Особенности гидротехнического бетона

Для сооружения бассейнов, плотин, колодцев, иных гидротехнических сооружений необходим бетон, имеющий высокий коэффициент водонепроницаемости. Какая марка продукции используется в этом случае? Можно ли приготовить бетон гидротехнический самостоятельно? Какой состав у материала? Об этом вы прочитаете в статье.

Чем гидротехнический бетон отличается от обычного?

Гидротехнический бетон представляет собой разновидность тяжёлого материала, применяющегося для сооружений частей или цельных конструкций, контактирующих с водой или постоянно в ней находящихся. К подобной продукции предъявляются дополнительные требования, связанные с высоким уровнем водонепроницаемости, морозоустойчивости, прочности на сжатие и растяжение.

В большинстве случаев для частного и промышленного строительства используются бетоны марок М300-М450. Исключение составляют объекты специального назначения, связанные с военной сферой, возведением атомных электростанций и иных построек наземного и подземного расположения.

Существует несколько разновидностей гидротехнического бетона, предопределяемых спецификой назначения и текущим составом смеси, включением в неё разнообразных добавок по мере необходимости. Продукция различается:

• По частоте контакта с водой. Надводная, периодически омываемая водой и подводная.
• По расположению. Внутренняя и наружная.
• По характеру физического воздействия. Безнапорная и напорная.
• По структуре частиц. Мелкозернистая и литая.

Специфика компонентов гидротехнического бетона

Ключевую роль в обеспечении номинальных характеристик бетонной смеси и приобретении нею гидроизоляционных свойств играют компоненты материала – цемент, песок, щебень, добавки.

Цемент

Для создания гидротехнического бетона используется цемент марки М500 и выше. Конкретный его тип зависит от назначения гидробетона:

• Подводная конструкция – шлакопортландцемент и пуццолановый цемент.
• Надводная конструкция – быстротвердеющий портландцемент.
• Конструкция, периодически контактирующая с водой – сульфатостойкий цемент.

Песок

В продукции используется мелкозернистый наполнитель речной природы с фракцией 0,8-1,8 миллиметров. Допустимая концентрация примесей (глины, пыли) – 3-4 процента.

Перед применением, песок промывается и просеивается. Необходимая влажность при смешивании с цементом и добавками – 2,5-3,5 процента.

Щебень

Конкретный тип крупнозернистого заполнителя выбирается в зависимости от назначения и специфики конструкции. Для надводных строений и объектов, имеющих нерегулярный контакт с водой, используется дробленый гравийный щебень фракции 10-20 миллиметров.

Если бетон омывается водой регулярно или погружен в неё, то эффективным решением является применение гранитного кубического щебня фракций 20-40 миллиметров для обычных конструкций и 40-120 миллиметров для фундаментальных многометровых крупнотолщинных структур.

Добавки

Для улучшения базовых технико-эксплуатационных свойств гидротехнического бетона в контексте защиты от влаги используются добавки, вносимые на этапе замешивания раствора. Возможные варианты:

• Пластификаторы. Улучшают эластичность массы, усиливают сцепление с армированными поверхностями, повышают коэффициент морозостойкости и водонепроницаемости после окаменение материала.
• Гидроизоляционные присадки. Дополнительно повышают водонепроницаемость структуры продукции путем внесения в неё гидрофобных веществ – силиконовых жидкостей, щелочных солей высших кислот.
• Ускорители и замедлители твердения. Модифицирует скорость затвердевания пластичной массы, чем предопределяют оптимизированный набор смесью номинальных характеристик.
• Расширители. Снижают степень усадки, заполняют образующиеся трещины и поры материала. Типичные вещества – нитраты и нитриты натрия, соли хлорного железа, силикаты калия.

При необходимости, применяются иные виды добавок:

• Противоморозные присадки. Противодействуют замерзанию воды в растворе при отрицательных температурах окружающей среды.
• Влагоудерживатели. Не допускают быстрого высыхания бетонной смеси после укладки.
• Красящие пигменты. Изменяет оттенок материала.
• Прочие. Антикоррозионные добавки, поляризаторы, биоцидные экстракторы.

Характеристики и состав гидротехнического бетона

В рамках частного и простого промышленного строительства основой гидробетонных конструкций выступает продукция марки М400. Её усредненные характеристики:

• Прочность – класс В30;
• Плотность – 2500 килограмм на кубометр;
• Влагозащищенность – класс W8;
• Пластичность – П3;
• Жесткость – Ж3;
• Усадка – 5-6 сантиметров;
• Морозостойкость – 250-300 циклов заморозки/разморозки.

Пропорциональный состав (при использовании цемента марки м500):

• 1 часть цемента;
• 1,6 части мелкозернистого наполнителя;
• 3,2 части крупнозернистого наполнителя.

Массовые значения компонентов бетонной смеси из расчёта на 1 кубометр продукции:

• 390-410 килограмм цемента;
• 150-170 литров воды;
• 640-660 килограмм песка;
• 690-710 килограмм щебня фракции 20 миллиметров;
• 450-460 килограмм щебня фракции 10 миллиметров;
• 3-10 килограмм добавок.

Самостоятельное изготовление

Для промышленного строительства, требующего больших объемов материала, бетон приобретается у заводов-изготовителей. Его стоимость за 1 кубометр с доставкой колеблется в пределах 4-5 тысяч рублей и зависит от сезона, региона расположения, отдаленности стройплощадки (конечного пункта доставки) от места изготовления, применяемых добавок, параметров отдельных компонентов смеси.

Для частного строительства возможно самостоятельное приготовление бетона в небольших объемах.

Схема:

• Приобретите необходимое количество ингредиентов для бетонной смеси.
• Подготовьте ёмкость для замешивания, лопаты, ведра, мотыгу, средства индивидуальной защиты.
• Засыпьте в ёмкость цемент, мелкозернистый наполнитель и добавки, перемешав ингредиенты до однородного состояния.
• Добавьте в смесь воду, вливая её постепенно порциями по 5-10 литров и перемешивая раствор. Не допускайте образования расслоений, комков, неоднородностей.
• Засыпьте крупнозернистый заполнитель в пластичную массу, равномерно распределяя щебень по её структуре.
• Интенсивно перемешайте бетонную смесь в течение 15 минут.

Укладка и обслуживание

Базовая схема:

1. Гидротехнический бетон укладывается слоями толщиной 10-20 сантиметров.
2. Производится штыкование материала для устранения из него лишнего воздуха, влаги.
3. Выполняется уплотнение продукции с помощью виброинструмента.

В рамках постобработки возможны следующие действия:

• Железнение;
• Обработка гидрофобными пропитками.

Оптимальные условиями «вызревания» гидротехнического бетона – температура 15-27 градусов Цельсия и влажность 60-70 процентов. При таких показателях материал набирает критическую прочность за 10 суток, окончательно затвердевая на 28-30 день после заливки. Сильная жара, отрицательные температуры, малая или сверхвысокая влажность противодействует этому процессу и ухудшает технико-эксплуатационные свойства материала.

Защита гидротехнического бетона от неблагоприятных факторов окружающей среды до набора критической прочности:

• При высоких температурах и малой влажности. Работа выполняется вечером, ночью или утром. Производится регулярное увлажнение поверхности бетона, дополнительно он покрывается фольгированной полимерной пленкой для защиты от прямых солнечных лучей.
• При низких температурах. В смесь перед заливкой вносятся ускорители твердения и противоморозные присадки. Выполняется пассивное и/или активное прогревание продукции.
• При дожде. Конструкция укрывается влагозащитными материалами.

Заключение

Гидротехнический бетон чаще применяется в промышленном строительстве при возведении самых разнообразных объектов, находящихся в прямом или опосредственном контакте с водной средой. Используют его и частных целях, например, при возведении колодцев, формировании усиленной отмостки построек в регионах с большим количеством осадков.