Voor constructies en constructies die in verschillende mate met water in aanraking komen, is een speciaal materiaal nodig dat bestand is tegen de agressieve effecten van een vloeibaar medium. Voor constructie in dergelijke omstandigheden wordt hydrotechnisch beton gebruikt. Het heeft de nodige kenmerken voor de veilige werking van de opgerichte faciliteit.
Definitie
Hydrotechnisch beton behoort tot de categorie zwaar, het wordt gebruikt voor de constructie van taluds, bruggen en andere constructies, waarvan delen van de constructies op sommige plaatsen ofwel volledig onder water staan, of ermee in contact komen.
Een kenmerk van het materiaal is het vermogen om zijn oorspronkelijke eigenschappen te behouden in een agressieve omgeving zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit en het draagvermogen van het element. Sommige functies, zoals sterkte, in de luchtomgeving nemen in de loop van de tijd toe, op voorwaarde dat de integriteit en structuur van de steen behouden blijft.
Classificatie
Er is een aantal vereisten waaraan moet worden voldaanvoldoen aan de betonwaterbouwkunde. GOST 26633-2012 “Zwaar en fijnkorrelig beton. Specificaties” regelt de kwaliteit van de componenten waaruit het mengsel bestaat en de eigenschappen van de afgewerkte oplossing. Het document is internationaal van aard en werd door 8 landen aangenomen.
Volgens GOST wordt hydraulisch beton verdeeld in verschillende groepen op basis van de mate van onderdompeling en blootstelling aan het aquatische milieu:
- Surface.
- Onderwater.
- Voor fluctuerende waterstanden.
Volgens het volume van de structuur die wordt gemaakt, is het materiaal verdeeld in:
- Massief - complexe vormen en grote afmetingen van het element, vergezeld van ongelijkmatige uitharding met warmteafgifte.
- Niet-massief - eenvoudige ontwerpen met kleine afmetingen.
Als er kracht op het geharde voorwerp wordt uitgeoefend:
- Voor systemen onder druk.
- Voor niet-drukelementen.
Aanvullende classificatie deelt de plaats van toepassing van beton:
- Voor interne structuren (ze zijn minder vatbaar voor wegspoelen, waterdruk, maar moeten bestand zijn tegen statische effecten).
- Voor externe elementen en oppervlakken (deze worden beïnvloed door de actieve beweging van water en een veranderlijke chemische achtergrond).
Samenstelling van het mengsel
De oplossing moet voldoen aan de vereisten van GOST om een steen van voldoende hardheid, sterkte en veiligheid te verkrijgen. Alle componenten van hydrotechnisch beton ondergaan een kwaliteitscontrole. Mix Samenstelling:
- Het hoofdbestanddeel is de binder. Vooreffectbestendig tegen agressief water, wordt sulfaatbestendig cement gebruikt. Voor een variabel niveau van onderdompeling wordt een hydrofobe of met toevoeging van weekmakende additieven genomen. In andere gevallen wordt puzzolaan, slakken of portlandcement gebruikt.
- Fijn aggregaat - kwartszand, het verhoogt de weerstand van beton tegen water. Het mag geen kleine onzuiverheden en vuil bevatten - in natte omstandigheden kan inschakelen het materiaal aanzienlijk verzwakken.
- Grof aggregaat - grind en steenslag van sedimentaire en stollingsgesteenten. Dit wordt gekenmerkt door een hoge hydrofobiciteit, vorstbestendigheid. De fractie stenen hangt af van de technische kenmerken van de betonoplossing die nodig is voor gebruik in specifieke omstandigheden. De vorm van het aggregaat moet volumineus en bol zijn, steenslag of grind heeft minder sterkte.
- Aditieven - verbeteraars eigenschappen van de oplossing. Ze verhogen de weerstand van de steen tegen extreme temperaturen, agressieve effecten van water, verminderen de warmteafgifte indien nodig en voorkomen scheuren.
De eigenschappen van alle componenten, hun parameters, de exacte formulering van de oplossing worden voorgeschreven in GOST 26633-2012 p.3. Naleving moet in elke productie worden uitgevoerd, het afgewerkte mengsel ontvangt een document van overeenstemming met de norm.
Specificaties
Het materiaal heeft veel variëteiten. Ze onderscheiden zich door de samenstelling en eigenschappen die waterbouwkundig beton zou moeten hebben. Specificaties zijn afhankelijk van het merk en type samenstelling. De belangrijkste zijn druksterkte, axiale buiging, spanning, vorstbestendigheid enhydrofobiciteit. De werkoplossing wordt gekozen op basis van het geheel van deze indicatoren, aangezien elke reeks eigenschappen kan verschillen, wat onaanvaardbaar is voor dit materiaal.
Kracht
De eerste en belangrijkste indicator is de hoeveelheid druksterkte, aangezien de meeste constructies een verticale krachtbelasting ondervinden van het volume van het gebouw erboven.
De sterkte van beton wordt bepaald door een testkubus te maken en deze vervolgens onder druk te testen. Het prototype wordt 28 tot 180 dagen bewaard om sterker te worden. Bij waterbouwkundig materiaal wordt de kubus tijdens het uitharden in water geplaatst.
Het testen wordt uitgevoerd onder invloed van krachten totdat er scheuren ontstaan.
Volgens de resultaten van de studie krijgt beton een klasse van B3, 5 tot B60. De meest voorkomende typen zijn B10-B40.
Trek- en buigsterkte
Structuren die niet worden beïnvloed door verticale belasting, zijn onderhevig aan andere krachten zoals axiale spanning en buiging. Om te begrijpen of beton dergelijke vervormingen kan weerstaan, wordt het getest in het laboratorium. Treksterkteklasse – Bt0, 4…4, 0.
Waterbestendig
Bepaald onder laboratoriumomstandigheden op monsterblokjes van dezelfde leeftijd als in het eerste geval. De essentie van de test is om de waterdruk geleidelijk te verhogen totdat deze door het betonnen lichaam sijpelt. Als gevolg hiervan krijgt de steen een W2-20 waterbestendigheidsmarkering.
Voor agressiefomstandigheden van zeewater, hoge druk gebruik hydraulisch beton niet lager dan W4.
Vorstbestendigheid
In omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid wordt speciale aandacht besteed aan temperatuurveranderingen met de mogelijkheid van waterstolling. Zoals u weet, kristalliseert de vloeistof bij het uitzetten uit en beschadigt het de bouwmaterialen waarin het is binnengedrongen. Om dit bij een kritische constructie te voorkomen, worden op de productielocatie speciale hydraulische additieven en weekmakers aan de oplossing toegevoegd, die de weerstand van beton tegen uitharden vergroten.
Vorstbestendigheidsklasse F laat zien hoeveel cycli van volledig afwisselend invriezen en ontdooien een betonmonster kan weerstaan met een sterkteverlies van niet meer dan 15%. Voor een hydraulisch mengsel worden tests uitgevoerd op water waarbij het wordt verwarmd en in ijs verandert.
Volgens de resultaten van de studie krijgt hydrofoob beton een vorstbestendigheidsgraad van F50-300.
Mengverbeteraars
Indicatoren van sterkte, waterbestendigheid en vorstbestendigheid worden gelegd tijdens het mengen van de oplossing in de fabriek. De bijzondere eigenschappen van hydraulisch beton worden bepaald door zouten van verschillende metalen en composietverbindingen.
Additieve modifiers zijn verdeeld in 2 groepen.
I-groep vermindert de wateropname tot 5 keer met de duur van de ontwerpuitharding van 28 dagen. Een van de meest gebruikte:
- Fenylethoxysiloxaan 113-63 (voorheen FES-50).
- Natriumaluminiummethylsiliconaat AMSR-3 (Rusland).
- "Plastil" (Rusland).
- Hydrobeton (EU).
- Aanvulling DM 2 (Duitsland).
- Liga Natriumoleat 90 (Rusland).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Zwitserland).
II groep is minder krachtig (tot 2-4,8 keer). De toepassing ervan is mogelijk voor het mengen van oppervlaktebeton:
- Polyhydrosiloxanen 136-157M (voormalig GKZH-94M) en 136-41 (voormalig GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Slovenië).
- Cementol E (Slovenië).
- Sikalite (Zwitserland).
- Sikagard-700S (Zwitserland).
III groep wordt niet gebruikt om hydraulisch beton te maken. Additieven verminderen de wateropname tot wel 2 keer.
Andere eigendommen
Bij het kiezen van een werkmengsel wordt niet alleen rekening gehouden met de belangrijkste kenmerken van hydraulisch beton, maar ook met de andere parameters:
- Krimpbedrag.
- Weerstand tegen vervorming.
- Graad van weerstand tegen waterstroom en pompdruk.
Er is niet één recept voor hydrotechnisch beton: er wordt telkens rekening gehouden met de chemische samenstelling van water, de grootte van de opvoerhoogte en andere belastingen. In overeenstemming met de vereisten worden vulstoffen en additieven gebruikt die de betrouwbare werking van de toekomstige steen kunnen garanderen.
Toepassing
Het leggen van de oplossing onder de waterlaag is een verantwoorde en moeilijke taak. Het wordt in grote volumes gegoten om ongelijkmatige stolling en vervaging te voorkomen. Door de bijzonderheden van het leggen in het lichaam van de verhardende structuur, treden thermische spanningen en druppels op, die:geregeld hoeft te worden. Om oververhitting en voortijdige vervorming van de mal te voorkomen, worden weekmakers en speciale soorten cement aan de oplossing toegevoegd:
- Pozzolaan.
- Slag.
- Hydrofoob.
Voor de constructie van kustconstructies wordt hydraulisch beton gebruikt. Het gebruik ervan is wijdverbreid:
- Bruggen, hun steunen en liggers.
- Opstelling van dijken en muren ter versterking van de kust, havens.
- Zwembaden, hun kommen en omliggende gebieden.
- Muren van rioolputten en schachten.
- Metrotunnels.
- Technische constructies: dammen, waterkrachtcentrales, golfbrekers.
In de woningbouw wordt hydrotechnisch beton van lage kwaliteit gebruikt om de fundering te storten op een hoog grondwaterniveau of de significante verschillen ervan tijdens smeltende sneeuw en zware regenval.
