| Соотношение Ц:П | Расход цемента на 1 м³, кг | Расход песка на 1 м³, кг | Крупность песка, мм | В/Ц отношение | Класс прочности |
|---|---|---|---|---|---|
| 1:2 | 600-700 | 1200-1400 | до 5 | 0,40-0,45 | В40-В60 |
| 1:2,5 | 500-600 | 1250-1500 | до 5 | 0,42-0,47 | В35-В45 |
| 1:3 | 400-500 | 1200-1500 | до 5 | 0,43-0,48 | В25-В35 |
| 1:3,5 | 350-450 | 1225-1575 | до 8 | 0,45-0,50 | В22,5-В30 |
| 1:4 | 300-400 | 1200-1600 | до 8 | 0,45-0,50 | В20-В25 |
| Компонент | Расход на 1 м³, кг | Тип добавки | Дозировка, % от массы цемента | Время схватывания, мин |
|---|---|---|---|---|
| Портландцемент М400-М500 | 400-500 | Бесщелочной ускоритель (алюмосульфаты) | 2-6 | 5-10 |
| Песок фр. 0-5 мм | 1300-1500 | Триэтаноламин (ТЭА) | 0,5-2 | 8-12 |
| Щебень фр. 5-10 мм | 200-400 | Комплексный ускоритель | 4-8 | 3-8 |
| Вода | 180-220 | Пластификатор | 0,5-1,5 | — |
| Микрокремнезем | 20-40 | Стабилизатор | 0,2-0,8 | — |
| Параметр | Сухой метод | Мокрый метод | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| Давление воздуха | 0,15-0,60 | 0,20-0,40 | МПа |
| Скорость подачи смеси | 120-170 | 80-100 | м/с |
| Расстояние сопла до поверхности (первый слой) | 0,8-1,5 | 0,1-0,15 | м |
| Расстояние сопла до поверхности (последующие слои) | 0,3-0,8 | 0,1-0,15 | м |
| Толщина слоя за проход | 30-60 | 20-30 | мм |
| Угол нанесения к поверхности | 85-90 | 85-90 | градусы |
| Отскок при вертикальном нанесении | 15-25 | 5-10 | % |
| Отскок при нанесении на свод | 25-35 | 10-15 | % |
| Производительность | 3-6 | 5-10 | м³/ч |
| Метод торкретирования | Возраст, сутки | Прочность на сжатие, МПа | Класс прочности | Прочность на растяжение, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Сухой метод | 1 | 8-12 | — | 0,8-1,2 |
| 3 | 18-24 | В15-В20 | 1,5-2,0 | |
| 7 | 28-35 | В22,5-В27,5 | 2,2-2,8 | |
| 28 | 35-50 | В25-В40 | 2,8-4,0 | |
| Мокрый метод без ускорителя | 1 | 6-10 | — | 0,6-1,0 |
| 3 | 16-22 | В12,5-В17,5 | 1,4-1,8 | |
| 7 | 26-33 | В20-В25 | 2,0-2,6 | |
| 28 | 32-45 | В25-В35 | 2,5-3,6 | |
| Мокрый метод с ускорителем | 1 | 12-18 | — | 1,2-1,6 |
| 3 | 22-30 | В17,5-В22,5 | 1,8-2,4 | |
| 7 | 32-42 | В25-В32,5 | 2,6-3,4 | |
| 28 | 40-60 | В30-В45 | 3,2-4,8 |
Введение: технология торкретирования и области применения
Торкретирование представляет собой технологический процесс послойного нанесения бетонной или цементно-песчаной смеси на обрабатываемую поверхность под воздействием сжатого воздуха. Методика обеспечивает формирование плотного защитного слоя с повышенными эксплуатационными характеристиками благодаря кинетической энергии частиц при соударении с основанием. Скорость подачи материала достигает значений от восьмидесяти до ста семидесяти метров в секунду, что обеспечивает глубокое проникновение смеси в поры и трещины базовой конструкции.
Технология получила распространение в горнопроходческих работах, при ремонте гидротехнических сооружений, усилении железобетонных конструкций и создании защитных покрытий. Торкрет-бетон демонстрирует превосходные показатели адгезии к различным типам оснований, включая бетон, кирпичную кладку, природный камень и металлические поверхности. Метод позволяет обрабатывать конструкции сложной геометрии без применения опалубки или с использованием односторонней опалубочной системы.
Классификация торкрет-бетонов осуществляется по крупности заполнителя. Материалы с максимальным размером зерна до пяти миллиметров относятся к мелкозернистым составам, применяемым преимущественно при сухом методе нанесения. Смеси с заполнителем от пяти до двадцати пяти миллиметров классифицируются как шприц-бетон и набрызг-бетон, используемые при мокром торкретировании. Выбор фракционного состава определяется типом обрабатываемой конструкции, требуемой толщиной покрытия и техническими возможностями оборудования.
Торкретирование обеспечивает получение бетона с плотностью, превышающей показатели традиционной укладки, за счет механического уплотнения при ударе о поверхность. Водоцементное отношение в уложенном торкрет-бетоне составляет от 0,40 до 0,50, что гарантирует достижение высоких прочностных характеристик и долговечности покрытия.
Нормативная база и требования стандартов
Производство и применение торкрет-бетонов регламентируется комплексом нормативно-технической документации. Базовым документом выступает ГОСТ 26633-2015, устанавливающий требования к бетонам тяжелым и мелкозернистым, включая составы для торкретирования. Стандарт определяет классификацию по прочности на сжатие, параметры морозостойкости и водонепроницаемости, методики испытаний контрольных образцов.
Технические условия на сухие торкрет-смеси устанавливаются ТУ 5745-001-16216892-06 и М10.1/06. Документация регламентирует составы смесей, дозировку компонентов, требования к сырьевым материалам и технологические параметры нанесения. Для вяжущих компонентов применяется ГОСТ 31108-2020 для цементов общестроительного назначения, ГОСТ 22266-2013 для сульфатостойких цементов, ГОСТ 15825-82 для белого портландцемента при устройстве декоративных покрытий.
Требования к заполнителям
Мелкий заполнитель должен соответствовать ГОСТ 8736-2014 для природного песка или ГОСТ 26633-2015 для песка из отсевов дробления. Модуль крупности песка составляет от 2,0 до 3,0, содержание пылевидных и глинистых частиц не превышает трех процентов. Крупный заполнитель регламентируется ГОСТ 8267-93, допускается применение щебня из плотных горных пород с маркой по дробимости не ниже 1000. Максимальная крупность зерен определяется методом торкретирования и варьируется от пяти до десяти миллиметров для сухого способа и до двадцати пяти миллиметров для мокрого.
Вода затворения соответствует требованиям ГОСТ 23732-2011, содержание растворенных солей не превышает пяти граммов на литр. При мокром методе учитывается естественная влажность заполнителей при расчете водоцементного отношения. Химические добавки должны иметь сертификаты соответствия и санитарно-эпидемиологические заключения, для объектов питьевого водоснабжения используются компоненты с соответствующими разрешениями.
При проектировании работ необходимо учитывать действующие редакции СП 63.13330.2018 по бетонным и железобетонным конструкциям, СП 70.13330.2012 по несущим и ограждающим конструкциям. Рекомендуется проверять актуальность документов через официальные ресурсы docs.cntd.ru и protect.gost.ru.
Составы смесей для сухого метода торкретирования
Сухой метод торкретирования предполагает раздельную подачу цементно-песчаной смеси и воды затворения к распылительному соплу. Компоненты смешиваются непосредственно перед выбросом на обрабатываемую поверхность, что позволяет оператору регулировать водоцементное отношение в процессе работы. Базовые составы формируются на основе портландцемента марок М400, М500 или М600 с природным песком средней крупности.
Соотношения цемент-песок
Состав с соотношением цемента к песку 1:2 применяется при необходимости достижения высоких прочностных показателей. Расход портландцемента составляет от шестисот до семисот килограммов на кубический метр укладываемого материала, песка — от тысячи двухсот до тысячи четырехсот килограммов. Водоцементное отношение поддерживается на уровне 0,40-0,45, что обеспечивает достижение класса прочности В40-В60 в возрасте двадцати восьми суток. Такие составы используются при ремонте ответственных конструкций, работающих под высокими нагрузками.
Соотношение 1:3 представляет собой универсальный состав, применяемый в большинстве строительных работ. Расход цемента снижается до диапазона от четырехсот до пятисот килограммов при расходе песка от тысячи двухсот до тысячи пятисот килограммов на кубометр. Водоцементное отношение составляет 0,43-0,48, прочность готового торкрет-бетона соответствует классам В25-В35. Данные пропорции обеспечивают оптимальное сочетание технологичности, экономичности и эксплуатационных характеристик.
Составы с соотношением 1:4 используются для создания защитных покрытий, не несущих высоких механических нагрузок. Расход портландцемента составляет от трехсот до четырехсот килограммов, песка — от тысячи двухсот до тысячи шестисот килограммов. Допускается увеличение крупности песка до восьми миллиметров, водоцементное отношение поддерживается на уровне 0,45-0,50. Прочность соответствует классам В20-В25, материал демонстрирует достаточную морозостойкость и водонепроницаемость для защитных функций.
Оптимизация составов
При подборе оптимального состава учитывается величина отскока материала при нанесении. Для вертикальных поверхностей отскок не должен превышать двадцати процентов от массы сухой смеси, при торкретировании сводов допускается до тридцати процентов. Превышение нормативных значений указывает на необходимость уменьшения крупности заполнителя или корректировки водоцементного отношения. Оптимальный состав достигается при минимальном расходе цемента, малом количестве отскока и адгезии в пределах нормативных требований при условии обеспечения проектной прочности.
Толщина наносимого слоя за один проход при сухом методе варьируется от тридцати до шестидесяти миллиметров. Материал обладает повышенной плотностью и прочностью благодаря механическому уплотнению частиц при высокоскоростном ударе о поверхность. Технология позволяет подавать смесь на значительные расстояния — до двухсот метров по горизонтали и ста метров по вертикали, что обеспечивает высокую маневренность оборудования на объекте.
Сухие компоненты должны быть тщательно перемешаны перед загрузкой в бункер торкрет-установки. Период между приготовлением смеси и ее использованием не должен превышать трех часов, так как активность цемента снижается при длительном хранении. Контроль гранулометрического состава осуществляется ситовым анализом согласно ГОСТ 8735-88.
Мокрый метод: составы с добавками-ускорителями
Мокрое торкретирование характеризуется предварительным затворением бетонной смеси водой с последующей подачей готового материала к соплу распылителя. Технология обеспечивает контролируемое водоцементное отношение, однородность состава и снижение пылеобразования при производстве работ. Ключевым компонентом современных составов для мокрого метода выступают добавки-ускорители схватывания, вводимые в сопло непосредственно перед нанесением.
Типы ускорителей схватывания
Бесщелочные ускорители на основе соединений алюминия представляют собой наиболее эффективный класс добавок для торкретирования. Активные компоненты — алюмосульфаты в сочетании с многоатомными аминоспиртами, такими как триэтаноламин и диэтаноламин. Механизм действия основан на ускорении гидратации трехкальциевого алюмината и конверсии эттрингита в моносульфат кальция. Дозировка составляет от двух до шести процентов от массы цемента, время схватывания сокращается до пяти-десяти минут при температуре двадцать градусов Цельсия.
Комплексные ускорители демонстрируют повышенную эффективность благодаря синергетическому взаимодействию компонентов. Триэтаноламин компенсирует замедляющее действие пластифицирующих добавок на основе лигносульфонатов, что позволяет одновременно улучшать удобоукладываемость и сократить сроки схватывания. Дозировка комплексных ускорителей варьируется от четырех до восьми процентов, время начала схватывания сокращается до трех-восьми минут. Применение данных добавок обеспечивает прирост прочности на сжатие в суточном возрасте на двадцать-тридцать процентов по сравнению с бездобавочным составом.
Базовые составы для мокрого метода
Типовой состав включает портландцемент марок М400-М500 в количестве от четырехсот до пятисот килограммов на кубический метр, песок фракции ноль-пять миллиметров в объеме от тысячи трехсот до тысячи пятисот килограммов, щебень фракции пять-десять миллиметров массой от двухсот до четырехсот килограммов. Водоцементное отношение поддерживается на уровне 0,40-0,45, что обеспечивает достаточную подвижность для перекачивания бетононасосом при сохранении высоких прочностных показателей.
Для повышения долговечности и плотности в состав вводят активные минеральные добавки. Микрокремнезем в количестве двадцать-сорок килограммов на кубометр улучшает структуру цементного камня, повышает водонепроницаемость и химическую стойкость покрытия. Пластификаторы в дозировке 0,5-1,5 процента от массы цемента снижают водопотребность смеси, улучшают прокачиваемость по шлангам и уменьшают износ оборудования. Стабилизаторы в количестве 0,2-0,8 процента предотвращают расслоение смеси при транспортировке и хранении.
Превышение рекомендуемой дозировки ускорителей схватывания более десяти процентов приводит к снижению марочной прочности торкрет-бетона в возрасте двадцати восьми суток на пятнадцать-двадцать пять процентов. Необходим строгий контроль подачи добавки с использованием дозирующих насосов. Температура окружающей среды и активность применяемого цемента влияют на требуемую дозировку — при понижении температуры количество ускорителя увеличивается на двадцать-тридцать процентов.
Технологические параметры нанесения
Качество торкрет-бетонного покрытия определяется совокупностью технологических параметров процесса нанесения. Критическими факторами выступают давление сжатого воздуха в системе, скорость подачи материала, расстояние между соплом и обрабатываемой поверхностью, угол нанесения, толщина формируемого слоя. Оптимизация данных параметров обеспечивает минимизацию отскока, достижение требуемой плотности и прочности покрытия.
Давление и скорость подачи
При сухом методе торкретирования давление сжатого воздуха поддерживается на уровне от 0,15 до 0,60 мегапаскаля, что соответствует диапазону от ста пятидесяти до шестисот килопаскалей. Данный режим обеспечивает скорость выброса смеси из сопла от ста двадцати до ста семидесяти метров в секунду. Высокая кинетическая энергия частиц необходима для глубокого проникновения в поры основания и эффективного уплотнения наносимого слоя. Компрессорное оборудование должно обеспечивать стабильное давление без пульсаций, расход воздуха составляет от трех до десяти кубических метров в минуту.
Мокрое торкретирование осуществляется при пониженном давлении от 0,20 до 0,40 мегапаскаля, скорость подачи готовой смеси составляет от восьмидесяти до ста метров в секунду. Снижение энергетических параметров обусловлено предварительным увлажнением материала и наличием ускорителей схватывания. Применение бетононасосов обеспечивает равномерную подачу без пульсаций, что улучшает качество покрытия. При использовании пневматической подачи возникают периодические колебания давления, требующие корректировки техники нанесения сопловиком.
Расстояние до поверхности
Оптимальное расстояние от среза сопла до обрабатываемой поверхности при нанесении первого слоя сухим методом составляет от восьмисот миллиметров до полутора метров. Экспериментально установлено, что максимальная прочность покрытия и минимальный отскок достигаются при дистанции около одной целой двух десятых метра. Увеличение расстояния свыше допустимых значений приводит к рассеиванию факела смеси, снижению кинетической энергии частиц и росту потерь материала. При нанесении последующих слоев расстояние уменьшается до трехсот-восьмисот миллиметров, так как уже сформированная подложка снижает величину отскока.
Мокрый метод характеризуется малым рабочим расстоянием от ста до ста пятидесяти миллиметров независимо от номера наносимого слоя. Близкое расположение сопла к поверхности обусловлено пониженной скоростью подачи смеси и необходимостью контролируемого формирования покрытия. Технология позволяет работать в стесненных условиях, однако ограничивает маневренность оборудования. Сопловик должен поддерживать перпендикулярное направление факела относительно основания, отклонение более пяти градусов приводит к увеличению отскока и снижению адгезии.
Толщина слоя и производительность
Сухое торкретирование обеспечивает нанесение слоев толщиной от тридцати до шестидесяти миллиметров за один проход. Максимальная толщина определяется способностью материала удерживаться на вертикальной или потолочной поверхности без оплывания. При необходимости создания покрытия большей толщины работы ведутся в несколько этапов с технологическими перерывами для схватывания предыдущих слоев. Производительность процесса составляет от трех до шести кубических метров в час в зависимости от квалификации оператора и конфигурации обрабатываемых конструкций.
При мокром методе толщина слоя за проход ограничена двадцатью-тридцатью миллиметрами. Меньшие значения связаны с повышенной влажностью смеси и необходимостью предотвращения стекания материала. Применение ускорителей схватывания позволяет увеличить толщину наносимого слоя и сократить технологические паузы между проходами. Производительность мокрого торкретирования достигает пяти-десяти кубометров в час, что превышает показатели сухого метода при работе на открытых площадках большого объема.
Качество торкрет-бетонного покрытия критически зависит от профессионализма сопловика. При сухом методе требуется опытный специалист, способный регулировать подачу воды для достижения оптимальной консистенции смеси непосредственно в процессе нанесения. Мокрое торкретирование предъявляет меньшие требования к квалификации оператора, так как состав предварительно подготовлен на бетонном заводе.
Прочностные характеристики и контроль качества
Торкрет-бетон демонстрирует высокие прочностные показатели, превосходящие характеристики обычного бетона аналогичного состава. Интенсивное уплотнение при высокоскоростном ударе о поверхность формирует плотную структуру с минимальной пористостью. Класс прочности на сжатие варьируется от В25 до В60 в зависимости от состава смеси, метода нанесения и условий твердения. Прочность на растяжение при изгибе составляет от Btb3,6 до Btb6,0.
Кинетика набора прочности
При сухом методе торкретирования прочность на сжатие в суточном возрасте достигает восьми-двенадцати мегапаскалей, что соответствует двадцати-двадцати пяти процентам от марочного значения. К третьим суткам показатель увеличивается до восемнадцати-двадцати четырех мегапаскалей, обеспечивая класс В15-В20. Семисуточная прочность составляет двадцать восемь-тридцать пять мегапаскалей при классе В22,5-В27,5. Марочная прочность в двадцать восемь суток варьируется от тридцати пяти до пятидесяти мегапаскалей, соответствуя классам В25-В40.
Мокрый метод без применения ускорителей характеризуется несколько меньшими показателями ранней прочности. Суточные значения составляют шесть-десять мегапаскалей, трехсуточные — шестнадцать-двадцать два мегапаскаля. К семи суткам прочность достигает двадцати шести-тридцати трех мегапаскалей, марочная прочность варьируется от тридцати двух до сорока пяти мегапаскалей. Введение бесщелочных ускорителей схватывания существенно интенсифицирует набор прочности на ранних стадиях твердения.
Составы с ускорителями демонстрируют суточную прочность двенадцать-восемнадцать мегапаскалей, трехсуточную — двадцать два-тридцать мегапаскалей. Семисуточные показатели достигают тридцати двух-сорока двух мегапаскалей, марочная прочность варьируется от сорока до шестидесяти мегапаскалей при классах В30-В45. Высокая ранняя прочность позволяет сократить технологические циклы при многослойном нанесении и ускорить ввод конструкций в эксплуатацию. Критически важно соблюдение оптимальной дозировки ускорителя — превышение лимита в десять процентов снижает марочную прочность на пятнадцать-двадцать пять процентов.
Морозостойкость и водонепроницаемость
Торкрет-бетон характеризуется маркой по морозостойкости от F50 до F1000 в зависимости от водоцементного отношения и плотности структуры. Стандартные составы обеспечивают показатели F150-F300, что достаточно для эксплуатации в умеренном климате. При необходимости повышения морозостойкости применяют воздухововлекающие добавки, микрокремнезем, сульфатостойкие цементы. Испытания проводятся согласно ГОСТ 10060.0-95 на образцах-балочках размером сто на сто на четыреста миллиметров.
Водонепроницаемость торкрет-бетона соответствует маркам W4-W12. Плотная структура материала, сформированная за счет механического уплотнения, обеспечивает надежную защиту от проникновения влаги. Типовые составы демонстрируют показатели W6-W8, при использовании гидрофобизирующих добавок и снижении водоцементного отношения достигается марка W10-W12. Контроль водонепроницаемости осуществляется по ГОСТ 12730.1-2020 методом мокрого пятна на образцах-цилиндрах.
Методики контроля качества
Контроль прочности торкрет-бетона проводится на кубах с ребром сто пятьдесят миллиметров согласно ГОСТ 10180-2012. Образцы изготавливаются непосредственно на объекте путем напыления материала в форму или выпиливаются из готового покрытия алмазным инструментом. Испытания осуществляются в возрасте трех, семи и двадцати восьми суток при нормальных условиях твердения. Температура испытательной среды составляет двадцать плюс-минус два градуса Цельсия, относительная влажность поддерживается не менее девяноста процентов.
Адгезия торкрет-бетона к основанию контролируется методом отрыва стальных дисков, приклеенных к поверхности покрытия эпоксидным составом. Нормативное значение прочности сцепления составляет не менее одного-двух мегапаскалей в зависимости от типа основания. Для бетонных поверхностей минимальный показатель равен двум мегапаскалям, для скального грунта допускается снижение до полутора мегапаскалей. Толщина покрытия измеряется ультразвуковым толщиномером или методом высверливания кернов с последующим измерением штангенциркулем.
Свежеуложенный торкрет-бетон требует обеспечения оптимальных условий твердения. Поверхность защищается от высыхания, механических повреждений, воздействия отрицательных температур. Быстротвердеющие смеси с ускорителями выдерживаются минимум шесть часов, бездобавочные составы — не менее трех суток. Увлажнение осуществляется до достижения семидесятипроцентной прочности от проектной. Режим увлажнения зависит от температуры воздуха — при жаркой погоде частота обработки водой увеличивается.
Механизм уплотнения и сцепления с основанием
Формирование плотной структуры торкрет-бетона обусловлено кинетической энергией частиц при соударении с обрабатываемой поверхностью. Материал в центре факела преодолевает минимальное расстояние и приобретает наибольшую скорость, ударяясь о основание с максимальной силой. Периферийные частицы факела движутся под углом к оси струи, обладают меньшей скоростью и создают пониженное уплотняющее воздействие. Оптимальное расположение сопла обеспечивает перпендикулярное направление центральной части факела к поверхности.
Стадии формирования покрытия
На начальной стадии нанесения крупные частицы заполнителя отскакивают от поверхности до тех пор, пока не сформируется достаточный слой цементного теста, способный удерживать зерна. Первые доли секунды характеризуются повышенным отскоком, затем процесс стабилизируется. Цементная паста заполняет микрошероховатости и поры основания, создавая адгезионный контакт на молекулярном уровне. Механическое проникновение в неровности дополняется физико-химическим взаимодействием гидратирующегося цемента с поверхностью.
По мере нарастания толщины покрытия изменяется характер уплотнения. Последующие порции материала ударяются о уже уложенный торкрет-бетон, дополнительно уплотняя предыдущие слои. Кинетическая энергия частиц передается через толщу покрытия, вызывая взаимное перемещение и переупаковку зерен заполнителя. Формируется плотная структура с минимальной воздушной пористостью, характерной для вибрированного бетона. Плотность готового торкрет-бетона превышает показатели обычной укладки на пять-десять процентов.
Факторы, влияющие на адгезию
Качество подготовки основания критически влияет на прочность сцепления торкрет-бетона. Поверхность очищается от пыли, грязи, отслаивающихся фрагментов, масляных пятен, продуктов коррозии. Гладкие бетонные основания обрабатываются пескоструйным аппаратом или металлическими щетками для создания шероховатости. Раковины и значительные дефекты предварительно заделываются ремонтным раствором. Непосредственно перед нанесением торкрета поверхность обильно увлажняется водой для предотвращения всасывания влаги из свежеуложенной смеси.
Влажность основания поддерживается на уровне насыщенной поверхностно-сухой консистенции. Избыточная влага приводит к проскальзыванию частиц и снижению адгезии, пересушенная поверхность интенсивно отбирает воду из торкрет-бетона, нарушая процессы гидратации цемента в контактной зоне. Оптимальное состояние достигается предварительным увлажнением с последующей выдержкой до удаления капельной влаги. При работе на металлических поверхностях необходимо удаление ржавчины и создание анкерующего рельефа.
При наличии армирующих элементов требуется тщательное укрытие стержней торкрет-бетоном без образования пустот и мертвых зон. За арматурой формируются области, недоступные для прямого потока материала. Сопловик должен направлять факел под углом, обеспечивая заполнение закрытых пространств. Арматурные сетки надежно закрепляются перед торкретированием для предотвращения вибраций и образования пазух между сеткой и основанием.
Проблематика отскока и методы его снижения
Отскок представляет собой неизбежное явление при торкретировании, характеризующееся отделением части материала от поверхности при ударе. Величина отскока определяется совокупностью факторов: методом нанесения, крупностью заполнителя, водоцементным отношением, расстоянием до поверхности, углом подачи факела, конфигурацией обрабатываемой конструкции. Отскочивший материал состоит преимущественно из крупных частиц заполнителя с недостаточным количеством цементного теста для формирования прочной структуры.
Количественные характеристики отскока
При сухом методе торкретирования вертикальных поверхностей нормативная величина отскока составляет пятнадцать-двадцать пять процентов от массы напыляемой смеси. Торкретирование сводов характеризуется повышенным отскоком двадцать пять-тридцать пять процентов. Превышение нормативных значений указывает на нарушение технологических параметров или неоптимальный состав смеси. Мокрый метод демонстрирует существенно меньший отскок — пять-десять процентов для вертикальных конструкций и десять-пятнадцать процентов при работе на сводах.
Применение ускорителей схватывания при мокром торкретировании дополнительно снижает отскок благодаря быстрому схватыванию материала при соударении с поверхностью. Смесь теряет подвижность в течение нескольких минут после нанесения, что предотвращает стекание и отделение частиц. Разница в величине отскока между сухим и мокрым методами достигает четырехкратных значений, что существенно влияет на экономичность работ и расход материалов.
Методы минимизации отскока
Снижение крупности заполнителя представляет собой наиболее эффективный способ уменьшения отскока. Замена щебня фракции пять-десять миллиметров на песок крупностью до пяти миллиметров сокращает потери материала на тридцать-сорок процентов. Мелкие частицы обладают меньшей инерцией при соударении, легче удерживаются цементным тестом на поверхности. Оптимизация гранулометрического состава заполнителя обеспечивает достижение минимального отскока при сохранении требуемых прочностных характеристик.
Увеличение давления воздуха в системе повышает скорость подачи материала и кинетическую энергию частиц. Более интенсивный удар обеспечивает лучшее проникновение в поверхностный слой и уплотнение. Однако чрезмерное повышение давления может привести к разрушению структуры смеси и увеличению пылеобразования. Оптимальные значения давления определяются экспериментально для конкретного состава и типа оборудования.
Применение послойного нанесения с укрытием поверхности тонкими слоями снижает количество брызг и отскока. Первый базовый слой толщиной десять-пятнадцать миллиметров создает подложку с развитой шероховатостью, улучшающую адгезию последующих слоев. Сопловик должен непрерывно перемещать сопло, обеспечивая равномерное распределение материала без локальных утолщений. Задержка факела на одном месте приводит к накоплению избыточной массы и увеличению отскока за счет гравитационного стекания.
Отскочивший материал состоит преимущественно из крупного заполнителя с недостаточным содержанием цементного теста. Данный материал непригоден для повторного использования в торкретировании без дополнительной обработки. Допускается применение отскока в качестве заполнителя для бетонов низких марок, подсыпки дорожных оснований, заполнения пустот. Запрещается добавление отскока в торкрет-смесь, так как это приводит к нарушению проектного состава и снижению качества покрытия.
Оборудование для торкретирования
Торкрет-установки представляют собой специализированное оборудование, обеспечивающее подачу бетонной смеси под давлением сжатого воздуха к месту производства работ. Конструктивно установки подразделяются на роторные и винтовые типы в зависимости от механизма подачи материала. Производительность варьируется от полукубометра до пяти кубометров уложенного торкрет-бетона в час. Мощность компрессорного оборудования составляет от двадцати до ста киловатт, расход сжатого воздуха — от трех до десяти кубических метров в минуту.
Установки для сухого метода
Роторные торкрет-машины оснащаются камерами револьверной конструкции, поочередно наполняемыми сухой смесью. Сжатый воздух пониженного давления подает материал в камеры ротора, затем выдувает его под повышенным давлением в транспортный шланг. Преимуществом роторных установок выступает возможность транспортировки смеси на значительные расстояния — до двухсот метров по горизонтали и ста метров по вертикали. Данный тип оборудования обеспечивает производительность от трех до шести кубометров в час при давлении от 0,15 до 0,60 мегапаскаля.
Шланги для подачи сухой смеси изготавливаются из износостойкой резины с внутренним диаметром от тридцати двух до пятидесяти миллиметров. Длина транспортной магистрали достигает ста-ста пятидесяти метров. Водяной шланг подводится отдельно к соплу, где осуществляется затворение смеси. Сопла оснащаются регулирующими кранами для дозирования воды и системами быстрого отсоединения для прочистки при образовании пробок.
Оборудование для мокрого метода
Бетононасосы поршневого или роторного типа обеспечивают подачу готовой смеси под постоянным давлением от 0,20 до 0,40 мегапаскаля. Равномерная подача исключает пульсации, характерные для пневматической транспортировки, что улучшает качество покрытия и снижает требования к квалификации оператора. Производительность современных бетононасосов достигает десяти-пятнадцати кубометров в час. Оборудование позволяет перекачивать смеси с крупностью заполнителя до двадцати пяти миллиметров на расстояние до ста пятидесяти метров по горизонтали.
Пневматические установки для мокрого метода используют винтовые насосы для подачи смеси в приемную камеру, откуда материал выдавливается сжатым воздухом к соплу. Данный тип оборудования характеризуется периодической подачей с пульсациями давления. Сопловик должен компенсировать неравномерность потока корректировкой положения сопла и скорости перемещения факела. Производительность составляет от пяти до восьми кубометров в час.
Современные установки для мокрого торкретирования комплектуются автоматизированными системами дозирования жидких ускорителей схватывания. Дозирующие насосы обеспечивают точную подачу добавки в сопло пропорционально расходу бетонной смеси. Регулировка дозировки осуществляется изменением производительности насоса в диапазоне от двух до десяти процентов от массы цемента. Системы контроля отслеживают фактический расход компонентов и сигнализируют об отклонениях от заданных параметров.
Часто задаваемые вопросы
Минимальный расход цемента составляет триста килограммов на кубический метр согласно требованиям нормативной документации. Данное количество обеспечивает достижение класса прочности не ниже В20 при оптимальном водоцементном отношении. Для ответственных конструкций расход увеличивается до четырехсот-пятисот килограммов. Снижение содержания цемента ниже нормативного значения приводит к недостаточной прочности покрытия и ухудшению долговечности.
Различия заключаются в максимальной крупности применяемого заполнителя. Торкрет-бетон содержит частицы размером до пяти миллиметров. Набрызг-бетон допускает крупность заполнителя до двадцати пяти миллиметров и наносится преимущественно мокрым методом. Шприц-бетон занимает промежуточное положение с размером зерен от пяти до десяти миллиметров. В практике строительства термины часто используются как взаимозаменяемые, обозначая технологию нанесения бетона под давлением.
Торкретирование допускается при температурах до минус пяти градусов Цельсия при использовании противоморозных добавок и организации прогрева свежеуложенного покрытия. Требуется повышение дозировки ускорителей схватывания на двадцать-тридцать процентов. Основание предварительно очищается от снега, льда, изморози. Рекомендуется применение цементов с повышенной экзотермией твердения. При температурах ниже минус десяти градусов работы прекращаются, так как замерзание воды в свежеуложенной смеси разрушает структуру покрытия.
При сухом методе без ускорителей технологический перерыв составляет от двух до четырех часов до начала схватывания предыдущего слоя. Мокрый метод с применением ускорителей позволяет сократить паузу до тридцати-шестидесяти минут. Конкретная продолжительность определяется температурой окружающей среды, типом и дозировкой ускорителя, составом смеси. Контроль осуществляется по степени твердения поверхности — материал должен выдерживать легкое давление пальцем без деформации. Преждевременное нанесение последующего слоя вызывает деформацию предыдущего.
Оптимальное водоцементное отношение определяется визуально по консистенции материала, выходящего из сопла. Смесь должна иметь влажную рассыпчатую структуру, формировать комок при сжатии в руке без выделения влаги. Избыток воды проявляется стеканием материала с вертикальной поверхности, образованием подтеков. Недостаток влаги характеризуется повышенным пылеобразованием, слабой адгезией, большим отскоком. Опытный сопловик регулирует подачу воды в процессе работы, ориентируясь на поведение материала при нанесении. Точное значение В/Ц контролируется лабораторными испытаниями отобранных проб.
Необходимость армирования определяется проектной документацией в зависимости от функционального назначения конструкции. Для защитных покрытий толщиной до пятидесяти миллиметров армирование не требуется. При создании несущих элементов или покрытий толщиной более восьмидесяти миллиметров применяется стальная арматурная сетка с размером ячеи от пятидесяти на пятьдесят до ста на сто миллиметров. Альтернативой выступает дисперсное армирование фиброволокном в количестве от двадцати до сорока килограммов на кубометр. Фибра повышает трещиностойкость, ударную прочность, снижает усадочные деформации.
Естественная влажность песка и щебня учитывается при расчете количества воды затворения для мокрого метода. Влажность песка варьируется от двух до восьми процентов в зависимости от условий хранения. При содержании влаги пять процентов песок массой тысяча килограммов содержит пятьдесят килограммов воды, которые вычитаются из общего количества жидкости по рецептуре. Игнорирование естественной влажности приводит к повышению водоцементного отношения, снижению прочности бетона, увеличению усадки. Контроль влажности осуществляется высушиванием проб в сушильном шкафу до постоянной массы.
Обязательное применение защитных очков или полнолицевого щитка для предохранения органов зрения от отскакивающих частиц. Респиратор класса защиты не ниже FFP2 предотвращает попадание цементной пыли в дыхательные пути. При работе с фиброармированными составами требуется усиленная защита дыхания респиратором FFP3. Спецодежда из плотной ткани защищает кожные покровы от контакта с щелочной средой цементного раствора. Применение защитных перчаток и резиновых сапог обязательно при мокром методе. Наушники или противошумные вкладыши снижают воздействие повышенного уровня шума от компрессорного оборудования.
