Исходя из избыточного давления жидкости на образец, определяется марка бетона по водонепроницаемости. Однако стоит помнить, что этот показатель весьма условен. Бетон — уникальный материал, способный выдерживать давление воды до 3 МПа без фильтрации. ГОСТ 12730.5-84 регламентирует методы определения водопроницаемости бетона. В соответствии с ГОСТ 26633, бетон категорий водонепроницаемости W2... W18 и W20 используется для строительства конструкций, требующих защиты от проникновения воды.

Если в проектной документации указано, что требуется бетон класса B15 W6 F200, то на самом деле необходим бетон класса B22.5, так как бетон класса B15 не обеспечит требуемую водонепроницаемость. Когда в проекте указан бетон класса B25 W4 F150, нужен бетон именно класса B25, поскольку дополнительные индексы, указывающие на более низкий класс, не имеют значения.

Испытания бетона на водонепроницаемость

Испытания бетона на водонепроницаемость осуществляются согласно ГОСТ 12730.5-84.
Существует четыре метода для определения водонепроницаемости бетона:

• Метод «мокрого пятна».
• Определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации.
• Ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром).
• Ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.

Физико-химические факторы коррозии бетона

• Выщелачивание: происходит при контакте бетона с водой, которая вымывает из него гидроксид кальция, ослабляя его структуру.
• Морозное разрушение: при замерзании воды в порах бетона происходит увеличение объема, что приводит к возникновению внутренних напряжений и образованию трещин.
• Тепловое разрушение: при высоких температурах бетон может терять прочность и деформироваться.

Метод «мокрого пятна» является самым точным, но также и наиболее длительным по времени. Вода под давлением подается с одной стороны закрепленного образца. Давление увеличивается каждые 10-16 часов (в зависимости от толщины образца) до появления капель воды или «мокрого пятна» с другой стороны.

Определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации проходит быстрее. В аналогичной установке давление воды за несколько часов доводят до порогового значения, когда вода начинает просачиваться. Собранную воду взвешивают. Чем меньше воды прошло, тем выше марка бетона по водонепроницаемости.

Ускоренные методы менее точны, но позволяют получить результат значительно быстрее.

Ускоренный метод определения коэффициента фильтрации с помощью фильтрометра: давление сразу поднимается до 10 МПа и поддерживается до прохождения определенного количества воды через образец. Фиксируется время, по которому и некоторым другим характеристикам рассчитывается коэффициент фильтрации, определяющий марку бетона.

Определение водонепроницаемости по воздухопроницаемости** проводится с использованием портативных приборов, что позволяет проводить измерения непосредственно на объекте. Принцип прост: если бетон плохо пропускает воздух, то и вода будет проникать еще хуже. Прибор плотно прижимают к образцу, проводят измерение и пересчитывают показатели воздухопроницаемости в водонепроницаемость по таблице.

Марка бетона для строительных работ должна быть не ниже W6. Образцы этого класса способны противостоять воздействию грунтовых вод без признаков просачивания. Однако даже монолитные блоки не могут на 100% гарантировать защиту от проникновения воды в конструкцию, поскольку жидкость может проникать через швы и сопряжения. Поэтому требуется дополнительная защита этих зон.

Какие факторы влияют на водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемость бетона в первую очередь определяется количеством пор и каналов в его структуре. Чтобы минимизировать их количество, необходимо обеспечить качественное перемешивание и хорошую вибрацию при укладке. Также на водонепроницаемость влияют следующие факторы:

• Плотность структуры бетона и степень его уплотнения.
• Количество цемента.
• Водоцементное соотношение.
• Химические добавки.
• Условия твердения бетона.

Примеры ингибиторов:

• Гидрохинон: используется для защиты от окисления.
• Соединения технеция: используются для задержки процессов ржавчины применительно к стальным сплавам.
• Трихлорид азота: применяется для защиты в средах с хлором и водородом.

Тип крупного заполнителя не оказывает значительного влияния на водонепроницаемость.

Чем выше водоцементное соотношение, тем ниже прочность бетона и его водонепроницаемость. Известно, что для прохождения реакции твердения бетона требуется около 25% воды от массы цемента, но на практике используется от 40 до 70%, чтобы обеспечить подвижность бетона. Избыточная вода, оставшаяся после процесса схватывания, испаряется, создавая поры (капилляры), что увеличивает водопроницаемость. Поэтому следует использовать минимальное количество воды для приготовления бетонной смеси. Именно по этой причине запрещается добавлять много воды в бетон на объекте для повышения его подвижности.

Количество цемента является одним из ключевых факторов, влияющих на водонепроницаемость. С увеличением количества цемента уменьшается водоцементное соотношение, что снижает количество пор в бетоне, уменьшает расслоение смеси и увеличивает плотность структуры. При использовании цемента марки ПЦ-400 водонепроницаемость бетона улучшается по сравнению с цементом ПЦ-500, так как дозировка ПЦ-400 на 1 м³ бетона выше, но его рекомендуется использовать только до класса бетона В25.

Условия твердения бетона представляют собой микроклимат, при котором бетон созревает. Важно создать благоприятные условия для максимального набора прочности.

Плотность структуры бетона зависит от правильности подбора состава смеси, направленного на уменьшение пустот между компонентами, а также от последующего механического воздействия, чаще всего — вибрации.

Химические добавки позволяют увеличить подвижность бетонной смеси без значительного увеличения количества цемента и воды, что положительно сказывается на водоцементном соотношении.