Добавки и строительные смеси для повышения водонепроницаемости бетонных конструкций

Опубликовано
Время чтения 20 минут
0
(0)

Многие конструкции из бетона требуют повышенной сопротивляемости к воде. Помимо таких очевидных, как лотки каналов, тоннелей и подпорных стенок, существует потребность в повышении водонепроницаемости бетона, используемого в фундаментах, плитах перекрытиях и других конструкций, имеющих непосредственный контакт с грунтовыми водами. В этой статье мы рассмотрим основные методы модификации бетонной смеси гидроизоляционными добавками, чтобы противостоять агрессивному воздействию воды.

Добавки используемые для производства гидрофобных строительных смесей, как правило, делятся на три категории.

Какие добавки используют для увеличения водонепроницаемости

Гидрофобные

Наиболее распространенная категория состоит из гидрофобных или водоотталкивающих, химических веществ, полученных из мыла или жирных кислот, растительных масел и нефти. Такие материалы образуют водоотталкивающий слой на поверхности пор в бетоне, однако сами поры остаются открытыми.

Мелкодисперсные

Вторая категория состоит из тонкоизмельченных твердых веществ, инертных или химически активных наполнителей, таких как зола ТЭЦ, тальк, микрокремнезем, каолиновая глина, кремнесодержащих порошков, производных углеводородных и угольных смол. Эти добавки способствуют максимальному уплотнению структуры бетона, минимизируют возможную усадку, тем самым помогая физически ограничить прохождение воды через поры.

Интегральные или пенетрирующие

Третья категория состоит из кристаллических или кристаллобразующих активных химических веществ добавляемых в сухие смеси из цемента и песка.

Представляют собой гидрофильные материалы, которые увеличивают плотность гидрата силиката кальция, а также генерируют кристаллические образование, которые блокируют конкретные поры, чтобы противостоять проникновению воды. Различные типы материалов могут быть использованы отдельно или в комбинации, чтобы добиться различных уровней водонепроницаемости.

Бетон, который производится совместно с гидрофобными химическими добавками, теоретически может сопротивляться некоторому гидростатическому давлению. Однако, поскольку такие гидрофобные материалы могут не равномерно распространяться во все поры и бетон, особенно недостаточно провибрированный, часто содержит в себе большие пустоты, такие продукты обычно не недостаточно популярны.

Есть также некоторые латекс-полимерные добавки, которые также могут противостоять гидростатическому давлению, но и они не могут исключить образование трещин в бетоне и, следовательно, не приводят к достаточным показателям по водонепроницаемости строительных конструкций. Такие смеси иногда применяют в ремонтных работах, но, как правило, не используют в производстве товарного бетона.

Гидрофильные добавки

Гидрофильные кристаллические примеси, действительно, наделяют изделия из бетона наибольшей устойчивостью к проникновению воды под гидростатическим давлением. Их активные ингредиенты вступают в реакцию с водой и цементных частиц с образованием кристаллов силиката кальция. Эти кристаллические отложения блокируют большинство пор и микротрещин в бетоне, способствуя тем самым предотвращению прохождения сквозь них воды. Такая реакция кристаллизации продолжается в течение всего срока службы бетона и служит для структурного уплотнения, компенсирует не только начальные усадочные трещины, но и те, которые могут возникнуть с течением времени.

Что такое гидроизоляционные добавки?

Гидроизоляционная добавка является разновидностью примеси, которая препятствует прохождению влаги через затвердевший бетонный массив под гидростатическим напором. 

Требования к гидроизоляционной добавке

Вода является важной частью бетонной конструкции от смешивания до отверждения. Но как только бетон наберет необходимую прочность, любое проникновение влаги может привести к его повреждению.  Повреждение может быть вызвано коррозией арматуры или замерзанием.

Когда бетонные работы завершены, вода испаряется и оставляет вместо себя многочисленные поры. Таким образом, для хорошей долговечной бетонной конструкции рекомендуется низкое водоцементное соотношение, чтобы можно было уменьшить пористость. 

Бетонный материал не может быть полностью водонепроницаемым.

Вода может проникать через поры и микротрещины благодаря капиллярным воздействиям. Таким образом, существует необходимость в добавке, которая может снижать пористость бетонной смеси.

Функции гидроизоляционных добавок

Гидроизоляционные добавки функционируют следующим образом:

  • Они уменьшают размер капиллярных пор, их количество и непрерывность внутри бетонной конструкции.
  • Блокируют капиллярные поры, предупреждая инфильтрацию.

Инфильтрация — это движение воды через поры в бетоных конструкциях из-за наличия большого количества капиллярных канальцев.

Эти повышающие водостойкость добавки не могут существенно предотвратить инфильтрацию через трещины в бетоне, который плохо уплотнен, что является наиболее распространенной причиной протечек.

Сегодня на рынке есть много продуктов, которые доступны для защиты бетонной конструкции от повреждений, вызванных проникновением воды. Например, покрытия, герметики, мембраны и т.д.

Материалы, необходимые для приготовления гидроизоляционных добавок

В рецептах гидроизоляционных добавок используются следующие типы материалов:

  • Гидрофобные или водоотталкивающие химические вещества, такие как масла, нефтепродукты, которые могут блокировать попадание воды в поры, образуя тончайшие пленки на стенках пор в бетоне. Эти материалы не заполняют поры, но понижают их смачиваемость.
  • Тонкоизмельченные твердые частицы (порошки) инертных и химически активных наполнителей действуют как наполнители.
  • Кристалообразущие материалы с гидрофильной природой, которые увеличивают плотность гидрата силиката кальция и / или образуют блокирующие поры отложения.

 В качестве водостойкой добавки можно использовать любой материал, который может блокировать проникновение воды. Эти материалы могут использоваться как по отдельности, так и в сочетании двух или более.

Дозировка гидроизоляционных добавок:

  • Дозировка этих добавок варьируется в зависимости от типа примеси и требуемого уровня производительности. Обычно используют от 2% (от массы цемента) добавки гидрофобного типа до 5% или более для разновидностей блокаторов пор. Этот процент рассчитывается на основе веса или объема цемента.

Принцип действия гидроизоляционных добавок:

  • Смысл введения гидроизоляционных добавок заключается в снижении пористости бетона. Чтобы уменьшить пористость, содержание воды или водоцементное отношение должны быть уменьшены. Если водоцементное отношение уменьшается ниже 0,45, пористость значительно снижается.
  • Если мы дополнительно уменьшим соотношение вода / цемент, обрабатываемость снижается. Это может быть предотвращено путем использования пластифицирующей добавки, которая может обеспечить достаточную обрабатываемость бетона для полного уплотнения и уменьшить растрескивание при усадке.
  • Если невозможно снизить водоцементное отношение, то существует другой принцип — используются добавки, блокирующие поры. Это небольшие по размеру примерно 0,1 мкм, тонкие реактивные или инертные, нерастворимые полимерные эмульсии. Во время процесса гидратации они могут осесть в порах и уменьшить их пропускную способность, что помогает бетону предотвратить дальнейшее поглощение воды.

Гидрофобные добавки реагируют с кальцием в цементе и образуют слой, который адсорбируется поверхностями капилляров. После процесса гидратации этот слой предотвращает проникновение воды в поры. Но стойкость гидрофобной добавки ограничена и зависит от гидравлического напора, качества бетонной смеси и эффективности добавки.

Обзор комплексных гидроизоляционных добавок

Индустрия добавок для бетона в России является достаточно развитой. С историей использования в основных проектах более трех десятилетий, использование добавок значительно возросло. Также с появлением готовых бетонных смесей, бетононасосов и укладочных машин использование добавок стало неизбежным. Тенденция достаточно ясна, и несомненно, что в будущих операциях бетонирования добавки должны стать неотъемлемой частью исходной смеси. Отношение к использованию добавок только для решения проблем быстро меняется и теперь в большинстве крупных проектов добавки уже включены в рецептурные спецификации.

Поскольку инфраструктурные проекты являются более определенными, конкретные рецептуры должны быть разработаны в соответствии с индивидуальными требованиями. Долговечность была бы главным требованием, поскольку эти конструкции не могут быть легко заменены или отремонтированы. В зависимости от соответствующего выбора классов модификаций, необходимо будет разрабатывать специальные спецификации для рецептур бетонных растворов.

Рецептуры бетоннных растворов становятся относительно сложными из-за взаимодействия нескольких материалов, а для проектирования смесей требуются специальные знания в области технологий и материалов для бетона. Бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками должны быть разработаны с учетом особых свойств, а также стратегий обслуживания с низкими затратами. В связи с этим модифицирующие гидроизоляционные добавки набирают силу как решение, помогающее исключить проблемы долговечности.

Бетон имеет высокую пористость и поэтому является смачиваемым материалом. Вода поступает в него через непрерывные капилляры либо под гидростатическим давлением, либо под действием осмотического давления. Капиллярные силы всасывания в сухом или частично насыщенном бетоне могут быть эквивалентны гидростатическому напору в несколько метров. Водоцементное соотношение имеет прямое отношение к разрыву капилляров. Пористость, также является одним из основных факторов, способствующих проникновению воды в бетонную конструкцию. Поскольку гидроизоляция не так долговечна, как базовый бетон, необходимо его производить с низким водоцементным соотношением и минимальной проницаемостью. Вот где использование гидроизоляционных добавок, как нельзя кстати, вступает на сцену.

Как вода попадает в бетон?

Проникновение воды в бетонные конструкции зависит от степени уплотненности бетона и механизмов проникновения. Скорость проникновения воды зависит от микроструктуры бетонного раствора. Если не затвердевший конгломерат подвергается воздействию воды, она может впитываться  даже при отсутствии давления из-за капиллярного всасывания. Проницаемость поверхностных слоев очень важна при определении попадания воды в конструкцию. Жидкость, газ или ионы могут мигрировать в ней из-за диффузионной способности и степени концентрации.

Подход проницаемости более актуален в условиях твердения. Понятие сорбции больше связано с миграцией воды в не затвердевших образцах. Поверхность должна быть непроницаемой, а также с очень низким уровнем водопоглощения. В большинстве случаев капиллярным воздействием, а не проницаемостью обусловлена миграция воды, и это должно быть основным фактором при разработке систем гидроизоляции.

Функционирование комплексных гидроизоляционных добавок

Целью комплексной гидроизоляции является уплотнение бетонной смеси для предотвращения проникновения воды и / или преобразования смачиваемых капилляров в смачиваемые типы, которые в конечном итоге уменьшат проникновение воды в систему. Теория капилляров и концепция капиллярного подъема и капиллярного осмоса являются основой для работы гидрофобных гидроизоляционных материалов. Смачиваемые поверхности имеют тупые углы контакта, а плохо смачиваемые поверхности имеют более острые углы контакта. Острые углы контакта оказывают благотворное влияние на бетоны.

Давление, необходимое для проникновения жидкости в бетоны, является положительным, когда благодаря сопротивлению осмотического эффекта выравнивается, и для проникновения в структуру бетона уже потребуется высокое давление воды (приблизительно 14 м водяного столба).

В итоге, гидроизоляционные добавки относятся к классу добавок, которые улучшают долговечность материала, контролируя движение воды и уменьшая проницаемость и, следовательно, проникновение хлоридов.

Типы модифицирующих гидроизоляционных добавок

Эти добавки могут иметь различную химию в зависимости от применения базового бетона, раствора или штукатурки. Влагозащитные добавки являются водоотталкивающими — гидрофобными. Они больше подходят для использования в ситуациях, когда базовый бетон не подвергается воздействию высоких гидростатических напоров. Например, их можно использовать для наружных надземных стен зданий, штукатурок, строительных растворов, архитектурных элементов, фундаментных блоков и т.д. Пенетрирующие-гидроизоляционные добавки могут быть гидрофобными (необязательно). Они больше подходят для использования в бетонах, растворах с гидростатическим напором. Например, их можно использовать в резервуарах для хранения воды, влажных помещениях, подвалах, туннельных бетонах, подземных сооружениях и других подобных конструкциях.

Принцип действия пенетрирующих добавок

Пенетрирующие гидроизоляционные добавки обычно действуют на основе одного или комбинации трех механизмов, перечисленных ниже.

  • Снижение капиллярности с уменьшением отношения в/ц
  • Гидрофобизирующие капилляры
  • Физическая или химическая блокировка пор
  • Снижение капиллярности:  достигается с помощью обычных пластификаторов или с помощью реактивных пуццоланов и силикатов. Эти добавки могут улучшить подвижность (увеличить осадку конуса) при том же соотношении в/ц или обеспечить снижение в/ц при тех же уровнях подвижности. Это свойство помогает бетону достичь превосходного уплотнения и более полной гидратации, тем самым сокращая капиллярные поры. Меньшее количество капиллярных пор означает меньшую миграцию воды через цементную матрицу.
  • Гидрофобизирующие капилляры: достигается с помощью гидрофобных добавок, таких как мыло, битум, и т.д. Масла и жиры, минеральные масла (старая технология) или жирные кислоты с длинной цепью, восковые эмульсии, силиконы, силаны-силоксаны и т.д. (новая технология). Эти материалы реагируют с компонентами цемента и образуют нерастворимые гидрофобные побочные продукты, которые покрывают поверхность пор. Это покрытие преобразует водопоглощающие капиллярные силы в водоотталкивающие капиллярные силы благодаря гидрофобному эффекту компонента. Таким образом, вода выталкивается из капиллярных пор, а бетон остается сухим. Например: стеараты реагируют с гидроксидом кальция в бетоне с образованием нерастворимых стеаратов кальция, которые образуют гидрофобный слой на стенках пор в бетоне. Эти добавки эффективны при уменьшении капиллярного поглощения только в негидростатических условиях.
  • Блокировка пор (физическая или химическая). Физическая блокировка пор может быть достигнута с использованием инертных порошковых наполнителей, таких как тальк, бентонит и т.д., Или с помощью тонкоизмельченных восков, битумов или акриловых эмульсий. Когда применяется гидростатическое давление, эти тонкоизмельченные материалы или эмульсионные шарики выталкиваются в капилляры, пока они не слипаются, образуя физическую пробку, предотвращая дальнейшее проникновение воды.

Химическая блокировка пор достигается с помощью современных микротонких гидравлических материалов или пуццолановых наночастиц или реакционноспособных силикатов, которые влияют на непрерывную гидратацию и обеспечивают наиболее плотную упаковку геля CSH в цементной матрице в наноразмерном масштабе. Прочность и проницаемость материала на основе цемента основаны на гидратации компонентов клинкера с образованием геля CSH и свободной извести (Ca (OH) 2). Приведенные выше материалы используют этот Ca (OH) 2 в присутствии воды для перекристаллизации и образования новых более стабильных фольгоподобных фаз CSH и CASH. Эти материалы при использовании в качестве добавок также называют кристаллическими примесями.

Например, в случае использования специфических пуццоланов с высокой реакционной способностью цементная матрица уплотняется в результате сложного процесса. Поэтому наиболее пористая часть цементирующей матрицы (Ca (OH) 2) превращается в очень стабильные, непроницаемые кристаллы типа CSH и CASH. Этот процесс кристаллической минерализации продолжается с течением времени в присутствии воды, и структура матрицы становится более тонкой, общая пористость уменьшается, микротрещины уплотняются, а объем пор минимизируется. Таким образом, этот процесс делает бетон водонепроницаемым.

Прочитать статью по исследованию трещин

Влияние на свойства 

  1. По свежему бетону

Составные гидроизоляционные добавки предназначены для воздействия на свойства затвердевшего бетона, а не на конкретные свойства  в его пластическом состоянии. Водоотталкивающие примеси, обычные добавки и воздухововлекающие добавки могут незначительно повысить обрабатываемость смесей. С другой стороны, инертные наполнители пор или реакционноспособные наполнители пор из-за их тонкоизмельченных размеров частиц могут слегка ухудшить подвижность. Эти материалы в основном не влияют на время схватывания или стабильность смесей. Однако во всех случаях рекомендуется проверять материал на требуемые свойства перед использованием.

  1. На затвердевшем бетоне

Проникающие (пенетрирующие) гидроизоляционные добавки предназначены для того, чтобы не оказывать существенного влияния на механические свойства бетона. Для большинства материалов нет существенных изменений прочности на сжатие / изгиб или модуля упругости смесей. Единственные свойства, на которые они влияют, связаны с проницаемостью бетона. Это может быть измерено с помощью поверхностного поглощения или проникновения воды под давлением.

Преимущества

  • Обеспечивает эффективный и долговечный барьер от дождевой воды, влаги и грунтовых вод и делает бетоны водонепроницаемыми
  • Технологичность введения, просто смешайте его с существующим бетоном
  • Экономия на материалах и расходах на наружные мембраны.
  • Ускоряет строительство, не дожидаясь нанесения наружной гидроизоляции
  • Постоянная защита от проникновения и поглощения воды
  • Делает смесь более работоспособной (улучшает подвижность)
  • Не изменяет время схватывания и не оказывает отрицательного влияния на армирование.
  • Не расслаивается и образует однородную смесь.
  • Без хлоридов
  • Обычно безопасно для использования в контакте с водой, предназначенной для потребления человеком
  • Использование в качестве средства для повышения водонепроницаемости конструкций может быть экономически эффективной мерой, особенно для конструктивных элементов, поскольку это предотвращает будущие износ и ремонтные циклы.

Ограничения

  • Не исправит ошибки проектирования и изготовления, транспортировки и отверждения смеси.
  • Они могут быть неспособны предотвратить попадание воды через глубокие трещины или структурные трещины в бетоне.
  • Требуется высокая степень контроля качества при изготовлении, укладке и уходом в процессе отверждении бетона.
  • Применение комплексных гидроизоляционных добавок следует рассматривать в соответствии с условиями на площадке, которым будет подвержен бетон.

Области применения

  • Подвальные плиты и стены
  • Литые конструкционные плиты
  • Лифтовые ямы
  • Бетонные основания
  • Подземные трубы
  • Туннели
  • Глубокие сваи
  • Люки
  • Плотины
  • Водоудерживающие сооружения
  • Бассейны
  • Градирни
  • Открытые балконы
  • Резервуары для питьевой воды

Практическое руководство по использованию

Пенетрирующие гидроизоляционные добавки просты в использовании как на бетонном заводе, так и в смесителе на месте. Эти материалы должны быть добавлены в бетон после добавления всех других компонентов смеси. Бетон следует перемешивать в течение как минимум минуты после добавления комплексных гидроизоляционных добавок. Дозировка обычно составляет от 0,5 до 2,0% по массе цемента или согласно рекомендациям производителя. Полная гомогенизация материала должна быть обеспечена до укладки. Для достижения наилучших результатов при укладке бетона следует соблюдать надлежащие методы уплотнения и отверждения.

Заключение

Водостойкие добавки оказывают положительное влияние на долговечность бетона, уменьшая проникновение воды и, следовательно, хлоридов и т.д.. Поверхностное поглощение также уменьшается, и когда бетон подвергается воздействию агрессивных сред, эта добавка благотворно влияет на увеличение срока службы бетонной конструкции. Тем не менее, следует помнить, что правильное смешивание необходимо для обеспечения водоотталкивающей способности. Следует избегать чрезмерной дозировки и при использовании с другими добавками следует проверять на совместимость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Примеры наших работ

Смотреть все работы
Выведение ливневой канализации в дренажную систему
Выведение ливневой канализации в дренажную систему
Дренажный колодец
Дренажный колодец
Ввод ливневки в дренажную систему
Ввод ливневки в дренажную систему
Трещина в фундаменте
Трещина в фундаменте
Ремонт трещин в фундаменте
Ремонт трещин в фундаменте
Подготовка кирпичной стены к усилению эпоксидной смолой
Подготовка кирпичной стены к усилению эпоксидной смолой
Трещина, вызванная усадкой фундаментной плиты
Трещина, вызванная усадкой фундаментной плиты
Усиление проема окна
Усиление проема окна
Восстановление прочности кирпичного проема
Восстановление прочности кирпичного проема

Виды работ, которые мы делаем:

Гидроизоляция подвала под ключ выступает эффективным решением, при помощи которого удается защитить железобетонные, бетонные, другие конструкции от влаги.
Грунтовые воды и осадки представляют опасность для большинства строительных конструкций. Высокая влажность разрушает даже прочный бетон, повреждает металлическую арматуру и кирпичную кладку, нарушает герметичность подземных сооружений и емкостей. Поэтому качественная гидроизоляция является необходимой частью строительства.
Инъектирование позволяет оперативно устранить трещины, сколы, внутренние пустоты и другие дефекты бетона. Технология предполагает заполнение специальными защитными материалами, которые укрепляют и герметизируют обработанный участок.
Массивы кирпичной кладки инъецируют для повышения прочности и заполнения всех пустот
усиление зданий и сооружений всегда начинается с тщательного обследования наземных и подземных конструктивных элементов, прилегающей территории. Во время осмотра определяется и фиксируется тип имеющихся повреждений, а также степень их выраженности.
Цементация грунтов под основанием может потребоваться как из-за ошибок в первоначальном проекте, так и из-за необходимости увеличить несущую способность фундамента (например, для пристройки дополнительного этажа).
Укрепление может потребоваться как старым домам, так и недавно построенным зданиям.
Укрепление проводят, когда слабые или перенасыщенные водой грунты становятся препятствием для строительства.
Комплексный ремонт кирпичных сооружений часто включает не только восстановление целостности поверхности, но и ее гидроизоляцию. Надежная защита от воды предотвращает дальнейшее разрушение конструкции и продлевает срок ее службы.
Типовых причин нарушения гидроизоляционного слоя несколько. Самая распространенная — использование некачественных материалов. Особенно это касается зданий прежних лет застройки.
При введении инъекционных составов заполняются все трещины, поэтому такое усиление эффективно восстанавливает целостность основания. Кроме того, фундаментные конструкции защищаются от размывания грунтовыми водами.
Мы предлагаем заказать все работы по обустройству дренажа для защиты фундамента от воды в одном месте.
Гидроизоляция подвала под ключ выступает эффективным решением, при помощи которого удается защитить железобетонные, бетонные, другие конструкции от влаги.
Мы оказываем услуги как для владельцев уже эксплуатируемых домов, так и для тех, кто только планирует строительство. С нами можно проконсультироваться на любом этапе, чтобы подобрать эффективные материалы и уточнить стоимость работ.
Своевременная гидроизоляция трещин защищает бетон от грунтовых вод, упрощает текущий ремонт и увеличивает общий срок службы здания.
В компании «Дамар Технология» можно заказать услуги по гидроизоляции террасы любых размеров – от небольших на 10-12 м2 до крупных, с полезной площадью более 100 м2.
Изолировать резервуары можно как изнутри, так и снаружи. Работы необходимо выполнять перед вводом в эксплуатацию.
Работы по гидроизоляции пола могут выполняться с использованием распылителей.
Независимо от выбранной заказчиком методики, гидроизоляция подземного паркинга будет выполнена с соблюдением технологии и с использованием качественных материалов.
Причины и последствия нарушения герметичности швов могут быть разными, поэтому перед выбором оптимальной тактики ремонта обязательно нужно обследовать проблемный участок.
Для инъектирования тоннелей используют полиуретановые смолы, акрилатные, эпоксидные, цементные составы. Тип материала подбирается с учетом места протечки и особенностей подземной конструкции.
Чтобы надежно защитить приямок лифта, гидроизоляция может выполняться с использованием нескольких материалов.
Несмотря на постоянное появление новых стройматериалов, бетонные кольца по-прежнему широко используются для обустройства колодцев. Они подходят для сооружения источников питьевой воды, септиков накопительного типа и других задач.
Один из классических видов изоляции – обмазка пластичными жидкими мастиками. Они наносятся на поверхность и образуют водостойкое покрытие.
Если надежно герметизировать точки входы сетей в здания еще на этапе строительства, риск протечек на этих участках будет минимальным.
Внешний гидроизоляционный слой защищает бассейн от грунтовых вод, которые могут проникать из почвы.
Для защиты балконов и лоджий от воды используют разные материалы, в том числе мастики, сухие смеси, листовую и рулонную гидроизоляцию.
Показать весь список услуг

    Заказать услугу
    Оставьте заявку, мы перезвоним и ответим на любые вопросы, поможем оптимизировать стоимость, предложим выгодный вариант
    Пользуясь нашим сайтом, вы соглашаетесь с тем, что мы используем cookies
    Согласен