Na čem závisí voděodolnost betonu a proč je potřeba?

Beton je jedním z nejběžnějších materiálů ve stavebnictví.

Vzhledem k tomu, že se používá k výrobě předmětů, které přicházejí do přímého kontaktu s nepříznivými podmínkami prostředí, je schopnost betonu odolávat pronikání vody velmi důležitá.

Proč může beton propouštět vodu a jaké to má důsledky?

Faktem je, že ačkoli beton vypadá velmi hutně a nezranitelně, má ve své struktuře velké množství pórů a kapilár.

Voda se do betonu dostává kapilárami. V důsledku toho se tam může vyvinout životně důležitá aktivita bakterií a hub, jejichž spory jsou vždy přítomny ve vzduchu a vodě. Tyto mikroorganismy a mikroflóra mohou vážně poškodit beton, protože jejich metabolické produkty obsahují kyseliny a zásady, které jsou pro něj škodlivé.

V chladných ročních obdobích, kdy teplota vzduchu klesne pod nulu, voda v pórech betonu zamrzne a podle fyzikálních zákonů se roztáhne. Opakované cykly zmrazování a rozmrazování vedou ke vzniku mikrotrhlin, které propouštějí ještě více vody. Takto se odolný a pevný materiál postupně rozkládá.

Důležité!

Voděodolnost betonu je důležitá zejména u konstrukcí, které během provozu navlhnou: fasády budov, které navlhnou srážkami a mohou absorbovat vlhkost ze vzduchu; základy, zejména na vlhkých půdách, ve kterých se voda snadno pohybuje jak nahoru, tak dolů po zemi u zdí a pod podlahou suterénu; hydraulické konstrukce; podlahy v průmyslových prostorách atd.

Faktory ovlivňující vodotěsnost betonu

Počet a velikost pórů a kapilár v tloušťce betonu je přímo ovlivněna jeho hustotou, protože čím vyšší je hustota, tím méně pórů v betonu a tím menší je jejich průměr.

Faktory, které vedou ke snížení hustoty betonu:

1. špatné promíchání směsi;
2. špatné zhutnění betonu;
3. přebytek nebo nedostatek záměsové vody;
4. nedodržení podmínek nutných pro tvrdnutí betonu.

Tyto faktory spolu souvisí.

K výrobě betonu se vodou tvrdnoucí pojivo – cement – ​​smíchá s vodou a kamenivem. Pro nastartování hydratačních reakcí, jejichž produktem je odolný materiál s krystalickou strukturou (beton), stačí poměr voda-cement 0,3.

V praxi se takové w/c obvykle nepoužívá; potřebujete 0,45–0,55, aby betonová směs měla normální konzistenci pro práci. Čím nižší je však w/c, tím hustší bude beton, ale nízký poměr voda-cement vede ke snížení zpracovatelnosti betonu (směs se stává „tvrdou“) a pokládka je velmi pracná. . Bez vibrační úpravy se v něm mohou při pokládce betonu objevit dutiny a dutiny, které následně budou mít špatný vliv na hustotu a voděodolnost.

Zdálo by se, že problém lze snadno vyřešit přidáním vody. Ale to je špatný způsob myšlení; Když do směsi přidáte příliš mnoho vody, ne všechna voda zreaguje s cementem. Přebytečná voda následně vysychá, ale zanechává dutiny, což snižuje pevnost betonu.

Důležité!

Pracně náročné postupy hutnění betonu lze nahradit přidáním změkčovadel do betonové směsi. Tyto přísady jsou navrženy tak, aby minimalizovaly velikost pórů a zlepšily zpracovatelnost betonu, výsledkem je hustší betonový produkt, který je méně propustný pro vodu.

Další výhody použití změkčovadel:

1. úspora cementu a vody;
2. úspora času a energie díky absenci zpracování vibrací;
3. zvýšení životnosti betonové směsi.

Doporučujeme vám studovat: Plastifikátory

Dalším faktorem snižujícím voděodolnost betonu je velké smršťování, které způsobuje vznik trhlin.

Důvody smrštění:

1. absence nebo nedostatek zesílení;
2. nesprávné podmínky, ve kterých beton tvrdne.

Důležité!

Optimální podmínky pro tvrdnutí betonu jsou teplota okolo 18 °C a téměř stoprocentní vlhkost. S klesající teplotou rychlost vývoje pevnosti klesá, až se zcela zastaví při teplotách pod +5° C. Na druhé straně při zvýšení teploty vzduchu hrozí vysychání betonu, a protože cement je vodný- tvrdnoucím pojivem, vysycháním dochází ke snížení pevnosti.

Pro zajištění optimálních pevnostních zisků se používají speciální chemické nemrznoucí přísady, které umožňují betonářské práce i v mrazivých podmínkách a využívají i jiné metody (krycí a zahřívací beton). V horkém počasí se beton zakrývá a zalévá. Aby se zabránilo smršťování, je beton vyztužen nejen kovovou výztuží, ale také speciálními vlákny, například skleněnými vlákny.

Doporučujeme vám studovat: laminát

Jak stáří betonu ovlivňuje jeho vodotěsnost?

Jak je známo, rychlost, jakou beton získává pevnost, je nerovnoměrná. Ihned po položení je velmi vysoká, pak postupně zpomaluje. Beton zraje 28. den. Tehdy jeho ukazatele dosahují vypočtených hodnot. Nárůst síly, i když velmi pomalým tempem, však pokračuje řadu měsíců.

To je důvod, proč se odolnost betonu proti vodě s věkem zvyšuje, zejména v případech, kdy k rozvoji pevnosti došlo v podmínkách vysoké vlhkosti.

Metody stanovení odolnosti proti vodě

Voděodolnost betonu má velký význam pro konstrukce, které jsou provozovány v podmínkách vysoké vlhkosti a také při nízkých teplotách. Proto jsou nezbytná kritéria pro jeho hodnocení a metody pro jeho stanovení.

GOST 12730.5-84 doporučuje pro posouzení vodotěsnosti betonu následující metody:

1. Podle “mokrého místa”. Voda je aplikována na vzorek ve speciální instalaci pod tlakem, dokud neprosákne na zadní stranu. Tlak se postupně zvyšuje a zaznamenává se hodnota, při které bude voda prosakovat betonem.
2. Podle koeficientu filtrace. Voda prochází vzorkem a měří se množství filtrátu a doba filtrace.

Obě tyto metody jsou velmi časově náročné, proto byly vyvinuty zrychlené metody, které se používají častěji:

1. Z hlediska prodyšnosti.
2. Měření filtračního koeficientu filtratemetrem.

Charakteristika tříd betonu pro odolnost proti vodě

Voděodolnost ve značení betonu je označena písmenem W s číselnou hodnotou od 2 do 20 v souladu s GOST 26633 a označuje maximální tlak vody, který může odolat válcovému vzorku betonu o výšce 150 mm při standardních testech (v MPa* 10-1).

Zvýšená voděodolnost začíná od W6 a výše. Pro většinu konstrukcí je tato vodotěsnost betonu dostatečná.

Metody zvýšení voděodolnosti betonu

Vodotěsnost betonu lze zvýšit různými způsoby, výběr optimální metody nebo kombinace metod závisí na konkrétních cílech a požadavcích:

1. Použití plastifikačních přísad při současném snížení poměru voda-cement za účelem získání hutnějšího a tedy vodotěsnějšího betonu.
2. Použití hlinitého cementu.
3. Přidání síranů železa nebo hliníku do betonové směsi.
4. Přidání vodoodpudivých látek do směsi (metoda objemové hydrofobizace).
5. Použití impregnací a nátěrových hmot.

Vodoodpudivé přípravky se dělí do skupin podle typu účinné látky:

1. organokřemičité polymery (siloxany);
2. organokřemičité oligomery (silikony);
3. alkynesilikonáty draselné;
4. alkylalkoxysilany a siloxany;
5. hlinitan sodný.

Zatímco staré odpuzovače vody byly toxické, moderní přísady jsou zcela bezpečné.

Výhody vodoodpudivých látek:

1. zvýšit pevnost betonu;
2. v některých případech zvyšují pohyblivost betonové směsi, což umožňuje obejít se bez plastifikátoru;
3. zvýšit mrazuvzdornost;
4. chránit armatury;
5. bezpečný.

Jejich hlavní nevýhodou je zvýšení tepelné vodivosti betonu a snížení jeho tepelně-izolačních vlastností.

Jaký beton použít na základ

Pro základ je nejprve vybrán beton na základě jeho pevnosti. Domy jsou různé: lehké dřevěné, těžší cihlové nebo z jiných materiálů, jedno-, dvou- i vícepatrové. V souladu s tím vyžadují různé indikátory pevnosti betonu. Beton nízké pevnosti nevydrží zatížení, které může být smrtelné, a nadměrná pevnost povede k plýtvání finančními prostředky.

Při výběru betonu se bere v úvahu i charakter zeminy. Vodotěsnost betonu je velmi důležitá, protože bude v kontaktu se zemí.

Důležité!

Pokud se dům staví v oblasti s vysokou hladinou spodní vody, volí se vyšší třída betonu a používají se vodoodpudivé přísady.

Pro stavbu budov nepřesahujících dvě podlaží, stejně jako lázeňských domů a dřevěných domů, se používá beton B15. Pro vícepodlažní cihlové domy – B22,5.

B20 je považován za univerzální třídu betonu pro základy v soukromé výstavbě.

Důležité!

Pro zajištění potřebné pevnosti, pohyblivosti P3-P4, mrazuvzdornosti F150 a voděodolnosti W6 použijte minimálně 310 kg cementu na 1 kubický metr betonové směsi.

Při provádění nezávislých stavebních prací byste měli pochopit jejich objem a náročnost na práci. Může mít smysl koupit hotový beton. Pokud se betonová směs míchá a pokládá svépomocí, velmi vám při práci pomohou speciální přísady do betonu, jako jsou změkčovadla a vodoodpudivé látky. Umožňují vám ušetřit peníze za cement, vodu, elektřinu, čas a práci na míchání, pokládku a zpracování betonu a zároveň získat produkty bezvadné kvality.

Začněme popis hydroizolačního systému vodotěsným betonem. Pravděpodobně si myslíte, že vodotěsný beton je speciální beton s jedinečnými vlastnostmi, který stojí spoustu peněz? To máš skoro pravdu. Ano, jedná se o speciální beton – přesněji hutný beton, ve kterém nejsou žádné póry a kapiláry, kterými by procházela voda, ale stačí to?

Jakýkoli beton má švy a švy jsou strukturální, tzn. bez kterých se neobejdete. Kromě toho jsou v základu různé otvory: komunikační vstupy, dilatační spáry atd. Proto pojem „vodotěsný beton“ zahrnuje nejen hutný beton, ale také výplně spár, které utěsňují spáry.

Obecně se pojem vodotěsný beton týká pouze monolitických konstrukcí, prefabrikované základy mají mnoho švů a jsou pohyblivé, takže není možné dosáhnout vodotěsnosti.

Získání vodotěsného betonu.

Než pochopíme, jak získat vodotěsný beton, pochopme, jak přes něj může proniknout voda. K tomu se budeme muset „po hlavě vrhnout“ do konceptu BETON.

Beton je umělý kámen skládající se z pojiva, vody, různých plniv a přísad.

Cement – pojivo, které k sobě lepí kamenivo – drť a písek.

Voda v betonu reaguje s cementem. Při reakci se vytvoří tvrdý cementový kámen, pevně spojující kamenivo k sobě.

Přísady může dát betonu a betonové směsi potřebné vlastnosti: urychlit reakce pojiva, nebo je naopak zpomalit, zvýšit pevnost a hustotu betonu, mrazuvzdornost, plasticitu směsi při pokládce atd.

Voda v betonové směsi je potřebná nejen pro reakci s cementem, ale také pro zvýšení plasticity. Zdálo by se, že čím více vody ve směsi, tím lépe a plasticita je vysoká a je jí dostatek na reakci. Je zde jedno velké ALE. Co se stane s vodou po vytvrdnutí betonu?

Pokud jste se setkali s betonem, můžete říci, že proces tvrdnutí a nabírání pevnosti betonem se nikdy nezastaví a budete mít naprostou pravdu. Pouze hlavní procesy probíhají do 28 dnů, pak je vše mnohem pomalejší a potřeba vody je mnohem menší. Voda, která do 28 dnů nezreagovala, se tedy z betonu odpaří. Po odpaření zůstávají na svém místě póry a kapiláry. A čím je beton pórovitější, tím snáze jím voda prosakuje. Docházíme k závěru: je nutné zvolit takové minimální množství vody, aby bylo dostatečné pro reakci s minimálním následným odpařováním. Jak se vypořádat s plasticitou?

Uvažujme proces pokládky betonové směsi do bednění – betonování. Tuhá betonová směs se obtížně zapadá do bednění a obtížně se hutní. Vzniká druhá potíž: v důsledku nedostatečného zhutnění betonové směsi se v betonu objevují slabá místa: jímky, výmoly, dutiny. Pravděpodobně jste se setkali s nedostatečně zhutněným betonem – jeho povrch je nerovný a je vidět kamenivo, někdy i výztuž. Tito. beton prostě musí být plastický! Začarovaný kruh? Žádný.

Pro zvýšení plasticity se aditiva zavádějí s minimálním množstvím vody. Existují tzv. plastifikační přísady, které dokážou dát betonové směsi téměř tekuté skupenství – samotná směs se zhutňuje bez pomoci vibrátorů a dalších nástrojů.

Podívali jsme se na dva důvody pronikání vody betonem:

1. Póry způsobené přebytkem vody ve směsi.

2. Vady vzniklé nedostatečným zhutněním směsi.

Existuje další důvod – tvorba trhlin. V důsledku vzniku trhlin, zejména průchozích, voda intenzivně prochází betonem. Odkud praskliny pocházejí? Vznikají z deformací budovy, ke kterým nevyhnutelně dochází, pokud půdní základ není hornina. Základová půda je stlačována tíhou budovy a hlavní stlačení nastává v prvním roce provozu zařízení. Pokud je monolitická konstrukce navržena na tyto deformace, tak snad žádné trhliny nevzniknou. I když nikdo s naprostou jistotou neví, jak se bude půdní základ pod budovou chovat. Za vznik trhlin jsou zodpovědní projektanti, kteří základ počítali, a samozřejmě stavitelé. Nechme to na jejich svědomí, ale s prvními dvěma důvody můžeme bojovat.

Takže jsme zjistili: aby se beton stal hustým, je nutné použít speciální přísady. Chcete-li získat vodotěsný beton, můžete jej vyrobit jako superplastický nebo přidat přísady, které vyplňují póry po odpaření vody.

Podívejme se blíže na první typ přísad – plastifikační.

Abychom pochopili princip fungování přísad do betonu, budeme se muset krátce ponořit do stavební chemie.

Existuje mnoho druhů plastifikačních přísad, ale principy fungování jsou podobné. Některé, které se dostanou do betonové směsi, vytvářejí kluzný film na povrchu cementových částic, čímž zvyšují pohyblivost betonové směsi.

Jiné vytvářejí elektrické náboje kolem částic cementu. Zapomněli jste z kurzu fyziky, že náboje různých hodnot přitahují a náboje stejného jména odpuzují? Takže nabitím částic cementu stejnojmennými náboji je přísada „nutí“ k vzájemnému odpuzování. Chaoticky létající částice se neshlukují a všechny interagují s vodou. Cement se stává „aktivnějším“.

Z této rozmanitosti přísad však lze rozlišit jeden typ – přísady schopné vytvořit film na povrchu a současně elektrický náboj. Patří sem aditiva na bázi polykarboxylátů. Zní to působivě, že? Tyto přísady nejen působivě znějí, ale jsou velmi účinné: malý podíl přísady umožňuje, aby byl beton samozhutnitelný (asi 1 litr na 1 m3, když jiné přísady vyžadují více než 10 litrů). Mimochodem tento typ aditiva nepatří ani do skupiny superplastifikátorů, jsou to HYPERplastifikátory.

Shrneme-li: přísadami získáme zpracovatelnou betonovou směs, která se po vytvrdnutí promění v hutný, trvanlivý, mrazuvzdorný a hlavně vodotěsný beton.

Druhý typ přísad: zhutňují beton po vytvrdnutí. Jak? Chemické složky přísad reagují s „volným“ cementem a vodou. V důsledku reakce vznikají nerozpustné sloučeniny, které vyplňují póry v betonu. Beton se stává hutnějším, mrazuvzdorným a vodotěsným. Mezi tyto přísady patří přísady z křemičitých úletů a penetrační přísady. Ty lze nejen přidávat do betonové směsi, ale často se používají k ošetření betonového povrchu. Komponenty pronikají do betonového tělesa a vyplňují póry. Tento proces se často nazývá ucpání.

Trh je plný různých značek penetračních materiálů:

— Dovoz: Penetron, Vandex, Xipex.

— Domácí: Hydrotex, Kalmatron, Lakhta, Aquatron, Hydro-S a další.

Složení těchto materiálů je jednoduché: cement, písek a speciální chemické přísady. V tomto ohledu existuje také mnoho úprav, například pokud je hodně cementu a písku, materiál nejen proniká dovnitř, ale také vytváří hustou „kůru“ na povrchu betonu – dvojitá ochrana. Pokud je naopak chemické přísady více, pak je materiál aktivnější a může proniknout hlouběji do betonu. Upozorňuji na skutečnost, že penetrační materiály jsou účinné pouze v monolitických konstrukcích. Prefabrikované základy mají pohyblivé švy mezi bloky, které pravidelně praskají, a žádný pronikající materiál vás nezachrání – pamatujte si to.

Úplně jsem zapomněl, existuje ještě další typ přísad – polymery. Latexové polymery se často používají při stavbě bazénů. Do betonové směsi se přidává latex. Vytváří další plastifikační efekt a pokrývá vše v betonu tenkým polymerním filmem. Takový beton nepropouští vodu, i když se tvoří trhliny. A to je zvláště důležité při stavbě různých kontejnerů. Představte si situaci: ve sklepě soukromého domu je bazén a najednou po dalším napuštění beton praskne a prasklinou začne vytékat voda. Nejprve pomalu a pak se trhlina otevře ještě více. A všech 50 kubíků vody skončí ve sklepě a pod základem. Co myslíte, že se stane s domem? A co majitel?

Abychom to shrnuli, vodotěsný beton lze dosáhnout třemi materiály:

1. Plastifikační materiály,

2. Kolmatizační materiály,

3. Polymerní materiály.

Mohou být použity jednotlivě nebo v kombinaci. Nezapomínáme přitom, že i když použijeme všechny tři materiály dohromady, nedosáhneme úplné vodotěsnosti konstrukce. V monolitickém betonu byly, jsou a budou švy.