Водонепроницаемость бетона: классификация, характеристики, добавки

Водонепроницаемость – важная характеристика бетона, характеризующая способность материала сохранять устойчивость к проникновению воды вглубь бетонной конструкции. Это свойство напрямую связано с еще одним важным параметром – морозостойкостью, то есть способностью бетонных элементов переносить циклы замерзания-оттаивания. Этот параметр обозначается буквой W и четными цифрами в диапазоне – 2-20. Использование бетона с хорошей водонепроницаемостью позволяет сэкономить на дополнительных гидроизоляционных мероприятиях.

Характеристики бетонов разных марок водонепроницаемости

Марка материала по водонепроницаемости выбирается, в зависимости от условий эксплуатации:

• W2. Низкий показатель. Конструкции из этого строительного материала требуют проведения дополнительных гидроизоляционных мероприятий.
• W4. Нормальный уровень водонепроницаемости. Такой материал применяется при строительстве фундаментов в грунтах невысокой влажности. Во влажных местах – с использованием наружной гидроизоляции.
• W6. Материал наиболее применяем в индивидуальном и массовом строительстве.
• W8. Водонепроницаемые бетоны используются при строительстве конструкций или объектов с повышенными требованиями к устойчивости к проникновению влаги.

Способы определения стойкости бетонов к проникновению влаги

Водонепроницаемость характеризуется прямыми и косвенными показателями. К основным показателям относятся:

• Марка, определенная по технологии «мокрого пятна». При этом определяется максимальное давление, под воздействием которого образец остается непроницаемым для воды. Испытания осуществляются на специальной установке с гнездами для 6 образцов, которые могут иметь высоту 30, 50, 100, 150 мм. Нагрузку, прилагаемую к образцам, постепенно увеличивают до появления «мокрого пятна». Максимальным считается давление, при котором «мокрое пятно» появляется на двух образцах из шести.
• Коэффициент фильтрации. Расчет коэффициента фильтрации бетона различных марок водонепроницаемости осуществляется с помощью специальной установки, подающей воду к образцам под давлением 1,3 МПа.

Таблица прямых и косвенных показателей водопроницаемости бетона

Характеристики, влияющие на водонепроницаемость бетона

На эту характеристику влияет комплекс факторов:

• Возраст бетона. Чем он больше (до определенных пределов), тем выше устойчивость материала к проникновению воды. Это правило выполняется при соблюдении условий твердения смеси. При увлажнении поверхность твердеющего бетона быстрее набирает нормативную прочность, по сравнению с поверхностью, находящейся на воздухе с относительной влажностью 50-70%. В условиях редкой смачиваемости максимальная водонепроницаемость наступает через полгода-год после заливки смеси. Увлажнение поверхности при твердении смеси особенно актуально для бетонов с низким водоцементным соотношением.
• Пористость материала. Чем она больше, тем менее устойчив искусственный камень к проникновению воды вглубь бетонной конструкции. Наиболее устойчивы к проникновению влаги плотные бетоны. Наиболее влагопроницаемы пено- и газобетоны, особенно последние, для которых характерна открытая форма воздушных ячеек. У пенобетонов такие ячейки имеют закрытую структуру.
• Скорость схватывания и твердения смеси. Слишком быстрое протекание этого процесса провоцирует появление трещин и воздушных пузырьков, снижающих влагоустойчивость материала.
• Применяемое вяжущее. Лучшие показатели водонепроницаемости показывают бетоны на высокопрочном портландцементе и глиноземистом цементе. В период гидратации компоненты таких цементов формируют наиболее плотный цементный камень. Чем выше класс прочности бетона, тем выше марка его водонепроницаемости.
• Наличие или отсутствие специализированных присадок – сульфатов железа и алюминия.

Удалить из смеси лишнюю воду, сделав затвердевший продукт более плотным, помогут рациональные технологии замеса, вакуумные установки, тщательное вибрирование вибраторами поверхностного и глубинного воздействия, прессование, вибропрессование.

Таблица соотношения классов прочности и марок водонепроницаемости бетонов

Добавки для повышения водонепроницаемости

Повысить устойчивость бетона к воздействию воды можно как на стадии его изготовления путем введения специальных присадок, так и после – с помощью различных технологий наружной гидроизоляции.

Сейчас предлагается широкий перечень добавок, повышающих водонепроницаемость бетона, разной эффективности, способа воздействия, стоимости. Присадки нового типа не только заполняют пустоты, но и способны расширяться при контакте с водой. К таким составам относятся Penetron Admix и его отечественный аналог «Кристалл».

Преимущества гидрофобизирующих добавок:

• повышение водонепроницаемости и морозостойкости;
• повышение прочности бетонного камня за счет роста плотности;
• улучшение пластичности смеси, что избавляет застройщика от необходимости использовать пластифицирующие добавки;
• организация защиты стальной арматуры от возникновения и развития коррозионных процессов.

Гидрофобизирующие добавки могут быть:

• жидкими;
• сухими, добавляемыми в пластичную бетонную смесь;
• сухими, растворяемыми предварительно в воде.

В строительстве наиболее часто используются составы на основе:

• алкоксисиланов;
• гидросодержащих силоксанов;
• алкилсиликанов калия – наиболее дешевый высокощелочной раствор, при работе с которым необходимо соблюдать меры предосторожности.

Наружная гидроизоляционная обработка готовой бетонной поверхности

Способы создания наружной гидроизоляции бетонных элементов и конструкций:

• Традиционные варианты – оклеечная и обмазочная гидроизоляция фундаментов и стен. Это затратный и мало эффективный метод предотвращения проникновения влаги вглубь бетонной конструкции. При использовании рулонных гидроизоляционных материалов для обработки фундаментов необходимо устроить защитный экран, иначе при засыпке котлована на полотнищах могут возникнуть разрывы.
• Проникающая гидроизоляция. Наиболее известным представителем этой группы является Penetron, разные виды которого используются для объемной (внесение в пластичную смесь) и поверхностной гидроизоляции. Проникающая гидроизоляция поступает в продажу в виде сухого порошка или готового жидкого пропиточного продукта. В ее состав входят: портландцемент, наполнитель и активные химприсадки, функции которых выполняют полимеры или щелочные элементы.

Действие проникающей гидроизоляции основано на ее проникновении вглубь бетонной конструкции и вступлении в реакцию с составными компонентами цементного камня. В результате реакции в порах образуются водонерастворимые кристаллы, предотвращающие проникновение воды. Такой материал, наносимый на влажные основания, предназначен для наземных и подземных объектов. При нарушении целостности поверхности эффективность гидроизоляции не снижается. Для ликвидации фонтанирующих течей предназначены быстросхватывающиеся составы «Пенеплаг».

• Гидроизоляционные материалы для защиты швов от проникновения воды. Комплекс из прокладки «Пенебар» и раствора «Пенекрит» позволяет защитить бетонные конструкции от проникновения воды через швы.

Способ повышения водонепроницаемости бетонного элемента или конструкции выбирается, в зависимости от уровня влажности окружающей среди, напора воды, воздействующего на объект, ответственности объекта.