Дробеструйный бетон или торкретбетон или гунит – свойства, материалы, применение

Дробеструйный бетон или торкрет-бетон, также называемый гунитом или торкретбетоном, используется для быстрого возведения бетонных конструкций. Дробеструйный бетон используется для ремонта поврежденных зданий, подземных сооружений, таких как резервуары для хранения, облицовка туннелей, а также для новых конструкций. Обсуждаются свойства, материалы и применение торкрет-бетона.
Стабилизация и поддержка конструкций может быть достигнута с наилучшим качеством и производительностью с помощью инновационной технологии строительства, называемой “торкрет-бетон”.
Метод набрызг-бетона использует человека, машину и бетон. Это высокоэффективный материал, и человек, назначенный для этой цели в качестве форсунщика, должен приобрести большое мастерство и преданность делу.
Обеспечивается полное доверие к машине и торкрет-бетону, так как это “трехкомпонентный успех”, т.е. человек, машина и бетон. От качества и взаимодействия этих трех материалов зависит предельная прочность и эксплуатационные характеристики набрызг-бетона.
Это гибкий, экономичный и быстрый метод строительства, который требует механизации в более высоком темпе и работников, прошедших соответствующую подготовку или специализацию.

История набрызг-бетона

Бетон считается более универсальным строительным материалом, который отличается прочностью и позволяет создавать более массивные конструкции. Текучесть бетона, пока он не начал застывать, помогает достичь любой требуемой формы. Единственным недостатком является то, что необходимо выполнять опалубку или опалубочные работы в зависимости от формы, которую должна принять конструкция.
В 1895 году куратор доктор Карлтон Акели искал устройство, которое помогло бы в изготовлении моделей доисторических животных. Даже если удавалось сформировать форму скелета, было трудно сделать раствор, чтобы он принял эту форму обычным методом.
Для этого доктор Акели разработал устройство, облегчающее распыление растворной смеси. Был разработан однокамерный сосуд под давлением, в котором находилась смесь цемента, песка и воды.
Когда в сосуд подается сжатый воздух, смесь выпрыскивается через форсунку. Внутри был встроен распылитель воды, так как когда цемент и песок находятся под давлением, они увлажняются в зоне распыления воды и выходят в виде растворной смеси. Это оборудование называется “цементный пистолет“. Эта система работает по принципу “процесс сухого смешивания“, так как сухая смесь гидратируется отдельно.
Позже эта система была изменена на “метод настоящего пистолета“. При использовании метода “истинного пистолета” все три элемента, т.е. цемент, песок и вода, первоначально смешиваются перед закачкой. Таким образом, эта система использует “мокрый процесс“.

Набрызг-бетон и торкрет-бетон. Shotcrete

Набрызг-бетон также называют гунитом. В некоторых районах набрызг-бетон также называют Shotcrete. Но Дробеструйный бетон обозначается как смесь, которая имеет заполнитель с максимальным размером 10 мм.

Свойства торкрет-бетона

По сравнению с залитым бетоном, торкрет-бетон обладает определенными свойствами, которые делают его уникальным и превосходным. Уникальные свойства получаются из-за различных методов, применяемых для смешивания, транспортировки и укладки, а не из-за используемых компонентов.
Ниже описаны свойства торкрет-бетона, основанные на следующих принципах:

• Соотношение воды и цемента
• Прочность
• Плотность и проницаемость
• Устойчивость к замораживанию и оттаиванию
• Адгезия и прочность сцепления
• Толщина

Водоцементное соотношение торкрет-бетона

У торкрет-бетона водоцементное отношение меньше, чем у обычного залитого бетона. Это условие больше проявляется в сухом процессе, где провисание предотвращается за счет более низкого водоцементного отношения. В случае мокрого процесса такое низкое значение водоцементного отношения достигается с помощью пластификатора.

Прочность торкрет-бетона

Замечено, что торкрет-бетон может получить более высокую прочность на сжатие на ранней стадии, если использовать более низкое водоцементное соотношение. Уплотнение набрызг-бетонной массы происходит за счет распыления с более высокой скоростью. Следовательно, уплотнение имеет тенденцию к увеличению прочности. При использовании смешанных материалов достигается быстрый набор прочности. Подсчитано, что прочность торкрет-бетона на 30 % выше, чем у залитого бетона.

Плотность и проницаемость

Как уже упоминалось выше, при высокоскоростном нанесении происходит уплотнение смеси. Такое уплотнение делает смесь плотной и свободной от пустот. Это снижает проницаемость структуры набрызг-бетона.

Устойчивость торкрет-бетона к замораживанию и оттаиванию

Проблема замерзания и оттаивания существует при увеличении проницаемости. В случае с торкрет-бетоном мы имеем высокое свойство непроницаемости, что делает его устойчивым к проблемам замораживания и оттаивания. Это помогает уменьшить образование и распространение трещин.
Устойчивость к истиранию также повышается благодаря водонепроницаемости. Использование бетона, армированного фиброволокном, будет способствовать повышению прочностных характеристик набрызг-бетона.

Адгезия и прочность сцепления

Торкрет-бетон способствует хорошему сцеплению и поверхностному натяжению с основанием. Это свойство торкрет-бетона уменьшает использование связующих веществ или покрытий, за исключением определенных условий.

Толщина набрызг-бетона

Текучесть набрызг-бетона позволяет распылять его с большей скоростью и в больших объемах. После выемки грунта обделка туннеля или подпорной стенки может быть сразу же обрызгана облицовочной массой.
В США стены толщиной 1 м были построены с использованием арматуры повышенной плотности. Применение набрызг-бетона в несколько толщин поможет снизить тепловые напряжения в конструкции.

Составляющие материалы для торкрет-бетона

Торкрет-бетон может быть изготовлен как сухим, так и мокрым способом. Материалы для этого процесса либо поставляются в готовом виде, либо предварительно дозируются на заводе.
Материалы на основесайт дозирование торкрет-бетона объясняется ниже:

Цементы для торкрет-бетона

Для большинства случаев применения торкрет-бетона используется портландцемент. Они должны соответствовать нормам BS12 и EN 197. В целом, класс 42.5 или класс 52.5R являются основными двумя типами цемента, которые рекомендуются для данного бетона.
В соответствии с национальными стандартами, правилами и областью применения могут быть использованы другие цементы. Существуют и другие варианты, которые являются альтернативой для OPC.
Цемент на основе алюмината кальция может использоваться в районах с более высокой температурой, природный цемент – для снижения тепловыделения и ускорения схватывания, а сульфатостойкий цемент – для защиты от сульфатного воздействия.
В качестве общего правила при выборе, более высокая реактивность в отношении времени схватывания и набора прочности на ранних стадиях может быть получена при использовании цемента с более высоким содержанием C3A и более высокой удельной поверхностью.

Добавки в цемент

Применяются следующие виды добавок:
Зола пылевидного топлива: Пульверизированная зола представляет собой неорганический пуццолановый материал, имеющий тонкодисперсную структуру. Она может быть добавлена в бетон как во время мокрого, так и сухого процесса замеса.
Эта добавка помогает улучшить пластические свойства и некоторые свойства бетона в затвердевшем состоянии. Используемая летучая зола должна быть основана на EN 450 и BS 4328.
Молотый гранулированный доменный шлак (GGBS): Скрытый гидравлический вяжущий материал. Улучшает свойства бетона в свежем и затвердевшем состоянии. BS66999: 1992 содержит рекомендации по использованию GGBS в производстве бетона.
Конденсированный кремнеземный наполнитель: Это высокоактивный неорганический материал, который может быть добавлен во время влажного или сухого замеса бетона. Структура является мелкодисперсной, улучшая прокачиваемость, адгезионные свойства и связность смеси. Также наблюдается определенное улучшение свойств в затвердевшем состоянии.
Пигменты: Код EN 206 дают рекомендации по требованиям к торкрет-бетону.
Таблица-1: Максимальный уровень добавок дополнительных цементирующих материалов
Дополнительные материалы
Максимальное количество добавки в %
Кремнеземистый песок
15% от портландцемента
Зола-унос
30% от OPC
15 % от цемента летучей золы
20% портландцемента Доменный шлак
GGBS
30% портландцемента

Агрегаты для торкрет-бетона

Код BS 882 дает рекомендации по заполнителям, которые используются в торкрет-бетоне. Заполнители должны быть проверены на восприимчивость к щелочно-агрегатной реакции.
На рисунке 1 ниже показана кривая градации заполнителей. Он используется как при мокром, так и при сухом способе производства торкрет-бетона. Заполнитель должен лежать в соответствующих оболочках, как показано на рисунке 1.

Кривые градации заполнителя для заполнителей, используемых при мокром и сухом способе производства торкрет-бетона.

Выбор наиболее подходящего заполнителя для производства этого бетона находится в руках подрядчика. Максимальное содержание влаги 6% допустимо только для заполнителей, используемых для сухой смеси.
Рекомендуется также использовать заполнители с постоянной влажностью. При необходимости можно использовать легкие заполнители с особыми требованиями и спецификацией продукта.

Качество воды для смешивания

В данном бетоне используется питьевая вода. Другие источники воды, которые будут соответствовать требованиям BS 3148 подходит. Температура воды во время затворения влияет на конечную температуру распыленной бетонной смеси. Следовательно, необходимо провести проверку этого показателя

Добавки для торкрет-бетона

Для улучшения свойств этого бетона можно использовать следующие добавки:

Ускорители

Накладная стабильность и увеличение толщины могут быть достигнуты бетоном, обладающим свойством раннего схватывания. Этому способствуют ускорители, которые увеличивают скорость набора жесткости, а также время схватывания.
Дозировка ускорителей должна соблюдаться должным образом для обеспечения лучшей когезии и долговременных характеристик. В настоящее время на рынке доступны различные виды и типы ускорителей.
Каждый продукт должен быть правильно изучен и должен получить помощь от соответствующего производителя, прежде чем использовать его в смеси.

Суперпластификаторы и пластификаторы

Эти добавки помогают повысить обрабатываемость без добавления воды. Это также снижает содержание воды без ухудшения качества. Суперпластификаторы обеспечивают лучшее водопонижение по сравнению с пластификаторами.

Добавки для контроля гидратации

Эти добавки используются для облегчения открытого времени транспортировки. Это позволяет сохранить обрабатываемость, так что при задержке транспортировки ничего не теряется. Это не влияет на конечное качество напыляемой бетонной смеси.

Замедлители

Чтобы сократить время схватывания бетона, можно использовать замедлители. Перед началом работ можно провести предварительные строительные испытания с использованием фактических материалов и проекта смеси. Это поможет определить правильную дозировку для производства.

Использование волокон в торкрет-бетоне

Ниже приведены улучшенные свойства торкрет-бетона с добавлением фибры:

Стальная арматура для торкрет-бетона

Прочность на изгиб повышается при использовании стальной арматуры. Арматура также помогает в борьбе с трещинами и их распространением. Для слоев напыляемого бетона толщиной менее 50 мм лучше всего использовать стальную арматуру в виде сетки.
В большинстве случаев широко используются стальные сетки от 50 до 150 мм с диаметром проволоки более 10 мм.

Агенты для отверждения

Испарение воды, которое наблюдается в распыленной бетонной смеси, влияет на гидратацию структуры. Жидкие отвердители помогают уменьшить испарение и, следовательно, способствуют гидратации. Существует два основных типа отвердителей:

На основании технических инструкций, которые предоставляются соответствующими производителями, средства должны использоваться с осторожностью.

Применение и использование торкрет-бетона

Ниже перечислены различные области применения и использования набрызг-бетона в строительных работах:

Читать далее:
Напыляемая бетонная смесь – процесс, методы, оборудование и преимущества
Специальный бетон
Виды бетона

• Процесс распыления бетонной смеси – методы, оборудование и преимущества.
• Напыляемая пеноизоляция для зданий – свойства, работа и преимущества.
• Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
• 15 видов добавок, используемых в бетоне.
• Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.
• Каковы области применения торкрет-бетона?.
• Влияние золы-уноса на долговечность бетона.