Гидротехнический бетон — состав, свойства и его применения
Гидротехнический бетон — популярный стройматериал, который применяется для строительства построек и конструкций, находящихся в воде. Такой материал полностью защищен от разрушительного воздействия воды, и прослужит очень долгое время.
Нужно отметить, что обычный бетон в этой ситуации будет разрушаться и деформироваться довольно быстро, и если часто меняется уровень воды и наблюдаются перепады температуры, то это ускоряет процесс. Именно потому нужен был специальный материал, и так создали гидротехнический бетон.
Характеристики материала
Гидротехнический бетонный состав позволяет получить для конструкций следующие характеристики:
• разные уровни водостойкости для разных ситуаций;
• прочность проверяют каждые полгода, чтобы убедитьсяв надежности конструкции;
• материал можно устанавливать в любой водной среде.
У наших специалистов по телефону во время консультации можно уточнить цену куба гидротехнического бетона, а также условия его приобретения.
Применение гидротехнического бетона
Такой материал применяют для возведения и укрепления мостов, градирни ТЭЦ или волнорезов. Также он используется для причалов и очистных конструкций дамбы. Можно использовать такой бетон в строительстве метро или при сооружении подвалов в жилых домах. Частное строительство редко использует такой материал, но это особенно актуально, если на строительной площадке грунтовые воды на небольшой глубине.
Разновидности
Существует всего три основных типа гидротехнического бетона. Они разделяются по уровню и продолжительности возможного контакта с водной средой:
• подводный для постоянного нахождения под водой без воздуха;
• состав, который позволяет периодическое погружение;
• надводный, который иногда может омываться водой.
Цена куба гидротехнического бетона напрямую зависит от того, какой был выбран его вид.
Состав гидробетонной смеси
Чтобы правильно приготовить такую смесь, требуется применять в соответствующих пропорциях портландцемент и пластифицированный состав, а также гидрофобный и сульфатостойкий цементы.
Для речных и морских вод также очень важно добавление пуццоланового шлакового цемента.
Главными свойствами такого бетонного состава можно назвать следующие характеристики:
1. Высокая прочность. Чтобы проверить образцы, которые были из гидротехнического бетона изготовлены, потребуется около 180 суток. При проведении испытания нужно обращать внимание на возможность появления трещин при контакте с водой. Самые распространенные для строительства классы данного бетона — B10-B40
2. Водонепроницаемость. Это также можно проверить только через 180 суток после изготовления конструкции. Бетон может удерживать не только воду, но и воду, которая поддается под сильным давлением. При этом по степени устойчивости разделяют 4 основных класса в итоге
3. Морозостойкость. Это показатель числа циклов замораживания и оттаивания, которые производятся с материалом поочередно. При строительстве уличных конструкций, где вода контактирует с ними при низких температурах в зимний период морозостойкость — важный параметр, поскольку без этого материал быстро разрушается зимой
Гидротехнический бетон — материал довольно сложный, и требует во время работы учитывать все особенности каждой из составляющих.
марки, состав, класс и характеристики бетона для гидротехнических сооружений
Гидротехнический бетон – строительный материал, используемый для сооружения конструкций, эксплуатируемых в условиях периодического или постоянного контакта с водой. Обладает высокой прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, устойчивостью к вымыванию из бетонного камня гидроксида кальция. Такой бетон востребован при строительстве дамб, шлюзов, насосных станций, туннелей метро, подвальных помещений, подземных хранилищ.
Виды гидротехнических бетонов и требования к ним
По условиям эксплуатации, для которых предназначен материал, разделяют гидротехнический бетон:
- Подводный.
Части конструкции постоянно находятся в контакте с водой. - Периодически контактирующий с водой. Находится над водой, периодически омывается.
- Наземный.
Части конструкции постоянно находятся в контакте с водой.В большинстве случаев гидротехнические бетоны используются при строительстве объектов стратегического назначения, поэтому их технические характеристики должны соответствовать самому высокому уровню. ГОСТ 26633-2014 и другие нормативы предъявляют высокие требования к соблюдению при производстве установленной рецептуры и точности параметров периода затвердевания.
Преимущества и недостатки гидротехнических бетонов
Широкое применение этого материала при строительстве ответственных объектов, подвергающихся воздействию влаги или напору воды, объясняется комплексом характеристик, среди которых:
- устойчивость к воздействию влаги;
- стойкость к резким температурным перепадам, из-за малого количества влаги такой бетон устойчив к циклам замерзания-оттаивания;
- высокая прочность.
К минусам относятся: высокая стоимость и особенности монтажа. Есть еще одна специфическая особенность материала, которая, с одной стороны, приводит к повышению прочности материала, с другой, – продлевает сроки строительства.
Таким свойством является длительный срок набора марочной прочности, составляющий 60-180 дней. У обычных бетонов стандартный срок твердения – 28 дней.
Состав гидротехнического бетона
Достижение высокой влагостойкости бетона – мероприятие комплексное, поскольку эту характеристику повышают несколькими способами – использованием особых цементов, подбором соответствующих мелких и крупных заполнителей, введением специальных добавок. Главная задача всех технологических приемов – получить материал с минимумом пустот, по которым может передвигаться влага.
Применяемые цементы
- Пластифицированный. Отличается особой водонепроницаемостью, высокой морозостойкостью. Применяется в регионах с суровым климатом.
- Гидрофобный. Содержит компоненты, придающие водоотталкивающие свойства.
- Пуццолановый. Устойчив к жесткой воде, недостаток – низкая морозостойкость. Применяется в условиях контакта с агрессивными средами.
Заполнители
Оптимальный вариант мелкого заполнителя – промытый кварцевый песок. Крупный заполнитель – щебень с высокими техническими характеристиками.
Добавки
- Пластифицирующие. Существенно повышают пластичность бетонной смеси, снижают количество пор во время твердения, уменьшают водопотребление.
- Уплотняющие. К таким компонентам относятся сульфат алюминия, сульфат железа, нитрат кальция, силикаты натрия и калия (жидкое стекло). Нитрат кальция – дешевая и эффективная добавка, повышающая водонепроницаемость и прочность. Существует и механический способ уплотнить смесь – применить глубинные вибраторы или виброплощадки.
- Набухающие. Такие добавки, к которым относится «спецглина», – бетонит, обычно используют метростроевцы.
- Гидрофобизирующие. К ним относятся олеат и абиетат натрия. Эффективно повышают водоотталкивающие свойства бетона кремнийорганические гидрофобизаторы, производимые по отечественным ГОСТам, – ГКЖ, АМСР. Такие добавки использовались при строительстве портовых сооружений Баренцева и Северного морей, ГЭС на северных реках, пусковых шахт для ракет. С помощью этих составов проводились ремонтные мероприятия в Петергофском дворце, Останкинской телебашне, на монументе «Родина Мать».
Совет! При выборе гидрофобизирующих добавок специалисты отдают предпочтение отечественным кремнийорганическим составам, доказавшим эффективность в ходе многолетней практики. Аналоги зарубежного производства могут не уступать по качеству, но при равной эффективности их стоимость будет гораздо выше.
Требования к долговечности бетона на основе ACI-318-19
🕑 Время чтения: 1 минута
ACI 318-19 устанавливает требования к долговечности бетона на основе категории и класса воздействия конструкции, в зависимости от грунта и погодных условий.
области. Каждая категория воздействия содержит различные классы воздействия.
Класс воздействия характеризует степень серьезности состояния окружающей среды. Если элемент конструкции попадает более чем в один класс воздействия, то для элемента используется самый суровый класс воздействия.
Класс воздействия влияет на пропорцию смеси, тип цемента и вяжущих материалов, а также процентное содержание химических добавок, таких как воздухововлекающие добавки.
Содержание:
- Типы категорий воздействия
- 1. Категория воздействия F
- 2. Категория воздействия S
- 3. Класс воздействия W
- 4. Категория воздействия C
- DURABE.
Типы
Категории воздействия ACI 318-19 представляет четыре различных категории воздействия, чтобы убедиться, что конструкция обладает достаточной прочностью и сопротивляемостью агрессивным элементам, которые могут возникнуть в течение срока службы конструкции.
Эти категории воздействия охватывают различные классы воздействия в зависимости от степени серьезности условий окружающей среды.
Эта категория воздействия относится к бетону, подвергаемому воздействию влаги и последовательному замораживанию и оттаиванию с использованием или без использования противогололедных химикатов. Существует четыре класса воздействия категории (F). В таблице 1 представлены различные классы воздействия и ситуации их воздействия.
Таблица 1 Категория экспозиции F бетона и его класса для воздействия
| Классы экспозиции | Условия воздействия | БЕЗОНА | F005411511511515151519151 | . циклы оттаивания|
| F1 | Бетон подвергается циклам замерзания-оттаивания при ограниченном воздействии воды | |||
| F2 | Бетон подвергается циклам замерзания-оттаивания при частом воздействии воды | |||
| F3 | Бетон, подверженный циклам замерзания и оттаивания с постоянным воздействием воды и воздействия противогололедных химикатов который содержит сульфат-ионы, способные растворяться в воде. Степень тяжести воздействия на бетон сульфатов составляют четыре класса, которые представлены в таблице 2.Таблица 2–) в воде, PPM | |||
| S0 | меньше, чем 0,10 | меньше 150 | ||
| S1 | Обычный или больше 0,10, но меньше, чем 0,2 | , или больше 150 бал. | ||
| S2 | равный или превышающий 0,2, но равный или меньший, чем 2 | , равный или превышающий 1500, но равный или ниже 10000 | ||
| S3 | больше 2 | больше 100009 | больше 2 | .0054 |
Эта категория воздействия относится к бетону, находящемуся в контакте с водой. It is divided into three classes, as presented in Table 3.
Table 3 Exposure Category W of Concrete and its Exposure Class
| Exposure classes | Conditions of exposure |
| W0 | Бетон сухой в эксплуатации |
| W1 | Бетон, контактирующий с водой, где не требуется низкая водопроницаемость. Элемент конструкции, который не требует низкой проницаемости и подвержен постоянным или случайным источникам воды или может поглощать воду из окружающих почв, подпадает под этот класс воздействия. |
| W2 | Бетон, контактирующий с водой, где требуется низкая водопроницаемость. Если проникновение воды в бетон снижает эксплуатационные характеристики или долговечность, то конструктивный элемент относится к этому классу W2. |
Эта категория относится к ненапряженному и предварительно напряженному бетону, подвергающемуся воздействию ситуаций, требующих дополнительной защиты для предотвращения коррозии арматуры. Степень жесткости состояния создает три класса в пределах категории воздействия С (защита от коррозии арматуры), как показано в Таблице 4.0030
| Классы воздействия | Условия воздействия |
| C0 | Бетон, защищенный от влаги или сухой в эксплуатации. |
| C1 | Бетон контактирует с влагой, но внешний источник хлоридов не достигает его. |
| C2 | Бетон, подверженный воздействию влаги и внешнего источника хлоридов, такого как противогололедные химикаты, соль, солоноватая вода, морская вода или брызги из этих источников. |
Требования к долговечности на основе класса воздействия
Конкретный класс воздействия на структуру бетона может определять несколько аспектов бетона, например, пропорцию смеси, прочность, добавление минералов и химических веществ. примесь.
Требования к долговечности бетона требуют низкого отношения воды к цементу и добавления вяжущих материалов, например, микрокремнезема, летучей золы и молотого гранулированного доменного шлака для уменьшения проникновения воды в бетон. В таблице 5 представлены различные вяжущие материалы, способные выдерживать воздействие сульфатов.
Иногда класс воздействия бетона диктует его прочность, чтобы убедиться, что элементы конструкции имеют достаточную прочность и устойчивость к агрессивным элементам, как показано в таблице 6. для повышения устойчивости к замерзанию и оттаиванию, Таблица 7.
Таблица 5 Выбор вяжущих материалов в зависимости от требований к воздействию бетонной конструкции
| Exposure Class | Cement Types Defined in ASTM C 150 | Cement Types Defined in ASTM C 595 | Cement Types Defined in ASTM C 1157 |
| S1 | II | Types with (MS) Designation | MS |
| S2 | V | Types with (HS) Designation | HS |
| S3, option 1 | V plus pozzolan or slag cement | Types with (HS) Designation plus, pozzolan или шлакоцемент | HS plus pozzolan or slag cement |
| S3, option 4 | V | Types with (HS) Designation | HS |
Note:
- ASTM C150 provides the composition of type II и В цемент. Они подходят для умеренной сульфатостойкости и высокой сульфатостойкости соответственно.
- Различные типы цемента, определенные в ASTM C 595 и используемые для целей сульфатостойкости, включают доменный шлаковый портландцемент (IS), портландцемент-пуццолан (IP), портландцемент-известняк (IL) и трехкомпонентный смешанный цемент (IT). ).
- Различные типы цемента, определенные в ASTM C 1157 и используемые по причинам сульфатостойкости: средняя сульфатостойкость (MH) и высокая сульфатостойкость (HS)
Они подходят для умеренной сульфатостойкости и высокой сульфатостойкости соответственно.Класс выдержки
| Класс выдержки | Соотношение воды и вяжущих материалов, % | Минимальная прочность бетона, МПа |
| F0 | — | 17 |
| F1 | 0.55 | 24 |
| F2 | 0.45 | 31 |
| F3 | 0.40 | 35 |
| S0 | — | 17 |
| S1 | 0. 50 | 28 |
| S2 | 0.45 | 31 |
| S3, option 1 | 0.45 | 31 |
| S3, option 2 | 0.40 | 35 |
| W0 | — | 17 |
| W1 | — | 17 |
| W2 | 0.50 | 28 |
| C0 | — | 17 |
| C1 | — | 17 |
| C2 | 0.40 | 35 |
Таблица 7 Общее содержание воздуха для бетона, подвергающихся воздействию циклов замораживания и оттаивания
| Номинальный максимальный размер агрегата, MM | Содержание целевого воздуха, % | % | Целевой воздух, % | % | . |
| — | F1 | F2 and F3 | |||
9. 5 | 6.0 | 7.5 | |||
| 12.5 | 5.5 | 7.0 | |||
| 19 | 5.0 | 6.0 | |||
| 25 | 4.5 | 6.0 | |||
| 37.5 | 4.5 | 5.5 | |||
| 50 | 4.0 | 5.0 | |||
| 75 | 3,5 | 4,5 |
Читать Больше:
0003
5 способов воздействия воды на бетонные конструкции
Перейти к основному содержанию
Сара КоуллСара Коулл
Специалист по маркетингу, коммуникациям и дизайну
Опубликовано 27 апреля 2016 г.
+ Подписаться
Любая бетонная конструкция, находящаяся в непосредственной близости от воды, подвергается множеству процессов сокращения жизни. Железобетонная инфраструктура, находящаяся в морской среде, обычно сталкивается с сокращением срока службы из-за воздействия экстремальных условий окружающей среды, которые позволяют воде и содержащимся в воде хлоридам проникать через бетон к арматурной стали. Этот контакт приводит к коррозии и обширному растрескиванию, что приводит к преждевременному износу.
Чтобы гарантировать, что срок службы бетонной конструкции не сократится из-за воздействия воды, необходимо принять меры для ее защиты. Первым шагом является понимание того, как вода повреждает бетон.
1. Коррозия стальной арматуры Для возникновения коррозии в железобетоне необходимы три основных компонента: электролит для переноса ионов (вода), проводник для переноса электронов (стальная арматура) и кислород.
Устранение одного из вышеперечисленных уменьшит повреждения, вызванные коррозией. Вот почему в сухом бетоне нет коррозии; кроме того, именно поэтому важно иметь бетон с низкой проницаемостью, чтобы предотвратить движение воды и вредных химических веществ в растворе от достижения стальной арматуры.
В общем и целом, бетон отлично подходит для арматуры. Из-за высокой щелочности бетона стальная арматура образует пассивный слой, который обеспечивает защитный барьер для стали. В этом состоянии бетон обычно обеспечивает превосходную защиту от коррозии арматурной стали.
Однако со временем пассивный слой может разрушиться из-за атмосферного углекислого газа, вызывающего карбонизацию, которая снижает рН бетона и дестабилизирует пассивный слой. Однако карбонизация — это медленный процесс, и общая скорость зависит от плотности бетона и влажности окружающей среды. Прочный бетон с низкой проницаемостью может снизить скорость карбонизации в дополнение к замедлению скорости проникновения воды, необходимой для возникновения коррозии.
Бетон низкого качества имеет более связанные поры и более крупные капилляры, что повышает возможность проникновения вредных веществ в бетон. Такие вещества, как хлориды, могут проникать в бетон через сеть пор, что приводит к разрушению пассивного защитного слоя вокруг арматуры. Без пассивной пленки оксида железа, защищающей сталь, коррозия может начаться с гораздо большей скоростью.
3. Сульфатное воздействиеНаиболее распространенным типом сульфатного воздействия является внешнее воздействие, при котором вода, содержащая растворенный сульфат, проникает в бетон. Обычно это результат высокого содержания сульфатов в почве и грунтовых водах, но также может быть вызван загрязнением атмосферных или промышленных вод, бактериями в канализации или даже обычной морской водой.
Сульфат обычно изменяет состав и микроструктуру бетона и приводит к:
- Обширному растрескиванию
- Расширение
- Потеря связи между цементным тестом и заполнителем
Реакция щелочных заполнителей (AAR) Иногда некоторые заполнители могут реагировать с гидроксидами щелочных металлов в бетоне, вызывая медленное разрушение бетона из-за расширения и растрескивания. Эти микротрещины, которые развиваются, являются приглашением для воды вызвать коррозию арматуры даже в конструкциях выше уровня грунта.
Существуют две формы щелочно-агрегатной реакции: щелочно-кремнеземная реакция (ASR) и щелочно-карбонатная реакция (ACR). ASR является более опасным типом реакции, поскольку чаще встречаются агрегаты, содержащие реакционноспособные материалы кремнезема, а последний, ACR, встречается относительно редко.
При использовании ASR кремнезем в этих заполнителях реагирует с гидроксидом щелочного металла в бетоне и образует гель, который набухает, поглощая воду из окружающего цементного теста или любую воду, которая попадает в бетон. Поскольку гель поглощает больше влаги, эффект набухания может привести к долгосрочному повреждению бетона, вызывая расширяющееся давление.
Растрескивание часто является индикатором наличия ASR, при этом растрескивание часто происходит в местах с частым поступлением воды или влаги.
Замораживание/оттаивание может привести к ухудшению состояния бетона без воздухововлечения. Когда вода превращается в лед, она занимает на 9% больше объема, чем вода. При отсутствии свободного места для такого увеличения объема замерзание может повредить бетон, что приведет к микротрещинам. Затем оттаивание позволит воде проникнуть через трещины, и с каждым циклом замораживания/оттаивания количество и размер микротрещин будут увеличиваться, что приведет к большему повреждению бетона.
Некоторыми заметными признаками повреждений от замерзания/оттаивания являются отслоение и образование накипи на поверхности бетона, параллельное растрескивание поверхности или обнажение заполнителя.
Защищая бетон от воды, можно исключить повреждения конструкции в целом – от коррозии, замерзания и других воздействий воды.