Состав бетонной смеси для получения высокопрочного торкрет-бетона мокрым способом. Торкрет бетон испытания


сферы применения и способы получения

Технические характеристики оборудования для получения бетона торкрета

Работу, во время которой бетонный раствор слоями наносится на поверхность, при этом материал находится под нагрузкой сжатого воздуха, называется торкретированием. Осуществляют его, применив специальную установку. А материал получаемый таким способом называют бетон торкрет, его получают двумя путями — сухим или мокрым методом.

Сферы применения

Данный материал используют при:

  • сооружении тонкостенной конструкции из железобетона (резервуар, оболочка, свод и др.)
  • обустройстве тоннелей (обделка) и гидротехнического сооружения;
  • утепления откосов, склонов или береговой линии;
  • заделывании стыков и гидроизоляционных работ сборной конструкции или ее элементов;
  • ремонте и усилении бетонного или железобетонного сооружения;
  • надобности повышения водонепроницаемости, морозостойкости, огнеупорных показателей сооружения;
  • при необходимости усилить всю конструкцию;
  • применяется как финишная отделка и др.

Этот материал обладает следующими преимуществами:

  • повышает морозостойкость, прочность и водостойкость сооружения;
  • торкретирование дает возможность увеличить количество выпускаемого бетона, причем стоимость работ уменьшается;
  • такой состав надежный и долговечный;
  • за один рабочий цикл обрабатывают наибольшую поверхность.

Способы торкретирования

Существует два метода – сухой и мокрый. Рассмотрим каждый в отдельности.

Торкретирование бетона

Сухое торкретирование. Этот метод впервые применили в ХХ веке. Для него готовят сухую смесь, применив цемент, песок, щебень, заполнители, добавки. Далее их засыпают в специальный аппарат, откуда пройдя через шланг, полученный состав, подается к соплу, где при помощи воды его смачивают. После чего со скоростью от 130 до 170 м/сек, его выбрасывают на обрабатываемую поверхность.

Наращиваются слои следующим образом:

  • каждый период исчисляют долями секунды. Весь раствор отскакивает, а на поверхности удерживается цементное молочко, которое впоследствии превращается в клеящий пласт;
  • далее на плоскости удерживается мелкий наполнитель, а до тех пор, пока не отрегулируется отскок, его сменит заполнитель с крупной фракцией.

Таким образом, полученный торкретбетон имеет следующие положительные качества, которые обусловлены методом набрызга:

  • в виду того, что граничащий слой образовывается мелким наполнителем и молочком, то создается высокая адгезия;
  • так как частички практически вбиваются в новый слой, материал обладает когезией и высокой плотностью;
  • водоцементное отношение оптимальное;
  • за один подход наносят 10-15 см слой.

Мокрый способ бывает двух видов: со сплошным, и разряженным потоком.

Со сплошным потоком. Этот способ появился на 50 лет позже, чем сухое торкретирование, так как именно в это время начала развиваться такая промышленная отрасль, как строительная химия.

Бетон торкрет

При этом методе смесь подают в бетононасос и по гидравлическому методу, то есть сплошным или полным потоком передают к соплу, через шланг. А по второй резиновой трубе сюда же подается сжатый воздух, который помогает разорвать поток бетонной смеси и доставить ее на обрабатываемую поверхность. Набрызгивание производится с пониженной скоростью и поэтому отскок уменьшается и составляет 10%.

Для того чтобы подученный торкретбетон был высокого качества в него вводят добавки:

  • Клеящий состав наносится принужденно, что помогает создать адгезию с обработанной поверхностью;
  • Ускоритель схватывания, подводится к соплу отдельным шлангом, который дает возможность произвести нанесение торкрет бетона толстым слоем;
  • Применив пластификатор, получают оптимальное количественное отношение воды и цемента.

Мокрый метод торкретирования применяют при индустриальном строительстве. Смесь готовят на бетонном заводе, доставляют автобетоносмесителем, а при ее набрызгивании никакой роли не играет квалификация сопловщика. Но применение добавок увеличивает стоимость материала, а перемещение затворенного состава по шлангу не дает возможность сделать перерыв при торкретировании, но часто при прохождении бетон схватывается и приходится промывать резиновую трубу.

Разряженным потоком. Готовый бетон размещают в пневмобетононасосе, и под давлением она поступает к соплу, далее с высокой скоростью бетон поступает на обрабатываемую поверхность. Этот способ промежуточный между сухим и мокрым выполненным сплошным потоком. При нем бетонный раствор подготавливают на заводе, но в него не вводятся пластификаторы.

Сопло оборудования для торкретирования

Отметим, что данный метод имеет недостаток – достаточно высокий отскок 25%, и поэтому обязательно нанесение клеящего слоя и применение ускорителя схватывания, также во время перерыва производят промывку шланга.

В основном торкретирование бетона производят этими двумя методами.

Необходимое оборудование

Для данных целей применяют специальную установку, при помощи которой производят напыление сухим или мокрым методами, которые применяют во время бетонирования водных и подземных сооружений, а также и на инженерных постройках.

Его используют при железнодорожном и обычном строительстве, во время проведения как ремонтных, так и санитарных работ. Если установку употребляют в металлургии или в энергетике, тогда с ее помощью напыляют жаростойкие материалы во время изготовления футеровки сталеплавильной печи, котла, коксовой батареи и др., причем эти действия производят и при холодных, и при теплых условиях.

Такие установки применяются при температуре от +5 до +40°С.

Рассмотрим технические параметры данных установок:

  • выдерживают давление 0,5 Па, а производительность мотора составляет 2 КВт;
  • в минуту потребляют до 2м³ воздуха;
  • наполнители должны иметь гранулы от 8 до 40 мм;
  • вертикальная подача равна 100 м, а горизонтальная до 300 м;
  • ширина установки 80,5 см, длина 113 см, а высота составляет 98 см.
  • такое оборудование для торкретирования бетона весит до 300 кг.

Заключение

В статье рассмотрены все существующие методы, которые дают возможность быстро и качественно выполнить все необходимые работы. Но если их не могут произвести самостоятельно, тогда обращаются к специалистам, которые все сделают качественно.

Основными преимуществами су

sevparitet.ru

ДОБАВКИ ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ БЕТОНА

Добавки в бетон Справочное пособие

9.10.1. Общие положения.

Добавки, используемые в тор - крет-бетоне, обычно подразде­ляются на четыре категории: ускорители, воздухововлекаю - щие агенты, замедлители и мелкоизмельченные инертные или активные гидравлические добавки. Однако, поскольку добавки трех последних катего­рий используются в тех же самых целях, что и в обычном бетоне, мы не будем рассмат­ривать их применение в торк­рет-бетоне. В этом разделе опи­сываются добавки, являющиеся сильными ускорителями процес­сов гидратации цемента.

К добавкам, которые ис­пользуются либо в мокром, либо в сухом торкрет-процессе, предъявляются следующие тре­бования [99]:

Быстрое схватывание: нача­ло и конец схватывания про­исходят соответственно в те­чение 3 и 12 мин;

Повышенная способность к образованию максимальной толщины слоя благодаря со­противлению разжижению;

Уменьшение потерь вещест­ва при восстановлении после деформации;

Увеличение скорости разви­тия прочности до 3,5—7,0 МПа;

Достижение полной прочнос­ти (28 сут), которая составляет не менее 30% прочности смеси, не подвергавшейся ускорению.

9.10.2. Виды ускорителей. Обычно используются сильные щелочи, СаСЬ и органические вещества; патентованные ве­щества, как правило, содержат эти ингредиенты в различных пропорциях и продаются как в жидком, так и в порошкооб­разном виде. В некоторых до­бавках в качестве единственно­го активного компонента может выступать только одно вещест­во (алюминат натрия). Как правило, основной ускоряющий компонент используется со­вместно с одной или несколь­кими другими добавками для получения нужных модифика­ций многокомпонентных доба­вок. К таким добавкам отно­сятся увлажняющие агенты, добавки-сгустители и стабили­зирующие агенты для жидкос­тей.

Несмотря на то что СаС12 применяется в определенных ус­ловиях, его доза не должна превышать 2 %, за исключени­ем тех случаев, когда требует­ся быстрое схватывание, чтобы стабилизировать наносимый слой цемента.

В условиях, благоприятных для развития коррозии, исполь­зование этого вещества в тор­крет-бетоне существенно огра­ничено. Широкое применение получили щелочи и другие химические вещества с сильно - основными свойствами.

Щелочной характер актив­ного ингредиента делает до­бавку чрезвычайно едкой, что требует осторожности в обра­щении с ним. В настоящее вре­мя производятся и продаются вещества с незначительной щелочностью, что существенно уменьшает опасность травма­тизма. Составы этих добавок держатся в строгом секрете, поэтому в публикациях соот­ветствующие данные представ­лены достаточно скудно.

9.10.3. Химический состав. Основным ингредиентом уско­рителя могут быть алюминат натрия, гидроксид либо карбо­нат натрия или кальция, три­этаноламин, сульфат трехва­лентного железа и фтористый натрий [101].

Натриевые соли гидрокар­боксильных кислот, например глюконаты и тартараты, могут использоваться как увлажняю­щие агенты. В качестве сгусти­телей обычно используются гли­ны (бентонит), шлак и дисперс­ный кремнезем. Полигидрокси - соединения применяются для стабилизации растворов алю­мината натрия [102].

9.10.4. Изготовление и ис­пользование. Дозы добавок по­рошкообразного ускорителя со­ставляют приблизительно 2— 6 % массы цемента. Количество жидкого ускорителя определя­ется в замесе по объемному соотношению: содержание воды по отношению к объему уско­рителя может находиться в диапазоне от 1:20 до 1:1. Разнообразные ускорители имеют различные концентрации твердых веществ, которые сле­дует учитывать при определе­нии количества добавки по объ­емным соотношениям. Не во всех случаях используются оп­тимальные концентрации, и там, где требуется быстрое твердение и раннее достижение высокой прочности, ' вводятся большие дозы. Однако техни­ческие условия могут допус­кать снижение максимальной прочности для смеси ускорен­ного твердения, что ограничи­вает количество применяемой добавки.

Дозирование и введение добавки. Порошкообразные добавки-ускорители, используе­мые в процессе сухого переме­шивания, обычно добавляются в бетон или раствор с ис­пользованием шнекового или спирального дозатора [99]. По­рошок подается под действием силы тяжести к спиральному питателю, транспортируется по трубопроводу и затем высы­пается в бункер, содержащий смесь. Дозы добавки регули­руются путем увеличения или уменьшения частоты вращения шнека. Дозатор добавки обыч­но располагается над конвейе­ром, загружающим смесь в тор­кретирующую машину. Это обеспечивает относительно рав­номерное распределение добав­ки в подав-аемых материалах. Скорость подачи добавки долж­на быть синхронизирована со скоростью подачи материалов, проходящих дозатор, таким об­разом, чтобы обеспечивалось требуемое для смеси соотно­шение цемента и ускорителя.

Если используются жидкие добавки, то они вводятся из резервуара с повышенным дав­лением в трубопровод вблизи расположения сопла. Требуе­мый объем воды обеспечивает­ся путем регулиррвания подачи добавки.

В настоящее время единст­венным надежным способом равномерного введения по­рошкообразных торкретных до­бавок непосредственно в мок­рую смесь около сопла явля­ется использование цилиндри­ческого питателя. Согласно этому способу, порошок спрес­совывается в виде цилиндра, который при помещении его в питатель постепенно измельча­ется и увлекается воздушным потоком в сопло. Ускоритель перемешивается с другими тор­кретными составляющими в со­пле и в процессе транспорти­ровки к обрабатываемой по­верхности. Количество подавае­мой добавки регулируется из­менением скорости перемеще­ния цилиндра в питателе.

Хранение. Порошкообраз­ные добавки чувствительны к влаге. Поэтому место хранения должно быть сухим и распо­лагаться выше уровня земли. Мешки с ускорителем тверде­ния должны размещаться на щитах не ниже 5 см от поверх­ности земли (пола). В мешках должна быть прослойка из пленки. Содержимое повреж­денных мешков следует исполь­зовать немедленно после по­вреждения или совсем не при­менять. Срок хранения порош­ка ограничивается 6—8 мес при соблюдении соответствую­щих условий хранения. Актив­ность вещества, как правило, начинает резко снижаться через 6 мес.

Особенности применения. Щелочные соединения, состав­ляющие основу данных доба­вок, представляют собой едкие вещества и требуют осторож­ности в обращении. Для умень­шения выброса необходимо тщательное перемешивание со­ставляющих. В процессе сухого .перемешивания заполнители должны быть хорошо покрыты цементом.

Поскольку торкретные до­бавки способствуют усадке, необходимо поддерживать ув­лажнение обрабатываемой по­верхности по меньшей мере в течение 7 сут. Температура окружающего воздуха должна поддерживаться у поверхности торкрет-бетона выше нуля по крайней мере в течение 7 сут [103].

Техника безопасности. Каус­тические вещества, содержа­щиеся в добавках, могут вы­звать раздражение кожи вплоть до серьезных ожогов. Боль­шинство составляющих счита­ется первичными раздражи­телями. Их непосредственное воздействие на кожу при доста­точной концентрации и в тече­ние продолжительного времени может вызвать дерматит. При применении жидких добавок ожоги могут возникать мгновен­но.

Вследствие серьезной угро­зы этих веществ для кожи и глаз необходимо предусмотреть средства индивидуальной за­щиты для всех, кто работает в непосредственной близости от торкрет-бетонной машины и сопла. Они включают блузу с длинными рукавами или комби­незон. Кроме того, до запуска машины на участки кожи, которые могут подвергаться воздействию едких веществ, необходимо нанести защитный крем или лосьон.

В случае попадания этих веществ на кожу необходимо промыть ее водой и протереть уксусом, после чего провести обработку защитным кремом. Любое попадание в глаза требует немедленного обраще­ния к врачу, при этом необхо­димо сразу же промыть глаза большим количеством воды [104].

9.10.5. Пластические свойст­ва бетона и раствора. Меха­низм. Большинство используе­мых добавок, вероятно, дейст­вует путем осаждения нераство­римых гидроксидов или других солей, что не исключает лож­ного схватывания. Калоримет­рические. исследования тепло­проводности показывают, что их основное воздействие на ран­нее упрочнение связано с дейст­вием на цементную фракций СзА. Реакция С3А усиливается в присутствии этих добавок, и уже в раннем возрасте бетона наблюдается быстрое упрочне­ние.

Консистенция смеси. В зави­симости от дозы добавки может получиться или смесь с хоро­шим сцеплением, или образо­ваться сухая пылевидная смесь. Высокое содержание цемента и оптимальные дозы (3—6 %) обычно обеспечивают образо­вание смесей с высоким сцеп­лением, которые способствуют хорошему нанесению слоев бе­тона.

Начало и конец схватыва­ния. При оптимальных уровнях дозировки начало схватывания может быть уменьшено до 3— 4 мин, в то время как период конца схватывания может ле­жать в пределах 12—15 мин. Применение более высоких доз еще больше сокращает это вре­мя.

9.10.6. Характеристики за­твердевшего бетона и раствора.

Применяемый метод укладки делает торкрет-бетон потенци­ально более неоднородным по сравнению с обычным бетоном. Следовательно, формирование физических и механических свойств, таких, как прочность, усадка, проницаемость и долго­вечность, резко отличаются от формирования свойств обычно­го бетона. Эти различия особен­но заметны на самых ранних и самых поздних стадиях твер­дения.

9.10.6.1. Прочность при сжа­тии. Пределы прочности обычно ниже (15—20%), чем у соот­ветствующих смесей, которые не содержат добавок при ис­пользовании как мокрого, так и сухого процесса перемешивания при оптимальных дозах доба­вок 2—4 %. Когда доза превы­шает 4 %, происходит резкое снижение прочности. Однако в особых условиях, например при предотвращении утечки воды, такое снижение приемлемо. В общем случае факторы, кото­рые вызывают в начальной фазе упрочнение бетона, по - видимому, оказывают отрица­тельное влияние на конечный предел прочности.

Использование ускорителей твердения в торкрет-бетонных смесях при применении регу­ляторов схватывания бетона обычно приводит к снижению прочности как в начальном, так и в более позднем воз­расте [100].

9.10.6.2. Прочность при рас­тяжении и изгибе. Показатели прочности при растяжении обычно меньше тех значений, которые можно ожидать исходя из значений прочности при сжатии. Это, по-видимому, от­ражает зависимость прочности при растяжении от слоистости и других дефектов в торкрет-- бетоне. Значения прочности при изгибе отражают аналогичную зависимость.

9.10.6.3. Модуль упругости. Как правило, зависимость меж­ду прочностью при сжатии и модулем упругости аналогична зависимости для обычного бе­тона. Как и для обычного бетона, соответствующая вы­держка обспечивает увеличение прочности во времени.

9.10.6.4. Прочность сцепле­ния. Высокая прочность сцеп­ления может быть достигнута

513

Между слоями торкрет-бетона и поверхностью щебня как при сухом, так и при мокром пере­мешивании при использовании добавок. Прочность сцепления увеличивается при увеличении дозы до 2 %, а затем при дальнейшем добавлении па­дает.

9.10.6.5. Усадка. Смеси, со­держащие добавку, имеют бо­лее высокие значения усадки по сравнению с соответствую­щими смесями без добавок. Усадка увеличивается с ростом дозы добавки и содержания воды в смеси как для мокро­го, так и для сухого торкрет­бетона [101].

9.10.6.6. Долговечность. Предварительные испытания показывают, что большинство патентованных ускорителей твердения отрицательно влияет на сопротивление попеременно­му замораживанию и оттаива­нию [105, 106].

9.10.6.7. Проницаемость. Поскольку добавки улучшают условия набрызга и миними­зируют выброс, улучшение про­ницаемости является спорным. Реальные испытания, однако, показывают, что этот эффект незначителен, и полученные значения близки к значениям, характерным для смесей без добавок.

9.10.7. Факторы, влияющие на взаимодействие добавок с торкрет-бетоном. На реакцию как мокрого, так и сухого процессов влияют два фактора: подбор состава смеси и усло­вия транспортирования, пре­обладающие во время разбрыз­гивания бетона. Факторы, свя­занные с подбором смеси, вклю­чают тип цемента и его со­держание, водоцементное от­ношение, совместимость цемен­та и добавки, а также наличие других добавок.

Цементы с более высоким содержанием СзА, например типа I и III, дают лучшие результаты по сравнению с це­ментами с низким содержанием СзА, например типа IV и V. При применении цемента более тонкого помола и высоком со­держании цемента реакция ускоряется. Изменения состава цемента и добавки в замесах влияют на их совместимость в смеси, что приводит к сни­жению развития ранней проч­ности и изменению прочност­ных характеристик. Обычные добавки, используемые для раз­жижения при подаче бетонной смеси насосом (в мокром про­цессе), часто замедляют твер­дение цемента.

Результаты торкретирова­ния во время разбрызгивания бетона зависят от дозы добавки, температуры смеси и окружаю­щего воздуха, водоцементного отношения, предварительной гидратации цемента и задерж­ки внесения добавки.

Введение высокой дозы до­бавки вызывает мгновенное схватывание, вследствие чего смесь получается слишком су­хой и не удерживается на поверхности набрызга. С дру­гой стороны, применение малых доз может привести к задерж­ке начала схватывания и расте­канию смеси. В любом случае это препятствует наращиванию слоев.

При температуре более 30°С наблюдаются ускорение схва­тывания, образование сухих смесей, увеличение выброса и снижение характеристик проч­ности. При температуре ниже 10 °С растягивается время схватывания и твердения и увеличивается стекание смеси с поверхности.

Предварительная гидрата­ция цемента из-за наличия вла­ги в заполнителе и задержки внесения добавки приводит к снижению ранней прочности.

9.10.8. Применение. Исполь­зование ускоряющих добавок в торкрет-бетоне ограничивается его высокой стоимостью, более низким пределом прочности и опасностью травматизма. Одна­ко в тех случаях, когда тре­буется обеспечить быстрое схватывание для ускоренного наращивания слоев и раннее развитие прочности для лучше­го удерживания наращиваемых слоев, а также предотвратить утечку воды, необходимо ис­пользовать ускорители тверде­ния. Как правило, ускорители применяются при сооружении подвесных конструкций, неко­торых вертикальных стен и в местах с высоким уровнем грунтовых вод. Их использо­вание в торкрет-бетоне предот­вращает образование натеков и стекание торкрет-бетона, а также уменьшает выброс ма­териала.

9.10.9. Стандарты и техни­ческие нормы. Специальные стандарты в данной области отсутствуют. Некоторые техни­ческие условия для торкрет­бетона требуют, чтобы добавки - ускорители удовлетворяли «Техническим условиям для химических добавок» ASTM-C - 494. Однако этот стандарт можно применять только час­тично из-за весьма специфичес­ких свойств добавок (таких, как быстрое схватывание).

Стандарт Американского института бетона «Рекоменда­ции по получению и применению торкрет-бетона» (АСІ 506-66) описывает применение торкрет­бетона в различных видах стро­ительства. Хотя в нем не упо­минаются какие-либо специаль­ные требования к ускорителям, используемым для обеспечения свойств быстрого схватывания, там содержатся требования к другим добавкам и составля­ющим бетона. В стандарте при­ведены способы применения и требования к оборудованию для сухого и мокрого процес­сов перемешивания. Достаточ­но подробно освещены методы испытаний торкрет-бетона.

Как правило, технические условия на торкрет-бетон со­держат следующие критерии качества добавок: тип и состав; концентрация активного ингре­диента в процентах; содержа­ние хлоридов; максимальное со­держание используемого уско­рителя; совместимость с приме­няемым цементом, определяе­мая требованиями к времени начала и конца схватывания, ранней прочностью и пределом прочности; вариации дозировки в зависимости от местополо­жения объекта, типа конструк­ции или требований к проч­ности.

Для контроля качества про­дукта проводят следующие стандартные испытания на со­вместимость цемента и добавки.

Сроки схватывания. Приме­няют модификацию метода ис­пытаний ASTM-C-266 по опре­делению сроков схватывания гидравлического цемента с по­мощью игл Джилмора. Моди­фикация в основном касается использования специальной стандартной чашки, разрабо­танной для испытания быстро - схватывающихся смесей. В этой чашке перемешивают компонен­ты, а затем проводят испыта­ния с применением игл. Метод исключает необходимость пере­кладывать тесто, поэтому ка­кие-либо воздействия на него сводятся к минимуму. При про­ведении испытаний требуется тщательный контроль темпера­туры окружающей среды, а так­же относительной влажности.

При использовании порош­кообразных добавок как в су­хом, так и в мокром процессе консистенция должна быть та­кой же, как при разбрызгива­нии смеси без добавок; как правило, водоцементное отно­шение составляет 0,43. Водоце­ментное отношение мокрой сме­си обычно на 20 % больше.

Прочность при сжатии. Па­раметры прочности обычно оп­ределяются в соответствии с ASTM-C-109, за исключением того, что водоцементное отно­шение в растворе составляет 0,4. Интервал времени, уста­новленный в этом стандарте, не соблюдается, поскольку не­обходимо, чтобы образцы сфор­мировались до начала схваты­вания раствора. Стандартное испытание на выброс состоит в набрызгивании материала на испытательную доску до требуемой толщины. Материал, утерянный в результате выбро­са, собирают на специальной пленке, которую раскладывают у основания испытательной па­нели. По окончании испытания производится взвешивание испытательной доски и собран­ного материала. Средний выб­рос вычисляют по формуле

Wr/(Wr+Ww),

Где Wr — масса материала, собран­ного на пленке; Ww — масса материа­ла на испытательной доске.

Контроль. В производствен­ных условиях однородность со­ответствия продукта принятым нормам проверяют следующими способами:

Путем определения физичес­ких и химических характерис­тик и сравнения их с данными продажной спецификации;

Путем осуществления техни­ческого надзора, отбора образ­цов и проведения их испыта­ний. Для отбора образцов уло­женного бетона обычно приме­няют взятие кернов в местах, указанных инженером или ин­спектором.

msd.com.ua

Состав бетонной смеси для получения высокопрочного торкрет-бетона мокрым способом

Изобретение относится к составу бетонной смеси для получения торкрет-бетона с высокими показателями прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и адгезии к поверхности получаемого бетона. Состав бетонной смеси для получения высокопрочного торкрет-бетона мокрым способом, содержащий портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, пластификатор и воду, содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор Sika ViscoCrete 5 New, в качестве заполнителя - смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,16 до 1,25 мм, дополнительно содержащий редиспергируемый полимерный порошок Vinnapas 5011L, диабазовую муку, известь негашеную, при этом бетонная смесь содержит компоненты в соотношении, мас. %: портландцемент 29÷33, кварцевый песок, фр. 0,16÷0,315 мм 37÷20, кварцевый песок, фр. 0,315÷1,25 мм 10÷20, микрокремнезем уплотненный 6÷8, диабазовая мука 8-10, известь негашеная 1÷2, гиперпластификатор 1,3÷2, редиспергируемый полимерный порошок 0,2÷0,5, вода 5,5÷6,5. Технический результат - получение торкретбетона высокой прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. 3 табл.

 

Область техники

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, а именно к производству бетонной смеси для нанесения на поверхность способом мокрого торкретирования при строительстве, восстановлении и ремонте сооружений, в т.ч. гидротехнических.

Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами.

Уровень техники

Известна бетонная смесь, для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г. С. 377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.

Известна бетонная смесь для изготовления высокопрочного бетона [патент РФ 2256629], содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см3, водородным показателем 5÷6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.

Известна бетонная смесь, включающая в себя цемент, заполнитель (песок и щебень), модификатор и воду, дополнительно введены полиэтилгидросилоксан и молотая порода, при этом в качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы - измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу [патент РФ 2402502].

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.

Наиболее близкой к предложенной бетонной смеси по техническому результату является бетонная композиция для торкретбетонных работ, включающая микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)⋅103 см2/г, кварцевый песок фракций менее 0,140 мм и (0,140-0,630) мм, суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, портландцемент алюминатный марки "500", жидкое натриевое стекло и воду [заявка на изобретение 95116996 (РФ)].

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность водонепроницаемость и морозостойкость, а также щелочная коррозия бетона.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является получение торкрет-бетона с высокими показателями прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и адгезии к бетонному основанию: прочность торкрет-бетона при сжатии - в пределах от 90 до 150 МПа, при растяжении - от 25 до 35 МПа, марка по морозостойкости - свыше F800, по водонепроницаемости - не ниже W12, адгезия - свыше 3,0 МПа.

Решение технической задачи создания высокопрочного торкрет-бетона способом мокрого торкретирования достигается применением мелкозернистой многокомпонентной высокоподвижной бетонной смеси, содержащей высокоэффективный гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Sika ViscoCrete 5 New и редиспергируемый полимерный порошок на основе винилацетатэтиленовых сополимеров Vinnapas 5011L, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 29÷33
Кварцевый песок, фр. 0,16÷0,315 мм 37÷20
Кварцевый песок, фр. 0,315÷1,25 мм 10÷20
Микрокремнезем уплотненный 6÷8
Диабазовая мука 10÷8
Известь негашеная 1÷2
Гиперпластификатор 1,3÷2
Редиспергируемый полимерный порошок 0,2÷0,5
Вода 5,5÷6,5

Высокая прочность, морозостойкость, водонепроницаемость получаемого бетона обеспечиваются введением в состав смеси негашеной извести, увеличивающей эффективность действия гиперпластификатора, способствующей повышению удобоукладываемости бетонной смеси и образованию в процессе гидратации в присутствии гидравлически активных добавок большого количества гидросиликатов кальция.

Показатели высокой плотности, прочности и адгезии получаемого бетона также обеспечиваются:

- нанесением мелкозернистой бетонной смеси на поверхность конструкции путем распыления под давлением по технологии мокрого торкретирования;

- использованием бесщелочных ускорителей схватывания, вводимых в смесь при нанесении на поверхность, без снижения прочности;

- использованием высоких дозировок высокоэффективных гиперпластификаторов последнего поколения, позволяющих регулировать содержание воды (водоцементное соотношение в пределах от 0,18 до 0,2) при сохранении требуемой подвижности для мокрого метода торкретирования;

- использованием редиспергируемых полимерных порошков на основе сополимеров винилацетата или акриловой основе, повышающих адгезию смеси и улучшающих ее реологические характеристики.

Осуществление изобретения

Примеры осуществления бетонной смеси приведены в таблице 1. Приготовление бетонной смеси осуществлялось в стационарном бетоносмесителе принудительного действия.

Последовательность загрузки материалов в стационарный бетоносмеситель была следующей: вода, гиперпластификатор, готовая сухая смесь (портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, диабазовая мука, известь негашеная), редиспергируемый полимерный порошок. Перемешивание 5-6 минут.

Ускоритель схватывания применяется только бесщелочной Centrament Rapid 651 и Sika Sigunit® L53 AF. Ускоритель схватывания подается отдельно от смеси в магистраль подачи сжатого воздуха непосредственно в сопло в количестве от 2 до 4% от массы цемента.

Результаты испытаний бетонной смеси и образцов, изготовленных по разработанной рецептуре методом мокрого торкретирования, приведенные в таблицах 2 и 3, показывают, что поставленная техническая задача получения торкрет-бетона с высокими физико-механическими свойствами решена.

Состав бетонной смеси для получения высокопрочного торкрет-бетона мокрым способом, содержащий портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, пластификатор и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор Sika ViscoCrete 5 New, в качестве заполнителя - смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,16 до 1,25 мм, дополнительно содержащий редиспергируемый полимерный порошок Vinnapas 5011L, диабазовую муку, известь негашеную, при этом бетонная смесь содержит компоненты в соотношении, мас. %:

Портландцемент 29÷33
Кварцевый песок, фр. 0,16÷0,315 мм 37÷20
Кварцевый песок, фр. 0,315÷1,25 мм 10÷20
Микрокремнезем уплотненный 6÷8
Диабазовая мука 8-10
Известь негашеная 1÷2
Гиперпластификатор 1,3÷2
Редиспергируемый полимерный порошок 0,2÷0,5
Вода 5,5÷6,5

www.findpatent.ru

Торкрет бетон: особенности технологии, состав, оборудование, цены. Состав торкрет бетон

Торкрет бетон: назначение, методы и технология

 

Для получения прочной бетонной конструкции важно, чтобы раствор был плотным и однородным. Торкрет бетон представляет собой строительный состав, который наносится на поверхность или каркас из стальной арматуры под давлением около 0,5 МПа. Он поступает по шлангам на скорости более 100 м/с, в результате чего уплотняется и заполняет собой полости – это называется процессом торкретирования. Получается качественное прочное, устойчивое к агрессивным воздействиям покрытие.

Что такое торкретирование

Торкретирование бетона – способ нанесения бетонного раствора на поверхность под давлением из специальных гибких магистралей. Этот метод увеличивает адгезию частиц смеси, уплотняет его, заполняет пустоты, в том числе выбоины и трещины.

Толщина наносимого слоя может изменяться от 30 до 60 мм, в зависимости от применяемой технологии. Эта методика использует набрызг, благодаря которому улучшается структура застывшего бетона – более прочного, влагоустойчивого и морозостойкого. Свойства материала корректируются присадками, количеством цемента и наполнителей так, чтобы подобрать нужные эксплуатационные характеристики. Среди преимуществ технологии отмечают:

  • Возможность работы при отрицательных температурах;
  • Малое водопоглощение за счет уплотнения материала;
  • Повышенная прочность к механическим нагрузкам;
  • Укладка без традиционной опалубки;
  • Стойкость к перепадам температур, агрессивным средам.

Область применения

Технология торкретирования применяется для разных работ. Одна из таких областей – изготовление конструкций или монолитных элементов. Для этого делается каркас из стальной арматуры, с одной стороны устанавливается опалубка. С другой стороны через специальные рукава постоянным потоком под давлением подается бетон. Торкретирование поверхности делается слоями, в результате получается тонкостенная монолитная конструкция высокой прочности устойчивая к агрессивным воздействиям. Применение технологии позволяет быстро и дешево получать сложные поверхности – вертикальные, выпуклые, вогнутые, арки, чаши и т.д.

Еще одна область применения – ремонт сооружений путем нанесения бетона, обладающего плотностью и прочностью, подаваемого под давлением, он заполняет трещины, раковины, сколы. Такое покрытие надежно защитит конструкцию от негативных факторов, укрепит ее, продлит срок службы. Чаще всего торкретирование бетона производится при таких работах:

  • Крепление тоннелей, пород при работах под землей;
  • Ремонт, обновление готовых бетонных конструкций;
  • Нанесение верхнего слоя обладающего повышенной прочности на здание или сооружение;
  • Крепеж грунта при выполнении земляных работ;
  • Обеспечение прочности, изоляции фундаментов;
  • Создание водонепроницаемого, огнеупорного и морозостойкого покрытия;
  • Возведение архитектурных объектов со сложными формами.

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.

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.

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.

Технология

Торкретирование – сложная технология, требующая специального оборудования и профессионального подхода к ее реализации. Если нарушить методику, то нанесенный слой не будет адгезировать в достаточной степени, не заполнит пустоты, а его поверхность не наберет прочность.

Перед началом работ поверхность должна быть тщательно очищена от масел, краски, штукатурки, старого поврежденного цементного раствора. Это делает гидродинамическими или пескоструйными методами. Арматура очищается от ржавчины. Это создаст условия для высокой степени адгезии. Крупные повреждения заделываются ремонтным раствором, чтобы снизить разбрызгивания или отскок при торкретировании бетона. Перед нанесением состава поверхность необходимо смочить, если этого не сделать, покрытие не наберет расчетной прочности.

Важным этапом является приготовление материала перед его подачей. В торкрет смесь входят цемент, песок и другие наполнители – гранитный, гравийный щебень или каменная крошка. При влажном нанесении, фракция самых крупных частиц не превышает 8 мм. Для сухой методики допускается наполнитель с фракцией до 25 мм, что позволяет под давлением подавать его в смеситель. Для улучшения движения допускается применение пластификаторов, добавляются ускорители твердения и другие присадки. Для повышения прочности иногда добавляются элементы для микроармирования материала. Изготовленный раствор должен быть использован в течение 3 часов.

При торкретировании необходимо следить за набором параметров, влияющих на качество бетона. Это давление раствора подаваемого к соплу, пропорциональность воды и сухого раствора, скорость подачи состава, дистанция до поверхности, на которую он наносится. Выбор оборудования для торкретирования бетона зависит от объема работ, давления, необходимого для оптимального выполнения работ. Раствор должен подаваться под давлением 400-500 кПа, при скорости от 100 до 180 м/с.

Нанесение или торкретирование бетона производится при помощи сопла, размещаемого на расстоянии от 80 см до 1,5 м, чтобы снизить отскок материала. Для следующих слоев расстояние можно уменьшить до 30-50 см, поскольку отскок существенно снижается.

sevparitet.ru