Добавки в бетон для водонепроницаемости, обзор

Влагостойкий железобетон – это особый тип материала, в котором отсутствуют поры и капилляры (пустоты), пропускающие основной объём влаги. Материал характеризуется повышенной плотностью, что определяет его специфические свойства, но этого недостаточно для обеспечения полной гидроизоляции.

Классы водостойкости

Марка бетона, относящаяся к степени водонепроницаемости, обозначается литерой «W», за которой следует числовое значение. Число может находиться в промежутке от 2 до 20 и определяет максимально допустимое давление жидкости.

Бетон с максимальной водостойкостью маркируется, как W20 и, наоборот. В частном домостроении достаточно использовать материал W4-W8, но при близком залегании грунтовых вод этот показатель можно увеличить до W12.

Состав бетонной смеси: что включено?

Водонепроницаемость бетона напрямую зависит от качества и соответствия заявленным требованиям компонентов. Рекомендации по подбору и стандарты состава смеси соответственных марок указаны в ГОСТе 27006—86. Перечень ингредиентов, включенных в состав:

Цемент. Играет основную роль, отвечает за прочность готового замеса. Имеет четкие рекомендации по количественному значению. Превышение или уменьшение заданного веса приводит к испорченности бетона.
Щебень. Аналоги — гравий или гранитные части. Отвечают за отсутствие трещин после высыхания. Критерием при подборе является размер.
Песок. Среднего диаметра крупинок. По природе — речной или карьерный. Исполняет роль уплотнителя. Закрывает пустоты между щебнем.
Вода. Обеспечивает однородность и необходимую консистенцию. Должна быть максимально чистой, без видимых примесей.
Химические добавки. К таковым относят пластификаторы, повышающие пластичные характеристики. Если добавить необходимые химикаты, можно увеличить морозостойкость смеси.

Виды водостойких цементов

В зависимости от механизма получения «водонепроницаемости» различают следующие типы связующего: водонепроницаемый безусадочный цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент и цемент со специальными присадками.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ. Популярные марки: М400 ВРЦ Д0(Д20), М500 ВРЦ Д0(Д20), М600 ВРЦ Д0(Д20). Цемент водонепроницаемый быстротвердеющий – разновидность расширяющегося материала. Популярные марки: М400 ВРЦ Б, М500 ВРЦ Б, М600 ВРЦ Б. Благодаря специальному составу и специальной технологии изготовления при схватывании, данный строительный материал расширяется в объеме и быстро твердеет. В среднем, схватывание смеси происходит в течение 10 минут. При этом величина расширения зависит от степени влажности окружающей среды – при увеличении влажности величина расширения повышается. Поэтому очень важно в течение 72 часов после заливки поддерживать высокую влажность конструкции (укрывать полиэтиленовой пленкой, сбрызгивать водой). Область применения – возведение гидротехнических сооружений (плотин, дамб, мостов), ремонт сооружений, строительство подземных объектов. Также это самый предпочтительный вариант водонепроницаемого цемента для бассейнов.
Водонепроницаемый безусадочный цемент. Популярные марки: М400 ВБЦ Д0 (Д20), М500 ВБЦ Д0 (Д20), М600 ВБЦ Д0 (Д20). Этот вид специального вяжущего производится на основе клинкера с добавкой алюмината кальция. Благодаря добавке алюмината кальция, после затворения смеси, образуется очень плотный камень с минимальным количеством капилляров. Как и в предыдущем случае, обязательным условием застывания бетона или раствора на основе безусадочного цемента – повышенная влажность окружающей среды. Если влажность окружающей среды будет менее 70%, «безусадочные» свойства материала утрачиваются. Область применения – возведение фундаментов, полов в гаражных и подвальных помещениях, выгребных ям, гидроизоляция тоннелей, герметизация швов, строительство чаш бассейнов и искусственных водоемов.
Гидрофобный цемент. Материал этого вида представляет собой общестроительный портландцемент со специальными гидрофобизирующими присадками (олеиновая кислота, остатки кислот синтетического происхождения, асидол, мылонафт и пр.). Популярные марки: М400 Д0 ГЦ, М500 Д0 ГЦ, М600 Д0 ГЦ. Механизм достижения «влагонепроницаемости» состоит в соединении частичек цемента с молекулами добавки с последующим образованием мономолекулярного воздушного слоя, который защищает поверхность частичек от контакта с влажной средой. Область применения: возведение чаш искусственных водоемов, изготовление гидроизолирующих штукатурок, укладка дорог и взлетных полос аэродромов.

Читайте так же:

Шары для цементных мельниц

Производители водонепроницаемых цементов: ПАО «ЭКОСИСТЕМА» (г. Москва), Екатеринбургский цементный завод, MAPEI (Италия). В связи с очень высокой ценой водонепроницаемого цемента, ограниченности применения и небольшим сроком годности, большинство отечественных производителей цемента изготавливают его отдельными партиями по отдельному договору.

На рынке существует несколько видов гидроизоляционных добавок для бетона:

Смесь сухая с расширяющим эффектом. Их вносят в трещины уже затвердевшего бетона, там они расширяются и становятся единой монолитной массой;
Смесь сухая с проникающим эффектом – их вносят в раствор на стадии изготовления;
Смеси сухие с расширяющим эффектом для нанесения на поверхность свеже-залитого бетона;
Напорный герметик. Это средство не вносится в состав бетонной смеси. Им обычно покрывают поверхность в тех местах, где бетон дал трещины.

Добавки в состав

Добавки представляют собой вещества, повышающие гидроизоляционные качества бетона и его прочность. Примеси используют в горизонтальных конструкциях, т. к. в вертикальных элементах смесь будет стекать из-за повышенной пластичности.

Чаще всего используются добавки для повышения стойкости к увлажнению:

Силикатный клей. Этот компонент увеличивает способность бетона противостоять проникновению воды в поры одновременно с повышением устойчивости к истиранию и эластичности. Жидкое стекло ускоряет процесс застывания, тем самым уменьшает период испарения влаги с поверхности монолитных конструкций.
Хлорное железо. Оптимальные концентрации компонента в растворе определяются в зависимости от назначения конструкции. Для емкостей под воду и мазут берется 0,8% от массы цемента, баки под легкие нефтепродукты строят с добавлением хлорного железа в количестве 1,75%. Добавки используются при бетонировании резервуаров для жидкостей, которые равняются по вязкости воде.
Нитрат кальция. Примесь подмешивается в растворы для ускоренного достижения прочности, повышения устойчивости к появлению трещин, увеличения показателя водонепроницаемости. Вещество хорошо растворяется в воде, неядовитое, стоимость компонента невысокая.
Олеат натрия. Примесь порошка в смеси увеличивает подвижность бетона на 5%, при этом сопротивление сжатию повышается вполовину от первоначального значения. Компонент снижает натяжение поверхностной пленки на границе разделения фаз вода-цемент и уменьшает размер воздушных пор.

Читайте так же:

Очиститель от цемента glutoclean

Ведутся споры по поводу применения искусственных добавок отечественного или импортного производства. И те, и другие дают положительные результаты, хорошо подходят для увеличения водостойкости бетона. Импортные примеси стоят дороже, но результат ничем не отличается, поэтому в целях экономии лучше использовать российские смеси.

Водонепроницаемый бетон

Автор статьи: Александр Смирновский: химик-аналитик

Водонепроницаемый бетон – это полученный по специальной технологии строительный материал, который содержит в своей основе компоненты классического бетона. Для придания водостойкости в его состав вводятся вещества различной природы, приводящие к уплотнению структуры или образованию гидрофобных пленок.

Основа водонепроницаемых бетонов

В качестве связующего в бетоне обычно применяются портландцемент или быстротвердеющие саморасширяющиеся композиции. Функцию мелкого наполнителя выполняет песок, а крупного – гравий, щебень или отходы промышленных производств [1]. Отношение связующего к наполнителю составляет по массе от 1 : 11,6 до 1 : 3,6 для марок М100 и М450 соответственно. Отношение песка к щебню колеблется от 1 : 1,5 для составов меньшей прочности до 1 : 2,2 для самых прочных бетонов [2].

Причины пропускания воды бетонным слоем

Разветвленная система пор является основным путем проникновения влаги через кажущийся непроницаемым материал. Увеличение пористости происходит в результате избытка или недостатка воды в исходном растворе.

Избыток воды приводит к нахождению в составе затвердевшей массы капель, не вступивших в реакцию. Со временем они испаряются, а на их месте остаются микроскопические пустоты – поры.

Недостаток воды снижает пластичность раствора, в результате чего конгломерат формируется с нарушением целостности. Низкая подвижность не позволяет бетону уплотниться и уменьшает не только влагонепроницаемость, но и прочность. Пористость, связанная с недостаточным уплотнением смеси, относится к дефектам бетонного покрытия.

Оптимальное содержание воды в растворе зависит от пропорций вяжущего и наполнителя. При протекании реакций затвердевания ее необходимо около 25 % от массы вяжущего (цемента). Для получения максимальной пластичности при строительстве добавляют 40-70 % воды [3].

Читайте так же:

Калькулятор расчета цементного раствора м150

Подходы к увеличению водостойкости бетонного конгломерата

Добавление пластификаторов, улучшающих удобоукладываемость

Действие таких добавок состоит в повышении пластичности раствора и качественном заполнении формы, ограниченной опалубкой. Одновременно наблюдается снижение содержания избыточной влаги, способствующей порообразованию.

Примечание: пластичность измеряют путем оценки осадки конуса. Его начальную форму придают при заполнении бетоном стандартной конусообразной заготовки. После наполнения формовочный конус медленно поднимают и измеряют разницу между его высотой и высотой осевшего под действием силы тяжести бетонного конуса [4].

Пластификаторы добавляются в количестве от 0,1 до 3,0 % по массе. Они подразделяются на 3 группы, состоящие преимущественно из поверхностно-активных веществ (ПАВ) [5]:

высокоэффективные (суперпластификаторы) – повышают осадку конуса от 2-4 см до 20 см и более (продукты сульфометилирования меламина и сульфирования ароматических углеводородов с последующим конденсированием с формальдегидом);
сильнопластифицирующие – увеличивают осадку до 14-19 см (сульфонаты щелочных металлов);
— слабопластифицирующие – рост осадки достигает 8 см (крахмал, кремнийорганические жидкости, животный клей).

Добавление компонентов, заполняющих поры и трещины

Такой подход получил распространение в процессе приготовления вязкой бетонной смеси и придании водонепроницаемости уже затвердевшему материалу. Суть способа заключается во введении в состав бетона неорганических солей металлов – хлорного железа, силиката натрия и калия, нитрата кальция и пр. Одним из наиболее эффективных некоммерческих препаратов считается нитрат кальция (кальциевая селитра) [6]. Ее добавление к бетону в количестве 0,5-1 % максимально повышает водонепроницаемость и конечную прочность.

Введение гидрофобных добавок

В качестве гидрофобных компонентов применяются щелочные соли высших кислот (олеат или стеарат натрия, кальция, цинка и др.) и силиконовые жидкости. Содержание этих веществ невелико и составляет обычно 0,15-1 % от массы связующего [7].

Водонепроницаемый бетон на основе расширяющегося и напрягающего цемента

В отдельную группу выделяют бетоны, связующее которых частично или полностью состоит из алюминатов кальция. Особенностью таких бетонов является быстрое время схватывания, составляющее от нескольких минут до 10-12 часов [8].

Читайте так же:

Расход известково цементного раствора

При затвердевании расширяющегося алюминатного цемента происходит не усадка, а расширение, препятствующее образованию трещин. Использование напрягающего цемента, состоящего из 65-75 % портландцемента, 13-20 % глиноземистого цемента и 6- 10 % гипса, позволяет достичь не только высокой водостойкости, но и значительной прочности железобетонной конструкции [9]. Расширение бетонной массы при схватывании разносторонне растягивает и напрягает арматуру, увеличивая общую прочность.

Начало схватывания раствора с добавлением напрягающего цемента составляет не менее получаса, а завершение процесса наступает не позднее четырех часов после приготовления.

Важной особенностью всех видов водонепроницаемого бетона является их эффективность лишь при условии монолитности. Наличие конструкционных швов минимизирует эффект от применения водонепроницаемого состава и требует дополнительных работ по гидроизоляции. Заливка единого бетонного монолита, стойкого к воздействию влаги, является надежным способом достичь максимальной водонепроницаемости, прочности и долговечности конструкции.

Как заказать водостойкий бетон в Москве и по Московской области

Компания Бетоныч приглашает к сотрудничеству строительные организации Москвы и области. Доставка возможна на любой объект столицы и удаленные точки выгрузки по предварительной договоренности. При необходимости доступны календарные поставки по заранее составленному графику. Это обеспечит бесперебойное строительство объекта любых масштабов.

Эффективные добавки

Модифицирующие добавки подмешиваются в бетонную смесь со следующими целями:

Заполнение воздушных пор;

Повышение пластичности материала;

Улучшение гидрофобных свойств бетона;

Снижение коррозионной агрессивности по отношению к стальной арматуре ;

Повышение прочности бетона;

Снижение скорости схватывания раствора. При слишком быстром застывания происходит растрескивание материала и более интенсивное образование пор.

В качестве модифицирующих компонентов в раствор добавляются химические вещества в разном агрегатном состоянии:

жидкие добавки в виде раствора;

твёрдые порошкообразные модификаторы.

Самый распространённый и при этом дешёвый модификатор бетона – высокощелочной раствор на основе алкилсиликатов калия.

Читайте так же:

Обязательно ли цемент смешивать с песком

Добавки подмешиваются в бетонный раствор на стадии изготовления смеси. Специальные кольматирующие добавки способствуют химической реакции, при которой возникают прочные химические связи. Они повышают плотность и прочность бетона. Пластифицирующие присадки повышают пластичность раствора. За счёт этого при трамбовке улучшается процесс выхода из раствора пузырьков воздуха.

При неоспоримой ценности модификаторов они обладают одним, но весьма серьёзным, недостатком. Дело в том, что присадки выгоняют из бетонного массива пузырьки воздуха. Плотность материала повышается. В результате этого снижаются теплоизоляционные свойства бетонных материалов и конструкций.

Производство высококачественного водонепроницаемого бетона требует строгого соблюдения рецептуры и технологии производства. Компания «Бетоныч» использует в изготовлении гидрофобных бетонных составов самое передовое оборудование. Наша продукция подвергается жёсткой системе слежения за качеством продукции на всех стадиях: от качества сырья до отгрузки и доставки заказчику.

Заказывайте водонепроницаемый бетон у нас! Наша продукция пользуется устойчивым спросом у строительных фирм Москвы и Подмосковья.

голоса

Рейтинг статьи