Hydrotechnický beton: vlastnosti, jakosti, složení, použití

Hydrotechnický beton je speciální kategorie stavebního materiálu, který se efektivně používá pro stavbu konstrukcí, které mají periodický nebo pravidelný kontakt s vodním prostředím.

Úroveň pevnosti, stupeň nasákavosti, odolnost vůči náhlým teplotním výkyvům – to je jen malý výčet hlavních vlastností a technických vlastností, na které je třeba klást zvláštní požadavky.

Tento druh materiálu se efektivně používá v celé řadě průmyslových odvětví inženýrské stavby (tyto typy konstrukcí jsou vhodné pro běžný beton i těžký beton) a průmyslové: mostní stavby, stavby přehrad a jezů, zakládání vodárenských zařízení, organizace nadvodních staveb.

Složení a klasifikace

Mezi hlavní požadavky na hydrobeton patří: vysoký stupeň hydroizolace v podmínkách prudkých teplotních výkyvů a dynamického zatížení.

To je důvod, proč betonová malta musí odpovídat současným stavebním předpisům a normám.

GOST 26633 – hlavní technický dokument, které je třeba dodržovat při přípravě betonové směsi. V této stejné normě naleznete také požadavky na složení.

Při přípravě vodostavebního betonu jsou zahrnuty následující hlavní složky:

1. Portlandský cement odolný proti síranům, který se používá jako pojivo. Tento komponent také zajišťuje odolnost konstrukce vůči agresivní vodě.
2. Křemenný písek, který působí jako jemné kamenivo. Tento sypký stavební materiál je speciálně navržen pro snížení rizika eroze betonu.

Důležité: křemičitý písek musí být kategorie nejvyšší kvality (nesmí obsahovat drobnou drť, štěrk ani jiné nečistoty). Přísně se nedoporučuje nahrazovat křemen říčním, mořským a zejména lomovým. Taková nedbalost může vést k porušení stability stavební konstrukce a jejímu úplnému zničení.

1. Sedimentární horniny (štěrk nebo drcený kámen), které působí jako hrubé kamenivo. Hlavní vlastnosti takové přísady jsou hydrofobnost a mrazuvzdornost. Zde je třeba věnovat zvláštní pozornost zrnitosti těchto materiálů, na které budou záviset fyzikální a mechanické vlastnosti malty.
2. Různé přísady používané ke zlepšení vlastností betonové směsi. Tyto komponenty zvyšují práh citlivosti na teplotní výkyvy, agresivní vliv vodního prostředí, zabraňují vzniku trhlin a zvyšují odolnost proti mechanické deformaci.

Receptura na přípravu, procentuální obsah konkrétní látky, základní parametry a vlastnosti odpovídající vodostavebnímu betonu jsou stanoveny v GOST 26633 (článek 3).

Požadavky, typy

S přihlédnutím k okolnostem a podmínkám použití musí jakosti takového betonu splňovat zvláštní požadavky na pevnost, voděodolnost a mrazuvzdornost. Dělí se na několik typů:

• pod vodou – je neustále pod vodou;
• pro variabilní vodní zóny;
• povrch;
• pravidelně omývat vodou.

Podle zrnitosti částic v kompozici může být jemnozrnný a odlévaný. Kromě výše uvedených typů existují betony používané v konstrukcích odolávajících tlaku vody a v netlakových konstrukcích a také masivní a nemasivní řešení. Podle uspořádání prvků z takového betonu v konstrukci je k dispozici pro vnější i vnitřní prostory.

Na tento stavební hydroizolační materiál existuje povinný seznam požadavků. Za prvé, voděodolnost (těsnění) je odolnost proti ničivým účinkům vody. Za druhé, nepropustnost vody. Jedná se o hodnotu nejvyššího tlaku kapaliny pro vsakování do betonu (od 2 do 8 hodin). Tento ukazatel je také posuzován na základě koeficientu filtrace. Zkušební roztok se uchovává po dobu 180 dnů.

Za třetí, mrazuvzdornost – ukazatel se skládá z počtu cyklů zmrazování/rozmrazování, během kterých beton ztratí 25 % své pevnosti. Hodnota mrazuvzdornosti je obvykle od 50 do 300 i více. V tomto případě je beton testován v mrazírenských zařízeních. Důležitá je také pevnost v tlaku, tahu a ohybu a nízké uvolňování tepla během sušení.

Další požadavky a vlastnosti: nízké smrštění, vysoká deformovatelnost, odolnost proti otěru vodou a drobnými částicemi. Všechny požadavky musí být přítomny v různém poměru v závislosti na podmínkách použití.

Hlavní technické vlastnosti hydrobetonů

Technické vlastnosti betonu budou záviset na jeho složení, vlastnostech a jakosti.

Mezi klíčové parametry a vlastnosti patří:

• hodnota pevnosti v tlaku nebo pevnosti v ohybu. Většina konstrukcí z vodostavebního betonu má značnou hmotnost, což má za následek zvýšení svislého silového zatížení. Proto je při sledování kvality produkce věnována primární pozornost tomuto základnímu ukazateli. Pevnost materiálu se testuje umístěním zkušebního vzorku (krychle betonu) do vody po dobu až 180 dnů. Na základě výsledků zkoušek je hydrobetonu přiřazena třída B3,5-B60 (nejoblíbenější řada v průmyslové a občanské výstavbě je od B10 do B40);
• pevnost v tlaku. U mnoha konstrukcí, které jsou méně vystaveny vertikálnímu zatížení, dochází k axiálnímu napětí. Zkouška odolnosti betonu proti osovému tahu se provádí v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků zkoušek je provedena klasifikace: „hydraulický beton třídy Bt0,4-4,0“;
• index vodotěsnosti. Stejně jako pevnost v tahu je odolnost vůči vodě testována v laboratoři. Zkouška se provádí v podmínkách pod vodou, kde se postupně zvyšuje tlak na zkušební vzorek až do jeho zničení. Hydraulický beton je označen symboly od W2 do W20.

Důležité: Pokud se plánuje použití konstrukce v podmínkách mořské vody, doporučuje se použít beton třídy W4 a vyšší;

• úroveň mrazuvzdornosti. S přihlédnutím k nepříznivým klimatickým faktorům tuzemských regionů je mrazuvzdornost téměř nejdůležitějším ukazatelem. Voda, která proniká do trhlin a zamrzá v nich, expanduje, čímž poškozuje pevnost betonové konstrukce. Úroveň mrazuvzdornosti (F) udává, kolika střídavým cyklům zmrazování a rozmrazování může materiál odolat se ztrátou pevnosti maximálně 15 %. Na základě výsledků studií mrazuvzdornosti lze betonu přiřadit třídu od F50 do F300.

Další pevnostní charakteristiky, odolnost proti vodě a mrazuvzdornost jsou dosaženy použitím speciálních přísad (zlepšováků roztoků).

Mezi tyto komponenty patří hydrobeton, methylsilikonát sodno-hlinitý, polyhydrosiloxan, fenylethoxysiloxan, Liga Natriumoleate a mnoho dalších.

Neméně důležité jsou provozní vlastnosti hotové konstrukce., z vodostavebného betonu (hodnota smrštění, odolnost proti vnějším mechanickým deformacím, odolnost proti tlaku čerpadla a průtoku vody).

Pokládka vodostavebního betonu

Zvažme proces instalace na příkladu konstrukce hydraulických konstrukcí. Hlavní problémy betonování vodních staveb:

• maximální rychlost práce s minimálním vstupem práce a náklady;
• ochrana proti zamrznutí při skladování v mrazu;
• masivnost konstrukce, tepelná a voděodolnost betonu.

Při pokládce betonu se používají tvárnice. Technologie:

• probíhá montáž bednění;
• příprava bloků;
• distribuce a hutnění betonové malty po bloku;
• vytvrzování;
• svlékání.

Podívejme se na proces podrobněji.

Montáž bednění

Při práci s vodostavebním betonem se používají následující typy bednění:

1. inventář velkoplošný (dřevěné, kovové, dřevokovové panely velkých rozměrů): konzola; konzolová dvouvrstvá;
2. inventární malý panel (malé dřevěné destičky);
3. trámy a desky;
4. kovová síť;
5. dřevěný;
6. trvalé železobetonové panely (nákladná metoda, která vyžaduje dodatečné náklady na stroje a zařízení). Vhodné pro vodní elektrárnu.

Typ bednění se plánuje ve fázi návrhu. Při výběru se zohledňuje druh práce, složení směsi a způsob betonáže. Volbou typu bednění lze výrazně urychlit práci a snížit mzdové náklady a naopak.

Příprava bloků

• na skalnatém základu;
• na betonovém podkladu.

Jedná se o velmi pracný proces, přičemž většina práce se provádí ručně. Rozložení a zhutnění betonové malty po bloku závisí na podmínkách konkrétního prostředí, technice ukládání betonu a rozměrech betonové konstrukce:

• Schéma pokládky vrstva po vrstvě. Beton se nanáší v tenkých vrstvách (do 0,5 m). Hutnění se provádí především ručními vibrátory.
• Stupňovité schéma pokládky. Směs se rozkládá v krocích (3-4 m) na celou výšku bloků. Hutnění se provádí pomocí vibračních vaků.
• Jednovrstvá – malta se pokládá na celou výšku tvárnice, nikoliv však stupňovitě. Hutnění probíhá ve dvou fázích – nejprve buldozery, poté vibračními pakety.

Při pokládce betonu hraje výběr správného zařízení velmi důležitou roli. Při nevhodném výkonu použitých mechanismů se výrazně snižuje kvalita betonové konstrukce.

Klady a zápory hydrobetonu

Zvýšená pevnost a odolnost proti vodě – hlavní a nepopiratelné výhody vodostavebního betonu.

Mezi další výhody, kterými se konstrukce z této kategorie stavebních materiálů může pochlubit, je třeba poznamenat:

• odolnost vůči extrémně nízkým a extrémně vysokým teplotám;
• pravděpodobnost tvorby trhlin je snížena na minimum;
• menší odvod tepla;
• možnost organizace stavebních konstrukcí v podmínkách pod vodou.

Pro společnosti specializující se na výstavbu konstrukcí z vodostavebního betonu je nutné konstatovat neuspokojivý fakt: náklady na takový materiál nejsou v žádném případě rozpočtové. Pro přepravu ve velkých objemech na velké vzdálenosti je navíc nutné najmout speciální techniku ​​nebo připravovat betonové směsi v blízkosti přepravovaného objektu, což je také velmi obtížné.