Водонепроницаемость бетона: от чего зависит и как этого добиться

Без бетона не обходится ни одно строительство. Этот уникальный материал используется при кладке стен, возведении фундаментов, для изготовления множества элементов декора, будь то балясина, ваза, скульптура или даже столешница для парадной комнаты. Современные технологии изготовления возвели бетон практически на одну ступеньку с мрамором или гранитом, улучшив его характеристики. Бетон ценится за свою способность не пропускать воду. За счет чего сооружения не страдают от коррозии, а их прочность со временем не снижается.

Бетон недаром называют хлебом строительства. Без него невозможно отстроить ни межэтажные перекрытия, ни капитальные стены зданий. Он состоит из нескольких составляющих:

1. Вода.
2. Заполнитель (галька, щебень, песок).
3. Вяжущее вещество (цемент или известь).

Смешивание этих компонентов ведет к формированию так называемого цементного камня, который скрепляет в единую глыбу мелкие фракции. Эксперименты с количеством составляющих дают большой выбор характеристик и качеств, что еще больше увеличивает область использования бетона. Изменяются его пористость, увеличивается или уменьшается время затвердевания, меняется его реакция на воздействие нагрузок. Водонепроницаемость — одна из важнейших характеристик бетона.

Водонепроницаемость — способность материала не пропускать воду под давлением.

Обычный цементный состав не может этим похвастаться. Но нередки ситуации, когда необходима повышенная влагостойкость материала. Это может быть строительство подвалов, ленточных фундаментов, а также заливка полов в зданиях, находящихся ниже нулевой отметки. В гидротехнических сооружениях — для строительства плотин, дамб, специальных подводных тоннелей и резервуаров.

Факторы, влияющие на водонепроницаемость бетона

1. Возраст изделий или сооружений из бетона. С возрастом показатели впитывания повышаются: спустя год после заливки сопротивляемость увеличивается в 4 раза.
2. Особенности окружающей среды. На свойства материала влияют близость водоносных слоев и прямой контакт конструкций с влажной почвой. Влажность, а также перепады температур тоже играют важную роль.
3. Дополнительные добавки. Использование разнообразных модификаторов при изготовлении бетона увеличивает водонепроницаемость материала. Они способствуют снижению числа пор, перекрытию возникших воздушных полостей, увеличивают плотность состава. К таким веществам относятся железные и алюминиевые сульфаты, раствор нитрата кальция. Помимо добавок, строители достигают повышения плотности при помощи действия пресса, удаления влаги вакуумом и вибрированием.
4. Методы дополнительной поверхностной гидроизоляции. Проникающая в самую глубину массива гидроизоляция заполняет собой капиллярные ячейки, герметизируя их.
5. Процент воздушных ячеек в отстроенном массиве. Увеличение объема и количества пор способствует проникновению влаги в бетон, которая при понижении температуры окружающей среды, замерзает, расширяется, приводит к постепенному разрушению материала.
6. Качество цемента. Цемент, используемый для замешивания раствора, может иметь разные показатели (состав, структуру), которые влияют на конечный продукт. Большую стойкость бетона к влаге может придать смесь, созданная на основе глиноземного высокопрочного цемента, впитывающего влагу во время гидратации, а также портландцемент с пуццолановыми наполнителями, увеличивающимися в объеме во время высыхания.
7. Большое значение уделяют количеству воды, добавляемой во время замеса, а также ее концентрации, наблюдаемой при усадке массива. Чем выше температура — тем быстрее проходит процесс высыхания, дополнительно можно использовать арматурную сетку.

Для решения проблемы с усадкой можно воспользоваться следующими советами:

1. Прикройте забетонированный участок пленкой.
2. Если позволяет окружающая температура, каждые 3-4 часа увлажняйте бетон (достаточно 3 дней).
3. Используйте специально разработанные пленкообразующие составы, но внимательно читайте инструкцию перед покупкой, так как на многие из них после нельзя наносить гидроизоляционное покрытие.

Чтобы понять, насколько водонепроницаемым будет бетонный состав, нужно обратить внимание на специальную маркировку. Она состоит из двух индексов: заглавная буква W и четная цифра (от 2 до 20). Цифра обозначает величину водяного столба, который воздействует под давлением на массив без просачивания внутрь. Чем выше цифра — тем больше устойчивость.

Существует 2 вида показателей, определяющих взаимодействие бетона с жидкость:

• основные (коэффициент фильтрации, уровень водонепроницаемости, соответствующие марки);
• дополнительные (отношение цемента и воды, поглощение ее во соответствии с массой).

Для бытового строительства ориентировочными являются первые показатели водонепроницаемости. Остальные используются редко (в научных экспериментах и в производстве смесей).

Известные марки бетона

1. Стройматериал с показателем W2 используется крайне редко. Его влагозащитные свойства очень низкие, поэтому используется он только тогда, когда гарантированно не будет прямого контакта с влагой. Чаще это временные и каркасные постройки. Без гидроизоляции обойтись не получится совсем.
2. Бетон с показателями водонепроницаемости W4 и W6 обладает средней степенью проницаемости. Это значит, что его можно применять для построек бань и бассейнов. Среди частных застройщиков он также популярен (для постройки деревянных малоэтажных домов на устойчивом грунте, коттеджей из пеноблоков).
3. Маркировка W8 популярна в частном домостроении. Такой бетон имеет оптимальное сочетание цены и качества, впитывает всего 4,2% по всей массе материала, но требует дополнительного применения гидроизоляционных материалов. Такая смесь значительно дороже предыдущей, подходит для конструкций из газобетона.
4. Для внешней отделки фасадов (т.е. тех мест, которые будут напрямую контактировать с влагой) используется бетон с индексом водонепроницаемости W10-W14.
5. Более гидрофобные марки — W16, W18, W20. Используются при возведении бункеров, гидротехнических сооружений и особых резервуаров. Еще одно положительное их качество — морозостойкость. Смесь W20 стоит весьма дорого (от 4500 рублей за 1 метр кубический), поэтому используется редко.

По правилам, указанным в ГОСТ 26633-2012 «Бетоны мелкозернистые и тяжелые. Технические условия» водонепроницаемость определяется следующими методами:

1. Метод «мокрого пятна». Измеряется максимальное давление, при котором жидкость не проходит через образец бетона. По времени исследование занимает несколько суток (до 10 и больше). Для исследования необходима специальная установка с 6 «гнездами», подводом воды через нижнюю торцевую часть.
2. Определение коэффициента фильтрации. Проводится по измеренному количеству фильтра и затраченному времени. Помимо специального механизма, нужны весы и силикатный гель.
3. Ускоренный метод. По величине сопротивления проникновению воздуха. Этот метод применяется чаще всего, поскольку трата времени минимальна. Устройство для исследования называется фильтратометр.

Но, помимо основных, есть дополнительные методы определения водонепроницаемости бетона:

1. По структуре ячеек материалов (какое количество песка и гравия входит в смесь).
2. По виду и объему химических добавок (присутствует ли в бетоне силикатный клей, хлорное железо, нитрат кальция, натрия олеат).
3. По виду вещества, связывающему раствор (есть ли в нем портландцемент, гидрофобный или пуццолановый цемент).

Добиться повышенной устойчивости бетона к воде не сложно. Есть несколько путей, условно их можно разделить на первичные и вторичные:

1. Первичные:

• обработка грунта глубокого проникновения;
• наблюдение за этапами и составом гидратации.

2. Вторичные:

• создание барьера между внешней средой и постройкой.

В каждом есть свои нюансы:

1. На стадии замеса бетона важно соблюдать соотношение цемента с водой. Без жидкости гидратация невозможна, однако в реакцию вступает 60% от общего объема. Чем меньше жидкости в растворе — тем лучше его качество. Ведь избыток ведет к появлению больших пор, в которые рано или поздно попадет влага, а недостаток — ухудшит структуру. Но про обязательный минимум забывать нельзя!
2. Вещества, которые снижают водопотребность строительных составов, позволяют уменьшить ее более чем в 2 раза. Это различные смолы, кремнийорганические соединения, поликарбоксилатные эфиры, сульфаты железа, алюминия, смеси натриевых солей. Однако здесь важно не забывать о допустимых дозах.
3. Используйте бетоносмесители на стадии приготовления, выдерживайте температурный режим, подбирайте качественные гидроизоляционные составы проникающего или пленочного типа. Лучший эффект дают многокомпонентные полимерные грунтовки, а также пенетрирующие составы (Пенетрон, Ксайпекс, Лахта проникающая, Акватрон, Стрим, Кристаллизол, Гидротэкс, Кальматрон).

Заключение

Бетон, при умелом к нему подходе, помогает создавать конструкции, способные простоять многие десятилетия. Такая характеристика, как водонепроницаемость, попадает в поле особого внимания пользователей, а для приготовления состава всегда требуется предельная точность и внимательность.