Водостойкость и водонепроницаемость строительных материалов: Водостойкость, водонепроницаемость и водопроницаемость. Способы оценки. Области применения материалов с повышенными требованиями к этим свойствам.

Водонепроницаемый бетон: от чего зависит водостойкость смеси

Одной из главных причин популярности бетона является не только его прочность и долговечность, но и такая характеристика, как водонепроницаемость. Это условие обязательно, когда речь идет об устройстве сложных конструкций, предназначенных для эксплуатации на открытом воздухе или в условиях повышенной влажности. От чего зависит водонепроницаемость материала, как ее увеличить и влияет ли этот показатель на стоимость бетона М200 за куб?

Что принято понимать под водонепроницаемостью?

Под водонепроницаемостью бетона понимается его способность отталкивать влагу и не позволять ей проникать внутрь. На производстве существует специальная процедура проверки этого показателя, когда на бетон М150, М300 или любую другую марку направляется струя воды под сильным давлением. Уровень давления периодически повышается, пока не будет достигнут определенный нормой предел.

Водостойкость смеси зависит от нескольких факторов, но главным является степень его пористости. Чем более плотный материал используется при возведении разного рода сооружений, тем выше его устойчивость к проникновению влаги. Именно поэтому специалисты рекомендуют тщательно соблюдать правила затворения раствора; наличие излишней воды, не достаточное размешивание или усадка материала способны привести к образованию лишних пор в структуре смеси и, соответственно, уменьшить ее водостойкость.

Качество бетона улучшается со временем?

Интересно, что любой товарный бетон (М200, М300 или М450) со временем способен повышать свою водонепроницаемость. Однако эта особенность проявляется только в условиях постоянного увлажнения, «закаляющего» материал. В тех случаях, когда бетон твердеет в среде с относительно низким уровнем влажности, показатель устойчивости к воздействию влаги заметно снижается.

К счастью, сегодня у всех, кто решил купить бетон в Подмосковье или любых других регионах, есть возможность увеличить водостойкость материала, вне зависимости от того, в каких условиях ему придется высыхать и эксплуатироваться в дальнейшем. Речь идет о специальных гидрофобизирующих, или водоотталкивающих, пропитках, способных защищать от влаги бетонные поверхности.

Пропитки, наносимые на материал, проникают в структуру уже высохшего раствора на различную глубину (она может составлять от 2 до 20 мм). Благодаря специальному составу, основанному на органических или неорганических компонентах пропитка защищает бетон не только от влаги, но и от воздействия кислотных и солевых осадков, разрушительного действия грибков и плесени, вредного влияния ультрафиолетовых лучей.

Своевременная защита – гарантия длительной эксплуатации

Несмотря на то, что современный бетон М450, М400 и даже М100 отличается повышенными характеристиками прочности и надежности, длительное воздействие влаги способно негативно сказаться на сохранности материала. Если напольные и настенные бетонные поверхности можно защитить с помощью пропитки, то в тех случаях, когда речь идет о фундаменте, требуются иные подходы к повышению водостойкости (чаще всего используется пленочная или проникающая гидроизоляция материала).

Чтобы повысить водонепроницаемость бетона, потребуются дополнительные расходы, однако все затраты окупятся безупречной и длительной эксплуатацией.

Водонепроницаемый бетон. Его виды и характеристики

Среди всех строительных материалов, водонепроницаемый бетон занимает лидирующее место. С помощью него строятся сооружения, требующие устойчивости к влаге. К ним относятся подвалы, подземные стоянки, складские или производственные помещения, бассейны, мосты, плотины и служебные трубопроводы.

А также, наружные стены, в которых самый низкий уровень готового пола на 15 см выше уровня поверхности. Читайте в статье о видах водонепроницаемого бетона, и добавках, которые помогают улучшить гидрофобность этого стройматериала.

Водонепроницаемость бетона

Термин «водонепроницаемый бетон» охватывает ряд специализированных готовых смешанных бетонов, предназначенных для защиты конструкции от попадания или накапливания воды внутри.

Водонепроницаемость бетона в значительной степени зависит от его соотношения воды и цемента, и степени плотности. Смесь должна быть приготовлена таким образом, чтобы обеспечивать достаточную прочность и структурную плотность. Уровень водонепроницаемости обозначается буквой W, и цифрами 2-20. Это значение связано со способностью бороться с потоком воды через композит. 

Цифра в вышеуказанном обозначении указывает максимальное давление воды (в МПа*10), при котором не наблюдается утечка сквозь материал. Например, если во время испытаний, бетонный брус, толщиной 150 мм, не пропускает воду под давлением в 0,8 МПа, ему присваивается класс водонепроницаемости W8. Эти испытания продиктованы ГОСТ 12730.5-2018. Из такого бетона можно заливать влагостойкий фундамент. 

Физические характеристики водонепроницаемого бетона

На класс водонепроницаемости влияет определенная марка бетона. Высокий уровень марки означает повышенную плотность бетона, а значит, влагоустойчивость возрастает:

• Марка бетона М100 и М150 имеют класс W2 и марку морозостойкости F50. Это низкий уровень устойчивости к влаге, и понадобится дополнительная гидроизоляции конструкции из бетона этих марок. 
• Бетону М200 и М250 присваивается класс W4, что указывает на нормальный уровень водонепроницаемости, и марку морозостойкости F100. Такой используют при возведении фундаментов в условиях низкого уровня влажности. Но следует обеспечить дополнительную гидроизоляцию снаружи конструкции.  
• Бетон М300 соответствует классу W6. Этот стройматериал более устойчив к влиянию влаги, и часто используется в строительстве в условиях умеренной влажности. Коэффициент морозостойкости цемента этой марки F200.
• М350 с классом водонепроницаемости W8 морозостойкостью F200 уже относится к водонепроницаемому бетону. С его помощью строят объекты, подвергающиеся периодическому влиянию влаги. Например, подвалы или фундаменты под дома из газобетона.
• Бетон М400 и М450 обладает классом от W10 до W14. Такой бетон считается водонепроницаемым, и подходит для строительства объектов, которые находятся глубоко во влажном грунте. Также вы можете обеспечить дополнительную влагостойкости и морозостойкость фасадов дома, если будете использовать бетон этой марки. Марка морозостойкости соответствует F300.
• Марки М550 и М600 имеют марку морозостойкости F300, и класс устойчивости к влаге от W12 до W18. Из такого бетона строят подземные бункеры, водохранилища, бассейны, и различные гидротехнические сооружения, где необходим водостойкий бетон.

Для повышения непроницаемости бетона могут быть добавлены водостойкие примеси. Тем не менее, проектирование и строительство водонепроницаемой бетонной конструкции, является системным подходом, а водонепроницаемый бетон — лишь один из его элементов. 

Водонепроницаемость конструкции в целом, определяется выполнением требований по ограничению проницаемости воды через сам бетон, стыки и соединительные элементы. Это значит, что следует обеспечить дополнительную гидроизоляцию швов, и стыков между полом и стенами. При соблюдении этих условий, вы обеспечите максимальную долговечность любой постройке.

Состав и добавки в водонепроницаемом бетоне

В состав водонепроницаемого бетона входят песок, гравий, и водонепроницаемый цемент (гидрофобный). От пропорций этих составляющих и размеров гравия, зависит плотность бетонной смеси, и как следствие, степень устойчивости к влаге. Для придания дополнительной водонепроницаемости, в бетонную смесь вводятся пластификаторы, полимеры и кольматирующие добавки. 

Стоимость готового продукта значительно превышает общую сумму отдельных компонентов. Ради экономии, вы можете приготовить водонепроницаемый бетон своими руками. Важно соблюсти пропорции, и правильно ввести добавки. Бетонную смесь можно приготовить тремя способами:

1. 4 части гравия, 1 часть цемента и 1 часть просеянного речного песка. Все эти компоненты смешиваются с водой от 0,5 до 0,7 части.
2. 3 части гравия, 1 часть цемента и 2 части песка. Вода также добавляется от 0,5 до 0,7 части.
3. 5 частей гравия, 1 часть цемента и 2,5 части песка. Для замешивания такого состава, используйте 0,7 части воды.

Помимо этих ингредиентов потребуются специальные добавки. Их количество зависит от состава гидрофобного цемента. Давайте рассмотрим основные добавки в бетон для водонепроницаемости.

Добавки в бетон для водонепроницаемости

1 категория

Cостоит из гидрофобных или водоотталкивающих химических веществ, которые получают из мыла, растительного масла или нефти, например, битум. Эти добавки создают водоотталкивающую пленку на порах бетона, но пропускная способность поры не повышается.

2 категория

Cодержит мелкозернистые твердые вещества. К ним относятся инертные, или наполнители, которые обладают химической активностью: тальк, глина, силиконовые порошки, или смолы. Все эти добавки повышают плотность бетона и препятствуют прониканию воды.

3 категория

Включает в себя кристаллические продукты. Они входят состав цемента и песка. Эти гидрофильные материалы создают кристаллические отложения, которые блокируют проникновение воды в структуру бетона. 

4 категория

Подразумевает латексно-полимерные добавки, которые повышают устойчивость бетонной конструкции к постоянному влиянию воды под давлением. Их активные частицы реагируют с частицами воды и цемента. Такая химическая образует кристаллы силиката кальция, которые неразрывно связаны с цементной пастой. Кристаллизуясь, они закупоривают как поры, так и микротрещины в бетоне. 

Эта реакция продолжается на протяжении всего срока службы бетона. А значит, добавки образуют кристаллический барьер для влаги при условии появления новых трещин. При введении любых добавок для водонепроницаемости бетона, обязательно читайте инструкцию и пропорции, указанные на упаковках.

Показателем качества водонепроницаемого бетона являются его ингредиенты. Цемент, используемый для изготовления бетонной смеси, должен соответствовать марке и плотности. Такой цемент вы можете заказать у официального дилера завода-изготовителя. Это гарантирует долговечность бетонной конструкции.

Вещества, непроницаемые для воды

••• капли дождя на окне изображение Ирины Коденцевой с сайта Fotolia.com

Обновлено 25 апреля 2017 г. его физические характеристики и характеристики сил, вещей и веществ, с которыми он вступает в контакт. Непроницаемое вещество — это такое вещество, через которое не могут пройти такие вещества, как жидкости или газы. В некоторых случаях вещество непроницаемо для жидкости, но проницаемо для газа. Вещества и материалы, непроницаемые для воды, важны, поскольку они помогают нам оставаться сухими и защищенными от воды.

Стекло

Стекло представляет собой композитное вещество, изготовленное из смеси кварцевого песка, соды и извести. Согласно Consumers Glass, «искусственное стекло считается старейшим промышленным материалом в мире». Оконные стекла, контейнеры, посуда и другие рукотворные изделия из стекла непроницаемы для воды. Стекло также демонстрирует степень непроницаемости для передачи тепла и холода.

Пластмасса

Материалы и изделия из пластмассы, смешанного вещества, непроницаемы для воды. Хотя паркезин и бакелит были изобретены в конце 1800-х годов, изобретение синтетических пластиковых полимеров в 1900-е годы способствовали разработке всех видов непроницаемых материалов, включая пенополистирол, ПВХ, винил и тонкие пластмассы, такие как термоусадочная пленка. Сегодня изделия из пластика повсюду, и их общие свойства включают электрическое сопротивление, гибкость, непроницаемость для воды и, в некоторых случаях, прозрачность. Непроницаемость пластика для воды делает его предпочтительным материалом для изготовления широкого спектра изделий, включая оросительные трубы, септиктенки, непромокаемую одежду, композитные изделия из пластика и дерева и защитные покрытия.

Металлы

Металлы и металлические сплавы, такие как алюминий, медь и сплавы железа, включая нержавеющую сталь и чугун, непроницаемы для воды и других жидкостей. Металлы обычно используются в производстве машин, больших кораблей, автомобилей, кулинарии и строительных материалов. Алюминиевый сайдинг повышает непроницаемость дома или здания для воды и других элементов. Окраска, покрытие и нанесение эмали или пластиковых полимеров используются для предотвращения коррозии большинства металлов.

Горная порода

Глина, сланец и сланец представляют собой горные породы, которые не пропускают воду и поэтому классифицируются как непроницаемые. В отличие от водопроницаемых пород, поглощающих воду, непроницаемые породы могут поддерживать и изменять русла рек и ручьев, подвержены эрозии и могут препятствовать стоку грунтовых вод. Последнюю обычно называют водоупором. Композитные каменные материалы, такие как бетон или кирпич, пористы и допускают просачивание воды, если не обработаны гидроизоляционным веществом.

Статьи по теме

Ссылки

• Дайггер: Свойства пластика: Физические свойства
• Науки о Земле Австралия: Подземные воды: Родники и колодцы

Об авторе

Жительница Торонто, Джой Кимбер2009 пишет онлайн Она предоставляет материалы о путешествиях для LIVESTRONG Lifestyle и любит писать статьи о бизнесе, карьере и психологии для eHow. Она имеет степень бакалавра коммерции и администрации Университета Бишопа.

Фото предоставлено

капли дождя на окне фото Ирины Коденцевой с сайта Fotolia.com

Водонепроницаемые и паропроницаемые материалы

Газопроницаемость гидроизоляционных мембран — Часть 4

В первом блоге этой серии (« Как предотвратить проникновение радона в бетонные конструкции ») мы описали, как использовать мембраны для предотвращения проникновения радона в дома. В нашем втором блоге (« Защита от метана и биогаза ») мы посмотрели на движение газа в другом направлении, описав, как мембраны препятствуют выходу биогаза и метана из бетонных конструкций, и, наконец, в третьем блоге (« Увеличение недостаточного покрытия бетона до армирования с помощью покрытий и мембран ») мы рассмотрели влияние углекислого газа на бетон и способы использования покрытий и мембран для повышения долговечности бетона.

В этом последнем посте из серии о газопроницаемости гидроизоляционных мембран мы рассмотрим водяной пар и его воздействие на бетон.

Что такое водяной пар?

Водяной пар представляет собой газообразную фазу воды. Вода постоянно циркулирует в атмосфере: она испаряется с земной поверхности и поднимается в атмосферу. Он конденсируется в облака, уносится ветром, а затем падает обратно на землю в виде дождя или снега.

Это может показаться удивительным, но водяной пар является самым сильным парниковым газом в земной атмосфере, но его поведение коренным образом отличается от поведения других парниковых газов, поскольку водяной пар не контролирует температуру земли. Напротив, температура атмосферы ограничивает максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, чего нельзя сказать о других неконденсирующихся газах, таких как CO 9 .0077 2 или CH ₄ .

Водяной пар в бетон

Каждый бетонный элемент начинается с определенного количества воды в результате смеси с цементом. Вода, не связанная с кристаллами цемента, будет испаряться из матрицы бетона во время или после затвердевания.

В дальнейшем капилляры, образующиеся в бетонной матрице на стадии затвердевания в результате испарения воды, могут действовать как губка, поглощая прямые источники воды (например, дождевую воду, плохой водопровод, влагу из окружающего грунта и т. д.). После проникновения воды начинается миграция в пустые поры. Поры возле сухого открытого лица позволяют воде постепенно испаряться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие с окружающим воздухом.

После завершения процесса сушки бетона и достижения равновесия водяной пар все еще может проникать в бетон при увеличении относительной влажности окружающего воздуха. В среде с высокой влажностью бетон может начать поглощать влагу, а не выделять ее, пока не будет достигнуто новое равновесие.

Во всех этих случаях направление потока пара всегда будет от высокого давления пара (или высокой концентрации) к низкому давлению пара (или низкой концентрации).

Водонепроницаемые, но паропроницаемые мембраны?

Мембраны, покрытия и напольные покрытия часто наносятся на бетонные элементы для украшения, защиты или гидроизоляции (см. нашу запись в блоге «4 + 1 случай, когда бетонные конструкции нуждаются в гидроизоляционных растворах MasterSeal»).

После нанесения одного из этих покрытий, когда влага, содержащаяся в бетоне, мигрирует на поверхность или пытается уйти, может произойти несколько нежелательных явлений:

• Образование «рыбьих глаз» или пузырей при затвердевании верхнего слоя.
• Пониженная адгезия топпинга.
• Отслоение покрытия из-за отрицательного давления воды или развития осмотического давления после затвердевания.

Проблемы, подобные этой, могут возникать в таких областях применения, как стены в зданиях, разделяющие среды с различной температурой и относительной влажностью, плиты на уровне грунта с несуществующими или поврежденными подземными барьерами для водяного пара (влагонепроницаемые мембраны) или недавно нанесенные ремонтные растворы которые еще имеют высокую степень остаточной влажности. В таких ситуациях обработка бетонной поверхности должна позволять легкое испарение воды изнутри бетона в дополнение к низкому поглощению при воздействии жидкой воды.

Проницаемый или непроницаемый для водяного пара? Критерии оценки

Там, где требуется легкое испарение воды, очень важно оценить проницаемость гидроизоляционных мембран и других средств обработки поверхности.

Паропроницаемость материала является мерой его сопротивления прохождению водяного пара. Обычно он измеряется в МН•с/г или ГПа•с•м²/кг и, поскольку включает толщину материала, зависит от каждого типа применения.

Значение µ материала также является мерой его относительного сопротивления прохождению водяного пара, измеренного по сравнению со свойствами воздуха. Поскольку это свойство самого материала, чтобы узнать поведение материала в конкретной конструкции, его необходимо умножить на нанесенную толщину. Полученная «эквивалентная толщина воздуха» (S _D ) представляет собой толщину статического слоя воздуха, обладающего таким же сопротивлением проникновению водяного пара, как и рассматриваемый строительный материал толщины «t».

S _D = μ t

В Европе покрытия и мембраны, применяемые в качестве систем защиты поверхности бетона, должны соответствовать стандарту EN 1504-2, который требует проведения испытаний на проницаемость для водяного пара и устанавливает три различных уровня:

В отличие от этого, EN 13813, который регулирует свойства и требования к материалам для стяжек, не требует испытания паропроницаемости для синтетических смол или асфальта или стяжек, в то время как это требуется для цементных, сульфатно-кальциевых и магнезитовых стяжек.

В приведенной ниже таблице приведена капиллярная абсорбция воды, паропроницаемость и рекомендуемая толщина нанесения для трех наших различных технологий:

MasterProtect 330 EL представляет собой эластичное, перекрывающее трещины покрытие, препятствующее карбонизации, с акриловыми полимерами, обеспечивающее долговременную эстетическую защиту бетона.

MasterSeal 6100 FX представляет собой эластичную цементную гидроизоляционную мембрану, перекрывающую трещины, которая используется для гидроизоляции бетонных и каменных конструкций. №

MasterTop TC 428 – это эпоксидное покрытие на водной основе с полуглянцевой отделкой, которое используется на бетонных полах и стяжках в системах MasterTop 1728 и 1728 R.

И в заключение…

Избыточная влажность является причиной многих повреждений покрытия на бетоне. Обычный способ контролировать силы воды внутри бетона, если источник воды не может быть удален, заключается в использовании воздухопроницаемых продуктов, которые можно наносить на влажные основания и позволять влаге испаряться через материал без возникновения сил, которые могут повлиять на его адгезию или его долгосрочная работоспособность.

Все три представленных продукта демонстрируют очень низкое водопоглощение (они действуют как «барьер» для жидкой воды) и в то же время высокую воздухопроницаемость, что делает их подходящими для предотвращения проблем, связанных с влажностью.

Однако разработка новых продуктов и технологий означает, что для некоторых конструкций воздействие воды, содержащейся в бетоне, можно противодействовать без необходимости использования воздухопроницаемых систем. См. некоторые примеры в посте «5 успешных случаев гидроизоляции отрицательной стороны с использованием грунтовок MasterSeal P 770 и MasterSeal P 385 в подземных резервуарах и цистернах».

Ссылки:
Земная обсерватория НАСА. https://earthobservatory.nasa.gov/images/146978/methane-emissions-continue-to-rise
Американское химическое общество. https://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/climatesciencenarratives/its-water-vapor-not-theco2.html#:~:text=Water%20vapor%20is%20the%20most%20важно%20теплица %20gas.&text=Это%20правда%20%20вода%20пар, а%20регулируется%20%20%20температурой.
EN 1504 – 2: «Продукты и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Определения, требования, контроль качества и оценка соответствия. Часть 2: Системы защиты поверхности бетона».
EN ISO 7783-1: «Краски и лаки. Определение скорости проникновения водяного пара. Часть 1. Чашечный метод для свободных пленок».
EN ISO 7783-2: «Краски и лаки. Лакокрасочные материалы и системы покрытий для наружной кладки и бетона. Часть 2. Определение и классификация скорости проникновения водяного пара (проницаемости)».
EN 13813: «Материал стяжки и стяжки пола Материал стяжки Свойства и требования.