Водонепроницаемость бетона: марки бетона по водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона – это одна из важнейших характеристик, которая показывает допустимое количество воды, проникающее внутри бетонной конструкции после ее полного высыхания. Водонепроницаемость напрямую связана с другими свойствами бетона, например, пористостью и морозостойкостью. Чем бетон более пористый, тем выше вероятность попадания воды внутрь.

А если к этому добавить экстремальные условия эксплуатации (температура ниже нуля), то в формулу встраивается показатель морозостойкости, поскольку замерзшая внутри конструкции вода фактически разрушает целостность бетона, его структуру. Как вы уже поняли, сегодня речь пойдет о водостойкости, характеристиках бетона, способах определения показателя «W» и добавках, повышающих гидроизоляционные свойства бетонных конструкций.

Марки бетона по водонепроницаемости

Класс водонепроницаемости бетона (марка) обозначается буквенным значением «W» и цифровым показателем от 2 до 20. Различают несколько классов бетонов по его гидроизоляционным свойствам:

1. Бетоны класса W2 имеют наиболее низкий показатель водонепроницаемости. При работе с этими бетонами требуется дополнительно проводить гидроизоляционные мероприятия, чтобы ограничить доступ влаги к бетонному основанию. Либо использовать бетон в сухих помещениях.
2. Класс W4 считается средним уровнем защиты от влаги, но недостаточным для большинства типов строительства.
3. Бетоны класса W6 наиболее распространены и чаще всего используют в частном, гражданском и промышленном строительстве.
4. Класс W8 нужен в случаях, когда к будущей бетонной конструкции предъявляются повышенные требования по водонепроницаемости.
5. Бетоны класса W10 и выше используются для строительства гидротехнических сооружений, мостов, маяков, туннелей и т.д.

Часто водонепроницаемость бетона (W) не учитывается, либо игнорируется, особенно в индивидуальном строительстве (частные дома, хозяйственные постройки, склады и т.д.) Это ожидаемо приводит к значительному снижению срока эксплуатации бетонной конструкции.

Методы определения показателя водонепроницаемости бетона

Показатель W в бетоне определяется двумя методами. Первый вариант – определение марки бетона по методу «мокрого пятна». Данный способ предполагает использование специального испытательного оборудования. В установке предусмотрено 6 гнезд для бетонных образцов, которые по высоте могут быть от 30 до 150 мм.

Через образцы в гнездах под давлением подается вода до тех пор, пока на контрольной пластине не появится мокрое пятно. В этот момент фиксируется нагрузка, которая прилагалась к образцу, она и будет определять марку бетона по водонепроницаемости. Измеряется нагрузка в МПа и обычно эти значения колеблются от 0,2 до 1,2 МПа. Если точнее, то:

• 0,2 МПа равняется в W2;
• 0,4 МПа – это W4;
• 0,8 МПа – это водонепроницаемость W8;
• 1,0 МПа – W10 и т.д.

Второй метод – измерение коэффициента фильтрации. Для этого также используют испытательную установку, которая подает воду к бетонным образцам под давлением 1,3 МПа. После некоторого времени проводится измерение коэффициента фильтрации, выраженного в см/с. Например, бетон марки W8 (0,8 МПа) имеет коэффициент фильтрации 1*10-10…6*10-10 .

Что влияет на показатель водонепроницаемости

На гидроизоляционные свойства готовой бетонной конструкции могут влиять различные факторы. При этом марка бетоне по водонепроницаемости не всегда играет первостепенную роль. Что влияет на показатель водонепроницаемости:

1. Марка вяжущего материала (портландцемента). Тут все достаточно просто. Цемент марки М100, например, по классу водонепроницаемости будет соответствовать значению W2. Соответственно, чем лучше марка используемого портландцемента, тем лучше будет показатель водонепроницаемости. Например, цемент марки М400 соответствует показателю водонепроницаемости W8, чего вполне достаточно для большинства направлений строительства.
2. Качество и «свежесть» цемента также играют большую роль. Покупая цемент в белых мешках без маркировки, или используя застоявшийся товар, вы сильно рискуете. Вместе с показателем водонепроницаемости снизится и прочность, и морозостойкость, и другие характеристики бетона.
3. Соблюдение технологии при высыхании бетонной конструкции. Известно, что бетонная смесь полностью высыхает за 28 суток, но это при условии соблюдения технологии. Если есть нарушения, могут появиться микротрещины, незаметные для невооруженного глаза. Эти микротрещины легко пропускают влагу внутрь, и бетон по водонепроницаемости сразу же теряет несколько пунктов. Это стоит учитывать.
4. Пористость – один из «врагов» водонепроницаемости. Чем пористость бетона больше, тем выше вероятность проникновения воды внутрь структуры. Пористость снижается путем уплотнения бетонной смеси и/или использованием специальных добавок.
5. Скорость затвердения бетонной смеси. Это косвенно относится к пункту о соблюдении технологии. Бетон должен сохнуть в определенных условиях при постоянной плюсовой температуре. При этом температурные рамки для каждого вида бетона немного отличаются. Важно, чтобы бетон не сох слишком быстро. Равномерность высыхания на протяжении 28 дней – оптимальный вариант.

Частично или полностью устранить описанные проблемы можно четким соблюдением технологии приготовления бетонной смеси, вакуумными или вибрационными установками или специальными добавками.

Какие добавки используются для повышения водонепроницаемости

Повысить гидроизоляционные свойства бетона можно с помощью наружной гидроизоляции или, используя специальные добавки на стадии приготовления бетонной смеси. Наружную гидроизоляцию рассматривать не будем, это тема для отдельной статьи, сейчас важнее добавки, способные повысить показатель водонепроницаемости.

Сегодня наиболее распространенные добавки – гидрофобизирующие. Они повышают водонепроницаемость и частично морозостойкость, немного увеличивают плотность, что влияет и на прочность, слегка улучшается пластичность. Эти добавки могут быть как жидкими, так и сухими. Но гидрофобизирующие добавки имеют свои недостатки:

• снижают теплоизоляционные свойства бетона;
• их не рекомендуют использовать при строительстве зимой;
• могут влиять на срок высыхания бетонной смеси;
• не устраняют проблему усадки бетона, что заставляет использовать дополнительные добавки.

Однако недавно на рынке появились более совершенные добавки, которые не только повышают водонепроницаемость, но и другие характеристики бетона. И это полипропиленовое фиброволокно – универсальные армирующие добавки из первичного полимера, которые создают в бетонной смеси объемную матричную структуру, повышая все характеристики бетона.

Наиболее популярная марка фибры – MicroArm (особо прочные экструдированные полипропиленовые микроволокна длиной 2-18 мм). Помимо повышения основных характеристик – прочность на растяжение при изгибе, ударная прочность, предотвращение расслоения бетонной смеси, снижения вероятности образования трещин на 70% – MicroArm также значительно повышает показатель водонепроницаемости, что ожидаемо влияет и на морозостойкость.

Согласно последним испытаниям, водонепроницаемость бетонного образца с фиброволокном в составе повысилась на 4 пункта, с W2 до W6. При этом морозостойкость также повысилась с 30 МПа до 35 МПа. Это говорит о том, что даже небольшое количество фибры значительно влияет как на стандартные показатели бетона, так и на водонепроницаемость. Расход фибры на м³ от 0,6 до 2,5 кг, зависит от назначения будущей конструкции. Если вам нужен водонепроницаемый бетон, не обязательно покупать цемент более высокой марки или использовать гидрофобизирующие присадки, добавляйте фибру.

Полипропиленовое фиброволокно – современная армирующая строительная добавка, имеющая большой потенциал. Сегодня фибра широко используется в частном и промышленном строительстве. А в некоторых направлениях строительства она просто незаменима.