Определение водонепроницаемости бетона на вертикальных конструкциях — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

19 февраля 2015 года

Технологии в строительстве позволяют нам сегодня реализовывать все более смелые проекты. Безопасность строящихся зданий и сооружений призван обеспечивать строительный контроль.

Одним из важных факторов определения качества готовой конструкции является оценка водонепроницаемости бетона при устройстве подземных частей зданий и отдельных конструкций, находящихся ниже уровня отметки горизонта в условиях повышенной влажности.

Долговечность монолитных железобетонных конструкций зависит от способности материала сопротивляться влиянию различных атмосферных факторов и агрессивных сред, в том числе увлажнению и замораживанию.

Проницаемость конструкций зависит от пористости бетона, структуры пор и свойств вяжущего и заполнителей. Мелкие поры и капилляры, к которым относятся поры цементного геля, практически непроницаемы для воды. В более крупных порах происходит фильтрация воды вследствие действия давления, градиента влажности или осмотического эффекта, по этим причинам в конструкциях наблюдается появление мокрых пятен и протечек.

Согласно ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» к монолитным конструкциям предъявляются требования по ограничению проницаемости бетона и устанавливаются следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20.

Марка бетона по водонепроницаемости определяется давлением воды, при котором не наблюдается просачивание на четырех из шести образцов при испытаниях по методу «Мокрого пятна». Полученные значения определяют максимальное давление воды, при котором бетон является водонепроницаемым и не будет пропускать влагу.

Существуют несколько методов определения водонепроницаемости бетона:

— определение водонепроницаемости по методу «Мокрого пятна». В основе метода лежат измерения максимального давления, при котором через образец не проходит вода;

— определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации. Метод основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации;

— ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по величине сопротивления проникновению воздуха (воздухопроницаемости).

Широкое применение ускоренного метода связано с тем, что стандартные испытания занимают достаточно много времени, например, испытание бетона марки В10 по методу «мокрого пятна» длится более 10 дней, а при испытаниях ускоренным методом определения водонепроницаемости в конструкции займет не более 2 часов.

Также следует учитывать, что при твердении монолитных конструкций в воздушно-сухих условиях проницаемость бетона в 10 раз больше, чем при твердении контрольных образцов бетона в камере нормального хранения при влажности (95±5)% и температуре (20 ± 5)

0C.

В большинстве случаев требования по водонепроницаемости бетона предъявляются к вертикальным конструкциям подземных сооружений, частям зданий, подверженным воздействию подземных вод, и конструкциям, находящимся в контакте с атмосферными осадками. При обследовании зданий и сооружений инженеры Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций проводят испытания по определению водонепроницаемости бетона в существующих конструкциях с применением ускоренного метода.

В четвертом квартале 2014 года в дополнение к имеющимся приборам «Агама 2РМ» для нужд Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» был приобретен прибор ВИП 1.3, который на сегодняшний день является одной из самых современных разработок Научно-производственного предприятия «Интерприбор».

Применение в лаборатории прибора ВИП 1.3 обусловлено следующими объективными показателями:

— возможность проведения испытаний на вертикальных поверхностях и местах с ограниченным доступом;

— проведение испытаний на образцах-кубах 150х150 мм и кернах ø150 мм;

— простота проведения испытаний и автоматический расчет прибором марки водонепроницаемости бетона;

— прибор имеет две камеры: центральная является измерительной, внешняя служит охранной зоной для надежной изоляции измерительной камеры от окружающей среды;

— диапазон измерения марок водонепроницаемости до W20.

Испытания по определению марки водонепроницаемости бетона инженеры лаборатории проводят на строительных объектах в конструкции и в лаборатории на отобранных образцах-кернах.

Испытания выполняются в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 12730.5-84 «Методы определения водонепроницаемости», инструкцией прибора и утвержденной методикой выполнения работы, разработанной Лабораторией испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС».

ceiis.mos.ru

stroi.mos.ru

Марки бетона по водонепроницаемости и методы контроля

Водонепроницаемость – показатель, определяющий устойчивость бетона к пропусканию влаги под воздействием напора воды. Измеряется этот параметр в МПа, и обозначается латинской буквой W. Определяется марка бетона по водонепроницаемости числовым значением, которое может составлять от 2 до 20 единиц. Для проведения испытаний в лабораторных условиях берётся опытный образец определенного диаметра, на который и осуществляется воздействие напором воды. Показатели водонепроницаемости определяют параметры гидроизоляции для

• гидротехнических сооружений,
• влажных помещений,
• цокольных этажей,
• фундаментов,
• подвалов.

Что влияет на показатели водонепроницаемости?

Как производится определение водонепроницаемости бетона, и какие факторы могут влиять на способность бетона сопротивляться напору воды, подаваемой под давлением? В первую очередь на степень водопроницаемости влияет капиллярно-пористый тип структуры этого материала: чем менее плотным будет бетон, чем больше в нём пор, тем легче воде просочиться через толщу материала и тем хуже будет марка бетона по водонепроницаемости. Это может быть следствием слабого уплотнения бетонной смеси при её укладке или избыток воды при затворении смеси. Для уменьшения пористости бетона используют различные добавки и пластификаторы.

Как определяется марка бетона по водонепроницаемости?

От чего зависит водонепроницаемость бетона? В первую очередь, от его состава. Наиболее высокие показатели у искусственного камня, замешиваемого на основе глиноземистого цемента. Пуццоловые портландцементы также отличаются более высокой водонепроницаемостью. Кроме того, этот показатель может быть повышен при помощи добавления в смесь сульфатов железа и алюминия.

Марки бетона по водонепроницаемости определяются согласно установленной классификации:

• Класс W2 получают бетоны марок M100, M150, M200. Для него свойственна самая высокая проницаемость влаги. Использование бетона этого класса без гидроизоляции — недопустимо.
• Класс W4 получают марки искусственного камня M250, M300. Для них также свойственна высокая водопроницаемость, использование без дополнительной гидроизоляции не рекомендуется.
• Класс W6. К нему относятся марки бетона M350, M400, самые распространенные в строительстве.
• Класс W8 отличается низким влагопоглощением — не более 4,2 от общей массы материала, используется в строительстве.
• Классы W10 — W20 считаются специальными и применяются при возведении гидросооружений, бункеров, хранилищ цокольного типа, резервуаров для хранения воды. Дополнительная гидроизоляция в этом случае не требуется.

Какие показатели имеют значение?

Определение проницаемости материалов можно осуществлять по прямым или косвенным характеристикам. В первую категорию относят данные коэффициента фильтрации. К дополнительным характеристикам относится влагопоглощение — определяется в процентах от общей массы материала, и соотношение воды и цемента в используемом бетоне. В частности, для материалов с низкой водопроницаемостью процент поглощения воды будет не выше 4,2. С высокой — от 4,5 до 5,7 %.

Как определить водонепроницаемость бетона?

Определение водонепроницаемости бетона производится согласно ГОСТ 12730.5-84 с использованием опытных образцов в виде блоков определенного размера. Среди применяемых методов наиболее часто используются:

1. Определение «по мокрому пятну». В этом случае испытания проводят на специальной установке, подающей воду под напором к торцевой части образца снизу. По мере увеличения давления воды производят визуальный контроль за изменениями, происходящими на поверхности бетона.
2. Определение по фильтрационному коэффициенту. В рамках этого метода используют установку, способную подавать воду под давлением 1,3 МПа, а также (дополнительно) силикагель и весы.
3. Вакуумный метод. Позволяет производить измерения непосредственно на объекте. Отличается высокими показателями скорости замеров.

Определение водопроницаемости с прибором ВИП-1

Прибор ВИП-1 ориентирован на автоматическую регистрацию показателей водопроницаемости бетона вакуумным методом при проведении измерений как в лаборатории, так и непосредственно на объекте. Моноблочная конструкция обеспечивает высокую скорость и простоту измерений, подходит для проведения замеров на опытных образцах, кернах или монолитных конструкциях, не требует подключения к внешним источникам питания.

www.interpribor.ru

Значение водонепроницаемости бетона

Зачем знать о том, что такое водонепроницаемость бетона, частному застройщику? Совершенно незачем, если все строительство доверить солидной строительной фирме. Но многие ли пользуются такой дорогостоящей возможностью? Большинство старается самостоятельно возвести новый или переоборудовать старый, доставшийся в наследство дом. Потому и забота получить водонепроницаемый раствор, кроме остальных необходимых его свойств, ложится исключительно на плечи застройщика.

Повысить водонепроницаемость можно не только на стадии приготовления раствора, но и в том случае, когда раствор уже затвердеет. Затвердевший  пропитывают проникающими мономерами, которые создают преграду для проникновения воды.

Когда человек сам работает с бетоном, ему просто необходимо иметь представление о том, как добиться максимальной прочности и долговечности сооружения при весьма умеренных, в большинстве случаев, финансовых затратах. Знание теории позволяет избежать необоснованных трат и получить прочное и долговечное строение, дом, времянку или бассейн.

Характеристики смеси

Марка и класс являются главными показателями характеристик.

Класс и марка не одно и то же, но общий принцип – чем выше число, тем лучше поведение готового, полностью затвердевшего бетона – сохраняется. Перед тем как приступать к заказу готовой смеси или ее составляющих для замеса на месте строительства, нужно разобраться, что именно стоит за обозначениями, будь то марка или класс.

Если марка показывает его максимальную прочность в не очень понятных неспециалисту цифрах, то классы характеризуют гарантированную прочность по отдельным показателям, тоже максимальную, но с погрешностью 13%. Эта погрешность объясняется тем, что водонепроницаемый бетон, однородности которого стремятся достичь при замесе, не получается идеально однородным после заливки и затвердевания. Марка обозначается впереди стоящей буквой М, следующие за ней цифры означают предел прочности для образца, выраженный в килограммах силы на квадратный см. Например, М75, М100, М350.

Следует разделять при заказе готового или попытке самостоятельно изготовить водонепроницаемый немаловажную подробность: классы показывают одну определенную характеристику. Так, класс по прочности в документации имеет обозначение “В” с последующими коэффициентами. Чем больше коэффициент, тем выше прочность и ниже вероятность образования трещин. Морозостойкость имеет обозначение “F” и указывает на количество циклов замерзания/оттаивания воды, которое гарантируется без повреждения конструкции. Еще одна важная величина – марка по водонепроницаемости (точнее, класс), ее обозначение “W”. Эта характеристика требует более подробного рассмотрения.

Общие сведения

Применение пластификатора позволяет повысить водонепроницаемость на 1 ступень.

Эта характеристика затвердевшего бетона выражается величиной давления воды в МПа (мегапаскалях), которое он способен выдержать без просачивания. Водонепроницаемый бетон обозначается латинской буквой “W”. Между двумя соседними классами сохраняется шаг в 2 МПа. Минимальный – W2, максимальный – W20.

Что собой представляет необходимая водонепроницаемость на практике? Грунтовые, талые, дождевые воды, по идее, должны остановиться перед такой преградой, как бетон. Но все зависит от его качества, соответствующего классу. Если водонепроницаемый бетон не дотягивает до необходимых значений по плотности, вода под напором может просочиться внутрь, и даже сквозь, не только размывая дорожки для следующих потоков, но и приводя его в плачевное состояние, разрушая. Можно рассмотреть этот процесс более подробно.

Когда не удается достичь необходимой водонепроницаемости бетона, он со временем растрескивается.

Образцы-цилиндры выдерживают сутки на воздухе и помещают в металлическую обойму. Зазоры заливают парафином и пускают воду под давлением.

Происходит это в результате того, что вода, попавшая в микротрещины, при отрицательных температурах замерзает, расширяя уже имеющиеся поры. При таянии она вытекает или испаряется. Но трещины-то не уменьшаются! За некоторое количество таких циклов бетон может полностью потерять свою прочность и буквально рассыпаться.

С другой стороны, если при заливке фундамента используется бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости, то при строительстве дома можно обойтись без гидроизоляции, тем самым сэкономив некоторые средства. Поскольку экономить нужно грамотно, перед строительством нужно сделать небольшой анализ условий эксплуатации будущего строения. Поинтересоваться, например, уровнем грунтовых вод или тем, как часто идут дожди или как долго стоят талые воды.

В ряде случаев для конкретного строения в конкретных климатических условиях при легко достигаемых характеристиках 75 марки бетона минимальная водонепроницаемость в 2 МПа окажется вполне приемлемой. Конечно, никому не придет в голову измерять, используя подручные средства, в том числе и насос, какое именно давление воды способна выдержать сооруженная стена, но быть уверенным в ее противостоянии воде хочется каждому. Разумеется, когда сооружается персональный бассейн, это можно проверить наглядно, но постфактум.

Для увеличения водонепроницаемости бетон изготавливают из гидрофобного цемента или добавляют специальные уплотняющие добавки.

Отдельные застройщики могут убедиться в качестве используемого раствора практически в процессе его укладки. Если где-то недалеко, в пределах досягаемости, имеется механическая лаборатория, то можно, отлив образец и дав ему затвердеть в условиях 90% влажности и при температуре воздуха +20°C, сдать его туда на анализ. Только сделать это можно не ранее чем через 7 суток. Для смеси, изготавливаемой самостоятельно, сроки анализа не имеют значения, но когда смесь заказывается в готовом виде, анализ подтвердит только добросовестность поставщика: та, смесь, которая бралась на анализ, уже израсходована, а гарантия того, что следующая партия такая же, очень иллюзорна. Тем не менее подтверждение тому, что класс получившегося бетона соответствует заявленному изготовителем, если использовалась готовая смесь, вселяет надежду на то, что и следующие партии будут не хуже. Если анализ специализированной лаборатории покажет качество ниже заявленного в документации, от такого поставщика стоит немедленно отказаться.

Образец для сдачи в независимую лабораторию готовится следующим образом. Сколачивается деревянная опалубка для получения куба со стороной 10 см, обильно смачивается водой (сухое дерево может впитать часть воды, необходимой для твердения цемента), затем заполняется бетоном. Форма сохраняется в указанных выше условиях от 7 до 28 суток (в зависимости от технического оснащения и требований ближайшей лаборатории), после чего полученный куб сдается на анализ.

Оптимальная водонепроницаемость

Нанесенный на поверхность бетона “Дегидрол” образует водонепроницаемый защитный слой глубиной до 150 мм.

При строительстве объекта нужно помнить о нескольких важных моментах, которые позволят обойтись без услуг лабораторий или контролирующих органов, но быть уверенным в качественном результате.

Во-первых, ослабить раствор может избыточная вода при замесе. Сюда же относится и желание разбавить привезенную готовую смесь водой. Или, что еще хуже, пытаться, долив воды, утрамбовать начинающую схватываться смесь в опалубку. Этого нельзя делать ни в коем случае! Вода, необходимая для реакции превращения цемента в камень, уже захвачена цементом. Лишняя может только навредить!

Во-вторых, минимальная толщина стен. В качестве образца для испытаний на прочность используется конус высотой 15 см или куб с ребром 10 см. Этот момент, то есть размеры образца, следует учитывать при проектировании и сооружении строительных конструкций. Исходя из этих, минимально достаточных размеров, напрашивается вывод: для того чтобы впоследствии не возникло неожиданностей в виде грунтовых вод, просачивающихся в отлитый из бетона, класс которого достаточно высок, подвал, толщину его пола и стен нельзя делать меньше 15 см. Тем более что в индивидуальном строительстве чаще всего используется цемент невысоких марок, а класс определяется очень приблизительно.

В-третьих, большое значение имеет водо-цементное соотношение смеси, переизбыток воды – это будущие поры в бетоне.

В-четвертых, чтобы водонепроницаемость затвердевшей смеси соответствовала заданной величине по всему объему, его заливка должна происходить непрерывно, то есть необходимо либо сразу заполнять весь замкнутый объем, не забывая о трамбовании при помощи вибратора, трамбовки или металлического прута, либо тщательно увлажнять начавший затвердевать слой перед заливкой нового.

Достижение нужной консистенции

При обработке средством “Максибетон” водонепроницаемость повышается с W4 до W210.

Как получить максимальную защиту от избыточной просачивающейся влаги в индивидуальном строительстве? Вполне достаточную величину (если не рассматривать бассейны большого объема) водонепроницаемости можно достичь, просто не нарушая технологической цепочки укладки и затвердевания при грамотно выбранном составе смеси. Основные этапы – замес, заливка формы, уплотнение (вибрация или штыкование), создание оптимальных условий для твердения. Кроме того, огромное значение имеет качество взятого цемента, даже не марка, а именно свойства, которые теряются при длительном хранении.

Почему так важна водонепроницаемость строения? Фундамент, чаще всего отливаемый из бетона, представляет основу здания, и сооружен он должен быть таким, чтобы легко и неоднократно смог выдержать натиск грунтовых, талых вод или конденсата, превращающегося в льдинки при низких температурах и оставляющего микротрещины, имеющие свойство расширяться и разрастаться. Поэтому залит он должен быть с соблюдением всех необходимых требований, в том числе должен быть создан водонепроницаемый барьер.

Когда строительство происходит по технологии, неприятных сюрпризов ждать не приходится!

o-cemente.info

От чего зависит водонепроницаемость бетона и как ее определить.

Водонепроницаемость бетона – это характеристика, определяющая, насколько структура материала устойчива к проникновению влаги. Существуют определенные классы водонепроницаемости, которые маркируются как W с цифровым индексом от 2 до 20.

От чего зависит?

Водонепроницаемость будет различаться в зависимости от марки и класса бетона. Все дело в том, что на эту величину влияют: количество использованного в растворе цемента, водоцементное соотношение, а также степень уплотнения готовой смеси. Приготовленный по стандартным пропорциям в соответствии с маркой бетон должен быть достаточно плотный, чтобы в структуре было как можно меньше пустот. Ведь именно в эти пустоты и проникает вода. Но бетон может быть пустотный и при правильном замесе, поэтому для увеличения водонепроницаемости всегда применяют вибрирование.

Также решающее значение имеет количество цемента, используемое для приготовления раствора. Чем больше цемента, тем меньше пор и тем выше плотность структуры раствора.

При увеличении количества воды в составе раствора водонепроницаемость снижается. Связано это с тем, что вода, испаряясь в процессе отверждения бетона, оставляет полости и капилляры, которые нарушают структуру. Но и сокращать количество воды ниже рекомендуемых значений не стоит, ведь так бетон потеряет свою пластичность и удобоукладываемость.

Существуют и специальные добавки в бетон для водонепроницаемости. Они помогают смеси сохранить подвижность даже при небольшом количестве воды в составе. Благодаря таким компонентам плотность готовой смеси увеличивается.

Как определить?

Метод определения водонепроницаемости бетона выбирается по ГОСТ 12730.5. Так, существуют специальные фильтратометры, позволяющие измерить коэффициент фильтрации. Также есть методики, позволяющие определять воздухопроницаемость бетона, и исходя из этой величины делать выводы о водонепроницаемости. Применяется и метод «мокрого пятна».

Если же нужно определить водонепроницаемость в «бытовых условиях», без лабораторных испытаний, то стоит ориентироваться на класс бетона:

• для класса бетона В15 класс водонепроницаемости – W2;
• В20 – W4;
• В22,5-25 – W6;
• В30 – W8;
• В35 – W

Чем прочнее бетон (чем выше его класс), тем плотнее структура материала и тем водонепроницаемость его выше.

betonkharkov.com.ua

Определение водонепроницаемости бетона

Это испытание проводят на образцах-цилиндрах с D = H=15 см для определения проектных марок бетона на водонепроницаемость. Образцы хранят в камере нормального твердения, а перед испытанием выдерживают сутки на воздухе. Затем образцы помещают в металлические трубы с D=15,5 см и Н=15 см, заполняя зазор расплавленным битумом или парафином. Торцы цилиндров зачищают стальной щеткой и образцы устанавливают в испытательную установку. Воду подводят к нижней поверхности цилиндров и, наблюдая за верхней, отмечают время просачивания воды через бетон при заданном давлении. Испытание шести образцов начинают при давлении 0,1 МПа, а затем каждые 8 ч повышают ступенями, равными 0,1 МПа.

Водонепроницаемость бетона характеризуется давлением, при котором на поверхностях четырех из шести образцов еще не фиксируется просочившаяся вода.

Оценка водонепроницаемости по маркам не позволяет количественно оценить фильтрационные свойства бетонов, необходимые, в частности, при исследовании коррозионной стойкости. Поэтому проницаемость бетона определяют и по коэффициенту фильтрации воды Кф Для испытания применяют цилиндры с D=15 см и высотой, зависящей от крупности заполнителя. При выбуривании кернов серия должна содержать не менее шести образцов, а при изготовлении образцов—10 с учетом возможной отбраковки. Если на поверхности образцов имеются трещины шириной более 0,1 мм, раковины размером более 5 мм или другие дефекты, связанные с плохим уплотнением бетонной смеси, эти образцы испытаниям не подвергают. Если число образцов, признанных негодными, более двух, всю серию бракуют.

Образцы испытывают в водонасыщенном состоянии или при равновесной влажности. Подготовленные к испытаниям образцы крепят в металлических обоймах по одному из четырех вариантов (использование мастики, резиновых колец, камеры с избыточным давлением или клея). При использовании для крепления колец боковую поверхность образцов покрывают слоем консистентной смазки; при использовании полой резиновой камеры давление в ней должно в 1,5 раза превышать давление воды; при приклейке (для конических образцов) применяют эпоксидный клей.

Перед началом испытаний проверяют надежность герметизации боковой поверхности пропускания воздуха или инертного газа при давлении 0,1—0,3 МПа. Выявленные дефекты должны быть устранены, а при невозможности или наличии крупных фильтрующих каналов (к кернам последнее требование не относится) заменены другими. Затем образцы в обоймах крепят в поворотных гнездах установки и к их торцовой поверхности подают воду. С помощью установки собирают профильтровавшуюся воду, не допуская ее испарения. Вода, применяемая для испытаний, должна быть дезаэрирована и не содержать агрессивных и кольматирующих частиц.

Давление увеличивают по ступеням, равным 0,1 МПа, с выдержкой на каждой ступени 1 ч. Подъем давления прекращают при появлении фильтрата и при достигнутом давлении определяют Кф. Для образцов, имевших равновесную влажность, первое измерение проводят не ранее чем через 1 ч после начала фильтрации, при этом прирост количества профильтровавшейся воды при трех последовательных измерениях с интервалом 30 мин не должен превышать 20%. Дальнейшие замеры производят каждые 30 мин. Для образцов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, первое измерение проводят не ранее чем через 4 суток после начала фильтрации при условии установления стационарного потока. Измерения проводят через равные промежутки времени, за которые объем фильтрата будет не менее 1 см³. Поток считают стационарным, если разница из четырех последовательных измерений не превышает 20%. Количество фильтрата для одного образца вычисляют как среднее арифметическое пяти наибольших замеров.

Если при максимальном давлении 1,3 МПа не наблюдается фильтрация в течение 96 ч для бетона при равновесной влажности и 240 ч в водонасыщенном состоянии, испытание прекращают. Количество фильтрата измеряют весовым или объемным методом, собирая воду, прошедшую через образец.

www.stroimt.ru