Мокрое торкретирование

Мокрое торкретирование — это технология нанесения бетонной смеси на поверхность с помощью сжатого воздуха, при которой все компоненты (цемент, заполнители, вода и добавки) предварительно смешиваются в готовую смесь и подаются по шлангу к соплу, где происходит её ускорение и распыление. Относится к методам торкретирования (набрызг-бетонирования) и противопоставляется сухому торкретированию, при котором сухая смесь затворяется водой непосредственно в сопле.

История

Технология торкретирования впервые была запатентована в США в 1907 году Карлом Экли (Carl Akeley) для сухого способа нанесения. Мокрое торкретирование начало развиваться позднее, в середине XX века, с появлением более мощных бетононасосов и специальных добавок, позволяющих сохранять подвижность смеси в течение длительного времени. Первые промышленные установки для мокрого торкретирования появились в Европе в 1950-х годах. В СССР технология мокрого торкретирования применялась с 1960-х годов, в основном для ремонта гидротехнических сооружений и шахтных стволов. Широкое распространение в России и мире метод получил в 1990-2000-х годах благодаря развитию химических добавок (пластификаторов, ускорителей схватывания) и совершенствованию насосного оборудования.

Принцип работы

Процесс мокрого торкретирования включает несколько этапов:

1. Приготовление смеси. В бетоносмесителе затворяются цемент, заполнители (песок, щебень фракции до 10–16 мм), вода и химические добавки (пластификаторы, ускорители твердения, фиброволокно). Получается готовая к применению бетонная смесь с осадкой конуса (подвижностью) 4–8 см.
2. Подача смеси. Готовая смесь загружается в бетононасос (шнековый, поршневой или роторный), который подаёт её по шлангу к соплу. Расстояние подачи может достигать 100–200 метров по горизонтали и 30–50 метров по вертикали.
3. Нанесение. В сопло подаётся сжатый воздух (давление 4–7 атм), который разгоняет поток смеси до скорости 50–100 м/с. При необходимости в сопло дополнительно вводится ускоритель твердения (жидкий или порошкообразный). Струя направляется на обрабатываемую поверхность.
4. Уплотнение. Частицы смеси ударяются о поверхность и уплотняются под действием кинетической энергии. Часть смеси (отскок) падает вниз и удаляется.

Оборудование

Для мокрого торкретирования используются следующие основные типы установок:

• Поршневые бетононасосы (плунжерные, гидравлические) — обеспечивают высокое давление и стабильную подачу, но требуют периодической очистки.
• Роторные (шланговые) насосы — более компактны, просты в обслуживании, но имеют меньшую производительность.
• Шнековые насосы — используются для смесей с низкой подвижностью.

Сопла для мокрого торкретирования бывают ручными и манипуляторными (управляемыми дистанционно). Для подачи ускорителя твердения применяются дозирующие насосы, встроенные в сопло или установленные отдельно.

Свойства и характеристики

Мокрое торкретирование позволяет получать бетон с высокими физико-механическими показателями:

• Прочность на сжатие: 30–60 МПа (в зависимости от состава смеси и условий твердения).
• Прочность на растяжение при изгибе: 3–6 МПа.
• Водонепроницаемость: W6–W12 (высокая).
• Морозостойкость: F100–F300.
• Толщина слоя за одно нанесение: 5–15 см (на вертикальных поверхностях), до 25 см (на горизонтальных).
• Коэффициент отскока: 5–15% (значительно ниже, чем при сухом торкретировании — 15–30%).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Низкое пылеобразование — смесь уже увлажнена, что улучшает условия труда оператора.
• Меньший отскок — экономия материала (до 10–15% по сравнению с сухим методом).
• Однородность состава — все компоненты смешаны заранее, исключаются ошибки при затворении.
• Возможность добавления фибры — стальной или полипропиленовой, повышающей трещиностойкость.
• Высокая производительность — до 10–20 м³/час (на крупных установках).

Недостатки

• Ограниченное время жизни смеси — после затворения смесь должна быть нанесена в течение 30–90 минут (в зависимости от добавок).
• Сложность транспортировки — требуется мощный насос и шланги большого диаметра.
• Зависимость от погоды — при низких температурах (ниже +5°C) требуется подогрев смеси или использование противоморозных добавок.
• Более высокая стоимость оборудования по сравнению с сухим торкретированием.

Применение

Мокрое торкретирование используется в различных отраслях строительства и горного дела:

• Горное дело и тоннелестроение: крепление горных выработок, обделка тоннелей (в том числе метрополитенов), строительство шахт. В России технология применяется при проходке тоннелей БАМ, метрополитенов Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска.
• Гидротехническое строительство: ремонт и усиление плотин, дамб, каналов, водосбросов. Например, при реконструкции канала имени Москвы и Саяно-Шушенской ГЭС.
• Ремонт и реставрация зданий: восстановление бетонных и железобетонных конструкций (колонн, балок, перекрытий), усиление фундаментов, защита от коррозии арматуры.
• Дорожное строительство: укрепление откосов, строительство подпорных стен, ремонт мостовых опор.
• Бассейны и резервуары: создание водонепроницаемых покрытий, строительство бассейнов, очистных сооружений.
• Огнезащита: нанесение огнезащитных составов на металлические конструкции.

Сравнение с сухим торкретированием

Интересные факты

• В 2010-х годах в России разработаны отечественные установки мокрого торкретирования (например, «Торкрет-М» производства ООО «НПО Стройтехника»), которые не уступают импортным аналогам.
• При мокром торкретировании возможно добавление до 60 кг/м³ стальной фибры, что позволяет создавать фибробетон с высокой ударной вязкостью.
• В тоннелестроении мокрое торкретирование часто комбинируют с анкерным креплением и стальными арками — так называемая система НАТМ (New Austrian Tunneling Method).

Источники

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. — М.: Издательство АСВ, 2011.
2. СНиП 3.06.04-91 «Мосты и трубы. Правила производства и приемки работ».
3. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции».
4. Руководство по торкретированию (ACI 506R-16). — American Concrete Institute, 2016.
5. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Строительные материалы. — М.: Инфра-Инженерия, 2013.
6. Материалы конференций «Торкрет-бетон в строительстве» (Москва, 2015–2020).