Гидротехнический бетон – материал, из которого изготавливают разнообразные конструкции, периодически/постоянно находящиеся в воде. Чаще всего такой раствор применяют в крупном промышленном строительстве, при возведении сооружений, предъявляющих максимально высокие требования по стойкости материала к воде и влаге.

Одно из главных требований к раствору – качественная гидроизоляция в максимально возможном диапазоне температур при серьезных статических и динамических нагрузках. Гидротехнический бетон обеспечивает длительную и качественную работоспособность конструкций и их составляющих, пребывающих в постоянном контакте с водой.

водостойкие конструкции

Общие сведения

Требования, которым должен соответствовать по нормативам гидротехнический бетон, технические характеристики и свойства материала регулируются ГОСТом 4795-53.

Бетон разработан специально для проектирования сооружений разного назначения либо их составляющих частей, постоянно испытывающих воздействие воды. Существуют разновидности материала, подходящие для тех или иных условий и конструкций.

Виды

Бетон для гидротехнических сооружений может быть:

  • По расположению относительно уровня воды – монолит может быть подводным (постоянно находится в воде) и надводным (расположен выше горизонта воды).
  • По масштабу – бетон может быть массивным или немассивным.
  • По особенностям размещения – наружные конструкции и те, что находятся во внутренней зоне.
  • По силе воздействующего на конструкцию напора воды – сооружения напорные/безнапорные.

Во многом свойства и технические нормативные характеристики зависят от того, какой марки гидротехнический бетон, в каком объеме в состав входят нужные компоненты.

Выбор раствора осуществляют, исходя из эксплуатационных требований, типа конструкции (массивная, тонкостенная, сборная и т.д.), климатических условий местности размещения объекта и т.д.

Маркировка вида гидротехнического бетона:

  • БНМ – для сооружения надводных массивных конструкций
  • БГТ – актуален для зон, где горизонт воды переменный
  • БПТ – смеси для создания подводных тонкостенных сооружений
водостойкий бетон

Материалы

Для замеса гидротехнического бетона в виде вяжущего могут использоваться разные виды цемента, выбор которых зависит от условий эксплуатации: пластифицированный цемент, гидрофобный, пуццолановое вещество, обычный портландцемент, шлакопортландцемент, стойкий к сульфатам.

Тут нужно рассмотреть особенности каждой смеси. Пуццолановый цемент демонстрирует высокий уровень химической стойкости при нахождении в минерализованных/пресных водах, обладает повышенной плотностью монолита, низким тепловыделением.

Смесь из этого материала также характеризуется низким уровнем водоотделения, но одновременно и не очень хорошей стойкостью к морозу.

Пластифицированный и гидрофобный разновидности цемента используются для приготовления водонепроницаемых морозостойких растворов, что особенно актуально в суровом климате, зонах, где отмечено попеременное воздействие грунтовых вод. В процессе твердения таких смесей удается уменьшить теплоотдачу и понизить расход цемента на 8-10%.

гидрофобный цемент

Сульфатостойкий цемент подходит для конструкций, эксплуатируемых в особо жестких условиях, где есть химически агрессивные воды. Портландцемент со специальными минеральными добавками в составе и шлакопортландцемент актуальны для возведения надводных конструкций.

Мелкий и крупный заполнитель подбирают в соответствии с ГОСТом, с целью увеличения плотности раствора могут вводиться в состав микронаполнители (к примеру, зола-унос).

Для улучшения тех или иных свойств применяются:

  • Пластификаторы (вводятся в раствор в объеме до 3%) – ГКЖ (кремний-органические добавки), СНВ (что расшифровывается как смола нейтрализованная воздухововлекающая), СЮБ (сульфатно-дрожжевая бражка), суперпластификатор С3.
  • Разного типа уплотнители структуры (вводятся в смесь в объеме до 1%) – силикат натрия/калия, иногда селитра (нитрат кальция), нередко используется хлорное железо.
  • Гидрофобные вещества (в объеме до 1%) – стеарат кальция/цинка, олеат натрия и другие.

Требования и технические условия

Независимо от марки и включенных в состав добавок, любой гидротехнический бетон по нормам должен обладать определенными качествами.

Основными являются: водостойкость, водонепроницаемость, не очень большое тепловыделение в процессе твердения, стойкость к низким температурам, минимальная усадка, максимально возможная стойкость к истиранию под напором воды и влаги, способность выдерживать немалые деформации и не разрушаться.

Основные показатели, которым должен соответствовать бетон:

  • Прочность на сжатие – измеряется классом, гидротехническая смесь должна демонстрировать до В35
  • Прочность на осевое растяжение – до Bt3.2
  • Уровень водонепроницаемости – до W20
  • Морозостойкость – до F600

Бетоны гидротехнического типа укладывают большими объемами и очень быстро. Поэтому, кроме всего прочего, они должны соответствовать еще и требованиям касательно тепловыделения при твердении.

В период гидратации раствор не должен сильно нагреваться, чтобы исключить термическую усадку и риск появления трещин в монолитах. Для этого в процессе приготовления смеси в бетон могут добавлять дробленый лед, охлажденный наполнитель.

приготовление гидротехнического бетона

Основные плюсы и минусы гидробетона

В зависимости от условий эксплуатации и сфер применения гидротехнического бетона он делится на три основные категории: обычный раствор для блоков, фундаментов, разного типа опор, заливки подвалов, погребов; водостойкий раствор для возведения разного рода гидротехнических сооружений надводного и подводного типа (плотины, дамбы, шлюзы); крепкий водонепроницаемый бетон, который применяют по большей мере на Крайнем Севере для сооружения конструкций с особыми требованиями.

Главные преимущества гидротехнического бетона:

  • Высокий уровень водонепроницаемости, независимо от конкретных условий эксплуатации
  • Хорошие показатели гидроизоляции, благодаря чему раствор не боится резки и ощутимых перепадов температур
  • Очень высокий показатель прочности
  • Великолепные параметры морозостойкости, что реализуется за счет минимального объема воды в смеси

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость, необходимость наличия у мастера определенных навыков и знаний для соблюдения технологии, невозможность выполнить работы без привлечения специальной техники, инструмента.

Бетон очень быстро застывает, поэтому появляются проблемы с его доставкой: обычно смесь покупают у близлежащих заводов. И если в Москве и области с этим проблем нет, то в дальних регионах бывает трудно найти гидротехнический бетон по адекватной стоимости.

Задаваясь вопросами про гидротехнический бетон (что это такое и для чего нужен), обычно исходят из его состава и свойств, актуальных для выполнения конкретных типов работ.

приготовление бетона

Приготовление водостойких смесей

Процесс приготовления смеси гидротехнической мало чем отличается от приготовления обычных бетонных растворов разных марок. Раствор можно замесить своими руками, для чего понадобится верно подобрать состав. Основной фактор в данном случае – правильное определение водоцементного отношения, что зависит от условий (региона) эксплуатации.

Если речь идет о создании конструкций внутренней зоны, подойдет объем в 120-160 кг/м3, для наружной лучше брать 230-275 кг/м3. Заполнители берут фракции от 15 до 20 сантиметров. Если нужно сократить расход вяжущего и понизить интенсивность процесса тепловыделения при укладке, можно добавить крупные камни фракции 40-45 сантиметров, но в таком случае обязательно раствор нужно уплотнять вибраторами.

Очень важно правильно выбрать модифицирующие добавки для смеси – именно от них будет зависеть, смогут ли ГТС бетонные служить долго, выдерживать нагрузки, условия.

Главные задачи в процессе приготовления бетона:

  • Определить назначение, характеристики будущей конструкции
  • Выбрать оптимальный заполнитель (щебень, песок определенной зернистости)
  • Просчитать водоцементное отношение (беря в учет оптимальный показатель подвижности смеси)
  • Определить состав и объем модификаторов, которые будут вводиться в смесь

Рецепт гидротехнического бетона на строительном объекте, который можно приготовить своими руками: 490, килограммов цемента М400-М500, 1100 килограммов щебня, 600 килограммов песка, 1.5 килограмма пластификатора С3, 5 килограммов нитрата кальция, килограмм гидрофобизатора ГКЖ.

применение гидротехнического бетона

Этапы приготовления бетона:

  • Засыпка всех сухих компонентов в бетономешалку – цемента, щебня, песка
  • Тщательное перемешивание компонентов
  • Добавление оптимального объема воды
  • Перемешивание на протяжении минимум 5 минут
  • Введение присадок и перемешивание на протяжении 10 минут
  • Укладка смеси в опалубку

Нужно помнить, что пластифицированный бетон не может готовиться по единому рецепту – в зависимости от условий эксплуатации, предполагаемых нагрузок, требуемых свойств подбирают оптимальные добавки и наполнители, так как именно от них зависят все параметры.

Тут нужно придерживаться нескольких правил. С одной стороны, нужно снизить стоимость бетона и исключить возможность приготовления смеси с неактуальными характеристиками. С другой же – обеспечить требуемые параметры и не экономить на качестве.

Гидротехнический бетон – надежный и прочный материал, который используется в самых разных сферах и областях. При его приготовлении необходимо четко следовать инструкции, соблюдать технологию, правильно определяя состав в соответствии с поставленными требованиями.