Гидротехнический бетон — что это такое?

Гидротехнический бетон используют для сооружения конструкций в целом или их частей, находящихся либо постоянно в воде, либо периодически. К таким сооружениям относятся: гидроэлектростанции, плотины, каналы, туннели, насосные станции, дамбы, шлюзы и другие подобные конструкции. В индустриальном строительстве данный вид бетона применяют для строительства очистных сооружений, испарительных градирен при металлургических заводах; а в частном секторе его используют для обустройства подвалов и других строительных объектов, в которых стены и полы не должны пропускать влагу извне.

Что такое гидротехнический бетон

Данный вид строительного материала относится к тяжелым бетонам. Назначение бетона – обеспечение целостности конструкций, находящихся в обычной или морской водной среде. Поэтому, кроме высокой прочности и морозоустойчивости, бетон для гидротехнических сооружений должен обладать хорошей водонепроницаемостью и устойчивостью к довольно жесткому воздействию водной стихии.

По тому, в каких условиях бетон эксплуатируется, его подразделяют на:

• Подводный. Материал постоянно находится в воде, подвергаясь непосредственному контакту с жидкостью.
• Пребывающий в водной среде периодически. Материал находится над водой и не подвергается ее воздействию: он лишь омывается ею.
• Надводный.

В зависимости от предназначения объекта материал подразделяют на:

• Стандартный. Из бетона этого состава делают опоры, подвалы, перекрытия, блоки для фундаментов и другие конструкции бытового назначения.

• Водостойкий. Применяют при строительстве ГЭС, плотин, каналов, шлюзов и прочего.
• Специального назначения. Применяют при обустройстве автомобильных магистралей, взлетных полос для самолетов; укрытий для защиты от радиационного облучения.

На заметку! В районах Крайнего Севера чаще всего используют особо тяжелые бетоны, имеющие плотность свыше 2500 кг/м³ (для сравнения: плотность тяжелого составляет 2200÷2500 кг/м³).

Состав гидробетона

Портландцемент является основным компонентом гидротехнического бетона. В качестве наполнителей используют песок, щебень, а также гравий и крупную гальку. Помимо этого, в составе гидробетона имеются разнообразные добавки:

• Пластифицирующие. Они отличаются тем, что существенно повышают пластичность раствора. Присутствие данных пластификаторов ведет к уменьшению порообразования.
• Уплотняющие. К таким компонентам относятся неорганические соли металлов. Наиболее эффективной является нитрат кальция, при добавлении которого повышается водонепроницаемость и прочность.
• Воздухововлекающие. Их количество – не более 1% от общего веса.

Возможные компоненты гидробетона

В состав гидробетона может входить пластифицированный цемент, использование которого позволяет создать бетон с улучшенной герметизацией (особо водонепроницаемый) и повышенной морозостойкостью. При этом наблюдается уменьшение расхода бетонного раствора и выделения тепла в процессе отвердевания. Такой бетон применяют в районах с суровым климатом.

Вместо пластифицированного вяжущего компонента можно применять гидрофобный цемент, в состав которого входят специальные дополнительные составляющие, придающие порам материала водоотталкивающие качества.

Помимо двух первых вариантов возможно применение пуццоланового цемента, который обладает уникальной стойкостью к жесткому воздействию воды. Но этот цемент имеет один существенный минус: он недостаточно морозостоек. Подобный состав применяют редко: только при наличии очень агрессивной среды. Возможно использование шлакового цемента.

Самым идеальным наполнителем является природного происхождения промытый кварцевый песок (плотностью 2 т/м³). Использование щебня или гравия не возбраняется, но они должны иметь высокие технические характеристики.

Важно! С увеличением размера зерна (например, больше, чем 2 мм) происходит уменьшение уровня водостойкости.

Также на степень водостойкости влияет отношение пропорции воды и цемента в составе раствора: чем оно ниже, тем водонепроницаемость выше. Пластификаторы также способствуют тому, что смесь потребляет воды меньше.

Для лучшего уплотнения раствора используют сульфат алюминия и железа или нитрат кальция; а механического уплотнения добиваются, применяя вибрацию или прессование.

Требования, предъявляемые ГОСТом

Гидротехнический бетон отличается высокими нормативными требованиями не только к марке основной его составляющей, но и к разновидностям его добавок и наполнителей. Такие меры вполне оправданы, так как очень часто сооружения (например, ж/д мосты, автомобильные эстакады или опоры гидроэлектростанций), в строительстве которых используют подобный материал, относятся к категории стратегического назначения.

Согласно ГОСТу гидротехнический бетон должен отвечать следующим требованиям:

• до момента затвердевания материал должен иметь определенную степень подвижности, чтобы было возможно его перемешивать и производить укладку;
• в процессе затвердевания продукт не должен растрескиваться, расслаиваться и терять монолитность;
• иметь точные параметры времени отвердевания;
• точные пропорции составляющих в соответствии с определенным видом продукта.

К такому строительному материалу, как гидробетон, не зря предъявляют повышенные требования: аварийные ситуации при эксплуатации возведенных из него сооружений недопустимы.

Испытания и маркировка

Для проверки качества гидробетона его тестируют на:

• Прочность. В результате испытаний, в процессе которых испытуемый объект растягивают и сжимают на измерительных стендах, в материале не должны образовываться трещины. Самыми востребованные классы – В10÷В40.
• Морозостойкость. Продукт помещают на 28 дней в морозильную камеру с постоянно меняющейся температурой; количество циклов замораживания и размораживания фиксируют и по итогу классифицируют продукт с указанием количества полных циклов, перенесенных им без существенной потери своих свойств: F50÷F300 (максимум F400).

На заметку! Чаще всего в строительстве применяют следующие марки: F300, F200, F100, F50. Чтобы получить число циклов больше, чем 400, необходимо добавлять в состав продукта специальные добавки.

• Водонепроницаемость. Бетон погружают в воду с разным солевым и минеральным составом, там он остается в течение 180 дней, подвергаясь гидростатическому давлению. Затем, разрезав часть бетона, определяют уровень водонепроницаемости и присваивают материалу класс: W2÷W8 (используя специальные добавки можно довести до W12). Цифра в маркировке обозначает, что материал не пропускает воду при давлении 0,2 МПа, 0,4 МПа , 0,6 МПа и так далее.

На заметку! Присвоение материалу определенного класса или марки происходит исключительно на основе испытаний.

Достоинства и недостатки

К основным достоинствам гидробетона относятся следующие:

• идеальная устойчивость к воздействию влаги;
• невосприимчивость к резким перепадам температур ввиду того, что данный вид бетона поглощает мало влаги: следовательно, легче переносит промерзание;
• высокая прочность.

На заметку! Отличительной особенностью гидробетона является то, что срок его отвердевания составляет 60÷180 дней (по сравнению с обычным – 28). С одной стороны это хорошо, так как прочностные характеристики материала улучшаются, но с другой стороны увеличиваются сроки строительства (а точнее сроки ввода объекта в эксплуатацию).

К недостаткам относятся:

• высокая стоимость;
• специфические особенности монтажа.

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.

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.

Гидрофобный цемент — производство, свойства и применение

🕑 Время чтения: 1 минута

Как видно из названия цемента, гидро означает воду, а фобия означает сопротивление. Гидрофобный цемент получают путем измельчения портландцементного клинкера с пленкообразующим веществом, таким как олеиновая кислота, чтобы снизить скорость разрушения цемента при хранении в неблагоприятных условиях. Он также известен как гидрографический цемент .
В этой статье мы обсуждаем производство, свойства, использование, преимущества, недостатки и меры предосторожности гидрофобного цемента.

Рис. 1: Водостойкий бетон из гидрофобного цемента.

Содержание:

• Производство гидрофобного цемента
• Свойства гидрофобного цемента
• Использование гидрофобного цемента
• Преимущества гидрофобного Cement

. Гидрофобный цемент

Процесс производства этого специального цемента такой же, как и у портландцемента. Клинкеры, образующиеся при производстве цемента, измельчаются с водоотталкивающими пленочными веществами, такими как олеиновая кислота или стеариновая кислота. Эти химические вещества образуют слой на частице цемента и не позволяют воде смешиваться и запускать процесс гидратации на стадии транспортировки или хранения. В любом случае, в процессе смешивания из-за сильного перемешивания этот водоотталкивающий слой разрушается и происходит гидратация.

Свойства гидрофобного цемента

Таблица 1: Свойства гидрофобного цемента и их значения.

Свойства	Значение
Тонкость	350 м 2 /кг
Прочность
Лешателье (мм)	10 мм
Автоклав	0,8 %
Время установки
Исходная настройка	30 мин
Окончательная настройка	600мин
Прочность на сжатие
3 дня	16 МПа
7 дней	22 МПа
28 дней	30 МПа
Водопоглощение	0,3 – 1 %

Использование гидрофобного цемента

1. Используется при длительном хранении и в чрезвычайно влажных климатических условиях.
2. В основном используется при строительстве туннелей, поскольку подземный ремонт сложен и дорогостоящ.
3. Эти цементы применяются при строительстве плотин, водосбросов, подводных сооружений.
4. Используется в конструкциях, подверженных воздействию дождя или дождевых луж, таких как зеленые крыши, другие виды крыш, парковочные сооружения и площади.
5. Используется при работах с дренажными системами и колодцами.
6. Используется на водоочистных сооружениях, плотинах и подпорных стенах.
7. Он может исправить протекающие трубы и подвалы, не останавливая протечку.

Преимущества гидрофобного цемента

Основные преимущества гидрофобного цемента:

1. Обеспечить надежный ремонт, который прослужит долгие годы.
2. Прочность такая же, как у обычного цемента.
3. Быстро схватывается и затвердевает, обычно через три минуты после смешивания с водой.
4. Быстрое схватывание, быстрое затвердевание, поэтому его можно красить в течение одного часа после нанесения.

Недостатки гидрофобного цемента

К основным недостаткам гидрофобного цемента относятся:

1. Не работает на замерзших поверхностях.
2. Нельзя использовать при температуре ниже 40 градусов по Фаренгейту.
3. Этот цемент решает проблему протечек, но не решает проблемы, возникающие из-за конденсата.
4. Для использования этого типа цемента требуется квалифицированная рабочая сила и благоприятные климатические условия.
5. Цена высока, так как это очень дорого.

Меры предосторожности для здоровья и безопасности при работе с гидрофобным цементом

1. Избегайте вдыхания пыли.
2. Избегайте любого контакта с глазами или кожей.
3. Вдыхание кремнезема может вызвать проблемы с легкими, хотя нет никаких реальных доказательств того, что кремнезем является канцерогеном.
4. Рекомендуется использовать защитную одежду: перчатки или маску.

Почему гидрофобная пропитка важна для защиты бетона?

Дом Гражданские товары и услуги Бетон Почему гидрофобная пропитка важна для защиты бетона?

Гидрофобизатор защищает бетонную поверхность

Воздействие элементов окружающей среды может привести к попаданию воды, влаги, хлоридов и химикатов в бетон, что может привести к коррозии арматуры и потере несущей способности конструкции. Поэтому необходимо защищать бетонные конструкции от попадания таких элементов – а с помощью гидрофобной пропитки такие повреждения можно предотвратить.

Гидрофобизирующая пропитка применяется для защиты пористых бетонных поверхностей от проникновения влаги, сильного атмосферного воздействия и проникновения воды. Это, в свою очередь, способствует получению водоотталкивающей поверхности, которая не только не пропускает воду и тем самым предотвращает попадание агрессивных водорастворимых хлоридов и сульфатов, но и сводит к минимуму рост водорослей и мха.

Гидрофобизаторы доступны в виде пасты или жидкости и могут быть нанесены на бетонную поверхность с помощью валика. Поскольку он пропитывает бетонную поверхность, эстетический вид конструкции практически не изменяется. Гидрофобизаторы можно наносить на различные поверхности, такие как кирпичная кладка, бетон, природный камень и другие минеральные поверхности, как на горизонтальные, так и на вертикальные поверхности.

Emcephob SH — это готовая к использованию бесцветная гидрофобная пропитка со способностью глубокого проникновения. Он образует гидрофобную зону на поверхности бетона, что значительно снижает количество поглощаемой воды. В результате бетонная поверхность остается сухой и менее восприимчивой к последующим механизмам повреждения.

Свойства Emcephob SH

• Оптимальная защита фасадов и зон брызг от проливного дождя и атмосферной влаги за счет водоотталкивающего эффекта
• На водной основе, не содержит растворителей
• Поставляется в виде 1-компонентной, готовой к использованию консистенции
• Не закупоривает поверхностные поры и сохраняет исходную воздухопроницаемость бетона
• Водоотталкивающий эффект в сочетании с диффузией водяного пара позволяет внутренние поверхности должны оставаться сухими при любых погодных условиях
• Предотвращает повреждение кирпичной кладки, подвергающейся воздействию агрессивной атмосферы, особенно мороза
• Предотвращает появление высолов, ингибирует рост мха и грибка
• Действует в течение 2 часов после нанесения
• Эффект пропитки Emcephob SH не зависит от дождя
• Не меняет цвет и структуру обработанных поверхностей

С помощью гидрофобизирующих средств MC-Bauchemie вы можете защитить бетон, подвергающийся воздействию элементов окружающей среды.