Per strutture e strutture che vengono a contatto con l'acqua in varia misura, è necessario un materiale speciale in grado di resistere agli effetti aggressivi di un mezzo liquido. Per la costruzione in tali condizioni viene utilizzato calcestruzzo idrotecnico. Ha le caratteristiche necessarie per il funzionamento sicuro della struttura eretta.
Definizione
Il calcestruzzo idrotecnico appartiene alla categoria dei pesanti, viene utilizzato per la costruzione di argini, ponti e altre strutture, parti delle quali in alcuni punti sono completamente immerse nell'acqua o entrano in contatto con essa.
Una caratteristica del materiale è la sua capacità di mantenere le sue caratteristiche originali in un ambiente aggressivo senza compromettere la qualità e la capacità portante dell'elemento. Alcune funzioni, come la resistenza, nell'ambiente aereo aumentano nel tempo, a condizione che l'integrità e la struttura della pietra siano preservate.
Classificazione
C'è un certo insieme di requisiti che devono essere presenticonforme all'ingegneria idraulica concreta. GOST 26633-2012 “Calcestruzzo pesante e a grana fine. Specifiche” regola la qualità dei componenti che compongono la miscela e le proprietà della soluzione finita. Il documento è di natura internazionale, è stato adottato da 8 paesi.
Secondo GOST, il calcestruzzo idraulico è suddiviso in diversi gruppi in base al grado di immersione e all'esposizione all'ambiente acquatico:
- Superficie.
- Sott'acqua.
- Per livelli d'acqua fluttuanti.
A seconda del volume della struttura che si sta realizzando, il materiale è suddiviso in:
- Massivo - forme complesse e grandi dimensioni dell'elemento, accompagnate da una stagionatura irregolare con rilascio di calore.
- Non massiccio: design semplici con dimensioni ridotte.
Quando la forza viene applicata all'oggetto indurito:
- Per sistemi pressurizzati.
- Per elementi senza pressione.
Classificazione aggiuntiva condividere il luogo di applicazione del calcestruzzo:
- Per le strutture interne (sono meno soggette al dilavamento, alla pressione dell'acqua, ma devono resistere agli effetti statici).
- Per elementi e superfici esterne (che sono interessate dal movimento attivo dell'acqua e da un fondo chimico mutevole).
Composizione della miscela
La soluzione deve soddisfare i requisiti di GOST per ottenere una pietra di sufficiente durezza, resistenza e sicurezza. Tutti i componenti inclusi nel calcestruzzo idrotecnico sono sottoposti a controllo di qualità. Composizione della miscela:
- Il componente principale è il raccoglitore. Pereffetto resistente alle acque aggressive, si utilizza cemento resistente ai solfati. Per un livello di immersione variabile, viene presa una idrofobica o con l'inclusione di additivi plastificanti. In altri casi viene utilizzato cemento pozzolanico, loppato o Portland.
- Aggregato fine - sabbia di quarzo, aumenta la resistenza del calcestruzzo all'acqua. Non deve contenere piccole impurità e detriti - in condizioni di bagnato, l'accensione può indebolire notevolmente il materiale.
- Aggregato grosso - ghiaia e pietrisco da rocce sedimentarie e ignee. Questo è caratterizzato da un'elevata idrofobicità, resistenza al gelo. La frazione di pietre dipende dalle caratteristiche tecniche della soluzione di calcestruzzo richiesta per operare in condizioni specifiche. La forma dell'aggregato deve essere voluminosa e convessa, pietrisco o ghiaia hanno una resistenza inferiore.
- Additivi - proprietà miglioratrici della soluzione. Aumentano la resistenza della pietra alle temperature estreme, agli effetti aggressivi dell'acqua, riducono il rilascio di calore secondo necessità e prevengono le crepe.
Le proprietà di tutti i componenti, i loro parametri, l'esatta formulazione della soluzione sono prescritti in GOST 26633-2012 p.3. La conformità deve essere eseguita in qualsiasi produzione, la miscela finita riceve un documento di conformità allo standard.
Specifiche
Il materiale ha molte varietà. Si distinguono per la composizione e le proprietà che dovrebbe avere il calcestruzzo per ingegneria idraulica. Le specifiche dipendono dalla marca e dal tipo di composizione. I principali sono resistenza alla compressione, flessione assiale, tensione, resistenza al gelo eidrofobicità. La soluzione di lavoro viene scelta in base alla totalità di questi indicatori, poiché ogni lotto di proprietà può differire, il che è inaccettabile per questo materiale.
Forza
Il primo e più importante indicatore è la quantità di resistenza alla compressione, poiché la maggior parte delle strutture subisce un carico verticale di forza dal volume dell'edificio soprastante.
La resistenza del calcestruzzo viene determinata creando un cubo di prova e quindi testandolo sotto pressione. Il prototipo viene mantenuto da 28 a 180 giorni per acquisire forza. Nel caso di materiale di ingegneria idraulica, il cubo viene posto in acqua durante l'indurimento.
Il test viene eseguito sotto l'azione delle forze fino alla comparsa delle crepe.
Secondo i risultati dello studio, al calcestruzzo viene assegnata una classe da B3, 5 a B60. I tipi più comuni sono B10-B40.
Resistenza a trazione e flessione
Le strutture che non sono interessate dal carico verticale sono soggette ad altre forze come la tensione assiale e la flessione. Per capire se il calcestruzzo può resistere a tali deformazioni, viene testato in laboratorio. Grado di resistenza alla trazione – Bt0, 4…4, 0.
Resistente all'acqua
Determinato in condizioni di laboratorio su cubi campione della stessa età del primo caso. L'essenza del test è aumentare gradualmente la pressione dell'acqua fino a quando non filtra attraverso il corpo di cemento. Di conseguenza, alla pietra viene assegnato un punteggio di resistenza all'acqua W2-20.
Per aggressivicondizioni dell'acqua di mare, utilizzare calcestruzzo idraulico ad alta pressione non inferiore a W4.
Resistenza al gelo
In condizioni di elevata umidità, particolare attenzione è riservata agli sbalzi di temperatura con possibilità di solidificazione dell'acqua. Come sapete, durante l'espansione, il liquido cristallizza e danneggia i materiali da costruzione in cui è riuscito a penetrare. Per evitare che ciò accada con una struttura critica, alla soluzione vengono aggiunti nel sito di produzione speciali additivi idraulici e plastificanti, che aumentano la resistenza del calcestruzzo all'indurimento.
Il grado di resistenza al gelo F mostra quanti cicli di congelamento e disgelo alternati completi può sopportare un campione di calcestruzzo con una perdita di resistenza non superiore al 15%. Per una miscela idraulica, le prove vengono eseguite sull'acqua che si riscalda e si trasforma in ghiaccio.
Secondo i risultati dello studio, al calcestruzzo idrofobico viene assegnato un grado di resistenza al gelo di F50-300.
Mescolare i miglioratori
Gli indicatori di forza, resistenza all'acqua e al gelo vengono posti nella fase di miscelazione della soluzione in fabbrica. Le proprietà speciali del calcestruzzo idraulico sono determinate da sali di vari metalli e composti compositi.
I modificatori additivi sono divisi in 2 gruppi.
Il gruppo I riduce l'assorbimento d'acqua fino a 5 volte entro il termine della stagionatura di progetto di 28 giorni. Tra i più utilizzati:
- Feniletossisilossano 113-63 (ex FES-50).
- Alluminometilsiliconato di sodio AMSR-3 (Russia).
- "Plastil" (Russia).
- Idrocalcestruzzo (UE).
- Addiment DM 2 (Germania).
- Liga Natriumoleat 90 (Russia).
- Sikagard-702 W-Aquahod (Svizzera).
II gruppo è meno potente (fino a 2-4,8 volte). La sua applicazione è possibile per la miscelazione del calcestruzzo superficiale:
- Poliidrosilossani 136-157M (ex GKZH-94M) e 136-41 (ex GKZH-94).
- "KOMD-S".
- Stavinor Zn Eu Stavinor Ca PSE.
- HIDROFOB E (Slovenia).
- Cementol E (Slovenia).
- Sikalite (Svizzera).
- Sikagard-700S (Svizzera).
III gruppo non viene utilizzato per creare calcestruzzo idraulico. Gli additivi riducono l'assorbimento d'acqua fino a 2 volte.
Altre proprietà
Quando si sceglie una miscela di lavoro, non vengono prese in considerazione solo le caratteristiche principali del calcestruzzo idraulico, ma anche i suoi altri parametri:
- Importo di contrazione.
- Resistenza alla deformazione.
- Grado di resistenza al flusso d'acqua e alla pressione di pompaggio.
Non esiste una ricetta unica per il calcestruzzo idrotecnico: in ogni caso si tiene conto della composizione chimica dell'acqua, dell'entità del battente e di altri carichi. In conformità con i requisiti, vengono utilizzati riempitivi e additivi che possono garantire il funzionamento affidabile della futura pietra.
Applicazione
La posa della soluzione sotto lo strato d'acqua è un compito difficile e responsabile. Viene versato in grandi volumi per prevenire la solidificazione e l'offuscamento irregolari. A causa delle specifiche di posa nel corpo della struttura indurente, si verificano sollecitazioni termiche e cadute, cheha bisogno di essere regolamentato. Per evitare il surriscaldamento e la deformazione prematura dello stampo, alla soluzione vengono aggiunti plastificanti e tipi speciali di cemento:
- Pozzolanico.
- Slag.
- Idrofobico.
Per la costruzione di strutture costiere viene utilizzato calcestruzzo idraulico. Il suo utilizzo è diffuso:
- Ponti, loro sostegni e travi.
- Disposizione di argini e muraglie per rafforzare la costa, porti.
- Piscine, le loro ciotole e le aree circostanti.
- Muri di pozzi e pozzi fognari.
- Tunnel della metropolitana.
- Strutture tecniche: dighe, centrali idroelettriche, frangiflutti.
Edilizia interna, calcestruzzo idrotecnico di bassa qualità viene utilizzato per gettare le fondamenta in corrispondenza di un livello elevato della falda freatica o delle sue differenze significative durante lo scioglimento della neve e forti piogge.
