Za strukture i strukture koje dolaze u kontakt sa vodom u različitom stepenu, potreban je poseban materijal koji može da izdrži agresivne efekte tečnog medija. Za izgradnju u takvim uslovima koristi se hidrotehnički beton. Ima potrebne karakteristike za bezbedan rad podignutog objekta.
Definicija
Hidrotehnički beton spada u kategoriju teških, koristi se za izgradnju nasipa, mostova i drugih objekata čiji su dijelovi konstrukcija mjestimično ili potpuno potopljeni u vodu, ili su u kontaktu sa njom.
Karakteristika materijala je njegova sposobnost da zadrži svoje originalne karakteristike u agresivnom okruženju bez ugrožavanja kvaliteta i nosivosti elementa. Neke funkcije, poput čvrstoće, u vazdušnom okruženju se vremenom povećavaju, pod uslovom da se sačuva integritet i struktura kamena.
Klasifikacija
Postoji određeni skup zahtjeva koji moraju postojatiu skladu sa hidrotehnikom betona. GOST 26633-2012 „Teški i sitnozrnati beton. Specifikacije” reguliše kvalitet komponenti koje čine smjesu i svojstva gotovog rješenja. Dokument je međunarodnog karaktera, usvojilo ga je 8 zemalja.
Prema GOST-u, hidraulički beton se deli u nekoliko grupa prema stepenu potapanja i izloženosti vodenoj sredini:
- Surface.
- Podvodno.
- Za fluktuirajuće nivoe vode.
Prema zapremini strukture koja se kreira, materijal je podijeljen na:
- Masivan - složeni oblici i velike veličine elementa, praćeni neravnomjernim očvršćavanjem uz oslobađanje topline.
- Nemasivni - jednostavni dizajni sa malim dimenzijama.
Kako se sila primjenjuje na očvrsli predmet:
- Za sisteme pod pritiskom.
- Za elemente bez pritiska.
Dodatna klasifikacija dijeli mjesto primjene betona:
- Za unutrašnje strukture (manje su sklone ispiranju, pritisku vode, ali moraju izdržati statičke efekte).
- Za vanjske elemente i površine (na njih utiče aktivno kretanje vode i promjenjiva hemijska pozadina).
Sastav smjese
Rješenje mora ispunjavati zahtjeve GOST-a da bi se dobio kamen dovoljne tvrdoće, čvrstoće i sigurnosti. Sve komponente koje se nalaze u hidrotehničkom betonu prolaze kontrolu kvaliteta. Sastav miksa:
- Glavna komponenta je vezivo. Zaotporan na djelovanje agresivnih voda, koristi se cement otporan na sulfate. Za varijabilni nivo potapanja uzima se hidrofobni ili uz uključivanje aditiva za plastifikaciju. U drugim slučajevima koristi se pucolan, troska ili portland cement.
- Fini agregat - kvarcni pijesak, povećava otpornost betona na vodu. Ne bi trebalo da sadrži sitne nečistoće i krhotine - u vlažnim uslovima, uključivanje može značajno oslabiti materijal.
- Krupni agregat - šljunak i lomljeni kamen od sedimentnih i magmatskih stijena. Karakterizira ga visoka hidrofobnost, otpornost na mraz. Frakcija kamenja zavisi od tehničkih karakteristika betonskog rastvora koji je potreban za rad u specifičnim uslovima. Oblik agregata treba da bude voluminozan i konveksan, lomljeni kamen ili šljunak ima manju čvrstoću.
- Aditivi - poboljšavaju svojstva rastvora. Povećavaju otpornost kamena na ekstremne temperature, agresivno djelovanje vode, smanjuju oslobađanje topline po potrebi i sprječavaju pucanje.
Svojstva svih komponenti, njihovi parametri, tačna formulacija rastvora propisani su u GOST 26633-2012 str.3. Usklađenost se mora izvršiti u bilo kojoj proizvodnji, gotova mješavina dobiva dokument o usklađenosti sa standardom.
Specifikacije
Materijal ima mnogo varijanti. Odlikuje ih sastav i svojstva koja hidrotehnički beton treba da ima. Specifikacije ovise o marki i vrsti sastava. Glavne su tlačna čvrstoća, aksijalno savijanje, napetost, otpornost na mraz ihidrofobnost. Radno rješenje se bira prema ukupnosti ovih pokazatelja, jer se svaka serija svojstava može razlikovati, što je neprihvatljivo za ovaj materijal.
Snaga
Prvi i najvažniji pokazatelj je količina tlačne čvrstoće, budući da većina konstrukcija doživljava vertikalno opterećenje sile od zapremine zgrade iznad.
Čvrstoća betona se određuje stvaranjem probne kocke, a zatim testiranjem pod pritiskom. Prototip se čuva od 28 do 180 dana da dobije snagu. U slučaju hidrauličkog materijala, kocka se stavlja u vodu tokom stvrdnjavanja.
Ispitivanje se vrši pod dejstvom sila do pojave pukotina.
Prema rezultatima studije, betonu se dodjeljuje klasa od B3, 5 do B60. Najčešći tipovi su B10-B40.
Vlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje
Konstrukcije na koje ne utiče vertikalno opterećenje podložne su drugim silama kao što su aksijalna napetost i savijanje. Da bi se shvatilo može li beton izdržati takve deformacije, testira se u laboratoriju. Stepen zatezne čvrstoće – Bt0, 4…4, 0.
Vodootporan
Određeno u laboratorijskim uslovima na uzorcima kocke iste starosti kao u prvom slučaju. Suština testa je da se postupno povećava pritisak vode dok ne procuri kroz betonsko tijelo. Kao rezultat, kamenu je dodijeljena oznaka vodootpornosti W2-20.
Za agresivneuslovi morske vode, visoki pritisak koristiti hidraulički beton ne niži od W4.
otpornost na mraz
U uslovima visoke vlažnosti, posebna pažnja se poklanja promenama temperature sa mogućnošću stvrdnjavanja vode. Kao što znate, kada se širi, tekućina kristalizira i oštećuje građevinski materijal u koji je uspjela prodrijeti. Da se to ne bi desilo sa kritičnom strukturom, rastvoru se na proizvodnom mestu dodaju specijalni hidraulički aditivi i plastifikatori koji povećavaju otpornost betona na stvrdnjavanje.
Stopa otpornosti na mraz F pokazuje koliko ciklusa potpunog naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja uzorak betona može izdržati uz gubitak čvrstoće od najviše 15%. Za hidrauličnu smjesu, ispitivanja se izvode na vodi uz njeno zagrijavanje i pretvaranje u led.
Prema rezultatima studije, hidrofobnom betonu je dodijeljen stepen otpornosti na mraz od F50-300.
Miks poboljšanja
Indikatori čvrstoće, vodootpornosti i otpornosti na mraz se postavljaju u fazi miješanja otopine u fabrici. Posebna svojstva hidrauličkog betona određuju soli raznih metala i kompozitna jedinjenja.
Aditivni modifikatori su podijeljeni u 2 grupe.
I grupa smanjuje apsorpciju vode do 5 puta do roka dizajna očvršćavanja od 28 dana. Među najčešće korištenim:
- Phenylethoxysiloxane 113-63 (ranije FES-50).
- Natrijum aluminometilsilikonat AMSR-3 (Rusija).
- "Plastil" (Rusija).
- Hidrobeton (EU).
- Dodatak DM 2 (Njemačka).
- Liga Natriumoleat 90 (Rusija).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Švajcarska).
II grupa je manje moćna (do 2-4,8 puta). Njegova primjena je moguća za miješanje površinskog betona:
- Polihidrosiloksani 136-157M (bivši GKZH-94M) i 136-41 (bivši GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Slovenija).
- Cementol E (Slovenija).
- Sikalite (Švajcarska).
- Sikagard-700S (Švajcarska).
III grupa se ne koristi za izradu hidrauličnog betona. Aditivi smanjuju apsorpciju vode do 2 puta.
Ostala svojstva
Prilikom odabira radne mješavine uzimaju se u obzir ne samo glavne karakteristike hidrauličnog betona, već i njegovi drugi parametri:
- Iznos smanjenja.
- Otpornost na deformacije.
- Stepen otpora na protok vode i pritisak pumpanja.
Ne postoji jedinstven recept za hidrotehnički beton: u svakom slučaju se uzima u obzir hemijski sastav vode, veličina napona i druga opterećenja. U skladu sa zahtjevima koriste se punila i aditivi koji mogu osigurati pouzdan rad budućeg kamena.
Prijava
Polaganje rastvora ispod sloja vode je odgovoran i težak zadatak. Ulijeva se u velikim količinama kako bi se spriječilo neravnomjerno skrućivanje i zamućenje. Zbog specifičnosti polaganja u tijelo očvrsne konstrukcije dolazi do termičkih naprezanja i padova, štotreba regulisati. Kako bi se izbjeglo pregrijavanje i prijevremena deformacija kalupa, u otopinu se dodaju plastifikatori i posebne vrste cementa:
- Pozzolanic.
- Slag.
- Hidrofobno.
Za izgradnju obalnih objekata koristi se hidraulički beton. Njegova upotreba je široko rasprostranjena:
- Mostovi, njihovi oslonci i nosači.
- Uređenje nasipa i zidina za jačanje obale, luka.
- Bazeni, njihove zdjele i okolni prostori.
- Zidovi kanalizacionih bunara i šahtova.
- Metro tuneli.
- Tehnički objekti: brane, hidroelektrane, lukobrani.
U građevinarstvu, hidrotehnički beton niskog kvaliteta se koristi za izlivanje temelja na visokom nivou podzemne vode ili njenih značajnih razlika tokom topljenja snega i jakih kiša.
