Формирование надежного защитного слоя при возведении или ремонте сооружений из кирпича и бетона – это немаловажный этап строительства, повышающий прочность и долговечность конструкции. Все чаще для этого применяется торкретирование поверхности – это аппаратная технология нанесения бетонных или штукатурных составов под высоким давлением. Поток сжатого воздуха способствует сильной адгезии частиц между собой и с обрабатываемым основанием, за счет чего получается материал высокой плотности и механической прочности.
Производственные направления и область применения
В строительном производстве применение торкретирования идет в дух направлениях.
-Возведение строительных конструкций.
С помощью этой технологии возводят монолитные железобетонные сооружения. Для этого предварительно устанавливают арматуру, с одной стороны которой устраивают опалубку. Рабочую смесь наносят в несколько слоев. Таким образом строят тонкостенные прочные конструкции различной формы, устойчивые к атмосферному, температурному, химическому, механическому воздействию. Это выпуклые и вогнутые сооружения, арки и своды, резервуары, здания нестандартной архитектуры.
-Нанесение защитного укрепляющего покрытия при строительстве новых и ремонте уже имеющихся бетонных и кирпичных зданий и сооружений.
Состав наносится на предварительно подготовленную поверхность послойно. В процессе работы заполняются трещины, мелкие поры, пустоты. Получаемое покрытие укрепляет основное сооружение и защищает его от осадков и влаги, низких и высоких температур, разрушающего механического воздействия (абразивного износа, истирания, ударов). Торкретирование поверхности применяют в следующих случаях:
-Крепление горных пород при выполнении подземных работ в горнодобывающей промышленности, тоннелестроении;
-Укрепление срезов и откосов грунта в наземном строительстве – при устройстве котлованов, хранилищ, мостов, транспортных развязок;
-Ремонт бетонных и железобетонных конструкций – усиление и замена разрушающегося материала; -Формирование защитного наружного слоя при строительстве и ремонте промышленных, общественных и жилых зданий;
-Герметизация и гидроизоляция основания; Формирование огнеупорного или морозостойкого слоя; -Строительство сооружений художественного назначения.
Преимущества и недостатки технологии
Торкретирование – это нанесение рабочей смеси посредством специализированного оборудования и полная механизация рабочего процесса. В связи с этим такая технология имеет ряд преимуществ перед другими способами ремонта:
-Высокая производительность;
-Низкие затраты труда;
-Замена одной технологической операцией сразу нескольких – доставки рабочей смеси к зоне обработки, укладки, уплотнения раствора;
-Улучшенные физико-механические свойства торкрета в отличие от обычного бетона – морозо- и жаростойкость, механическая прочность, водонепроницаемость, сцепление с поверхностью.
-Возможность покрытия оснований, расположенных в любых плоскостях, неровных и непрямых поверхностей.
Технология торкретирования имеет и ряд недостатков. Эти особенности стоит учитывать перед проектированием работ.
-Маневренность рабочего и установки ограничена длиной напорных рукавов, по которым поступает смесь от установки до распылителя.
-Поскольку состав выбрасывается из сопла с высокой скоростью, которая достигает 100-170 м/с, возникает явление «отскока» рабочей смеси при ее соприкосновении с поверхностью.
-Вследствие «отскока» рабочая зона загрязняется, потери материала составляют от 10% до 25%.
Важно! При торкретировании возникает явление «отскока», вследствие чего зона обработки загрязняется и увеличивается расход материала.
Методы торкретирования
Существует два способа формирования торкрета – сухой и мокрый. Названия отражают агрегатное состояние основного состава (степень его увлажнения) перед подачей к соплу. Решение, который из них использовать, определяется видом установки, поставленными задачами, условиями подготовки раствора и его доставки.
«Сухое» нанесение
Технология «сухого» нанесения подразумевает подачу состава и воды к рабочей зоне по отдельным шлангам. Компоненты передаются давлением сжатого воздуха от компрессора и смешиваются непосредственно в распылителе, образуя таким образом рабочий раствор. Он выбрасывается через сопло с высокой скоростью. Соотношение воды и сухой смеси регулируется в процессе обработки.
К преимуществам метода относят:
-Высокая скорость потока раствора, достигающая 170-180 м/с;
-Повышение плотности и прочности материала;
-Сухую смесь можно подавать на большие расстояния, повышается маневренность;
-Увеличивается адгезия с поверхностью и межслойное сцепление;
-Толщина наносимого за один проход слоя достигает 6 см;
-Снижение времени, трудоемкости и стоимости обслуживания оборудования – напорные магистрали очищают продувкой сжатым воздухом;
-Возможность неоднократного включения и выключения торкрет-установки в процессе нанесения; Повышение производительности.
Недостатки:
-Значительное пылеобразование и загрязнение рабочей зоны;
-Возрастает эффект отскока и расход материала – 12-25% уходит в отходы;
-Затирать поверхность готового слоя нельзя, требуется выдержка;
-Структура поверхности материала получается грубой, необходима дополнительная отделочная операция; -Требует высокой квалификации персонала, так как соотношение цементной смеси и воды оценивается и регулируется на месте нанесения.
«Мокрое» нанесение
При использовании данного метода в распылитель подается уже готовый раствор. Суспензия идет сплошным потоком по нагнетательному рукаву. Ее движение и необходимый напор обеспечивает бетононасос или пневматический нагнетатель. Первый характеризуется непрерывной подачей рабочей смеси в сопло, и обработка поверхности в этом случае выполняется равномерно и плавно. Пневматические нагнетатели подают состав порционно, вследствие чего увеличивается «отскок» и ухудшаются характеристики слоя.
Достоинства технологии «мокрого» нанесения:
-Однородный состав и консистенция раствора;
-Минимизация «отскока»; Незначительное загрязнение зоны обработки;
-Возможно выполнение финишной затирки непосредственно после нанесения материала;
-Образовавшиеся отходы материала пригодны к использованию для выполнения других строительных операций; -Возможность проведения работ в закрытых помещениях.
Недостатки:
-Пониженная плотность материала вследствие невозможности обеспечить высокую скорость вылета готовой суспензии (она составляет 80-100 м/с);
-Толщина наносимого за один проход слоя не превышает 3 см;
-Технология не позволяет использование длинных рукавов, что снижает маневренность;
-Сложное очищение – необходимо тщательно промывать нагнетательную магистраль от остатков смеси, а затем просушивать ее сжатым воздухом;
-Несвоевременная остановка оборудования и случайный простой чреваты застыванием бетонной суспензии в напорном рукаве.
Этапы торкретирования
Торкретирование и получение качественного слоя материала предполагает точное следование технологии. Ее нарушение грозит плохим сцеплением с поверхностью, образованием раковин и пустот в материале, повышенным расходом состава.
Процесс включает в себя подготовительные этапы, собственно нанесение и завершающие работы.
Подготовка поверхности
Правильная подготовка поверхности к нанесению торкрет-бетона обеспечивает максимальную адгезию. Она включает следующие стадии:
-Обрабатываемую поверхность очищают от грязи, пыли, масляных и мазутных пятен. При ремонте избавляются от краски, слоя штукатурки, ветхого и разрушающегося бетона. Для этого применяют пескоструйный, гидродинамический или гидроабразивный методы.
-Оголенную арматуру очищают от ржавчины.
-Поверхности придают шероховатость с целью повышения прочности сцепления торкретного слоя с основанием. -Узкие раковины и щели разделывают, края затирают для снижения «отскока». Крупные трещины и выемки заделывают ремонтным составом.
-Если устраивается армирование, то сетки с крупными ячейками (от 100 мм) устанавливают сразу. При меньшем размере ячеек сетку утапливают в первом слое торкрета.
-Устанавливают маяки для контроля толщины наносимого слоя.
-Завершающий этап подготовки поверхности – водяная очистка под давлением и смачивание. Процедура удаляет пыль, несвязанный песок, микрочастицы бетона, осколки и смачивает поверхность. Проводят водяную очистку непосредственно перед нанесением торкрет-бетона, чтобы обрабатываемое основание пребывало во влагонасыщенном состоянии.
Внимание! Торкрет наносят только на увлажненную поверхность, так как иначе происходит отсасывание воды от слоя свежеуложенного материала. Это значительно снижает прочность торкрета.
Подготовка смеси
Песчано-цементный состав с дисперсными включениями, наносимый на поверхность под высоким давлением, получил название торкрет-бетона. Основные его составляющие – вяжущий компонент (цемент, портландцемент) и заполнитель (песок, каменная крошка, гравий, щебень).
Отличительная особенность торкрет-бетона – это ограничение на размер фракций наполнителя. Он не должен превышать 8 мм. «Сухой» метод позволяет наносить набрызг-бетон, содержащий частицы размером до 25 мм. Состав торкрета может содержать химические и минеральные добавки для придания бетону дополнительных свойств – ускорения твердения, пластичности, стабилизации и других. Иногда добавляют фибры – волокна для микро армирования бетона.
Смесь для нанесения готовится в соответствии со следующими требованиями:
-Пропорции массы цемента и песка определяют из условий эксплуатации обрабатываемого объекта. При наличии ударных нагрузок и факторов, способствующих механическому и абразивному износу, истиранию, на 1 часть цемента берут 3 части песка. Если предполагается только атмосферное воздействие, то соотношение компонентов будет 1:4.
-Добавки в бетонную смесь вводят следующим образом – при «сухом» нанесении их смешивают с основным составом, при «мокром» – растворяют в воде перед приготовлением раствора.
-Смешивание проводят локально или централизовано. На месте состав готовят в следующих случаях:
1.время, необходимое на транспортировку и нанесение на поверхность, превышает три часа;
2.он содержит дополнительные добавки или цемент, склонный к быстрому схватыванию.
-Смесь перед нанесением пропускают через сито. Для приготовления торкрет-бетона используют сетку с ячейками не более 8 мм, для набрызга – 25 мм.
-Готовую массу хранят не более 3 часов – за это время ее необходимо полностью использовать. Длительное хранение грозит застыванием раствора или слеживанием цемента и образованием комков сухой смеси.
Внимание! Запрещено использовать для замешивания торкрета отходы материала, образующиеся при «отскоке».
Процесс нанесения
Торкретирование проводится, когда температура воздуха и самой конструкции не ниже +5°С. Большое влияние на эксплуатационные и физико-механические характеристики получаемого материала оказывают параметры режимов нанесения. Это давление в шланге, водоцементное отношение, скорость вылета состава из сопла, расстояние от сопла до поверхности.
Техника нанесения торкрета на поверхность имеет свои особенности и требования.
-Торкрет наносят на поверхность послойно. В первый заход сопло располагают на расстоянии 0,8-1,5 м от основания. Формирование последующих слоев проводят с расстояния 0,2-0,5 м, так как эффект отскока значительно снижается.
-Сопло при нанесении торкрета непрерывно перемещают равномерно по спирали, при этом держат его строго перпендикулярно плоскости обработки. Допускают небольшие отклонения от прямого угла, чтобы равномерно заполнить глубокие раковины и пространство за арматурной решеткой.
-Давление в системе устанавливают в соответствии с техническим заданием. Оптимальный рабочий режим лежит в промежутке 0,4-0,5 Мпа, скорость вылета – в диапазоне 100-170 м/с.
-Время выдержки между напылением слоев состава, не содержащего добавок, – 2-3 часа. При включении пластификаторов оно снижается до 20-40 минут.
Важно! Образовавшийся отскок необходимо убирать по мере обработки сразу. Избавиться от схватившегося материала будет сложно.
Завершающие работы
Сразу по завершении работ и при длительных простоях оборудование промывают и продувают воздухом. Готовое покрытие увлажняют в течение недели, начиная со следующих после нанесения суток. Если окружающая температура ниже +5˚С, то увлажнение не проводят.
Мокрое торкретирование можно проводить и самостоятельно. Это потребует наличия специфического оборудования – компрессора и хоппер-ковша (пневматической лопаты). Однако получить долговременное прочное покрытие можно только при профессиональном нанесении с полным соблюдением технологии.
