Требования к бетону по водонепроницаемости. Водонепроницаемый бетон: как сделать? Методы определения морозостойкости бетона

Способность бетона и ж/б к сопротивлению влаге под определенным давлением считается одной из главных характеристик и учитывается при подборе марки наряду с классом прочности и морозостойкостью. Водонепроницаемость прямо и косвенно влияет на их надежность и сроки службы, максимальные требования выдвигаются к наружным и подземным конструкциям – фундаментам зданий, опорам мостов, подвалам, колодцам, фасадам, эксплуатируемым кровлям. Нужное значение закладывается на стадии проектирования или планирования строительных работ.

Данный показатель отражает максимально выдерживаемое давление воды цилиндрическим образцом высотой в 15 см при прочих стандартных условиях. На практике это означает, что бетон с водостойкостью W2 не пропускает воду при 0,2 МПа или 2 атм, W4 – при 0,4 и так далее. Марка W4 соответствует строительным требованиям для конструкций с нормальной проницаемостью, но при повышении давления (например, при поднятии грунтовых вод к подошве фундамента) внутрь них начинает накапливаться влага, что недопустимо.

Существует прямая связь между этой характеристикой, классом прочности и морозостойкостью, соответствие отражено в таблице ниже:

Класс/марка	Водонепроницаемость	Морозостойкость
В7,5/М100	W2	F50
В12,5/М150
В15/М200	W4	F100
В20/250
В22,5/М300	W6	F200
В25/М350	W8
В30/М400	W10	F300
В35/М450	W8-W14	F200-F300
В40/М550	W10-W16
В45/М600	W12-W18	F100-F300

Согласно требованиям ГОСТ 26633 при возведении строительных конструкций используются бетонные растворы от W2 до W20. Из них смеси до W4 включительно подходят для заливки объектов с нормальной проницаемостью (условное обозначение – Н), до W6 – пониженной (П), от W8 до W20 – особо низкой (О). Помимо самого прямого показателя, отражающего водостойкость, маркировка учитывает другие дополнительные характеристики: коэффициент фильтрации, водопоглощение по массе и водоцементное соотношение. Взаимосвязь между ними отражена в таблице:

Показатели бетона по морозостойкости и водонепроницаемости зависят от плотности его структуры, на формирование которой оказывает комплексное воздействие ряд факторов:

• Качество уплотнения смесей при заливке и выравнивании, образование крупных пустот и неравномерное распределение компонентов недопустимо.
• Состав. Помимо выдержки заданных пропорций водонепроницаемость искусственного камня зависит от наличия или отсутствия воздухововлекающих добавок и соотношения вяжущего и воды.
• Параметры внешней среды на основных этапах гидратации цемента: температура, влажность воздуха, другие условия, влияющие на скорость испарения жидкости.
• Проведения правильного армирования. При отсутствии каркаса или недостаточном сечении его прутьев увеличивается усадка конструкции, что в свою очередь приводит к образованию крупных капилляров и ухудшению ее водостойкости.

Выбор раствора для фундамента

Основание зданий подвергается интенсивным влажностным нагрузкам (атмосферным и грунтовым), с учетом незаменимости этой конструкции используются бетоны с низкой маркой по водонепроницаемости. Это касается и W2 и W4, их применение для заливки фундаментов и наружных стен ограничено и требует принятия ряда дорогостоящих гидроизоляционным мер. Покупка дорогих сортов при возведении ленточных или плитных систем должна быть оправданной, во избежание лишних трат заранее учитываются все факторы: геологические условия участка, весовые нагрузки, уровень осадков и климат региона.

Минимально допустимая марка бетона для заливки фундамента составляет:

• W4 – для каркасных и временных построек;
• W4 и W6 – для деревянных малоэтажных домов при ведении строительства на устойчивых и подвижных грунтах соответственно;
• W6 – под коттедж из пеноблоков, W8 – из конструкционного газобетона;
• W8 – при закладке оснований любого типа под здание из кирпича или камня.

Оптимальной в плане «цена-результат» для фундаментов и подвалов считается смесь W8, что соответствует классу по прочности В25 (М350). На практике приобретение этого сорта позволяет себе не каждый владелец будущего дома, что приводит к необходимости усиления водостойкости искусственным путем. Также следует помнить, что применение бетона с высокой маркой водонепроницаемости не означает отказа от защиты от грунтовой влаги или осадков, исключение делается лишь при ведении строительства на сухих участках с низким УГВ.

Еще одним учитываемым фактором является вид работ. На практике смеси W2 и W4 довольно востребованы при подготовке подушки под ленточный фундамент или участков под столбчатый. При обустройстве армируемых железом конструкций рекомендуемый минимум составляет W6. При сооружении основания помимо выбора марки важно исключить все риски проникновения воды. Эта разновидность заливается единым монолитом, без дефектов, на участках сопряжения предусматривается защита швов.

Способы улучшения водонепроницаемости бетона

Условно все мероприятия по защите искусственного камня от влаги разделяют на первичные (контроль за составом и этапами гидратации, обработка грунтами глубокого проникновения и другие процессы, влияющие непосредственно на структуру материала) и вторичные, направленные на создание барьера между поверхностью фундамента или наружных стен и внешней средой. Максимальный эффект достигается при соблюдении их в комплексе, включая стадии приготовления бетонной смеси, ее укладки и уплотнения, обеспечения нужных условий схватывания и гидроизоляцию. Свои нюансы есть в каждом случае.

На этапе замеса важно придерживаться правильного соотношения В/Ц. Вода является обязательным условием гидратации цемента, но в химические реакции вступает только 60 % от ее общей доли. На практике это означает, что чем меньше будет жидкости в растворе, тем выше его качество (но не ниже установленного нормами минимума). Избыток приводит к образованию крупных пор, проникновение в них воды – лишь вопрос времени. Низкое В/Ц соотношение уменьшает подвижность бетона, что также чревато ухудшением его структуры и водонепроницаемости.

Правильным решением является использование точных заданных пропорций воды и цемента и ввод специальных добавок при высоких требованиях к подвижности (при обычных достаточно уплотнения).

Вещества, снижающие водопотребность строительных составов, имеют разную химическую основу. К ним относят водорастворимые сульфаты алюминия и железа, смеси натриевых солей, кремнийорганические соединения, поликарбоксилатные эфиры и смолы. Критерием эффективности добавок служит степень снижения водопотребности, большинство из них позволяют уменьшить ее как минимум вдвое. Но их ввод требует осторожности из-за побочных действий и влияния на рабочие характеристики.

Большинство строителей для обеспечения хорошей водостойкости бетона выбирают превентивные меры, а именно – качественное уплотнение и уход. На этапе приготовления обязательно задействуются бетоносмесители, раствор не перемешивают слишком долго и расходуют незамедлительно, без разбавления водой и повторного включения оборудования. Выгонку воздуха проводят при заливке слоя не более 20 см с помощью вибраторов или подручных средств. После этого монолит фундамента или стяжка накрываются пленкой и поливается водой в течение первых 5-7 дней. Нужная водостойкость достигается при создании искусственной среды – с влажностью воздуха от 60 % и выше и температурой около 20 °C (но не ниже +5).

При необходимости повышения водонепроницаемости уже эксплуатируемого или затвердевшего основания выбирается обработка гидроизоляционными составами проникающего или пленочного типа. При их подборе учитывается скорость высыхания, способ нанесения, устойчивость к вымыванию, стоимость и степень усиления защиты. Лучшие результаты достигаются при использовании многокомпонентных полимерных грунтовок и пенетрирующих составов, усиливающих водонепроницаемость фундаментов здания и наружных стен в несколько раз.

ГОСТ 12730.5-84

Группа Ж19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БЕТОНЫ

Методы определения водонепроницаемости

Concretes. Methods for determination of watertightness

МКС 91.100.30

Дата введения 1985-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, Донецким ПромстройНИИпроектом Госстроя СССР, Министерством транспортного строительства СССР

ВНЕСЕН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 18.06.84 N 87

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12730.5-78 , ГОСТ 19426-74

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

	Номер пункта, приложения
	Приложение 4
	1.1, Приложение 4
	Приложение 4

5. ИЗДАНИЕ (июнь 2007 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1989 г. (ИУС 11-89)


Настоящий стандарт распространяется на все виды бетонов на гидравлических вяжущих и устанавливает методы определения водонепроницаемости бетона испытанием образцов.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования - по ГОСТ 12730.0 и в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

1.2. Высоту контрольных образцов бетона в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя допускается назначать в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Наибольшая крупность зерен заполнителя	Наименьшая высота образца

1.3. Схемы крепления и герметизации образцов бетона в обоймах приведены в приложении 1.

1.4. Торцевые поверхности образцов перед испытанием очищают от поверхностной пленки цементного камня и следов уплотняющего состава металлической щеткой или другим инструментом.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ПО "МОКРОМУ ПЯТНУ"

2.1. Оборудование и материалы



- установку любой конструкции, которая имеет не менее шести гнезд для крепления образцов и обеспечивает возможность подачи воды к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем ее давлении, а также возможность наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности образцов;


- воду по ГОСТ 23732 .

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95%.

2.2.2. Перед испытанием образцы выдерживают в помещении лаборатории в течение суток.

2.2.3. Диаметр открытых торцевых поверхностей бетонных образцов - не менее 130 мм.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Образцы в обойме устанавливают в гнезда установки для испытания и надежно закрепляют.

2.3.2. Давление воды повышают ступенями по 0,2 МПа в течение 1-5 мин и выдерживают на каждой ступени в течение времени, указанного в табл.2. Испытание проводят до тех пор, пока на верхней торцевой поверхности образца появятся признаки фильтрации воды в виде капель или мокрого пятна.

Таблица 2

Высота образца, мм
Время выдерживания на каждой ступени, ч

2.3.3. Допускается оценивать водонепроницаемость бетона ускоренным методом, приведенным в приложении 4.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Водонепроницаемость каждого образца оценивают максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдалось ее просачивание через образец.

2.4.2. Водонепроницаемость серии образцов оценивают максимальным давлением воды, при котором на четырех из шести образцах не наблюдалось просачивание воды.

2.4.3. Марку бетона по водонепроницаемости принимают по табл.3.

Таблица 3

Водонепроницаемость серии образцов, МПа

________________

2.4.4. Результаты испытаний заносят в журнал, в котором должны быть предусмотрены следующие графы:

- маркировка образцов;

- возраст бетона и дата испытаний;

- значение водонепроницаемости отдельных образцов и серии образцов.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ФИЛЬТРАЦИИ

3.1. Оборудование и материалы

Для проведения испытаний применяют:

- установку для определения коэффициента фильтрации с максимальным испытательным давлением не менее 1,3 МПа по приложению 2;

- цилиндрические формы (для изготовления образцов бетона) внутренним диаметром 150 мм и высотой 150, 100, 50 и 30 мм;

- технические весы по ГОСТ 24104 ;

- силикагель по ГОСТ 3956 .

3.2. Подготовка к испытанию

3.2.1. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95%.

3.2.2. Перед испытанием образцы бетона выдерживают в помещении лаборатории до момента, пока изменение массы образца за сутки будет менее 0,1%.

3.2.3. Перед началом испытания образцы должны быть проверены на герметизацию и дефектность путем оценки характера фильтрации инертного газа, подаваемого при избыточном давлении 0,1-0,3 МПа к нижнему торцу образца, на верхний торец которого налит слой воды.

При удовлетворительной герметизации боковой поверхности образца в обойме и отсутствии в нем дефектов фильтрацию газа наблюдают в виде равномерно распределенных пузырьков, проходящих через слой воды.

При неудовлетворительной герметизации боковой поверхности образцов в обойме или при наличии в образцах крупных дефектов фильтрацию газа наблюдают в виде обильного местного выделения в дефектных местах.

Дефекты герметизации боковой поверхности устраняют повторной герметизацией образцов. При наличии в образце отдельных крупных фильтрующих каналов образцы бетона заменяют.

3.2.4. Образцы, выбуренные из конструкции диаметром не менее 50 мм, после герметизации их боковых поверхностей подвергают испытаниям независимо от наличия в них дефектов.

3.2.5. Вода по ГОСТ 23732 , применяемая для испытаний, должна быть предварительно дезаэрирована путем кипячения не менее 1 ч. Температура воды в период испытаний (20±5) °С.

3.3. Проведение испытаний

3.3.1. В установке одновременно испытывают шесть образцов.

3.3.2. Подъем давления дезаэрированной воды производят ступенями по 0,2 МПа в течение 1-5 мин с выдержкой в течение 1 ч на каждой ступени до давления, при котором появляются признаки фильтрации в виде отдельных капель.

3.3.3. Воду (фильтрат), прошедшую через образец, собирают в приемный сосуд.

3.3.4. Измерение веса фильтрата проводят через каждые 30 мин и не менее шести раз на каждом образце.

3.3.5. При отсутствии фильтрата в виде капель в течение 96 ч количество влаги, проходящей через образец, измеряют путем поглощения ее силикагелем или другим сорбентом в соответствии с п.3.3.4.

Силикагель должен быть предварительно высушен и помещен в закрытый сосуд, который герметически присоединяют к патрубку для сбора фильтрата в приемный сосуд.

3.3.6. Допускается оценивать коэффициент фильтрации бетона ускоренным методом, приведенным в приложении 3.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Вес фильтрата отдельного образца (Н) принимают как среднее арифметическое четырех наибольших значений.

3.4.2. Коэффициент фильтрации , см/с, отдельного образца определяют по формуле

где - вес фильтрата, Н;

- толщина образца, см;

- площадь образца, см;

- время испытания образца, в течение которого измеряют вес фильтрата, с;

- избыточное давление в установке, МПа;

- коэффициент, учитывающий вязкость воды при различной температуре, принимают по табл.4.

Таблица 4

Температура воды, °С
Коэффициент

Примечание. При температуре воды, находящейся в интервале между указанными в табл.4, коэффициент принимают по интерполяции.

3.4.3. При испытании бетонных образцов диаметром менее 150 мм, выбуренных из конструкций, коэффициент фильтрации, полученный по расчетной формуле, умножают на поправочный коэффициент , который принимают по табл.5.

Таблица 5

Диаметр образца, мм
Поправочный коэффициент

3.4.4. Для определения коэффициента фильтрации серии образцов коэффициенты фильтрации отдельных образцов этой серии располагают в порядке увеличения их значений и используют среднее арифметическое значение коэффициентов фильтрации двух средних образцов (третьего и четвертого).

3.4.5. Результаты испытания заносят в журнал, в котором должны быть предусмотрены следующие графы:

- маркировка образцов;

- вес фильтрата;

- коэффициент фильтрации каждого образца и серии.

3.5. Полученное значение коэффициента фильтрации сравнивают с маркой бетона по водонепроницаемости в соответствии с табл.6.

Таблица 6

Коэффициент фильтрации , см/с					Марка бетона по водонепроницаемости ("мокрое пятно")

________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Обозначение марки бетона по водонепроницаемости следует читать: W2, W4, W6, W8, W10, W12 соответственно (письмо Росстандарта от 16.03.2017 N 3849-ОМ/03). - Примечание изготовителя базы данных.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). СХЕМЫ КРЕПЛЕНИЯ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБРАЗЦОВ БЕТОНА В ОБОЙМАХ

	Способ уплотнения боковой поверхности образца путем обжатия образцов набором чередующихся резиновых и металлических колец или завулканизированной стальной пружиной резиновым кольцом	Способ уплотнения боковой поверхности образца путем заливки зазора между образцами и обоймой специальными мастиками

Способ уплотнения боковой поверхности образца
резиновой полой камерой с избыточным давлением в ней

1 - образец бетона; 2 - испытательная обойма; 3 - мастика; 4 - набор резиновых и металлических колец; 5 - резиновая полая камера; 6 - съемная крышка для подачи воды; 7 - съемная крышка с патрубком для сбора фильтрата

Примечание. При определении водонепроницаемости методом "мокрого пятна" снимают крышку 7.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

1 - баллон с газом; 2 - насос; 3 - редуктор; 4 - вентиль; 5 - манометр; 6 - передатчик давления; 7 - емкость с водой; 8 - эластичная емкость с дезаэрированной водой; 9 - запасная емкость с дезаэрированной водой; 10 - испытательное гнездо; 11 - измеритель веса фильтрата

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое). УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ (ФИЛЬТРАТОМЕТРОМ)

1. Минимальный размер бетонных образцов для испытания должен быть 150 мм.

2. Хранение и подготовка к испытаниям бетонных образцов - в соответствии с пп.3.2.1 и 3.2.2 настоящего стандарта.

3. Фильтратометр (см. черт.1 настоящего приложения) устанавливают на нижнюю (при формовании) поверхность образца и закрепляют (см. черт.2 настоящего приложения).

Черт.1. Фильтратометр ФМ-3

Фильтратометр ФМ-3

1 - гидравлический насос; 2 - ручка насоса; 3 - рабочий цилиндр; 4 - рабочий поршень; 5 - уплотнительная шайба; 6 - манометр; 7 - клапан

Черт.2. Испытание бетонного образца фильтратометром

Испытание бетонного образца фильтратометром

1 - фильтратометр; 2 - крепежное устройство; 3 - бетонный образец

4. Давление воды в камере фильтратометра поднимают до 10 МПа вращением ручки насоса и оценивают скорость падения давления.

5. При быстром падении давления и невозможности его поддержания путем вращения ручки насоса, испытания прекращают и коэффициент фильтрации бетона принимают большим наибольшего значения, указанного в табл.6 настоящего стандарта (10 см/с).

6. При медленном падении давления отмечают положение ручки насоса, а время, соответствующее этому моменту, принимают за начало испытания.

Ручкой насоса делают шесть полных оборотов, поддерживая давление в пределах (10±0,5) МПа, и испытания прекращают. Это время принимают за окончание испытания.

По числу оборотов определяют вес воды, поглощенной бетоном, из расчета, что один полный оборот ручки насоса равен 9,63·10 Н.

7. После окончания испытаний фильтратометр снимают с образца, мокрую поверхность протирают ветошью и через 2-3 мин измеряют диаметр затемненного круга . Для расчета принимают среднее арифметическое значение шести измерений.

8. Коэффициент фильтрации бетона , см/с, определяют по формуле

где - путь фильтрации, равный , см;

- время испытания образцов, с;

- избыточное давление в фильтратометре, МПа;

- коэффициент водопоглощения, Н/см.

Коэффициент водопоглощения определяют по формуле

где - вес воды, поглощенной бетоном, Н;

- объем бетона, насыщенного водой, см.

Объем бетона , насыщенного водой, определяют по формуле

9. Среднее значение коэффициента фильтрации бетона определяют по данным шести испытаний в соответствии с требованиями п.3.4.4 настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНА ПО ЕГО ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ

1. Общие требования - по ГОСТ 12730.0 .

2. Отбор образцов

2.1. Размеры контрольных образцов - по п.1.2 настоящего стандарта. Допускается испытывать образцы-кубы с ребром длиною 150 мм. Число образцов в серии - шесть.

2.2. Изготовление контрольных образцов - по ГОСТ 10180 , хранение и подготовка их к испытаниям - по пп.1.4 и 2.2 настоящего стандарта.

Примечание. При хранении образцов должна быть исключена возможность попадания воды на их поверхность.

3. Оборудование и материалы

3.1. Для проведения испытаний используют:

- устройство типа "Агама-2Р" для определения воздухопроницаемости бетона, принципиальная схема которого приведена на черт.3;

- герметизирующую мастику, удовлетворяющую ГОСТ 14791 .

Черт.3. Принципиальная схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона

Принципиальная схема устройства для определения воздухопроницаемости поверхностных слоев бетона

1 - бетонный образец; 2 - камера устройства; 3 - фланец камеры; 4 - вакуумметрический датчик; 5 - вакуумнасос; 6 - герметизирующая мастика; 7 - вентиль

3.2. Допускается применять другие устройства, отвечающие основным требованиям:

- ширина фланца камеры устройства должна быть не менее 25 мм;

- начальное давление прижатия фланца камеры к поверхности бетона образца должно быть не менее 0,05 МПа;

- начальный уровень вакуумметрического давления, создаваемого внутри камеры, должен быть не менее 0,064 МПа;

- внутренний объем полости камеры устройства должен быть не менее 180 см;

- при установке и герметизации устройства на поверхности непроницаемого материала (оргстекло по ГОСТ 9784 и др.) падение вакуумметрического давления не должно превышать 0,002 МПа в течение 1 ч.

4. Подготовка испытаний

4.1. Водонепроницаемость бетона определяют по табл.7 или, в случае невозможности использования таблицы, по экспериментально устанавливаемой градуировочной зависимости.

Таблица 7

Параметр воздухопроницаемости бетона , см/с	Сопротивление бетона прониканию воздуха , с/см	Марка бетона по водонепроницаемости
0,105-0,0728
0,0727-0,0510
0,0509-0,0345
0,0344-0,0238
0,0237-0,0164
0,0163-0,0113
0,0112-0,0077

4.2. Проверку возможности использования табл.7 осуществляют в соответствии с пп.7.1 и 7.2. Установление градуировочной зависимости - по пп.7.3-7.6.

4.3. Проверку возможности использования значений табл.7 проводят перед началом применения настоящего ускоренного метода и каждый раз при изменении вида и качества применяемых цемента, добавок и заполнителей.

4.4. Перед проведением испытаний устройство проверяют на герметичность в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

5. Проведение испытаний

5.1. При испытании герметизирующую мастику жгутом диаметром не менее 6 мм укладывают на фланец камеры по его средней линии и соединяют концы. Камеру фланцем устанавливают на нижнюю (по условиям формования) поверхность образца и в полости камеры создают разрежение не менее 0,064 МПа.

5.2. В соответствии с инструкцией по эксплуатации устройства определяют значение параметра воздухопроницаемости бетона (см/с) для каждого образца или обратное ему значение сопротивления бетона прониканию воздуха (с/см).

6. Обработка результатов

6.1. Полученные значения () бетона образцов записывают в порядке их возрастания и определяют среднее арифметическое значение () двух средних образцов (третьего и четвертого) в качестве параметра, характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии.

6.2. По табл.7 или установленной градуировочной зависимости определяют марку бетона по водонепроницаемости (), соответствующую полученному значению или . При этом в качестве марки бетона по водонепроницаемости при использовании градуировочной зависимости принимают значение , рассчитанное по формуле (1) или (2) для данного значения () и округленное до ближайшего целого четного числа.

7. Проверка возможности использования табл.7 и установление градуировочной зависимости

7.1. Проверку осуществляют в следующей последовательности:

- по пп.2.2, 5.1, 5.2 настоящего приложения изготавливают и испытывают одну серию образцов из бетона одного из контролируемых составов;

- определяют значение (или ) для этой серии образцов и соответствующую ему по табл.7 марку бетона по водонепроницаемости;

- эту же серию образцов испытывают по разд.2 настоящего стандарта и определяют марку бетона по водонепроницаемости "по мокрому пятну".

7.2. Табл.7 можно использовать, если значение марки бетона по водонепроницаемости отличается от полученного по таблице не более чем на одну марку.

7.3. Если требование п.7.2 не выполняется (табл.7 использовать нельзя), для определения марки бетона по водонепроницаемости используют градуировочную зависимость "" или "":

где и - коэффициенты, определяемые по пп.7.4-7.5.

7.4. Коэффициенты и определяют по результатам испытаний серии образцов в соответствии с п.7.1 и двух дополнительных серий образцов, также изготовленных и испытанных по п.7.1.

При изготовлении образцов одной из указанных серий следует использовать бетонную смесь с водоцементным отношением 0,40-0,42, второй - 0,52-0,54. Соотношения между заполнителями и между цементом и добавками в этих бетонных смесях должны быть теми же, что и в контролируемом составе.

7.5. Коэффициенты и рассчитывают по формулам:

где - значение или для отдельных серий образцов (, , или , , );

- значения для отдельных серий (, или ) марки бетона по водонепроницаемости.

8. Пример установления и использования градуировочной зависимости

8.1. Для установления градуировочной зависимости на заводе ЖБИ по п.7.1 были изготовлены и испытаны основная и две дополнительные серии бетонных образцов. Результаты испытаний приведены в графах 2 и 3 табл.8. При дальнейшем контроле качества бетонов различных составов, приготовленных из тех же материалов, что и образцы указанных серий, были изготовлены и по пп.5.1 и 5.2 испытаны еще три серии образцов, средние значения параметра воздухопроницаемости которых указаны в графе 2 табл.9. Необходимо определить марку бетона по водонепроницаемости для каждой из этих серий.

8.2. Последовательность обработки данных для нахождения коэффициентов и приведена в табл.8.

Таблица 8

Индекс серии

8.3. По уравнению (1) соответствующая градуировочная зависимость имеет вид:

Таблица 9

Номер серии			(по уравнению (5)

8.4. Подставляя в уравнение (5) значения для серий 3-5 (графа 3 табл.9), получаем значения , приведенные в графе 4 табл.9. Округляя, в соответствии с п.6.2 настоящего приложения, эти значения до ближайшего четного числа, определяем искомые марки бетонов по водонепроницаемости, указанные в графе 5 табл.9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. (Введено дополнительно, Изм. N 1).



Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
Бетоны. Методы определения
плотности, влажности, водопоглощения,
пористости и водонепроницаемости:
Сб. ГОСТов. ГОСТ 12730.0-ГОСТ 12730.5. -
М.: Стандартинформ, 2007

Возможность искусственного камня не пропускать воду под достаточным давлением называют водонепроницаемостью бетона. Обозначают символом W и в пределах четных цифр от 2 до 20, обозначающих давление в МПа. 10 -1, элементы бетона которого высотой и диаметром 0,15 м удерживают натиск воды и не пропускают ее через себя.

Мало кто задумывается, что использование бетона с высокими показателями водонепроницаемости немного удорожает строительство, но позволяет существенно снизить затраты на гидроизоляцию фундамента. В зависимости от типа объекта, стоит проанализировать, что дешевле, купить бетон с высоким показателем водонепроницаемости, или гидроизоляцию подороже.

За счет чего бетон имеет разную водонепроницаемость

На водонепроницаемость влияет множество факторов. Эта способность обеспечивается особым капиллярно-пористым строением материала. Водонепроницаемость в плотном бетоне намного выше, так как в нем меньше пор.

Малоуплотненный состав , излишек воды и усадка могут быть причинами большого объема пор. Во время высыхания и затвердевания происходит усадка и снижение объема бетонной смеси. От ограниченного армирования и испарения воды под воздействием негативных факторов окружающей среды происходит наибольшая усадка.

Воздухововлекающие добавки меняют характер пористости. Поры закрываются и становятся более плотными.

Материал на глиноземистом и высокопрочном цементном составе обладает более высоким уровнем водонепроницаемости. Такие виды присоединяют больше молекул воды при гидратации и формируют камень высокой плотности.

От вида добавок зависит водонепроницаемость бетона. Степень уплотнения смеси повышается, благодаря сульфатам алюминия и железа. Это происходит при помощи вибрирования, прессования и вакуумного устранения воды. Относительно пуццоланового портландцемента можно сказать, что его впечатляющий показатель непроницаемости напрямую зависит от объема пуццолановых добавлений и их набухания.

Возраст бетонной конструкции также влияет на показатели. Чем старше цемент, тем больше становится гидратных новообразований, что является причиной повышения водонепроницаемости.

Марки бетона по водонепроницаемости

О показателе устойчивости бетона к воздействию воды сообщает марка бетона по водонепроницаемости. Уровень устойчивости прямо пропорционален уровню коэффициента.

Таблица 1 Примерное соответствие марки бетона по водонепроницаемости

Марка бетона	Класс водонепроницаемости бетона
Бетон М100	W2
Бетон М150	W2
Бетон М200	W2
Бетон М250	W4
Бетон М300	W4
Бетон М350	W6
Бетон М400	W8

Бетон W2 обладает высокой проницаемостью, он может поглощать много воды. Без гидроизоляции использовать его нельзя. W4 также поглощает большой объем жидкости. Хотя его показатели выше, чем W2, без гидроизоляции применять не рекомендуется.

Бетон W6 представляет собой смесь сниженной проницаемости. Наиболее популярен в строительстве, благодаря среднему объему поглощаемой влаги.

Бетон W8 поглощает всего 4,2% по массе. Проницаемость материала становится меньше впоследствии. Бетон W20 наиболее устойчив к воде, но на деле практически не используется.

Для строительства гидротехнических сооружений, резервуаров для воды, цокольных хранилищ или бункеров применяют марки W10-W20. Гидроизоляция не нужна при применении этих марок бетона. Также эти виды искусственного камня обладают высокой морозостойкостью. Материал практически не применяется для частного строительства из-за достаточно высокой цены (4500 -5300 рублей за 1 м³).

Характеристики и показатели проницаемости материала

Прямые и косвенные (ориентировочные) параметры определяют проницаемость бетона. К прямым относятся наименование марки по водонепроницаемости и коэффициент фильтрации. Влагопоглощение и водоцементное соотношение - это косвенные показатели.

Таблица 2 Показатели, которые оказывают влияние на проницаемость бетона

Маркировка проницаемости материала	Прямые показатели		Косвенные показатели
марка по водонепроницаемости		коэффициент фильтрации, Kf, см/с	Влагопоглощение в %	Водоцементное соотношение, (вода/цемент)
нормальная проницаемость (Н)	W4	2·10 -9 ‒ 7·10 -9	4,7-5,7	до 0,6
пониженная проницаемость (П)	W6	6·10 -10 ‒ 2·10 -10	4,2-4,7	до 0,55
низкая проницаемость (О)	W8	1·10 -10 ‒ 7·10 -10	До 4,2	до 0,45

По ГОСТ 12730.5-84 устанавливается коэффициент фильтрации и марка водонепроницаемости.

Компания «Гранит» предлагает доставку бетона в Ульяновске с водонепроницаемостью от W2 до W8. Позвоните нам, расскажите для каких целей вы хотите купить бетон и мы подскажем какая марка вам больше всего подойдет. Важным преимуществом нашей доставки является то, что мы сами являемся производителем бетона, поэтому мы можем предложить более выгодные цены, а вы можете быть уверены, что получите именно ту марку по водонепроницаемости, которую заказали.

Бетон является самым распространённым строительным материалом. Большинство сооружений, предполагающих контакт с водой, выполняют именно из бетона. Одно из важных свойств бетона является его водонепроницаемость.

Водонепроницаемость — способность бетона не пропускать воду под давлением, при этом давление повышают ступенями до достижения определенной величины.

Методы определения водонепроницаемости (ГОСТ 12730.5-84):

• определение водонепроницаемости по "мокрому пятну" (основан на измерении максимального давления при котором через образец не просачивается вода);
• определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации (основан на определении коэффициента фильтрации при постоянном давлении по измеренному количеству фильтрата и времени фильтрации);
• ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром);
• ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.

В связи с тем, что обычные методы испытания занимают достаточно много времени (испытание бетона марки W8 "по мокрому пятну" длится около недели), на практике применяют ускоренные методы определения водонепроницаемости.

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости, устанавливают следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20 (ГОСТ 26633).

Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа · 10 -1), выдерживаемому бетонным образцом-цилиндром высотой 150 мм в условиях стандартного испытания (например, бетон марки W4 при стандартном испытании не должен пропускать воду при давлении 0,4 МПа=4 атм).

Проницаемость бетона оценивается маркой бетона по водонепроницаемости или коэффициентом фильтрации (прямыми показателями), а также водопоглощением бетона и водоцементным отношением (косвенными показателями), которые являются ориентировочными и дополнительными показателями.

Условные обозначения	Показатели проницаемости бетона
	прямые		косвенные
	марка бетона по водонепроницаемости	коэффициент фильтрации, см/с (при равновесной влажности), Kf	водопоглощение, % по массе	водоцементное отношение В/Ц, не более
Н - бетон нормальной проницаемости	W4	Св. 2*10 -9 до 7*10 -9	Св. 4,7 до 5,7	0,6
П - бетон пониженной проницаемости	W6	Св. 6*10 -10 до 2*10 -9	Св. 4,2 до 4,7	0,55
О - бетон особо низкой проницаемости	W8	Св. 1*10 -10 до 6*10 -10	До 4,2	0,45
	W10-W14	Св. 5*10 -11 до 1*10 -10		0,35
	W16-W20	Менее 5*10 -11		0,30

Какой бетон использовать для фундамента?

Для большинства сооружений из монолитного железобетона достаточно, чтобы его марка по водонепроницаемости была не ниже W6 . Однако, даже при наличии бетона с высокой водонепроницаемостью (W6-W8) вода в сооружение проникает по швам, сопряжениям (например, стена-пол, стена-потолок) и другим дефектным участкам в конструкции.

Поэтому для обеспечения надежной защиты подземных сооружений от воздействия воды необходимо устройство водонепроницаемых швов.

Повышение водонепроницаемости бетона

Плотность и пористость

Бетон, будучи капиллярно-пористым телом, при наличии соответствующего градиента давления проницаем для воды.

Водонепроницаемость бетона зависит от множества факторов, среди которых основным является степень и характер пористости материала. Чем более плотный бетон, чем меньше количество и объем пор в нем, тем выше его водонепроницаемость.

Основные причины возникновения пор:

• недостаточная уплотненность бетона;
• наличие излишней воды затворения;
• уменьшение бетона в объеме при высыхании (усадка бетона).

Необходимая уплотненность бетона достигается хорошим размешиванием и тщательной вибрацией.

Химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), которая происходит в бетоне во время набора им прочности, называется реакцией гидратации. Реакция продолжается в течение длительного периода времени.

Для полной гидратации цементных частиц количество присутствующей воды должно быть на уровне 40% от массы цемента, что соответствует водоцементному отношению В/Ц=0,4. При этом химически связывается только 60% исходной воды, что соответствует В/Ц=0,25.

Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,25, однако при этом резко возрастает жесткость бетона, поэтому на практике используют бетон с В/Ц отношением около 0,5, что обеспечивает транспортировку и удобоукладываемость бетонной смеси.

Вода, не вступившая в реакцию гидратации цемента, после высыхания образует в бетоне большое количество пор. Часть из них замкнута, а часть образует сквозные каналы, по которым впоследствии может проникнуть вода.

Для повышения водонепроницаемости бетона, количество воды затворения должно быть минимизировано (величину В/Ц=0,4 считают как «оптимальную»).

Снижение водоцементного отношения (например, с В/Ц=0,5 до В/Ц=0,40, т.е. на 20%) при заданной подвижности бетонной смеси достигается за счет применения , при этом количество и объем пор резко уменьшается.

Для получения особо плотного бетона с высокой маркой водонепроницаемости используют различные .

Усадка бетона

Твердение и высыхание бетона сопровождается усадкой, проявляющейся в уменьшении его объема.

Интенсивность и величина усадки зависит от армирования (недостаток армирования приводит к образованию больших трещин при усадке), возможного протекания процесса испарения воды, окружающих условий и состава бетонной смеси.

Водонепроницаемый бетон должен обладать минимальной усадкой.

Решение проблем усадки:

• увлажнения свежеуложенного бетона (каждые 3-4 часа) в течение первых трех дней
  (в зависимости от температуры окружающей среды);
• укрытие участка бетонирования влажной мешковиной или пленкой;
• применение специальных пленкообразующих составов
  (перед применением необходимо изучить характеристики состава, так как на некоторые из них невозможно нанести гидроизоляционное либо другое покрытие после вызревания бетона).

Для бетонов с низким В/Ц отношением сохранение воды в теле бетона от испарения, необходимой для процесса гидратации цемента, является одной из основных задач.

Влияние возраста бетона на его водонепроницаемость

Одной из особенностей бетона является то, что с увеличением его возраста водонепроницаемость бетона повышается . При этом интенсивное и устойчивое повышение водонепроницаемости бетонов может быть достигнуто только при продолжительном влажностном уходе.

Значительное увеличение водонепроницаемости бетонов на портландцементах (при постоянном увлажнении бетона или отсутствии потерь влаги и положительной температуре) имеет место вплоть до возраста 180 дней.

Водонепроницаемость бетонов, твердевших в воздушной среде с низкой относительной влажностью и потерявших за время твердения значительное количество воды затворения, всегда значительно (в несколько раз) ниже водонепроницаемости таких же бетонов, но твердевших в условиях постоянного увлажнения. Так, водонепроницаемость образцов бетона, находившихся после распалубки в воздушной среде с относительной влажностью порядка 50-60 % и испытанных в возрасте 180 дней, обычно оказывается фактически равной или ниже водонепроницаемости таких же образцов бетона, твердевших в условиях постоянного увлажнения - 28 дней.

Наиболее интенсивное повышение водонепроницаемости наблюдается при твердении бетонов в условиях постоянного обильного увлажнения (избыточной влажности окружающей среды).

При твердении бетонов в условиях возможного медленного испарения влаги из бетона (например, при твердении в воздушной среде с относительной влажностью 90-95 % при редком поливе водой или отсутствии полива) водонепроницаемость также значительно повышается (хотя и несколько меньше, чем при постоянном увлажнении и поглощении бетоном воды извне), достигая максимума в возрасте 180 дней -1 год, и в дальнейшем стабилизируется.

При воздушном хранении, в условиях испарения из бетона значительных количеств воды; рост водонепроницаемости бетона замедляется тем больше, чем полнее его обезвоживание. При больших потерях воды рост водонепроницаемости бетона прекращается и, более того, наблюдаются случаи снижения ее первоначальной величины.

Нарастание
водонепроницаемости бетонов
различных составов во времени
в условиях медленного испарения воды из бетона

В/Ц	Расход цемента, кг/м 3	Водонепроницаемость в % от 28 - дневной при испытаниях в возрасте
		28 дней	180 дней	3 года
0,50	338	100	350	400
0,60	284	100	-	400
0,70	245	100	400	425

Бетон является одним из самых крепких и распространенных строительных материалов на сегодняшний день. Это неотъемлемая часть раствора для заливки фундамента, штукатурки и кладки стен, а также других важнейших работ. Как и любой другой материал, бетонный состав обладает многими различными свойствами. И одно из таких свойств – его степень водонепроницаемости.

Степенью водонепроницаемости любого бетона называется его способность не пропускать влагу и воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на несколько марок. И чем лучше марка бетона по водонепроницаемости, тем большее давление он может выдерживать на себе, при этом не пропуская воду.

Характеристика марок бетона по водонепроницаемости

В ГОСТе 26633 сказано о десяти основных марках водонепроницаемости бетонного состава. Каждая такая марка обозначается латинской буквой W, а рядом указывается определенная цифра. Именно эта цифра и идентифицирует то, насколько этот вид бетона соответствует максимальному водяному давлению, которое выдерживается стандартным цилиндрическим бетонным образцом, высота которого равна 15 см.

Показатели бетона по взаимодействию с водой различают прямые и косвенные. К прямым показателям принято относить водонепроницаемость по и коэффициент фильтрации. К косвенным – водоцементное отношение и водопоглощение по массе. Следует заметить тот факт, что из всех четырех показателей в быту и строительстве принято в первую очередь обращать внимание на первый прямой показатель водонепроницаемости, который считается ориентировочным. Остальные три коэффициента в большинстве случаев используются в научных целях и в процессе самого производства. Это дополнительные показатели по бетонным составам.

Чтобы больше понимать и ориентироваться в характеристике отдельных марок бетона по его водонепроницаемости, следует рассмотреть поочередно сначала три основные марки. Заметьте, что те остальные марки, которые будут стоять в промежутках между этими тремя, будут также характеризовать большую или меньшую степень взаимодействия бетона с водой и влагой.

Марка W4 обладает нормальной степенью проницаемости. То есть этот состав способен поглощать нормальное количество воды, поэтому он мало подходит для работ с отсутствием достаточного уровня гидроизоляции. А марка W2, которая по шкале находится еще до марки W4, обладает еще большей проницаемостью, что характеризует такой бетон как смесь самого низкого качества.

Бетонный состав марки W6 считается смесью с пониженной проницаемостью воды. Он поглощает в себя уже меньше влаги, поэтому считается составом среднего качества и применяется в строительстве чаще всего. При этом между таким бетоном и бетоном марки W4 нет больше бетонов на промежутке шкалы.

А теперь что касается марки W8. Его принято относить к составам с низкой степенью проницаемости. Влаги он поглощает всего до 4,2% по его массе. Это уже более дорогой вариант бетонного состава. За этой маркой следует по шкале ряд бетонов таких марок, как W10, W12, W14, W16, W18, W20. В этих указанных шести марках бетона от начала до конца проницаемость водой постепенно уменьшается. Поэтому можно уверенно сказать, что бетон марки W20 является самым устойчивым к воздействию воды. Но используют его не так часто, потому что он стоит довольно дорого. Зато качество такого состава на сегодняшний день пока не уступает никакой другой марке.

Вернуться к оглавлению

Выбор марки для определенного вида работ

Теперь что касается выбора конкретной марки для устройства каких-либо объектов. Так, для заливки обычного фундамента будет вполне достаточно бетона марки W8. Но это в том случае, если будет обеспечена дополнительная гидроизоляция.

Для оштукатуривания стен марки от W8 до W14 также будут вполне подходящими. Но если помещение достаточно сырое или холодное, лучшим вариантом все же будет выбор бетона более высокой марки. Причем дополнительно нужно будет обработать стену грунтовым составом.

А вот для внешней отделки дома желательно предпочесть только бетон с самой высокой степенью водонепроницаемости. Ведь в этом случае, как правило, он будет постоянно подвергаться воздействию внешних неблагоприятных факторов окружающей среды. То же самое касается и заливки территории на улице.

Вернуться к оглавлению

Принципы увеличения водонепроницаемости бетонного состава

Актуальным вопросом в последнее время стало увеличение степени водонепроницаемости бетонной смеси самостоятельно в бытовых условиях. Это связано по большей мере с тем, что у людей просто не хватает средств на покупку высококлассного бетона. Особенно если его требуется большое количество для осуществления определенных работ.

Разработано на сегодняшний день несколько способов увеличения водонепроницаемости бетона. Каждый из них обладает своей степенью эффективности в определенных условиях. Но все же принято самыми распространенными считать два таких способа. Это увеличение водонепроницаемости путем устранения усадки бетонного состава и путем временного воздействия на бетонный состав.

Вернуться к оглавлению

Искоренение процесса усадки

Сначала нужно выяснить, как можно увеличить водонепроницаемость устранением процесса усадки. Как правило, бетон сам по себе является достаточно пористым веществом. Причем пористость его понижается с улучшением водонепроницаемости. Бетонный состав средних марок обычно имеет достаточное количество мелких пор, через которые в него влага может беспрепятственно проникнуть. Все эти неприятные процессы по большей части связаны с постепенной усадкой бетонного раствора во время застывания.

Чтобы максимально уменьшить степень усадки и тем самым увеличить водонепроницаемость и качество бетона, рекомендуется производить следующие мероприятия. Во-первых, нужно использовать специальные составы для таких целей. Суть их действия состоит в том, что на поверхности вещества образуется защитная пленка, которая препятствует усадке раствора. Только нужно очень внимательно читать инструкцию, так как разные составы могут действовать по-разному.

Во-вторых, полезно, как ни странно, поливать бетон водой. Делать это необходимо через каждые 4 ч. Только действие водой должно длиться только первые четыре дня. Все остальное время бетон должен высыхать естественным образом.

А в-третьих, сразу же после заливки полезно накрывать бетонную конструкцию специальной защитной парниковой пленкой или мешковиной. Это защищает поверхность от излишней влаги и в то же время образует небольшой конденсат, который способствует и не дает ему усаживаться. Только накрывать заливку надо так, чтобы пленка не касалась раствора, а по краям оставались небольшие зазоры.