Огромное значение в нашем строительстве приобрел гидротехнический бетон. Он широко применяется на крупнейших гидротехнических стройках при сооружении плотин, гидростанций и шлюзов, а также на других многочисленных речных и морских гидротехнических строительствах.
- Гидротехническим бетоном
- называют бетон, применяемый для возведения таких частей сооружений, которые постоянно или периодически омываются водой.
Свойства гидротехнического бетона
Отличительным свойством гидротехнического бетона является его повышенная водостойкость, в ряде случаев — стойкость в агрессивной среде. Кроме того, для некоторых сооружений или их частей гидротехнический бетон должен быть водонепроницаемым (при напоре воды), морозостойким (для наружных частей сооружений, особенно расположенных в зоне переменного уровня воды), и обладать малым тепловыделением (в массивных сооружениях).
Прочность гидротехнического бетона
Прочность гидротехнического бетона характеризуется марками от 100 до 500, но в настоящее время для внутренних, подземных и подводных частей гидротехнических сооружений обычно применяют бетон с прочностью 150—170 кг/см2, для наружных железобетонных плит-оболочек (они вначале заменяют деревянную опалубку, а затем служат облицовкой сооружения) — 250 кг/см2, для водосливной части плотин и других участков, подвергающихся истирающему действию воды, — 300 кг/см2 и выше. Бетон в этих частях сооружений, а также в тех, от которых требуется повышенная атмосферостоикость, подвергается дополнительной обработке вакуумированием для большего уплотнения поверхностного слоя. Марки бетона обычно определяют в возрасте не 28 дней, а 60—90 дней.
При соответствующем расчете состава бетона это позволяет экономить цемент.
Водонепроницаемость бетона
По степени водонепроницаемости гидротехнические бетоны делятся на марки В4 и В8. Бетоны этих марок выдерживают давление воды в 4 и 8 ати при испытании образцов 28-дневного возраста (цилиндрические образцы диаметром и высотой по15 см).
По водонепроницаемости рекомендуется бетон следующих марок: для немассивных конструкций (наименьшее измерение от 0,5 до 2 м) при напоре воды до 20 м — марка В4, при напоре воды до 60 м В8; для массивных сооружений (наименьшее измерение более 2 м), испытывающих напор воды до 60 м, — В4.
Морозостойкость бетонов
По степени морозостойкости гидротехнические бетоны делятся на марки М50, М100 и М150. Бетоны этих марок выдерживают соответственно 50—100—150 циклов попеременного замораживания и оттаивания. При этом прочность образцов бетона 28-дневного возраста может снижаться не более чем на 25%, а потеря веса может быть не более 5%.
Марки бетона по морозостойкости выбираются в зависимости от климатических условий места строительства и числа перемен уровня воды за зиму.
Для гидротехнического бетона применяют следующие виды цементов: для наружных частей сооружений, от которых требуется повышенная морозостойкость, портландцемент марки 400 (250 в пластичном растворе); по составу среднеалитовый с пониженным содержанием трехкальциевого алюмината; для плитоболочек такой же цемент, но марки 500; для подземных, подводных и внутренних частей сооружений пуццолановый портландцемент; в этом случае допускается также использование шлакопортландцемента.
Цемент для агрессивной среды
В условиях агрессивной среды применяются сульфатостойкие цементы. К заполнителям для морозостойкого гидротехнического бетона предъявляются повышенные требования, изложенные в ГОСТ. В условиях Закавказья в качестве заполнителя для гидротехнического бетона с успехом применяют плотную пемзу, имеющую очень хорошее сцепление с цементным раствором.
При укладке бетонных смесей в гидротехнические сооружения применяют вибрирование для лучшего их уплотнения; для массивных малоармированных конструкций используют бетонную смесь, характеризующуюся осадкой конуса около 40 мм, для среднеармированных до 80 мм.
Особая плотность этого бетона обеспечивается следующими мерами:
- 1) увеличением расхода цемента в пределах 265 - 350 кг/м3; при вибрирований расход цемента снижается до 250 кг/м3;
- 2) применением пуццоланового портландцемента или введением размолотых до тонкости помола цемента гидравлических добавок, которые, входя в соприкосновение с гидратом окиси кальция цемента, разбухают и делают бетон более плотным, применение добавок повышает удобообрабатываемоеть бетонной смеси и уменьшает выделение тепла, прочность бетона при этом снижается в первые но затем догоняет и превосходит обычного бетон без добавок;
- 3) преминением хорошо подобранного зернового состава заполнителей, например по кривой Боломея;
- 4) тщательным производством работ по укладке бетона с применением механического уплотнения,
- 5) проверкой плотности бетона расчетом и испытанием образцов.
Водонепроницаемость иногда еще усиливается путем покрытия поверхности бетонов штукатуркой из торкрета, наклейкой на бетон гидроизоляционного битумного слоя, нагнетанием в бетон цементного раствора, или наконец силикатированием через скважины.
Гидро-технический бетон, удовлетворяющий вышеуказанным требованиям, обладает повышенной прочностью (150—200 кг/см2), хотя по расчету для массивных гидротехнических сооружений обычно достаточна и меньшая прочность.
В целях экономии в крупных гидротехнических сооружениях возможно применение включений крупного рваного камня (изюма) чистого, без трещин и высокой прочности. Общий объем этих включений может составлять до 20% от объема. Гидротехнические сооружения возводятся преимущественно из пластичного бетона. Кроме свойства водонепроницаемости, употребляемый для гидротехнических сооружений, должен обладать следующими качествами:
- а) полной морозостойкостью, устанавливаемой испытанием на 25-кратное переменное замораживание при —15° в насыщенном водой состоянии и оттаивание; при этом не должно быть никаких признаков разрушения и понижения прочности более чем на 10%;
- б) определенным объемным весом, соответствующим расчету устойчивости сооружения, который при разных материалах и составах колеблется в пределах 2,20-2,50 т/м3.
