Влияние водонепроницаемости на легкий бетон

Вода для людей не только источник жизни, но и главный помощник. Она, так или иначе, используется в большинстве строительных процессов. Кроме того, большинство материалов в той или иной мере впитывают влагу, что приводит к изменению многих характеристик. У строительных материалов физические свойства определяются параметрами физического состояния материалов под воздействием внешней среды и условий их работы (действие воды, высоких и низких температур и т. п.).

Изобретение цемента и дальнейшее его смешивание с камнем (щебнем, гравием), песком и водой, позволило получить инновационный строительный материал под названием бетон. Бетон может выдерживать без фильтрации давление воды 30 и более атмосфер, он является самым распространённым строительным материалом, и большинство сооружений, предполагающих контакт с водой, выполняют именно из бетона. Одно из важных свойств бетона является его водонепроницаемость, который определяется фильтрацией воды через сквозные капилляры, трещины и дефекты контактной зоны. Водонепроница́емость (англ. Water tightness) — характеристика материала, измеряемая в СИ в метрах или паскалях [2]. Водонепроницаемость бетона зависит, в основном, от В/Ц, вида вяжущего, а также от содержания в бетоне тонкомолотых и химических добавок, условий твердения и возраста бетона. Кроме того, на водонепроницаемость бетона влияет структура пор. Понизив В/Ц, мы уменьшаем макропористость и повышаем водонепроницаемость бетона. Уменьшить В/Ц можно повышением расхода цемента при постоянном расходе воды, применением пластифицирующих добавок, в особенности суперпластификаторов, которые понижают водопотребность бетонных смесей на 20-30 %. пропускать через себя воду [4].

В современной строительной индустрии к бетонам относятся все виды смесей на цементном вяжущем с добавлением мелких и крупных заполнителей. Качество бетона – это ключевой момент в строительстве, поскольку от него зависит надежность несущих конструкций и фундамента. Данный параметр в свою очередь определяется несколькими факторами. Первый из них – это компоненты искусственного камня. Легкие бетоны – это материал, плотность которых не превышает 1800 кг/м³. Они используются для различных целей и подразделяются на легкие и особо легкие. Первая группа относится к верхней части занимаемого этими материалами диапазона плотностей: 500-1800 единиц, а вторая – это все бетоны, плотность которых ниже 500 кг/м³. Как правило, легкие бетоны применяют для создания стен или других конструкционных элементов внутри помещения, поэтому проблема проницаемости не стоит так остро, как для тяжелых составов, однако, есть и другой искусственный камень, относящийся к легкому типу – конструкционный. Анализируя экспериментальные результаты [1] выявлено, что при одной и той же затрате цемента легкобетонные образцы в 28 – дневном возрасте имели прочность на сжатие, не уступающую прочности на сжатие образцов из тяжелого бетона. Следует отметить, что прочность песчаного раствора при большем расходе цемента обеспечивает приблизительно такую же прочность, как у легкого бетона при расходе цемента, т.е. и для легких бетонов использование крупных фракций заполнителя является целесообразно [1]. Большую часть легких смесей изготавливают с применением различных пористых заполнителей. Они могут быть искусственного происхождения, как керамзит, перлит и шлаковая пемза, или естественного: туф, пемза [3]. Например, прочностные свойства пемзовых образцов существенно отличаются друг от друга, в отличие от прочностных свойств базальтовых образцов из – за наличия большим количеством пор у пемзовых образцов [1]. В ряде случаев легкие бетоны используются, когда требуется снизить собственную массу опорных конструкций. К примеру, данный ход очень актуален, если необходимо создать многопролетную конструкцию. Поскольку такие протяженные бетонные элементы используются для строительства мостов, то состав должен отличаться минимальным уровнем проницаемости. Водонепроницаемость легкого бетона показывает не только его способность удерживать воду под определенным давлением, но и косвенно характеризует степень морозостойкости. Поэтому, именно проницаемость можно использовать как комплексную меру надежности конструкционного бетона. Специалисту достаточно узнать марку смеси и коэффициент водонепроницаемости, чтобы получить полное представление о материале. Для большинства легких бетонов проблема повышения водонепроницаемости стоит очень остро, однако текущая ситуация в сфере их производства является уступкой теплоизоляционным характеристикам. Современные технологии не позволяют получить бетон, который будет сочетать высокую прочность, низкую проницаемость и служить хорошим теплоизолятором.

Таким образом, без сомнения, изобретение цемента и бетона означает прорыв в строительной индустрии XIX века. Однако, ключевая проблема – это вода, т.е. главный враг строительных конструкций [5]. Существует и другая ключевая проблема, которая мешает производителям бетона, кроется в низкой плотности легких смесей. Поскольку фильтрация жидкости через искусственный камень подчиняется общим законам, а сам материал состоит из частиц, которые соединены друг с другом лишь небольшой частью поверхности, то плотность играет решающую роль. Чем выше объемный вес материала, тем хуже он проводит воду. Еще одна проблема легких бетонов – поры. В этих материалах они повсюду: и в самом камне, и в заполнителе. Чем больше подобных полостей, тем быстрее вода пройдет сквозь материал, и тем меньшее её давление для этого потребуется.

Литература

1. Багдасарян И.Р. Разработка технологии легкого конструктивного бетона на сырьевой базе НКР. Диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Ереван 2013г. с.124.

2. Водонепроницаемость - Википедия. Электронный ресурс: ru.wikipedia.org/ wiki / Водонепроницаемость…

3. Воробьев В.А., Комар А.Г. Строительные материалы. Учебник для вузов. М. Стройиздат.1971. с.496.

4. Долговечность бетона: водонепроницаемость и ...Электронный ресурс: mstspb.ru/.../144-dolgovechnost-betona-vodonepronicaemost-vodopogl...‎

5. Коварный друг. Разрушительные свойства воды. Электронный ресурс: www.domidei.ru/.../Коварный_друг_Разрушительные_свойства_воды‎...