Гидротехнический бетон

В промышленном и частном строительстве многие сооружения предусматривают постоянный или временный (временно-переменный) контакт с водной массой пресного, соленого (морского), или химически агрессивного состава. Подобные сооружения, как правило, относятся к гидротехническому оборудованию природных или искусственных водоемов, а также инженерным сетям.

Применительно к частному строительству, к таковым сооружениям, относятся:

• причальные стенки (причалы), выносные пирсы;
• бассейны;
• искусственные пруды;
• свайные или ленточные фундаменты набережных зданий и сооружений для укрепления берега;
• дамбы;
• водоподводящие и водоотводящие (сточные, канализационные) трубопроводные сети большого диаметра;
• канализационные колодцы и др.

Вода в любом распространённом виде (пресная, соленая, химически загрязненная – сточная или канализационная), обладает:

• свойствами сильного растворителя, способна к вымыванию и растворению составляющих компонентов строительных материалов;
• достаточно высокой капиллярной проницаемостью, способна просачиваться в толщу толстостенных строительных конструкций, вызывать их намокание, образовывать течи, поражать коррозией внутреннюю металлическую арматуру;
• способностью к морозному «разрыванию» щелей и капилляров в строительных материалах, приводя к их крошению и даже разрушению.

Очевидно, что для постройки гидротехнических сооружений даже в рамках частного строительства – обычный бетон не применим. Для этих целей следует применять специальный гидротехнический (по ГОСТ – тяжелый или мелкозернистый) бетон. Данная разновидность бетона, в сравнении с обычным, имеет следующие особенности:

• повышенную плотность и прочность после затвердевания, необходимые для продолжительной эксплуатации строительных конструкций в условиях затрудненного к ним доступа;
• высокую пластичность в готовом для заливки состоянии, необходимую для максимального заполнения полостей и пор в интересах формирования прочного водонепроницаемого монолита;
• гидрофобность – водоотталкивающие свойства, препятствующие проникновению воды в толщу монолита даже при наличии мелких трещин и пор;
• морозоустойчивость – как результат комплекса мероприятий, которые минимизируют проникновение воды в поверхностные и глубинные слои бетонного монолита, предотвращают их морозное «разрывание».

По своему основному составу гидротехнический бетон не сильно отличается от обычного. От также состоит из того же портландцемента (или цемента пуццоланового – при необходимости обеспечения высокой химической стойкости), песка, щебня, воды. Но отличие его по своим технологическим свойствам весьма существенное.

Приобретение таким бетоном особых гидротехнических свойств достигается целым комплексом специальных мероприятий:

• соблюдением установленной пропорции компонентов (классический состав: цемент – 26%, песок – 13%, щебень – 53%, вода – 7%, добавки – около 1%);
• повышенными нормативными требованиями к чистоте и размерности наполнителей (песок – природный кварцевый с размером зерна до 2мм и плотностью 2000 – 2800 кг/м3, щебень – из прочных морозостойких пород (как правило, гранит), с долей глинистых или пылевидных частиц – до 1 – 3 %);
• добавлением специальных добавок (кальциевая селитра, хлористое железо, силикатный клей, до 0,5 – 1%) для ускоренного набора прочности, повышения стойкости к порообразованию;
• добавлением веществ – пластификаторов в количестве 0,5 – 1 %, которые способствуют повышению местной текучести бетона при заполнении мелких полостей;
• добавлением водоотталкивающих (гидрофобных) добавок (соли нефтяных, смоляных кислот);
• уменьшением тепловыделения на начальном этапе гидратации цементных минералов (которое может привести к растрескиванию монолита от перегрева при затвердевании), путем применения низко-термических цементов (белитовых, пуццолановых), выполнения бетонирования зимой и др.

Тяжелые и мелкозернистые бетоны стандартизированы:

• по классу прочности на сжатие (от В3,5 до В100);
• по классу прочности на осевое растяжение (от 0,8 до 4,0);
• на марки по средней плотности (тяжелый бетон D2000 - D2500, мелкозернистый – D1800 - D2300);
• на марки по морозостойкости (от F50 до F1000);
• на марки по водонепроницаемости (от W2 до W20).

Особой формой гидротехнического бетона является литой раствор. Он применяется для бетонирования отверстий, конструкций с усложненными условиями укладки и уплотнения (трамбовки). К таковым, например, относятся бетонируемые трубные опоры – сваи выносного причала (пирса). Классический состав литого раствора: портландцемент, глина (в качестве гидрофобного компонента), вода для затвора (уменьшенной на 20% нормы), наполнители - чистый крупнозернистый (около 2мм) кварцевый песок, зола уноса, керамзит. Такой литой раствор после заливки в форму (опору, сваю) способен самоуплотняться без трамбовки. После затвердевания имеет высокую прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Зная высокие эрозийные свойства воды, становиться совершенно ясным, что марки гидротехнического бетона в технологии строительства введены неспроста. Если в рамках частного строительства задумано строительство какого-либо гидротехнического сооружения – бассейна, причала, пирса, дамбы и пр. – здесь без специального водоустойчивого бетона не обойтись.

Гидротехнический бетон только с виду похож на обычный. На самом деле приготовление и работа с ним требует специальных строительных знаний, умений и навыков. Гидротехническое строительство даже на частном уровне характеризуется повышенной технологической сложностью и высокой ответственностью. Потому пытаться вести его самостоятельно или с привлечением строительных коллективов, организаций низкой квалификации станет очень рискованным мероприятием.