Гідротехнічний бетон

У промисловому і приватному будівництві багато споруд передбачають постійний або тимчасовий (тимчасово-змінний) контакт з водною масою прісного, солоного (морського), або хімічно агресивного складу. Подібні споруди, як правило, відносяться до гідротехнічного устаткування природних або штучних водойм, а також інженерних мереж.

Що стосується приватного будівництва, до таких споруд, відносяться:

• причальні стінки (причали), виносні пірси;
• басейни;
• штучні ставки;
• пальові або стрічкові фундаменти набережних будівель і споруд для укріплення берега;
• дамби;
• водопідвідні і водовідвідні (стічні, каналізаційні) трубопровідні мережі великого діаметру;
• каналізаційні колодязі та ін.

Вода в будь-якому поширеному вигляді (прісна, солона, хімічно забруднена – стічна або каналізаційна), володіє:

• властивостями сильного розчинника, здатна до вимивання і розчинення складових компонентів будівельних матеріалів;
• досить високою капілярної проникністю, здатна проникати в товщу товстостінних будівельних конструкцій, викликати їх намокання, утворювати течі, вражати корозією внутрішню металеву арматуру;
• здатністю до морозного "розірвання" щілин і капілярів в будівельних матеріалах, приводячи до їх розкрихтненя і навіть руйнування.

Вочевидь, що для побудови гідротехнічних споруд навіть в певних рамках приватного будівництва – звичайний бетон застосовувати не можна. Для цих цілей слід застосовувати спеціальний гідротехнічний (по ГОСТ – важкий або дрібнозернистий) бетон. Цей різновид бетону, в порівнянні зі звичайним, має такі особливості:

• підвищену щільність і міцність після затвердіння, необхідні для тривалої експлуатації будівельних конструкцій в умовах утрудненого доступу до них;
• високу пластичність в готовому для заливання стані, необхідну для максимального заповнення порожнин і пор в інтересах формування міцного водонепроникного моноліту;
• гидрофобность – водовідштовхувальні властивості, що перешкоджають проникненню води в товщу моноліту навіть при наявності дрібних тріщин і пор;
• морозостійкість – як результат комплексу заходів, які мінімізують проникнення води в поверхневі і глибинні шари бетонного моноліту, запобігають їх морозного "розірвання".

За своїм основним складом гідротехнічний бетон не сильно відрізняється від звичайного. Від також складається з того ж портландцементу (або цементу пуцоланового – при необхідності забезпечення високої хімічної стійкості), піску, щебеню, води. Але відмінність його за своїми технологічними властивостями дуже суттєва.

Набуття таким бетоном особливих гідротехнічних властивостей досягається цілим комплексом спеціальних заходів:

• дотриманням встановленої пропорції компонентів (класичний склад: цемент – 26%, пісок – 13%, щебінь – 53%, вода – 7%, добавки – близько 1%);
• підвищеними нормативними вимогами до чистоти і розмірності наповнювачів (пісок – природний кварцовий з розміром зерна до 2 мм. і щільністю 2000 – 2800 кг /м3, щебінь – з міцних морозостійких порід (як правило, граніт), з часткою глинистих або пилоподібних частинок – до 1 – 3%);
• додаванням спеціальних добавок (кальцієва селітра, хлористе залізо, силікатний клей, до 0,5 – 1%) для прискореного набору міцності, підвищення стійкості до пороутворення;
• додаванням речовин – пластифікаторів в кількості 0,5 – 1%, які сприяють підвищенню місцевої текучості бетону при заповненні дрібних порожнин;
• додаванням водовідштовхувальних (гідрофобних) додатків (солі нафтових, смоляних кислот);
• зменшенням тепловиділення на початковому етапі гідратації цементних мінералів (яке може призвести до розтріскування моноліту від перегріву при затвердінні), шляхом застосування низько-термічних цементів (белітових, пуцоланових), виконання бетонування взимку та ін.

Важкі і дрібнозернисті бетони стандартизовані:

• по класу міцності на стиск (від В3,5 до В100);
• по класу міцності на осьовий розтяг (від 0,8 до 4,0);
• на марки за середньою густиною (важкий бетон D2000 - D2500, дрібнозернистий – D1800 - D2300);
• на марки по морозостійкості (від F50 до F1000);
• на марки по водонепроникності (від W2 до W20).

Особливою формою гідротехнічного бетону є литий розчин. Він застосовується для бетонування отворів, конструкцій з ускладненими умовами укладання та ущільнення (трамбування). До таких, наприклад, відносяться бетоновані трубні опори - палі виносного причалу (пірсу). Класичний склад литого розчину: портландцемент, глина (в якості гідрофобного компонента), вода для затвора (зменшеної на 20% норми), наповнювачі - чистий крупнозернистий (близько 2 мм.) кварцовий пісок, зола виносу, керамзит. Такий литий розчин після заливки в форму (опору, палю) здатний самоущільнюваться без трамбування. Після затвердіння має високу міцність, водонепроникність і морозостійкість.

Знаючи високі ерозійні властивості води, стає зовсім зрозумілим, що марки гідротехнічного бетону в технології будівництва введені не навмання. Якщо в рамках приватного будівництва планується будівництво будь-якої гідротехнічної споруди: басейну, причалу, пірсу, дамби тощо - без спеціального водостійкого бетону не обійтися.

Гідротехнічний бетон тільки на вигляд схожий на звичайний. Насправді приготування і робота з ним вимагає спеціальних будівельних знань, умінь і навичок. Гідротехнічне будівництво навіть на приватному рівні характеризується підвищеною технологічною складністю і високою відповідальністю. Тому намагатися вести його самостійно або із залученням будівельних колективів, організацій низької кваліфікації стане дуже ризикованим заходом.