5.4. Специальные растворы

Для закрытия (тампонажа) водоносных трещин и пустот в горных породах с целью создания противофильтрационных завес в основании напорных сооружений, уплотнения и обжатия туннельных обделок применяют тампонажные растворы. Способ нагнетания под давлением в трещины и поры грунта или дефекты кладки цементных растворов носит название цементации. Этот способ широко распространен в гидротехническом строительстве для уплотнения грунтов, позволяет возводить такие ответственные сооружения, как, например, высокие плотины на основаниях из трещиноватых пород при наличии неблагоприятных геологических факторов. Цементация с успехом применяется и как средство устранения дефектов и повреждений бетона при строительстве и эксплуатации сооружений.

Комплекс требований к тампонажным растворам обеспечивается применением пластификаторов, высокодисперсных цементов и цементно-глинистых смесей, обработанных специальными реагентами, использованием скоростных турбулентных смесителей, обеспечивающих более полное перемешивание и активизацию цемента в водной среде. При обычных условиях применяют портландцемент, в условиях напорных и агрессивных вод соответственно тампонажный, пуццолановый цементы и шлакопортландцемент. Эффективными видами вяжущих для тампонажных растворов являются пластифицированный и гидрофобный цементы. Водоцементное отношение в тампонажных растворах принимается в зависимости от трещиноватости пород и колеблется от 8 при удельном водопоглощении менее 0,1 л/мин до 0,5 при водопоглощении, большем 10 л/мин.

Гидроизоляционные растворы применяют для создания гидроизоляционных покрытий железобетонных труб и других конструкций, для зачеканки и гидроизоляции швов тюбингов, раструбных труб и т. д., для устройства торкретной оболочки бетонных подземных сооружений, сильно фильтрующих воду или строящихся и эксплуатируемых в условиях повышенной влажности. При выборе цемента для гидроизоляционных растворов важное значение имеет его активность. С повышением активности цемента водонепроницаемость растворов, так же как и бетонов, растет почти прямолинейно. При изготовлении гидроизоляционных растворов, предназначенных для службы в условиях агрессивных вод, применяют сульфатостойкие цементы. Первостепенное влияние на водонепроницаемость растворов оказывает водоцементное отношение, с повышением которого в растворе развивается система пор и капилляров. Обычно для гидроизоляционных растворов В/Ц = 0,34 - 0,5.

Добавки для повышения водонепроницаемости растворов разделяют на микронаполнители, пластификаторы, кольматирующие, полимерные и комбинированные добавки. В качестве микронаполнителей используют обычно дешевые и доступные материалы — каменную муку, золу-унос. Роль микронаполнителей сводится к уплотнению и созданию тонкозернистой структуры растворов. Из кольматирующих добавок распространение получили хлориды железа, алюминия и кальция.

Инъекционные растворы служат для заполнения каналов предварительно напряженных железобетонных конструкций, обеспечения совместной работы арматуры с бетоном и защиты ее от коррозии. Марка инъекционных растворов по прочности должна быть не менее М300, водоотделение — не более 2%.

Жаростойкие растворы применяют при сооружении конструктивных элементов, подвергаемых воздействию высоких температур. В качестве вяжущих для жаростойких растворов применяют портландцемент, глиноземистый цемент и жидкое стекло.

Для устройства звукопоглощающей штукатурки применяют акустические растворы, состав которых подбирают таким образом, чтобы обеспечить образование мелкопористой структуры с незамкнутыми порами. Если акустические растворы относятся к легким со средней плотностью 600—1200 кг/м³ и получаются при использовании легких пористых песков, то другая разновидность специальных растворов — рентгенозащитные имеет среднюю плотность более 2200 кг/м³ за счет применения баритового песка.

Рентгенозащитные растворы. Рентгенозащитными называются тяжелые растворы объемным весом более 2200 кг/м³, применяемые для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов. Вяжущими являются портландцемент и шлакопортландцемент, а заполнителями — барит и другие тяжелые породы в виде песка крупностью до 1,25 мм и пыли. Для улучшения защитных свойств в растворные смеси вводят добавки, содержащие легкие элементы: водород, литий, кадмий и борсодержащие вещества.