Pentru structurile și structurile care vin în contact cu apa în diferite grade, este nevoie de un material special care să reziste la efectele agresive ale unui mediu lichid. Pentru construcția în astfel de condiții se folosește beton hidrotehnic. Are caracteristicile necesare pentru funcționarea în siguranță a instalației ridicate.
Definiție
Betonul hidrotehnic aparține categoriei de grele, este folosit pentru construcția de terasamente, poduri și alte structuri, părți din structurile cărora pe alocuri fie sunt complet scufundate în apă, fie au contact cu aceasta.
O caracteristică a materialului este capacitatea sa de a-și menține caracteristicile originale într-un mediu agresiv, fără a compromite calitatea și capacitatea portantă a elementului. Unele funcții, cum ar fi rezistența, în mediul aerian cresc în timp, cu condiția ca integritatea și structura pietrei să fie păstrate.
Clasificare
Există un anumit set de cerințe care trebuie să fieconform ingineriei hidraulice a betonului. GOST 26633-2012 „Beton greu și cu granulație fină. Specificații” reglementează calitatea componentelor care compun amestecul și proprietățile soluției finite. Documentul este de natură internațională, a fost adoptat de 8 țări.
Conform GOST, betonul hidraulic este împărțit în mai multe grupe în funcție de gradul de scufundare și de expunere la mediul acvatic:
- Surface.
- Sub apă.
- Pentru fluctuațiile nivelului apei.
În funcție de volumul structurii care se creează, materialul se împarte în:
- Masiv - forme complexe și dimensiuni mari ale elementului, însoțite de întărire neuniformă cu eliberare de căldură.
- Nemasivă - modele simple, cu dimensiuni mici.
Pe măsură ce se aplică forță obiectului întărit:
- Pentru sisteme presurizate.
- Pentru elemente fără presiune.
Clasificare suplimentară împarte locul de aplicare a betonului:
- Pentru structuri interne (sunt mai puțin predispuse la spălare, presiunea apei, dar trebuie să reziste la efectele statice).
- Pentru elemente și suprafețe exterioare (acestea sunt afectate de mișcarea activă a apei și de un fundal chimic schimbător).
Compoziția amestecului
Soluția trebuie să îndeplinească cerințele GOST pentru a obține o piatră de duritate, rezistență și siguranță suficientă. Toate componentele incluse în betonul hidrotehnic sunt supuse controlului calității. Compoziția amestecului:
- Componenta principală este liantul. Pentruefect rezistent la ape agresive, se foloseste ciment rezistent la sulfat. Pentru un nivel variabil de imersie se ia unul hidrofob sau cu includere de aditivi plastifianti. În alte cazuri, se utilizează ciment puzolanic, zgură sau Portland.
- Agregat fin - nisip de cuarț, crește rezistența betonului la apă. Nu trebuie să conțină impurități mici și resturi - în condiții umede, pornirea poate slăbi semnificativ materialul.
- Agregat grosier - pietriș și piatră zdrobită din roci sedimentare și magmatice. Aceasta se caracterizează prin hidrofobicitate ridicată, rezistență la îngheț. Fracția de pietre depinde de caracteristicile tehnice ale soluției de beton necesare funcționării în condiții specifice. Forma agregatului trebuie să fie voluminoasă și convexă, piatra zdrobită sau pietrișul are o rezistență mai mică.
- Aditivi - proprietăți amelioratoare ale soluției. Acestea măresc rezistența pietrei la temperaturi extreme, efectele agresive ale apei, reduc degajarea de căldură după cum este necesar și previn crăpăturile.
Proprietățile tuturor componentelor, parametrii acestora, formularea exactă a soluției sunt prescrise în GOST 26633-2012 p.3. Conformitatea trebuie efectuată în orice producție, amestecul finit primește un document de conformitate cu standardul.
Specificații
Materialul are multe varietăți. Ele se disting prin compoziția și proprietățile pe care ar trebui să le aibă betonul de inginerie hidraulică. Specificațiile depind de marcă și de tipul compoziției. Principalele sunt rezistența la compresiune, îndoirea axială, tensiunea, rezistența la îngheț șihidrofobicitate. Soluția de lucru este aleasă în funcție de totalitatea acestor indicatori, deoarece fiecare lot de proprietăți poate diferi, ceea ce este inacceptabil pentru acest material.
Forța
Primul și cel mai important indicator este cantitatea de rezistență la compresiune, deoarece majoritatea structurilor suferă o sarcină verticală de forță din volumul clădirii de deasupra.
Rezistența betonului este determinată prin crearea unui cub de testare și apoi testarea acestuia sub presiune. Prototipul este păstrat de la 28 la 180 de zile pentru a câștiga putere. În cazul materialului de inginerie hidraulică, cubul se pune în apă în timpul călirii.
Testarea se efectuează sub acțiunea forțelor până când apar fisuri.
Conform rezultatelor studiului, betonului i se acordă o clasă de la B3, 5 la B60. Cele mai comune tipuri sunt B10-B40.
Rezistența la tracțiune și la încovoiere
Structurile care nu sunt afectate de încărcarea verticală sunt supuse altor forțe, cum ar fi tensiunea axială și îndoirea. Pentru a înțelege dacă betonul poate rezista la astfel de deformații, acesta este testat în laborator. Gradul de rezistență la tracțiune – Bt0, 4…4, 0.
Rezistent la apă
Determinat în condiții de laborator pe cuburi de probă de aceeași vârstă ca în primul caz. Esența testului este de a crește treptat presiunea apei până când aceasta se infiltrează prin corpul de beton. Drept urmare, pietrei i se atribuie un punct de rezistență la apă W2-20.
Pentru agresivcondițiile apei de mare, în altă presiune utilizați beton hidraulic nu mai mic de W4.
Rezistență la îngheț
În condiții de umiditate ridicată se acordă o atenție deosebită modificărilor de temperatură cu posibilitatea solidificării apei. După cum știți, atunci când se extinde, lichidul cristalizează și deteriorează materialele de construcție în care a reușit să pătrundă. Pentru a preveni acest lucru cu o structură critică, la locul de producție se adaugă aditivi hidraulici speciali și plastifianți, care cresc rezistența betonului la întărire.
Gradul de rezistență la îngheț F arată câte cicluri de îngheț și dezgheț complet alternativ poate rezista o probă de beton cu o pierdere de rezistență de cel mult 15%. Pentru un amestec hidraulic, se efectuează teste pe apă cu încălzirea acesteia și transformându-se în gheață.
Conform rezultatelor studiului, betonului hidrofob i se atribuie un grad de rezistență la îngheț de F50-300.
Amelioratori ai amestecului
Indicatorii de rezistență, rezistență la apă și rezistență la îngheț sunt așezați în etapa de amestecare a soluției din fabrică. Proprietățile speciale ale betonului hidraulic sunt determinate de sărurile diferitelor metale și compuși compoziți.
Modificatorii aditivi sunt împărțiți în două grupuri.
Grupa I reduce absorbția de apă de până la 5 ori până la termenul de întărire de proiectare de 28 de zile. Printre cele mai utilizate:
- Feniletoxisiloxan 113-63 (fost FES-50).
- Aluminometilsiliconat de sodiu AMSR-3 (Rusia).
- „Plastil” (Rusia).
- Hidrobeton (UE).
- Supliment DM 2 (Germania).
- Liga Natriumoleat 90 (Rusia).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Elveția).
Grupul II este mai puțin puternic (de 2-4,8 ori). Aplicarea sa este posibilă pentru amestecarea betonului de suprafață:
- Polihidrosiloxani 136-157M (fostul GKZH-94M) și 136-41 (fostul GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Slovenia).
- Camentol E (Slovenia).
- Sikalite (Elveția).
- Sikagard-700S (Elveția).
Grupa III nu este utilizată pentru a crea beton hidraulic. Aditivii reduc absorbția de apă de până la 2 ori.
Alte proprietăți
La alegerea unui amestec de lucru se iau în considerare nu numai principalele caracteristici ale betonului hidraulic, ci și ceilalți parametri ai acestuia:
- Suma de contracție.
- Rezistența la deformare.
- Grad de rezistență la curgerea apei și la presiunea de pompare.
Nu există o singură rețetă pentru betonul hidrotehnic: în fiecare caz, se ia în considerare compoziția chimică a apei, mărimea înălțimii și alte sarcini. În conformitate cu cerințele, se folosesc materiale de umplutură și aditivi care pot asigura funcționarea fiabilă a viitoarei pietre.
Aplicație
Așezarea soluției sub stratul de apă este o sarcină responsabilă și dificilă. Se toarnă în volume mari pentru a preveni solidificarea neuniformă și încețoșarea. Datorită specificului așezării în corpul structurii de întărire, apar tensiuni termice și căderi, caretrebuie reglementat. Pentru a evita supraîncălzirea și deformarea prematură a matriței, la soluție se adaugă plastifianți și tipuri speciale de ciment:
- puzolanic.
- Zgură.
- Hidrofob.
Pentru construcția structurilor de coastă se folosește beton hidraulic. Utilizarea sa este larg răspândită:
- Poduri, suporturile și grinzile acestora.
- Amenajare terasamente și ziduri de întărire a litoralului, porturi.
- Piscine, bolurile acestora și zonele înconjurătoare.
- Pereți de puțuri și puțuri de canalizare.
- Tunele de metrou.
- Structuri tehnice: baraje, hidrocentrale, diguri.
În construcția caselor, betonul hidrotehnic de grad scăzut este folosit pentru turnarea fundației la un nivel ridicat de apă subterană sau la diferențele semnificative ale acesteia în timpul topirii zăpezii și ploilor abundente.
