Водопроницаемость бетона w: Водопроницаемость бетона

классы и факторы, влияющие на ее повышаемость

Водонепроницаемость – один из важных показателей бетона, определяющий возможность использования раствора под открытым небом, в подземных конструкциях с высоким уровнем грунтовых вод и пр. Способность бетона не пропускать воду под давлением – один из критериев его выбора при сооружении различных конструкций. Высокое значение этого параметра при возведении фундамента или подвала поможет значительно сэкономить на гидроизоляции.

Водонепроницаемость бетонной смеси обозначают буквой W (“Watertightness”- с англ. “водонепроницаемость”) и условными единицами (чем больше число, тем выше водонепроницаемость). Промышленные товарные бетоны имеют значения от 2 до 20.

Марки бетона

Класс водонепроницаемости в соответствии с маркой бетона говорит о степени устойчивости смеси к воздействию влаги.

В строительной сфере бетоны с высоким W (10-20) называют гидротехническими. Такие смеси используют при обустройстве гидроэлектростанций, цокольных хранилищ или бункеров, опор для водных мостов, резервуаров для воды, тоннелей (подводных, метро, а также инженерных коммуникаций с высоким уровнем грунтовых вод).

Показатели, влияющие на водонепроницаемость бетона

На W-параметры оказывает влияние большое число различных факторов.

1. Основное свойство определяется капиллярно-пористой структурой бетона. Минимальное количество пор содержится в более плотном бетоне, поэтому водонепроницаемость в нем выше.
2. Водонепроницаемость также зависит от добавок. К примеру, сульфаты алюминия и железа повышают степень уплотнения смеси. Пуццолановый портландцемент, в зависимости от добавок и их набухания, тоже обеспечивают высокий показатель непроницаемости.
3. Возраст искусственного камня повышает число гидратных новообразований, что также приводит к повышению водонепроницаемости.

Как определить материал по водонепроницаемости опытным путем

• По структуре пор смеси: при уменьшении количества пор значение параметра возрастает. Водонепроницаемость можно увеличить за счет введения песка, гравия или щебня.
• По составу вяжущего вещества. Водонепроницаемый бетон содержит портландцемент или пуццолановый и гидрофобный аналоги .
• По содержанию химических добавок: гидрофобных присадок, уплотнителей для снижения пористости и гидрофобизирующих элементов.

Водостойкость бетона, марки бетона по водонепроницаемости

Содержание статьи:

Водонепроницаемость – одно из основных свойств бетона, характеризующих его. Это способность материала не пропускать жидкость под давлением, при постепенном его увеличении до определенного значения. Эта характеристика важна не только если бетонная конструкция будет периодически или постоянно соприкасаться с водной средой, но и при обычном жилом строительстве, если учитывать, что любая излишняя влага это агрессивный фактор, влияющий на материал.

Методы определения водонепроницаемости

Существует ряд способов определения степени водонепроницаемости бетона:

• определение по «мокрому пятну»
• (при этом определяется максимальное давление, при котором через образчик бетона не просачивается вода, то есть не остаётся мокрого пятна)
• определение по коэффициенту фильтрации (при этом фиксируется давление и измеряется количество фильтрата и затраченное на фильтрацию время)
• определение фильтратометром (метод основан на расчёте коэффициента фильтрации)
• определение по воздухопроницаемости

Два последних метода являются ускоренными, поэтому применяются в практике чаще.

Классификация бетона по водонепроницаемости по маркам

Важнейшее свойство водонепроницаемости материала зависит в первую очередь от его состава, который определяет маркировку. По ГОСТу выделяют 10 марок или степеней водонепроницаемости бетона: W2,W4,W6,W8,W10,W12,W14,W16,W18,W20. Присвоение смеси марки непроницаемости значит, что ей соответствует максимальное значение давления воды (мПа*10-1), который выдерживает бетонный образец высотой 15 см в стандартных условиях.

Взаимодействие бетона с влагой определяют его показатели проницаемости, которые взаимосвязаны с маркой, коэффициентом фильтрации и водоцементным соотношением в составе. Считается, что бетон в пределах марок W2-W4 обладает нормальной влагостойкостью (обозначается Н), в пределах W4-W6 – пониженной проницаемостью (П) и свыше W8 — является бетоном особой низкой проницаемости (О).

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Так как водостойкость бетона очень ценное свойство, существует ряд мероприятий по её повышению. Во-первых, уменьшить пористость материала (так как влага проникает в поры материала, их нужно ликвидировать). Это достигается путём уплотнения смеси ручным методом или вибрированием. Однако небольшое уплотнение происходит само собой и определяется как укладка бетона. Кроме того, уплотнение позволяет избавиться от излишней воды затворения в составе материала для достижения нужной плотности. Во-вторых, можно применять различные пластификаторы, которые помогут избавиться от воды затворения (это та вода, которая не вступила в реакцию с цементом и осталась в составе раствора в виде пор, капилляров и каналов). И ещё одним способом увеличения водонепроницаемости является использование гидроизоляционных добавок. Они добавляются в состав и действуют как внутренняя изоляция. Стоит помнить, что применение гидроизоляции в её обычном виде также является способом повысить водостойкость бетона. Этот метод является классическим, и часто используем в строительной практике.

В зависимости от свойств водостойкости, бетон распределяют на различные типы конструкций: наиболее водостойкий бетон на участок где контакт с водой частый (заливка фундамента или подушки при грунтовых водах и т. д) и наоборот.

Возможно вас заинтересует:

Экспериментальная оценка водопроницаемости бетона с суперпластификатором и добавками

1. Робало К., Сольдадо Э., Коста Х., Карвальо Л., до Карму Р., Жулио Э. Прочность и зависящие от времени свойства бетона с низким содержанием цемента. Материалы. 2020;13:3583. doi: 10.3390/ma13163583. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2. Чарнецкий Л., Герило Р., Кучиньский К. Долговечность ремонта бетона. Материалы. 2020;13:4535. doi: 10.3390/ma13204535. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Старк С., Беусхаузен Х., Александр М., Торрент Р. Взаимодополняемость измерений проницаемости бетона на месте и в лаборатории. Матер. Структура 2017;50:177. doi: 10.1617/s11527-017-1037-3. [CrossRef] [Google Scholar]

4. Phung Q.T., Maes N., De Schutter G., Jacques G., Ye G. Определение водопроницаемости цементных материалов с использованием метода контролируемого постоянного потока. Пост. Строить. Матер. 2013;47:1488–1496. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.06.074. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

5. Алдеа С.М., Шах С.П., Карр А. Проницаемость бетона с трещинами. Матер. Структура 1999; 32: 370–376. doi: 10.1007/BF02479629. [CrossRef] [Google Scholar]

6. Ноккен М.Р., Хутон Ч.Р.Д. Использование параметров пор для оценки проницаемости или проводимости бетона. Матер. Структура 2008;41:1. doi: 10.1617/s11527-006-9212-y. [CrossRef] [Google Scholar]

7. Рамачандран В.С., Бодуан Дж.Дж. Справочник по аналитическим методам в конкретных науках и технологиях. Принципы, методы и приложения. ООО «Издательство Уильяма Эндрю»; Норидж, штат Нью-Йорк, США: 2001. [Google Scholar]

8. Камече З.А., Гомари Ф., Чоинска М., Хелидж А. Оценка водо- и газопроницаемости частично насыщенного рядового бетона. Констр. Строить. Матер. 2014; 65: 551–565. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.04.137. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Нгуен М.Х., Накараи К., Кубори Ю. , Нишио С. Валидация простого неразрушающего метода оценки качества бетона покрытия. Констр. Строить. Матер. 2019;201:430–438. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.12.109. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

10. Эль-Диб А.С., Хутон Р.Д. Измерение водопроницаемости высокопрочного бетона с использованием трехосной ячейки высокого давления. Цем. Конкр. Рез. 1995; 25:1199–1208. doi: 10.1016/0008-8846(95)00112-P. [CrossRef] [Google Scholar]

11. Юнхао Ф., Чжунли В., Юэ З. Зависимость водопроницаемости бетона от времени при постоянном гидравлическом давлении. Науки о воде. англ. 2008; 1:61–66. doi: 10.3882/j.issn.1674-2370.2008.04.006. [CrossRef] [Google Scholar]

12. Айбан С.А., Знидарчич Д. Оценка проточных насосов и методов постоянного напора для измерения проницаемости. Геотехника. 1989;39:655–666. doi: 10.1680/geot.1989.39.4.655. [CrossRef] [Google Scholar]

13. Руководитель К.Х. Руководство по лабораторным исследованиям почв. 2-е изд. Пентек Пресс; Лондон, Великобритания: 1992. [Google Scholar]

14. Эсаки Т., Чжан М., Такешита А., Митани Ю. Строгий теоретический анализ испытания проницаемости насоса. Геотех. Тест. Дж. 1996; 19: 241–246. [Google Scholar]

15. Чжан М., Эсаки Т., Олсен Х.В., Митани Ю. Комплексное измерение параметров сдвига и течения. Геотех. Тест. Дж. 1997;20:296–303. doi: 10.1520/GTJ19970005. [CrossRef] [Google Scholar]

16. Чжан М., Такахаши М., Морин Р.Х., Эсаки Т. Теоретическая оценка переходной характеристики испытаний на проницаемость при постоянном напоре и постоянном расходе. Геотех. Тест. Дж. 1998; 21:52–57. дои: 10.1520/GTJ10425J. [CrossRef] [Google Scholar]

17. Соболевский М. Различные методы измерения коэффициента проницаемости грунтов — возможности и применение. Электрон. Дж. Пол. Агр. ун-т 2005; 8:13. [Академия Google]

18. Кода Э., Осински П. Бентонитовые перегородки: решение для восстановительных работ на полигоне. Окружающая среда. Геотех. 2017;4:223–232. doi: 10.1680/jenge.14.00022. [CrossRef] [Google Scholar]

19. Кабалар А.Ф., Вишневский М., Скутник З. Влияние биополимера ксантановой камеди на проницаемость, одометр, поведение песка при неограниченном сжатии и трехосном сдвиге. Почвенный мех. Найденный. англ. 2017; 54: 356–361. doi: 10.1007/s11204-017-9481-1. [CrossRef] [Google Scholar]

20. Олсен Х.В. Закон Дарси в насыщенном каолините. Водный ресурс. Рез. 1966;2:287–295. doi: 10.1029/WR002i002p00287. [CrossRef] [Google Scholar]

21. Олсен Х.В., Николс Р.В., Райс Т.Л. Измерения проницаемости с низким градиентом в трехосной системе. Геотехника. 1985; 35: 145–157. doi: 10.1680/geot.1985.35.2.145. [CrossRef] [Google Scholar]

22. Паздерка Ю., Хайкова Е. Скорость гидроизоляционного эффекта кристаллической добавки в бетоне. Ключ инж. Матер. 2016; 722:108–112. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.722.108. [CrossRef] [Академия Google]

23. Ли Х., Сунь Д., Ван З., Хуанг Ф., Йи З., Ян З., Чжан Ю. Обзор характеристик современного бетона при перекачивании. Дж. Адван. Конкр. Технол. 2020;18:352–363. doi: 10.3151/jact.18.352. [CrossRef] [Google Scholar]

24. Plank J., Sakai E., Miao C.W., Yu C., Hong J. X. Химические добавки — химия, применение и их влияние на микроструктуру и долговечность бетона. Цем. Конкр. Рез. 2015;78:81–99. doi: 10.1016/j.cemconres.2015.05.016. [CrossRef] [Google Scholar]

25. Коппола Л., Коффетти Д., Кротти Э. Инновационная гидроизоляционная добавка на основе карбоновой кислоты для самоуплотняющихся водонепроницаемых бетонов. Констр. Строить. Матер. 2018; 171: 817–824. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.201. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

26. Zhang Y., Kong X. Взаимосвязь диспергирующей способности суперпластификаторов типов NSF и PCE и их влияния на гидратацию цемента с адсорбцией в свежем цементном тесте. Цем. Конкр. Рез. 2015;69:1–9. doi: 10.1016/j.cemconres.2014.11.009. [CrossRef] [Google Scholar]

27. Ao L., Zhao W., Lei Q., ​​Wang D., Guan Y., Liu K., Guo T., Fan X., Wei X. Синтез нового поликарбоксилатного суперпластификатора с гиперразветвленной структурой. ХимияВыбрать. 2018;3:13493–13496. doi: 10.1002/slct.201803393. [CrossRef] [Google Scholar]

28. CEN . Испытание затвердевшего бетона. Глубина проникновения воды под давлением. ЕКС; Брюссель, Бельгия: 2009 г. EN 12390-8:2009. [Google Scholar]

29. CEN . Цемент — Часть 1: Состав, спецификации и критерии соответствия обычных цементов. ЕКС; Брюссель, Бельгия: 2011 г. EN 197-1:2011. [Google Scholar]

30. Коппола Л., Лоренци С., Кара П., Гарлати С. Эффективность и совместимость суперпластификаторов на основе фосфонатов для бетона. Здания. 2017;7:62. дои: 10.3390/здания7030062. [CrossRef] [Google Scholar]

31. Lee J., Lee T., Choi H., Lee D.-E. Оценка оптимального диапазона содержания СаО в крупнообъемных бетонах на основе ТВС с учетом прочностных характеристик. заявл. науч. 2020;10:6944. doi: 10.3390/app10196944. [CrossRef] [Google Scholar]

32. CEN . Тестирование свежего бетона. Плотность. ЕКС; Брюссель, Бельгия: 2009 г. EN 12350-6:2009. [Google Scholar]

33. CEN . Тестирование свежего бетона. Содержание воздуха. Методы давления. ЕКС; Брюссель, Бельгия: 2009 г.. ЕН 12350-7:2009. [Google Scholar]

34. Webb P.A., Orr C., Camp R.W., Olivier J.P., Yunes Y.S. Аналитические методы в технологии тонкодисперсных частиц. Корпорация Микромеритикс Инструментс; Норкросс, Джорджия, США: 1997. [Google Scholar]

35. Ибрагим М., Исса М. Оценка проникновения хлоридов и воды в бетон с цементом, содержащим известняк и изопропиловый спирт. Констр. Строить. Матер. 2016; 129: 278–288. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.10.085. [CrossRef] [Google Scholar]

36. Śliwiński J. Водопроницаемость бетона влияние условий испытаний на коэффициент от метода глубины проникновения. Арка Гражданский англ. 2001;XLVII:201–213. [Академия Google]

37. Hedegaard S.E., Hansen T.C. Водопроницаемость зольных бетонов. Матер. Структура 1992; 25: 381–387. doi: 10.1007/BF02472253. [CrossRef] [Google Scholar]

38. Chen J.J., Kwan A.K.H., Jiang Y. Добавление известняковой мелочи в качестве замены цементного теста для снижения водопроницаемости и сорбционной способности бетона. Констр. Строить. Матер. 2014;56:87–93. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.01.066. [CrossRef] [Google Scholar]

39. Шерер Г.В., Валенца Дж.Дж., Симмонс Г. Новый метод измерения проницаемости для жидкости в пористых материалах. Цем. Конкр. Рез. 2007; 37: 386–39.7. doi: 10.1016/j.cemconres.2006.09.020. [CrossRef] [Google Scholar]

40. Лудирджа Д., Бергер Р.Л., Янг Дж.Ф. Простой метод измерения водопроницаемости бетона. АКИ Матер. Дж. 1989; 86: 433–439. дои: 10.14359/2000. [CrossRef] [Google Scholar]

41. Вуоринен Дж. Применение теории диффузии к испытаниям на проницаемость бетона. Часть I: Глубина проникновения воды в бетон и коэффициент водопроницаемости. Маг. Конкр. Рез. 1985; 37: 153–161. doi: 10.1680/macr.1985.37.132.153. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

42. Невилл А.М. Свойства бетона, издание Eyrolles. 4-е изд. Лонгман Групп Лтд.; Longman, UK: 2000. [Google Scholar]

43. ASTM . Стандартный метод испытаний на проницаемость гранулированных грунтов (постоянный напор) ASTM International; Западный Коншохокен, Пенсильвания, США: 2006. D2434-68:2006. [Google Scholar]

44. Бантия Н., Бипарва А., Миндесс С. Проницаемость бетона под нагрузкой. Цем. Конкр. Рез. 2005; 35: 1651–1655. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.10.044. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

45. Чоинска М., Хелидж А., Хатзигеоргиу Г., Пижодье-Кабот Г. Влияние и взаимодействие повреждений, связанных с температурой и уровнем напряжения, на проницаемость бетона. Цем. Конкр. Рез. 2007; 37: 79–88. doi: 10.1016/j.cemconres.2006.09.015. [CrossRef] [Google Scholar]

46. Хосейни М., Биндиганавиле В., Бантиа Н. Влияние механического напряжения на проницаемость бетона: обзор. Цем. Конкр. Композиции 2009; 31: 213–220. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2009.02.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

47. Амриу А., Беншейх М. Новый экспериментальный метод оценки водопроницаемости бетона методом бокового потока на полом цилиндрическом образце. Констр. Строить. Матер. 2017; 151:642–649. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.126. [CrossRef] [Google Scholar]

48. Desmettre C., Charron J.-P. Новое устройство для определения водонепроницаемости железобетона под нагрузкой. Матер. Структура 2011;44:1713–1723. doi: 10.1617/s11527-011-9729-6. [CrossRef] [Академия Google]

49. Цивилис С., Цантилас Дж., Какали Г., Чаниотакис Э., Сакеллариу А. Проницаемость бетона из портландизвестняка. Цем. Конкр. Рез. 2003; 33: 1465–1471. doi: 10.1016/S0008-8846(03)00092-9. [CrossRef] [Google Scholar]

50. DIN 1045: 1988 . Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausfürung. Бойт Ферлаг ГмбХ; Берлин, Германия: 1988. [Google Scholar]

51. Сафиуддин М., Хирн Н. Сравнение методов насыщения ASTM для измерения проницаемой пористости бетона. Цем. Конкр. Рез. 2005; 35:1008–1013. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.090,017. [CrossRef] [Google Scholar]

52. Дас Б.Б., Кондрайвендхан Б. Влияние параметров распределения пор по размерам на прочность на сжатие, проницаемость и гидравлическую диффузию бетона. Констр. Строить. Матер. 2012; 28: 382–386. doi: 10.1016/j. conbuildmat.2011.08.055. [CrossRef] [Google Scholar]

53. Amnadnua K., Tangchirapat W., Jaturapitakkul C.H. Прочность, водопроницаемость и тепловыделение высокопрочного бетона из смеси остатка карбида кальция и золы-уноса. Матер. Дес. 2013;51:894–901. doi: 10.1016/j.matdes.2013.04.099. [CrossRef] [Google Scholar]

54. Martin W.D., Kaye N.B., Putman B.J. Влияние распределения вертикальной пористости на проницаемость влагопроницаемого бетона. Констр. Строить. Матер. 2014;59:78–84. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.02.034. [CrossRef] [Google Scholar]

55. Чандраппа А.К., Билигири К.П. Комплексное исследование характеристик проницаемости водопроницаемого бетона. Гидродинамический подход. Констр. Строить. Матер. 2016; 123:627–637. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.07.035. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

56. Скутник З., Байда М., Лех М. Выбор технологий уплотнения грунтовых и гидротехнических сооружений и обеспечение качества. Открыть англ. 2020; 9: 420–427. doi: 10.1515/eng-2019-0050. [CrossRef] [Google Scholar]

57. Исаади Н., Хамами А.А., Беларби Р., Айт-Мохтар А. Экспериментальная оценка пространственной изменчивости изотерм пористости, проницаемости и сорбции в обычном строительном бетоне. Междунар. J. Тепломассообмен. 2017;53:3037–3048. doi: 10.1007/s00231-017-2041-4. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

58. Szpetulski J. Влияние ухода на отдельные свойства бетона. Acta Sci. пол. Архит. 2019;18:23–32. doi: 10.22630/ASPA.2019.18.1.3. [CrossRef] [Google Scholar]

59. Е. Г., Лура П., ван Брейгель К. Моделирование водопроницаемости вяжущих материалов. Матер. Структура 2006; 39: 877–885. doi: 10.1617/s11527-006-9138-4. [CrossRef] [Google Scholar]

Проницаемость бетона и факторы, на нее влияющие

🕑 Время чтения: 1 минута

Проницаемость бетона определяется как свойство, контролирующее скорость потока жидкости в пористое твердое тело. Это во многом зависит от размера пор, связности пор и от того, насколько извилист путь для проникающей жидкости.

Поры, относящиеся к проницаемости, имеют минимальный диаметр 120 или 160 нм, и они должны быть соединены. Изолированные поры, поры, заполненные водой, и поры с узким входом, не зависящие от проницаемости.

На долговечность влияет несколько факторов, таких как соотношение воды и цемента, уплотнение бетона, отверждение бетона и возраст бетона. Таким образом, такие факторы должны учитываться при проектировании смеси и строительстве бетонной конструкции.

Содержимое:

• Факторы Влияние на проницаемость бетона
  • 1. Водоцементное отношение
  • 2. Уплотнение бетона
  • 3. Отверждение бетона
  • 4. Другие факторы

Основные факторы, влияющие на проницаемость бетона:

Водоцементное отношение в значительной степени влияет на проницаемость бетона. Чем выше водоцементное отношение, тем больше проницаемость бетона. В этом случае в бетоне после завершения гидратации цемента останется не только значительное количество свободной воды, но и частицы цемента и заполнителя будут не такими плотными, как в случае низкого водоцементного отношения.

Следовательно, он создает поры, которые не заполняются продуктом гидратации. Следовательно, бетон будет проницаемым, когда свободная вода покидает поры из-за испарения или по любой другой причине. Рис.1 объясняет взаимосвязь между водоцементным отношением и проницаемостью бетона. Как правило, при водоцементном отношении около 0,4 проницаемость практически равна нулю.

Наконец, суперпластификатор со смесью позволяет использовать низкое водоцементное отношение, поэтому бетон с низкой проницаемостью можно производить с использованием суперпластификатора.

При достаточном уплотнении бетона воздушные пустоты и захваченная просачивающаяся вода в бетоне устраняются. В результате избегаются поры и, что более важно, взаимосвязанные поры, и в конечном итоге снижается проницаемость бетона.

Поэтому крайне важно выбирать и использовать правильное и подходящее оборудование для уплотнения во время укладки бетона и контролировать работу для достижения желаемого уплотнения.