Торкрет бетон: состав и технология нанесения. Часть 1

Обычный бетон представляет собой смесь двух основных компонентов: заполнителей и цементной. Цементная паста, изготовленная из материалов и воды, связывает заполнители, и, по мере застывания, превращается в цементный камень. Схватывание представляет собой химический процесс называемый гидратацией, а не процесс высыхания. Гидратация это может происходить как под водой, так и при контакте с воздухом. Бетон твердеет по мере гидратации цемента, если присутствует достаточное количество влаги. Когда бетон высохнет полностью, он перестает набирать прочность.

Цементная паста, входящая в состав бетона, также содержит воздух, называемый захваченным, обычно он составляет до 2% от объема. Вовлеченные воздушные пустоты, как правило, хаотично разбросаны, и по размеру сравнимы с крупными зернами песка. Часто цементная паста содержит очень маленькие сферообразные пустоты воздуха, которые слишком малы чтобы увидеть их невооруженным глазом. Такие пустоты называют вовлеченным воздухом. Иногда воздух специально вовлекают в бетон для улучшения определенных его свойств. Как и на традиционный бетон, на торкрет влияют: водоцементное соотношение (В/Ц), температура, тип цемента и дополнительные вяжущих материалы, химические добавки. Состав смеси должна быть такой, чтобы в уложенном состоянии, торкрет бетон набрал необходимые физические свойства. Как правило, рецептура смеси влияет на торкрет бетон так же, как и на обычный бетон. Эффекты, связанные с процессом напыления такие как уплотнение, отскок, определенная ориентацию волокон фибры, могут повлиять на свойства уложенной торкрет смеси.

Как правило, торкрет бетон состоит из тех же составляющих, что и обычный бетон. Не смотря на это, для торкрета разрабатываются специальные рецептуры с учетом того, что он будет напыляться с высокой скоростью с помощью специального оборудования. Содержание цемента в торкрет бетоне, как правило, выше (для улучшения укладываемости, подвижности, уменьшения отскока), а максимальный размер частиц ограничен 8 мм из-за возможностей оборудования и уплотнения о поверхность.

Технологии нанесения торкрет бетона

В/Ц для высококачественного бетона при торкретировании колеблется в пределах 0,35 - 0,45. Надлежащее уплотнение необходимо для достижения хорошего качества торкрет-бетона.

При сухом торкретировании для того чтобы получить правильное количество воды в торкрет бетоне, сопловик (оператор) регулирует количество воды, управляя соответствующим клапаном на сопле, до появления на поверхности торкрета легкого блеска. Если сопловик дает недостаточное количество воды, поверхность становится сухой и зыбкой. Следовательно, будет увеличиваться количество отскока. Если оператор дает слишком много воды, материал становится жидким и стекает по поверхности, а не остается на месте.

Для нормального нанесения, в заполнителе (песке) должно содержаться не более 3-5% влаги. Если количество влаги превышает допустимое количество, сухая смесь будет компокаться и образовывать пробки в шлангах или сопле. Если влаги слишком мало, при торкретировании будет образовываться больше пыли и увеличится отскок. Так как в заполнителе практически всегда присутствует влага, после смешивание сухую смесь необходимо использовать не позднее чем 45 минут после смешивания. Очень важно чтобы составляющие смеси были тщательно перемешаны. В случаях, когда готовая сухая смесь поставляется на объект в мешках, дополнительное перемешивание не требуется. Использование предувлажнителей смеси уменьшает пылеобразование, улучшает смешивание и уменьшает образование статических токов в сопле.

Мокрое торкретирование представляет собой процесс, в котором составляющие торкрет бетона, включая воду, смешивают до загрузки в оборудование. В Европе торкретбетон (с рецептурой, подобранной для конкретного объекта) обычно доставляется на объект в миксере . При необходимости, в бетон вводят добавки до загрузки в бетононасос. Если используется ускоритель схватывания, то он добавляется в сопло. Правильный торкрет бетон для мокрого метода должен быть пригоден к перекачиванию бетононасосом и напылению через сопло.

Правильный подбор градации заполнителя позволит минимизировать выступание цементного молочка и улучшить перекачиваемость. Если в заполнителе частицы распределяются с разрывом (Рис. 2.1), мельчайшие частички песка пройдут сквозь большие частицы и вода отделится от смеси, создавая выделение цементного молочка. С выдавленным молочком, смесь комкуется, образовывая пробки.Смесь с излишком песка (недостатком крупного заполнителя или слишком мелким песком) может приводить к образованию пробок в шлангах при перекачивании и, вероятнее всего, будет причиной недостаточной прочности и сокращенной долговечности бетона.

Другой важной характеристикой прокачиваемости является достаточность цементной пасты (вяжущих материалов и воды). Паста должна покрыть поверхность всех частиц заполнителя и обеспечить смазывание шланга при перекачивании. При торкретировании обычно используется больше мелкого заполнителя поэтому требуется больше цементной пасты для смазки бетоноводов (шлангов).

Рис. 1. Мера подвижности мокрой торкрет-смеси.

Если торкрет смесь доставлена на объект в миксере и слишком плотна для перекачивания, можно добавить соответствующие добавки, если позволяет рецептура. Для разжижения смеси, если того не предусматривает рецептура, ни в коем случае нельзя добавлять воду. Дополнительная вода повышает В/Ц, уменьшает прочность бетона, увеличивает усадку и трещинообразование. Дополнительные 4 л. воды уменьшают компрессионную прочность бетона на один порядок.

Тест с осадкой конуса используется для определения подвижности смеси. Каждый торкретировщик должен знать как проводить данный тест в соответствии с правилами. Смесь с высокой осадкой конуса не будет прилипать к поверхности вертикальных стен и будет садится за арматурой. Смесь со слишком низкой осадкой не будет перекачиваться. Как правило хорошо себя ведет смесь с осадкой 50-75 мм. Смесь для мокрого торкретирования должна быть использована не более чем через 90 мин после затворения

Использование арматуры необходимо для контроля трещинообразования и распределения нагрузок. Есть несколько типов арматуры, используемых в торкрет-бетонировании. С надлежащей рецептурой смеси и мастерством сопловика, арматура может быть закрыта и включена в работу необходимым образом. Для того чтобы правильно закрыть арматурный стержень или сварную сетку, торкрет бетон необходимо равномерно распределить вокруг и за элементами армирования.

Чем больше диаметр арматуры, тем сложнее ее закрыть с помощью торкретирования. Расстояние между параллельными стержнями должно быть не менее 2х диаметров. При раскладке армокаркаса по мере возможности следует избегать связных соединений стержней, так как такие узлы удваивают размер препятствия для проникновения торкрета. Если подобные узлы все таки используются, их нужно взять спереди-назад, параллельно торкрет потоку. Перед торкретированием армокаркас должен быть надежно закреплен, и не вибрировать при распылении. Вибрация армокаркаса приведет к образованию пазух вокруг стержней. Арматура должна быть чистой втч от отскока и брызг от предыдущих проходов.

Сварная армировочная сетка должны быть установлена согласно чертежам. При пересечении слоев сетки, необходимо стараться наложить сетку ячейку в ячейку чтобы уменьшить препятствие для проникновения торкрета. На углах при пересечении трёх и более слоев сетки, стоит срезать ненужную сетку. Очень важно надежно закрепить сетку перед торкретированием во избежании вибраций и появлении пазух в уложенном торкрете.

В мокром и сухом процессе могут быть использованы любые типы фибры для увеличения прочности торкрета, снижения образования трещин. При укладке торкрета с фиброй торкретировщик должен следить за тем чтобы волокна распределялись равномерно и не комковались во избежании снижения прочности бетона. При сухом торкретировании имеет место значительная потеря волокон в связи с отскоком. При использовании фибры, торкретировщик обязательно должен надевать защитные очки и защиту органов дыхания.

Подготовка поверхности и начало работ нанесению торкрет бетона

Метод сухого торкретирования предполагает, что при запуске оператор включает только воздух в шланг подачи материала, в это время сопловик регулирует подачу воды. Следуя указаниям сопловика, оператор включает подачу смеси на минимальный режим. Сопло не должно быть направлено на рабочую поверхность пока не будет достигнута нужная консистенция материала. Если материал подается порциями, работа должна быть остановлена. В противном случае сопловик не сможет должным образом настроить подачу воды, и скорее всего смесь будет либо слишком сухой, либо слишком мокрой.

При окончании работ, сначала прекращается подача сухой смеси, а только потом закрывается кран подачи воздуха когда шланг полностью освобождается от смеси. Оператор торкрет машины должен следить за давлением с системе, наполненностью бункера со смесью и наблюдать за сопловиком. Оператор должен быть всегда готов остановить работу если об этом сигнализирует сопловик. Если в шланге образовалась пробка, сопловик должен сперва ослабить давление в системе. Никто не должен пытаться разъединить шланги для прочистки пока сопловик не подаст соответствующий сигнал. Если попытаться разъединить шланг под давлением, соединительная муфта может взорваться.

При мокром торкретировании до начала перекачивания, бетононасос должен быть осмотрен и проверен в соответствии с рекомендациями производителя. До подачи бетона в бетононасос, бетоноводы следует смазать раствором воды и цемента (либо специальным раствором). Получив сигнал от сопловика, оператор бетононасоса подает бетон в бетоновод, отслеживая давлением в системе, загрузку бункера, чтобы успеть остановить работу по сигналу сопловика.

Если в шланге образовалась пробка, то сопловик должен сперва ослабить давление в системе приведением бетононасоса в «реверс» для того чтобы насос прокачал смесь в обратном направлении. Никто не должен пытаться разъединить шланги для прочистки пока сопловик не подаст соответствующий сигнал. Если попытаться разъединить шланг под давлением, соединительная муфта может взорваться. Как и в случае с сухим торкретированием, после прекращения работы необходима тщательная промывка системы и оборудования. Если работа временно остановлена, воздушный клапан на сопле должен быть немного приоткрыт для того чтобы цементная паста на заблокировала воздушное кольцо.

Подготовка к нанесению

Поверхность, на которую должен быть наложен торкрет необходимо исследовать на предмет надлежащей кондиции. Требования проекта как правило описывают необходимую подготовку поверхности. Для торкретирования по подготовленной поверхности не требуется нанесение дополнительных адгезивов. Поверхности должны оставаться чистыми (вт.ч. от брызг и отскока) непосредственно перед укладкой торкретбетона.

Грунтовые поверхности должны быть устойчивы, и заранее подготовлены должным образом до торкретирования. Мягкий или рыхлый грунт не обеспечит должного основания для торкрета. Поверхность грунта, которая существенно отличается от поверхности желаемой отделки потребует нанесения больших слоев, что увеличит расход материала, и, скорее всего, приведет к растрескиванию. Торкретирование по нелинейным поверхностям является нормальным, но желательно чтобы нанесение производилось относительно равномерным слоем. Пазухи и отверстия должны быть заполнены до основного торкретирования для уменьшения риска растрескивания. Перед нанесением стоит убедиться что грунт достаточно влажен чтобы не абсорбировать влагу из торкретбетона, необходимую для гидратации. Не укладывайте торкрет на промерзший грунт.

Опалубка должна быть достаточно жесткой чтобы предотвратить вибрацию. При проектировании опалубки можно пренебречь гидростатическими нагрузками. Тем не менее опалубка должна без движения выдерживать нагрузку от удара смеси о поверхность. Опалубка должны быть собрана таким образом чтобы исключить аккумуляцию отскока. Опалубка для колонн должна быть двухсторонней. Напыление торкрета в узкие места или глубокие отверстия не рекомендуется.

В случае нанесения на существующий бетон или кладку если адгезией к основанию можно пренебречь, то стоит лишь обследовать поверхность на наличие кислот, противодействующих процессам схватывания. Поверхность должна быть увлажнена чтобы не отбирать влагу у смеси. Так как адгезия к поверхности важна в большинстве случаев, основание необходимо очистить и придать ему шероховатость.Дефектные материалы с поверхности должны быть удалены с помощью скалывания и обработаны абразивным методом с последующей пескоструйной обработкой или промывкой высоконапорными установками гидроструйной очистки (минимум 270 атм.)

(Примите во внимание что некоторые основания нельзя обрабатывать отбойными молотками, так как это может стать причиной появления микротрещин). Следует избегать резких изменений в толщине слоя. В случае ремонта бетона края ремонтируемого участка не должны быть скругленными. Края участка должны быть пропилены на глубину минимум 13 мм или расколоты перпендикулярно к требуемой поверхности. Пескоструйная обработка применима для поверхностей, которые не требуют скалывания для удаления старых лакокрасочных покрытий, жира и других загрязнений, а также для придания поверхности шершавости для лучшей адгезии. Стальные поверхности должны быть очищены от ржавчины, жира, окалины, посторонних веществ и краски. В жаркую погоду ее необходимо охладить. Нанесение на сталь должно подразумевать надежно закрепленное основание для предотвращения вибраций.

Технологии нанесения торкрет бетона

Подготовка поверхности и начало работ нанесению торкрет бетона

Читайте также: