Все что надо знать про водонепроницаемость бетона

Среди качественных характеристик бетона значимая роль отводится водонепроницаемости. Эта способность позволяет зданиям и сооружениям сохранять прочность, несмотря на воздействие воды. Она учитывается при строительных работах любого масштаба – от стяжки пола в ванной, до возведения промышленных сооружений из железобетона.

Марки бетона по водонепроницаемости

Свойство бетона не пропускать воду под давлением называют водонепроницаемостью. Характеристика обозначается буквой W и четной цифрой от 2 до 20, измеряется в МПа или кг/см². Марка показывает, при каком давлении строительный материал остается водостойким. Такая информация важна для создания гидротехнических конструкций, испытывающих повышенную нагрузку: плотины, резервуары, подводные тоннели.

Строители выбирают марку водонепроницаемости бетона в соответствии с условиями эксплуатации объекта:

• W2 – материал используется для внутренних работ, нуждается в гидроизоляции.
• W4 – состав применяется при устройстве фундаментов на влажной почве при условии внешней гидроизоляции.
• W6 – имеет пониженный коэффициент проницаемости, поэтому используется для фундаментов и монолитных конструкций в капитальном строительстве.
• W8 – бетон этой марки применяется в устройстве оснований и заливки плит в условиях повышенной влажности
• W10-20 – строительный материал с особо низкой проницаемостью, предназначенный для сооружения гидротехнических конструкций, эксплуатации в суровом климате.

Показатель морозостойкости зависит от значения водонепроницаемости бетона. Характеристики пропорциональны, чем менее уязвим материал к воде, тем больше циклов замерзания он выдержит.

От чего зависит водонепроницаемость бетона

Тяжелый и плотный бетон выглядит влагостойким, но пористая структура материала позволяет воде проникать внутрь. Большое количество воздушных пор возникает из-за неправильно выбранного состава смеси, избытка воды, малого уплотнения раствора при укладке. Наиболее устойчивы к влаге плотные бетоны. Разновидности материала с ячеистой структурой (газобетон, пенобетон) более уязвимы и требуют гидроизоляции.

Также на водонепроницаемость бетона влияют:

1. Тип применяемого цемента. При использовании цемента тонкого пола в процессе гидратации связывается больший объем затворителя. Также для повышения плотности искусственного камня рекомендуется применение вяжущего с различными минеральными добавками. Пуццолановый портландцемент имеет в составе 25-40% примесей трепела, диатомита, пемзы и других вулканических и осадочных пород. Раствор на его основе набирает высокую прочность и стойкость к воде. Аналогичными свойствами обладает глиноземистый цемент, содержащий оксид алюминия.
2. Количество и вид добавок. Изменить свойства бетонного камня позволяется внесение химических добавок с водой затворения. Специальные присадки оказывают гидрофобизирующее, пластифицирующее действие.
3. Возраст материала. В период возраста бетона до 1 года его водонепроницаемость увеличивается. Для портландцементов положительная динамика (при регулярном смачивании) длится 180 дней.
4. Объем затворителя. В зависимости от марки раствора водоцементное отношение (В/Ц) составляет 0,4-0,7. Увеличение массы жидкости приводит к образованию пор, а ее недостаток – к увеличению жесткости раствора. Чтобы снизить объем воды, сохраняя свойства бетона, вводят пластификаторы.
5. Уплотнение. При заливке бетона важно избавиться от пузырьков воздуха внутри смеси, добиться плотного прилегания и однородности состава. Нужное уплотнение достигается штыкованием, вибрированием, трамбовкой.

1. Режим отверждения. Быстрое высыхание приводит к недостаточной гидратации, процесса, уменьшающего количество капилляров. Ускорению твердения способствует высокая температура, низкие показатели замедляют или прекращают процесс. Лучшие условия для созревания раствора: температура 18-20°C, влажность 100%.

Одной из причин появления пор и трещин является усадка бетона. Уменьшение объема материала происходит из-за быстрого испарения воды с поверхности. Повышение уровня влажности предотвратит негативный процесс.

Методы определения водонепроницаемости

Способы определения марки бетона по водонепроницаемости утверждены в ГОСТ 12730.5-2018. Для испытаний берется 6 образцов, имеющих различную высоту и величину зерна заполнителя. В документе представлены четыре основных метода:

1. Мокрого пятна. Это базовый способ. Используются образцы бетона, достигшего проектного возраста. Они помещаются в гнезда специальной установки. На нижний торец образцов подается вода под давлением. Напор постепенно увеличивают на 0,2 МПа, выдерживают по несколько часов. Испытание продолжается до появления мокрого пятна на верхнем торце образца. Водонепроницаемостью бетона считается максимальное давление воды, при котором поверхность оставалась сухой.

Установка УВБ-МГ4 для испытания образцов бетона

2. Коэффициента фильтрации. Для испытания требуется установка с давлением 2,0 МПа, емкость для фильтрата, бетонные цилиндры и силикагель. Вода подается на образцы с повышением давления на 0,2 МПа, пока на их поверхности не появятся капли. Фильтрат собирают в емкость, взвешивают и измеряют объем каждые 30 минут. Если влага не выступает за 96 часов, используют силикагель для ее поглощения. Коэффициент вычисляют по данным исследования.
3. Глубине проникновения воды под давлением. Цилиндрические образцы держат под напором воды 72 часа. Затем их разрезают по продольной линии и измеряют глубину проникновения жидкости.

4. Воздухопроницаемости. Это экспресс-метод с использованием вакуумметра. Для определения результатов ориентируются на градуированную таблицу, прилагаемую к прибору.

Прямые методы («по мокрому пятну» и «фильтрации») дают точные результаты, но их проведение занимает от недели и больше. Для ускорения проверки рекомендуются косвенные методы, такие как воздухопроницаемость. Существуют устройства, позволяющие  проверить водонепроницаемость бетона не только в лаборатории, но и на строительной площадке. Это вакуумные измерители ВИП-1.2 и Агама-2РМ.

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Мелкопористый бетон почти непроницаем для воды. Чтобы получить материал с такой структурой, в его состав вводят специальные добавки. Они бывают:

• гидрофобизирующие – придающие составу водоотталкивающие свойства;
• кольматирующие или уплотняющие – уменьшающие размер пор и капилляров.

Присадки изготавливаются в сухой и жидкой форме, они могут предварительно растворяться в воде или добавляться в цементный раствор.

Гидрофобизаторы

Гидрофобизирующие добавки не заполняют поры бетонного камня, а делают их поверхность водоотталкивающей. Они действуют как пластификатор, увеличивают подвижность раствора. Присадки помогают формированию плотной и однородной структуры материала, появлению замкнутых макропор. Одновременно повышается прочность и морозостойкость бетона.

Обычно гидрофобизаторами служат растворимые и нерастворимые в воде кремнийорганические соединения. Они делятся на виды:

1. Воздухововлекающие: водный раствор алюмосиликата натрия, водно-спиртовой раствор этилсиликоната натрия.
2. Газообразующие: водные эмульсии этилгидридсилоксана, метилгидридсилоксана.

Обычно силиконовые присадки в виде эмульсии вводят в раствор с водой. Состав нужно тщательно перемешивать.

По эффективности добавки бывают:

1. I группа – увеличивают водонепроницаемость бетона в 5 раз (олеат натрия, добавка GOODHIM GIDRO);
2. II группа – снижают водопоглощение в 2-4,9 раз («Сементол Е», «Зикалайт»).
3. III группа – самая малочисленная, уменьшает показатель в 1,4-1,9 раз (Этилсиликонат натрия ГКЖ-10).

Кроме присадок в раствор, гидрофобизаторы используются для поверхностной обработки. Составы с глубоким проникновением отлично повышают влагостойкость конструкций. Их минус – непродолжительное время действия.

Кольматирующие составы

Вещества в процессе кольматации заполняют поры уже застывшего бетона, продукты не вымываются водой. Такие добавки еще называют уплотняющими, они увеличивают плотность строительного материала. Присадки способны поднять марку бетона по водонепроницаемости на 2 пункта и выше. Также улучшается его морозостойкость и коррозийная стойкость.

К кольматирующим добавкам относятся тонкодисперсные активные минеральные наполнители, сульфаты алюминия и железа, нитрат кальция. Таким действием обладают водорастворимые смолы: диэтиленгликолевая ДЭГ-1, полиамидная С-89, триэтиленгликолевая ТЭГ-1. Соли металлов реагируют с цементом, ускоряют схватывание, улучшают структуру цементного камня. Растворы смол уменьшают диаметр пор и капилляров, повышают растяжимость бетона.

Добавка «Дегидрол люкс марка 10-2» создана для повышения стойкости бетонных конструкций к воде, морозу и коррозии. Состав увеличивает: водонепроницаемость до показателя W20, прочность на 30%, морозостойкость до F600. Расход состава 3-4 л на 1м³ раствора.

Не стоит забывать о возможности нанесения наружной гидроизоляции. Кроме материалов для оклеивания и обмазывания на основе битума, предлагаются составы глубокого проникновения. Они запечатывают поры, предотвращая фильтрацию воды.

Итог

Водонепроницаемость – значимый фактор для монолитной бетонной конструкции. Этот показатель закладывается изначально, но может меняться в процессе строительства. Нарушение технологии его понижает, а применение гидроизоляционных составов повышает.