Pu2000.ru

Стройка и ремонт ПУ-2000
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подводное бетонирование

Подводное бетонирование

Бетонирование под водой — особая технология укладки бетонного раствора, применяемая при отсутствии возможности откачать воду или удалить ее другими способами. Чаще всего метод востребован при возведении крупных железобетонных конструкций, эксплуатация которых предполагает значительные нагрузки. Мосты, плотины, прочие гидротехнические строения, а также опоры линий электропередач, скважины в скальной породе — сооружения, при возведении которых во многих случаях прибегают к подводному бетонированию.

Бетонирование в воде применяют и в проектах не столь масштабных. Невозможность наладить водоотвод из котлована при высоком уровне грунтовых вод — распространенная ситуация при проведении строительных работ.

Различают несколько методик, позволяющих выполнить заливку бетона в воду:

  • технология «вертикально перемещающаяся труба» (ВПТ);
  • ВР или бетонирование, благодаря восхождению раствора;
  • втрамбовывание бетонной смеси;
  • укладка бетона бункерами;
  • метод укладки в мешках.

Главное, о чем необходимо помнить при производстве бетоноукладочных работ, — основная расчетная масса раствора не должна контактировать с водой во избежание вымывания цемента; процесс бетонирования должен идти непрерывно до достижения уровня, намеченного проектом.

Гидрофобные цементы

Обычный цемент – является самым слабым звеном в смеси, которая должна выдерживать повышенную влажность. Именно цемент разрушается сам и постепенно ослабляет конструкцию, когда на строение происходит постоянное воздействие воды.

Можно либо тратиться на гидроизоляцию всех конструктивных и важных узлов при строительстве, а можно изначально использовать цемент улучшенной формулы. Экономически такой способ укрепления конструкции будет дешевле, чем постоянная борьба с водой при эксплуатации здания и значительное вложение денег при строительстве.

Производится он в двух разновидностях:

  • Водонепроницаемый. Такой цемент обладает меньшей пористостью, что не дает воде проникать внутрь. Он отлично противостоит мокрому воздуху и снегу, не пропускает влагу в верхние слои бетонной конструкции. Неплохо справляется с напором воды, так же не пропуская влагу даже под высоким давлением.
  • Водостойкий. Этот материал отталкивает воду. Он не пропускает ее внутрь, но она может просто скатываться по нему. Этот цемент не способен выдержать напор воды.
Читайте так же:
Политерм цемент песок вода

Водонепроницаемый

Гидравлическое вещество вяжущего характера – это водонепроницаемый цемент.

В его составе:

  1. Тонкого помола глиноземистый цемент высокого качества.
  2. Гипс.
  3. Гидроалюминат кальция.

Такие же составляющие и у цемента водостойкого. Целесообразно его применение при строительстве объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Он отлично подходит для железобетонных конструкций, так как замедляет коррозийные проявления металла. Учитывая эту особенность материала, он заслуживает наивысшей оценки в 5 баллов.

Водонепроницаемый цемент в составе кладочной смеси

понятие водонепроницаемого цемента

Для частного строительства нет особой необходимости в разделении гидрофобного цемента на влагостойкий и водонепроницаемый. А вот для профессионального возведения различных объектов разница, хоть и в мелочах, но все же существует.

Водостойкий (влагостойкий)

Для качества цемента главным является показатель гидроизоляции. Цемент с низкой влагостойкостью применим для внутренних работ. И абсолютно недопустимо его использование для наружных. Тогда как водостойкий (влагостойкий) цемент должен быть использован во всех растворах для наружных работ.

Влагостойкий цемент имеет в своем составе добавки, которые отвечают за его сопротивляемость к водной среде и, может быть, к морозам. В его состав входят те же компоненты, что и для водонепроницаемого цемента с единственной незначительной разницей в дозировке.

Типы водостойких цементов

По механизму достижения цели выделяются следующие основные типы материала: водонепроницаемый расширяющийся цемент; водонепроницаемый безусадочный цемент и цемент с гидрофобным заполнением. Механизм защитных функций расширяющегося состава основан на том, что вводится вещество, которое вызывает расширение смеси при заливке и быстрое затвердение. Принцип работы безусадочного способа включает добавление ингредиента, который обеспечивает образование кристаллов, уплотняющих структуру материала при застывании без свободного расширения объема. Введение в структуру цементной смеси гидрофобных компонентов объясняется их защитными функциями при контакте с проникающей водой (расширяются, химически связывают, образуют кристаллические структуры и т.п.).

Основные стадии затвердевания

Непосредственно процесс затвердевания монолита делится на два этапа. Сначала раствор схватывается, а затем твердеет. Первая стадия длится примерно сутки после приготовления смеси. На ее скорость влияет в основном только температура окружающего воздуха:

  • Когда термометр показывает около 20° тепла, бетон схватится примерно через пару часов после замешивания. Окончательное же схватывание гарантировано через 3 часа. То есть, этап схватывания длится примерно час.
  • Если температура воздуха 0°, такой процесс происходит дольше, может длиться даже 20 часов. Это связано с оттягиванием времени начала схватывания — процесс стартует только спустя 6–10 часов.
Читайте так же:
Техническая характеристика цемента м 300

Одновременно фактором влияния, определяющим скорость схватывания, становятся специфические добавки. Они способны ускорять или замедлять химическую реакцию.

Все время, пока длится этап схватывания, бетон сохраняет подвижность. Он подвержен любым механическим воздействиям. При осуществлении любых мероприятий относительно еще не успевшего схватиться монолита, нужно понимать, что они удлиняют срок его первоначального схватывания.

Финальный этап получения качественного монолита — твердение раствора. Оно происходит незамедлительно после завершения предыдущей фазы. Сам такой процесс чрезвычайно медленный, нередко он тянет несколько лет. В самые первые дни твердения монолит еще динамичен, отличается нелинейностью состояния.

Техника безопасности при работе с растворителем

Большинство растворителей содержат в себе агрессивные вещества, поэтому необходимо защитить кожный покров и слизистые оболочки. Перед процедурой обязательно проветрить комнату и работать с открытыми окнами. При работе с растворителем следует надеть толстые резиновые перчатки, защитные очки и респиратор.

Если жидкость попала на кожу, немедленно промыть ее под струей воды и обезвредить пищевой содой. Хранить растворитель плотно закрытым и в темном месте.

Разновидности

Торкретбетон наносится двумя способами – сухим и мокрым. Технология зависит от того, как подается раствор, которым производится торкретирование. Какой из способов применять, зависит от поставленных задач, наличия оборудования, условиями изготовления и доставки смеси.

Сухой метод

В основе технологии лежит идея подачи сухой цементной смеси и воды по разным шлангам. Оба компонента подаются под усилием сжатого воздуха, поступающего от компрессоров, и смешиваются в специальном распылителе. После выбрасываются из сопла со скоростью до 170 м/с. Торкретирование сухим методом имеет определенные преимущества:

  • Повышенная плотность и прочность материала.
  • Подача смеси на большие расстояния, что повышает маневренность, ускоряет выполнение работ.
  • Высокий уровень адгезии.
  • Допустимая толщина нанесения – до 60 мм.
  • Снижение стоимости работ за счет производительности, уменьшения трудоемкости.
  • Установку можно включать и выключать.
Читайте так же:
Производство цемента сухим способом реферат

Недостатки технологии – высокий уровень загрязнения участка, где выполняются работы. После нанесения бетона необходимо провести отделку бетонной поверхности. Регулировку подачи сухой смеси может производить только специалист, иначе качество торкретбетона существенно снизится.

Схема сухого метода

Бетонирование мокрым способом

При нанесении раствора по данной технологии, он приходит в распылитель установки уже готовым к укладке. В рукав он подается компрессором или бетононасосом. При использовании бетононасоса смесь подается в сопло под постоянным давлением, обеспечивая равномерное распределение слоев. Пневматический компрессор нагнетает состав порциями, в результате чего увеличивается расход бетона за счет его отскока от поверхности. К достоинствам мокрого способа относят:

  • Приготовление торкрет смеси до подачи в распылитель гарантирует однородность.
  • Экономия строительного материала и снижение количества отходов за счет небольшого отскока.
  • Возможность финишной обработки сразу после нанесения последнего слоя.
  • Бетон, не попавший на поверхность, может быть использован для других работ.
  • Распыление проводится на небольшом расстоянии до поверхности, что позволяет делать торкретирование бетона даже в закрытом помещении.

К недостаткам относят сравнительно низкую скорость подачи раствора – до 100 м/с. При этом толщина одного слоя не превышает 3 см. Мокрый торкрет не может подаваться по рукавам большой длины, это снижает маневренность установки. При длительном простое раствор застынет, выведя оборудование из строя.

Схема мокрого метода

Изменения физических свойств [ править | править код ]

При смешивании цемента и воды цементные частицы окружаются водой, которая составляет 50—70 объёмных процентов смеси. В результате химической реакции гидратации начинается образование иглообразных кристаллов. Спустя 6 часов образуется достаточное количество кристаллов и между цементными частицами формируются пространственные связи. Так происходит загустевание (схватывание) цементной смеси. [3] Процесс схватывания, вероятно, обеспечивается избирательной гидратацией клинкерных минералов C3A и C3S, а также развитием оболочек вокруг цементных зёрен и взаимной коагуляцией составных частей цементного теста. [11] Через 8—10 часов объём цементной смеси заполняет скелет иглообразных кристаллов, образованный преимущественно продуктами гидратации алюминатов C3A, поэтому такая структура называется алюминатной. С этого момента начинается застывание и набор прочности, которые связаны с формированием силикатной структуры, образующейся в процессе гидратации клинкерных минералов C3S и C2S. Результатом реакции силикатов и воды становятся очень малые кристаллы, объединяющиеся в гомогенную тонкопористую структуру, которая и определяет итоговую прочность цементного камня. Примерно через сутки силикатная структура начинает вытеснять алюминатную, а спустя 28 суток — полностью вытесняет её. [5] На практике формирование рыхлой алюминатной структуры из гидросиликата кальция в процессе схватывания отрицательно влияет на прочностные характеристики цементного камня. Поэтому в цементный клинкер вводится гипс, количество которого ограничивается допустимой концентрацией ангидрида серной кислоты SO3 в цементе по весу. [

Читайте так же:
Цементный раствор морозостойкость f200

3] Гипсовая добавка замедляет образование гидроалюмината кальция и каркас гидратированного цементного теста формируется за счёт гидросиликата кальция. [11]

Гидратация цемента в период схватывания характеризуется выделением теплоты: в начале схватывания происходит быстрый подъём температуры, а в конце схватывания наблюдается температурный максимум. Скорость схватывания находится в зависимости от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется. При повышении температуры скорость схватывания увеличивается, однако при значениях температуры выше 30 °C может наблюдаться обратный эффект. [11]

Для полной гидратации цементного зерна необходимо количество воды, составляющее 40 % от его массы. При этом из указанного количества воды 60 % (или 25 % от массы цемента) будут химически связаны с цементом, а 40 % (или 15 % от массы цемента) останутся в порах геля. [12] Средняя величина удельного веса продуктов гидратации в насыщенном водой состоянии составляет 2,16. [13] Та часть воды (25 % от массы цемента), которая вступает в химическую реакцию с цементом, претерпевает объёмную контракцию (сжатие) в процессе реакции, составляющую примерно 25 % от её объёма. В итоге образующийся цементный камень частично уменьшается в объёме. Этот процесс называется усадкой, а величина уменьшения объёма — объёмом усадки. [12]

При полной гидратации цементного клея объём пор будет составлять примерно 28 [15] —30 [12]  % от объёма образующейся структуры геля. При этом величина пористости геля в основном не зависит от водоцементного отношения смеси и степени гидратации, а является характерным показателем для марки цемента. [16] Размер гелевых пор составляет примерно 1,5—2 [15] (1—3 [17] ) нм в диаметре. [

4] Часть общего объёма цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации, образует взаимосвязанную систему капиллярных пор, беспорядочно распределённых по всему цементному камню. Капиллярная пористость цементного камня находится в прямой зависимости от водоцементного отношения смеси и в обратной зависимости от степени гидратации. Чем больше величина водоцементного отношения, тем больше капиллярных пор. В то же время по мере роста степени гидратации цемента будет уменьшаться объём капиллярных пор. Размер капиллярных пор составляет примерно 1,27 мкм. [19]

Читайте так же:
Раствор м50 цемент м500

Структурно продукты гидратаци представляет собой гель, а сам процесс гидратации классифицируется как гелеобразование. [5] В процессе гидратации значительно увеличивается площадь поверхности твёрдой фазы цементного геля, что влечёт за собой повышение адсорбции свободной воды. При этом сохраняется расход воды в реакциях гидратации. Следствием этих двух процессов становится самовысушивание — явление уменьшения относительной влажности в цементном тесте. Самовысушивание снижает степень гидратации, поэтому для нормального протекания процессов твердения цементного теста необходимо поддерживать уровень влажности, как одно из условий нормального набора прочности. Процесс самовысушивания также компенсируется избытком воды при затворении цементной смеси (при значениях водоцементного отношения 0,5 и более). [20]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector