Водонепроницаемость (W) бетона | ООО «СПЕЦ РУСЬ-БЕТОН»
Водонепроницаемость характеризует способность бетона выдерживать давление воды без просачивания. В большей степени этот параметр обусловлен наличием пор в объеме материала. Именно они дают возможность проникать влаге в структуру бетонного камня. При увеличении количества пустот водонепроницаемость существенно снижается.
Основной причиной появления пустот является некорректный подбор состава бетонной смеси. В частности, увеличение воды. Дополнительная жидкость может оказаться как по причине неправильного расчета, так и непосредственно на стройплощадке.
Неопытные строители добавляют воду для увеличения подвижности смеси и простоты укладки в опалубку, особенно если она имеет сложную форму. При этом тяжелые заполнители оседают вниз, а жидкость поднимается в верхние слои. Сколько бы ни было воды в смеси, в процессе связывания цемента участвует только расчетное ее количество. Все остальное со временем испаряется, образуя капиллярные поры делает поверхность более подверженной разрушению в процессе эксплуатации.
Взаимосвязь уплотнения и водонепроницаемости
Вторым по распространенности фактором появления капилляров и пор является недостаточное уплотнение. Неуплотненный бетон имеет «воздушную» структуру, образованию которой способствует перемешивание смеси перед заливкой.
Лучшим решением будет уплотнение путем воздействия вибрации. Это может достигаться как глубинными, так и поверхностными вибраторами. Первые погружаются в бетон после его заливки, вторые крепятся на опалубку.
Погружным вибратором смесь уплотняют послойно по мере заливки. Оптимальный вариант послойное вибрирование на глубину 30-50 см. В процессе погружения, смесь начинает производить колебательные движения, молекулы воздуха образуют пузырьки, которые отрываются от поверхности и выходят наружу. При этом можно наблюдать на поверхности «бурление». Вместе с воздухом выходят и излишки воды.
Вибраторы, закрепляемые на опалубке, воздействуют по тому же принципу. Область их применения связана с изготовлением заводских изделий и позволяет избежать дополнительного ручного труда.
Нужно понимать, что уплотнение не должно быть чрезмерно продолжительным и завершается либо по истечении расчетного времени, либо после прекращения выделения воздуха на поверхности. Чрезмерные вибрации могут привести к расслаиванию бетонной смеси.
Марки бетона по водонепроницаемости
Водонепроницаемость в марке бетона обозначают буквой W и цифрами от 2 до 20, которые соответствуют выдерживаемому давлению жидкости в МПа. Чем выше цифра, тем хуже бетон впитывает влагу и обладает лучшими прочностными показателями.
Бетон марки W2 обладает маленькой водонепроницаемостью. Область его применения обусловлена изделиями невысокой прочности в сухих помещениях. Для использования его на открытом воздухе необходимо предусмотреть меры по дополнительной влагозащите или гидроизоляции.
W4 является бетоном нормальной проницаемости. Используется для конструктивных элементов, расположенных в слабоагресивной среде. Это могут быть фундаменты в ненасыщенных водами грунтах, перекрытия, ограждающие конструкции и т.
д.
W6 материал пониженной проницаемости. Используют в среднеагресивных средах. Из этого материала возводится подавляющее большинство конструкций, расположенных в грунте в присутствии воды. Не требует дополнительных мер по гидроизоляции.
W8 бетон низкой проницаемости. Применяется в условиях химически агрессивных вод, для возведения сооружений жилого, общественного и промышленного назначения.
Марки с большей водонепроницаемостью относятся к специальным материалам и используются значительно реже.
Что такое соотношение Вт/см? — MCM Sales & Consultants
Нет никаких сомнений в том, что, за исключением механических повреждений (например, ударов или падений), все проблемы с долговечностью бетонных изделий могут быть связаны с переносом жидкостей через бетон. Это напрямую связано с водоцементным соотношением бетонных смесей и проницаемостью. Чем плотнее бетон, тем сложнее жидкости проникнуть в него и повредить бетон. Чем ниже соотношение W/Cm, тем критичнее отверждение.
Но как все это сочетается?
Соотношение W/Cm – это просто отношение веса воды в смеси к весу вяжущих материалов, входящих в состав смеси. Вяжущие ингредиенты включают вес цемента и пуццоланов, таких как летучая зола, шлак и микрокремнезем. Всякий раз, когда вы видите отношение, выраженное как W/Cm, становится очевидным, что в составе смеси присутствуют пуццоланы. Однако для простоты в этой статье мы будем использовать выражение w/c для обозначения всех вяжущих материалов.
Наиболее важным назначением воды является гидратация вяжущего порошка с образованием геля, связывающего все ингредиенты смеси вместе. Думайте об этом геле как о клее, который окружает все частицы заполнителя и плотно склеивает их вместе. Хорошая конструкция смеси с низким содержанием воды и цемента использует почти всю воду в процессе гидратации, поэтому остается мало лишней воды для испарения и создания пустот в готовом бетонном изделии.
В конструкциях с высоким содержанием в/ц смеси вода также обеспечивает текучесть, так что бетон может перемещаться вокруг арматурной стали и в углах опалубки.
Однако проблема с этими смесями заключается в том, что в смеси содержится гораздо больше воды, чем требуется для гидратации цемента. Избыток воды испаряется, в результате чего в изделии остаются пустоты, повышающие водопроницаемость. Поскольку бетон пористый, жидкости могут проникнуть в изделие и повредить его.
Использование минимально возможного количества воды при приготовлении смесей дает значительные преимущества. Чем меньше воды используется, тем лучше качество бетона. Уменьшение содержания воды:
Национальная ассоциация сборного железобетона рекомендует следующие соотношения В/Ц:
0,48 максимум оттаивание
0,40 или менее для бетон, подвергающийся воздействию солей-противообледенителей, солоноватой воды, морской воды
Производители сухих бетонных изделий используют бетон с нулевой посадкой с водоцементным отношением порядка 0,30–0,36. Этот диапазон в/б обеспечивает все преимущества качества, упомянутые выше, но поскольку смесь очень жесткая, для уплотнения бетона необходима сильная вибрация.
Вибрационные силы разжижают твердую смесь, что улучшает ее текучесть.
Многие производители продуктов мокрого литья используют водоцементные отношения в диапазоне от 0,50 до 0,60, поскольку они требуют текучести. Однако при таком высоком содержании воды чрезвычайно сложно получить продукт хорошего качества. Существует альтернатива использованию высокого содержания воды для обеспечения текучести бетона.
К счастью, имеются добавки, уменьшающие количество воды (суперпластификаторы). Они позволяют производителю уменьшить количество воды для затворения (что снижает водоцементное отношение) при одновременном достижении текучести. Поскольку эти суперпластификаторы (часто называемые суперпластификаторами) снижают водоцементное отношение, производители могут воспользоваться преимуществами повышенной прочности, более низкой проницаемости и повышенной долговечности. Многие производители мокрого литья в настоящее время используют водоцементное отношение всего 0,35 и используют супергерметики для обеспечения текучести бетона.
Предупреждение: большинство супперов повышают текучесть только на короткий период времени (от 30 до 60 минут), после чего происходит быстрая потеря удобоукладываемости. После того, как эффект суперпрепарата исчезнет, бетон затвердеет из-за более низкого водоцементного отношения.
Отверждение имеет решающее значение при использовании низких соотношений вода/цемент. Имейте в виду, что, поскольку в смеси нет чрезмерного количества воды, необходимо позаботиться о том, чтобы вода оставалась в бетоне, чтобы должным образом гидратировать вяжущие материалы. Свежезалитый продукт необходимо покрыть или загерметизировать отвердителем, чтобы предотвратить утечку влаги из бетона.
Если продукт подвергается воздействию ветра и солнца, влага испаряется, и остается недостаточно влаги для гидратации всего цемента. Смеси предназначены для обеспечения достаточного количества геля для покрытия поверхностей всех заполнителей для достижения заданной прочности. Если не весь цемент будет гидратирован, невозможно будет достичь расчетной прочности смеси, потому что не будет достаточно геля, чтобы склеить все ингредиенты вместе.
После того, как вы определились с составом смеси, который подходит для соответствующего продукта, который вы производите, сделайте все возможное, чтобы фактическое соотношение ингредиентов соответствовало указанным вами. Если вы покупаете товарный бетон, убедитесь, что вы получаете то, что просили. И, , пожалуйста, никогда не позволяйте вашим сотрудникам добавлять воду во время заливки бетона, так как это увеличит водоцементное отношение и ослабит прочность.
Благодаря преимуществам использования низкого водоцементного соотношения стоит потратить время на то, чтобы пересмотреть свои схемы смесей и посмотреть, как можно удалить часть воды. Использование водоредуцирующих добавок может быть быстрым и простым методом улучшения качества продукции.
Значение водоцементного отношения в бетоне
Бетон содержит такие ингредиенты, как цемент, песок, крупный заполнитель и воду в правильно подобранных пропорциях. Эта пропорция достигается либо как номинальная смесь, либо как расчетная смесь.
Все материалы имеют свои специфические свойства и важность для повышения прочности бетона. Цемент используется в качестве вяжущего материала в бетоне из-за его лучших адгезионных и когезионных свойств, в то время как вода является самым дешевым и наиболее важным компонентом бетона. Когда эти два материала смешиваются, происходит химическая реакция, называемая гидратацией. В результате реакции гидратации образуется липкий и густой гель, обладающий связующим свойством и связывающий все заполнители в виде жесткого и прочного материала. Таким образом, цемент и вода отвечают за связывание всех элементов бетона вместе.
Изображение предоставлено – Bhanuconcrete
Цемент и вода используются в соответствии с их соотношением, называемым водоцементным отношением. Водоцементное отношение определяется как отношение массы воды к массе цемента. Водоцементное отношение по IS 10262 (2009) для бетонной смеси колеблется от 0,4 до 0,6. Водоцементное отношение 0,7 также используется для заливаемого бетона.
Водоцементное отношение 0,5 означает, что на каждые 100 кг цемента требуется 50 л. воды. С увеличением водоцементного отношения количество воды увеличивается.
Технически согласно исследованиям, цементу требуется 23% воды для процесса гидратации и 15% для расширения пор и увеличения объема. Поэтому 38% воды по весу цемента является минимальным и обязательным.
По экспериментальным данным установлено, что для полной гидратации цементного теста и отсутствия в нем капиллярных пор требуется достаточное количество воды в бетонной смеси. Наименьшее количество этой воды соответствует в/ц соотношению 0,38. Таким образом, при водоцементном отношении менее 0,38 полная гидратация невозможна. Если его больше, то бетонная масса становится пористой и проницаемой, а если меньше, то бетон становится сухим и жестким и может не сцепляться и не развивать полную прочность.
С точки зрения удобоукладываемости водоцементное отношение принимается равным 0,4, но его выбор зависит от требований удобоукладываемости в различных условиях воздействия и характера работы.
При водоцементном отношении 0,4 смесь содержит достаточно воды для гидратации, а также для облегчения процесса бетонирования, такого как смешивание, укладка, транспортировка и уплотнение. Потому что вода работает как смазка в бетонной смеси и уменьшает внутреннее трение между частицами бетона.
При таком соотношении вода-цемент образующийся «гель» имеет хорошую физическую структуру и плотность. При более высоком водоцементном отношении образующийся «гель» имеет плохую физическую структуру, создает пустоты при последующем испарении и становится более пористым, что приводит к снижению прочности бетона в более позднем возрасте.
Если нам нужно рассчитать количество воды для бетонной смеси, сначала найдите содержание цемента по объему и водоцементное отношение.
Если принять 80 кг цемента для бетонной смеси и водоцементное отношение равно 0,45
Требуемое количество воды = объем цемента X водоцементное отношение
Следовательно, требуемое количество воды составляет 80 кг X 0,45 = 36 литров.
Удобоукладываемость бетона означает способность бетона выполнять такие процессы бетонирования, как смешивание, транспортировка, укладка, уплотнение с легкостью и без каких-либо расслоений. Другими словами, удобоукладываемость бетона указывает на способность бетона легко работать. Соотношение В/Ц также является важным фактором, влияющим на удобоукладываемость бетона. Высокое соотношение вода/цемент приводит к более высокой обрабатываемости, поскольку увеличивается межчастичная смазка. Точно так же более низкое соотношение вода/цемент приводит к снижению обрабатываемости из-за отсутствия смазки между частицами. График удобоукладываемости в зависимости от водоцементного отношения показан ниже. Это может привести к пористому бетону.
В/Ц отношение варьируется от 0,4 до 0,6 в зависимости от условий воздействия согласно IS 10262 (2009). Соотношение менее 0,4 делает бетон очень жестким (если не используются суперпластификаторы), а соотношение более 0,6 делает бетон влажным и слабым и, возможно, негерметичным, что в будущем приведет к коррозии.
Использование низкого водоцементного отношения является обычным способом получения высокопрочного и высококачественного бетона, но само по себе водоцементное отношение не обеспечивает прочности бетона. Хороший бетон получается из хорошего состава смеси, а низкое водоцементное отношение является лишь одной, но очень эмпирической частью хорошего состава смеси.
Чем выше водоцементное отношение, тем больше воды, что приводит к растворению цементного теста. Делает бетонную смесь беднее и увеличивает водопроницаемость. Таким образом, приводит к протечкам и сырости. Это делает бетон более слабым и более восприимчивым к растрескиванию и усадке. Усадка дает микротрещины, и это зона слабости.
Как избежать трещин в бетоне?
Пластиковые трещины от усадки: все, что вы хотели знать
Например, водоцементное отношение 0,4 дает прочность на сжатие 5600 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм) или 394 кг/см 2 (килограмм-сила на квадратный сантиметр), тогда как водоцементное отношение 0,7 снижает прочность на сжатие до 1067 psi или 75 кг/см 2 или даже меньше при условии, что другие факторы остаются постоянными.
Низкое водоцементное отношение повышает прочность, но снижает удобоукладываемость и делает бетон непригодным для обработки. Это самая большая проблема при разработке бетонной смеси с низким водоцементным отношением. Для преодоления этой проблемы; мы можем использовать добавки, такие как добавки, уменьшающие количество воды (WRA), суперпластификаторы (высокоэффективные понизители воды) и т. д. Эти добавки добавляются в бетон для достижения определенной удобоукладываемости при низком водоцементном соотношении и получения высокопрочного и плотного бетона. В настоящее время пластификаторы и добавки суперпластификаторов широко используются в строительной отрасли.
Прочность бетона на сжатие является основной характеристикой бетонной смеси. Изменение количества воды изменяет прочность бетона. Если вода используется в большем количестве, она может образовать больше пустот и в значительной степени создать ячеистую структуру в затвердевшем бетоне.
Это приводит к снижению плотности, прочности и прочности. Чем ниже водоцементное отношение, тем выше прочность бетона.
Бетон
Неразрушающие испытания бетона (НК) на прочность конструкции
Закон Даффа Абрамса для водоцементного отношения Американский исследователь Дафф Абрамс предложил концепцию водоцементного отношения, известную как «вода/цемент Абрамса». закон соотношения цемента». Согласно закону Даффа-Абрамса, прочность бетона обратно пропорциональна водоцементному отношению. Если водоцементное отношение увеличивается, прочность бетона снижается. Уплотнение бетона также важно, потому что, если бетон не уплотнен должным образом, он содержит большие пустоты, что приводит к пористости. Таким образом, при низком водоцементном отношении, когда трудно достичь полного уплотнения, закон Абрамса не действует.
Водоцементное отношение является наиболее важным фактором, влияющим на свойства бетона.