Слой торкрет-бетона считается удачным только в том случае, если материал, прилипший к стене, соответствует проектным требованиям. Даже многообещающая смесь в бетоносмесителе может привести к чрезмерному отскоку, забиванию шлангов, плохой адгезии или появлению слабых мест за арматурой. На качество уложенного слоя влияют смесь, оборудование, оператор, управляющий соплом, основа и процесс отверждения.
Компания «Шандун Цзяньбан Химическое волокно» (Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.) поставляет армирующие волокна Ecocretefiber™ для применения в бетонных конструкциях. Мы сотрудничаем с заказчиками, которым необходимо выбрать марку волокон и протестировать её в реальной напыляемой смеси. В данном руководстве описаны процессы приготовления сухой и влажной смесей, основные параметры контроля смеси, роль волокон, а также практический алгоритм действий от изготовления пробных панелей до контроля качества на строительной площадке.
Что такое торкрет-бетон и где он применяется?
Торкрет-бетон — это бетон или строительный раствор, наносимый с высокой скоростью на поверхность. Удар способствует его уплотнению на месте. Он широко применяется для укрепления туннелей и шахт, стабилизации откосов, укрепления выемных грунтов, защиты горных пород, ремонта конструкций, а также для обработки поверхностей сложной формы, которые трудно опалубить и залить. Его использование позволяет сократить объем опалубки, особенно на вертикальных или находящихся над головой поверхностях. Объяснение термина «торкрет-бетон» от Американского института бетона различает «мокрые» и «сухие» процессы в зависимости от того, когда вода попадает в смесь.
Напыленный слой не обязательно будет более прочным, водонепроницаемым или дешевле, чем монолитный бетон. Эти характеристики зависят от подготовки поверхности, состава смеси, мастерства укладки, толщины слоя и условий отверждения. Чистый и прочный фон и надлежащий доступ сопла имеют не меньшее значение, чем высокое содержание цемента. Если технические условия требуют ранней опоры на грунт, сцепления, прочности, низкой проницаемости или способности выдерживать растрескивание, для каждого требования необходим свой собственный метод приемки.
Торкрет-бетон сухого и мокрого смешивания
Торрефицированный торкрет-бетон позволяет подавать сухой или предварительно увлажнённый цемент и заполнители через шланг. Вода добавляется на сопле. Оператор, работающий у сопла, регулирует подачу воды и распыление. Данный процесс может быть полезен при периодических работах и на объектах, где за один раз укладывается небольшой объём материала. Необходимо уделять пристальное внимание регулированию подачи воды на сопле, образованию пыли и отскоку материала.
Тонкослойный торкрет-бетон, приготовленный по мокрому способу перед закачкой смешивает цемент, заполнитель, воду и большинство добавок. Сжатый воздух у сопла ускоряет поток; вблизи сопла может вводиться ускоритель схватывания. Содержание воды можно измерить на этапе дозирования, и этот процесс подходит для непрерывных работ с большими объёмами. Основными контрольными параметрами становятся насососпособность, осадка или текучесть, время подачи и совместимость ускорителя. При мокром напылении часто образуется меньше пыли, чем при сухом, но фактический результат зависит от оборудования, вентиляции и техники работы.
| Точка принятия решения | Метод сухого смешивания | Метод «мокрого смешивания» |
| Добавление воды | В первую очередь на сопле | Измерено до начала перекачки |
| Управление основным полем | Регулировка подачи корма и воды в соплах | Стабильность свежей смеси и насососпособность |
| Типичная проблема, возникающая в процессе эксплуатации | Пыль и отскок | Засорение шланга, изменение консистенции бетона и дозировка на сопле |
| Квалификация | Назначить панель с необходимым оборудованием и персоналом | Распылите на панель нужную смесь, обеспечьте подачу, ускоритель и бригаду |
При выборе следует учитывать условия доступа к объекту, объем работ, оборудование, опыт персонала и технические требования к выполнению работ. ACI PRC-506-22, *Торкрет-бетон — Руководство* охватывает все этапы: испытания перед началом строительства, укладку, отверждение и приемку. Метод, который выглядит эффективным на техническом паспорте смеси, всё равно требует успешного пробного нанесения.
Разработайте состав смеси для напыляемого слоя
Расчет состава торкрет-бетона начинается с требуемых эксплуатационных характеристик в месте укладки, а не с фиксированного соотношения цемента к заполнителю. В техническом задании проекта могут быть указаны 28-дневная прочность на сжатие, показатели ранней прочности, адгезия, толщина слоя, долговечность и вязкость. Затем проектировщик подбирает гранулометрический состав заполнителя, вяжущее, воду, добавки и волокна, чтобы смесь могла проходить через оборудование и прилипать к поверхности.
Цемент, заполнитель, вода и ускоритель
Заполнитель должен проходить через насос, шланг и форсунку и при этом уплотняться в плотный слой. Максимальный размер и гранулометрический состав заполнителя должны соответствовать оборудованию, толщине слоя, шагу арматуры и техническим условиям. Слишком большое количество крупного заполнителя может увеличить отскок и затруднить заполнение труднодоступных участков. Недостаточное количество полезной крупной фракции или плохое гранулометрическое составление могут увеличить потребность в цементном растворе и усадке. Ни в коем случае не следует копировать песчаную фракцию указанной в рецептуре смеси без проверки местных материалов.
Соотношение «вода/цементные материалы» влияет на прочность и долговечность, однако смесь с недостаточным количеством воды может плохо перекачиваться или уплотняться. Смесь с избыточным содержанием воды может давать просадку, демонстрировать нетипичное отскок или терять прочность. При работе с влажной смесью также необходимо обеспечить надлежащий осад или текучесть при перекачке. Не следует исправлять плохую перекачиваемость просто путем добавления воды на строительной площадке. Повторно проверьте влажность заполнителя, последовательность смешивания и совместимость водоредуктора.
Ускоритель схватывания помогает свежему слою удержаться на стене и быстро набрать прочность. Он также изменяет время схватывания и может повлиять на конечную прочность и долговечность. Его следует подбирать с учетом цемента и других добавок, а дозировку определять в ходе пробного нанесения методом распыления. Раннее схватывание не заменяет требуемых свойств затвердевшего бетона. Вода должна быть чистой и пригодной для бетона, а после укладки необходимо начать выдержку в соответствии с утвержденной процедурой.
Готовый расчет — это лишь отправная точка
Рассмотрим наглядный пример грохота для влажной смеси с 200 кг/м³ воды в загрузке и предлагаемый водно-цементное соотношение 0,45. По подсчетам получается примерно 444 кг/м³ цемента до внесения изменений, касающихся дополнительных цементных материалов, влажности заполнителя или жидких добавок. Если пробная доза ускорителя составляет 4% цементной массы, первоначальный расчет составляет примерно 17,8 кг/м³. Это число отражает массу выбранного продукта при заданной дозировке; оно не определяет время схватывания.
В рамках программы отборочных испытаний можно поддерживать постоянное содержание воды и долю песка, одновременно проверяя различные соотношения, близкие к предложенному значению. Необходимо фиксировать показатели обрабатываемости перед насосом, давление в сопле, подачу ускорителя, отскок, набор объёма, раннее схватывание и последующую прочность. Затем команда поочерёдно корректирует одну переменную за раз. Принятой смесью считается та, которая соответствует техническим требованиям. после опрыскивания, а не тот, у которого арифметика выходит самой аккуратной.
Понимание понятий «отскок», «связь» и «качество слоя»
Отскок — это материал, который отскакивает от поверхности, а не становится частью слоя. Это приводит к потере материала и может изменить состав оставшегося слоя. На отскок могут влиять ориентация основания, расстояние и угол наклона сопла, давление воздуха, гранулометрический состав заполнителя, содержание воды, плотность арматуры и квалификация оператора. Нельзя гарантировать, что показатели отскока, характерные для одной поверхности или одного метода нанесения, будут такими же для другой. Зафиксируйте эти данные в ходе пробных работ по проекту и не допускайте попадания отскочивших частиц в готовый слой.
Облигация Начните с подготовки основания. Удалите рыхлые камни, поврежденный бетон, пыль и загрязнения в соответствии с требованиями технологии выполнения работ. Подготовьте поверхность и обеспечьте необходимый уровень влажности в соответствии с утвержденной процедурой. Даже плотная смесь не сможет устранить дефекты в сопряжении. Если адгезия является одним из проектных критериев, перед началом работ проведите указанное испытание на отрыв или другое соответствующее испытание и определите допустимый характер разрушения.
Качество слоя включает в себя надлежащую толщину, покрытие за арматурой, отсутствие слоистости или пустот, а также отверждение. Последовательность нанесения и угол наклона сопла могут иметь большое значение в местах расположения арматурных стержней, арматурной сетки, в углах и на верхних участках. Высокая прочность куба или цилиндра, полученного из традиционно залитого бетона, не может служить доказательством надежности напыленного слоя. Бригада должна пройти аттестацию в тех же условиях доступа и с той же арматурой, которые ожидаются на объекте.
В чем заключается преимущество волокон в напыляемом бетоне
Волокна могут способствовать предотвращению растрескивания или обеспечивать устойчивость к растрескиванию, однако их функция зависит от типа волокон, их геометрии, дозировки, распределения, а также от того, какая часть волокон остается в напыленном слое. ACI PRC-506.1-21, *Волокнисто-армированный торкрет-бетон — Руководство* посвящена стальным и синтетическим макроволокнам и рассматривает вопросы изменения состава смесей, укладки, прочности, испытаний и контроля качества.
Микроволокно из полипропилена для предотвращения раннего образования трещин
Тонкие микроволокна из полипропилена в большом количестве распределены в смеси. Их можно использовать для предотвращения усадки пластика и раннего образования трещин. Они не прямой заменитель арматуры или заданный уровень вязкости после появления трещин. Ecocretefiber™ предлагает микроволокно из полипропиленового монофиламента которые покупатели могут оценить в своей цементной смеси. Уточните длину волокон, степень их распределения и характеристики нанесения в свежем состоянии для выбранного сорта.
Макросинтетическое волокно для реагирования после появления трещин
Макросинтетические волокна перекрывают более широкие трещины и могут указываться в технических условиях с учетом поглощения энергии или остаточной прочности, если торкрет-бетон испытывается как композитный материал. Наши Ecocretefiber™ — синтетическое макроволокно из полипропилена На странице перечислены варианты длины 30, 40, 50 и 60 мм, а также ориентировочная 3–6 кг/м³ диапазон для торкрет-бетона или испытаний с более высокими требованиями к вязкости. Указанные данные относятся к классу и конкретному продукту и не являются универсальной дозировкой или гарантией эксплуатационных характеристик после укладки.
Волокно должно подаваться равномерно, проходить через насос и сопло и оставаться равномерно распределенным в слое. Более длинное волокно или более высокая доза могут повлиять на технологичность и повысить риск засорения. Попросите бригаду, работающую с соплами, проверить распределение волокна и оценить качество готовой панели. Полипропилен не ржавеет, что может быть полезно в условиях открытого воздействия окружающей среды, однако одна только коррозионная стойкость не обеспечивает структурной эквивалентности сетке или стальному волокну.
Стальное волокно с загнутым концом для механической фиксации
Стальные волокна с загнутыми концами способны обеспечить прочное перекрытие трещин благодаря своей сопротивляемости вырыванию. Наши Стальное волокно Ecocretefiber™ с загнутыми концами На этой странице приведены ориентировочные 25–45 кг/м³ диапазон для испытаний торкрет-бетона и ремонтных работ. Его длина, диаметр и соотношение сторон варьируются в зависимости от модели. Испытание должно продемонстрировать надлежащую дисперсию, насососпособность, поведение при отскоке, толщину слоя покрытия и требуемый результат после растрескивания. На выбор марки также влияют условия эксплуатации и внешний вид поверхности.
Ни макросинтетическое волокно, ни стальное волокно не заменяют основное армирование автоматически. Любые предлагаемые изменения в конструкции арматурной сетки, арматурных стержней или опорных конструкций должны определяться инженером и техническими условиями проекта. При сравнении предложений на закупку следует использовать проверенный напыленный слой а также стоимость установленной системы, включая монтаж и размещение, а не только количество волокон в килограммах.
Обеспечить соответствие требованием персонала, оборудования и готовой продукции
Практический план сертификации начинается ещё до начала производственного напыления. Необходимо согласовать технические условия, утверждённые варианты смесей, марку и дозировку волокон, ускоритель, настройки насоса и форсунок, ориентацию панели, детали арматуры, а также приёмные испытания. Оператор форсунки и представитель по оборудованию должны присутствовать на объекте. Панель, изготовленная в удобном горизонтальном положении, не может автоматически считаться пригодной для использования в сложных условиях напыления в туннельном участке с ограниченным пространством над головой.
ASTM C1140/C1140M-11 (2019) описывает порядок изготовления испытательных панелей из торкрет-бетона, приготовленного по мокрому или сухому способу, а также образцов, вырезанных или извлеченных из них с помощью керна. Для испытания кернов на месте, ASTM C1604/C1604M-05(2019) посвящен получению и испытанию кернов, извлеченных из буровых скважин при укладке торкрет-бетона. В плане приемки должны быть указаны местоположение отбора проб, срок их хранения, условия подготовки и периодичность отбора в соответствии с действующей проектной документацией. Результаты испытаний нерепрезентативного литого образца не могут заменить данные об уложенном материале.
Если конструкция зависит от прочности волокна, укажите соответствующий после растрескивания тест. ASTM C1550-26 измеряет поглощение энергии в круглой панели из волокноармированного бетона с центральной нагрузкой. Результат относится именно к данному образцу и конфигурации нагружения. Перед испытанием зафиксируйте указанное прогибание и пороговое значение приемлемости, а также подготовьте панели из торкрет-бетона в соответствии с установленным порядком. Сертификат на прочность волокон на разрыв не может заменить результат испытания панели.
| Этап | Оценка по результатам работы | Что это помогает проверить |
| Перед опрыскиванием | Материалы, смесь, партия волокон, ускоритель, влажность, свойства свежего бетона | Повторяемость утвержденной конфигурации |
| Во время опрыскивания | Настройки насоса/форсунки, оператор, состояние поверхности, толщина, отскок | Качество размещения и фактическая доходность |
| После опрыскивания | Отверждение, идентификационные номера панелей, расположение сердечников, результаты испытаний на прочность и ударную вязкость | Производительность на месте и отслеживаемость |
В случае неудачного результата испытания панели необходимо выяснить причину, прежде чем увеличивать дозу волокон. Низкий показатель вязкости может быть связан с плохой дисперсией, потерями волокон при отскоке, слабой матрицей, неправильной ориентацией панели или ненадлежащей подготовкой к испытанию. Увеличение количества волокон также может затруднить перекачку смеси. Устраните причину, повторите испытание и зафиксируйте новую конфигурацию.
Купить волокна для проведения целевых испытаний торкрет-бетона
В запросе, направляемом компании «Шандун Цзяньбан», следует указать: метод производства (мокрый или сухой), область применения, толщину слоя, тип насоса и сопла, максимальный размер заполнителя, цемент и ускоритель, время выдержки, а также наличие арматурных заторов. Укажите требуемую прочность, срок выдержки, вязкость и метод испытаний. После этого мы сможем обсудить выбор марки Ecocretefiber™ (микро-ПП, макро-синтетическая или стальная с загнутыми концами) для первых испытаний и предоставить актуальную документацию по данной марке.
Запросите информацию о точной геометрии волокон, упаковке, идентификации партии, сертификате, а также о всех применимых паспортах безопасности или инструкциях по обращению. Согласуйте добавление волокон с производителем бетона. Дозируйте волокна таким образом, чтобы они распределились перед закачкой, следуя инструкциям по применению выбранного продукта и оборудования. Убедитесь, что первая производственная партия находится в пределах допустимого диапазона. В случае изменения марки волокон, ускорителя, заполнителя или схемы насосной установки согласуйте с инженером необходимость проведения новых испытаний.
Часто задаваемые вопросы
Всегда ли торкрет-бетон с влажной смесью лучше, чем с сухой? Нет. Влажная смесь предполагает дозирование воды и зачастую подходит для непрерывного производства. Сухая смесь может подойти для периодических работ. Выбор зависит от условий на объекте, оборудования, персонала и требуемых характеристик напыления.
Ведёт ли более высокое содержание цемента автоматически к снижению отскока? Нет. Важную роль играют также уплотнение, влажность, техника работы с насадкой, ориентация и состояние поверхности. В ходе испытания следует измерить отскок и свойства оставшегося слоя.
Может ли микроволокно из полипропилена (PP) удовлетворить требованиям к прочности конструкции? Микроволокно из полипропилена должно быть выбрано с учетом его испытанных характеристик. Требование к вязкости разрушения после появления трещины, как правило, предполагает использование подходящей системы макроволокон и проведение испытаний композита с получением инженерного одобрения.
Может ли арматурная сетка заменить сварную сетку при укреплении туннелей? Только после того, как инженер утвердит проверенный проект в соответствии с действующими правилами проекта. Важную роль играют тип волокна, доза, толщина торкрет-бетона, условия грунта и результаты испытаний после появления трещин.
Что должно проверять первое испытание? Необходимо проверить подачу и распределение материала, рабочие характеристики насоса и форсунки, отскок, образование наслоений, раннее схватывание, толщину слоя, прочность, а также любые требуемые показатели адгезии или ударной вязкости.
Укажите слой, на который наносится покрытие, а затем выберите волокно
Проект по нанесению торкрет-бетона должен обеспечивать связь между дозировкой материала, укладкой на объекте и окончательными испытаниями. Выберите для данного объекта сухой или мокрый способ нанесения, отладьте состав смеси с помощью репрезентативного пробного нанесения и измерьте количество материала, оставшегося на поверхности. Если требуется использование волокон, определите цель по предотвращению растрескивания или по устранению последствий растрескивания, прежде чем выбирать марку и дозировку волокон.
Компания «Шандун Цзяньбан» поможет вам сравнить Варианты бетонного волокна Ecocretefiber™ для этого судебного разбирательства. Свяжитесь с нашей командой с техническим заданием проекта, предлагаемым составом смеси, перечнем оборудования и планом испытаний. Мы поможем вам определить подходящую марку продукта и документы, необходимые для его аттестации.
