ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ БЕТОН

Предъявляемые к гидротехническому бетону требования зависят от назначения и конструкции гидротехнических сооружений (массивные сооружения, тонкостенные конструкции, сборные гидротехнические конструкции), а также от климатических условий (умеренные, суровые, особо суровые) и условий эксплуатации сооружений или их частей.
В зависимости от расположения в сооружениях по отношению к уровню воды различают гидротехнический бетон: подводный, находящийся в воде постоянно, ниже зоны переменного горизонта воды; надводный, располагающийся выше зоны переменного уровня воды. В зависимости от массивности гидротехнические сооружения гидротехнический бетон бывает массивный и немассивный. По расположению в сооружениях гидротехнического бетона делится на гидротехнический бетон наружной зоны и внутренней зоны. В соответствии с действующим на сооружение напором воды различают гидротехнический бетон напорных и безнапорных конструкций.
Основные требования, предъявляемые к гидротехническому бетону: водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость, прочность на сжатие и растяжение, ограниченное тепловыделение при твердении. К числу других требований относятся: ограниченная упадочность, хорошая деформативная способность, стойкость против истирания водой и наносами и другие. Эти требования обычно предъявляются в той или иной совокупности в зависимости от реально действующих на гидротехнический бетон факторов.
Под водостойкостью гидротехнического бетона понимается стойкость подводного бетона, бетона зоны переменного горизонта воды, а также бетона заглубленных в грунт частей сооружений к агрессивному действию воды данного состава. Водонепроницаемость гидротехнического бетона характеризуется наибольшим давлением воды, при котором еще не наблюдается просачивания ее через образцы. Давление воды при испытании принимается от 2 до 8 атм.
Иногда применяются более высокие давления. Марки гидротехнического бетона по водонепроницаемости назначаются соответственно градиенту напора воды, действующего на конструкцию, и определяются испытанием образцов в возрасте 180 дней. Применяется также оценка водонепроницаемости гидротехнического бетона по коэффициенту фильтрации. Морозостойкость гидротехнического бетона характеризуется наибольшим числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые способны выдержать образцы без заметного снижения прочности или уменьшения динамического модуля упругости. Морозостойкость гидротехнического бетона принимается от 50 до 300, а иногда и более циклов, в зависимости от климатических условий и числа перемен уровня воды на омываемой поверхности бетона или числа смен замораживания и оттаивания за годовой период. Морозостойкость Бетона гидротехнического определяется испытанием образцов в морозильных камерах.
Прочность гидротехнического бетона при сжатии и при осевом растяжении характеризуется пределом прочности образцов при испытании их в возрасте 180 дней.
В качестве основных вяжущих для гидротехнического бетона применяют портландцементы, шлаковый и пуццолановый портландцементы. Для изготовления гидротехнического бетона широко используют поверхностно-активные органические добавки — воздухововлекающие и пластифицирующие, существенно улучшающие свойства бетона и повышающие его долговечность.
Гидротехнический бетон укладывается в сооружения большими объемами в весьма сжатые сроки в связи с чем, к нему предъявляются специальные требования ограниченного тепловыделения. Тепловыделение при твердении гидротехнического Бетона ограничивается допустимым подъемом температуры, назначаемым из соображений устранения термического трещинообразования в массивных частях гидротехнических сооружений с поперечными размерами более 2,5 м.
С целью снижения температуры гидротехнического бетона применяются цементы с пониженной теплотой гидратации (не более 50 кал в 3 дня и 60 кал в 7 дней на 1 г цемента), охлаждение заполнителей, охлаждение бетонной смеси добавкой дробленого льда, а также охлаждение бетонной кладки при помощи труб, по которым циркулирует холодная вода. Существенны также последовательность и способ возведения бетонного сооружения.
Содержание цемента в гидротехническом бетоне зависит от назначения бетона (зоны сооружения). Во внутренних зонах оно составляет 120— 160 кг/м3, в наружных частях доходит до 230—275 кг/м3, а иногда несколько выше. Крупность заполнителей для гидротехнического бетона достигает 150 мм и иногда 200 и более мм. С целью увеличения количества камневидной составляющей гидротехнического бетона, экономии цемента и снижения тепловыделения в бетонную смесь втапливают при помощи вибрации крупные камни размером 400—450 мм.
В современном гидротехническом строительстве широко применяются малопластичные (жесткие) бетонные смеси, механизированная укладка которых производится при помощи разравнивающих бульдозеров и самоходных устройств с навесными вибраторами на раме (четыре — шесть вибраторов). В СССР разрабатывается непрерывно-поточный метод укладки гидротехнического бетона на строительстве крупных гидротехнических сооружений. Большие исследования и практические работы ведутся в СССР с целью сокращения расхода цемента в гидротехническом бетоне, разработки оптимальных составов цемента для гидротехнического бетона, замены части цемента золой от сжигания пылевидного топлива на тепловых электростанциях, использования отвальных доменных шлаков в качестве заполнителей, усовершенствования методов укладки гидротехнического бетона, создания новых механизмов для укладки гидротехнического бетона, разработки методов контроля качества бетона в сооружениях и т. п.