Beton podwodny

Betony przeznaczone do wykonywania elementów konstrukcji pod powierzchnią wody takich jak fundamenty, falochrony czy slipy do wodowania jednostek pływających. Zawierają dodatek stabilizujący zaczyn cementowy który ogranicza wypłukiwanie betonu wodzie.

Betony podwodne wykorzystuje się od lat 80. XX wieku. Cała budowa w takich warunkach polega na układaniu mieszanki betonowej bezpośrednio przez warstwę wody stojącej bądź płynącej. Najczęściej wykorzystuje się takie betony do wykonywania czy naprawiania: konstrukcji hydrotechnicznych, fundamentów na gruntach podmokłych, platform wiertniczych czy przyczółków mostowych .

W betonach podwodnych powinny znajdować się specjalne mieszanki substancji. Najważniejsza z nich tyczy się domieszki antyrozpływowej (AWA). Ma ona na celu zapobieganie wymazywania materiałów wiążących z mieszanki betonowej, co za tym idzie, zatrzymuje ona wodę wewnątrz i nie dopuszcza do powstawania bleedingu. W tym celu korzysta się głównie z dwóch składników – akrylu i celulozy. Jednak równie znana jest domieszka welanu gum, czyli substancji pochodnej od celulozy, powstających z fermentacji polisacharydów. Podnosi ona lepkość zaczynu, co ułatwia betonowanie pod wodą.

Istnieje kilka ważnych cech, które muszą posiadać betony podwodne, aby mogły spełniać swoją funkcję. Należy dokładnie to sprawdzać, aby nie narażać się na dodatkowe koszty bądź na różne wypadki, które mogą powstać na przestrzeni czasu eksploatacji.

Mikrokrzemionka jako wypelniacz do betonów podwodnych:

Można znakomicie udoskonalić cechy technologiczne i użytkowe betonu dodając do mieszanki betonowej mikrokrzemionkę, w ilości od 2 do 10% w stosunku do masy cementu (nieprzekraczalna ilość wynosi 15%). Mikrokrzemionka jest pylastą postacią SiO2, o wymiarach cząstek od 0,1 do 80 μm, a więc nawet 100 razy mniejszych, niż ziarna zwykłego cementu portlandzkiego. Krzemionka reaguje w mieszance betonowej z wodorotlenkiem wapniowym cementu, w rezultacie czego powstaje uwodniony krzemian wapniowy, z tym że jej działanie jest głównie fizyczne.

Dodanie mikro-krzemionki powoduje:
—zwiększenie zespolenia spoiwa z kruszywem, zbrojeniem, starym betonem itp,
— zwiększenie szczelności betonu, a przez to zmniejszenie jego przepuszczalności o około 90% w stosunku do zwykłego betonu, co ogranicza przenikanie czynników agresywnych; w rezultacie beton z mikrokrzemionką jest bardzo odporny na abrazję i korozję; dlatego m.in. szczególnie nadaje się do konstrukcji w wodzie morskiej, zwiększenie o 30% (w wyjątkowych przypadkach nawet do 100%) wytrzymałości betonu na ściskanie, rozciąganie i zginanie; w budowlach usytuowanych powyżej wody są uzyskiwane wytrzymałości 60—80 MPa, a nawet do 140 MPa, poprawę cech technologicznych mieszanki betonowej, w tym zwiększenie spójności, urabialności i pompowalności. A zatem mikrokrzemionka nadaje betonowi cechy, które są szczególnie pożądane w betonie podwodnym.
Optymalną recepturę określa się metodą prób. Niezbędne jest dodanie superplastyfikatora. Stosowanie betonu z mikrokrzemionką wymaga ścisłego przestrzegania zasad technologii, gdyż w przeciwnym przypadku występują szkodliwe efekty uboczne.
W celu równomiernego rozprowadzenia mikrokrzemionki w betonie miesza się ją z cementem lub wodą przed wprowadzeniem do betoniarki.

Metody układania betonu podwodnego:

Najpopularniejszym sposobem betonowania podwodnego jest zastosowanie pomp. Pozwala na nieprzerwany proces i możliwość dostarczenia betonu do trudno dostępnych miejsc.

Technologia betonowania pod wodą wymaga stosowania pewnych zasad, jak choćby utrzymanie końcówki wylotowej w odległości max 50 cm od układanej powierzchni, aby zminimalizować straty przez wypłukanie betonu przez wodę.

Należy unikać gwałtownych ruchów końcówki wylotowej, w przeciwnym razie beton może zostać ułożony nierównomiernie.

Przy układaniu betonu pod wodą stosuje się metody:

• metoda kontractor – z wykorzystaniem pionowych rur, stopniowo wyciąganych do góry, mieszanka wprowadzana jest do rury przy pomocy leja lub samowyładowawczego kosza
• metoda mokrej rury
• metoda suchej rury
• metoda dwuetapowego betonowania
• metoda bezpośrednia
• betonowanie przez wypełnienie mieszanką betonową zatopionej powłoki z tworzywa sztucznego
• iniekcja

Zastosowanie betonów z domieszkami antyrozpływowymi znacznie ułatwia betonowanie podwodne, ale też obniża koszty takich inwestycji. Można je zalewać bezpośrednio w wodzie, z wykorzystaniem uproszczonych metod.