Набрызг-бетон

НАБРЫЗГ-БЕТОН (а. shotcrete; н. Spritzbeton; ф. gunite, beton projete, beton Torkret; и. hormigon salpicado, hormigon а soplete, torcreto) — искусственный материал (бетон), состоящий из смеси цемента, песка, гравия или щебня и, как правило, добавок — ускорителей схватывания и твердения, и получаемый нанесением этой смеси безопалубочным методом. Получил распространение в горном деле и подземном строительстве как один из основных материалов для крепления и гидроизоляции выработок, ремонта тоннельных обделок. Применяется в широком диапазоне горно-геологических условий в виде самостоятельной конструкции (в скальных и плотных глинистых грунтах с коэффициентом крепости f>4), а также в сочетании с анкерами или арками с покрытием непосредственно по породе или по сетке, используемой в качестве затяжки (при f=2-4).

Первое сообщение о возможности получения бетонного покрытия безопалубочным способом было сделано в 1910 в Нью-Йорке на ежегодном съезде потребителей цемента Д. Л. Прентиссом. Им же в 1914 набрызг-бетон был использован для крепления подземных выработок. В России набрызг-бетон впервые применён в 1916. Создание в 1942 в Швейцарии машин для нанесения смеси с наполнителем крупностью до 30 мм и разработка эффективных ускорителей схватывания и твердения смеси способствовали широкому использованию набрызг-бетона для возведения как временной, так и постоянной крепи подземных выработок.

В технической литературе часто употребляются другие названия набрызг-бетона: торкретбетон, шприц-бетон, пневмобетон. Под этими материалами принято понимать искусственные смеси, применяемые для создания тонких изолирующих покрытий толщиной до 3 см с использованием мелких наполнителей (до 5 мм), в то время как из собственно набрызг-бетона возводятся грузонесущие конструкции крепи толщиной до 15 см и более с использованием наполнителя крупностью до 25 мм.

Различают т.н. сухой (наиболее распространённый) и мокрый способы нанесения набрызг-бетонных покрытий. При сухом способе в специальную машину загружают сухую смесь, выдуваемую сжатым воздухом по шлангу в сопло, перед вылетом смесь смешивается с водой, подводимой к соплу по другому шлангу; при мокром — готовая смесь, загружаемая в герметически закрытый резервуар, наносится на поверхность под действием сжатого воздуха. Состав сухой смеси для набрызг-бетона (% по массе): цемента и песка — 54-58, наполнителя с размерами зёрен от 5 до 10 мм — 24-27, то же от 10 до 20-25 мм — 18-19. На 1 м3 сухой смеси в зависимости от требуемой марки расходуется от 250 до 350 кг цемента при водоцементном отношении от 0,35 до 0,45. Набрызг-бетон обладает более высокими по сравнению с обычным бетоном прочностными свойствами (в 2,75 раза на сжатие, в 1,5 раза на растяжение). Сцепление покрытия с породой 1,5-2,5, с бетоном 1-1,8, с арматурой 2,5-4,5 МПа. Для повышения прочности материала на растяжение в бетонную смесь вводят армирующие элементы в виде стальных обрезков или стеклянных волокон длиной 15-25 мм. Вместе с грунтом набрызг-бетон способен образовывать единую грузонесущую систему. Он также имеет высокую степень водо- и газонепроницаемости, обладает возможностью полной механизации процесса крепления и совмещения его с другими горнопроходческими операциями. Недостатки набрызг-бетона при традиционном (сухом) способе нанесения: высокая запылённость, потери материала при "отскоке" (до 30%), повышенный расход цемента и др. Для устранения этих недостатков шире внедряют мокрый способ набрызг-бетонирования, установки с дистанционно управляемыми соплами.