эксплуатации
Гидротехнические сооружения – это плотины, гидростанции, набережные, то есть объекты, требующие большого количества бетона. Поэтому компоненты бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы они сочетали необходимые характеристики с невысокой стоимостью. Для удешевления гидротехнических объектов их разделяют на зоны – наружную, на которую непосредственно воздействует пресная, соленая вода или другие среды, и внутреннюю. Внешняя зона разделяется на три области: расположенную выше уровня воды, переменного уровня и подводную.
К гидротехническим бетонам, эксплуатируемым в разных условиях, предъявляются разные требования. Наружная зона, расположенная в зоне переменного уровня воды, является самой сложной. В этом месте постоянно влажный материал часто подвергается циклам замерзания/оттаивания. Такие условия присутствуют на водосливной грани плотин, причалов, пирсов, градирен. Материал для этой зоны должен быть очень плотным, прочным и морозостойким. Для его изготовления востребован сульфатостойкий цемент. В гидробетоне надводной области используют портландцемент с добавками или шлакопортландцемент.
Бетон, расположенный во внутренней зоне гидротехнического объекта, находится под защитой материала внешней области. Для такого гидробетона должно быть характерно небольшое количество тепла, выделяющегося при твердении смеси. Слишком активное тепловыделение приводит к неравномерному нагреву разных областей бетонного массива и, как следствие, появлению температурных трещин. Небольшое тепловыделение при твердении характерно для шлакопортландцемента и пуццоланового цемента, обладающих следующими преимуществами, по сравнению с портландцементом, – более низкой стоимостью и способностью противостоять выщелачиванию. Требования к техническим характеристикам гидробетона, используемого внутри гидротехнических конструкций, невысоки – достаточно класса прочности от В10.
Виды гидротехнических бетонов по техническим характеристикам
Подходящий стройматериал выбирают в соответствии с запланированными рабочими условиями. Основные характеристики: прочность, водонепроницаемость и устойчивость к циклическому замораживанию/оттаиванию. В соответствии со сферой использования к нему дополнительно могут предъявляться требования по: водопоглощению, линейной усадке, тепловыделению, устойчивости к появлению трещин, сопротивлению истиранию.
Стандартные сроки твердения тяжелого бетона для гидротехнических сооружений, принятые для определения его главных свойств:
Гидротехнические бетоны обычно имеют класс прочности на сжатие выше В10, его марку по водонепроницаемости назначают в соответствии с напорным градиентом и температурой эксплуатации.
| Температура воды, °C | Марка по водонепроницаемости в соответствии с градиентом напора | |||
| Менее 5 | 5-10 | 10-20 | 20-30 | |
| Ниже +10 | W2 | W4 | W6 | W8 |
| +10…+30 | W4 | W6 | W8 | W10 |
| Выше +30 | W6 | W8 | W10 | W12 |
Выбор марки морозостойкости в соответствии с запланированными погодными условиями, характерными для определенного региона:
Виды гидротехнических бетонов по составу
При производстве гидротехнических бетонных смесей используются следующие виды вяжущего:
В качестве крупных и мелких заполнителей в гидротехнических бетонных смесях используются материалы, соответствующие ГОСТу 26663-2012. Используемый песок, природный или искусственный, должен иметь крупность зерна 1,5-3,5 мм. Песок с размером зерен менее 2 мм используется в смесях с пластификаторами и суперпластификаторами.
Помимо цемента, щебня, песка и воды в бетон вводят добавки, придающие смеси и готовому продукту определенные свойства:
Где применяется гидротехнический бетон
Этот материал востребован в частной, но чаще – в промышленной строительной сфере. В частном домостроении его используют при строительстве на кислых грунтах и в регионах с высоко расположенными грунтовыми водами, суровым климатом, при обустройстве декоративных водоемов.
В промышленных масштабах этот материал необходим при возведении плотин, гидромелиоративных сооружений, портов, причалов, набережных, банковских хранилищ, бассейнов, фонтанов. ЖБИ из него используются для обустройства мостовых конструкций через плотины, сооружения машинных зданий ГЭС, каналов и судоходных шлюзов.
Применение гидротехнического бетона с особым составом: сооружение взлетных полос, автомагистралей, противорадиационных укрытий, объектов в северных регионах.
Преимущества и недостатки гидробетона
К минусам относятся:
Особенности изготовления гидротехнических бетонов
Гидротехнические бетонные смеси сложного состава обычно производят на бетонных заводах. При самостоятельном изготовлении такого материала необходимо соблюдать водоцементное соотношение, которое выбирают в зависимости от погодных условий.
| Климатические условия | Максимально допустимое водоцементное соотношение для бетонов в гидротехнических конструкциях с разными рабочими условиями | |||
| Немассивные ЖБК в воде: | Наружная зона массивных ЖБК в воде: | |||
| соленой | пресной | соленой | пресной | |
| В зоне переменного уровня воды: | ||||
| особо суровые | 0,42 | 0,47 | 0,45 | 0,48 |
| суровые | 0,45 | 0,5 | 0,47 | 0,52 |
| умеренные | 0,5 | 0,55 | 0,55 | 0,56 |
| В подводных местах строительных конструкций: | ||||
| напорных | 0,55 | 0,58 | 0,56 | 0,58 |
| безнапорных | 0,6 | 0,62 | 0,62 | 0,62 |
Вопросы-ответы
Высокоплотный кварцевый песок повышает гидроизоляционные характеристики и сопротивление механическим нагрузкам. При производстве бетонной смеси для гидротехнических ЖБК востребован чистый кварцевый песок с зерном не крупнее 2 мм. Присутствие примесей ухудшает его качественные характеристики. Другие разновидности песка снижают плотность и устойчивость к воде конечного продукта.
Эти микронаполнители позволяют сэкономить цемент, уменьшают выделение тепла при твердении цементного камня и объемную деформацию.
В ГОСТе 8736-2014 указано, что для определения наличия органических примесей используется колориметрическая проба. Песок обрабатывается раствором гидроксида натрия. Полученный в результате испытаний цвет раствора должен быть светлее или идентичен цвету эталона.