Кольматирующие добавки в бетон

Обновлено: 01.05.2024

«Разработки, усовершенствовавшие технологию традиционных пенетрирующих материалов» – так охарактеризованы материалы Дегидрол в документации для использования Концерном Росэнергоатом.

Марки Дегидрола удачно сочетают в себе высокую эффективность как активной «начинки», так и её носителя. Дегидрол:

проникает в капилляры, поры, полости обрабатываемой подложки и формирует внутри неё защитный водоизолирующий слой;
образует на обработанной поверхности и внутри полостей водонепроницаемый коррозионностойкий защитно-изолирующий слой, дополнительно устраняющий поверхностную пористость.

Перекрываемая величина раскрытия водоводных капилляров, каналов, трещин составляет от 0,3 мк и более.

Дегидрол - это самоусиливающийся комплекс материалов. Важно понимать, что все марки Дегидрола имеют кольматирующее действие, образуя "перехлёст" кольматируемых участков, чем достигается целостность и повышенная надёжность ремонта, гидроизоляции и защиты строительных конструкций.

Существующие или вновь образующиеся на стадии твердения бетона (либо цементного строительного раствора) капилляры, по которым способна перемещаться вода, перекрываются:

дисперсными кольматирующими добавками (в части поверхностной открытой пористости);
продуктами взаимодействия водорастворимых кольматирующих добавок Дегидрола с гидратированным цементом (в части капиллярной пористости).

Вследствие этого сопротивление проникновению воды сквозь бетон возрастает до 20 атм и выше (согласно ГОСТ 12730.5—84; с 01.09.2019 ГОСТ 12730.5-2018). В результате вода теряет возможность проникать сквозь бетон, обработанный Дегидролом, тогда как паропроницаемость бетона сохраняется.

Как кольматирующие добавки попадают внутрь бетона

Изготавливаемый бетон

На этапе изготовления бетонной смеси введение кольматирующих добавок не отличается от введения иных добавок для бетонов и строительных растворов. После введения в бетонную смесь гидроизолирующей добавки Дегидрол, находящиеся в ней кольматирующие добавки распределяются (усредняются) по всему объёму бетона в следствие:

механического перемешивания дисперсной части бетонной смеси между собой, с водой и добавкой;
фильтрации водного раствора кольматирующих добавок внутрь дисперсных ингредиентов бетонной смеси (доступно для добавок в виде водного раствора, в котором отсутствует дисперсная часть)
диффузии в среде водного раствора кольматирующих добавок по бетонной смеси.

Это самый простой и надёжный вариант введения кольматирующих добавок внутрь бетона. Такой способ позволяет получать однородный водонепроницаемый бетон во всём его монолитном объёме. При этом жидкие гидроизолирующие добавки, не содержащие дисперсной части, как, например, Дегидрол люкс марки 10-2, обеспечивают более эффективное усреднение кольматирующих добавок по объёму бетона.

Существующий бетон

В существующем бетоне кольматация осуществляется путём обработки бетонной поверхности. При нанесении Дегидрола на поверхность бетона:

Дисперсные кольматирующие добавки омоноличивают поверхностную пористость бетона. Предельная глубина дисперсного омоноличивания бетона определяется фактической глубиной открытых поверхностных пор с размерами от 0,1 мм и выше.
Водорастворимые кольматирующие добавки, растворяясь в воде, проникают на пропитанную водой глубину бетона . Предельная глубина проникновения зависит в первую очередь от пористости обрабатываемого бетона.

Механизм проникновения водорастворимых кольматирующих добавок внутрь бетона

Во-первых, изначально водорастворимые кольматирующие добавки (в любых в смесях сухих гидроизоляционных проникающих капиллярных) представляют собой в основном порошок, который, естественно, сам по себе никуда проникнуть не может.

Во-вторых, чтобы водорастворимые кольматирующие добавки имели возможность проникнуть внутрь бетона, их надо перевести в раствор, то есть растворить в воде.

В-третьих, именно вода проникает внутрь бетона. Именно вода вносит внутрь бетона растворенные в ней вещества, включая водорастворимые кольматирующие добавки. Соответственно, куда вода проникнуть не может, не могут попасть и растворённые в ней кольматирующие добавки.

В-четвертых, вода является "транспортной" средой для кольматирующих добавок, но механизм транспортировки не ограничивается механическим внесением кольматирующих добавок внутрь бетона вместе с водой подобно работе поршня. И в этом состоит ключевое отличие механизма кольматации Дегидролом от кольматации, к примеру, полимерными материалами, где полимерная смола как поршень вытесняет из капилляров воду (насколько и где это возможно из-за сопротивления вытесняемой воды, поэтому в большинстве случае смолы и битумные материалы наносят на сухую подложку).

Преимущество водорастворимых кольматирующих добавок как раз и состоит в том, что им не надо вытеснять воду из капилляров в бетоне. Напротив, им совершенно необходима вода в капиллярах бетона как среда, обеспечивающая возможность миграции кольматирующих добавок внутрь бетона. Сама миграция растворенных кольматирующих добавок внутрь бетона в "стационарной" водной фазе происходит по законам диффузии. При этом вода внутри бетона и вода затворения от раствора Дегидрола (с растворёнными в ней кольматирующими добавками) после нанесения на подготовленную поверхность бетона объединяются, образуя единую жидкую фазу. В этой единой жидкой водной фазе (в нанесённом на поверхность растворе Дегидрола и водонасыщенной бетонной подложке) и идёт миграция кольматирующих добавок вследствие градиента концентраций.

Если проще, то, к примеру, капните в стакан с питьевой водой солёную или сладкую воду, через некоторое время обнаружите, что вся вода в стакане тоже изменила свой вкус. Хотя воду в стакане ни кто не перемешивал, никуда из стакана не вытеснял и не подменял другой водой.

В случае кольматирующих добавок процесс диффузии внутрь бетона имеет дополнительную движущую силу. Ведь кольматирующие добавки в воде перемещаются не внутрь инертной среды, а в бетон. В бетоне кольматирующие "срабатывают" с компонентами цементного камня, образуя целевые нерастворимые структуры внутри капилляров бетона. В итоге градиент концентраций "гонит" кольматирующие добавки внутрь бетона (идёт выравнивание их концентраций), тогда как "срабатывание" кольматирующих добавок внутри бетона препятствует выравниванию концентраций кольматирующих добавок в единой жидкой водной фазе, чем поддерживается высокий градиент концентраций, т.е. высокая движущая сила процесса диффузии кольматирующих добавок внутрь бетона.

Чтобы процесс миграции кольматирующих добавок внутрь бетона не затухал вследствие нехватки воды в растворе Дегидрола из-за поверхностного испарения или связывания воды цементным носителем в процессе схватывания и набора прочности нанесённого слоя Дегидрола, выполняют укрывание против испарения и периодические увлажнения обработанной Дегидролом бетонной поверхности (в течение первых трех суток). В итоге кольматирующие добавки имеют достаточное время для более полного проникновения из слоя Дегидрола внутрь бетона, причём в случае периодических увлажнений процесс осуществляется с повторными волнами градиента концентраций.

Особенности проникновения кольматирующих добавок внутрь бетона при фильтрации воды изнутри бетона

Ещё более подробно следует остановиться на механизме проникновения кольматирующих добавок внутрь бетона, когда навстречу им изнутри бетона фильтруется вода. Речь идёт именно о фильтрации, а не о напорных течах (активных протечках), требующих ликвидации тампонажными материалами. При этом рассматривается случай, когда к моменту фильтрации воды изнутри бетона в него ещё не успели проникнуть кольматирующие добавки.

Изначально необходимо понимать, что бетон - это не однородная структура. В бетоне есть масса пор и капилляров разного диаметра. Естественно, вода быстрее фильтруется там, где сопротивление её движению меньше. Чем крупнее капилляр, тем быстрее может двигаться по нему вода. И, напротив, вне крупных капилляров - в цементном камне (в т.ч. вдоль крупных капилляров), а также в мелких капиллярах - ток воды замедляется практически до полной остановки из-за роста сопротивления движению воды.

Соответственно, если кольматирующий материал наносят уже после того, как открылась фильтрация воды, то первое время кольматирующие добавки эффективно проникают внутрь водонасыщенного бетона лишь на тех участках, где скорость диффузии добавок превышает встречную скорость фильтрующейся воды. Такими участками является цементный камень (в т.ч. вдоль крупных капилляров), а также в мелкие капилляры.

В итоге в бетоне вдоль крупных капилляров, по которым фильтруется вода, формируются участки с требуемой концентрацией кольматирующих добавок. А далее происходит постепенный рост кристаллических образований из стенок внутрь (поперек) капилляров, пока на каком-либо наиболее узком участке капилляра растущие кристаллы не "пережмут" ток воды, подобно закрывающемуся крану. В результате противоток воды по капилляру блокируется и активизируется процесс зарастания оставшейся части капилляра. Именно это и наблюдается при самозаращивании участков бетона с фильтрацией воды.

Безусловно, эффективная кольматация бетона обычными проникающими смесями, когда навстречу фильтруется вода, возможна не во всех условиях. Например, при низкой температуре и масштабной фильтрации воды сквозь бетон, скорость диффузии и скорость роста кристаллических образований становится настолько мала, что не обеспечивает "пережатие" достаточного количества капилляров в бетоне для перехода к активной фазе кольматации. В этом случае фильтрацию воды устраняют, например, по способу гидроизоляции пятен фильтрации.

Как кольматирующие добавки работают внутри бетона

Особенности глубинной кольматации бетона Дегидролом

В глубинной кольматации бетона участвует не только Дегидрол, но и сам бетон, а точнее цементный камень (ГОСТ 30515-2013).

Следует понимать, что цементный камень - это не какое-то строго определенное химическое соединение. Цементный камень - это смесь практически нерастворимых солей, главным образом в виде гидратов. Каждая из солей по своему участвует в образовании и "жизни" цементного камня, формируя сложную структуру из "кристаллической решетки", содержащей различные включения и поры. Эта структура из-за наличия активных форм соединений отличается, к примеру, от большинства органических полимерных конструкций, способностью "самоусиливаться" со временем при благоприятных условиях.

Дегидрол при глубинной кольматации взаимодействует с теми составляющими, что уже есть в цементном камне (в первую очередь с активными формами соединений), помогая раскрывать потенциал такой химически сложной композиции как бетон.

Изготавливаемый бетон

В процессе твердения бетона ещё на этапе формирования капилляров кольматирующие добавки вступают во взаимодействие с компонентами цементного камня, образуя нерастворимые кристаллические и гелевые структуры. В итоге вода:

с одной стороны, из-за возросшего сопротивления теряет способность перемещаться по капиллярам внутри бетона (блокируется фильтрация);
а с другой стороны, основная часть этой (избыточной) воды связывается в форме гелевых структур и кристаллогидратов (снижается общая влажность бетона).

А поскольку здесь формирование кристаллической решетки цементного камня и образование кристаллогидратов идёт одновременно, то наряду с ростом водонепроницаемости бетона дополнительно обеспечивается рост его прочности.

В существующем бетоне, с учётом особенностей, связанных с необходимостью проникновения кольматирующих добавок внутрь бетона, механизм кольматации в целом аналогичен.

Существующий бетон

При нанесении Дегидрола на поверхность бетона:

Дисперсные кольматирующие добавки механически омоноличивают поверхностную пористость бетона, а вяжущие свойства носителя закрепляют их внутри открытых поверхностных пор с размерами от 0,1 мм и выше.
Водорастворимые кольматирующие добавки проникают на пропитанную водой глубину бетона, образуя внутри капилляров нерастворимые кристаллические и гелевые структуры. Причём этот процесс протекает не мгновенно, поэтому кольматирующие добавки успевают диффундировать глубоко внутрь бетона по капиллярам до формирования слоя эффективной кольматации бетона.

Процесс, главным образом, основан на модификации составляющих цементного камня. В результате вместо хаотичного роста кристаллов цементного камня, сопровождающего жизненный цикл бетона (именно поэтому бетон со временем набирает прочность), стимулируется направленный рост кристаллов цементного камня вглубь капилляров. Соответственно, когда рассматривается долговечность полученной гидроизоляции, нужно понимать, что, по сути, речь идёт о долговечности цементного камня, а точнее о долговечности бетона, у которого повышена водонепроницаемость и морозостойкость.

Совместно дисперсные и водорастворимые кольматирующие добавки формируют защитный и водонепроницаемый слой бетона глубиной 50-150 мм, а у некоторых марок Дегидрола до 600 мм.

Следует понимать, что при применении Дегидрола защитным и гидроизолирующим материалом становится сам кольматированный бетон, а не только тонкий слой нанесённого материала, как у обмазочной и рулонной гидроизоляции.

Как долго протекает процеcс кольматации бетона

После применения Дегидрола процесс закупорки капилляров в бетоне наиболее активно протекает в течение первых двух недель (при 20°С), тогда наблюдается исчезновение сырых участков бетона с фильтрационными протечками. Далее процесс замедляется, т.к. основная масса добавок "срабатывает", а оставшиеся в активной форме кольматирующие добавки отсекает фронт закупоренных капилляров.

Однако, на этом этапе кольматация бетона не прекращается, а на участках, куда уже проникли кольматирующие добавки, продолжает протекать с постепенно затухающей скоростью (подобно тому как с течением времени набирает прочность бетон). А при появлении благоприятных условий (намокание бетона в толще) продолжается проникновение кольматирующих добавок вглубь бетона. В результате со временем, наряду с набором прочности бетона, происходит рост его водонепроницаемости и увеличение глубины водонепроницаемого слоя бетона:

Такой процесс существенно более длителен, чем начальный этап кольматации бетона, и может длиться годами, пока имеются для него условия и пока "живёт" (т.е. набирает прочность) бетон. В итоге при благоприятных условиях глубина защитного водонепроницаемого слоя бетона может вырасти многократно. Это свойство кардинально отличает Дегидрол от рулонной или обмазочной гидроизоляции, а также от гидрофобизирующих пропиток, у которых пик защитных свойств приходится на момент окончания работ по их применению, а далее защитные свойства постоянно слабеют.

Отсюда вытекает ещё одно ключевое отличие Дегидрола от обмазочных и рулонных материалов. Поскольку пик защитного действия у обмазочных и рулонных материалов приходится на окончание работ по нанесению материала (фактически на гидравлические испытания), то наличие очагов фильтрации воды сквозь обработанный бетон при гидравлических испытаниях показывает, что поверхностный материал не обеспечил гидроизоляцию объекта, и требуются работы по устранению дефектов. Тогда как у Дегидрола защита с момента нанесения только начинает набирать силу: стартует процесс кольматации вглубь бетона и начинается "затягивание" очагов фильтрации. Именно фильтрация воды через микротрещины при заполнении резервуара или первичном контакте обработанного бетона с грунтовыми водами запускает активный процесс "самозалечивания" скрытых дефектов бетона. Эта самопроизвольная стадия является, по сути, финишным этапом работ по гидроизоляции объекта, где человек не принимает непосредственного участия, а материал самостоятельно устраняет очаги фильтрации из скрытых микротрещин.

Более того, если по каким-либо причинам происходит нарушение целостности сплошного фронта нерастворимых продуктов в капиллярах бетона (например, при образовании микротрещин в процессе эксплуатации конструкции), и вода обходит закупоренные ранее капилляры в бетоне, то дойдя до кольматирующих добавок, находящихся в бетоне в активной форме, вода растворяет их. В результате возобновляется движение кольматирующих добавок по капиллярам в бетоне, и возобновляется процесс кольматации бетона в сторону доступа воды, пока вторичный фронт закупоренных капилляров не отсечёт её поступление:

Это явление, называемое "самозалечиванием" бетона, ещё больше увеличивает преимущество Дегидрола над обмазочными и рулонными гидроизоляционными материалами, у которых нарушение целостности нанесённого материала (прокол, перегиб с растрескиванием, скалывание, истирание) приводит к исчезновению защитных свойств и, соответственно, к необходимости повторной закупки гидроизоляционных материалов и выполнению гидроизоляционных работ.

В Дегидроле, наносимом на поверхность, кольматация представляет собой процесс проникновения частиц (дисперсных и растворённых) в поры, трещины и пустоты бетона, a также физическое и химическое осаждение в нём, способствующее омоноличиванию, уменьшению водопроницаемости бетона, и, как следствие, росту морозостойкости и коррозионной стойкости.

В Дегидроле задействуется не только химическая, но и механическая кольматация. А, кроме того, в Дегидроле на целевой эффект работает ещё носитель активных химических добавок.

Качественная гидроизоляция начинается с качественного бетона. Под качественным бетоном подразумевается прочный, плотный бетон с наименьшим количеством пор. Благодаря высокой плотности бетон сам по себе увеличивает водонепроницаемость всего здания или сооружения. В случае нарушения основной гидроизоляции, качественный бетон служит дополнительной степенью защиты.

Для повышения водонепроницаемости бетона используются специальные добавки. Действие этих добавок сводится в основном к кольматации в бетоне или растворе капилляров и других неплотностей сечением более 1 мкм, через которые мигрирует влага, а также к улучшению структуры, повышению плотности цементного камня и приданию бетону и раствору водоотталкивающих (гидрофобных) свойств.

Кольматирующие добавки

Кольматирующие добавки — это вещества, способствующие заполнению пор в бетоне водонерастворимыми продуктами.

Основное назначение кольматирующих (уплотняющих) добавок связано с увеличением плотности бетона и раствора, что способствует повышению их долговечности, особенно в тех случаях, когда агрессивными факторами являются органические или неорганические жидкие или газообразные среды.

Кольматирующие добавки уплотняют бетон уже после застывания раствора. Такой эффект обеспечивается благодаря возникновению химической реакции между компонентами добавки и свободным цементом и водой. Вещества, образующиеся в результате реакции – это нерастворимые соединения, которые заполняют пустоты в застывшем бетоне.

В качестве кольматирующих добавок для бетонов и строительных растворов используют тонкодисперсные минеральные вещества, обладающие гидравлической или пуццоланической активностью, а также водорастворимые добавки.

Водорастворимыми кольматирующими добавками (добавками-уплотнителями) являются водорастворимые смолы и соли алюминия, железа и кальция.

Критерий эффективности добавки

Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 2 ступени и более.

Возможные дополнительные эффекты

Увеличение прочности, повышение коррозионной стойкости и морозостойкости бетона и их защитного действия по отношению к стальной арматуре.

Гидрофобизирующие добавки

В связи с противоречиями, заложенными в самой природе цемента, перед наукой встала проблема, как изменить свойства цемента так, чтобы он стал менее гидрофилен и даже приобрел водоотталкивающую способность, но в то же время мог бы взаимодействовать с водой на тех стадиях применения, когда это практически нужно. Такой цемент был назван гидрофобным (водоотталкивающим).

Понятие «гидрофобный» относится не только к цементному порошку, но и к цементному тесту и цементному камню, полученным из такого цемента.

Гидрофобность цемента достигается путем введения специальных гидрофобизирующих добавок. Однако здесь следует обратить внимание на разницу между гидрофобными и гидрофобизирующими добавками. Первые, например парафин, стеариновая кислота или кальциевые соли высших жирных или нафтеновых кислот, при смешивании с цементом не реагируют с ним и остаются в виде механической примеси. Вторые, например водорастворимые натриевые и калиевые мыла жирных, нефтяных и смоляных кислот, не гидрофобны сами по себе, но образуют гидрофобные вещества в результате химического взаимодействия с цементом.

Гидрофобизирующие добавки — это вещества, придающие стенкам пор и капилляров в бетоне гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.

Механизм действия гидрофобизирующих добавок состоит в том, что они при контакте с продуктами гидратации цемента осаждаются в виде мельчайших капелек на стенках мелких пор и капилляров, образуя гидрофобные покрытия. В результате этого возникает контакт, имеющий обратный угол, при котором силы поверхностного натяжения выталкивают воду из пор.

Применение гидрофобизирующих добавок в цементных системах способствует формированию плотной и однородной структуры. Это выражается в уменьшении количества и размеров макропор (радиус пор менее 10 мкм), а также в их более равномерном распределении в массе цементного камня. Количество макропор в цементных системах с добавками в 2. 4 раза меньше, чем в без добавочных системах. Макропоры, как правило, замкнутые, имеют правильные окружные формы с ровными краями. Их размеры находятся в пределах от 0,5 до 0,05 мм с преобладанием пор размером 0,1 мм.

В качестве основы гидрофобизаторов обычно используют кремнийорганические соединения двух классов.

Первый класс соединений – растворимые в воде силиконаты, используемые в виде водных растворов или в сухом виде. Чаще всего используют: жидкость ГКЖ-11 (30%-ный водно-спиртовый раствор метилсиликоната натрия), жидкость ГКЖ-10 (30%-ный водно-спиртовый раствор этилсиликоната натрия).

Второй класс соединений – не растворимые в воде силоксаны, силаны, силиконы.

Многие отечественные и зарубежные фирмы предлагают готовые к употреблению растворы и эмульсии на основе перечисленных исходных веществ под различными наименованиями.

Критерий эффективности добавки

Снижение водопоглощения бетона в 2 раза и более.

Возможные дополнительные эффекты

Снижение скорости тепловыделения, замедление скорости схватывания и твердения, снижение прочности, повышение морозостойкости и коррозионной стойкости бетона.

Введение гидрофобизирующих добавок при помоле цемента или с водой затворения приводит к снижению скорости диффузии воды к частицам цемента, замедлению процессов гидратации и резкому падению прочности цементного раствора или бетона на начальных этапах твердения.

Для предотвращения этого явления осуществляют модифицирование гидрофобизирующих добавок с целью создания условий для регулирования времени получения гидрофобного эффекта, который должен проявляться на более поздних этапах гидратации и твердения цементов.

При использовании гидрофобизирующих добавок для устройства полов и стен важно определить, не будут ли они препятствовать сцеплению с применяемыми покрытиями, клеящими составами или штукатуркой.

Добавки-регуляторы структуры и свойств бетона

Управление процессом структурообразования бетона позволяет сознательно создавать определенное состояние системы твердеющего бетона, соответствующее принятым способам обработки, выбирать целесообразные технологические приемы и достигать при этом максимального экономического .

Водоредуцирующие добавки

Водоредуцирующие добавки — это вещества, позволяющие получать бетонную смесь требуемой удобоукладываемости с пониженным расходом воды. По основному эффекту действия добавки разделены на водоредуцирующие I, II, III и .

Кольматирующие добавки

Кольматирующие добавки — это вещества, способствующие заполнению пор в бетоне водонерастворимыми продуктами. По требованиям надежности они должны обеспечивать повышение марки бетона по водонепроницаемости на 2 .

Воздухововлекающие добавки

Воздухововлекающие добавки по требованиям надежности должны обеспечить воздухосодержание в уплотненной бетонной смеси в пределах 2. 5 % (по объёму) и повышение морозостойкости бетона в 2 раза и более.

Газообразующие добавки

Газообразующие добавки, также как и воздухововлекающие, способствуют получению более стабильной и мелкодисперсной структуры условно замкнутых пор, что обеспечивает повышение морозостойкости и водонепроницаемости бетона. По требованиям .

Добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре

Стальная арматура, находящаяся в бетоне на некотором расстоянии от поверхности конструкции, в сильнощелочной среде (рН = 12,5) покрывается пленкой из g – Fe2O3,Fe3O4. Толщина .

Различайте «кольматацию» и «глубину проникновения»

1. Глубина проникновения

«Глубина проникновения» – это глубина точки в бетоне, где согласно эксклюзивной методике обнаруживаются добавки из «проникающей сухой смеси».

Термин создаёт иллюзию о качестве продукта, но потребитель не получает ни гидроизоляции, ни обязательств по блокированию фильтрации сквозь бетон.

Основа добавок – порошок, который сам в бетон проникать не может. В бетон проникает вода и участвует в транспортировке добавок: сначала в рабочем растворе, затем диффузией в водной среде в бетоне. Чем пористее бетон, тем больше его проницаемость для воды и тем глубже возможно проникновение добавок. Где нет воды и проницаемости для воды, нет проникновения добавок:

Добавкам мало оказаться в бетоне, главное создать водонепроницаемый слой, без чего невозможна гидроизоляция. По этой причине «глубина проникновения» не относится к показателям качества гидроизоляции, скорее отражает проницаемость изначального бетона для воды.

Соответственно, сравнение «глубин проникновения» среди гидроизоляционных смесей на базе цемента не предоставляет ни гидроизоляции, ни обязательств по блокированию фильтрации, не давайте вводить себя в заблуждение.

Важно помнить, 150 мм - максимальная высота бетонных образцов для определения водонепроницаемости согласно ГОСТ 12730.5-2018. Чем больше заявленная «глубина проникновения» превышает 150 мм, тем:

тем оригинальнее методика определения;
больше недостоверность и несоответствие результата государственной системе обеспечения единства средств измерений;
меньше связь «глубины проникновения» с ростом водонепроницаемости бетона.

Для гидроизоляции недостаточно проникания, важна кольматация с образованием водонепроницаемого слоя

Потребители отмечают отсутствие гидроизоляции на ряде объектов после применения «суперпроникающих» смесей вопреки массе протоколов лабораторных испытаний.

Отчего такое происходит?

«Суперпроникаемость» смесей достигается замедленной скоростью формирования нерастворимых новообразований в капиллярах, что позволяет добавкам проникать глубже внутрь бетона до того как при контакте с ингредиентами цементного камня образуются нерастворимые новообразования в капиллярах.

В лабораторных условиях при нанесении смеси и последующем вызревании отсутствует фильтрация изнутри бетона, поддерживается оптимальная температура и соблюдается необходимая продолжительность выдержки для «срабатывания» добавок. В итоге ничто не мешает добавкам постепенно проникать внутрь водонасыщенного бетона и со временем образовывать в капиллярах нерастворимые новообразования, которые блокируют передвижение воды и создают гидроизоляцию.

Другое дело объекты. На объектах «суперпроникаемость» зачастую становится недостатком, который препятствует гидроизоляции.

Так, если объект окружает обводнённый грунт, то фильтрация изнутри бетона противодействует проникновению добавок внутрь бетона. Здесь конкурируют два процесса:

проникновение добавок в бетон с формированием нерастворимых новообразований;
вымывание добавок изнутри бетона обратно на поверхность.

Если объект представляет собой резервуар, то возможно вымывание добавок водной средой резервуара из-за недостатка времени на выдержку при недопустимости длительных простоев.

Если температура объекта ниже плюс 20°С, то дополнительно замедляется скорость формирования нерастворимых новообразований в капиллярах, практически не оставляя шансов для формирования целостного водонепроницаемого слоя до его контакта с влагой при эксплуатации.

Если толщина бетонных конструкций меньше глубины проникновения, которая указана производителем, то нецелесообразно использовать «суперпроникающие» смеси, особенно если имеется контакт с грунтом, куда (если верить заявленной производителем глубине проникновения) пройдут насквозь добавки, что является нецелевым расходом добавок.

В итоге «суперпроникаемость» смесей оборачивается снижением способности сформировать целостный водонепроницаемый слой, который определяет качество гидроизоляции, вплоть до нецелесообразности применения смесей с «суперпроникаемостью» для гидроизоляции отдельных объектов.

Из-за этого, к примеру, Дегидрол люкс марки 12 «Проникающая гидроизоляция глубокой кольматации», даже не смотря на то, что это сравнительно новая разработка, вобравшая опыт применения ранних проникающих и «суперпроникающих» смесей, реже рекомендуется для применения и не применяется при низкой температуре, в отличие от Дегидрола люкс марки 3 «Проникающая гидроизоляция и цементация пустот» или Дегидрол люкс марки 5 «Ремонтная и проникающая гидроизоляция».

Таким образом, для гидроизоляции одного «присутствия» добавок внутри бетона недостаточно. Требуется кольматировать бетон водонепроницаемым слоем, а не отдельными очагами и рукавами. При этом качество гидроизоляции бетона в наружном слое и на глубине устанавливается не по обнаружению добавок, а по водонепроницаемости бетона согласно стандартной методике – ГОСТ 12730.5-2018.

Только водонепроницаемость бетона гарантирует наличие водонепроницаемого слоя и барьер против фильтрации. Поэтому в Дегидроле ключевой упор сделан именно на целевой эффект – на кольматацию бетона, определяемой по достигаемой водонепроницаемости :

Соответственно, в описаниях Дегидрола приводится не максимальная глубина проникновения кольматирующих добавок в бетон, а более практичная величина - глубина эффективной кольматации бетона, обработанного Дегидролом, а точнее - рост водонепроницаемости бетона на определенной глубине после обработки Дегидролом.

2. Кольматация

Только кольматация обеспечивает блокирование фильтрации. Качество кольматации, то есть качество гидроизоляции проверяется по увеличению водонепроницаемости бетона. ГОСТом 31357-2007 задано:

марка по водонепроницаемости бетонов, обработанных проникающими смесями, должна быть выше не менее чем на две ступени по сравнению с необработанными бетонами.

При анализе водонепроницаемости вода подаётся «изнутри» бетона – с необработанной стороны. Этим исключаются смеси на основе полимеров, что не работают «на отрыв».

Кольматация на глубине определяется нарезкой образцов-цилиндров по ГОСТ 12730.5-2018 на «диски» с измерением для каждого «диска» водонепроницаемости бетона, как это принято для Дегидрола.

На достижение цели в Дегидроле работает химическая и механическая кольматация, а также носитель добавок, что объединяет в одном материале несколько видов сухой строительной смеси. Так, Дегидрол люкс марки 3 «Проникающая гидроизоляция и цементация пустот» согласно ГОСТ 31189-2003 (с 01.10.2015 ГОСТ 31189-2015) является одновременно:

1. Смесью сухой напольной затирочной

в части применения путём затирки в свежую бетонную поверхность для повышения водонепроницаемости и морозостойкости и одновременного упрочнения поверхности бетонных стяжек, полов и днищ

2. Смесью сухой ремонтной инъекционной

в части применения для высокопрочной цементации пустот и трещин в бетонных, каменных и кирпичных конструкциях

3. Смесью сухой защитной

в части ремонта и омоноличивания бетона с поверхностной пористостью

4. Смесью сухой защитной ингибирующей

в части применения для защиты арматуры от коррозии путём изоляции её от доступа воды вследствие повышения водонепроницаемости окружающего её бетона

5. Смесью сухой гидроизоляционной проникающей инъекционной

в части применения для гидроизоляционной цементации пустот и трещин в бетонных, каменных и кирпичных конструкциях

6. Смесью сухой гидроизоляционной проникающей капиллярной

в части повышения водонепроницаемости обработанного бетона - определяется после удаления с поверхности нанесённого носителя активных добавок

С Дегидролом достигается комплексная кольматация и гидроизоляция бетона, особенно на участках со стыками, швами, трещинами, очагами коррозии, вводами коммуникаций.

Бетон в качестве строительного материала обширно применяется в различных областях, поскольку обладает прочностью и многими преимуществами. Однако при эксплуатации в неблагоприятных условиях надежность бетона может пошатнуться – например, если материал контактирует с водой. Для решения этой проблемы используются добавки в бетон для водонепроницаемости, которые помогают улучшить характеристики и увеличить срок эксплуатации.

Водонепроницаемый бетон – что это

Рисунок 1. Водонепроницаемый бетон

Бетон является универсальным материалом, который долгое время успешно используют для сооружения разного рода конструкций благодаря массе достоинств. К ним относятся:

легкость и удобность в применении;
низкая стоимость;
высокая прочность.

Но, несмотря на отличные характеристики, один изъян у бетона все же имеется. Его эксплуатация в суровых условиях при постоянном контакте с влагой или ветром приводят к формированию микротрещин и дальнейшему разрушению изделия. Чтобы избежать подобных последствий, в бетон добавляют специальные примеси, которые делают материал устойчивым к влиянию воды. Такого же эффекта позволяет добиться и использование специальных гидроизолирующих средств.

Водонепроницаемый бетон отличается отсутствием пустот внутри, благодаря чему влага не может проникать внутрь. Данный вид материала также обладает повышенной плотностью и крепостью.

Классы водостойкости добавок в бетон для водонепроницаемости

Сделать бетон водостойким помогают специальные добавки. Чтобы выбрать верную из них, следует учитывать условия эксплуатации и требования к будущей конструкции – это позволит правильно определить не только тип примеси, но и количество компонента.

Показатели, которые определяют взаимодействие воды и бетона, могут быть:

Прямые – демонстрируют водонепроницаемость по марке.
Косвенные – зависят от соотношения основных компонентов.

Важно: при замесе основной упор делают на прямые показатели, поскольку они наиболее сильно влияют на характеристики готового изделия.

Изучить классы водонепроницаемости можно в таблице ниже:

Класс	Свойства
W2, W4	Нормальный уровень влагопроницаемости
W6	Пониженная проницаемость
W8	Низкая проницаемость
W10-W20	Очень высокая влагоустойчивость

Важно: в частном строительстве в основном применяются материалы марки W4-W8 благодаря приемлемой характеристике и доступным ценам. Бетон марки W10-W20 используется реже по причине высокой стоимости.

Гидроизоляция железобетона

Рисунок 2. Гидроизоляция бетона

Перед тем, как выбрать добавку в бетон для водонепроницаемости, следует понять, какие конструкции нуждаются в этой процедуре. В обязательном порядке совершают гидроизоляцию железобетона, так как под воздействием влаги разрушается не только сам материал, но и арматура. Все это приводит к ухудшению эксплуатационных качеств и т. д.

Важно: если бетон пропускает воду, то под воздействием холода жидкость будет расширяться, что в итоге приведет к трещинам и деформации. Добавки в бетон для водонепроницаемости предназначены для того, чтобы избежать таких последствий.

Добавки в бетон для водонепроницаемости своими руками

Раздумывая над тем, что можно добавить в бетон, чтобы он не пропускал влагу, сначала следует изучить основные виды водоотталкивающих добавок. Существуют множество разных типов смесей, призванных сделать бетон водонепроницаемым.

Пластификаторы

Этот вид добавок подразумевает единый принцип действия: попадая внутрь смеси, они образуют защитную пленку, которая обволакивает частички цемента и делает их водонепроницаемые. Отдельные пластификаторы в силах создавать электрозаряд, за счет чего содержание жидкости значительно понижается.

Пластификаторы вводятся в объеме 0,1-3% от общей массы. Существуют три вида пластифицирующих примесей:

высокоэффективные;
сильно- и слабопластифицирующие.

Пластификатор c3

Пластификатор c3 применяется для сооружений с высоким уровнем армирования. Смесь вводят с учетом массы сухого цемента – обычно это 0,3-0,8%. Добавку присоединяют согласно инструкции, согласно которой сначала пластификатор нужно развести в воде.

Важно: выбрав этот вид добавки, следует помнить, что процедура должна совершаться при температуре выше 0. Обязательно наличие перчаток и средств защиты.

Главными достоинствами пластификаторов c3 выступают:

малый расход цемента;
увеличение подвижности материала;
повышенная плотность, морозоустойчивость и водонепроницаемость;
малая усадка.

Кольматирующие

Водоотталкивающие кольматирующие добавки в бетон для водонепроницаемости изготавливаются с использованием разных компонентов. Они действуют по единому принципу: уплотняют материал, делая его водоустойчивым после застывания. Подобный эффект достигается благодаря химической реакции, вследствие которой образуются соединения, заполоняющие поры.

Важно: кольматирующие виды примесей можно добавлять не только в смесь, но и наносить на бетон уже после застывания.

Полимерные добавки в бетон для водонепроницаемости

Полимерные виды добавок славятся тем, что создают очень высокую защиту от жидкости. При их использовании на частичках раствора формируется крепкая пленочка, которая качественно защищает материал от воздействия влаги. Применение полимерных добавок способно уберечь от разрушительного влияния воды даже разрушенные конструкции.

Проникающие добавки в бетон для водонепроницаемости

Смеси для гидроизоляции проникающего типа весьма ценятся профессионалами за высокую степень защиты. Существуют множество различных смесей, которые можно добавлять в момент приготовления материала, или наносить на уже застывший бетон. Проникая внутрь, средство создает эффективную защиту, не позволяя влаге проникать и скапливаться.

Пенетрон

«Пенетрон» является одной из самых популярных и востребованных добавок, обеспечивающих защиту от влаги. Главными достоинствами добавки выступают:

экологичность;
защита от разных видов жидкости;
улучшение характеристик;
безопасность.

Важно: «Пенетрон» благодаря высокому качеству может применяться для гидроизоляции при сооружении бассейнов и других конструкций, контактирующих с жидкостью.

Жидкое стекло

Такая водоотталкивающая добавка для бетона, как жидкое стекло, придает смеси повышенную влагоустойчивость. При применении этой добавки образуется надежная защита, значительно улучшаются свойства ЖБИ. Материал обеспечивает прекрасный уровень водонепроницаемости, а также становится устойчивым к высоким температурам и биологическим образованиям.

При выборе этой добавки следует знать, что сначала в одной емкости перемешивают сухие составляющие, и только потом присоединяют растворенный в воде силикатный клей.

Гидроизоляция подвала

Защитить подвал от губительного воздействия грунтовых вод можно:

при помощи вертикальной гидроизоляции, если нет дренажа;
с помощью горизонтальной гидроизоляции, когда обрабатывается основание.

В зависимости от разных факторов могут быть применены оба метода или один из них. Сами стенки можно защитить от влаги, выполнив оштукатуривание, или использовав другие методы.

Важно: горизонтальную гидроизоляцию подвала совершают, чтобы предотвратить просачивание влаги. Ее выполнение рекомендовано вне зависимости от разных факторов.

Применение влагоустойчивого бетона позволяет сооружать надежные конструкции, проживание в которых будет безопасным и длительным. Чтобы сделать бетон водонепроницаемым, используются добавки: полимерные, проникающие, кольматирующие и т. д., выбор которых зависит от типа конструкции, условий эксплуатации и многих других факторов.

Читайте также: