Как вода влияет на прочность бетона

Обновлено: 28.04.2024

В полностью затопленном страха нет, разве что при фильтрации воды, и вымывании кальция из бетонного камня. А вот переменный уровень обеспечивает доступ и кислорода и воды, что приводит к карбонизации бетона и коррозии арматуры.

По простецки. Если без замораживания/оттаивания то даже в плюс к свойствам бетона. Доступа кислорода нет - коррозии арматуры нет.

Еще смотря какой минералогический и биологический состав "воды" (соли, кислоты, биоактивные вещества и т.п.) + что писали выше

Спасибо огромнейшее всем откликнувшимся. Еще один вопрос. А если фундаментная плита находится в полузатопленном состоянии и зимой вода замерзает. По данным метеослужб минимальная температура за период наблюдений достигала -36 градусов. Этот фактор может иметь какие-то негативные последствия для плиты?
В любом случае еще раз спасибо всем откликнувшимся.

А если фундаментная плита находится в полузатопленном состоянии и зимой вода замерзает. По данным метеослужб минимальная температура за период наблюдений достигала -36 градусов.

Что бы помощь оказывать, может более детально всё опишите: про бетон и его марку/класс, про его заполнитель. А то температура и вода. Вон Волховская гидроэлектростанция уже скоро как 100 лет стоит в воде. А сколько в Петербурге ж/б зданий стоят в воде более 100 лет.

. устойчив, трещиностоек, никогда не ухожу с опоры в пролёт

Частное мнение отдельных индивидумов - это, конечно, интересно. Но что об этом "говорят" нормы?, в частности, смотрим СП 35.13330.2011, табл. 7.7. И не забываем про "марку бетона по морозостойкости (F)"

__________________
Строительный Развод Организованный:
Распилим-Откатим-Кинем-Отмажем-Конкретно Опустим

Это так называемый "коэффициент размягчения", и он лишь косвенно соотносится с эксплуатационной пригодностью конструкций.

. устойчив, трещиностоек, никогда не ухожу с опоры в пролёт

msv_mnv , а для силикатного кирпича(на фото), даже без заморозки/разморозки, водонасыщение вообще смертельно. Нельзя делать цоколя из силикатного кирпича

----- добавлено через ~9 мин. -----

В нормах нет такого термина ( "коэффициент размягчения"). Выдержка из СП 35.13330:
Расчетные сопротивления бетона, приведенные в 7.24 и в таблице 7.6, в соответствующих случаях следует принимать с коэффициентами условий работы согласно таблице 7.7
Offtop: Про "коэффициент размягчения мозга" слыхивал, про "коэффициент размягчения" бетона слышу впервые. Спасибо. буду знать. Только ссылку на норматив, где упоминается "коэф-нт размягчения" - в студию, пожалуйста Offtop: Размягчение мозга (malacia cerebri). см. Энцефаломаляция. 1. Малая медицинская энциклопедия.

----- добавлено через ~19 мин. -----
И ещё, кстати. Смотрим СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции":
7.3. Кладку кирпичных цоколей зданий необходимо выполнять из полнотелого керамического кирпича. Применение для этих целей силикатного кирпича не допускается.
http://forum.dwg.ru/attachment.php?a. 9&d=1474745561 Offtop: (в Вашем цоколе силикатный кирпич аж позеленел от злости, не нравится ему это)
Аналогичное требование есть и в СП 15.13330.2012 "Каменные конструкции"(табл. 1, 3-я графа)

__________________
Строительный Развод Организованный:
Распилим-Откатим-Кинем-Отмажем-Конкретно Опустим

----- добавлено через ~9 мин. -----

Про кирпич тс и не спрашивал, итак очевидно.
Я помню еще с курса материаловедения, коэффициент размягчения есть отношение прочностей образца материала в водонасыщенном и сухом состояниях соответственно. Это первое. Второе: эта разница прочностей НЕ ПОКАЗЫВАЕТ,сколько можно этот материал (например бетонный камень) эксплуатировать в водонасыщенном состоянии, к тому же например в условиях попеременного замораживания/оттаивания.

Бетон – один из наиболее применяемых в современном строительстве материалов благодаря прочности, доступности, разнообразию видов и методов обработки.

Замешанное из цемента и воды с добавлением заполнителей «тесто» может принимать любую заданную форму и, в результате твердения, образовывать прочный, долговечный материал – цементный камень.

Стадии набора прочности бетона

Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?

Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.

Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:

C2S двухкальциевый силикат,

C3S трёхкальциевый силикат,

C3A трёхкальциевый алюминат,

C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.

Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.

Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.

В твердении бетона выделяют две стадии:

Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.

Интересно!

Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.

После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.

Сколько времени требуется на застывание

Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.

Важно!

Преждевременная нагрузка на бетон ную конструкцию может разрушить не набравший достаточной прочности бетон , а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.

Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.

Срок твердения бетона без добавок

Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.

Интересно!

В быту до сих пор встречается словосочетание «марка бетона». Оно ошибочно: по маркам классифицируется цемент, а бетон подразделяется на классы.

Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Срок застывания бетона зависит от различных факторов:

качества исходных материалов;

температуры и влажности воздуха;

обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);

ухода за бетоном;

использования специальных добавок.

Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:

температура воздуха 18–22°С;

относительная влажность воздуха 100%.

При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.

График твердения бетона при разных температурах

Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.

Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Как узнать точное время затвердевания бетона?

Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.

Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500

Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:

Узнать точные данные в лаборатории производителя.

Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.

Время застывания бетона в опалубке

Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.

Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).

Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.

Важно!

Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.

Сколько времени бетон застывает в воде

Твердение в воде – лучшие условия для набора прочности бетона. Непрерывное выдерживание в воде способствует более интенсивному увеличению модуля упругости, чем твердение на воздухе.

При выдерживании бетона на воздухе, на его поверхности, в результате обезвоживания, прекращается реакция гидратации, и образуются ячейки и поры; застывший на воздухе цементный камень имеет больше дефектов структуры, меньшую плотность и более высокую подверженность коррозии.

Уход за бетоном после заливки

Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.

Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.

Защита от испарения влаги

Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .

Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.

Обеспечение равномерной температуры

При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.

Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.

Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.

Важно!

Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).

Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.

Защита от охлаждения

В зимнее время возникает задача сохранить тепло в бетоне , поскольку при температуре ниже плюс 5 ° С затвердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.

Важно!

Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).

Используются разные методы сохранения тепла:

Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).

Установка тепляков с прогретым воздухом.

Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.

Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.

Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.

Надо ли поливать бетон водой?

Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.

Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.

Бетон — один из самых распространенных в строительных работах материалов.

Поскольку он используется для изготовления объектов, которые напрямую контактируют с неблагоприятными условиями окружающей среды, большое значение имеет способность бетона не пропускать воду.

Почему бетон может пропускать воду, и чем это грозит?

Дело в том, что, хотя бетон выглядит очень плотным и неуязвимым, он имеет большое количество пор и капилляров в своей структуре.

По капиллярам в толщу бетона попадает вода. В результате там может развиться жизнедеятельность бактерий и грибков, споры которых всегда есть в воздухе и воде. Эти микроорганизмы и микрофлора способны серьезно навредить бетону, поскольку продукты их жизнедеятельности содержат губительные для него кислоты и щелочи.

В холодные сезоны, когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода в порах бетона замерзает и, согласно законам физики, расширяется. Повторные циклы замораживания и оттаивания приводят к появлению микротрещин, в которые попадает еще больше воды. Так постепенно прочный и крепкий материал разрушается.

Важно!

Водонепроницаемость бетона имеет особенно большое значение для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут намокать: фасады зданий, которые намокают от осадков и могут впитывать влагу из воздуха; фундаменты, особенно на влажных грунтах, в которых вода легко перемещается как вниз так и вверх по грунту возле стен и под полом подвала; гидротехнические сооружения; полы в производственных помещениях и т.д.

Факторы, влияющие на водонепроницаемость бетона

На количество и размер пор и капилляров в толще бетона напрямую влияет его плотность, поскольку, чем выше плотность, тем меньше в бетоне пор, и меньше их диаметр.

Факторы, которые приводят к снижению плотности бетона:

некачественное перемешивание смеси;
плохое уплотнение бетона;
излишек или недостаток воды затворения;
несоблюдение условий, необходимых для отвердевания бетона.

Эти факторы связаны друг с другом.

Для получения бетона вяжущее вещество водного твердения — цемент — смешивают с водой и заполнителями. Чтобы запустить реакции гидратации, продуктом которых и является прочный материал с кристаллической структурой (бетон), достаточно водоцементного соотношения, равного 0,3.

На практике такое в/ц обычно не используется; нужно 0,45–0,55, чтобы у бетонной смеси была нормальная для работы консистенция. Тем не менее, чем ниже в/ц, тем плотнее будет бетон, но низкое водоцеменное соотношение приводит к снижению подвижности бетона (смесь становится «жесткой»), и укладка его становится очень трудоемкой. Без виброобработки при укладке бетона в нем возможно появление каверн и полостей, что впоследствии плохо скажется на плотности и водонепроницаемости.

Казалось бы, проблему легко решить, добавив воды. Но это ошибочный ход мыслей; при излишнем добавлении воды в смесь не вся вода вступает в реакцию с цементом. Излишки воды впоследствии высыхают, но они оставляют полости, из-за чего прочность бетона снижается.

Важно!

Трудоемкие процедуры по уплотнению бетона можно заменить добавлением в бетонную смесь пластификаторов. Эти добавки разработаны таким образом, чтобы минимизировать размер пор и улучшить удобоукладываемость бетона, вследствие чего бетонное изделие получится более плотным, а значит, и менее проницаемым для воды.

Дополнительные преимущества использования пластификаторов:

экономия цемента и воды;
экономия времени и электроэнергии благодаря отсутствию виброобработки;
увеличение срока жизни бетонной смеси.

Советуем изучить: Пластификаторы

Еще один фактор снижения водонепроницаемости бетона — большая усадка, из-за которой появляются трещины.

Причины усадки:

отсутствие или недостаток армирования;
неправильные условия, в которых бетон отвердевает.

Важно!

Оптимальные условия твердения бетона — температура около 18° С и почти стопроцентная влажность. При снижении температуры скорость набора прочности снижается вплоть до полной остановки при температуре ниже +5° С. С другой стороны, при повышении температуры воздуха появляется риск высыхания бетона, а поскольку цемент — это вяжущее водного твердения, высыхание приводит к снижению прочности.

Чтобы набор прочности происходил оптимально, используются специальные химические противоморозные добавки, которые позволяют вести бетонные работы даже в морозы, а также используют другие методы (укрывание и обогрев бетона). В жаркую погоду бетон укрывают и поливают водой. Для предотвращения усадки бетон армируют не только металлической арматурой, но и специальными волокнами, к примеру, фиброволокном.

Советуем изучить: Фиброволокно

Как возраст бетона влияет на его водонепроницаемость

Вот почему водонепроницаемость бетона с возрастом увеличивается, особенно в тех случаях, когда набор прочности происходил в условиях повышенной влажности.

Способы определения водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона имеет большое значение для конструкций, которые эксплуатируются в условиях высокой влажности, а также при низких температурах. Вот почему необходимы критерии ее оценки и способы определения.

ГОСТ 12730.5-84 рекомендует следующие методы оценки водонепроницаемости бетона:

По «мокрому пятну». На образец в специальной установке под давлением подается вода, пока она не просочится на обратную сторону. Давление постепенно повышают и регистрируют ту его величину, при которой вода просочится сквозь бетон.
По коэффициенту фильтрации. Через образец пропускают воду и измеряют количество фильтрата и время фильтрации.

Оба этих метода очень длительные, поэтому разработаны ускоренные способы, которые применяются чаще:

По воздухопроницаемости.
Измерение коэффициента фильтрации фильтратометром.

Характеристика марок бетона по водонепроницаемости

Водонепроницаемость в маркировке бетонов обозначается литерой W с числовым показателем от 2 до 20 в соответствии с ГОСТ 26633 и обозначает максимальное давление воды, которое выдерживает бетонный образец цилиндрической формы высотой 150 мм в ходе стандартных испытаний (в МПА*10 -1 ).

Повышенная водонепроницаемость начинается с W6 и выше. Для большинства конструкций такой водонепроницаемости бетона достаточно.

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Водонепроницаемость бетона можно повысить различными способами, выбор оптимального метода или их комбинаций зависит от конкретных целей и требований:

Применение пластифицирующих добавок с одновременным снижением водоцементного соотнощения с целью получить более плотный, а значит, более водонепроницаемый бетон.
Использование глиноземистого цемента.
Добавление сульфатов железа или алюминия в бетонную смесь.
Добавление в смесь гидрофобизаторов (объемный метод гидрофобизации).
Использование пропиток и обмазочных материалов.

Гидрофобизаторы делятся на группы по типу активного вещества:

кремнийорганические полимеры (силоксаны);
кремнийорганические олигомеры (силиконы);
алкинсиликонаты калия;
алкилалкоксисиланы и силоксаны;
алюминат натрия.

Если старые гидрофобизаторы отличались токсичностью, современные добавки достаточно безопасны.

Преимущества гидрофобизаторов:

повышают прочности бетона;
в некоторых случаях увеличивают подвижность бетонной смеси, позволяя обойтись без пластификатора;
повышают морозостойкость;
защищают арматуру;
безопасны.

Основной их недостаток — повышение теплопроводности бетона и снижение его теплоизолирующих свойств.

Какой бетон использовать для фундамента

Для фундамента прежде всего выбирают бетон по прочности. Дома бывают разные: легкие деревянные, более тяжелые кирпичные или из других материалов, одно-, двух и многоэтажные. Соответственно, они требуют разных показателей прочности бетона. Бетон низкой прочности не выдержит нагрузку, что может закончиться фатально, а избыточная прочность приведет к нерациональному расходованию средств.

При выборе бетона учитывается и характер грунта. Большое значение имеет водонепроницаемость бетона, поскольку он будет контактировать с грунтом.

Важно!

Если дом строится в местности с высоким залеганием грунтовых вод, выбирают более высокий класс бетона и используют гидрофобизирующие добавки.

Для строительства зданий не выше двух этажей, а также бань, деревянных домов применяют бетон В15. Для многоэтажных кирпичных домов — В22,5.

В20 считается универсальным классом бетона для фундаментов в частном строительстве.

Важно!

Чтобы обеспечить необходимую прочность, подвижность П3—П4, морозостойкость F150 и водостойкость W6, используют, как минимум, 310 кг цемента на 1 куб бетонной смеси.

Принимаясь за самостоятельные строительные работы, следует понимать их объем и трудоемкость. Возможно, имеет смысл закупать готовый бетон. Если же бетонная смесь замешивается и укладывается собственными силами, огромным подспорьем в работе будут специальные добавки для бетона, такие, как пластификаторы и гидрофобизаторы. Они позволяют экономить средства на оплату цемента, воды, электроэнергии, затраты времени и труда на замес, укладку и обработку бетона и при этом получать изделия безупречного качества.

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200. После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента. Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

Нелинейность характеристик связана с тем, что химический процесс отвердевания бетона достаточно сложен. Например, влага, которая не участвует в гидратации, остается несвязанной, в результате чего в монолите остаются капилляры и поры, снижающие его плотность и прочность. При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной. Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Класс бетона (марка)	ПЦ 400	ПЦ 500
В 7,5 (М100)	1,3	—
В 12,5 (М150)	0,85	—
В 15 (М200)	0,69	0,79
В 20 (М 250)	0,57	0,64
В 22,5 (М300)	0,53	0,61
В 25 (М300-М350)	0,5	0,58
В 27,5 (М350)	0,48	0,55

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Фабричные бетонные растворы изготавливают базируясь на действующие ГОСТы или технические условия, на стройплощадке соблюдаются рекомендации от специалистов. Рассмотрим, что такое гарантированная водонепроницаемость бетона, какая взаимосвязь существует с другими базовыми характеристиками. Читайте до конца и Вы узнаете, как можно изменить заявленные показатели в лучшую сторону не оказывая негативного влияния на общее качество монолита.

Общее понятие

Водонепроницаемый бетон применяется для строительства конструкций, большинство из которых подвергаются воздействию влаги. Это может быть стяжка в ванной комнате, фасад здания, фундамент или гидротехническое сооружение. В каждом отдельном случае применяется различный раствор. Главным отличием здесь является водонепроницаемость.

Под этим понятием подразумевается способность материала не впитывать влагу в условиях прямого контакта с водой. Условно показатель обозначается как «W». Цифровое значение в четном порядке от 2 до 20 указывает на оптимальное давление напора жидкой среды, при котором отсутствует проникновение влаги (измеряется в МПа*0,1). Готовые данные получают по итогам испытаний образцов диаметром 1,5 м, высотой 1,5 м.

Как повлиять на показатели на этапе замешивания раствора

Основополагающим моментом, от которого зависит показатель водонепроницаемости – плотность пористого бетона. Лучше с влагой справляется тот материал, что содержит меньше воздуха. Этот момент нужно учитывать во время проведения монтажных работ – действия должны быть направлены на уменьшение количества и размера пор.

К таковым относятся:

соблюдение соотношения воды с минеральными компонентами (превышение нормы ситуацию ухудшает);
устройство армирующего каркаса с учетом технологических требований (недостаточное число прутьев способствует ускорению осадочного процесса, что не повышает плотность монолита);
уплотнение массы после заливки механическим способом (виброустановки, подручные материалы);
создание оптимальных условий для равномерного и правильного затвердевания раствора (ограничение воздействия природных явлений с максимальным сохранением постоянной относительной влажности и температуры);
применение добавок воздухововлекающего действия (происходит заполнение пор, упрочнение стенок между ними, а значит снижается водонепроницаемость бетона).

Рассмотрим детальнее, что добавить в бетон, чтобы он не пропускал воду. К присадкам, которые способствуют снижению впитывающей способности бетонного массива, относят сульфаты железа и алюминия.

Можно также использовать высокопрочный цемент, глиноземистый или пуццолановый портландцемент. На уплотнение раствора кроме перечисленного может оказать воздействие фракция и форма минерального заполнителя. Так, меньше пустот образуется при использовании мелких зерен с острыми гранями.

Дополнительные плюсы использования гидрофобизирующих добавок с содержанием железа либо алюминия:

повышение стойкости состава к перепадам температур;
улучшение пластичности (заполняющая пустоты способность);
защита металлической арматуры от коррозионных процессов.

Но стоит отметить один важный недостаток. Содержащийся в монолите воздух вне зависимости от марки бетона по водонепроницаемости оказывает влияние на теплоизоляционные показатели материала. То есть уплотнение массы приводит к увеличению теплопроводящей способности.

Отдельно стоит отметить такую особенность бетона, как увеличение водонепроницаемости с течением времени. То же наблюдается с прочностью, номинальный показатель которой быстрее достигается в условиях повышенной влажности (периодическое смачивание). В аналогичной ситуации заявленный показатель впитывающей влаги способности наступает в течение 6-12 месяцев.

Профилактические меры после заливки

Для марок средней прочности характерна пористая структура. Это говорит об относительно хорошей водопроницаемости материала. Этому также способствует усадка на этапе затвердевания раствора. То есть для улучшения ситуации с водонепроницаемостью бетона нужно снизить степень усадочного явления. Это решается путем следующих профилактических действий:

Есть гидроизоляционные добавки в бетон, которые способствуют образованию поверхностной пленки. Она препятствует ускоренной водоотдаче, а значит притормаживает усадку. Но важно соблюдать рекомендуемые пропорции для исключения получения обратного эффекта.

В течение первых дней рекомендуется смачивание поверхности бетона после заливки. Периодичность соблюдается примерно каждые 4 часа. Достаточно выполнять действие 4-5 дней.

Испаряемая влага за счет технической пленки обращается в конденсат, который также поддерживает повышенную влажность у поверхностного слоя. Лучше сделать так, чтобы полотно не касалось раствора, а по периметру оставались небольшие вентиляционные зазоры. Хорошей альтернативой полимерного материала считается влажная мешковина.

Частая ошибка – ранний демонтаж опалубки. При этом вертикальные участки остаются открытыми. Формующие конструкции съемного типа нужно разбирать через 10-14 дней. Далее на оставшиеся дни до 28 суток лучше прикрыть бока для исключения скопления осадков.

Улучшение влагонепроницаемости монолита

Рассмотрим, чем обработать бетон, чтобы не пропускал воду. Классическое решение повышения стойкости к влаге – поверхностная гидроизоляция. Здесь могут быть использованы средства обмазочного (жидкости, мастики) или рулонного типа (полотна для монтажа путем наклеивания или наплавления).

Во время выполнения защитных мероприятий важно сохранить целостность укрывного материала, создать герметичную монолитную пленку с заходом на смежные конструкции.

Более эффективными считаются гидроизоляционные пропитки проникающего действия. В продажу они поступают в разном виде: готовое средство, концентрированная жидкость, сухая смесь. Как правило, в составе присутствуют цемент, минеральный наполнитель мелкой фракции, активные добавки в бетон для гидроизоляции на полимерной основе или со щелочной средой.

Также существует отдельная группа материалов для мгновенного восстановления герметичности конструкций. Ремонтные быстрого действия смеси либо пасты помогают заполнять швы, устранять протечки, в том числе, под напором. Срок действия таких заплаток может быть кратковременным или долговечным в зависимости от конкретного состава.

Видео описание

В этом видео показано, как и чем можно выполнить гидроизоляцию б/у бетонных плит перекрытия:

Взаимосвязь базовых характеристик и водонепроницаемости бетона

Рассмотрим, что значит бетон W6 или W10 по базовым техническим характеристикам. Под марочной прочностью цементного раствора подразумевается усредненный показатель выносливости монолита к той или иной нагрузке. То есть испытательные образцы могут сохранять форму под давлением с небольшими отклонениями в ту или иную сторону относительно марки, например М100 или М300 (й00 или 300 кгс//кв.см соответственно).

При детальном рассмотрении характеристик бетонов можно выделить одновременное увеличение как прочности, так плотности и водонепроницаемости. В таблице представлена более детальная информация.

Также существует прямая зависимость между водонепроницаемостью и морозостойкостью бетона. То есть, чем ниже впитывающая влагу способность у материала, тем больше циклов заморозки и оттаивания он может вынести с сохранением качества и заданной формы. Например, для состава М100 характерен показатель стойкости к морозам F50, а для М300 – F200.

Во время проектирования дополнительно рассматривается водопоглощение. Если планируется замешивание раствора на строительной площадке, то важно соблюдать водоцементное соотношение. В таблице представлены примеры для тяжелого (для легкого расчет выполняется с учетом коэффициента 1,3) бетона о взаимозависимости этих значений с водонепроницаемостью по ГОСТу 12730.5 от 1984 года.

Водопроницаемость	Водопоглощение	Водоцементное соотношение
W4	4,7-5,7	До 0,6
W6	4,2-4,7	До 0,55
W8	До 4,2	До 0,45

Рассмотренные примеры считаются наиболее востребованными в частном секторе. Первый состав не отличается низким водопоглощением, поэтому его используют для возведения стен и внутренних конструкций. Чаще в строительстве применяется бетон с водонепроницаемостью W6. Это раствор среднего качества, но достаточного для фундаментальных работ с последующим выполнением гидроизоляционных мероприятий. С показателем W8 материал актуален для площадок с частыми осадками и высоким залеганием грунтовых вод.

Видео описание

В видео рассказано, как изготовить гидротехнический бетон на строительной площадке:

Коротко о главном

Водонепроницаемость бетона – один из главных критериев выбора материалы.

Под термином подразумевается способность впитывать влагу под тем или иным давлением со стороны воды. Оно обозначено цифровым значением за W (в МПА*10 в минус первой степени).

Водонепроницаемость тем выше, чем меньше пор в сухом остатке. Также наблюдается увеличение таких показателей как прочность и плотность, снижение водопоглощения.

На заявленный производителем показатель можно повлиять в лучшую сторону.

Раствор можно дополнить присадками и уплотнить после заливки.

На этапе затвердевания бетонной массе нужно увлажнять поверхность и укрывать технической пленкой либо влажной мешковиной.

Готовый монолит обрабатывают пропитками, окрашивают мастиками или защищают полотнами с целью дополнительной гидроизоляции.

Читайте также: