Гидротехнические бетоны применяют при возведении сооружений или их частей, находящихся под постоянным периодическим действием воды (например дамб, плотин, узлов ГЭС). Особенностью применения таких бетонов является необходимость обеспечивать долговечность сооружений в специфических условиях эксплуатации. Свойства гидротехнического бетона зависят от размещения бетонированной конструкции по уровню воды, ее напора, массивности конструкции и климатических условий.

Поэтому гидротехнический бетон делят на подводный, переменного уровня воды и надводный. Также необходимо различать массивный и немассивный гидротехнический бетон, бетон внутренней и внешней зон, бетон для напорных и безнапорных конструкций.

В соответствии с проектными требованиями бетон для гидротехнических сооружений должен иметь необходимую прочность при сжатии (классы В7,5...В40) и растяжения (Вt0,8...Вt2,8), водостойкость, водонепроницаемость (W4 ... W12), морозостойкость (F50 ... F500 ) в возрасте 180 суток - для речных сооружений и 28 суток - для морских. Особенно жесткие требования предъявляются для бетона переменного уровня воды и надводных зон, массивных сооружений.

При возведении массивных сооружений применяются специальные меры по регулированию температурных напряжений, возникающих в результате тепловыделения бетона: подбор минералогического состава цемента, введение минеральных и пластифицирующих добавок, охлаждения сырьевых материалов, использование льда вместе с водой затворения, снижение расхода цемента, интенсивное выполнение работ в зимний время.

При выборе цемента для гидротехнического бетона учитывают условия возведения и работы сооружений. Для внешних зон массивного бетона, работающего в условиях замораживания и оттаивания, целесообразно использовать портландцемент с пониженным содержанием трехкальциевого алюмината (≤8%) и умеренным содержанием трехкальциевого силиката (≤50%). Для бетона внутренних зон и подводного бетона целесообразно использовать цементы повышенной водостойкости с пониженным тепловыделением - шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. Для бетона надводных зон более эффективно использование обычного, а также пластифицированного и гидрофобного портландцементов.

Требования к мелкому заполнителю для гидротехнического и обычного тяжелого бетона практически совпадают: Мкр = 1,5...3,5; допустимое содержание глинистых и пылевидных частиц для бетона зоны переменного уровня воды до 2% (0,5% глины в кусках), подводного бетона - 4% (2%), надводного бетона - 3% (2%). При необходимом технологическом обосновании возможно применение песка с Мкр менее 1,5, однако в таком случае следует учитывать, что перерасход цемента составит 8...20%.

В бетоне массивных гидротехнических сооружений, в качестве крупного заполнителя обычно применяют щебень или гравий с максимальной крупностью зерен до 120...150 мм. Использование заполнителя большей крупности приводит к расслоению и усложняет уплотнения смеси. Эффективным в этом случае является погружение камня в слой бетонной смеси в процессе вибрационного уплотнения. Для получения заполнителя с наибольшей плотностью, обеспечивает минимальный расход цемента, различные фракции смешивают в необходимых соотношениях (табл. 1).

Таблица1

Рекомендуемые соотношения между фракциями крупного заполнителя

Таблица 2

Максимально допустимые значения В/Ц

Таблица 3

Предельные нормы расхода цемента в гидротехническом бетоне

Для повышения подвижности, снижение расхода цемента и повышения долговечности в гидротехнических бетонах часто применяют пластифицирующие и воздухововлекающие добавки. В зоне переменного уровня воды эффективно также применение гидрофобизирующих добавок.

При подборе состава гидротехнического бетона кроме прочности и удобоукладываемости, необходимо учитывать также морозостойкость, водонепроницаемость и тепловыделение. Рекомендуемые значения, В/Ц и расхода цемента с учетом этих показателей приведены в табл. 2, 3.