Гидроизоляция и строительство Харьков

Водонепроницаемый бетон

Получение плотных водонепроницаемых бетонов чрезвычайно актуально в гидротехническом и водохозяйственном строительстве.

Эксплуатируемые в условиях атмосферных воздействий и знакопеременных температур, контактирующие с водой и слабоагрессивными средами (морская вода, коммунальные сточные воды и т.п.) бетонные сооружения подвергаются серьезным химическим и температурным нагрузкам. Следствием является, как правило, дальнейшее развитие капиллярно-пористой структуры материалы и резкое снижение его долговечности.

Причиной разветвленной сети капилляров и пор в бетоне является, в частности, вода затворения. Чтобы получить удобоукладываемую бетонную массу, воды добавляется существенно больше, чем необходимо для химических процессов схватывания – твердения (образования труднорастворимых гидросиликатов и гидроалюминатов кальция). Остающаяся в теле бетона не связанная вода, испаряясь со временем, приводит к образованию пористой структуры.

Применение пластификаторов и суперпластификаторов, снижающих водо-цементное отношение при сохранении реологических свойств бетонной массы, частично решает проблему уплотнения бетонной массы. Процессы механического (вибрационного) уплотнения также способствуют снижению количества капилляров и пор.

Тем не менее в бетоне сохраняется постоянно действующий коррозионный очаг – избыточное содержание свободной извести (гидроксида кальция), которая водорастворима и, следовательно, вымывается водой в сооружениях, с ней контактирующих. Поверхностная карбонизация устьев пор за счет взаимодействия с углекислотой и образования труднорастворимого карбоната кальция – процесс, условно говоря, не являющийся окончательным. Под действием некоторого избытка СО₂ как в атмосфере, так и в углекислотных водах карбонат кальция обратимо превращается в водорастворимый гидрокарбонат, усугубляющий коррозию.

Нейтрализация свободной извести в ряде случаев решается с помощью так называемого пенетрирования, т.е. самопроизвольного проникновения в поры гидравлически активных веществ, вступающих в химическую реакцию с гидроксидом кальция. Достаточно популярный и широко рекламируемый в настоящее время способ химического уплотнения бетона получил название проникающей гидроизоляции. Метод довольно трудоемок, недешев и не гарантирует стабильных результатов на бетоне разного возраста, сорта и состояния поверхности.

Идея уплотнения бетона на стадии изготовления путем комплексного воздействия с целью снижения водопотребности и одновременного связывания гидроксида кальция получила реализацию в создании суперпластификатора BETOCRETЕ 406 (FM) – высокоэффективной добавки в бетоны.

Действие композиции основано на синергетическом эффекте (взаимном усилении действия) составляющих добавки:

· Пластифицирующем действии комбинации высокоэффективных поверхностно-активных веществ, позволяющих оптимальным образом совместить гидрофильные частицы цемента с гидрофобными заполнителями – песком и щебнем, что и приводит к существенной экономии воды и сокращению капиллярно-пористого пространства.

· Химической реакции между высокоактивной пуццолановой составляющей добавки со свободной известью и водой с образованием труднорастворимых гелевых структур, закупоривающих капилляры и поры.

Небольшое количество добавки (~2% к весу цемента) обеспечивает получение прочной водонепроницаемой структуры материала, устойчивого к кислотным дождям и сточным водам, морозу и размораживающим солям, углекислотным и сульфатным водам.

В табл.1 представлены свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона.

На схемах 1 и 2 показаны изменения объемов капилляров и пор и степень воздействия агрессивных сред на бетон с добавкой BETOCRETЕ 406 (FM) в сравнении с немодифицированным бетоном.

Табл. 1. Рецептура (кг/м³) и свойства бетона

Рис.2. Глубина проникновения агрессивных сред: · В 25/0 – без добавки · В 55/0 – без добавки · В 25/2 - с добавкой 2% · В 55/2 - с добавкой 2%

Рис. 1. Распределение пор в цементном камне:

· В0 – без добавки

· В2 – с добавкой 2%

Применение суперпластификатора BETOCRETЕ 406 (FM) позволяет за счет сокращения порового пространства уменьшить водопоглощение бетона более чем в 10 раз.