Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Применение сульфатостойкого бетона

Морские и подземные воды, а в некоторых случаях и осадки содержат большое количество сульфатов. Соли разрушающе действуют на бетон, сокращают сроки службы бетонных конструкций. Чтобы этого избежать, в подземных и подводных сооружениях часто используется сульфатостойкий бетон.

О том, что это за материал и какие у него есть особенности, вы узнаете, прочитав эту статью. Мы подробно расскажем, как и где применяется сульфатостойкий бетон, в каких сферах и работах он востребован. Также мы коротко скажем о плюсах и минусах этого материала.

Бетонные маяк и волнорезы в море
Морской причал из сульфатостойкого бетона
Бетонные тетраподы

Что такое сульфатостойкий бетон и сульфатная коррозия

Для лучшего понимания особенностей сульфатостойкого бетона и способов его применения нужно знать, что такое сульфатная коррозия. Она относится к коррозии третьего типа и связана с разрушением искусственного камня солями серной кислоты.

Процесс коррозии происходит следующим образом:

  1. Гидроалюминаты кальция взаимодействуют с гипсом, который добавляется в бетон либо синтезируется после взаимодействия солей серной кислоты с гашеной известью.
  2. Вследствие этого образуется гидросульфоалюминат кальция – Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O. (он же эттринит или цементная бацилла). Эта нерастворимая соль связывает около 30 молекул воды, что ведет к увеличению объема кристаллов в 1,5-2,3 раза.
  3. Если реакция происходит до затвердения раствора, она не ведет к разрушению. В готовом же бетоне образование нерастворимых солей, связывание воды и увеличение объема кристаллов ведет к нарушению целостности конструкции. Материал трескается, его прочность резко падает, и из-за малейших внешних воздействий он полностью разрушается.

Кристаллы сульфатов имеют продолговатую игольчатую форму. Именно поэтому их часто называют цементной бациллой.

Проблему сульфатной коррозии решают несколькими способами:

  • Уменьшают количество трехкальциевого алюмината (в обычном цементе его содержание 8-12%, в сульфатостойком – от 3,5% до 7%)
  • Уменьшают количество оксидов алюминия и магния до 5%
  • Вводят активные минеральные добавки (пуццоланы, шлак, микрокремнезем, золу уноса) – эти вещества превращают гидроксид кальция в труднорастворимые соединения, и он уже не может вступать в реакцию с солями серной кислоты
  • Используют шлакопортландцемент, содержащий не более 7% трехкальциевого алюмината и до 2-3% оксида серы
  • Используют пуццолановый цемент (с добавление вулканического пепла, туфа или пемзы), способный связывать гидроксид кальция

В большинстве случаев для изготовления этого вида бетона берут сульфатостойкий цемент. Его состав регулируется ГОСТ 22266-2013. Иногда применяют обычный портландцемент, а в раствор вводят добавки (сульфат кальция, электротермофосфорные шлаки, пуццоланы).

К другим особенностям этого материала можно отнести следующее:

  • Количество крупного и мелкого заполнителя в смеси составляет 80%; для приготовления этого вида бетона обычно используют речной песок с размером зерен от 2-3 мм, гранитный, амфиболитовый или базальтовый щебень
  • Готовый бетон уплотняют вибромашиной
  • Чем выше плотность материала, тем он меньше разрушается солями серной кислоты и хуже пропускает воду
  • Кроме устойчивости к сульфатам этот вид бетона обладает высокой водонепроницаемостью (от W4 до W20)
  • Прочность на сжатие у сульфатостойкого бетона превышает 20 МПа (это соответствует марке М300 и выше, классу – от В22,5)
  • Сульфатостойкий бетон может быть чувствительным к перепаду температур – это касается в первую очередь материала на шлакопортландцементе или пуццолановом цементе

Метод определения сульфатостойкости бетона описан в национальном стандарте ГОСТ Р 56687-2015.

В следующей части статьи вы узнаете, в каких областях используется сульфатостойкий бетон и когда его рационально покупать.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки
Бетон — производство и доставка
Автобетононасосы — аренда
7 904 179–31–56
Валентин Юрьевич Швец
Директор «БетонСтрой»

Где применяется сульфатостойкий бетон

Сульфатостойкий бетон применяется в конструкциях, на которые воздействуют воды, богатые солями серной кислоты. Чаще всего такие сооружения находятся под водой или под землей. Материал также используют для надводных объектов и тех, которые периодически омываются волнами, паводками.

Сульфатостойкий бетон применяется в:

  • Строительстве
  • Дорожном строительстве
  • Благоустройстве территории
  • Инженерии
  • Производстве ЖБИ

Для мебели и декора такой материал брать нецелесообразно.

Применение сульфатостойкого бетона в строительстве

Применение сульфатостойкого бетона в строительстве ограничивается в основном подземными конструкциями. Крайне редко его используют для полов и перекрытий.

Вот основные виды работ, для которых может понадобиться этот материал:

  • Заливка фундаментов под домами всех типов
  • Заливка фундаментов под гаражом
  • Заливка фундамента под опорами заборов
  • Создание антикоррозийной изоляции фундаментов
  • Обустройство полов на промышленных предприятиях и складах
  • Создание перекрытий на промышленных предприятиях и складах

Приведем для наглядности несколько примеров.

Допустим, вы собираетесь строить частный дом и выбираете вид бетона для фундамента. Перед этим вы заказали анализ грунтовых вод, благодаря которому в них было определено высокое содержание солей серной кислоты. В этом случае лучше всего покупать сульфатостойкий бетон – он не будет повергаться коррозии и прослужит несколько десятков лет.

Более экономный вариант – отделка фундамента из обычного бетона сульфатостойким. Для этого берут раствор без щебня или с фракцией 5-10. В смесь рекомендуют внести гидрофобные добавки. Фундамент тщательно оштукатуривают либо заливают раствор между опалубкой и готовой конструкцией. Метод дешевый, но менее надежный, чем создание фундамента полностью из сульфатостойкого бетона.

Еще один вариант – создание пола на промышленном предприятии. Сульфатостойкий бетон целесообразно использовать только в том случае, если в цеху или на складе ведется работа с солями серной кислоты. Растворы могут пролиться на пол и повредить его поверхность. Для более надежной защиты пол покрывают сверху керамической плиткой, бетонными плитами из кислотостойкого бетона или другими материалами, которые не повреждаются химическими веществами.

Применение сульфатостойкого бетона в дорожном строительстве

В дорожном строительстве сульфатостойкий бетон также применяется редко.

Виды работ, для которых используется материал:

  • Обустройство оснований дорог
  • Обустройство нижних слоев покрытий

Материал рекомендуют брать для участков, которые часто подтапливаются грунтовыми водами с высоким содержанием сульфатов. Хотя этот вид бетона стоит дороже, чем обычный, он будет дольше эксплуатироваться в неблагоприятных условиях. В результате удастся экономить на ремонте.

Приведем пример. Допустим, основание дороги на участке с высоким водоносным горизонтом залили обычным бетоном. Через пару лет оно начало разрушаться, на асфальте появились ямы. Во время ремонта в бетоне выявили игольчатые кристаллы, вокруг которых появилось много дефектов и трещин. Анализ грунтовых вод показал, что в них содержится много сульфатов. В результате пришлось полностью заменить основание, что повлекло лишние затраты.

Применение сульфатостойкого бетона в благоустройстве территории

Сульфатостойкий бетон может пригодится для некоторых работ по благоустройству территории.

Материал используют для:

  • Фонтанов и бассейнов с морской водой
  • Укрепления морских берегов
  • Укрепления берегов водоемов с высоким содержанием солей серной кислоты
  • Бетонирования морских пляжей
  • Обустройства прудов, питающихся грунтовыми водами с высоким содержанием сульфатов

Рассмотрим на конкретных примерах, как правильно использовать сульфатостойкий бетон в благоустройстве территории.

Представьте, что во дворе гостиницы делают бассейн. Его стенки заливают бетоном и выкладывают плиткой. Для бассейна с пресной водой можно использовать гидроизоляционный бетон. Если же в него планируют заливать морскую воду, лучше применять сульфатостойкий вид высокой плотности, со специальными гидрофобными добавками. Он будет выполнять функцию гидроизоляции и не станет разрушаться от воздействия солей.

Возникла необходимость укрепить берег водоема? Перед тем, как выбрать материал, нужно провести анализ воды. Ведь даже в пресных реках и озерах содержание сульфатов может быть высоким. Если это так, лучше взять для работы сульфатостойкий бетон. А вот для укрепления морского берега нужно использовать только этот материал.

Применение сульфатостойкого бетона в инженерии

Сульфатостойкий бетон используется во многих инженерных конструкциях. В первую очередь его берут для подводных и подземных объектов. Именно в таких условиях увеличивается риск разрушения бетона солями серной кислоты.

Сульфатостойкий бетон используют для:

  • Дренажных систем
  • Колодцев
  • Плотин
  • Дамб
  • Причалов
  • Каналов
  • Подземных хранилищ
  • Шахт
  • Метро
  • ГЭС
  • Фундаментов промышленных зданий, военных объектов, электростанций, аэропортов
  • Оснований взлетных полос аэродромов

Следует отметить, что материал рационально использовать только в тех случаях, когда в водах, контактирующих с конструкцией, высокое содержание сульфатов. Мы объясним это на нескольких примерах.

Допустим, прокладывается закрытая дренажная система для понижения уровня подземных вод. Грунт на участке засоленный. При анализе выявлено, что в водах – высокое содержание сульфатов. В этой ситуации необходимо использовать сульфатостойкий бетон. Другой вариант – воды, богатые карбонатами. Для дренажной системы на таком участке можно использовать обычный гидротехнический или карбонатостойкий бетон.

Например, планируется строительство речного причала. Вода в водоеме пресная, с небольшим содержанием солей. Для такой конструкции вполне подойдет гидротехнический бетон. А вот для причала на море понадобится сульфатостойкий материал, так как в морской воде много сульфатов.

Морской причал, уходящий вдаль, и человек около него

Давайте представим, что кому-то необходимо обустроить тоннель в каменноугольной шахте. Подземные воды в таком месте всегда содержат большое количество солей серной кислоты. Поэтому для строительства необходимо использовать сульфатостойкий бетон. А вот целесообразность применения этого материала для обустройства подземных хранилищ следует решать после того, как будет проведен химический анализ подземных вод.

За городом строится новый аэропорт. Грунтовые воды находятся на довольно большой глубине, но они богаты сульфатами. Во время весенних паводков уровень водоносного горизонта повышается, влага поднимается по грунтовым порам и капиллярам. Она может проникнуть к фундаменту. Для надежности лучше сделать изоляцию подземной части сооружения сульфатостойким бетоном. Из такого же материала можно сделать основание взлетной полосы.

Применение сульфатостойкого бетона в производстве ЖБИ

Сульфатостойкий бетон хорошо подходит для производства железобетонных изделий. Он имеет хорошее сцепление с арматурой и защищает ее от коррозии. Поскольку стоимость материала выше, чем у обычного, его используют только в определенных типах изделий.

Сульфатостойкий бетон подойдет для производства:

  • Фундаментных плит
  • Дорожных плит
  • Колодезных колец
  • Плит для взлетных полос аэродромов
  • Тетраподов
  • Элементов подводных и подземных инженерных конструкций

Приведем несколько примеров.

На заводе заказали блоки для монолитного фундамента под высотным домом. Анализ грунтовых вод на участке показал, что в них много солей серной кислоты. Можно сделать два варианта плиты – из обычного или сульфатостойкого бетона. В первом случае проводится внешняя изоляционная отделка сульфатостойким бетоном.

Вам нужно сделать колодец на приусадебном участке? Из опыта строительства дома на этой территории вы знаете, что грунтовые воды здесь богаты сульфатами. Поэтому лучше не покупать уже готовые кольца на заводе, а заказать специальные, из сульфатостойкого бетона. Они будут стоить дороже, но на самом деле позволят сэкономить. Ведь обычные кольца придется вскоре заменять. Более того, при разрушении бетона в воду могут попасть вредные вещества.

Для уменьшения разрушения морского берега волнами на нем устанавливают тетраподы. Эти конструкции будут постоянно омываться морской водой, содержащей большое количество солей. Существенный процент в ней составляют сульфаты. Поэтому тетраподы либо полностью изготавливают из сульфатостойкого бетона, либо делают изоляцию из этого материала.

Волнорезы, или тетраподы на морском берегу

Мы рассказали, где и как применяется сульфатостойкий бетон. Сейчас мы коротко расскажем о его плюсах и минусах.

Достоинства и недостатки сульфатостойкого бетона

Сульфатостойкий бетон, как и другие разновидности, имеет свои положительные и отрицательные стороны. Их важно учитывать при выборе материала для тех или иных работ. Если список недостатков материала превышает достоинства, следует остановиться на другом виде бетона.

К преимуществам сульфатостойкого бетона относят:

  • Устойчивость к агрессивному воздействию солей серной кислоты и сульфатной коррозии
  • Устойчивость к влаге и гидростатическому давлению
  • Высокую водонепроницаемость
  • Устойчивость к перепадам температур при агрессивном воздействии сульфатов
  • Качественную защиту арматуры от коррозии

Недостатки сульфатостойкого бетона:

  • Относительно низкая морозостойкость бетона на пуццолановом цементе (проблема решается путем использования пластификаторов либо добавлением шлакопортландцемента)
  • Высокая вязкость пуццоланового цемента, что снижает пластичность и удобство укладки раствора (решается путем добавления пластификаторов)
  • Необходимость использовать специальное оборудование для трамбовки, чтобы добиться максимальной плотности бетона
  • Сложности при самостоятельном изготовлении
  • Высокая цена бетона

Подведем итог.

Сульфатостойкий бетон – это довольно дорогой специальный материал, который имеет четко определенную сферу применения. Его используют только в конструкциях, которые эксплуатируются при постоянном воздействии жидких сульфатных сред (например, морская вода). Он может пригодится как в частном, так и в промышленном строительстве. Чаще всего из такого бетона делают фундаменты, элементы подводных конструкций. Чтобы приготовить раствор самостоятельно, лучше всего купить специальный сульфатостойкий цемент или готовую цементно-песчаную смесь. Но лучше заказать бетон на заводе. Если смешать компоненты в неправильных пропорциях, устойчивость бетона к сульфатам может заметно снизиться.