Зависимость марки по водонепроницаемости от водоцементного отношения. Все способы повышения водонепроницаемости бетона: от правильного выбора марки до изоляции готовой поверхности

Водонепроницаемость бетона – способность, препятствующая проникновению влаги, даже когда показатели давления избыточны. Нам нужно выяснить, чему равна водонепроницаемость при обозначении, к примеру W8. Также интересно будет узнать, что способствует повышению этого параметра.

Влияющие факторы

Влияние на водонепроницаемость оказывается со стороны большого количества факторов, включающих:

• Добавки. Например, уровень уплотнения раствора может увеличиваться из-за сульфата алюминия. Строители достигают соответствующих эффектов благодаря вакуумному удалению влаги, воздействию пресса или вибрации.
• Влияние от окружающей среды. Даже водонепроницаемый бетон ему подвергается.
• Возраст самого бетона. Чем он больше – тем лучше материал защищен от негативных эффектов, в том числе – в процессе высыхания.

У бетона появляются поры, пока идет затвердение основания. Это происходит по нескольким причинам:

1. Уменьшение объемов строительного материала.
2. Большое количество воды.
3. Смесь имеет недостаточную степень уплотнения.

Для стандартных видов растворов без усадки состава не обойтись, но в минимальном объеме. Для избежания проблем рекомендуется предпринимать следующие действия:

• Увлажнять поверхность материала каждые 3 часа. Это требуется на протяжении первых трех дней.
• Накрывать конструкции, пока они еще влажные.
• Не забывать об использовании средств дополнительной защиты.

Это не зависит от объема пор.

Методы определения

Существуют основные и вспомогательные способы, чтобы выяснить, на каком уровне находится водонепроницаемость бетона. Основные методы:

1. Коэффициент фильтрации. Предполагает, что вычисляются значения, которые привязаны к времени процесса фильтрации, а также наличию постоянного давления.
2. Метод «мокрого пятна». Измеряется максимум по давлению, при сохранении которого вода не попадает внутрь. Также помогает определить водостойкость, класс бетона .

Последний вариант используется чаще, ведь он связан с меньшими временными и трудовыми затратами.

Вспомогательные методы определения водонепроницаемости:

• На основе структуры материалов. Если пор становится меньше, то показатель начинает увеличиваться. Песок и гравий помогают также повысить защиту от воздействия воды.
• Химические добавки. Благодаря их свойствам характеристики основной смеси становятся лучше.
• В зависимости от вида вещества, связывающего раствор. Гидрофобный цемент и портландцемент – основные вещества, способствующие изменению уровеня фильтрации, фильтратометром его легко определить.

Прибор для измерения водонепроницаемости чаще всего имеет минимум шесть гнезд, куда крепятся образцы, размер которых зафиксирован. К нижней границе установки подводится вода и ступенчато поднимается давление.

Классификация

Любые марки бетона по водонепроницаемости имеют ограничения по уровню выдерживаемого давления.

Следующие показатели важны при взаимодействии бетона с водой:

1. Косвенные. Речь идет о поглощении в зависимости от массы, соотношения между цементом и водой.
2. Прямые. Например, уровень водонепроницаемости, соответствующий той или иной марке, вместе с коэффициентом фильтрации.

Согласно ГОСТу, бетон разделен на основные марки по водонепроницаемости:

• W4 — характеристика находится на нормальном уровне. Не подходит для сооружений, где предъявляются жесткие требования к гидроизоляции.
• W6 — с пониженным показателем проницаемости. Составы среднего качества.
• W8 — отличается низким уровнем водопроницаемости. Влага проходит внутрь в небольших количествах. Смесь намного дороже по сравнению с аналогами.

Главное – заранее правильно определять марку бетона с уровнем гидроизоляции в зависимости от назначения в конкретной ситуации. Например, W8 подходит для заливки фундамента только с дополнительной гидроизоляцией. W8, W10, W12, W14 допускается применять при оштукатуривании стен в помещении с нормальной влажностью. Маркировки W18, W20 используется для гидротехнических сооружений.

Как сделать водонепроницаемый бетон

Пропорция между водой и цементом – показатель, которому следует уделять больше всего внимания, когда важна водонепроницаемость бетона. Чем свежее будет цемент – тем лучше. Оптимальная маркировка – М300-М400. М200 (B15) тоже допустима, но ее применяют реже остальных. Класс B15 считается неплохим вариантом со средними характеристиками. Если изменять количество песка и гравия, то становится легче добиться появления нужного уровня гидрофобности. Гравия должно быть больше в два раза по сравнению с песком, когда готовятся водоотталкивающие составы.

Можно использовать следующие пропорции между цементом, гравием и песком:

• 1:4:1;
• 1:3:2;
• 1:5:2,5.

Оптимальное водо-цементное соотношение (В/Ц) должно быть, равно 0,4. Водонепроницаемость улучшается при добавлении пластификаторов.

Повышение водонепроницаемости

Добавки способствуют улучшению гидроизоляционных свойств. Бетон становится прочнее и надежнее. Но такие смеси разрешено применять только совместно с поверхностями горизонтального типа. На вертикальных — состав просто сползает. Но этого легко избежать, воспользовавшись специальной защитной пленкой. Хотя это и потребует дополнительных усилий и денежных расходов. Легче создать своими руками простой водонепроницаемый бетон.

На рынке выпускается множество добавок, обладающих различными характеристиками. Чаще выбирают следующие вещества:

• Олеат натрия.
• Нитрат кальция. Самый дешевый вариант, способный похвастаться высокой сопротивляемостью к любым количествам влаги. Не является ядовитым веществом, во влажной массе растворяется хорошо.
• Хлорное железо.
• Силикатный клей.

Важно четко следовать инструкции, когда добавляется компонент.

До сих пор не найдено единого ответа на вопрос какие типы водостойких добавок лучше использовать – отечественные, или зарубежные. У каждого производителя найдется вариант с приличными характеристиками.

Заключение и дополнительная информация

Показатели водонепроницаемости можно улучшить уже после набора бетоном определенной прочности.

Отличное решение в подобных ситуациях – натриевое стекло. Его достаточно развести с водой, в пропорциях 1:1. Останется только использовать состав в качестве грунтовки. Глубина проникновения пор для такого грунта ограничивается всего парой миллиметров.

Силиконовые гидрофобизаторы – составы с большей эффективностью. Такие вещества заполняют поры на 10 сантиметров и больше. Поступление воды в конструкцию блокируется полностью.

Глубиной проникновения до 1 метра, могут похвастаться проникающие гидроизоляции , вроде марки Пенетрон. Закупорка пор активируется при использовании извести, которая содержится в самом бетоне.

По сравнению с другими видами материалов, у водостойкого бетона имеются свои тонкости. Главное – выбирать марку состава по водонепроницаемости в зависимости от особенностей объекта, будущей эксплуатации.

Водонепроницаемость бетона - это способность искусственного камня не пропускать влагу под определенным давлением. Обозначается с помощью символа W и четных цифр в диапазоне от 2 до 20, которые обозначают давление в МПа 10 -1, при котором фрагменты бетона высотой и диаметром 0,15 м выдерживают напор воды и не пропускают ее через себя.

При возведении фундамента или подвала за счет высокой водонепроницаемости материала можно сэкономить на гидроизоляции или приобрести более дешевый ее тип.

Факторы, влияющие на показатель

На показатель водонепроницаемости оказывает влияние большое количество факторов. Данное свойство определяется специфичной капиллярно-пористой структурой материала. В более плотном бетоне содержится минимальное количество пор, поэтому водонепроницаемость в нем выше.

Причинами большого объема пор могут быть недостаточно уплотненный состав, усадка или лишняя вода. Усадка бетонной смеси и снижение ее объема происходят в процессе высыхания и затвердевания. Высокая интенсивность усадки может произойти от недостаточного армирования и испарения воды под действием факторов окружающей среды.

Характер пористости изменяют воздухововлекающие добавки. Поры закрываются и становятся более непроницаемыми.

Высокую водонепроницаемость имеет материал на глиноземистом и высокопрочном цементе. При гидратации эти разновидности присоединяют больше воды и образуют плотный камень.

Водонепроницаемость бетона зависит от добавок. Так сульфаты алюминия и железа повышают степень уплотнения смеси. Это достигается за счет вибрирования, прессования и удалением воды с помощью вакуума. Что касается пуццоланового портландцемента, то его высокий показатель непроницаемости зависит от наличия пуццолановых добавок и их набухания.

Следующим фактором, влияющим на показатель, является возраст искусственного камня. С возрастом повышается количество гидратных новообразований, что приводит к повышению водонепроницаемости.

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.

Характеристики и показатели проницаемости материала

Проницаемость бетона характеризуется прямыми и косвенными (ориентировочными) показателями. К прямым показателям можно отнести марку материала по водонепроницаемости и коэффициент фильтрации. Косвенные параметры - это водопоглощение и водоцементное отношение.

Таблица 2 Показатели, влияющие на проницаемость бетона

Марка водонепроницаемости и коэффициент фильтрации определяется в соответствии с ГОСТ 12730.5-84.

Косвенные показатели относятся к тяжелому бетону. Чтобы рассчитать водопоглощение для легких бетонов, необходимо умножить значение из таблицы 2 на коэффициент, равный отношению плотности тяжелого материала к плотности легкого.

Водоцементное отношение для легких бетонов рассчитывается путем умножения значения из таблицы 2 на 1,3.

Cпособы определения водонепроницаемости

Методы определения водонепроницаемости бетона можно разделить на основные и вспомогательные. Чтобы испытать водонепроницаемый бетон, необходимо залить блоки стандартного размера.

Основные методы

Определение водонепроницаемости осуществляется в соответствии с ГОСТ. Этот стандарт устанавливает 2 метода определения сопротивляемости воде.

Первый метод — по «мокрому пятну». Для этого требуется специальная установка, имеющая не менее 6 гнезд. Подвод воды осуществляется к нижней торцевой части. Проводится визуальное наблюдение за сопротивляемостью воде при увеличении давления.

Второй — по коэффициенту фильтрации. Расчет осуществляется с помощью специальной установки с давлением 1,3 мПа. Дополнительно потребуются весы и селикагель.

Вспомогательные методы

Позволяют определить класс материала по водонепроницаемости опытным путем. К ним можно отнести:

1. По виду вяжущего вещества. Водонепроницаемый бетон содержит пуццолановый, гидрофобный цемент и портландцемент.
2. По содержанию в смеси химических добавок. Использование гидрофобных присадок, уплотнителей для снижения пористости и гидрофобизирующих элементов увеличивает водонепроницаемость бетона.
3. Структура пор материала. При уменьшении количества пор показатель увеличивается. Водонепроницаемость можно повысить за счет введения гравия, песка и щебня.

Как сделать водонепроницаемой бетонную смесь

Водонепроницаемый бетон можно получить в домашних условиях, своими руками. Актуальность процедуры вызвана тем, что использование высококлассного материала требует значительных финансовых вложений. Если бетонная смесь требуется в больших количествах, то полезно знать, как сделать бетон водонепроницаемым самостоятельно.

Разработано несколько способов увеличения показателя бетона, но обычно на практике используется два: устранение усадки материала и временное воздействие на бетонный состав.

Искоренение усадки состава

Материал средних марок имеет достаточное количество пор, через которые может свободно проникать влага. Это связано с его постепенной усадкой в процессе застывания.

Для уменьшения степени усадки бетонного состава рекомендуется проводить следующие мероприятия:

1. Использовать специальные составы. Их действие сводится к образованию специальной пленки на поверхности раствора, препятствующей усадке. Добавление составов важно осуществлять строго по инструкции, иначе возможен противоположный эффект.
2. Каждые 4 часа поливать материал водой. Такое мероприятие можно проводить всего 4 дня, в дальнейшем бетон должен высыхать естественным путем.
3. Накрыть материал после заливки пленкой. В результате образуется небольшой конденсат, который препятствует его усадке. Пленка не должна касаться раствора, а по бокам необходимо оставить зазоры.

Временное воздействие

Воздействие временем позволяет повысить водонепроницаемость бетона. Чем дольше материал хранится в сухом виде, тем со временем выше его качество. Важно правильно хранить бетон.

Материал следует поместить в темное, но теплое помещение, которое постоянно увлажняется. Качество искусственного камня увеличится в несколько раз уже за первые полгода.

Другие способы

Водонепроницаемый бетон своими руками можно получить путем нанесения на поверхность обмазочных материалов: горячего битума или мастики. Перед нанесением поверхность бетонной конструкции очищается и на нее наносится грунтовка. Она используется для лучшего сцепления бетона с обмазочными материалами. В конце наносится битум или мастика в несколько слоев толщиной 2 мм. Через 3-15 минут на поверхности образуется защитная корка.

Недостатками данного метода являются разрушение обмазочного слоя из-за деформации искусственного камня или стекание обмазки при неправильном выборе мастика.

Другим способом создания защитного слоя, повышающего водонепроницаемость бетонных конструкций, является окрасочная гидроизоляция. Ее суть сводится к нанесению на поверхность разогретого битума, мастики и эмульсии, а затем слоя краски и грунтовки.

Водонепроницаемость - важный показатель, определяющий качество бетона. По данной величине он подразделяется на марки. Чем выше марка, тем большую нагрузку способна выдержать залитая поверхность и меньше влаги пропустить. Увеличить данный показатель можно в домашних условиях путем использования специальных составов, покрытия залитой бетоном поверхности пленкой, а также нанесения обмазочных или окрасочных материалов.

Бетон является самым распространённым строительным материалом. Большинство сооружений, предполагающих контакт с водой, выполняют именно из бетона. Одно из важных свойств бетона является его водонепроницаемость.

Водонепроницаемость — способность бетона не пропускать воду под давлением, при этом давление повышают ступенями до достижения определенной величины.

Методы определения водонепроницаемости (ГОСТ 12730.5-84):

• определение водонепроницаемости по "мокрому пятну" (основан на измерении максимального давления при котором через образец не просачивается вода);
• определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации (основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации);
• ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром);
• ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.

В связи с тем, что обычные методы испытания занимают достаточно много времени (испытание бетона марки W8 "по мокрому пятну" длится около недели), на практике применяют ускоренные методы определения водонепроницаемости.

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости, устанавливают следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20 (ГОСТ 26633).

Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа · 10 -1), выдерживаемому бетонным образцом-цилиндром высотой 150 мм в условиях стандартного испытания (например, бетон марки W4 при стандартном испытании не должен пропускать воду при давлении 0,4 МПа=4 атм).

Проницаемость бетона оценивается маркой бетона по водонепроницаемости или коэффициентом фильтрации (прямыми показателями), а также водопоглощением бетона и водоцементным отношением (косвенными показателями), которые являются ориентировочными и дополнительными показателями.

Какой бетон использовать для фундамента?

Для большинства сооружений из монолитного железобетона достаточно, чтобы его марка по водонепроницаемости была не ниже W6 . Однако, даже при наличии бетона с высокой водонепроницаемостью (W6-W8) вода в сооружение проникает по швам, сопряжениям (например, стена-пол, стена-потолок) и другим дефектным участкам в конструкции.

Поэтому для обеспечения надежной защиты подземных сооружений от воздействия воды необходимо устройство водонепроницаемых швов.

Повышение водонепроницаемости бетона

Плотность и пористость

Бетон, будучи капиллярно-пористым телом, при наличии соответствующего градиента давления проницаем для воды.

Водонепроницаемость бетона зависит от множества факторов, среди которых основным является степень и характер пористости материала. Чем более плотный бетон, чем меньше количество и объем пор в нем, тем выше его водонепроницаемость.

Основные причины возникновения пор:

• недостаточная уплотненность бетона;
• наличие излишней воды затворения;
• уменьшение бетона в объеме при высыхании (усадка бетона).

Необходимая уплотненность бетона достигается хорошим размешиванием и тщательной вибрацией.

Химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), которая происходит в бетоне во время набора им прочности, называется реакцией гидратации. Реакция продолжается в течение длительного периода времени.

Для полной гидратации цементных частиц количество присутствующей воды должно быть на уровне 40% от массы цемента, что соответствует водоцементному отношению В/Ц=0,4. При этом химически связывается только 60% исходной воды, что соответствует В/Ц=0,25.

Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,25, однако при этом резко возрастает жесткость бетона, поэтому на практике используют бетон с В/Ц отношением около 0,5, что обеспечивает транспортировку и удобоукладываемость бетонной смеси.

Вода, не вступившая в реакцию гидратации цемента, после высыхания образует в бетоне большое количество пор. Часть из них замкнута, а часть образует сквозные каналы, по которым впоследствии может проникнуть вода.

Для повышения водонепроницаемости бетона, количество воды затворения должно быть минимизировано (величину В/Ц=0,4 считают как «оптимальную»).

Снижение водоцементного отношения (например, с В/Ц=0,5 до В/Ц=0,40, т.е. на 20%) при заданной подвижности бетонной смеси достигается за счет применения , при этом количество и объем пор резко уменьшается.

Для получения особо плотного бетона с высокой маркой водонепроницаемости используют различные .

Усадка бетона

Твердение и высыхание бетона сопровождается усадкой, проявляющейся в уменьшении его объема.

Интенсивность и величина усадки зависит от армирования (недостаток армирования приводит к образованию больших трещин при усадке), возможного протекания процесса испарения воды, окружающих условий и состава бетонной смеси.

Водонепроницаемый бетон должен обладать минимальной усадкой.

Решение проблем усадки:

• увлажнения свежеуложенного бетона (каждые 3-4 часа) в течение первых трех дней
  (в зависимости от температуры окружающей среды);
• укрытие участка бетонирования влажной мешковиной или пленкой;
• применение специальных пленкообразующих составов
  (перед применением необходимо изучить характеристики состава, так как на некоторые из них невозможно нанести гидроизоляционное либо другое покрытие после вызревания бетона).

Для бетонов с низким В/Ц отношением сохранение воды в теле бетона от испарения, необходимой для процесса гидратации цемента, является одной из основных задач.

Влияние возраста бетона на его водонепроницаемость

Одной из особенностей бетона является то, что с увеличением его возраста водонепроницаемость бетона повышается . При этом интенсивное и устойчивое повышение водонепроницаемости бетонов может быть достигнуто только при продолжительном влажностном уходе.

Значительное увеличение водонепроницаемости бетонов на портландцементах (при постоянном увлажнении бетона или отсутствии потерь влаги и положительной температуре) имеет место вплоть до возраста 180 дней.

Водонепроницаемость бетонов, твердевших в воздушной среде с низкой относительной влажностью и потерявших за время твердения значительное количество воды затворения, всегда значительно (в несколько раз) ниже водонепроницаемости таких же бетонов, но твердевших в условиях постоянного увлажнения. Так, водонепроницаемость образцов бетона, находившихся после распалубки в воздушной среде с относительной влажностью порядка 50-60 % и испытанных в возрасте 180 дней, обычно оказывается фактически равной или ниже водонепроницаемости таких же образцов бетона, твердевших в условиях постоянного увлажнения - 28 дней.

Наиболее интенсивное повышение водонепроницаемости наблюдается при твердении бетонов в условиях постоянного обильного увлажнения (избыточной влажности окружающей среды).

При твердении бетонов в условиях возможного медленного испарения влаги из бетона (например, при твердении в воздушной среде с относительной влажностью 90-95 % при редком поливе водой или отсутствии полива) водонепроницаемость также значительно повышается (хотя и несколько меньше, чем при постоянном увлажнении и поглощении бетоном воды извне), достигая максимума в возрасте 180 дней -1 год, и в дальнейшем стабилизируется.

При воздушном хранении, в условиях испарения из бетона значительных количеств воды; рост водонепроницаемости бетона замедляется тем больше, чем полнее его обезвоживание. При больших потерях воды рост водонепроницаемости бетона прекращается и, более того, наблюдаются случаи снижения ее первоначальной величины.

Нарастание
водонепроницаемости бетонов
различных составов во времени
в условиях медленного испарения воды из бетона

ГОСТ 12730.5-84

Группа Ж19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БЕТОНЫ

Методы определения водонепроницаемости

Concretes. Methods for determination of watertightness

МКС 91.100.30

Дата введения 1985-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, Донецким ПромстройНИИпроектом Госстроя СССР, Министерством транспортного строительства СССР

ВНЕСЕН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 18.06.84 N 87

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12730.5-78 , ГОСТ 19426-74

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ИЗДАНИЕ (июнь 2007 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1989 г. (ИУС 11-89)


Настоящий стандарт распространяется на все виды бетонов на гидравлических вяжущих и устанавливает методы определения водонепроницаемости бетона испытанием образцов.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования - по ГОСТ 12730.0 и в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

1.2. Высоту контрольных образцов бетона в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя допускается назначать в соответствии с табл.1.

Таблица 1

1.3. Схемы крепления и герметизации образцов бетона в обоймах приведены в приложении 1.

1.4. Торцевые поверхности образцов перед испытанием очищают от поверхностной пленки цементного камня и следов уплотняющего состава металлической щеткой или другим инструментом.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ПО "МОКРОМУ ПЯТНУ"

2.1. Оборудование и материалы



- установку любой конструкции, которая имеет не менее шести гнезд для крепления образцов и обеспечивает возможность подачи воды к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем ее давлении, а также возможность наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности образцов;


- воду по ГОСТ 23732 .

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95%.

2.2.2. Перед испытанием образцы выдерживают в помещении лаборатории в течение суток.

2.2.3. Диаметр открытых торцевых поверхностей бетонных образцов - не менее 130 мм.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Образцы в обойме устанавливают в гнезда установки для испытания и надежно закрепляют.

2.3.2. Давление воды повышают ступенями по 0,2 МПа в течение 1-5 мин и выдерживают на каждой ступени в течение времени, указанного в табл.2. Испытание проводят до тех пор, пока на верхней торцевой поверхности образца появятся признаки фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна.

Таблица 2

2.3.3. Допускается оценивать водонепроницаемость бетона ускоренным методом, приведенным в приложении 4.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Водонепроницаемость каждого образца оценивают максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдалось ее просачивание через образец.

2.4.2. Водонепроницаемость серии образцов оценивают максимальным давлением воды, при котором на четырех из шести образцах не наблюдалось просачивание воды.

2.4.3. Марку бетона по водонепроницаемости принимают по табл.3.

Таблица 3

________________

2.4.4. Результаты испытаний заносят в журнал, в котором должны быть предусмотрены следующие графы:

- маркировка образцов;

- возраст бетона и дата испытаний;

- значение водонепроницаемости отдельных образцов и серии образцов.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ФИЛЬТРАЦИИ

3.1. Оборудование и материалы

Для проведения испытаний применяют:

- установку для определения коэффициента фильтрации с максимальным испытательным давлением не менее 1,3 МПа по приложению 2;

- цилиндрические формы (для изготовления образцов бетона) внутренним диаметром 150 мм и высотой 150, 100, 50 и 30 мм;

- технические весы по ГОСТ 24104 ;

- силикагель по ГОСТ 3956 .

3.2. Подготовка к испытанию

3.2.1. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95%.

3.2.2. Перед испытанием образцы бетона выдерживают в помещении лаборатории до момента, пока изменение массы образца за сутки будет менее 0,1%.

3.2.3. Перед началом испытания образцы должны быть проверены на герметизацию и дефектность путем оценки характера фильтрации инертного газа, подаваемого при избыточном давлении 0,1-0,3 МПа к нижнему торцу образца, на верхний торец которого налит слой воды.

При удовлетворительной герметизации боковой поверхности образца в обойме и отсутствии в нем дефектов фильтрацию газа наблюдают в виде равномерно распределенных пузырьков, проходящих через слой воды.

При неудовлетворительной герметизации боковой поверхности образцов в обойме или при наличии в образцах крупных дефектов фильтрацию газа наблюдают в виде обильного местного выделения в дефектных местах.

Дефекты герметизации боковой поверхности устраняют повторной герметизацией образцов. При наличии в образце отдельных крупных фильтрующих каналов образцы бетона заменяют.

3.2.4. Образцы, выбуренные из конструкции диаметром не менее 50 мм, после герметизации их боковых поверхностей подвергают испытаниям независимо от наличия в них дефектов.

3.2.5. Вода по ГОСТ 23732 , применяемая для испытаний, должна быть предварительно дезаэрирована путем кипячения не менее 1 ч. Температура воды в период испытаний (20±5) °С.

3.3. Проведение испытаний

3.3.1. В установке одновременно испытывают шесть образцов.

3.3.2. Подъем давления дезаэрированной воды производят ступенями по 0,2 МПа в течение 1-5 мин с выдержкой в течение 1 ч на каждой ступени до давления, при котором появляются признаки фильтрации в виде отдельных капель.

3.3.3. Воду (фильтрат), прошедшую через образец, собирают в приемный сосуд.

3.3.4. Измерение веса фильтрата проводят через каждые 30 мин и не менее шести раз на каждом образце.

3.3.5. При отсутствии фильтрата в виде капель в течение 96 ч количество влаги, проходящей через образец, измеряют путем поглощения ее силикагелем или другим сорбентом в соответствии с п.3.3.4.

Силикагель должен быть предварительно высушен и помещен в закрытый сосуд, который герметически присоединяют к патрубку для сбора фильтрата в приемный сосуд.

3.3.6. Допускается оценивать коэффициент фильтрации бетона ускоренным методом, приведенным в приложении 3.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Вес фильтрата отдельного образца (Н) принимают как среднее арифметическое четырех наибольших значений.

3.4.2. Коэффициент фильтрации , см/с, отдельного образца определяют по формуле

где - вес фильтрата, Н;

- толщина образца, см;

- площадь образца, см;

- время испытания образца, в течение которого измеряют вес фильтрата, с;

- избыточное давление в установке, МПа;

- коэффициент, учитывающий вязкость воды при различной температуре, принимают по табл.4.

Таблица 4

Примечание. При температуре воды, находящейся в интервале между указанными в табл.4, коэффициент принимают по интерполяции.

3.4.3. При испытании бетонных образцов диаметром менее 150 мм, выбуренных из конструкций, коэффициент фильтрации, полученный по расчетной формуле, умножают на поправочный коэффициент , который принимают по табл.5.

Таблица 5

3.4.4. Для определения коэффициента фильтрации серии образцов коэффициенты фильтрации отдельных образцов этой серии располагают в порядке увеличения их значений и используют среднее арифметическое значение коэффициентов фильтрации двух средних образцов (третьего и четвертого).

3.4.5. Результаты испытания заносят в журнал, в котором должны быть предусмотрены следующие графы:

- маркировка образцов;

- вес фильтрата;

- коэффициент фильтрации каждого образца и серии.

3.5. Полученное значение коэффициента фильтрации сравнивают с маркой бетона по водонепроницаемости в соответствии с табл.6.

Таблица 6

________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Обозначение марки бетона по водонепроницаемости следует читать: W2, W4, W6, W8, W10, W12 соответственно (письмо Росстандарта от 16.03.2017 N 3849-ОМ/03). - Примечание изготовителя базы данных.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). СХЕМЫ КРЕПЛЕНИЯ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБРАЗЦОВ БЕТОНА В ОБОЙМАХ

Способ уплотнения боковой поверхности образца
резиновой полой камерой с избыточным давлением в ней

1 - образец бетона; 2 - испытательная обойма; 3 - мастика; 4 - набор резиновых и металлических колец; 5 - резиновая полая камера; 6 - съемная крышка для подачи воды; 7 - съемная крышка с патрубком для сбора фильтрата

Примечание. При определении водонепроницаемости методом "мокрого пятна" снимают крышку 7.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

1 - баллон с газом; 2 - насос; 3 - редуктор; 4 - вентиль; 5 - манометр; 6 - передатчик давления; 7 - емкость с водой; 8 - эластичная емкость с дезаэрированной водой; 9 - запасная емкость с дезаэрированной водой; 10 - испытательное гнездо; 11 - измеритель веса фильтрата

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое). УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ (ФИЛЬТРАТОМЕТРОМ)

1. Минимальный размер бетонных образцов для испытания должен быть 150 мм.

2. Хранение и подготовка к испытаниям бетонных образцов - в соответствии с пп.3.2.1 и 3.2.2 настоящего стандарта.

3. Фильтратометр (см. черт.1 настоящего приложения) устанавливают на нижнюю (при формовании) поверхность образца и закрепляют (см. черт.2 настоящего приложения).

Черт.1. Фильтратометр ФМ-3

Фильтратометр ФМ-3

1 - гидравлический насос; 2 - ручка насоса; 3 - рабочий цилиндр; 4 - рабочий поршень; 5 - уплотнительная шайба; 6 - манометр; 7 - клапан

Черт.2. Испытание бетонного образца фильтратометром

Испытание бетонного образца фильтратометром

1 - фильтратометр; 2 - крепежное устройство; 3 - бетонный образец

4. Давление воды в камере фильтратометра поднимают до 10 МПа вращением ручки насоса и оценивают скорость падения давления.

5. При быстром падении давления и невозможности его поддержания путем вращения ручки насоса, испытания прекращают и коэффициент фильтрации бетона принимают большим наибольшего значения, указанного в табл.6 настоящего стандарта (10 см/с).

6. При медленном падении давления отмечают положение ручки насоса, а время, соответствующее этому моменту, принимают за начало испытания.

Ручкой насоса делают шесть полных оборотов, поддерживая давление в пределах (10±0,5) МПа, и испытания прекращают. Это время принимают за окончание испытания.

По числу оборотов определяют вес воды, поглощенной бетоном, из расчета, что один полный оборот ручки насоса равен 9,63·10 Н.

7. После окончания испытаний фильтратометр снимают с образца, мокрую поверхность протирают ветошью и через 2-3 мин измеряют диаметр затемненного круга . Для расчета принимают среднее арифметическое значение шести измерений.

8. Коэффициент фильтрации бетона , см/с, определяют по формуле

где - путь фильтрации, равный , см;

- время испытания образцов, с;

- избыточное давление в фильтратометре, МПа;

- коэффициент водопоглощения, Н/см.

Коэффициент водопоглощения определяют по формуле

где - вес воды, поглощенной бетоном, Н;

- объем бетона, насыщенного водой, см.

Объем бетона , насыщенного водой, определяют по формуле

9. Среднее значение коэффициента фильтрации бетона определяют по данным шести испытаний в соответствии с требованиями п.3.4.4 настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА ПО ЕГО ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ

1. Общие требования - по ГОСТ 12730.0 .

2. Отбор образцов

2.1. Размеры контрольных образцов - по п.1.2 настоящего стандарта. Допускается испытывать образцы-кубы с ребром длиною 150 мм. Число образцов в серии - шесть.

2.2. Изготовление контрольных образцов - по ГОСТ 10180 , хранение и подготовка их к испытаниям - по пп.1.4 и 2.2 настоящего стандарта.

Примечание. При хранении образцов должна быть исключена возможность попадания воды на их поверхность.

3. Оборудование и материалы

3.1. Для проведения испытаний используют:

- устройство типа "Агама-2Р" для определения воздухопроницаемости бетона, принципиальная схема которого приведена на черт.3;

- герметизирующую мастику, удовлетворяющую ГОСТ 14791 .

Черт.3. Принципиальная схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона

Принципиальная схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона

1 - бетонный образец; 2 - камера устройства; 3 - фланец камеры; 4 - вакуумметрический датчик; 5 - вакуумнасос; 6 - герметизирующая мастика; 7 - вентиль

3.2. Допускается применять другие устройства, отвечающие основным требованиям:

- ширина фланца камеры устройства должна быть не менее 25 мм;

- начальное давление прижатия фланца камеры к поверхности бетона образца должно быть не менее 0,05 МПа;

- начальный уровень вакуумметрического давления, создаваемого внутри камеры, должен быть не менее 0,064 МПа;

- внутренний объем полости камеры устройства должен быть не менее 180 см;

- при установке и герметизации устройства на поверхности непроницаемого материала (оргстекло по ГОСТ 9784 и др.) падение вакуумметрического давления не должно превышать 0,002 МПа в течение 1 ч.

4. Подготовка испытаний

4.1. Водонепроницаемость бетона определяют по табл.7 или, в случае невозможности использования таблицы, по экспериментально устанавливаемой градуировочной зависимости.

Таблица 7

4.2. Проверку возможности использования табл.7 осуществляют в соответствии с пп.7.1 и 7.2. Установление градуировочной зависимости - по пп.7.3-7.6.

4.3. Проверку возможности использования значений табл.7 проводят перед началом применения настоящего ускоренного метода и каждый раз при изменении вида и качества применяемых цемента, добавок и заполнителей.

4.4. Перед проведением испытаний устройство проверяют на герметичность в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

5. Проведение испытаний

5.1. При испытании герметизирующую мастику жгутом диаметром не менее 6 мм укладывают на фланец камеры по его средней линии и соединяют концы. Камеру фланцем устанавливают на нижнюю (по условиям формования) поверхность образца и в полости камеры создают разрежение не менее 0,064 МПа.

5.2. В соответствии с инструкцией по эксплуатации устройства определяют значение параметра воздухопроницаемости бетона (см/с) для каждого образца или обратное ему значение сопротивления бетона прониканию воздуха (с/см).

6. Обработка результатов

6.1. Полученные значения () бетона образцов записывают в порядке их возрастания и определяют среднее арифметическое значение () двух средних образцов (третьего и четвертого) в качестве параметра, характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии.

6.2. По табл.7 или установленной градуировочной зависимости определяют марку бетона по водонепроницаемости (), соответствующую полученному значению или . При этом в качестве марки бетона по водонепроницаемости при использовании градуировочной зависимости принимают значение , рассчитанное по формуле (1) или (2) для данного значения () и округленное до ближайшего целого четного числа.

7. Проверка возможности использования табл.7 и установление градуировочной зависимости

7.1. Проверку осуществляют в следующей последовательности:

- по пп.2.2, 5.1, 5.2 настоящего приложения изготавливают и испытывают одну серию образцов из бетона одного из контролируемых составов;

- определяют значение (или ) для этой серии образцов и соответствующую ему по табл.7 марку бетона по водонепроницаемости;

- эту же серию образцов испытывают по разд.2 настоящего стандарта и определяют марку бетона по водонепроницаемости "по мокрому пятну".

7.2. Табл.7 можно использовать, если значение марки бетона по водонепроницаемости отличается от полученного по таблице не более чем на одну марку.

7.3. Если требование п.7.2 не выполняется (табл.7 использовать нельзя), для определения марки бетона по водонепроницаемости используют градуировочную зависимость "" или "":

где и - коэффициенты, определяемые по пп.7.4-7.5.

7.4. Коэффициенты и определяют по результатам испытаний серии образцов в соответствии с п.7.1 и двух дополнительных серий образцов, также изготовленных и испытанных по п.7.1.

При изготовлении образцов одной из указанных серий следует использовать бетонную смесь с водоцементным отношением 0,40-0,42, второй - 0,52-0,54. Соотношения между заполнителями и между цементом и добавками в этих бетонных смесях должны быть теми же, что и в контролируемом составе.

7.5. Коэффициенты и рассчитывают по формулам:

где - значение или для отдельных серий образцов (, , или , , );

- значения для отдельных серий (, или ) марки бетона по водонепроницаемости.

8. Пример установления и использования градуировочной зависимости

8.1. Для установления градуировочной зависимости на заводе ЖБИ по п.7.1 были изготовлены и испытаны основная и две дополнительные серии бетонных образцов. Результаты испытаний приведены в графах 2 и 3 табл.8. При дальнейшем контроле качества бетонов различных составов, приготовленных из тех же материалов, что и образцы указанных серий, были изготовлены и по пп.5.1 и 5.2 испытаны еще три серии образцов, средние значения параметра воздухопроницаемости которых указаны в графе 2 табл.9. Необходимо определить марку бетона по водонепроницаемости для каждой из этих серий.

8.2. Последовательность обработки данных для нахождения коэффициентов и приведена в табл.8.

Таблица 8

8.3. По уравнению (1) соответствующая градуировочная зависимость имеет вид:

Таблица 9

8.4. Подставляя в уравнение (5) значения для серий 3-5 (графа 3 табл.9), получаем значения , приведенные в графе 4 табл.9. Округляя, в соответствии с п.6.2 настоящего приложения, эти значения до ближайшего четного числа, определяем искомые марки бетонов по водонепроницаемости, указанные в графе 5 табл.9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. (Введено дополнительно, Изм. N 1).



Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
Бетоны. Методы определения
плотности, влажности, водопоглощения,
пористости и водонепроницаемости:
Сб. ГОСТов. ГОСТ 12730.0-ГОСТ 12730.5. -
М.: Стандартинформ, 2007

Учитывается много факторов: ожидаемая нагрузка, вес здания, наличие подвала и тип цоколя, геологические условия. Надежность и долговечность возводимой конструкции сильно зависят от таких характеристик грунта, как: подвижность, глубина промерзания и уровень подземных вод. Как следствие, при покупке или приготовлении бетона обращается внимание на его водонепроницаемость и организовывается комплекс мероприятий по гидрозащите фундамента. Данное свойство материала означает его способность не пропускать внутрь своей структуры влагу, оно входит в обязательные обозначения бетонной смеси (цифрами от 2 до 20) и маркируется латинской буквой «W».

Точное значение этого показателя определяется согласно методам, указанным в ГОСТ 12730.5-84. Он соответствует максимально выдерживаемому давлению воды для стандартного бетонного образца, высотой в 15 см. Так, марка W2 при стандартном испытании в климатической камере не должна пропускать воду при 2 атм (0,2 МПа). Чем лучше водонепроницаемость бетона, тем сильнее его гидрозащита и стойкость к промерзаниям грунта, что актуально при заливке фундамента.

Косвенно этот показатель связан с водоцементным соотношением, марка W4 соответствует 0,6 В/Ц, W8 - 0,45. На практике это означает, что бетоны с низкой проницаемостью быстро схватываются, особенно при наличии гидрофобных добавок, но при всех достоинствах такого раствора он неудобен в укладке. Характеристика напрямую зависит от пористости искусственного камня и его структуры. То есть, плотные марки с минимальным количеством пор и капилляров имеют высокие водоотталкивающие свойства. И наоборот, рыхлые низкокачественные составы не только пропускают влагу, но и задерживают ее в себе, для заливки фундамента их использовать не следует, разве что в роли подложки.

Маркировка бетона

По степени водонепроницаемости различают сорта от W2 до W20. Каждый характеризует прямое взаимодействие материала с водой и соответствует определенной процентной степени ее поглощения по массе, под воздействием нагрузок. Первые две марки относятся к бетонам с нормальной проницаемостью, W6 - с пониженной, W8 и выше - с особо низкой. W2 и W4 не рекомендуется использовать в строительных работах при отсутствии дополнительной надежной гидроизоляции.

Марка W6 поглощает значительно меньше влаги, это бетон среднего качества, вполне пригодный для заливки фундамента и возведения относительно водостойких конструкций. Состав W8 считается оптимальным, но это сказывается на его стоимости, он сорбирует не более 4,2 % влаги по массе и используется на участках с высоким уровнем грунтовых вод. Все сорта, идущие далее по шкале от 8 до 20 относятся к водостойким, W20 имеет минимальную водонепроницаемость и не уступает по качеству никакой другой.

В зависимости от назначения выбирается бетон соответствующей марки, к примеру, для оштукатуривания подходят смеси от W8 до W14, чем сырее помещение, тем существеннее требования к их гидрофобным свойствам. Для облицовки фасадов или заливки тротуарных дорожек выбирается максимально высокая марка, с учетом запланированного бюджета. При подготовке фундамента многое зависит от параметров почвы, веса будущей постройки или применяемого материала. Минимально допустимые марки по водонепроницаемости:

• Для каркасных построек - W4.
• Для деревянных домов - W4 на слабопучинистых грунтах, W46 - на подвижных.
• При использовании пеноблоков или газобетона - W46 и W48, соответственно.
• Для кирпича и монолитных стен - W8.

Оптимальной для заливки фундамента считается смесь с водонепроницаемостью от W8, вне зависимости от выбранной марки проводятся гидроизоляционные работы.

Способы повышения водостойкости

Различают первичную и вторичную защиту бетона от воздействия влаги. В первом случае уделяется внимание конструкционным особенностям сооружения, материалам, добавляемым в раствор, исключению трещин. Сюда же входит обработка грунтовкой глубокого проникновения. Например, для получения водостойкого бетона для фундамента в него вводят силикатные добавки или гидрофобную фибру. Вторичная защита подразумевает создание барьера между материалом и агрессивной средой, изоляцию поверхности и уплотнение внешнего слоя. С этой целью применяется водоотталкивающая пропитка, тонкослойные покрытия или технология наливных полов. Эти материалы чаще всего имеют полимерную, эпоксидную или полиуретановую основу.

Одной из причин плохой водостойкости бетона является высокая пористость, возникающая из-за несоблюдения технологии его приготовления и заливки. Например: недостаточная уплотненность, нарушение пропорций при затворении раствора, уменьшение объема конструкции вследствие усадки. Фундамент находится под постоянным влиянием влаги, даже при выборе правильной марки существует риск его разрушения и проседания всего здания. Для предотвращения подобных случаев помимо обязательной гидроизоляции (насыпи щебня и настила из рубероида) используются такие способы воздействия на водонепроницаемость, как:

• решение проблем усадки;
• выдержка временем;
• обработка водоотталкивающими составами.

1. Контроль за усадкой.

Прежде всего продумывается соотношение нагрузок и размеров фундамента, делается все возможное для предотвращения трещин. Одним из условий неправильной усадки является недостаточно надежное армирование или ошибка в толщине конструкции. Для улучшения водонепроницаемости бетона необходимо контролировать процесс испарения воды из раствора, особенно для марок с минимальным соотношением В/Ц. Для этого свежеуложенный фундамент увлажняют каждые 3 часа в течение 3 суток. В жаркую погоду процедуры проводятся чаще, рекомендуется закрывать поверхность мешковиной или пленкой. Для защиты от образования капилляров бетон обрабатывается пленкообразующими составами, которые требуют осторожного обращения, в зависимости от марки они наносятся на разных этапах гидратации цемента.

2. Продолжительный влажностный уход.

Особенностью цементных смесей является улучшение эксплуатационных характеристик при увеличении срока твердения в определенных условиях. Поэтому для получения водостойкого бетона для фундамента рекомендуется организовать как можно более продолжительный уход, в идеале - до 180 дней. Чем медленнее будет испаряться жидкость с поверхности, тем лучше. После распалубки желательно обеспечить влажность воздуха не ниже 60 %, при высыхании в сухости бетон теряет первоначальный объем. Если трещины предотвратить не удалось, их следует обработать водостойким герметиком.

3. Гидроизоляционные составы.

Этот вид защиты необходим не только для усиления водостойкости, но и для сохранности фундамента при промерзании грунта. После снятия опалубки на основание наносится водонепроницаемое покрытие для бетона проникающего или пленочного типа.

Существует множество разновидностей водоотталкивающих составов, они могут иметь минеральную или синтетическую основу, для усиления эффективности в них добавляются армирующие фиброволокна или другие модифицирующие вещества. Лучшими считаются многокомпонентные полимерные смеси дисперсионного типа, они удобны в нанесении, быстро высыхают и усиливают водонепроницаемость в несколько раз.

Главная » Дачный дом » Зависимость марки по водонепроницаемости от водоцементного отношения. Все способы повышения водонепроницаемости бетона: от правильного выбора марки до изоляции готовой поверхности