Возможность искусственного камня не пропускать воду под достаточным давлением называют водонепроницаемостью бетона. Обозначают символом W и в пределах четных цифр от 2 до 20, обозначающих давление в МПа • 10 -1, элементы бетона которого высотой и диаметром 0,15 м удерживают натиск воды и не пропускают ее через себя.
Мало кто задумывается, что использование бетона с высокими показателями водонепроницаемости немного удорожает строительство, но позволяет существенно снизить затраты на гидроизоляцию фундамента. В зависимости от типа объекта, стоит проанализировать, что дешевле, купить бетон с высоким показателем водонепроницаемости, или гидроизоляцию подороже.
Устойчивость к воздействию влаги, классификация
Водонепроницаемость — параметр, показывающий, при каком давлении воды материал теряет свойство жидкость не впитывать, не пропускать ее через себя.
Под водонепроницаемостью бетона понимается устойчивость его к проникновению внутрь воды. Характеристика связана с морозостойкостью — способностью выдерживать, без потери свойств, фазы замерзания-оттаивания.
Согласно системе Госстандарта, предусмотренного ГОСТ, строительными нормами и правилами (СНиП), марка бетона по водонепроницаемости обозначается графическим символом W с цифрами (от 2 до 20).
Маркировка водонепроницаемых бетонов
Водонепроницаемость бетона, как не сложно догадаться – это его способность не пропускать воду под определенным давлением. Как правило, такой материал применяют при строительстве всевозможных гидротехнических сооружений, в том числе и резервуаров для воды. Однако, следует отметить, что он бывает самых разных видов и предназначен для разных целей.
В частности, гидротехнический бетон в первую очередь делится по степени водонепроницаемости на:
- Подводный;
- Предназначенный для постоянного нахождения в воде;
- Для эксплуатации в зоне переменного горизонта воды;
- Подвергающийся эпизодическому отмыванию водой.
Кроме того, его различают на следующие типы:
- Массивный и немассивный;
- Предназначенный для напорных и безнапорных конструкций.
Чтобы правильно выбрать материал, необходимо разбираться в его обозначениях, которые мы рассмотрим ниже.
На фото — гидротехническое сооружение
Обозначение водонепроницаемости
Что касается водонепроницаемости, то материал делят на следующие марки – W2, W4, W6, W20. Цифры говорят о том, при каком давлении он не пропускает воду. Таким образом, водонепроницаемость бетона W6 составляет 0,6 Мпа.
Прочность на сжатие
Еще одним важным показателем является прочность на сжатие.Этот параметр материала определяют в возрасте 180 суток. Для строительства используют бетоны классов В10, В40. К примеру, класс B10 соответствует марке бетона М150, В20 – марке М250, а B30 –М400.
Морозостойкость
Гидробетон также делят по степени морозостойкости. Существует пять его марок – F50, F100, F150, F200 и F300. В данном случае цифры говорят о количестве циклов замерзания и размораживания, после которых его прочность снизится не более чем на 25 процентов.
Совет! Требование морозостойкости предъявляют только к тем гидротехническим материалам, которые подвергаются при эксплуатации одновременному воздействию воды и мороза. Так как от этого показателя зависит цена раствора, не всегда имеет смысл его приобретать.
Теперь, разобравшись с особенностями маркировки, вы легко сможете определить характеристики бетона W6. Что позволит подобрать наиболее подходящий материал для эксплуатации в тех или иных условиях.
Способы, методы определения устойчивости к воздействию жидкости
Для установления уровня водонепроницаемости, устойчивости бетона к проникновению жидкости, применяют ряд способов.
К основным относятся:
- «мокрое пятно», вычисляется наибольшее давление, при достижении которого материал не пропускает жидкость (предусматривает обязательное испытание);
- вычисление фильтрационного коэффициента — параметра, соотносящего давление с отрезком времени фильтрации.
Вспомогательные:
- внешний вид (осмотр, изучение структуры);
- определение наличия добавок, присадок, обмазок;
- установление пористости, число пор на единицу площади, чем их меньше, тем выше показатель влагостойкости.
Пористость и плотность
Бетонный состав, являясь пористо-капиллярным телом, во время наличия соответствующего давления проницаем для влаги. Водонепроницаемость значительно зависит от пористости материала.
Причины появления пор:
- уменьшение объема бетона при высыхании;
- наличие чрезмерного объема воды в растворе;
- плохое уплотнение.
Требуемая уплотненность раствора достигается с помощью тщательной вибрации и размешивания цементного состава.
Химическая реакция компонентов бетона с водой, которая проходит в массиве во время набора прочности, называется гидратацией. При этом реакция длится на протяжении долгого времени.
Для полноценной гидратации частиц цемента объем воды обязан находиться на уровне 45% от общей массы бетона, это соответствует водоцементному соотношению В/Ц=0,45. Причем связывается химическим способом лишь 55% общего количества воды в растворе, это соответствует В/Ц=0,20.
В теории для гидратации бетона хватает В/Ц=0,20, но в тоже время значительно увеличивается жесткость раствора, потому на практике применяют бетонную смесь с В/Ц соотношением приблизительно 0,5, это вполне обеспечивает удобную доставку и заливку раствора.
Вода, которая не вступила в реакцию гидратации, после застывания последнего образует в массиве множество пор. Часть из которых закрыта, а часть создает сквозные тоннели, по которым в дальнейшем начинает проходить влага.
Для улучшения водонепроницаемости количество влаги при затворении необходимо минимизировать (В/Ц=0,45 является оптимальной величиной).
Уменьшение водоцементного соотношения (к примеру, с В/Ц=0,6 до В/Ц=0,45, т. е. на 25%) при определенной подвижности цементного состава достигается благодаря использованию пластификаторов, причем количество пор значительно снижается.
Для получения максимально плотного раствора с высокой маркой водонепроницаемости применяют разные гидроизоляционные присадки.
Факторы, влияющие на водонепроницаемость
Основным, определяющим, фактором, влияющим на устойчивость бетона к воздействию влаги, является пористость — присутствие в структуре открытых полостей (пор). Положительная их роль в том, что они позволяют строительному материалу «дышать», обмениваться водой с окружающей средой.
Но наличие пор всегда сопряжено с утратой прочностных параметров.
Водонепроницаемость бетона также определяют:
- плотность, чем она выше, тем коэффициент водонепроницаемости больше;
- усадка, констатирует — материал имеет низкую сопротивляемость к проникновению жидкости;
- переизбыток затворителя вследствие нарушения оптимального соотношения цемент/вода, ведущее к повышенному образованию пор;
- присутствие, отсутствие, присадок (добавок), влияющих на способность противостоять разрушительному воздействию влаги;
- марка цемента, от которой зависит качество изготавливаемой строительной смеси;
- возрастные параметры: при наборе прочности в толще материала растет число гидратных новообразований, которые заполняют поры, увеличивая водонепроницаемость;
- марка бетона.
Обратите внимание! Для минимизации пустот на стадии изготовления следует тщательно перемешивать раствор, использовать вибрационные устройства при его укладке.
При соблюдении СНиПов на устойчивость бетона к воздействию влаги влияет «возраст». Показатели гидрофобности растут в первое полугодие, далее наступает процесс стабилизации состояния.
Как сделать водонепроницаемой бетонную смесь
Для того чтобы увеличить водостойкость бетонной смеси, рекомендовано применение большого количества способов. При изготовлении смеси своими руками рекомендуется устранять усадку бетона, а также обеспечить временное воздействие на него.
Искоренение усадки состава
Соответственно свойствам материала средних марок, в нем имеются поры в достаточном количестве. Они способствуют проникновению влаги в материал. Это объясняется тем, что в процессе застывания наблюдается постепенная усадка бетона.
Для того чтобы уменьшить степень усадки бетона рекомендуется выполнение определенных правил:
- Для того чтобы повысить класс бетона, рекомендовано применение специальных составов. С их помощью образовывается специальная пленка, с помощью которой ограничивается возможность усадки. Добавление составов должно проводиться в строгом соответствии с инструкцией, что обеспечит отменные технические характеристики бетонной смеси. В противном случае будет диагностироваться противоположный эффект.
- После приготовления раствора каждые 4 часа его нужно взбрызгивать водой. Процедура должна проводиться не более 4 дней. По истечению этого времени бетон должен застывать естественным путем.
- После заливки материал должен накрываться полиэтиленовой пленкой. Это предоставит возможность образования небольшого конденсата, который исключит усадку бетона. Во время проведения манипуляции рекомендуется следить за тем, чтобы пленка не касалась бетона.
Временное воздействие
С целью повышения водонепроницаемости бетона рекомендовано обеспечить временное воздействие. Материал должен сохраняться в сухом виде продолжительный период, что приведет к улучшению технических характеристик. Чтобы способствовать высокому коэффициенту фильтрации, нужно правильно хранить бетонную смесь.
Хранение материала должно проводиться в темном и теплом месте, которое характеризуется высоким уровнем влаги. Увеличение качества искусственного камня в несколько раз наблюдается уже по истечению 6 месяцев хранения.
Другие способы
Для того чтобы создать водонепроницаемый бетон раствором гидрофобного цемента, рекомендовано нанесение обмазочных материалов на поверхность. С этой целью применяется мастика или горячий битум. Перед нанесением на поверхность нужно очистить бетонную конструкцию и прогрунтовать ее. Это обеспечивает качественное сцепление обмазочных материалов и бетон. На завершающем этапе проводится нанесение мастики или битума в несколько слоев. Толщина одного слоя должна составлять не менее 2 миллиметров. По истечению нескольких минут после нанесения состава наблюдается образование защитной корки на поверхности.
Этот метод характеризуется наличием определенного недостатка. При деформации искусственного камня разрушается обмазочный слой. При неправильном выборе мастики защитный слой может стекать.
Для того чтобы создать защитный слой, рекомендовано применение окрасочной гидроизоляции, с помощью которой улучшаются водонепроницаемые качества бетонной конструкции. Методика заключается в том, что на поверхность наносится эмульсия, разогретый битум или мастика. После этого наносится грунтовка или краска в несколько слоев.
Для увеличения влагонепроницаемости бетона рекомендовано применять специальные добавки, которые на современном строительном рынке представлены в широком ассортименте. Рекомендовано применение хлорного железа и силикатного клея. Самым дешевым вариантом добавки является нитрат кальция. Он имеет отличную сопротивляемость по отношению к влаге. Средство хорошо растворяется в воде, что упрощает процесс его использования. Для обеспечения высокого уровня влагонепроницаемости рекомендовано применение натрия олеата. Благодаря всем вышеперечисленным добавкам обеспечивается увеличение показателя. Выбор добавки зависит от финансовых возможностей пользователя.
Водонепроницаемость является важным показателем, с помощью которого обеспечивается определение качества бетона. В соответствии с этой величиной обеспечиваются марки искусственного камня. От них зависит не только количество пропускаемой влаги, но и количество нагрузок, которые выдерживает искусственный камень. Для увеличения показателя влагонепроницаемости в домашних условиях рекомендовано применение полиэтиленовой пленки для покрытия поверхности. Также на бетон могут наноситься обмазочные или красочные материалы.
Характеристики марок водонепроницаемости
При выборе типа бетона обычно внимание обращают на марку (класс) водонепроницаемости. От него зависят сферы применения данного строительного материала.
Показатели для W2, W4, W6, W8 и W12
Водопроницаемость бетона обозначается W с четными цифрами (от 2 до 20):
- W2 — показатели низкие. Материал не водостойкий, изделия должны обеспечиваться дополнительно гидроизоляционными мероприятиями.
- W4 — показатели нормальные. Применяют для закладки фундаментов в грунтах, отличающихся низкой влажностью, с гидроизоляцией при влажности повышенной.
- W6 — отличается средними показателями устойчивости. Применим при возведении небольших сооружений.
- W8 — устойчивость высокая. Востребован при возведении объектов, к которым предъявлены повышенные требования сопротивляемости к воздействию влаги.
Важно! Марки W10 — W20 (с высокой устойчивостью) используют для возведения сооружений гидротехнических, бункеров, водохранилищ, бассейнов. Это оптимальный материал под фундаменты многоэтажных строений.
Какие добавки используются для повышения водонепроницаемости
Повысить гидроизоляционные свойства бетона можно с помощью наружной гидроизоляции или, используя специальные добавки на стадии приготовления бетонной смеси. Наружную гидроизоляцию рассматривать не будем, это тема для отдельной статьи, сейчас важнее добавки, способные повысить показатель водонепроницаемости.
Сегодня наиболее распространенные добавки – гидрофобизирующие. Они повышают водонепроницаемость и частично морозостойкость, немного увеличивают плотность, что влияет и на прочность, слегка улучшается пластичность. Эти добавки могут быть как жидкими, так и сухими. Но гидрофобизирующие добавки имеют свои недостатки:
- снижают теплоизоляционные свойства бетона;
- их не рекомендуют использовать при строительстве зимой;
- могут влиять на срок высыхания бетонной смеси;
- не устраняют проблему усадки бетона, что заставляет использовать дополнительные добавки.
Однако недавно на рынке появились более совершенные добавки, которые не только повышают водонепроницаемость, но и другие характеристики бетона. И это полипропиленовое фиброволокно – универсальные армирующие добавки из первичного полимера, которые создают в бетонной смеси объемную матричную структуру, повышая все характеристики бетона.
Наиболее популярная марка фибры – MicroArm (особо прочные экструдированные полипропиленовые микроволокна длиной 2-18 мм). Помимо повышения основных характеристик – прочность на растяжение при изгибе, ударная прочность, предотвращение расслоения бетонной смеси, снижения вероятности образования трещин на 70% – MicroArm также значительно повышает показатель водонепроницаемости, что ожидаемо влияет и на морозостойкость.
Согласно последним испытаниям, водонепроницаемость бетонного образца с фиброволокном в составе повысилась на 4 пункта, с W2 до W6. При этом морозостойкость также повысилась с 30 МПа до 35 МПа. Это говорит о том, что даже небольшое количество фибры значительно влияет как на стандартные показатели бетона, так и на водонепроницаемость. Расход фибры на м3 от 0,6 до 2,5 кг, зависит от назначения будущей конструкции. Если вам нужен водонепроницаемый бетон, не обязательно покупать цемент более высокой марки или использовать гидрофобизирующие присадки, добавляйте фибру.
Полипропиленовое фиброволокно – современная армирующая строительная добавка, имеющая большой потенциал. Сегодня фибра широко используется в частном и промышленном строительстве. А в некоторых направлениях строительства она просто незаменима.
Способы увеличения водостойкости
Водостойкость бетона можно увеличить разными способами. Выбор зависит от сферы, где он будет применен:
- Внесением пластифицирующих добавок при изменении водоцементного соотношения для получения материала более плотного.
- Применением цемента глиноземистого.
- Включением в смесь сульфатов алюминия, железа.
- Добавлением присадок, гидрофобизаторов.
- Использованием обмазочных составов, пропиток.
За счет чего бетон имеет разную водонепроницаемость
На водонепроницаемость влияет множество факторов. Эта способность обеспечивается особым капиллярно-пористым строением материала. Водонепроницаемость в плотном бетоне намного выше, так как в нем меньше пор.
Малоуплотненный состав, излишек воды и усадка могут быть причинами большого объема пор. Во время высыхания и затвердевания происходит усадка и снижение объема бетонной смеси. От ограниченного армирования и испарения воды под воздействием негативных факторов окружающей среды происходит наибольшая усадка.
Воздухововлекающие добавки меняют характер пористости. Поры закрываются и становятся более плотными.
Материал на глиноземистом и высокопрочном цементном составе обладает более высоким уровнем водонепроницаемости. Такие виды присоединяют больше молекул воды при гидратации и формируют камень высокой плотности.
От вида добавок зависит водонепроницаемость бетона. Степень уплотнения смеси повышается, благодаря сульфатам алюминия и железа. Это происходит при помощи вибрирования, прессования и вакуумного устранения воды. Относительно пуццоланового портландцемента можно сказать, что его впечатляющий показатель непроницаемости напрямую зависит от объема пуццолановых добавлений и их набухания.
Возраст бетонной конструкции также влияет на показатели. Чем старше цемент, тем больше становится гидратных новообразований, что является причиной повышения водонепроницаемости.
Марки бетона по морозостойкости
Если постройка эксплуатируется в средних и северных широтах России, на эксплуатационные особенности сильно влияет морозостойкость материала. Это не что иное, как способность кладки сохранять свои характеристики в условиях попеременного замораживания и, наоборот, размораживания. Большое внимание специалисты уделяют этому свойству когда планируется возводить мостовые опоры, сооружать гидротехнические конструкции и обустраивать аэродомные покрытия.
ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Какие есть виды ячеистого бетона и их характеристика
Морозостойкость определяет буква F, она бывает от F25 до F1000. Важна эта характеристика или нет, строители решают исходя из климатических особенностей, с учетом холодного сезона года. Самыми морозостойкими остаются самые мощные и плотные бетоны высоких марок.
Каким бетон бывает по прочности
Показатели прочности фиксируются при сжатии, ГОСТ устанавливает виды бетона от М50 до М800. Особенно ходовыми признаны составы от М100 до М500 включительно. Главное их отличие – в плотности заполнителей. Чем больше нагрузка, тем мощнее должен быть материал. Самые легкие смеси М50, М75, М100 используют редко – для строительства отмостки. Для ж/д конструкций или стяжки напольных покрытий применяют бетон марки М200. Невероятно прочным считается М550.
Важно соблюдать технологию производства.
К сожалению, бетон не дает идеально ровной поверхности, которая считается оптимальным вариантом для влагозащиты: на нем изначально образуются поры. Это происходит по ряду причин:
- Из-за сокращения объема цементного раствора вследствие его высыхания (усадки), особенно при избыточном количестве жидкости.
- Если масса плохо уплотнена.
В данной связи надлежит соблюсти следующие условия:
- Водо-цементное соотношение должно соответствовать значению 0,4.
- Гравия в объеме замеса должно быть в 2 раза больше, нежели песка.
- Допускается использование только цемента М300 и М400 (М200 – в самом крайнем случае).
Первые 3 суток рекомендовано увлажнять застывающую поверхность через 3 часа и покрывать конструкции сверху защитной пленкой. Но без добавки специальных пластификаторов, способствующих предотвращению образования пор, состояние готового бетона может не выйти на желаемые параметры.
Существуют и силиконовые гидрофобизаторы, применяемые в качестве грунтовки. Они заполняют поры на 10 и более см, что блокирует доступ воды в тело бетона. Глубина пропитки до 1 м достигается посредством особой проникающей гидроизоляции, например, категории Пенетрон. Закупорке пор в данном случае способствует известь, присутствующая в составе бетона.
Таким образом, отраслевые эксперты отмечают: повышение уровня водонепроницаемости возможно лишь при строгом соблюдении технологии.
Науке известны основные и вспомогательные способы измерения уровня водонепроницаемости.
- Фильтрация.
- «Мокрое пятно».
Последний метод, когда определяется максимальный показатель по давлению, при котором жидкость не проникает внутрь, встречается чаще.
- Структурный анализ. Степень водонепроницаемости бетона определяется согласно обратной пропорциональной зависимости; когда число пор сокращается, показатель растет.
- Характеристики связующего вещества – портландцемента и гидрофобного цемента.
Достоинства и недостатки
Вода, впитываемая бетоном, негативно сказывается на его эксплуатационных свойствах и эксплуатационных характеристиках помещений в которых использованы конструкции изготовленные на его основе. В частности вода оказывает следующее действие:
- Увеличивает процент промерзания смеси – снижаются характеристики теплопроводности, вода заполняющая поры при замерзании и расширении, может вызвать растрескивание поверхности и привести к крошению бетона. Если контакт с жидкой средой происходит постоянно или очень часто, со временем такие элементы и детали приходят в негодность и требуют замены или капитального ремонта;
- Образование плесени – поверхность насыщенная влагой, является оптимальной средой для развития и распространения плесени и грибка. Наличие вредоносных микроорганизмов, негативно сказывается на микроклимате помещения, а также способствует разрушению отделочных материалов использованных для декорирования основания.
Тем не менее, бетон W4 имеет и важное преимущество – он дешевле бетонов с низким уровнем поглощения воды, что обусловлено особенностями его состава, а именно, сравнительно меньшим содержанием цемента и использованием недорогих материалов заполнителей. Таким образом, можно хорошо сэкономить, используя материал на участках, где исключен контакт с влагой или влажной средой.
