Вакуумирование бетона

Вакуумирование бетона – это один из способов снизить процент жидкости в водоцементном соотношении. С помощью разрежения воздуха специальным оборудованием свежеуложенный бетонный раствор осушают от избытка воды. 

Бетонные конструкции обезвоживаются вакуумным способом, при котором лишняя вода из бетона удаляется сразу после укладки и вибрации, тем самым снижая водоцементное отношение до оптимального уровня. 

Вакуумный бетон имеет более высокую прочность и долговечность, чем обычный бетон. 

Химическая реакция цемента с водой требует водоцементного отношения менее 0,38. В то время, как принятое водоцементное отношение намного больше этого, в основном, из-за требования удобоукладываемости. 

Удобоукладываемость также важна для бетона, иначе раствор неравномерно распределиться по форме конструкции. Но после выполнения требований удобоукладываемости в смеси остается избыточная вода. В конечном итоге излишняя жидкость испарится, но вместо нее в бетоне появятся капиллярные поры. Они и приводят к высокой проницаемости, меньшей прочности бетона и быстрому разрушению конструкции. 

Вакуумирование бетона устраняет проблему с образованием пор, так как проводится сразу после вибрирования свежеуложенной бетонной смеси. Благодаря этой технике, одновременно можно сохранить первоначальную удобоукладываемость бетона и после заливки опалубки повысить прочность конструкции. 

Вакуумирование эффективно используется в крупномасштабных работах по настилу на железнодорожных платформах, промышленных полах, мостах, дорогах из железобетона,  в сборных железобетонных изделиях автостоянках и плитах настила мостов. 

Лишняя вода после укладки и уплотнения бетона отсасывается с помощью вакуумных насосов. Величина применяемого вакуума обычно составляет около 0,08 МПа, а содержание воды снижается до 20-25%. Редукция эффективна только до глубины примерно от 4 до 6 дюймов.

Техника для вакуумирования

Основная задача метода заключается в удалении избытка воды с поверхности бетона с помощью вакуумного обезвоживания. В результате обезвоживания заметно снижается водоцементное отношение и резко улучшаются характеристики бетона. 

Для того, чтобы вакуумировать бетонную смесь, необходимы:
 

• Вакуумный насос
• Водоотделитель
• Фильтрующая прокладка
• Вибратор для стяжки

После заливки и вибрирования начинается процесс удаления излишек воды из бетона. На поверхность конструкции укладывают фильтрующая прокладка, которая состоит из жесткого листа подложки, просечно-вытяжного листа, проволочной сетки или листа плотной ткани. 

Нижний слой наполнителя, соприкасающийся с бетоном, представляет собой тонкую нейлоновую ткань, которая препятствует вымыванию цемента водой. Верхний слой состоит из специальной пластиковой сетки, которая действует как канал для жидкости. Чтобы добиться того самого эффекта вакуума, вокруг фильтрующей прокладки устанавливают резиновое уплотнение.

Водоотделитель функционирует так, чтобы обеспечить надлежащий контроль над величиной удаляемой воды, равной сокращению общего объема бетона. Происходит уменьшение толщины слоя бетона примерно на 3%.

Вакуумный насос должен быть небольшой, но мощный, примерно, 5-10 лошадиных сил. 

Время вакуумирования составляет около 1-2 минуты на сантиметр толщины
бетонной конструкции. Вакуумирование сможет снизить исходное водоцементное соотношение на 20-25%, что также делает бетон более плотным.

Подобные вакуумные системы бывают двух видов: 
 

• Стационарные применяются для осушения железобетонных конструкций.
• Мобильными системами вакуумирования работают, когда заливают большие по площади монолитные объекты.

Поскольку водоцементное отношение снижается за счет вакуумного обезвоживания, при заливке можно использовать бетон с высокой начальной осадкой. Предусмотрен диапазон осадки 1-2,5 дюймов или в соответствии с требованиями площадки. Диапазон осадки в 1-3 дюймов рекомендуется для: массивного бетона, слабоармированных профилей в плитах, балках, стенах, колоннах, перекрытиях, ручных покрытиях, каналах, ленточном фундаменте – при низкой удобоукладываемости. 

Особых условий для применения этого метода осушения бетона нет. Все они соответствуют стандартным требованиям при строительстве бетонных конструкций:

• В бетонной смеси с вакуумным обезвоживанием марка используемого бетона должна быть следующей:

M200-250 – для укладки производственных этажей, автостоянки, ж/д платформы, полов цеха.
М300-600 – на объектах, где планируется прокладка автомагистралей, аэропорта, ж/д дорог.

• Цемент. Выбранный цемент должен соответствовать назначению, указанному в спецификациях. Вакуумная обработка бетона дает лучшие результаты с портландцементом для повышения прочности бетона на сжатие.
• Мелкий заполнитель – местный песок используется в качестве мелкого заполнителя в бетонной смеси. Процедуры испытаний должны выполняться для определения физических свойств мелкого заполнителя.
• Крупный заполнитель – В бетонных смесях следует использовать щебеночный заполнитель крупностью от 0,4 до 0.8 дюймов в соответствующих пропорциях.
• Вода, используемая для смешивания и отверждения бетона, не должна содержать вредных примесей. 

Преимущества вакуумного бетонирования

• Повышается прочность на сжатие.
• Водоцементное соотношение снижено, что способствует раннему схватыванию. Опалубку можно снять раньше, и поверхность можно будет использовать раньше.
• Повышается стойкость к истиранию.
• Минимальное пыление и образование трещин.
• Повышает водонепроницаемость и морозостойкость.
• Высокая начальная прочность сводит к минимуму любые повреждения
• Снижение затрат на техническое обслуживание.
• За счет обезвоживания под вакуумом достигается высокая прочность.
• Снижение водоцементного отношения может увеличить прочность на сжатие на 10-50%.
• Повышает износостойкость бетонной поверхности.
• Поверхность, полученная после вакуумного обезвоживания, ровная и гладкая за счет уменьшения усадки.

Преимущества обезвоживания более заметны для верхнего слоя по сравнению с нижним, как показано выше. Эффект за пределами глубины 6 дюймов незначителен. Поэтому данный метод больше подходит плоским конструкциям, напольным покрытиям, дорогам и настилам.

Как и у других способов улучшения бетонной конструкции, у вакуумирования есть свои недостатки. Данные способ повысит расходы на бетонирование. Так как придется приобретать или арендовать специальное оборудование. А также – найти и нанять квалифицированных и обученных строителей, которые смогут произвести вакуумирование правильно и не повредить бетон.