Водонепроницаемость бетона. «По водопроницаемости и по взлому»

Влагостойкость (влагостойкость, влагоустойчивость) – это сопротивляемость материала давлению жидкости. Обозначается буквой W с четным числом от 2 до 20. Чем выше цифра, тем влагоустойчивее материал. В строительстве фундаментов рекомендуют использовать бетон с хорошей водонепроницаемостью, чтобы сэкономить на гидроизоляции.
Водопроницаемость – характеристика бетона, которая по важности стоит на ряду с остальными свойствами: прочностью, морозостойкостью и так далее.

Водонепроницаемость бетона – это одна из важнейших технических характеристик данного строительного материала, «сообщающая» застройщику о способности или неспособности застывшего бетона пропускать сквозь себя влагу под определенной величиной избыточного давления.

Величина водонепроницаемости важный фактор при возведении гидротехнических сооружений и бетонных сооружений, работающих в условиях повышенной влажности: резервуары для воды, тоннели метрополитенов, фундаменты, подвалы, погреба и пр.

Обозначение и метод определения водонепроницаемости

В соответствии с требованиями ГОСТ, определение водонепроницаемости бетона производят на серии образцов диаметром 150 мм и высотой: 150, 100, 50 и 30 мм. Образцы в количестве 6 шт. каждого типоразмера помещают в специальное «шестизарядное» устройство определения водонепроницаемости бетона, и постепенно увеличивая давление воды, по появившемуся «мокрому» пятну, определяют при каком давлении воды бетон начинает пропускать влагу. Общее время испытания серии образцов каждого типоразмера составляет – 4, 6, 12 и 16 часов, в зависимости от высоты (30, 50,100 и 150 соответственно).

Водонепроницаемость серии образцов оценивают по максимальному давлению воды, при котором на 4-х образцах не было инфильтрации влаги, а класс бетона по водонепроницаемости принимают по следующей таблице:

Факторы, влияющие на водонепроницаемость бетона

Величина проницаемости влаги зависит и определяется пористой структурой строительного материала.

Соответственно на водонепроницаемость конкретной партии бетона влияют следующие факторы:

• Плотность. Здесь существует прямая зависимость – чем выше плотность, тем выше коэффициент водонепроницаемости бетона.
• Усадка бетона. Вредный фактор, ведущий к повышению проницаемости конструкции для влаги.
• Излишнее количество затворителя. Превышение оптимального водоцементного соотношения ведет к значительному образованию пор, что в сою очередь ведет к уменьшению коэффициента водонепроницаемости.
• Наличие или отсутствие специальных присадок. Полимерные, пластифицирующие, кольматирующие или гидрофобизирующие значительно увеличивают способность конструкции противостоять давлению воды.
• Вид цемента. Глиноземистый, пуццолановый или высокопрочный цемент в процессе гидратации связывают большее количество затворителя. Поэтому бетон, приготовленный на их основе, обладает более плотной структурой, следовательно, более высокой степенью водонепроницаемости.
• Возраст конструкции. В процессе набора прочности в толще бетона увеличивается количество гидратных новообразований заполняющих поры и капилляры – водонепроницаемость возрастает.
• Марка бетона. Здесь существует прямая зависимость – чем выше марка материала, тем выше способность противостоять влаге. Данную зависимость наглядно иллюстрирует таблица водонепроницаемость бетона:

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Учитывая сказанное, технология увеличения водонепроницаемости бетона заключается в минимизации числа пор и капилляров следующими способами:

• Максимальное уменьшение усадки с помощью следующих мероприятий: внесение специальных присадок («Mapecure SRA», «Бисил СРА», «ASOPLAST-MZ»), применение глиноземистых, расширяющих и высокопрочных цементов, соблюдение оптимального «водоцементного» соотношения, уход за свежезалитой конструкцией (укрыв полиэтиленовой пленкой, сбрызгивание водой в течение 72 часов после заливки).
• Тщательное вибрирование (уплотнение) с помощью специального оборудования: глубинными и наружными вибраторами.
• Внесение специальных гидроизоляционных присадок. Эффективные добавки в бетон для водонепроницаемости: «Penetron», «Кристалл», «Типром К», «Disom-Hidrofugo», «ПЛИОНИТ АКТИВ», «Аквасил», «Полифлюид», «Пента 811» и др.
• Вакуумирование свежеуложенного бетона с помощью специальных установок. Данный способ позволяет эффективно удалять из толщи конструкции лишнюю воду и «паразитный» воздух.

Заключение

Актуальность увеличения водонепроницаемости бетонных конструкций для частных застройщиков заключается в возможности сэкономить на дорогостоящей гидроизоляции фундамента, подвала или погреба. В зависимости от выбранного способа увеличения водонепроницаемости можно либо вообще отказаться от гидроизоляции, либо использовать самый бюджетный вариант.

Бетон — важный, востребованный строительный материал. Ежегодно в мире производится более 20 миллиардов тонн бетонных смесей. Характеристики материала зависят от состава основных ингредиентов, их пропорционального соотношения.

Технические свойства этого материала определяет классификацию бетонов в соответствии со строительными нормами и ГОСТами.

Параметры классификации бетонных смесей

Бетонные смеси изготавливают по технологическим картам. В зависимости от назначения материалу придают определённые свойства. Условия эксплуатации бетонных конструкций определяют необходимые характеристики.

Общая классификация бетонов опирается на следующие параметры:

• назначение: конструктивные, специальные (с добавками);
• плотность: тяжелые (больше 2000кг/м. куб.) и лёгки (с меньшим показателем 2000кг/м. куб.);
• тип вяжущего наполнителя: цементные, шлаковые, гипсовые, известковые, полимерные;
• структуру: крупнопористый, ячеистый, поризованный, плотный;
• вид заполнителя: пористый, специальный, плотный.

К основным показателям прочности бетона относятся марка и класс.

Классификация прочности

Марка (М) — показатель прочности на сжатие, изгиб. Технические нормы определяется ГОСТ 22 236 85. Испытание образцов проходит на специальном прессе. Марка прочности напрямую зависит от количества цемента в единице бетонной смеси, заполнителя.

М500 будет обозначать, что конструкция сможет выдержать давление до 500 кг/см 3. Чем выше показатель марки бетона, тем он прочнее, быстрее схватывается, твердеет.

Прочность зависит не только от пропорционального состава компонентов, но и от следующих факторов:

• качественного состава воды, заполнителя;
• соблюдения всех необходимых технологических условий;
• погодных условий в момент заливки.

С целью уточнения показателя прочности введено понятие класса бетона. Допуск отклонения от нормы не более 5 %. Профессиональные строители ориентируются на характеристику «класс бетона», маркируется буквой «В». Регулируется показатель класса СНиП 2.03.01-84, описывает нормативные показатели для различных бетонных, ЖБ конструкций.

Классификация бетона по маркам (таблица)

Классификация бетонов по классам (таблица, с допустимыми отклонениями от стандартов).

Таблица составлена на основе ГОСТ 26 633-19.

Назначение различных марок бетона по прочности

Прочность бетона, показатели М и В, определяют назначение бетонных смесей. Классификация бетонов регулируется ГОСТ 25 192 2012.

Классификация бетонов по морозостойкости

Морозостойкость бетона, обозначается буквой «F», показывает, сколько циклов «замерзания-размерзания» выдержит бетонная конструкция, сохраняя марку или класс прочности (до 95 %).

С показателем меньше F50 бетонные конструкции используют только в не промерзающих помещениях закрытого типа. Востребованы марки с показателями от F50 до F150. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях циклически переменной климатической зоны.

Материал с показателем F300 используют в условиях низкого температурного режима эксплуатации, в северных широтах. Для специальных объектов, с экстремальными погодными, эксплуатационными условиями применяют бетон F300 — F500.

Водопроницаемость

В структуре бетонных конструкций есть поры, капилляры. Чем выше открытая пористость, тем больше водопроницаемость. У газобетона она доходит до 25 %. Плотные конструктивные бетоны имеют наименьшую водопроницаемость. Обозначается класс буквой «W».

С целью повышения влагостойкости, морозоустойчивости дополнительно используют пластификаторы, модификаторы.

Неправильный расчёт, подбор компонентов бетонной смеси, переизбыток воды увеличивает водопроницаемость материала. В процессе усадки бетонной смеси, затвердевания, образуются микро полости, которые со временем могут заполниться влагой. Поэтом в момент заливки проводить уплотнение с помощью вибраторов, чтобы избежать образования воздушных пустот.

Классификация бетона по классу прочности, морозостойкости, водопроницаемости (таблица):

Виды бетонов по типу вяжущего вещества

По виду основного вяжущего вещества классифицируют бетоны.

Среди них выделяют:

• Цементные. На основе цемента различных марок, самый распространённый и востребованный вид бетонных смесей. Их используют для внутренних и наружных строительных работ. Востребованные марки бетона, изготовленные на основе портландцемента.
• Специальные. В зависимости от назначения в цементные смесей добавляют разного рода наполнители, к примеру, металлическую мелкодисперсную стружку для прочности. Добавление магнезита повышает жароустойчивость, барита увеличивает защитные свойства материала от проникновения рентгеновского, радиационного излучения.
• Железобетон. Армирование бетонных конструкций металлом.
• Шлакощелочной. Изготавливают из шлакощелочного цемента, в состав которого входит измельченный шлак. При добавлении щелочных компонентов, происходит химическая реакция между алюмсиликатами, глинистыми компонентами. Пор техническим характеристикам, морозостойкости, водонепроницаемости, прочности превосходит бетон на основе цемента. Утилизируются отходы производства, шлак. Перспективное направление развития строительной отрасли.
• Пенобетон. Вспененная цементная смесь, с добавлением песка, воды, строительного фиброволокна. Отличается низкой теплопроводностью, хорошими показателями влагостойкости. Различают конструктивный, теплоизоляционный пенобетон, соответственно маркируется.
• Газобетон. Пористый материал, изготавливается методом автоклавирования. Низкая теплопроводность, но может впитывать влагу.
• Фибробетон. Насыщение цементной смеси фиброволокном придаёт ему дополнительную прочность. Происходит этот процесс за счёт скрепления всех компонентов между собой множеством мелких волокон.
• Арболит. Блоки изготовленные на основе цемента и стружки дерева. Теплый материал, но впитывает влагу.
• Кевларобетон. Изготавливается на основе мраморной, граничной крошки, полиэфирных смол, жидкого стекла с добавлением катализатора. Получается имитация натурального камня. Либо по технологии на основе цементных окатышей, с использованием гравитационной бетономешалки.
• Полимерцементный. К цементу добавляют полимерные наполнители, смолы. Бетонная смесь приобретает дополнительную прочность, отличаются высокой водонепроницаемостью.
• Гипсовый. Используется для отделочных внутренних строительных работ. Добавление пластификаторов, фибры, других компонентов повышает прочность, влагостойкость.
• Силикатный. Делают на основе кремнезёма, гидрата оксида кальция. Автоклавная высокотемпературная обработка повышает прочность.

Универсальные свойства бетонной смеси в том, что в зависимости от состава компонентов, добавок получают материалы с широким диапазоном технических характеристик.

Классификация по структуре

Различают плотные, крупнопористые, ячеистые бетоны. Чем выше плотность материала, тем прочнее материал.

Плотные бетонные смеси используют для изготовления несущих конструктивных элементов. Объём воздушных пор по техническим нормам не должен превышать порог в 6 %. Путем введения добавок, которые вовлекают воздух, получают поризованные бетоны (воздуха не больше 12%). Такая структура снижает теплопроводность, препятствует расслаиванию материала.

Крупнопористые бетонные смеси изготавливают без добавления песка. В качестве заполнителя используют гравийные наполнители разных фракций. Материал используют для конструкций с небольшим напряжением.

Ячеистые пенобетон, газобетон делают с помощью добавок, которые образуют поры внутри материала. У них высокие теплоизоляционные показатели. Используют в малоэтажном строительстве. Либо в качестве стенового материала не несущих конструкций для многоэтажных зданий.

Заполнители бетона

Заполнители выполняют несколько функций. Применяют для этих целей натуральное, искусственное сырьё, отходы производства. В бетонных смесях, в зависимости от заданных технических характеристик, заполнители могут составлять 70-80 % от общей массы.

• придают материалу необходимую жёсткость;
• предохраняют от резкой усадки цементного теста;
• снижает ползучесть бетона в условиях повышенных нагрузок.

Заполнители различаются по фракциям, форме, морозостойкости. Проверяют на радиационное загрязнение.

Мелкие заполнители: песок, отсев щебня, гравия. Применяют зольные, шлаковые отходы. Качество наполнителей регулируют соответствующие ГОСТы (8736 — песок; 25592 — зольношлаковый заполнитель; 5578 — металлургический шлак).

В легкие бетоны добавляют:

• вспученный перлит и вермикулит;
• пемзу, туф;
• керамзит;
• термозит;
• известняк;
• ракушечник.

В тяжёлые бетоны вносят гравий, щебень. Для специальных бетонных смесей используют другие заполнители, в зависимости от технических требований.

Строительство невозможно представить без бетона. Универсальный материал обладает широким спектром технических характеристик. В зависимости от вяжущего вещества, заполнителя, добавок бетонная смесь приобретает заданные свойства: по прочности, морозостойкости, теплопроводности, водостойкости.

С целью систематизации технических параметров разработана классификация бетонов. Опирается она на нормативные требования, изложенные в ГОСТах.

Марка бетона по водонепроницаемости

Каждой марке смеси соответствует класс водонепроницаемости. Это можно увидеть в таблице водонепроницаемости бетона:

Водонепроницаемость бетона w2 w4 w6 w8 w12

Класс водонепроницаемости бетона (w2 w4 w6 w8 w12) выбирают в зависимости от того, как и где будет эксплуатироваться материал.
W2 – самый низкий показатель влагостойкости. Использование бетона данного класса требует дополнительных гидроизоляционных мер. Такой бетон используют для подготовительных работ перед заливкой фундамента или в дорожном строительстве в качестве бетонной подушки.

W4 – материал этого класса применяют при заливке фундаментов в почвах с низкой влажностью. Но может быть использован и во влажных грунтах с укладкой гидроизоляции. Из бетонов соответствующих марок производят фундаменты, стяжки, лестницы, заборы, стены, перекрытия.

W6 – наиболее распространенный класс в частном и капитальном строительствах. Обладает достаточной прочностью и водонепроницаемостью для возведения любых видов фундаментов, монолитных стен, плит перекрытий и даже бассейнов.

W8 – влагоустойчивые бетоны. Этот класс используется в строительстве конструкций с повышенными требования к влагостойкости материала.

Бетоны классов W10-W20 применяются в строительстве объектов особого назначения: бункеров, банковских хранилищ, плотин, дамб.

Что влияет на влагоустойчивость бетона?

• Чем лучше качество используемого цемента, тем выше показатель водопроницаемости. Самый плотный бетонный камень формируется с использованием портландцементов или глиноземистых цементов с повышенной прочностью.
• Пористый материал впитывает больше влаги, нежели плотный. Газобетоны, пенобетоны менее устойчивы к проникновению жидкости, нежели тяжелые бетоны.
• Схватывание и твердение раствора также влияют на показатели водопроницаемости. Если эти процессы протекают слишком быстро, то образовываются поры и трещины, которые снижают влагоустойчивость.
• Возраст материала. Бетон твердеет несколько лет и со временем становиться плотнее, прочнее и, соответственно, влагоустойчивее.

Как определяют водопроницаемость бетона?

По ГОСТ существует 2 способа определения влагостойкости цементного камня:

• для цилиндров высотой 30мм – каждые 4 минут;
• 50мм – 6 минут;
• 100мм – 12 минут
• 150мм – 16 минут.

Когда на поверхности цилиндра появляется мокрое пятно, опыт считается завершенным. Индекс присваивается в зависимости от давления воды. Пример: W6 – 0.6 Мпа.

Цилиндры из бетона помещают в прибор определения влагостойкости. Затем запускают воду под давлением, увеличивая его каждый час на 0.2 МПа. Просочившуюся воду собирают в отдельный сосуд и взвешивают каждые полчаса. А с помощью силикагеля измеряют влагу, которая не проступила сквозь образец.

Как повысить устойчивость бетона к влаге?

Для увеличения устойчивости материала к воде, могут применяться специальные добавки еще на моменте замешивания раствора или наружная гидроизоляция после высыхания: различные покрытия, прокладки, порошки и т.д.