Почему торкрет-бетон — это нечто большее, чем просто напыляемый бетон
Термин «торкрет-бетон» часто определяют как бетон, наносимый на поверхность методом распыления. Это определение верно, но неполно.
В ходе этого процесса бетон или строительный раствор подается через шланг и пневматическим способом наносится с высокой скоростью. Удар о поверхность укладки одновременно укладывает и уплотняет материал. Это позволяет бетону прилипать к вертикальным стенам, перекрытиям туннелей, скальным поверхностям, изогнутым оболочкам и другим участкам, где при традиционном бетонировании потребовалась бы обширная опалубка. Американский институт бетона (ACI) описывает торкретирование как метод, позволяющий обеспечить прочное сцепление со многими основаниями, одновременно снижая потребность в традиционной опалубке.
Его истинная ценность заключается в сочетании нескольких операций:
- Транспортировка материалов
- Размещение
- Уплотнение
- Покрытие поверхности
- Своевременная наземная поддержка
Эти операции происходят непрерывно на сопле.
Наше исследование, проведённое в компании «Шандун Цзяньбан Файбер», показывает, что эксплуатационные характеристики торкрет-бетона неотделимы от процесса нанесения. Даже тщательно разработанная бетонная смесь может оказаться неэффективной, если поверхность нанесения загрязнена, угол наклона сопла выбран неправильно, происходит застревание отскочившего материала или во время нанесения теряются волокна.
Правда и обратное. Даже профессиональное нанесение смеси не может компенсировать нестабильность бетона, несовместимость ускорителей, некачественную гранулометрическую структуру заполнителя или неподходящее волокно.
Поэтому торкрет-бетон следует рассматривать как единую систему.
Краткая история технологии нанесения торкрет-бетона
Ранние методы нанесения торкрет-бетона развились из пневматического напыления цемента и строительного раствора. Источники свидетельствуют об их применении в американской горнодобывающей промышленности и гражданском строительстве в начале XX века, после чего в Европе были разработаны ротационные и двухкамерные торкрет-машины.
Его роль значительно расширилась с развитием современных методов проходки туннелей. Вместо того чтобы полагаться исключительно на жесткие опоры, инженеры начали применять своевременное укрепление поверхности для контроля деформации горных пород и обеспечения самонесущей способности части окружающего грунта.
В 1960-х годах в Китае начали применять торкрет-бетон для укрепления выработок и строительства туннелей. Позже эта технология нашла применение при строительстве железнодорожных туннелей, каверн гидроэлектростанций, городских подземных сооружений, укреплении откосов, ремонте конструкций и возведении защитных сооружений.
Современные разработки сосредоточены на механизированном мокром распылении, безалкальных ускорителях, кремнеземном дыме, роботизированных стрелах, усовершенствованных насосах, стальные волокна, макросинтетические волокна, а также испытания по эксплуатационным характеристикам. Действующие рекомендации ACI по напылению бетона охватывают сухие и мокрые технологии, процедуры нанесения, обязанности рабочих бригад, оборудование, предстроительные испытания, испытания материалов и приемку выполненных работ.
Как торкрет-бетон укрепляет горную породу
Только что выкопанная порода редко бывает полностью устойчивой.
После проведения земляных работ швы могут раскрыться. Могут обрушиваться отколовшиеся фрагменты. Влага и воздух могут ускорить процесс выветривания. В связи с перераспределением напряжений вокруг раскрывшегося шва может продолжаться локальная деформация.
Своевременно нанесенный слой торкрет-бетона покрывает обнаженную поверхность и начинает взаимодействовать с горной породой. Он ограничивает расшатывание, соединяет мелкие блоки и распределяет локальные нагрузки на более обширную площадь.
При подземном укреплении взаимодействуют несколько факторов:
Своевременное ограничение: Нанесение торкрет-бетона вскоре после проведения земляных работ позволяет ограничить чрезмерное смещение грунта до того, как он утратит слишком много прочности.
Интеграция с поверхностью: Этот слой объединяет неровные скальные глыбы в более сплошную несущую поверхность.
Бонд: Сцепление между напыленным слоем и горной породой способствует передаче локальных напряжений.
Контролируемая деформация: Правильно спроектированная система опоры позволяет выдерживать ограниченные смещения грунта без немедленного обрушения.
Распределение нагрузки: Вокруг болтов, анкеров, арматурной сетки и решетчатых балок торкрет-бетон распределяет сосредоточенные силы по более обширной площади.
На страницах 13–21 исходного материала показаны механизмы крепления горной породы, поведение грунта при нагрузке, пробивание вокруг головок анкеров, а также распределение давления, создаваемое напыленным слоем.
Торкрет-бетон не заменяет геологического анализа. По-прежнему может потребоваться устройство дренажа, установка скальных анкеров, анкерных стержней, стальных арок и арматурной сетки, а также определение последовательности выемки грунта и сроков устройства опорных конструкций. FHWA также отмечает, что применение торкрет-бетона на откосах должно согласовываться с требованиями к дренажу и укреплению грунта.
Где применяется торкрет-бетон
Подземное строительство
К числу наиболее важных областей применения относятся автомобильные и железнодорожные туннели, станции метро, шахты, стволы, каверны и гидроэнергетические объекты.
Напыленный слой может обеспечить немедленную начальную опору. В зависимости от конструкции он впоследствии может стать частью система постоянной облицовки.
В крупных туннельных проектах всё чаще применяется роботизированное нанесение влажной смеси методом распыления. Повышенная производительность и дистанционное управление позволяют бригадам обрабатывать обширные площади, сокращая при этом время пребывания в непосредственной близости от свежевыкопанного грунта.
Скалистые склоны
Торкрет-бетон защищает обнаженную горную породу от эрозии, выветривания, рассыпания и отрыва мелких блоков. Если склону требуется более чем лишь поверхностная защита, часто устанавливаются анкеры и дренажные системы.
Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) признает торкрет-бетон эффективным способом укрепления откосов, однако также предупреждает, что сплошное торкретированное покрытие может затруднять водоотвод, если не будут предусмотрены соответствующие дренажные меры.
Ремонт конструкций
Поврежденный бетон можно удалить и заменить новым без возведения традиционной двусторонней опалубки.
К числу наиболее распространенных объектов ремонта относятся:
- Опорные конструкции мостов
- Туннели и водопропускные трубы
- Подпорные стены
- Плотины и гидротехнические сооружения
- Промышленные здания
- Морские объекты
- Колонны, балки и стены
Качество сцепления имеет решающее значение. Отслоившийся бетон, пыль, масло, продукты коррозии, скопившаяся вода и несоответствующая шероховатость поверхности — все это может ослабить сцепление в месте ремонта.
Стены с грунтовыми гвоздями и крепление выемки
Тонкослойный бетон служит облицовкой многих стен с грунтовыми гвоздями. Облицовка принимает на себя нагрузки от головок гвоздей, ограничивает локальные деформации и защищает выкопанную поверхность.
Требуемая толщина, арматура, расположение швов, дренаж и детали анкеровки должны рассчитываться в рамках системы подпорной конструкции.
Тонкостенные оболочки и сложная геометрия
Одностороннее размещение особенно подходит для бассейнов, куполов, изогнутых стен, отделки под скульптурную скалу, резервуаров и архитектурных элементов нестандартной формы.
Вместо того чтобы укладывать бетон между двумя опалубками, рабочие формируют нужный профиль непосредственно по направляющим, арматуре или опорной поверхности.
Ремонт огнеупорных материалов и высокотемпературных конструкций
Специализированные материалы для сухого или мокрого напыления применяются в печах, топках, дымоходах и промышленных резервуарах.
Эти смеси отличаются от обычного строительного торкрет-бетона. Огнеупорные вяжущие, термостойкие заполнители, специальные ускорители затвердевания и подходящие виды волокон должны соответствовать рабочей температуре.
Тонкослойный бетон сухой смеси против тонкослойного бетона мокрой смеси
Это различие зависит от того, на каком этапе в процесс поступает вода.
В торкрет-бетон сухой смеси, цемент и заполнитель подаются по шлангу пневматическим способом в сухом или слегка влажном состоянии. Вода подается вблизи сопла.
В торкрет-бетон, приготовленный по мокрому способу, все компоненты — включая воду — смешиваются перед поступлением в подающий шланг. Бетононасос транспортирует смесь, а сжатый воздух на сопле обеспечивает окончательное ускорение.
| Фактор | Торкрет-бетон сухой смеси | Тонкослойный торкрет-бетон, приготовленный по мокрому способу |
|---|---|---|
| Добавление воды | На сопле или рядом с ним | В процессе дозирования |
| Доставка | Пневматическая транспортировка | Обычно перекачка бетона |
| Типичное производство | Слабее и более прерывистый | Выше и более непрерывно |
| Пыль | В целом выше | В целом ниже |
| Отскок | Часто выше | Часто ниже |
| Управление водными ресурсами | В значительной степени зависит от оператора, обслуживающего сопло | Контроль в процессе дозирования |
| Оборудование | Компактный и мобильный | Более крупная интегрированная система |
| Длительные перерывы | Относительно несложно | Может потребоваться очистка шланга |
| Применение робототехники | Реже встречается | Часто встречается в больших туннелях |
| Интеграция волокон | Возможно, но контролировать это сложнее | Проще организовывать пакетную обработку и осуществлять мониторинг |
Почему подрядчики по-прежнему выбирают сухие смеси
Оборудование для сухого смешивания удобно использовать в тех случаях, когда работа часто прерывается или когда за один раз требуется лишь небольшое количество материала.
Поскольку вода пока не подана по всему шлангу, материал можно транспортировать на большие расстояния, а работу можно приостанавливать с меньшим риском затвердевания влажного бетона внутри трубопровода.
Оператор распылителя также может регулировать подачу воды в зависимости от изменяющихся условий поверхности.
Эти преимущества подходят для:
- Ремонт бетона на месте
- Небольшие горные выработки
- Работы на откосах с использованием дистанционного управления
- Строительство из огнеупорных материалов
- Периодическое техническое обслуживание
- Труднодоступные районы
Компромиссом является более сильная зависимость от мастерства оператора. Недостаток воды приводит к образованию пыли, плохой гидратации, слабой сцепляемости и высокому отскоку. Избыток воды вызывает отслоение, провисание, повышенную усадку и снижение прочности.
Почему технология «мокрого смешивания» преобладает в крупных проектах
Системы с мокрым смешиванием обеспечивают контролируемое дозирование и более стабильное содержание воды.
Кроме того, они хорошо интегрируются со следующими системами:
- Кремнеземный дым
- Водоредукторы высокой эффективности
- Ускорители без щелочи
- Стальные волокна
- Макросинтетические волокна
- Роботизированное оборудование для опрыскивания
Благодаря более высокой производительности влажная смесь подходит для строительства крупных туннелей, работ в метрополитене, сооружения каверн, шахт, а также для устройства непрерывных облицовок.
Стабильная влажная смесь должна оставаться пригодной для перекачки без сегрегации. На выходе из сопла сжатый воздух должен обеспечивать скорость, достаточную для уплотнения и сцепления.
Этот процесс не гарантирует автоматически низкого отскока или высокого качества. Плохая прокачиваемость, нестабильная подача ускорителя, неправильное давление воздуха, чрезмерное расстояние до сопла и неправильные углы распыления по-прежнему могут привести к серьезным дефектам.
Водно-цементное соотношение и стабильность смеси
В исходных данных указано, что водоцементное соотношение составляет примерно 0,40–0,45 в качестве практического руководства по некоторым традиционным способам применения сухих смесей. В нем также объясняется, что избыток воды приводит к провисанию, сползанию и растрескиванию, тогда как недостаток воды вызывает появление сухих участков, пыли и чрезмерного отскока.
Этот диапазон не следует рассматривать как универсальную современную спецификацию.
Ветробетон, приготовленный по мокрой технологии, может содержать кремнеземный дым, дополнительные цементные материалы, высокоэффективные водоредукторы, волокна и ускорители схватывания. Эти компоненты влияют на реологические свойства и водопотребление.
Для получения удачной смеси необходимо соблюдать правильный баланс между:
- Насососпособность
- Сплоченность
- Ускорение сопла
- Наслоение
- Низкий отскок
- Раннее застывание
- Сила в пожилом возрасте
- Контроль усадки
- Долговечность
Добавление воды на строительной площадке для устранения проблем с перекачкой может привести к ослаблению уплотненного слоя. При корректировке состава смеси в первую очередь следует уделить внимание гранулометрическому составу, совместимости добавок, объему пасты, температуре и последовательности смешивания.
Кремнеземный дым и ускорители
Кремнеземный дым играет гораздо более важную роль, чем просто повышение прочности на сжатие.
Его чрезвычайно мелкие частицы улучшают связность свежего торкрет-бетона. Стабильная смесь с меньшей вероятностью подвергается расслоению во время перекачки и нанесения. На сводах туннелей и других вертикальных поверхностях лучшая связность позволяет формировать слой большей толщины с меньшим провисанием.
Еще одним практическим преимуществом является меньший отскок. На землю попадает меньше материала, поэтому наносимая смесь по своему составу ближе соответствует заданному составу. Кроме того, может улучшиться сцепление с горной породой, существующим бетоном и ранее нанесенными слоями.
Ассоциация по производству кремнеземного дыма сообщает, что торкрет-бетон с добавлением кремнеземного дыма позволяет наносить более толстые верхние слои, значительно снижает отскок и обеспечивает более прочное сцепление материала с основанием или предыдущими слоями.
Эти преимущества можно кратко изложить, не повторяя одинаковых синтаксических конструкций:
- Более стабильная подача: Мелкие частицы повышают когезию и снижают сегрегацию.
- Улучшенный процесс накопления запасов: Свежий слой лучше сохраняет свою форму.
- Снижение потерь материала: Снижение отскока повышает эффективность работы и способствует поддержанию чистоты на объекте.
- Более плотный закаленный материал: Более плотное упаковывание частиц способствует снижению проницаемости.
- Более мощные интерфейсы: Может улучшиться адгезия к горной породе, ремонтным основаниям и предыдущим слоям.
В исходном материале рассматривается содержание кремнеземного дыма в количестве около 5–10% от массы цемента на примере исторических проектов или конкретных проектов. Окончательная дозировка должна быть определена на основе лабораторных испытаний и полномасштабного нанесения методом распыления.
Ускорители выполняют иную функцию. Они сокращают время схватывания и позволяют свежему торкрет-бетону удерживаться на вертикальных или наклонных вверх поверхностях, одновременно приобретая раннюю несущую способность.
При выборе следует учитывать не только скорость затвердевания. Важную роль играют химический состав цемента, дозировка ускорителя, температура, прочность в дальнейшем, усадка, отскок, долговечность, а также воздействие на работников.
Смена источника цемента может повлиять на потребность в ускорителе. Поэтому при смене основных материалов следует повторить испытания на совместимость.
Каковы свойства армированного волокном торкрет-бетона
Обычный торкрет-бетон может приобретать хорошую прочность на сжатие, но при этом быстро терять несущую способность после появления трещин.
Волокна изменяют эту реакцию.
Когда в покрытии начинают появляться трещины, волокна, пересекающие трещину, передают растягивающее напряжение между обеими сторонами. Энергия расходуется за счет вырыва, деформации, трения в зоне сцепления или разрыва волокон. Вместо того чтобы сразу отделиться, напыленный слой сохраняет часть своей несущей способности.
Руководство ACI по волокноармированному торкрет-бетону посвящено в первую очередь стальные макроволокна и синтетические макроволокна. В ней рассматриваются вопросы настройки смесей, дозирования, оборудования, применения, а также основные области технического использования обеих систем.
Армирование волокном особенно ценно в следующих случаях:
- Временная опора туннеля
- Постоянные напыляемые покрытия
- Шахты и каверны
- Скалистые склоны
- Облицовка с использованием грунтовых гвоздей
- Конструкции, подверженные сильным ударам
- Слои восстановления
- Участки, на которых затруднена установка сетки
Волокна не заменяют автоматически все стержни, анкера, болты, решетчатые балки или арматуру конструкции. Их роль в проекте должна быть определена инженером.
Стальной торкрет-бетон, армированный волокнами
Стальные волокна обладают высокой прочностью на разрыв и высоким модулем упругости. Благодаря своей жесткости они способны противостоять раскрытию трещин на ранней стадии.
Загнутые концы, деформации, волны или неровности поверхности способствуют улучшению механического закрепления в цементной матрице.
В исходном материале описываются традиционные волокна с диаметром около 0,25–0,40 мм, длиной около 20–30 мм и соотношением длины к толщине около 60–100. В нём также приводятся исторические примеры дозировки в размере 80–100 кг/м³. Эти значения служат технической справочной информацией, но их не следует напрямую копировать в техническое задание нового проекта.
В правильно сконструированном торкрет-бетоне стальные волокна способствуют:
- Повышенная вязкость при изгибе
- Повышенная остаточная грузоподъемность
- Повышенная ударопрочность
- Замедление роста усталостных трещин
- Более распределённое растрескивание
- Снижение риска локального отслоения
- Повышенная прочность после появления первой трещины
Здесь важна формулировка. Стальное волокно не просто “усиливает все”. Его наиболее значимый вклад обычно проявляется после того, как матрица начинает растрескиваться.
Сохранение волокон необходимо также учитывать. Стальные волокна могут отскакивать иначе, чем раствор и заполнитель. В связи с этим доза, добавленная на бетонном заводе, может превышать дозу, сохраняющуюся в готовом слое.
Тонкослойный бетон, армированный синтетическим волокном, для макроконструкций
Макросинтетические волокна — это инженерные полимерные волокна, разработанные для обеспечения армирование после появления трещин.
Их плотность значительно ниже, чем у стали. Следовательно, сравнение изделий исключительно по показателю «килограммы на кубический метр» вводит в заблуждение. Меньшая масса синтетического волокна может означать большое количество или объем отдельных волокон, однако его модуль упругости и жесткость при перекрытии трещин по-прежнему будут отличаться от показателей стали.
Синтетическое волокно Macro обладает рядом преимуществ при эксплуатации в подземных и влажных условиях:
Без ржавчины: Оголенные концы волокон не приводят к появлению коррозионных пятен.
Меньший вес: Мешки удобнее транспортировать, загружать и обрабатывать.
Снижение износа оборудования: Полимерные волокна обладают меньшей абразивностью, чем сталь.
Более безопасные открытые поверхности: Стараются избегать острых металлических концов.
Непроводящая арматура: Полезно в тех случаях, когда важны электрические или магнитные свойства.
Химическая стойкость: Подходит для использования во многих влажных, солевых или агрессивных средах при условии, что марка полимера соответствует требованиям.
Основным техническим ограничением по-прежнему является его более низкий модуль упругости. Синтетические волокна могут допускать большее раскрытие трещины, прежде чем развить такое же усилие перекрытия, как у стали.
По этой причине замена материалов в соотношении «один к одному» не является технически обоснованной. При проведении сравнительных испытаний следует учитывать остаточную прочность, зависимость «нагрузка-прогиб» и поглощение энергии.
Стальное волокно или макросинтетическое волокно?
| Рассмотрение проекта | Стальное волокно | Макросинтетическое волокно |
|---|---|---|
| Модуль упругости | Высокий | Ниже |
| Жесткость при перекрытии ранних трещин | Сильный | Более гибкий |
| Вязкость после разрушения | Высокая, если правильно закреплена | Высокая эффективность при правильном проектировании |
| Риск коррозии | Возможно на открытых или потрескавшихся участках | Без ржавчины |
| Вес материала | Высокий | Низкий |
| Износ оборудования | Больше | Ниже |
| Обращение | Тяжелый; возможны острые края | Легкий |
| Проводимость | Проводящий | Непроводящий |
| Типичные предпочтения | Надежная опора и высокая жесткость | Среды, подверженные коррозии или требующие соблюдения ограничений по весу |
| Критерии отбора | Остаточная производительность | Остаточная производительность |
Ни одна из этих систем не является безусловно лучшей.
В случаях, когда требуется прочная опора туннеля, возможны сильные удары или предъявляются строгие требования к жесткости при растрескивании, предпочтительным материалом может стать стальное волокно.
В условиях влажных шахт, при строительстве в прибрежных зонах, на открытых готовых поверхностях или в проектах, где существует риск коррозии и износа оборудования, предпочтительным выбором может стать макросинтетическое волокно.
Компания «Shandong Jianbang Fiber» считает, что правильное решение следует принимать, исходя из требуемых эксплуатационных характеристик напыляемого слоя, а не из внешнего вида волокна, его цены за единицу или номинальной прочности на разрыв.
Техника распыления определяет конечное качество
Хорошая смесь не гарантирует автоматически получение качественного торкрет-бетона.
Поверхность, на которую наносится покрытие, должна быть в хорошем состоянии и должным образом подготовлена. Ослабленный материал, пыль, грязь, лёд, масло, цементный налёт, продукты коррозии и скопившаяся вода ухудшают адгезию.
Сопло должно находиться на заданном расстоянии и под заданным углом. Оператор должен направлять струю таким образом, чтобы материал уплотнялся на поверхности, а не скользил по ней.
Арматурные стержни, сетка, болты и решетчатые балки создают зоны затенения. Неправильное расположение сопла может привести к образованию пустот за этими препятствиями.
Отбойный материал следует удалять, а не засыпать. В отбойном материале соотношение пасты, заполнителя, ускорителя и волокон отличается от соотношения в исходной смеси. Его заделка внутри слоя приводит к образованию пористых слабых зон.
Работы над головой обычно требуют нескольких тщательно контролируемых проходов. Нанесение слишком большого количества материала до того, как предыдущий слой обретет достаточную прочность, может привести к провисанию или обрушению.
Таким образом, квалификация оператора является частью технических требований. Сертификация ACI по нанесению торкрет-бетона мокрой смеси предусматривает оценку знаний и практических навыков укладки, включая оборудование, подготовку поверхности, технику нанесения, технику безопасности, испытания, отделку и выдержку.
EFNARC также уделяет особое внимание непрерывному обучению операторов в связи с постоянным совершенствованием роботизированного оборудования и специализированных смесей.
Контроль качества должен отражать процесс опрыскивания
Обычные литые кубики не позволяют воспроизвести скорость распыления, технику работы с соплом, отскок, границы раздела слоев, удержание волокон или уплотнение относительно принимающей поверхности.
В рамках репрезентативного контроля качества следует проводить проверку распыленного материала.
Тестовые панели
Стандарт ASTM C1140 регулирует подготовку испытательных панелей из торкрет-бетона сухого или мокрого смешивания. Образцы, вырезанные или извлеченные из этих панелей, могут использоваться для проведения предпроектных исследований, аттестации операторов торкрет-аппаратов, оценки оборудования, контроля качества и испытаний на прочность.
Буровые керны
Керны, извлеченные из завершенных работ, содержат информацию о толщине слоя в естественных условиях, прочности на сжатие, прочности на раскалывание при растяжении, плотности, слоистости, пустотах, затенениях и непрерывности слоев. Стандарт ASTM C1604 специально посвящен получению и испытанию кернов, извлеченных из буровых скважин при укладке торкрет-бетона.
Испытания после растрескивания
В случае армированного волокном торкрет-бетона прочность на сжатие сама по себе не определяет конструктивные характеристики.
Стандарт ASTM C1550 позволяет оценить изгибную вязкость армированного волокном бетона с помощью круглой панели, подвергаемой центральной нагрузке. Полученные результаты отражают поглощение энергии после появления трещин, что делает данный метод актуальным для многих применений в туннельном строительстве и горнодобывающей промышленности. Действующая редакция стандарта ASTM в настоящее время обозначена как C1550-26.
EFNARC также публикует руководства по испытаниям образцов напыляемого бетона и испытаниям на изгиб, включая обновленные рекомендации по напыляемому бетону.
12 распространенных ошибок при нанесении торкрет-бетона
- Выбор сухой или влажной смеси в зависимости от особенностей растения
Процесс должен определяться объемом проекта, условиями доступа, дальностью распыления, остановками, оборудованием, мерами по борьбе с пылью и требуемой производительностью. - Копирование старого соотношения «вода-цемент»
Соотношение, которое подошло для одного вида цемента, ускорителя, волокна или оборудования, может оказаться неэффективным в другой системе. - Пропуск испытаний на совместимость цемента и ускорителя схватывания
Несовместимые материалы могут привести к нестабильному затвердеванию, низкой ранней прочности или чрезмерной потере прочности с течением времени. - Увеличение дозы ускорителя без оценки последствий
Более быстрое схватывание не всегда означает лучшую прочность или более длительный срок службы. - Сравнение волокон исключительно по прочности на разрыв
Геометрия, модуль упругости, сцепление, ориентация, удерживаемая доза и результаты испытаний после появления трещин имеют одинаковое значение. - Замена стали на синтетическое волокно с сохранением массы
Эти два материала имеют совершенно разные плотности и модули упругости. - Игнорирование убытков от отскока
Соотношение волокон и заполнителя в напыленном слое может отличаться от исходных пропорций смеси. - Нанесение распылителем на неподходящее основание
Пыль, некрепкий бетон, грязь, лёд, масло или стоячая вода снижают адгезию. - Удержание отскока за арматурой
Скрытый отскок приводит к образованию пористых зон и нарушению структурной целостности. - Приемка работы исключительно на основе отлитых кубов
Образцы отливок не отражают фактическое расположение сопел или дефектов в реальных условиях эксплуатации. - Использование оператора без квалификатора
Угол наклона форсунки, расстояние, движение, регулировка подачи воздуха и последовательность распыления напрямую влияют на качество. - Замедление отверждения
Открытые поверхности с высоким содержанием цемента могут быстро терять влагу, особенно в теплых, сухих или проветриваемых туннелях.
Как выбрать волокно для торкрет-бетона
Выбор волокна следует начинать с определения технических требований.
В проекте, посвящённом в основном пластической усадке, можно использовать микроволокно из полипропилена.
Для крепления туннелей, требующего высокой жесткости после появления трещин, стальное волокно может оказаться более подходящим материалом.
В тех случаях, когда важны такие факторы, как коррозионная стойкость, малый вес, удобство в обращении или открытые концы, макросинтетическое волокно заслуживает серьезного внимания.
В окончательной спецификации должны быть определены:
- Требуемая остаточная прочность или поглощение энергии
- Толщина слоя
- Технология сухого или мокрого смешивания
- Ручное или роботизированное нанесение
- Размеры шланга и насадки
- Гранулометрический состав
- Ожидаемое восстановление
- Тип ускорителя
- Воздействие окружающей среды
- Требования по пожарной безопасности
- Допустимые характеристики трещин
- Процедура тестирования с участием группы испытателей
В ходе полномасштабных испытаний распыления необходимо подтвердить прокачиваемость, проходимость волокон, реакцию ускорителя, формирование слоя, отскок, удерживаемую дозировку, качество поверхности, качество сердцевины и эксплуатационные характеристики после появления трещин.
Почему стоит выбрать Ecocretefiber™
Ecocretefiber™ — это бренд строительных волокон компании Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
Наш ассортимент волоконных материалов предназначен для использования в туннелях, шахтах, на склонах, в подземных сооружениях, при ремонте конструкций, для промышленных полов, дорог, мостов, сборного железобетона и других инфраструктурных проектов.
К продуктам, связанным с торкрет-бетоном, относятся:
- Стальное волокно с загнутым концом
- Стальное волокно, склеенное
- Стальное волокно для укрепления туннелей
- Макро синтетическое волокно
- Полипропиленовое монофиламентное волокно
- Фибриллированное полипропиленовое волокно
- Базальтовое волокно
- ПВА-волокно
Не следует предлагать одно и то же волокно для всех проектов.
Стальное волокно, которое хорошо себя зарекомендовало в облицовке тяжелых туннелей, может оказаться не самым лучшим выбором для шахты, подверженной коррозии. Легкое синтетическое волокно может упростить работу с материалом, но его дозировка все равно должна обеспечивать требуемые остаточные эксплуатационные характеристики. Микроволокно из полипропилена позволяет предотвратить раннее растрескивание, однако оно не обеспечивает такую же структурную прочность, как макроволокно.
Компания Ecocretefiber™ оказывает поддержку подрядчикам, дистрибьюторам, поставщикам готовых смесей, туннельным компаниям, горнодобывающим предприятиям и заказчикам инфраструктурных проектов в вопросах определения технических характеристик волокон, упаковки, согласования дозировок, размещения пробных заказов, оказания услуг по производству под брендом заказчика (OEM) и подбора вариантов применения.
Контрольный список для покупателя
| Вопрос | Почему это важно |
|---|---|
| Этот процесс представляет собой сухое или мокрое смешивание? | Это влечет за собой изменение требований к формированию партий, подаче, перекачке и распылению. |
| Этот слой временный или постоянный? | Постоянные облицовки, как правило, требуют более строгого контроля на прочность. |
| Какие эксплуатационные характеристики после растрескивания указаны? | Дозировка волокон должна соответствовать проверенным эксплуатационным характеристикам конструкции. |
| Какова требуемая толщина слоя? | Толщина влияет на наслоение, количество проходов и отскок. |
| Вызывает ли коррозия беспокойство? | Синтетическое волокно «Macro» может иметь определенные преимущества. |
| Какой шланг и насадка используются? | Волокна и заполнитель должны проходить без заторов. |
| Применение осуществляется вручную или с помощью робота? | Результаты и согласованность могут отличаться. |
| Какой ускоритель выбран? | Необходимо проверить совместимость с цементом. |
| В состав входит кремнеземный дым? | Могут измениться показатели вязкости, производительность насосов, время отверждения и потребность в добавках. |
| Будут ли изготовлены тестовые панели с напылением? | Плиты лучше передают реальные условия эксплуатации, чем литые кубики. |
| Будет ли проверяться содержание сохранившихся волокон? | Отскок изменяет состав смеси. |
| Имеет ли оператор соответствующую квалификацию? | Качество исполнения напрямую влияет на качество готовой продукции. |
Заключение
Торкретирование представляет собой быстрый и универсальный способ нанесения бетона на вертикальные, изогнутые, надголовые и нестандартные поверхности.
Сухая смесь по-прежнему остается предпочтительным вариантом для периодических работ, мелких ремонтных работ, транспортировки на большие расстояния, а также для гибкого регулирования подачи воды через сопло. Влажная смесь обеспечивает контролируемое дозирование, более высокую производительность, меньшее образование пыли и отличную совместимость с механизированным строительством туннелей.
Кремнеземный дым улучшает когезию и набор объёма, одновременно способствуя снижению отскока. Ускорители обеспечивают быстрое схватывание и раннюю прочность, однако необходимо оценить их совместимость и влияние на поведение бетона в более поздние сроки.
Волокна расширяют сферу применения торкрет-бетона за пределы прочности на сжатие. Стальные волокна обеспечивают высокую жесткость и эффективное перекрытие трещин. Макросинтетические волокна представляют собой легкое армирование, устойчивое к коррозии. При выборе ни того, ни другого не следует руководствоваться простым сравнением веса в килограммах.
Решающими факторами являются координация и контроль качества. Разработка состава смеси, оборудование, ускоритель, волокно, подготовка основания, технология нанесения, отверждение и испытания должны функционировать как единая система.
Компания «Shandong Jianbang Fiber» считает, что надежность торкрет-бетона зависит от подбора материала с учетом конкретных условий проекта, а не от слепого копирования какой-либо традиционной рецептуры.
Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. поставки Решения Ecocretefiber™ на основе стали и синтетических волокон для крепления туннелей, горных работ, стабилизации откосов, ремонта конструкций и других видов работ с использованием напыляемого бетона. Правильный выбор волокон позволяет улучшить контроль трещинообразования, остаточную прочность, долговечность, эффективность строительства и долгосрочную ценность проекта.
