Бетон используют повсеместно для возведения самых разнообразных сооружений. У него масса специфических характеристик, позволяющих подобрать нужный раствор под конкретные условия строительства, чтобы получить максимально долговечную конструкцию. При выборе этого стройматериала необходимо принимать во внимание его морозостойкость и прочность. Но немаловажна и водонепроницаемость бетона, обозначаемая в маркировке буквой «W». Чем она выше, тем дольше прослужит монолитная конструкция.
Терминология и марки водонепроницаемости по ГОСТу
Водонепроницаемость бетона – это его способность не пропускать внутрь своей структуры влагу под давлением. Обозначается литерой «W» и четной цифрой от 2 до 20. Последняя указывает на давление в МПа х 10 в «-1» степени, при котором бетонная поверхность начинает впитывать и пропускать воду.
Водостойкость напрямую зависит от капиллярно-пористой структуры стройматериала. Если он относится к плотным маркам, то пор в нем минимум и непроницаемость по воде выше. Самыми неустойчивыми в этом отношении являются различные пено- и газобетоны. У них изначально внутри формируется масса воздушных полостей, которые повышают теплоизоляционные характеристики, но понижают водонепроницаемость.
Обычная бетонная смесь после заливки в форму начинает постепенно высыхать и усаживаться. Однако если процесс затвердевания происходит слишком быстро, армирование может оказаться слабым. В результате внутри бетона образуются трещины и пузырьки воздуха, что снизит его водоустойчивость.
Совет! За счет более высокой водонепроницаемости бетона можно существенно сэкономить на гидроизоляции, воспользовавшись дешевыми материалами или вовсе отказавшись от дополнительной влагозащиты.
ГОСТом определены марки бетона по водонепроницаемости от W2 до W20. Чем выше этот показатель, тем плотнее и устойчивей бетонная конструкция к воздействию влаги. Маркировка W6 означает, что материал не будет пропускать воду при давлении до 4 атмосфер (0,4 МПа), а W12 – до 12 атмосфер.
Самые низкие показатели водопоглощения будут у бетонной поверхности, для изготовления которой использовался глиноземистый или высокопрочный цемент. Во время гидратации они присоединяют к себе больше молекул воды, и формируют более плотный камень.
Для повышения водонепроницаемости в бетон добавляются специализированные присадки и используются различные технологии замеса. Например, сульфаты железа и алюминия существенно увеличивают плотность смеси. А для удаления лишней воды применяют вакуумные установки, прессование и вибрирование.
Исследование бетонной конструкции на проницаемость воды
Существует достаточно большое количество способов определить водонепроницаемость. Но ГОСТом 12730.5-84 определены четыре основных метода испытания бетона на этот показатель:
1.По мокрому пятну.
2.По коэффициенту фильтрации.
3.Фильтратометром.
4.По уровню воздухопроницаемости.
Первые два метода требуют значительного времени (порядка недели). Чаще всего используют два последних способа.
Марки W2-W4 используются при внутренних работах, где воздействие воды ограничено. А W10-W20 больше предназначены для возведения гидротехнических сооружений. После затвердевания таким поверхностям не нужна дополнительная гидроизоляция. Однако эти бетонные смеси стоят немало.
Важно! Все указанные при маркировке бетона и цемента показатели водонепроницаемости относятся только к монолитной поверхности. Дефектные участки и швы все равно будут пропускать воду, их необходимо дополнительно покрывать слоем гидроизоляции.
В частном домостроении чаще всего используются стройматериалы с водонепроницаемостью W6-W8. Они приемлемы по цене, а также устойчивы к воде, что позволяет возводить долговечные фундаменты и стены.
Как сказывается на водонепроницаемости возраст бетона
Показатели только что схватившегося и прошедшего полный период затвердевания раствора сильно различаются. По мере “взросления” бетона его водонепроницаемость повышается. Но происходит это только при соответствующем уходе. При этом увлажняемая бетонная поверхность становится более прочной быстрее, чем находящаяся на воздухе с влажностью 50–70%.
Важно! Водонепроницаемость с возрастом будет повышаться только при должном влажностном уходе за бетоном на протяжении 150–180 дней после заливки раствора. В течение этого периода необходимо поддерживать определенную температуру и влажность на поверхности бетонной конструкции.
При отвердевании в условиях редкого смачивания водой или просто на открытом воздухе бетон своей максимальной водонепроницаемости достигает через полгода, нередко этот процесс затягивается до года. При постоянном увлажнении (поливе) достичь нужных кондиций материал может всего за пару недель.
Твердение бетонного раствора сопровождается его усадкой, в результате которой он немного уменьшается в объеме и становится плотнее. При недостаточном армировании в бетоне могут образоваться трещины. Чтобы этого не произошло бетонную поверхность:
-укрывают пленкой либо мокрой мешковиной;
-в первые дни увлажняют с интервалов в 3-4 часа, а потом раз в несколько суток;
-покрывают специализированными составами, которые формируют тонкую гидроизоляционную пленку.
С «возрастом» в искусственном камне увеличивается объем гидратных соединений, что улучшает характеристики непроницаемости материала к воде. Поэтому сохранение влаги в бетоне на этапе отвердевания является одной из основных задач монолитчиков. Особенно это касается растворов с низким В/Ц.
Важный нюанс! Повышение водонепроницаемости – прямой путь к понижению теплопроводности бетона. Если из материала убрать все пузырьки воздуха, он будет быстрее пропускать сквозь себя тепло.
Пропорция воды и цемента в растворе (В/Ц) оказывает прямое влияние на его прочность и водопоглощение. При изначально низком водоцементном соотношении бетон во время затвердевания нужно смачивать, иначе впоследствии его водонепроницаемость будет низкой.
С другой стороны, избыток воды при замесе тоже плох. Вся не вступившая в реакцию гидратации влага будет просто испаряться, образовывая поры. При подготовке раствора следует четко соблюдать технологию замешивания и пропорции всех ингредиентов. Оптимальным считается В/Ц=0.4, но все зависит от характеристик цемента и использованных присадок.
Как снизить уровень водопоглощения бетонных поверхностей.
Повысить водонепроницаемость бетона можно как на стадии его изготовления (путем добавления присадок), так и после – за счет внешней гидроизоляции. Для этого существует огромное количество разнообразных присадок и составов. Первый способ относится к первичной гидроизоляции, а второй – к вторичной (дополнительной).
Добавки в смесь на этапе замеса
Первичная гидроизоляционная защита предусматривает повышение водонепроницаемости конструкционного материала изнутри. Здесь применяются:
-пластификаторы;
-соли щелочных металлов (например, нитрат кальция);
-полимерные эмульсии (гидрофобизаторы).
Одни из них участвуют в процессе гидратации цемента, повышая плотность бетона. А другие заполняют капиллярные поры, предотвращая проникновение влаги внутрь.
Чтобы бетонный раствор после затвердевания получился максимально плотным и влагонепроницаемым, при размешивании и заливке смесь необходимо уплотнять вибраторами поверхностного или глубинного воздействия, иначе оставшаяся вода и воздух внутри сформируют полости и капиллярные поры, которые неизбежно будут пропускать влагу.
Внешняя обработка готовой поверхности
Вторичная гидроизоляция защищает бетон сверху, создавая водонепроницаемый слой из эпоксидных, полиэфирных и полиуретановых соединений. Это может быть обеспыливающая пропитка, жидкая резина или стекло, наливной пол, битумная мастика, герметик либо иное эластичное покрытие.
Способов увеличения водонепроницаемости бетона путем создания внешнего гидроизоляционного слоя много. Каждый из них по-своему эффективен и предназначен для разных условий работ. При соблюдении технологии все они создают надежную изоляцию от влаги.
С помощью различных ухищрений полностью водонепроницаемым можно сделать только монолитный бетон. Швы сборных конструкции на сто процентов защитить нельзя. Применение стоящих немалых денег присадок не всегда целесообразно. Зачастую выгоднее выполнить поверхностную гидроизоляцию, которая защитит как бетонную поверхность, так и места стыков.
