Испытания составов «Гидробетон» на торкрет-установке ТОРНАДО АС-1

Кальматрон» и механизированные работы

Компания «Кальматрон» со своими строительными материалами участвует во многих крупномасштабных проектах как при новом строительстве, так и реконструкции. На крупных объектах возникает необходимость в обработке больших площадей бетона защитными и ремонтными покрытиями. Закономерно возникает вопрос: как сократить затраты и ускорить сроки выполнения работ за счет механизации труда. В настоящий момент на объектах ремонта железобетонных конструкций гидротехнических сооружений широкое применение приобрёл метод сухого торкретирования. Компания «Кальматрон» выпускает специализированные ремонтные составы для сухого торкретирования «Гидробетон СРГ-2» и «Гидробетон-Торкрет».

Торкретирование

Торкретирование (торкрет-бетонирование) - это механизированный способ нанесения строительного материала, при котором торкрет-бетон под давлением подается по шлангу на сопло торкрет-пушки. Раствор с большой скоростью вылетает из сопла торкрет-пушки и утрамбовывается в поверхность, образуя очень плотный и прочный слой бетона. Высокая скорость вылета бетона достигается за счет подачи на сопло большого количества сжатого воздуха. Методом торкретирования могут обрабатываться вертикальные и потолочные поверхности без использования опалубки.

Торкрет-бетонирование имеет ряд положительных качеств:

- Механизированное нанесение позволяет выполнять большие объемы работ за короткое время;

- Прочность торкрет-бетона на 30-60% выше обычного бетона;

- Торкрет-бетон обладает высокой плотностью, водонепроницаемостью и коррозионной стойкостью;

- Возможность выполнять бетонирование стен и сводов без использования опалубки;

- Быстрый набор прочности.

Торкретирование применяется во многих отраслях строительства:

- Ремонт и антикоррозионная защита гидротехнических сооружений (резервуары, аэротенки, шлюзы, каналы, дамбы, и т.д.);

- Ремонт и усиление несущих конструкций стен, перекрытий, колонн жилых и промышленных зданий;

- Бетонирование конструкций сложной формы;

- Ремонт крупноразмерных железобетонных сооружений (опоры мостов, тоннели, путепроводы, трубы, градирни и т.д.);

- Укрепление сводов тоннелей, укрепление горных склонов.

Разновидности способов торкретирования

Существует 2 способа торкретирования: сухой и мокрый, они отличаются друг от друга по принципу работы.

- Сухой способ

Торкрет-бетон в сухом виде засыпается в бункер торкрет-машины и при помощи сжатого воздуха подается по шлагам на сопло торкрет-установки. На сопле сухая смесь в воздушном потоке смешивается с водой и во влажном состоянии вылетает из сопла. Торкрет-бетон с большой скоростью выстреливается из сопла и утрамбовывается в обрабатываемую поверхность. Образуется очень плотный слой бетона, без пор и кратеров, которые характерны для обычных бетонов. При сухом методе работы торкрет-бетон смешивается с минимально необходимым количеством воды, это придает ему очень высокую прочность и плотность.

- Мокрый способ

Торкрет-бетон, в виде готового раствора, загружают в торкрет-машину, оттуда он по шлангам перекачивается на сопло при помощи насоса. На сопле торкрет-бетон смешивается с жидким ускорителем схватывания, который поступает по отдельному шлангу. Для придания струе торкрет-бетона высокой скорости на сопло подается большое количество сжатого воздуха. За счет высокой скорости вылета, торкрет-бетон хорошо уплотняется на поверхности. Это компенсирует отсутствие виброуплотнения бетонной смеси.

Раствор торкрет-бетона имеет достаточно жидкую консистенцию, чтобы хорошо перекачиваться растворонасосом. После смешивания с ускорителем схватывания торкрет-бетон, вылетая из сопла, моментально схватывается и не сползает с поверхности.

Оборудование для сухого торкретирования

При сухом способе торкретирования смесь подается по шлангам в сухом виде при помощи энергии сжатого воздуха. При этом сама торкрет установка лишь дозирует смесь, а сжатый воздух генерирует компрессор сжатого воздуха. Следовательно, работа торкрет-установки не возможна без компрессора сжатого воздуха. Требуется достаточно мощный компрессор (20-100 кВт) с большим расходом сжатого воздуха от 3 до 10 м³/мин.

Внутри сопла торкрет-установки расположены форсунки, через которые вода попадает в воздушный поток. Как правило, подача воды происходит насосом из мобильного резервуара (цистерна, кубовая емкость). Соответственно, для выполнения работ необходим надежный насос и емкость для воды в достаточном количестве на 1 смену работы.

Свойства торкрет-бетона напрямую зависят от пропорций смешивания сухой смеси и воды. Крайне важно, чтобы подача воды была стабильной, без перепадов давления. В противном случае в сопле могут образовываться пробки, торкрет-бетон будет иметь нестабильную густоту.

Особенности сухого торкретирования

Торкретирование имеет очевидные преимущества в виде высокой производительности труда и высокой прочности торкрет-бетона. В то же время механизированное выполнение работ - это более сложный технологический процесс, в котором принимают участие как рабочие, так и технически сложное оборудование. Для успешного выполнения таких строительных работ требуется соблюдение ряда дополнительных условий:

- Оборудование должно подходит под конкретные задачи;

- Рабочие должны быть обучены данной технологии строительных работ;

- Рабочие должны быть обучены работе с данным оборудованием;

- Требуется отладка, настройка и надлежащая эксплуатация оборудования;

- Строительные материалы и оборудование должны быть совместимы друг с другом.

Торкрет-машина имеет различные режимы работы, которые необходимо настраивать для корректной работы оборудования. От верной настройки торкрет-машины зависит как скорость, так и качество выполнения работы. На отладку оборудования может уходить от 1 рабочего дня до 2 недель и более.

Не последнюю роль в этом процессе играет состав торкрет-бетона. Количество цемента, крупность заполнителя, количество армирующих волокон и других добавок - все влияет на параметры работы торкрет-машины. В некоторых случаях торкрет-установка и смесь могут быть несовместимы друг с другом.

Если торкрет-машина, по той или иной причине, не может нанести торкрет-бетон, это вызывает длительные простои в работе на объекте. В данной ситуации может потребоваться много времени на поиск подходящей торкрет-машины или настройку существующей.

Как правило, в начале крупномасштабных работ производятся пробные нанесения торкрет-бетона для проверки работоспособности технологии и настройки оборудования. В современных реалиях часто эти подготовительные этапы игнорируются, и в итоге приходится решать внезапно возникшие проблемы с отставанием от графиков.

Совместные испытания с ТОРНАДО

Много лет выпуская строительные смеси для торкретирования, компания «Кальматрон» знает о трудностях, с которыми сталкиваются строительные организации при выполнении торкрет-бетонирования.

Для того чтобы упростить процесс внедрения данной технологии и зафиксировать базовые параметры работы оборудования, мы совместно с компанией «ТОРНАДО» провели испытания по нанесению составов «Гидробетон» через торкрет-установку ТОРНАДО АС-1.

Компания «ТОРНАДО» - это крупнейший российский производитель оборудования для торкретирования. «ТОРНАДО» выпускает целый ряд различных моделей машин для торкретирования как по сухому, так и по мокрому способу. Для испытаний была выбрана установка ТОРНАДО АС-1 как одна из наиболее востребованных машин для сухого торкрета в России и странах СНГ.

Целью наших испытаний было подтвердить совместимость смесей «Гидробетон» с установкой АС-1, а также зафиксировать базовые настройки торкрет-машины и другого оборудования для наиболее эффективной работы. В ходе испытаний были отобраны образцы материала и переданы в независимый испытательный центр для определения физико-механических характеристик торкрет-бетона «Гидробетон СРГ-2» и «Гидробетон-Торкрет».

Особенностью сухого метода торкретирования является то, что соотношение воды и сухой смеси регулируется оператором-сопловщиком вручную в процессе нанесения материала. Регулятор подачи воды находится на сопле торкрет-установки. Оператор регулирует подачу воды, ориентируясь по форме факела, цвету и густоте наносимого торкрет-бетона.

В зависимости от субъективной оценки оператора торкрет-бетон может быть как более сухим, так и более жидким относительно нормативного значения. Таким образом, качество выполнения работ полностью зависит от опыта и профессионализма оператора.

При проведении пробных испытаний произведены замеры фактического соотношения смешивания воды и сухой смеси. Это сделано для того, чтобы при первичной настройке машины ТОРНАДО АС-1 на составы «Гидробетон» можно было задать базовые значения пропорций смешивания торкрет-бетона.

Пробные нанесения торкрет составов «Гидробетон» выполнены инженерами ТОРНАДО, которые являются экспертами в области торкретирования. При работе с составами «Гидробетон» любой оператор-сопловщик может ориентироваться на данные проведенных испытаний.

Описание торкрет-установки ТОРНАДО АС-1

Торкрет-установка ТОРНАДО АС-1 предназначается для торкретирования сухим способом. Установка обладает производительностью 0,5-3 м³/ч бетона. Расстояние подачи материала по горизонтали 200 м, по вертикали 100 м. Потребление сжатого воздуха 3‑5 м³/мин.

Результаты испытаний:

1. Испытания показали высокую эффективность работы и полную совместимость торкрет-установки ТОРНАДО АС-1 и ремонтных составов «Гидробетон-Торкрет» и «Гидробетон СРГ-2».

2. Установлены и зафиксированы технические параметры работы торкрет-установки ТОРНАДО АС-1 для нанесения ремонтных составов «Гидробетон». Проведены замеры расхода воды и расхода сухой смеси для настройки консистенции торкрет-смеси.

Параметры работы установки ТОРНАДО АС-1

Параметры	Гидробетон-Торкрет	Гидробетон СРГ-2
Параметры воздушной трассы
Расход сжатого воздуха	4 м. куб/мин	3,8 м. куб/мин
Давление сжатого воздуха на манометре установки АС-1	1,8 бар	1,8 бар
Шланг подачи сжатого воздуха	Рукав воздушный ДУ-32 (20 м)	Рукав воздушный ДУ-32 (20 м)
Параметры подачи воды
Давление воды на сопле	3 бар	3 бар
Расход воды на сопле	2,4-2,6 л/мин	1,9-2,1 л/мин
Шланг подачи воды	Рукав ДУ-18 (20 м)	Рукав ДУ-18 (20 м)
Параметры работы установки АС-1
Частота вращения барабана установки	5 об/мин	5 об/мин
Объем дозирующего барабана	3 л	3 л
Расход сухой смеси	25 кг/мин	18,75 кг/мин
Дозировка воды на 1 кг сухой смеси	0,10 л	0,11 л
Подача торкрет смеси	Рукав абразивостойкий А1 ДУ-32 (20 м)	Рукав абразивостойкий А1 ДУ-32 (20 м)
Сопло	ДУ-32С	ДУ-32С

Дополнительное оборудование:

- Компрессор ПКС-5,25 (5,25 м.куб/мин, 7 Атм);

- Насосная станция AUMRS-H5/Е4А.

3. Отобраны образцы торкрет-бетона для испытаний на основные прочностные характеристики в независимом испытательном центре. Протоколы испытательного центра прилагаются.

Результаты испытаний:

Параметры	Гидробетон-Торкрет	Гидробетон СРГ-2
Прочность на сжатие	85,5 МПа	87,9 МПа
Прочность при изгибе	10 МПа	10 МПа
Водонепроницаемость	W20	W20
Адгезия к бетонной поверхности	3 МПа	3 МПа
Плотность растворной смеси	2370 кг/м3	2120 кг/м3
Плотность затвердевшего бетона	2300 кг/м3	2245 кг/м3

4. Испытания показали, что прочность и водонепроницаемость ремонтного состава при нанесении торкрет-установкой увеличивается на 30-50 % относительно прочности образцов, изготовленных ручным способом.

5. Торкрет-установка ТОРНАДО АС-1 рекомендуется для проведения торкрет-работ составом «Гидробетон СРГ-2» и «Гидробетон-Торкрет». Машина ТОРНАДО АС-1 показала себя как простое надежное оборудование не только в ходе данных испытаний, но и на многих строительных объектах совместно с ремонтными составами «Гидробетон».

Автор Главный инженер ООО «Кальматрон-СПб» Ильин Павел Александрович