Konstrukcijām un konstrukcijām, kas dažādās pakāpēs nonāk saskarē ar ūdeni, ir nepieciešams īpašs materiāls, kas spēj izturēt šķidras vides agresīvo iedarbību. Būvniecībai šādos apstākļos tiek izmantots hidrotehniskais betons. Tam ir nepieciešamie parametri, lai droši ekspluatētu uzcelto objektu.
Definīcija
Hidrotehniskais betons pieder pie smagās kategorijas, to izmanto uzbērumu, tiltu un citu konstrukciju celtniecībai, kuru konstrukciju daļas vietām ir vai nu pilnībā iegremdētas ūdenī, vai arī saskaras ar to.
Materiāla iezīme ir tā spēja saglabāt sākotnējās īpašības agresīvā vidē, neapdraudot elementa kvalitāti un nestspēju. Dažas funkcijas, piemēram, izturība, gaisa vidē laika gaitā palielinās, ja tiek saglabāta akmens integritāte un struktūra.
Klasifikācija
Ir noteikts prasību kopums, kam ir jābūtatbilst betona hidrotehnikai. GOST 26633-2012 “Smags un smalkgraudains betons. Specifikācijas” regulē maisījumu veidojošo komponentu kvalitāti un gatavā šķīduma īpašības. Dokumentam ir starptautisks raksturs, to pieņēma 8 valstis.
Saskaņā ar GOST hidrauliskais betons ir sadalīts vairākās grupās pēc iegremdēšanas pakāpes un iedarbības uz ūdens vidi:
- Surface.
- Zemūdens.
- Svārstīgam ūdens līmenim.
Atbilstoši veidojamās struktūras apjomam materiāls tiek sadalīts:
- Masīvs - sarežģītas formas un lieli elementa izmēri, ko pavada nevienmērīga sacietēšana ar siltuma izdalīšanos.
- Nemasīvs - vienkāršs dizains ar maziem izmēriem.
Kad spēks tiek pielikts rūdītajam objektam:
- Spiediena sistēmām.
- Nespiediena elementiem.
Papildu klasifikācija dalās betona lietošanas vietā:
- Iekšējām konstrukcijām (tās ir mazāk pakļautas izskalošanai, ūdens spiedienam, bet tām ir jāiztur statiski efekti).
- Ārējiem elementiem un virsmām (tādas ietekmē aktīva ūdens kustība un mainīgs ķīmiskais fons).
Maisījuma sastāvs
Risinājumam jāatbilst GOST prasībām, lai iegūtu pietiekamas cietības, stiprības un drošības akmeni. Visas hidrotehniskajā betonā iekļautās sastāvdaļas tiek pakļautas kvalitātes kontrolei. Maisījuma sastāvs:
- Galvenā sastāvdaļa ir saistviela. Priekšiedarbība izturīgs pret agresīviem ūdeņiem, tiek izmantots sulfātu izturīgs cements. Mainīgam iegremdēšanas līmenim tiek ņemts hidrofobs vai ar plastifikējošu piedevu iekļaušanu. Citos gadījumos izmanto pucolānu, izdedžus vai portlandcementu.
- Smalks pildviela - kvarca smiltis, tas palielina betona izturību pret ūdeni. Tajā nedrīkst būt nelieli piemaisījumi un gruveši - slapjos apstākļos ieslēgšana var ievērojami vājināt materiālu.
- Rupji pildviela - grants un šķembas no nogulumiežiem un magmatiskajiem iežiem. Tam raksturīga augsta hidrofobitāte, salizturība. Akmeņu frakcija ir atkarīga no betona šķīduma tehniskajām īpašībām, kas nepieciešamas darbībai konkrētos apstākļos. Minerālmateriāla formai jābūt apjomīgai un izliektai, šķembām vai grants stiprībai ir mazāka izturība.
- Piedevas - šķīduma īpašību uzlabotāji. Tie palielina akmens izturību pret temperatūras galējībām, ūdens agresīvo iedarbību, samazina siltuma izdalīšanos pēc vajadzības un novērš plaisas.
Visu komponentu īpašības, to parametri, precīzs šķīduma sastāvs ir noteikts GOST 26633-2012 3. lpp. Atbilstība ir jāveic jebkurā ražošanā, gatavais maisījums saņem dokumentu par atbilstību standartam.
Specifikācijas
Materiālam ir daudz šķirņu. Tie atšķiras ar sastāvu un īpašībām, kurām vajadzētu būt hidrotehniskajam betonam. Specifikācijas ir atkarīgas no zīmola un kompozīcijas veida. Galvenie no tiem ir spiedes stiprība, aksiālā liece, spriedze, salizturība unhidrofobitāte. Darba risinājums tiek izvēlēts atbilstoši šo rādītāju kopumam, jo katra īpašību partija var atšķirties, kas šim materiālam ir nepieņemami.
Spēks
Pirmais un vissvarīgākais rādītājs ir spiedes stiprības lielums, jo lielākā daļa konstrukciju saskaras ar spēku vertikālu slodzi no augšā esošās ēkas tilpuma.
Betona stiprību nosaka, izveidojot testa kubu un pēc tam pārbaudot to zem spiediena. Prototips tiek glabāts no 28 līdz 180 dienām, lai iegūtu spēku. Hidrauliskās inženierijas materiāla gadījumā kubu rūdīšanas laikā ievieto ūdenī.
Pārbaude tiek veikta, iedarbojoties spēkiem, līdz parādās plaisas.
Saskaņā ar pētījuma rezultātiem betonam tiek piešķirta klase no B3, 5 līdz B60. Visizplatītākie veidi ir B10-B40.
Stiepes un lieces izturība
Struktūras, kuras neietekmē vertikālā slodze, ir pakļautas citiem spēkiem, piemēram, aksiālajai spriedzei un liecei. Lai saprastu, vai betons var izturēt šādas deformācijas, tas tiek pārbaudīts laboratorijā. Stiepes izturības pakāpe – Bt0, 4…4, 0.
Ūdensizturīgs
Noteikts laboratorijas apstākļos uz tāda paša vecuma paraugu kubiem kā pirmajā gadījumā. Pārbaudes būtība ir pakāpeniski palielināt ūdens spiedienu, līdz tas izsūcas caur betona korpusu. Rezultātā akmenim tiek piešķirta W2-20 ūdensizturības zīme.
Agresīvamjūras ūdens apstākļi, augstspiediena izmantošana hidrauliskais betons nav zemāks par W4.
Sala izturība
Paaugstināta mitruma apstākļos īpaša uzmanība tiek pievērsta temperatūras izmaiņām ar ūdens sacietēšanas iespēju. Kā zināms, paplašinoties, šķidrums kristalizējas un bojā būvmateriālus, kuros tam izdevās iekļūt. Lai tas nenotiktu ar kritisku struktūru, ražošanas vietā šķīdumam pievieno speciālas hidrauliskās piedevas un plastifikatorus, kas palielina betona izturību pret sacietēšanu.
Sala izturības pakāpe F parāda, cik pilnīgas alternatīvas sasaldēšanas un atkausēšanas ciklus betona paraugs var izturēt ar stiprības zudumu ne vairāk kā 15%. Hidrauliskajam maisījumam testus veic ar ūdeni, kas uzkarst un pārvēršas ledū.
Saskaņā ar pētījuma rezultātiem hidrofobajam betonam tiek piešķirta salizturības pakāpe F50-300.
Sajaukumu uzlabotāji
Stiprības, ūdensizturības un salizturības rādītāji tiek uzlikti šķīduma sajaukšanas stadijā rūpnīcā. Hidrauliskā betona īpašās īpašības nosaka dažādu metālu sāļi un kompozītmateriāli.
Piedevu modifikatori ir sadalīti 2 grupās.
I grupa samazina ūdens uzsūkšanos līdz 5 reizēm līdz 28 dienu dizaina sacietēšanas termiņam. Viens no visbiežāk izmantotajiem:
- Phenylethoxysiloxane 113-63 (agrāk FES-50).
- Nātrija aluminometilsilikonāts AMSR-3 (Krievija).
- "Plastil" (Krievija).
- Hidrobetons (ES).
- Papildinājums DM 2 (Vācija).
- Liga Natriumoleat 90 (Krievija).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Šveice).
II grupa ir mazāk spēcīga (līdz 2-4,8 reizēm). Tās pielietojums ir iespējams virsmas betona sajaukšanai:
- Polihidrosiloksāni 136-157M (bijušais GKZH-94M) un 136-41 (bijušais GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Slovēnija).
- Cementol E (Slovēnija).
- Sikalite (Šveice).
- Sikagard-700S (Šveice).
III grupa netiek izmantota hidrauliskā betona izveidošanai. Piedevas samazina ūdens uzsūkšanos līdz pat 2 reizēm.
Citi īpašumi
Izvēloties darba maisījumu, tiek ņemtas vērā ne tikai hidrauliskā betona galvenās īpašības, bet arī citi tā parametri:
- Saraušanās apjoms.
- Izturība pret deformāciju.
- Izturības pakāpe pret ūdens plūsmu un sūknēšanas spiedienu.
Hidrotehniskajam betonam nav vienas receptes: katrā gadījumā tiek ņemts vērā ūdens ķīmiskais sastāvs, galvas lielums un citas slodzes. Atbilstoši prasībām tiek izmantotas pildvielas un piedevas, kas var nodrošināt topošā akmens drošu darbību.
Pieteikums
Šķīduma ieklāšana zem ūdens slāņa ir atbildīgs un grūts uzdevums. To ielej lielos daudzumos, lai novērstu nevienmērīgu sacietēšanu un izplūšanu. Pateicoties ieklāšanas specifikai cietinātās struktūras korpusā, rodas termiskie spriegumi un kritumi, kasir jāregulē. Lai izvairītos no veidnes pārkaršanas un priekšlaicīgas deformācijas, šķīdumam pievieno plastifikatorus un īpašus cementa veidus:
- Pozolanic.
- Izdedži.
- Hidrofobija.
Piekrastes būvju izbūvei tiek izmantots hidrauliskais betons. Tā lietošana ir plaši izplatīta:
- Tilti, to balsti un sijas.
- Krastu, ostu nostiprināšanas uzbērumu un sienu sakārtošana.
- Baseini, to bļodas un apkārtējās teritorijas.
- Kanalizācijas aku un šahtu sienas.
- Metro tuneļi.
- Tehniskās būves: dambji, hidroelektrostacijas, viļņlauži.
Māju būvniecībā izmanto zemas kvalitātes hidrotehnisko betonu, lai ielietu pamatu augstā gruntsūdeņu līmenī vai tā būtiskās atšķirības sniega kušanas un stipru lietusgāžu laikā.
