Какие нужно использовать добавки в бетон для водонепроницаемости (водоотталкивающие)

Проверка прочности

Проектно-конструкторские организации указывают в готовом проекте требующийся класс бетона и марку. Отвечающие марке бетонной смеси цифры (М100- М500), указывают, как в школе, на уровень знаний, а в строительстве — на средний показатель предела прочности, определяющегося на сжатие. Соответствие необходимых параметров можно проверить сжатием прессом специального отборочного материала — кубиков, которые отливаются из пробной партии. Они выдерживаются 28 суток для того, чтобы полностью отвердеть. Отлитые образцы следует хранить при обычном температурном режиме(20 град.) и хорошей влажности (90%). Можно не придерживаться 28-ми суточного выдерживания, а определить прочность в промежуточном периоде отвердевания, который становит 3, 7, 14 суток. Известно, что на протяжении первой недели, бетонная смесь отвердевает на 70 процентов от расчётных показателей. Можно проверять прочность более современными способами: проверкой склерометром или ультразвуком. Практикующие специалисты определяют уровень прочности зубилом и молотком. От того, какое количество затвердевшего фундамента отбивается, определяют примерно марку замеса.

Специфика компонентов гидротехнического бетона

Ключевую роль в обеспечении номинальных характеристик бетонной смеси и приобретении нею гидроизоляционных свойств играют компоненты материала – цемент, песок, щебень, добавки.

Цемент

Для создания гидротехнического бетона используется цемент марки М500 и выше. Конкретный его тип зависит от назначения гидробетона:

Подводная конструкция – шлакопортландцемент и пуццолановый цемент.Надводная конструкция – быстротвердеющий портландцемент.Конструкция, периодически контактирующая с водой – сульфатостойкий цемент.

Песок

В продукции используется мелкозернистый наполнитель речной природы с фракцией 0,8-1,8 миллиметров. Допустимая концентрация примесей (глины, пыли) – 3-4 процента.

Перед применением, песок промывается и просеивается. Необходимая влажность при смешивании с цементом и добавками – 2,5-3,5 процента.

Щебень

Конкретный тип крупнозернистого заполнителя выбирается в зависимости от назначения и специфики конструкции. Для надводных строений и объектов, имеющих нерегулярный контакт с водой, используется дробленый гравийный щебень фракции 10-20 миллиметров.

Если бетон омывается водой регулярно или погружен в неё, то эффективным решением является применение гранитного кубического щебня фракций 20-40 миллиметров для обычных конструкций и 40-120 миллиметров для фундаментальных многометровых крупнотолщинных структур.

Добавки

Для улучшения базовых технико-эксплуатационных свойств гидротехнического бетона в контексте защиты от влаги используются добавки, вносимые на этапе замешивания раствора. Возможные варианты:

Пластификаторы. Улучшают эластичность массы, усиливают сцепление с армированными поверхностями, повышают коэффициент морозостойкости и водонепроницаемости после окаменение материала.Гидроизоляционные присадки. Дополнительно повышают водонепроницаемость структуры продукции путем внесения в неё гидрофобных веществ – силиконовых жидкостей, щелочных солей высших кислот.Ускорители и замедлители твердения. Модифицирует скорость затвердевания пластичной массы, чем предопределяют оптимизированный набор смесью номинальных характеристик.Расширители. Снижают степень усадки, заполняют образующиеся трещины и поры материала. Типичные вещества – нитраты и нитриты натрия, соли хлорного железа, силикаты калия.

При необходимости, применяются иные виды добавок:

Противоморозные присадки. Противодействуют замерзанию воды в растворе при отрицательных температурах окружающей среды.Влагоудерживатели. Не допускают быстрого высыхания бетонной смеси после укладки.Красящие пигменты. Изменяет оттенок материала.Прочие. Антикоррозионные добавки, поляризаторы, биоцидные экстракторы.

Это интересно: Виды строительных блоков: полезно знать

Добавки для улучшения свойства

Засыпают их в смеси на этапе замеса, следуя рекомендованным пропорциям. Добавки в бетон для водонепроницаемости способствуют уплотнению готового раствора. В результате наблюдается перевод марки на уровень выше. Широко используются водостойкий парафин, соли кальция или нафтеновой кислоты, хлорид железа или стеариновая кислота. Приобрести компоненты можно в строительных магазинах. Положительным свойством добавок является повышение морозоустойчивости материала. Такая характеристика позволяет проводить работы и эксплуатацию готового строения при отрицательных температурах.

Марки бетона

Марка бетона по водонепроницаемости говорит о степени устойчивости бетона к воздействию влаги. Чем выше коэффициент, тем лучше устойчивость.

Таблица 1 Примерное соответствие марки бетона по водонепроницаемости

Бетон W2 характеризуется большой проницаемостью, он способен поглощать большое количество воды. Использование его без гидроизоляции недопустимо. W4 также впитывает достаточное количество влаги. Несмотря на то, что его характеристики выше, чем W2 использовать без нанесения гидроизоляции не рекомендуется.

Материал W6 является смесью с пониженной проницаемостью. Он применяется в строительстве чаще всего, так как поглощает среднее количество влаги.

Бетон W8 впитывает всего 4,2% по массе материала. В дальнейшем с возрастанием по шкале проницаемость материала постепенно уменьшается. Бетон W20 является самым устойчивым к влаге, но на практике применяется редко.

Марки W10-W20 используются для строительства гидротехнических сооружений, резервуаров для воды, цокольных хранилищ или бункеров. При использовании бетонов этих марок гидроизоляция не нужна. Эти марки бетона помимо высоких показателей по водонепроницаемости обладают хорошей морозостойкостью. Из-за высокой стоимости (4500 -5300 рублей за 1 м³) такой материал практически не используется для нужд частного строительства.

Области применения бетона с гидроизоляционными добавками

Строительные растворы с химическими присадками используются при возведении объектов, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности или непосредственно контактирующих с водой. Это:

Используя гидроизолирующие добавки в бетон, можно приготовить строительный раствор своими руками. Для этого необходимо:

Поместить в емкость сухой цемент и химические добавки для бетона в пропорциях, указанных на упаковке присадки.

Смешать компоненты, постепенно добавляя воду.

Важно: готовьте такой объем раствора, который можно использовать в течение 5–10 минут, иначе смесь потеряет подвижность и станет непригодной для дальнейшего применения

Виды бетонов по типу вяжущего вещества

По виду основного вяжущего вещества классифицируют бетоны.

Среди них выделяют:

1. 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.
2. 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.
3. Железобетон. Армирование бетонных конструкций металлом.
4. 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.
5. Пенобетон. Вспененная цементная смесь, с добавлением песка, воды, строительного фиброволокна. Отличается низкой теплопроводностью, хорошими показателями влагостойкости. Различают конструктивный, теплоизоляционный пенобетон, соответственно маркируется.
6. Газобетон. Пористый материал, изготавливается методом автоклавирования. Низкая теплопроводность, но может впитывать влагу.
7. Фибробетон. Насыщение цементной смеси фиброволокном придаёт ему дополнительную прочность. Происходит этот процесс за счёт скрепления всех компонентов между собой множеством мелких волокон.
8. Арболит. Блоки изготовленные на основе цемента и стружки дерева. Теплый материал, но впитывает влагу.
9. 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.
10. Полимерцементный. К цементу добавляют полимерные наполнители, смолы. Бетонная смесь приобретает дополнительную прочность, отличаются высокой водонепроницаемостью.
11. Гипсовый. Используется для отделочных внутренних строительных работ. Добавление пластификаторов, фибры, других компонентов повышает прочность, влагостойкость.
12. 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.

Рецептура в классах бетона и марке

Идентично тому, как школьники ходят в школу в разные классы, так и бетон может принадлежать к разным классам и марке. На показатель классности и марки ровняются при покупке бетонной смеси. Ее прочность может быть в пределах М50 — М1000, а основной диапазон марки — от М100 — М500. На марку бетонной смеси влияет количество и марка цемента, а также установленный объем воды. Подобно 9-летнему школьному образованию, существуют 9 основных классов бетонной смеси, который обозначается B7,5-B40. Распределение класса и марки бетона:

• классу бетонной смеси В7,5 отвечает самая приближенная марка М100;
• В12,5 отвечает М150;
• В15 принадлежит М200;
• В20 соответствует М250;
• В22,5 отвечает М300
• В25 относится к М350;
• В30 принадлежит к М400;
• В35 относится к М450;
• В40 отвечает М500.

Варианты укрепления бетона на различных этапах

Существует масса вариантов, предлагающих усовершенствовать водонепроницаемые свойства бетона на различных этапах:

• В момент приготовления;
• В момент укладки;
• В процессе твердения, засыхания бетона;
• Можно работать и с уже застывшим, затвердевшим бетоном.

Итак, как в момент приготовления, так и в момент укладки, затвердевания, вы можете использовать цемент более высокой активности. Приготовив бетон, вы можете создать ему водные условия твердения. Так же вы сможете менять водоцементное соотношение, тем самым, производя корреляцию свойств бетона, даже можно менять содержание раствора.

Последним пунктом, который более подробно будет рассматриваться далее, стоит отметить добавление различных химических добавок.

В тех случаях, когда бетон уже начал твердеть, или же засох окончательно, можно добавлять и пропитать бетон специальными проникающими мономерами. Последующая полимеризация позволит бетону обрести водоотталкивающие и водонепроницаемые свойства. Этот метод позволит поднять значение «W». Проще говоря, повысить уровень водонепроницаемости и способность выдержать большее давление. Например, купив W3, с помощью данного метода пропитки, вы сможете получить уже W4, или даже выше.

Подобный метод применяется при повышении уровня грунтовых вод, для предотвращения проникновения воды в подвальное помещение, или уже в случае проникновения влаги. Этот же метод применим для восстановления гидроизоляции стен и пола.

На рисунке ниже можно увидеть в действии смесь, которая при высыхании покрывает бетон подобием пленки, а также осуществляется полимеризация в порах бетона.

Пример покрытия бетона специальной смесью

Как определить марку бетона на практике

Если вы не знаете, какая марка бетона используется именно вами, это можно легко определить самому. Как вообще оценивается марка бетона по водонепроницаемости? На практике все выглядит так – берется бетон, на его поверхность начинают подавать воду, сначала просто поливая водой, потом подавая ее уже под давлением, постепенно увеличивая количество атмосфер.

Итак, варианты для определения марки водонепроницаемости бетона будут следующие:

Так называемый метод мокрого пятна. Когда на образец бетона подается постепенно вода под разным давлением (от меньшего к большему). Затем, по размеру пятна и определяется предел водонепроницаемости и назначается марка бетона. Образец должен выглядеть так, как на рисунке ниже;

Определение марки по мокрому пятну

• Есть и другие методы измерения. Например, можно определить водонепроницаемость по коэффициенту фильтрации. В этом случае определяется коэффициент фильтрации при действующем, постоянном давлении, базируясь на уровне, количестве фильтрата, а так же времени фильтрации;
• Чтобы не делать подобных расчетов, можно просто воспользоваться специальным прибором – фильтратометром;
• Также можно определить водонепроницаемость, основываясь на воздухопроницаемости.

Стоит сразу же предупредить, что подобные проверки могут отнять массу времени. Например, если у вас окажется бетон марки W8, то его проверка по методу мокрого пятна может затянуться более чем на неделю. Именно поэтому, стоит предпочесть другие методики, с помощью фильтратометра, или же используя расчеты, тем более, если вы не уверены твердо в марке своего тестируемого бетона.

Ликвидация процесса усадки бетона

Бетоны низких и средних марок являются достаточно пористыми материалами, легко вбирающими в себя влагу. Это негативное свойство усиливается в процессе усадки раствора при застывании. Таким образом, повысить качество и водонепроницаемость бетонной смеси можно путем уменьшения степени ее усадки.

Достичь желаемого результата поможет комплексный подход:

Необходимо использовать специальные добавки в бетон для водонепроницаемости. Принцип их действия заключается в том, что при застывании раствора они образуют защитную пленку, препятствующую его усадке.

Сегодня на рынке представлены различные добавки в бетон для водонепроницаемости, и хоть задача перед ними стоит одна, все же каждый отдельный вариант обладает своими особенностями, поэтому перед покупкой следует внимательно ознакомиться с инструкцией производителя.Помимо того, что добавляют в бетон для водонепроницаемости специальные присадки, его также рекомендуется поливать водой. Процедура эта выполняется в течение первых четырех дней с интервалом в 4 часа. Далее бетонная конструкция должна высыхать в естественных условиях.При быстром испарении влаги из раствора при застывании также происходит нежелательная усадка.

Чтобы замедлить этот процесс, после заливки бетонной конструкции ее необходимо сразу же покрыть специальной пленкой, под которой будет образовываться конденсат, предотвращающий усадку и способствующий повышению прочности бетона. Покрытие располагают таким образом, чтобы оно не касалось заливки. По краям оставляют небольшие зазоры для вентиляции воздуха.

Компоненты

Выбор и подбор пропорций состава гидротехнического бетона должен соответствовать техническим характеристикам, отвечающим условиям его эксплуатации. Исходя из этого, подбирается водоцементное соотношение, время выдержки раствора, марки и фракция наполнителей, необходимость и способ виброуплотнения, возможность применение растворов естественного твердения.

Основной ингредиент любого бетона – цемент. К нему предъявляются требования, в зависимости от условий будущего использования, применяют различные виды этого материала:

• Портландцемент высокого качества с добавкой пластификаторов применяется для сооружений, периодически контактирующих с водой, при низких температурах.
• Сульфатостойкий состав цемента закладывается при возведении конструкций, периодически контактирующих с жесткой водой.
• Гидрофобные марки применяются для элементов, постоянно находящихся под поверхностью воды, под большим давлением.
• Пуццолановый цемент обладает свойствами, позволяющими ему эффективно противостоять разрушению водой, в том числе жесткой с высоким содержанием минералов.

Для повышения водостойкости применяется очищенный кварцевый песок фракции до 2 мм. Наличие любых примесей резко снижает качество материала, применение других видов песка уменьшает показатель плотности и устойчивости к воде.

Щебень применяется для повышения прочности и морозоустойчивости, поскольку легко переносит температурные перепады. Используется гранитный щебень с высокой лещадностью. Он равномерно распределяет нагрузку по всему монолиту, не позволяет ему разрушаться на морозе, экономит более дорогие компоненты.

Чтобы снизить водоцементное соотношение, добавляют пластификаторы. В результате плотность повышается, расходуется меньше воды. Для этого применяют сульфаты железа или алюминия, нитрат кальция. Увеличения плотности добиваются механическими вибраторами. В качестве наполнителя применяется зола унос, повышаются показатели теплопроводности, что увеличивает срок службы конструкций.

Испытания и маркировка гидротехнического бетона производится в лабораториях, после чего утверждается состав, необходимый для проектируемых конструкций. Далее ему присваивается марка и выдается разрешение на укладку на конкретном объекте.

Гидротехнический бетон – материал высокого качества и соответствующей стоимости. Поэтому его применение должно быть оправдано. Благодаря высокой плотности, водоустойчивости, морозостойкости, прочности этот материал служит десятки лет в самых сложных условиях. Специальные марки разрабатываются для применения в морской воде, под постоянными ударами волн, в широком диапазоне температур. Состав гидробетона сложен, для его изготовления лучше привлекать профессионалов, отвечающих за характеристики произведенного материала. Его можно сделать и самостоятельно. Применяют такой бетон в частном строительстве для заливки погребов, подвалов, фундаментов.

Удобоукладываемость

Вернемся к водоцементному соотношению цементных растворов.

Чтобы обеспечить реакции гидратации, достаточно в/ц, равного 0,3. Но бетон с водоцементным соотношением ниже 0,45—0,55 неудобен в работе, поскольку очень тяжелый, густой, не растекается и требует значительных усилий по уплотнению в опалубке.

Таблица марок бетона по удобоукладываемости

Из-за того, что густой раствор сложно уплотнить, в готовых изделиях могут оставаться полости, что отрицательно влияет на прочность изделия.

Существуют два возможных выхода из ситуации:

1. разбавить смесь водой;
2. добавить пластификатор.

Изменение водоцементного соотношения в сторону увеличения количества воды увеличивает удобоукладываемость смеси, но при этом страдает прочность готовых изделий. Эта закономерность отражена в таблице.

Таблица зависимости класса бетона от количества воды в растворе

Применение пластификаторов позволяет повысить пластичность и получить самоуплотняющиеся растворы без потери прочности. Благодаря тому, что смесь становится более подвижной, она хорошо растекается, заполняя опалубку даже сложной конфигурации и уплотняется. В смеси, содержащей в своем составе пластификатор, уменьшается количество и диаметр пор, что благоприятно сказывается на всех свойствах готового изделия.

Современные пластификаторы не только повышают пластичность смеси на 1—4 пункта, но и увеличивают прочность, водостойкость, морозоустойчивость готовых изделий; продлевают срок «жизни» раствора, предотвращают его расслаивание; позволяют экономить воду и цемент.

Подвижность бетона обозначается буквой «П» с числовым показателем от 1 до 5:

1. П1 — малоподвижные смеси. Применяются для монолитных конструкций. Уплотнение смеси обязательно.
2. П2 и П3 — универсальные смеси, подходящие для большинства конструкций. Требуется уплотнение.
3. П4 подходит для армированных конструкций, может применяться без уплотнения.
4. П5 — литьевые или текучие смеси, подходящие для густоармированных конструкций.

Применение пластификатора позволяет повысить удобоукладываемость смеси без увеличения количества воды.

Для испытания подвижности бетона используют испытание с конусом Абрамса (испытание бетона на осадку).

В металлический конус тремя слоями укладывается бетонный раствор, и каждый слой уплотняется штыкованием. В течение 3 минут конус снимают и тут же измеряют высоту бетонного конуса; затем сравнивают его с высотой конуса Абрамса. Марка бетонной смеси по подвижности определяется по осадке конуса.

Способы определения водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона имеет большое значение для конструкций, которые эксплуатируются в условиях высокой влажности, а также при низких температурах. Вот почему необходимы критерии ее оценки и способы определения.

ГОСТ 12730.5-84 рекомендует следующие методы оценки водонепроницаемости бетона:

1. По «мокрому пятну». На образец в специальной установке под давлением подается вода, пока она не просочится на обратную сторону. Давление постепенно повышают и регистрируют ту его величину, при которой вода просочится сквозь бетон.
2. По коэффициенту фильтрации. Через образец пропускают воду и измеряют количество фильтрата и время фильтрации.

Оба этих метода очень длительные, поэтому разработаны ускоренные способы, которые применяются чаще:

1. По воздухопроницаемости.
2. Измерение коэффициента фильтрации фильтратометром.

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.

От чего зависит прочность?

Бетон изготавливают путем смешивания цемента с водой. В состав добавляются крупные и мелкие заполнители: щебень, гравий, песок.

Портландцемент — вяжущее вещество водного твердения. Смешанный с водой, он не просто высыхает; в растворе протекают реакции гидратации, в результате которых образуются новые кристаллические соединения.

Поэтому главный компонент бетона, от которого зависит его прочность, — цемент.

Прочностные характеристики бетона зависят, прежде всего, от марки цемента, а также от процентного соотношения его в растворе.

Кроме того, на этот показатель влияют:

1. качественные характеристики заполнителей (чистота, фракция);
2. водоцементное соотношение в растворе;
3. тщательность смешивания;
4. качество укладки бетонной смеси, наличие соответствующей обработки и уплотнения;
5. условия окружающей среды (температура, влажность) и правильный уход за уложенным бетоном.

Вспомогательные методики

Комплекс способов вспомогательной категории составляют:

• Основание выводов на данных о связующем компоненте, который добавлен в смесь. Этим веществом, как правило, является портланд- или гидрофобный цемент, придающие раствору массу достоинств и дополнительных параметров.
• Определение типа добавок химического происхождения, добавление которых значительно улучшает эксплуатационно-технические показатели стройматериала.
• Высчитывание пористости структуры вещества. Как известно, повышенное количество пор в структуре не способствует влагостойкости.

Влага не испортит свойств этого бетона