Добавки в бетон для водонепроницаемости, обзор

Влагостойкий железобетон – это особый тип материала, в котором отсутствуют поры и капилляры (пустоты), пропускающие основной объём влаги. Материал характеризуется повышенной плотностью, что определяет его специфические свойства, но этого недостаточно для обеспечения полной гидроизоляции.

Классы водостойкости

Марка бетона, относящаяся к степени водонепроницаемости, обозначается литерой «W», за которой следует числовое значение. Число может находиться в промежутке от 2 до 20 и определяет максимально допустимое давление жидкости.

Бетон с максимальной водостойкостью маркируется, как W20 и, наоборот. В частном домостроении достаточно использовать материал W4-W8, но при близком залегании грунтовых вод этот показатель можно увеличить до W12.

Пористость бетона

Как бы тщательно ни проводился замес бетонного раствора, при его заливке в теле конструкции всегда останутся поры. И чем их больше, тем ниже прочность бетона. Поэтому после заливки его обязательно утрамбовывают. Но поры остаются все равно, хотя и в небольших количествах. Эти поры и есть злейший враг бетонной конструкции.

Все дело в том, что вода, попадая в эти поры, зимой замерзает, расширяясь в объеме (до 9%). При этом на стенки пор начинает действовать большое давление, которое приводит к образованию трещин. Сначала это мини-трещины, которые перерастают год от года в большие щели.

Свойства гидроизоляционных присадок

Внимание. Гидроизоляционные присадки не устраняют поры и трещины в бетонной конструкции. Они создают водоотталкивающий барьер.

Данный барьер не допускает проникновение воды во внутрь материала. С такими добавки бетон имеет самый высокий уровень водонепроницаемости.

При таком способе усадка должна быть минимальной. Чтобы этого достичь строители делают следующее:

• Увлажняют свежий бетон в течении первых трех дней каждые три часа;
• Накрывают влажной мешковиной залитый бетоном участок;
• Используют специальное средство, которое образует пленку.

Водонепроницаемый бетон своими руками

Для начала нужно определиться, какой именно бетон Вам нужен: водонепроницаемый или морозостойкий.

Где нужен водонепроницаемый бетон?

Если Вы хотите быть уверенными, что вода не сможет пройти сквозь использованный Вами бетон, то Вам нужен водонепроницаемый бетон.

Например, водонепроницаемый бетон нужен, если Вы решили залить:

• фундаментную плиту или иные бетонные конструкции фундамента, не подверженные фильтрации воды;
• бетонный пол, стены подвала, погреба, гаража, изолирующие от грунтовой влаги;
• стены и днище выгребной ямы, непозволяющие нечистотам попасть в грунтовые воды;
• не пропускающие воду стены и днище декоративного пруда, водовода;
• водонепроницаемую стяжку на крыше подземного гаража, подвального помещения.

Где нужен морозостойкий бетон?

Морозостойкий бетон нужен, если Вы хотите быть уверенным, что увлажненный бетон при понижении температуры до отрицательной (в особенности после многочисленных циклов перехода температуру через нулевую в межсезонье) не разрушит замерзающая вода после воздействия дождя и иных атмосферных осадков, грунтовых вод, верховодки, талых вод и паводка. Чтобы ни лед внутри бетона, ни наледь снаружи не спровоцировали его разрушение. Например, если Вы решили изготовить:

• бетонную дорожку или отмостку, тротуарную плитку;
• стену над грунтом, контактирующую с отмосткой;
• бетонные ограждающие конструкции (забор, стены, ограждения, бордюры);
• бетонные декоративные элементы (постаменты, фигуры, декоративные изделия под натуральный камень);
• бетонные несущие конструкции (колонны).

Выбираем материал

Изготавливаем водонепроницаемый и морозостойкий бетон своими руками

Изготовление гидротехнического (водонепроницаемого) бетона с гидроизоляционной добавкой Дегидрол люкс марки 10-2 своими руками:

Рецептура бетонной смеси и дозировка добавок

Дозировка обоих добавок одинакова и, как правило, составляет 4 л на 1 м 3 бетона. Соответственно на бетоносмеситель, в котором замешивается единовременно 100 л бетона (т.е. примерно 200-240 кг), Вам потребуется всего 0,4 л Дегидрола или Бетоноправа.

Ориентировочная рецептура водонепроницаемого бетона:

Ориентировочная рецептура морозостойкого бетона:

• во второй строке указана рецептура бетонной смеси для наиболее ответственных участков, обеспечивающая, наряду с увеличенной водонепроницаемостью, дополнительное упрочнение и ускоренный набор прочности;
• если морозостойкость требуется наряду с водонепроницаемостью бетона, то используют добавку Дегидрол люкс марки 10-2.

Чтобы сразу подобрать требуемую для Вас пластичность бетонной смеси, следует сначала залить в бетоносмеситель воду, затем добавку, а потом туда постепенно добавлять в необходимых пропорциях цемент, песок и щебень. Через 5 минут перемешивания бетонная смесь для гидротехнического бетона готова.

Помните:

1. Количество воды не должно превышать массу цемента более чем на 40%, т.е. на 1 мешок цемента (50 кг) должно уходить не более 20 л воды. Чем меньше Вы возьмёте воды при приготовлении бетона, тем он будет качественнее.
2. Количество цемента на 1 м 3 бетона должно быть не менее 350 кг.
3. Не допускается добавлять в бетонную смесь глину или использовать глинистые заполнители, включая отсевы дробления и суглинок.
4. Толщина бетонной стенки (стяжки) должна быть, как минимум, в три раза больше максимального размера щебеночного камня, т.е. для щебня фракции 5-20 мм минимальная толщина заливаемого бетона составляет 60 мм (рекомендуемая не менее 100 мм).
5. После заливки бетонная смесь должна быть тщательно уплотнена, чтобы не оставалось пустот.

Когда бетон залит, помните про уход и про гидроизоляцию стыков!

Обмазочный вариант

Для гидроизоляции бетонных поверхностей их обмазывают специальными гидроизоляционными составами, которые проникают в толщу бетона и закупоривают поры.

Водонепроницаемый бетон можно получить путем нанесения на его поверхность обмазочных материалов. В качестве них можно использовать горячие смеси на основе битума, мастики. Для этого важно подготовить поверхность бетона к обработке. Она очищается. Затем наносится 2 слоя грунтовки. Первый включает в себя медленно действующий растворитель, второй – быстро действующий. Эти слои способствуют лучшему сцеплению обмазочного раствора и поверхности бетона. Обмазочный материал наносится двумя слоями. Сперва один, затем второй. Уже через несколько минут можно наблюдать, как на бетоне образуется особая защитная пленка.

Данный способ оптимальнее окрасочного, так как более прочный. Но он имеет и ряд недостатков. Самый главный из них заключается в том, что даже при небольшой деформации бетона и его поверхности обмазка может разрушиться. Кроме того, нередко бывают случаи стекания обмазки. Причина этому – неправильный подбор мастики. Очень важно знать, что обмазка наносится в 2 слоя, толщина каждого около 2 мм. После нанесения перового слоя требуется тщательно проверить качество покрытия и только после этого продолжать работу.

Какая марка бетона используется?

Для проведения ответственных работ (исключая укладку придомовой отмостки) применяются бетоны марок М300-М450. Оптимальным вариантом, исходя из технико-эксплуатационных характеристик и стоимости, является М400.

• Водонепроницаемость – W8;
• Относительная плотность – 2400-2700 килограмм на кубический метр;
• Прочность на сжатие – класс B30;
• Пластичность и жесткость – П3, Ж3;
• Морозоустойчивость – до 300 полных циклов замораживания и размораживания;
• Усадка по конусу – 4-7 сантиметров без использования добавок в виде расширителей.

Абсолютный пропорциональный состав:

• 1 часть цемента марки М500;
• 1,6 части песка;
• 3,2 части щебня.

Массовые значения компонентов бетона М400 из расчёта на 1 кубический метр готовой смеси:

• 390-410 килограмм цемента;
• 150-170 литров воды;
• 640-660 килограмм песка;
• 690-710 килограмм щебня фракции 20 миллиметров;
• 450-460 килограмм щебня фракции 10 миллиметров;
• 3-7 килограмм добавок.

1. Водостойкие бетоны

1.1. Особенности водостойких бетонов

Работа водостойкого бетона заключается в том, чтобы:

• либо «отталкивать» воду (не смачиваться), что обеспечивается применением гидрофобизаторов:

Фото 1. Работа гидрофобизатора

• либо не пропускать воду внутрь, но если нет давления воды (как при обрызгивании или ином незначительном увлажнении), что обеспечивается частичным заращиванием капилляров путём применения кольматирующих материалов в минимальных дозировках, а лучше специально разработанных материалов для частичной кольматации (как, например, Контацид марки 3):

Фото 2. Работа Контацида марки 3

При этом пористость бетона либо практически не изменяется (в случае гидрофобизации), либо уменьшается незначительно (в случае частичной кольматации), поэтому вода под давлением может проникнуть сквозь такой бетон. К примеру, по данным А.А. Алентьева и др. «Кремнийорганические гидрофобизаторы» критическое давление, которое способны выдерживать гидрофобизированные тела (угол краевого смачивания 140°), в зависимости от диаметра пор составляет:

Отсюда и основное применение водостойких (и особенно гидрофобизированных) бетонов — над уровнем воды (т.е. защита от сырости и коррозии):

• стены в надземной части конструкции с наветренной стороны;
• бетонный пол в цехах, складах, не соприкасающийся с грунтовыми водами.

1.2. Получение водостойкого бетона

Получить водостойкий бетон можно:

• из бетонной смеси, например, введя в неё гидрофобизатор или кольматирующую добавку (оптимизированную по количеству и рецептуре — такую, как Контацид марки 3 (для высокопористых бетонов) или Бетоноправ люкс марки 2 (для низкопористых бетонов));
• либо обработав существующий бетон гидрофобизатором или кольматирующей пропиткой (оптимизированной по количеству и рецептуре — такой, как раствор Контацида марки 3).

Однако, применяя гидрофобизатор, следует помнить о его особенностях. Любой гидрофобизатор за счёт своих водоотталкивающих свойств (т.е. целевого эффекта — см. фото 1) является материалом, препятствующим:

• проникновению в подложку водных растворов, в т.ч. кольматирующих поры;
• смачиванию подложки и сцеплению с нею водосодержащих растворов, в т.ч. растворов на основе цемента, извести, гипса, а также водоэмульсионных лакокрасочных материалов.

Соответственно, при эффективной гидрофобизации в последующем можно столкнуться с проблемами, связанными невозможностью качественного:

• ремонта и омоноличивания подложки;
• декоративной обработки подложки.

Принимая во внимание эти особенности гидрофобизаторов, создание водостойких бетонов с использованием системы совместимых материалов Дегидрол, Бетоноправ, Контацид основано на частичной кольматации (см. фото 2).

Изготовление водостойкого бетона с применением системы Дегидрол, Бетоноправ, Контацид

Для изготовления однородного повышено водостойкого бетона, в т.ч. на пористых заполнителях можно использовать оптимизированную добавку Бетоноправ люкс марки 2 в количестве 3-4 л на кубометр бетонной смеси. Эта добавка также придаёт бетону коррозионную стойкость (морозостойкость) и дополнительно повышает его водонепроницаемость.

Пример рецептуры водостойкого бетона:

В случае ячеистых бетонов (пенобетонов, газобетонов) следует использовать Контацид марки 3.

Водостойкие бетоны не способны эффективно противостоять давлению воды, они стойки к воздействию брызг воды или к небольшому увлажнению, т.е., главным образом, сырости. Если Вам необходимо, чтобы бетон противостоял давлению воды, например, в подземных конструкциях или в резервуарах, то вам нужен водонепроницаемый бетон.

Состав и производство водонепроницаемого бетона своими руками

Добиться эффекта влагостойкости бетона можно, используя особые вещества. Есть несколько видов состава:

Портландцемент (ПЦ)

Это гидравлически вяжущее вещество, в состав которого входит силикат кальция «Алита», добавки (клинкер, гипс, минералы). Стройматериал сделан по ГОСТу 10178.85 и 31108.2003. Марки ПЦ: М400, М500, М600.

Пуццолановый

Имеет свойство твердеть в воде и влажных условиях, приготовлен по методу совместного измельчения цементного клинкера и минеральных добавок. Изготовлен по ГОСТу 970-61. Марки: М300, М400.

Пластифицированный

Сопротивляемость к влаге достигается за счёт плёнки и поверхностно заряженных частиц. Получают его с помощью помола портландцемента и введения в смесь добавок.

Полимерный

Состав из полимеров образует плёнку на входящих в бетонную смесь наполнителях (песок и щебень). Изготовить водостойкий бетон можно своими руками. Для этого выбирают правильное соотношение гравия и песка, а также воды и цемента в растворе (табл. 2).

Таблица 2 – Пропорции и соотношение гравия, цемента, песка

Таблица 3 – Пропорции водонепроницаемого цемента с добавкой

Для подбора подходящей пластичности соблюдается определенная процедура очерёдности введения наполнителей в бетономешалку:

1. Вода.
2. Добавка (Дегидрол люкс 10-2).
3. При соблюдении пропорций добавляются цемент, песок и щебень (см. табл. 3).

Перемешивается смесь в бетономешалке 5-7 минут.

При самостоятельном производстве бетонной смеси важно учитывать ряд факторов:

1. Воды не должно быть более 40% от цемента: на 1 мешок объёмом 50 кг не больше 19 л воды.
2. Нельзя добавлять глину в смесь.
3. После заливки важно уплотнить смесь, предотвращая появление пустот.

Как приготовить раствор своими руками?

Изготовление бетона вручную происходит для фундамента или с целью мелких ремонтных работ. Водонепроницаемость смеси при этом рассчитывается из количества и свойств выбранных ингредиентов. Качество отдельных компонентов также влияет на значение сопротивляемости воды. В домашних условиях замес происходит с помощью бетономешалки электрического типа или путем ручного смешивания. В первом варианте необходим бесперебойный поток электрического тока, что может быть проблемой на строительной площадке. Второй способ приготовления своими руками неудобен из-за физической нагрузки и необходимости постоянно помешивать смесь для предупреждения преждевременного застывания.

Очередность закладывания компонентов одинакова в обоих случаях. Сперва закладывают цемент в виде горки с ямкой посередине, в которую добавляют песок и аккуратно перемешивают. После формирования очередной воронки в центре происходит заклад щебня или гравийных частиц. На этом этапе важно тщательно смешать сухие компоненты. После этого добавляют необходимые примеси, чтобы ухудшить водопроницаемость бетона или с целью увеличения морозостойкости. Разбавление сухого компонента водой происходит в последнюю очередь. Количество воды строго регулируется и зависит от необходимой консистенции и текучести.