8 (499) 340-19-24

г. Москва, Болотниковская, 11
8 (499) 340-19-24
8 (977) 613-80-14

Модифицирующие добавки для бетона — гидроизоляция

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.

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.

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

Ограничения

Области применения

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.