Говоря о бетоне, хочется заметить, что его водонепроницаемость зависит от плотности, а плотность – от наличия пор и пустот, которые образуются в результате неправильного подбора исходных материалов и гранулометрического (зернового) состава заполнителей, недостаточного уплотнения бетонной смеси и особенно от избыточного количества воды в растворе (испаряясь, вода оставляет поры).
Очень важным для водонепроницаемости бетона является водоцементное отношение, то есть отношение массы воды к массе цемента.
Если количество гравия в бетонной смеси не превышает более чем в два раза количества песка, то бетон получается достаточно плотный в легкотрамбуемый. При этом наименьшая пористость достигается при использовании песка, у которого доля зерен с размерами 0,25; 1 и 3 мм составляет 25; 25 и 50 % соответственно.
Для изготовления водонепроницаемого бетона можно взять цемент марки 300 или 400 (обязательно свежеизготовленный). Перед использованием цемента его рекомендуется просеять через сито (размер ячеек – 1 х 1 мм) для удаления образовавшихся при хранении комков.
Размер гравия (щебня) не должен превышать 1/3–1/4 толщины бетонных стенок.
При этом размер мелких щебенок должен быть в 2–3 раза меньше крупных частиц. Общий объем мелкозернистого гравия должен составлять не менее 20 % объема крупнозернистого. Заполнители рекомендуется подбирать не из пористых, а из плотных пород. Так, например, более предпочтителен щебень гранитных пород, нежели известняковых.
При обеспечении водонепроницаемости бетона немаловажное значение имеют условия твердения цемента, или гидратации. Для того чтобы создать нормальные условия, следует подбирать минимальное количество воды, которое бы обеспечило одновременно и нормальное твердение бетона, и хорошую пластичность при укладывании.
Итак, для получения водонепроницаемого бетона необходимо взять цемент, песок и гравий (щебень) в соотношении 1: 1: 4 или 1: 2: 3 при водоцементном соотношении 0,5–0,7. Можно увеличить количество песка и гравия, взяв компоненты в соотношении 1: 2,5: 5,5.
Кладку водонепроницаемого бетона желательно проводить без перерыва, для чего следует заранее заготовить весь необходимый материал и опалубку. При тщательном и правильном приготовлении бетона можно получить достаточно плотный и водонепроницаемый бетон при толщине кладки от 10 до 40 см.
Для ускорения твердения бетона его следует плотно укрыть полиэтиленовой пленкой. Если прочность бетона все же окажется низкой, необходимо принять следующие меры: уменьшить количество воды, оставляя объем цемента без изменений, уменьшить количество песка и настолько же увеличить количество щебня.
Виды эффективных присадок и механизм их действия
- Пластификаторы: «Супрпластификатор С-3», «Суперпласт» и компонент Д5. Все виды пластификаторов обладают одинаковым механизмом действия – образование вокруг частичек цемента стойкой водонепроницаемой пленки и создание электрического заряда. Это в значительной мере активизирует готовый бетон, и он хорошо уплотняется;
- Кольматирующие добавки: битумная эмульсия, нитрат кальция, сульфат алюминия, сульфат и нитрат железа. Также в значительной мере увеличивают плотность заливаемой конструкции. Требуемый эффект получается в результате химической реакции между присадкой, водой и связующим – образование водонерастворимых соединений которые надежно «закупоривают» все поры и даже значительные пустоты (процесс кольматации);
- Полимерные добавки: метил целлюлоза, метиловый эфир целлюлозы, а также диэтиленгликолевая, три этиленгликолевая и полиамидная смола. Этот вид присадок обеспечивает самый высокий уровень водонепроницаемости. Требуемый эффект обеспечивается обволакиванием частиц компонентов бетона и образованием на них прочнейшей водонепроницаемой полимерной пленки.
Следует знать! Сделать водонепроницаемой можно только монолитную бетонную конструкцию: монолитный фундамент, чашу бассейна или колодца, водохранилище и т.п. Сборные бетонные сооружения сделать 100% водонепроницаемыми невозможно никакими способами и технологиями!
Что добавляют в бетон для его водонепроницаемости?
Добавки являются главным компонентом в бетонной смеси, повышающим ее гидроизоляционными свойства. Бетон становится влагостойкий, прочный. Но использовать такую смесь нужно лишь на горизонтальных поверхностях, так как на вертикальных он просто сползает вниз. Конечно, этого можно избежать, используя специальную защитную пленку, которая прижимает раствор к конструкции. Но это займет много времени и усилий.
Рынок выдвигает огромное количество разных добавок, с разной ценой. Можно назвать несколько веществ, наиболее применяемых в качестве добавки. Это:
- силикатный клей;
- хлорное железо;
- кальция нитрат. Пожалуй, самый дешевый вариант, который обладает отличной сопротивляемостью по отношению к влаге. Хорошо растворяется в водной массе, не является ядовитым, однако, может причинить пожар;
- натрия олеат и многие другие добавки, повышающие влагостойкое качество.
Добавлять компонент необходимо, следуя инструкции!
Ведутся дискуссии по поводу того, какие добавки лучше добавлять в состав бетонной смеси: отечественные или привезенные из-за границы? Однозначного ответа до сих пор не найдено, так как они все имеют марки хорошего качества. Но все же больше настаивают на том, что отечественные лучше, потому что отличаются своей низкой ценой, а значит, можно использовать для массового применения.
Способы определения водонепроницаемости
Чтобы определить уровень водонепроницаемого показателя, применяют основные и вспомогательные методы. К основным относятся:
- метод «мокрого пятна» (измерение максимального давления, во время действия которого образец не пропускает воду);
- коэффициент фильтрации (вычисление коэффициента, связанного с постоянным давлением и временным отрезком процесса фильтрации).
К вспомогательным способам принадлежат:
- определение по виду вещества, связывающего раствор (содержание водонепроницаемым раствором гидрофобного цемента, портландцемента);
- по содержанию химических добавок (использование специальных насадок делает смеси более водонепроницаемыми);
- по структуре пор материалов (количество пор уменьшается – показатель увеличивается, повышение влагостойкого качества при помощи песка, гравия).
Характеристика марок бетона по водонепроницаемости
Рынок предлагает огромный выбор стройматериалов. И далеко не всегда обычный потребитель может определить необходимую для него марку. Поэтому следует ознакомиться с возможной маркировкой и применением этих марок смесей уже на практике. Существует таблица соответствия класса прочности бетона его марке.
По ГОСТ к маркам имеются требования, которые необходимы для достижения нужного результата. Чаще всего используют марки бетона по водонепроницаемости не ниже по уровню, чем W6. У каждой марки есть ограничения. Именно благодаря маркам можно понять, какое давление воды способен выдержать бетонный раствор.
Выделяются показатели, которые определяют взаимодействие бетона с водой. Это:
- прямые (уровень водонепроницаемости, который соответствует марке, и коэффициент возможной фильтрации);
- косвенные (отношение воды и цемента, ее поглощение в соответствии с массой).
В бытовых условиях чаще обращается внимание на первый показатель – водонепроницаемость бетона, его считают ориентировочным. Оставшиеся три компонента используют реже, и то в процессе производства смеси либо в научных экспериментах. Каждая марка характеризует степень взаимодействия влаги с бетоном, которая может быть как меньше, так и больше. Основными марками считают такие:
- W4. У нее нормальная степень проницаемости. Это значит, что поглощаемый уровень влаги находится в пределах нормы, однако использование для построек с хорошим уровнем гидроизоляции не подходит.
- W6. Проницаемость влаги понижена. В отличие от предыдущего, он среднего качества, более влагонепроницаемый, и его применяют в строительных работах больше всего.
- W8. Смесь с низкой водонепроницаемостью. Пропускает влагу в маленьких количествах. Смесь получается дороже предыдущей.
Марки, которые идут дальше в ряду, становятся более гидрофобными. Самой стойкой к влаге является смесь W20, но используют ее редко из-за высокой цены. Поэтому применяют W10-W20 для строительства водохранилищ, бункеров или гидротехнических сооружений. У них есть еще одно, довольно положительное, качество – морозостойкость
Важно уметь подбирать класс бетона и его назначение. Так, чтобы произвести заливку фундаменту, необходимо сделать W8, при этом сделать дополнительную гидроизоляцию. Штукатурить стены в помещении с нормальной влажностью можно с помощью W8-W14. Когда помещение холодное и сырое, лучше использовать более высокие маркировки, при этом делая дополнительную обработку специальным грунтовым составом.
Отделывая внешние стены дома, необходимо применять высшие марки, чтобы обеспечить самый лучший уровень водонепроницаемости. Это важно потому, что будут постоянные изменения в окружающей среде, и сырость не должна проникать в дом.