Понятие водонепроницаемого бетона.
Начнём описание системы гидроизоляции с водонепроницаемого бетона. Вы, наверное полагаете, что водонепроницаемый бетон - это особенный бетон с уникальными свойствами за большие деньги? Вы почти правы. Да, это особенный бетон - точнее плотный бетон, в котором нет таких пор и капилляров, через которые вода бы проходила насквозь, но достаточно ли этого? В любом бетоне есть швы, причём швы конструктивные, т.е. те без которых нельзя обойтись. Помимо этого в фундаменте есть различные отверстия: вводы коммуникаций, деформационные швы и т.п. Поэтому в понятие "водонепроницаемый бетон" входит не только плотный бетон, но и шовные заполнители, герметизирующие швы.
Вообще, понятие водонепроницаемый бетон относится только к монолитным конструкциям, в сборных фундаментах - много швов и они подвижные - поэтому добиться водонепроницаемости нельзя.
Получение водонепроницаемого бетона.
Прежде чем понять, как получить водонепроницаемый бетон, давайте разберёмся с тем, как вода может проникнуть сквозь него. Для этого нам придётся "с головой окунуться" в понятие БЕТОН.
Бетон - это искусственный камень, состоящий из вяжущего, воды, различных заполнителей и добавок.
Цемент - вяжущее, склеивающее между собой заполнители - щебень и песок.
Вода в бетоне вступает в реакцию с цементом. В ходе реакции образуется твёрдый цементный камень, прочно сцепляющий заполнители между собой.
Добавки могут придавать бетону и бетонной смеси необходимые свойства: ускорять реакции вяжущего, или наоборот замедлять их, повышать прочность и плотность бетона, морозостойкость, пластичность смеси при укладке и т.д.
Вода в бетонной смеси нужна не только для реакции с цементом, она нужна и для увеличения пластичности. Казалось бы, чем больше воды в смеси - тем лучше, и пластичность высокая и для реакции её предостаточно. Здесь есть одно большое НО. Что происходит с водой после твердения бетона? Если Вы сталкивались с бетонами, то можете сказать, что процесс твердения и набора прочности бетоном никогда не останавливается, и будете совершенно правы. Только основные процессы происходят в течении 28 суток, далее всё намного медленнее и потребности в воде значительно меньше. Так вот, вода, которая не вступила в реакцию в течение 28 суток, испаряется из бетона. После испарения на её месте остаются поры и капилляры. А чем более пористый бетон, тем проще воде просочиться сквозь него. Делаем вывод: необходимо подобрать такое минимальное количество воды, чтобы её было достаточно для реакции, с минимальными последующими испарениями. Как при этом быть с пластичностью?
Рассмотрим процесс укладки бетонной смеси в опалубку - бетонирование. Жёсткая бетонная смесь трудно укладывается в опалубку и трудно уплотняется. Возникает вторая сложность: в результате недостаточного уплотнения бетонной смеси появляются слабые места в бетоне: раковины, выбоины, каверны. Наверняка вы встречались с недоуплотнённым бетоном - его поверхность неровная и виден заполнитель, а иногда даже арматура... Т.е. бетон просто обязан быть пластичным! Замкнутый круг? Нет. Для повышения пластичности с минимальным количеством воды вводят добавки. Существуют так называемые пластифицирующие добавки, которые могут придать бетонной смеси почти жидкое состояние - смесь сама уплотняется без помощи вибраторов и прочих инструментов.
Мы рассмотрели две причины проникновения воды сквозь бетон:
1. Поры, вызванные избытком воды в смеси.
2. Дефекты, вызванные недоуплотнением смеси.
Есть ещё одна причина - образование трещин. В результате появления трещин, особенно сквозных, вода интенсивно проходит сквозь бетон. Откуда берутся трещины? Они появляются от деформаций здания, которые происходят неизбежно, если грунтовое основание не скала. Грунт основания сжимается под весом здания, и основное сжатие происходит в первый год эксплуатации объекта. Если монолитная конструкция просчитана на эти деформации, то, возможно, трещин не образуется. Хотя абсолютно достоверно никто не знает, как поведёт себя грунтовое основание под зданием. За появление трещин ответственны проектировщики, которые рассчитывали фундамент и, конечно, строители. Оставим это на их совести, а вот бороться с двумя первыми причинами сможем мы.
Итак, мы выяснили: чтобы бетон стал плотным необходимо применять специальные добавки. Для получения водонепроницаемого бетона можно делать его суперпластичным, либо ввести добавки, которые после испарения воды заполняют поры.
Давайте детально рассмотрим первый тип добавок - пластифицирующих.
Чтобы понять принцип работы добавок в бетон, нам придётся ненадолго окунуться в строительную химию.
Разновидностей пластифицирующих добавок множество, но принципы работы схожи. Некоторые, попадая в бетонную смесь, образуют скользящую плёнку на поверхности цементных частиц, тем самым увеличивая подвижность бетонной смеси.
Другие, создают электрические заряды вокруг частиц цемента. Вы ещё не забыли из курса физики, что разнозначные заряды притягиваются, а одноимённые отталкиваются? Так вот, заряжая частицы цемента одноимёнными зарядами, добавка "заставляет" их отталкиваться друг от друга. Хаотично разлетаясь частицы не комкаются и все вступают во взаимодействие с водой. Цемент становится более "активным".
Однако из этого множества добавок можно выделить один тип - добавки, способные создавать плёнку на поверхности и электрический заряд одновременно. К ним относятся добавки на основе поликарбоксилатов. Звучит эффектно, не так ли? Эти добавки не только эффектно звучат, они очень эффективны: малая пропорция добавки позволяет сделать бетон самоуплотняющимся (около 1 литра на 1м3 , когда иным добавкам требуется более 10 литров). Кстати, этот тип добавки относится даже не к группе суперпластификаторов, они являются ГИПЕРпластификаторами.
Резюмируем: используя добавки получаем удобоукладываемую бетонную смесь, которая после твердения превратится в плотный, прочный, морозостойкий и, самое главное, водонепроницаемый бетон.
Второй тип добавок: уплотняют бетон после твердения. Каким образом? Химические компоненты добавок вступают в реакцию со "свободным" цементом и водой. В результате реакции образуются нерастворимые соединения, которые, как раз, и заполняют поры в бетоне. Бетон становится более плотным, морозостойким и водонепроницаемым. К этим добавкам относятся добавки на основе микрокремнезёма и добавки проникающего действия. Последние можно не только добавлять в бетонную смесь, ими зачастую обрабатывают бетонную поверхность. Компоненты проникают в тело бетона и заполняют поры. Этот процесс часто называют кольматация (кольматирование).
Рынок наполнен разными марками материалов проникающего действия:
- Импортные: Пенетрон, Вандекс, Ксайпекс.
- Отечественные: Гидротекс, Кальматрон, Лахта, Акватрон, Гидро-S и другие.
Состав данных материалов прост: цемент, песок и специальные химические добавки. Модификаций тоже в связи с этим много, например, если много цемента и песка, то материал не только проникает внутрь, но и образует плотную "корку" на поверхности бетона - двойная защита. Если наоборот, химической добавки больше, то материал более активен и может глубже проникать в бетон. Обращаю Ваше внимание на то, что материалы проникающего действия эффективны только в монолитных конструкциях. В сборных фундаментах имеются подвижные швы между блоками, которые периодически трескаются, и никакой проникающий материал не спасёт - помните об этом.
Совсем забыл, есть ещё один тип добавок - полимеры. Зачастую при строительстве бассейнов применяются латексные полимеры. Латекс добавляют в бетонную смесь. Он создаёт дополнительный пластифицирующий эффект, и в бетоне покрывает всё тонкой полимерной плёнкой. Такой бетон не пропускает воду даже при образовании трещин. А это особенно важно при строительстве различных ёмкостей. Представьте ситуацию: в подвале частного дома находится бассейн, и вдруг после очередного наполнения бетон трескается и через трещину начинает выходить вода. Сначала медленно, а потом трещина раскрывается ещё больше. И все 50 кубических метров воды оказываются в подвале и под фундаментом... Как вы думаете, что произойдёт с домом? А с хозяином?
Итак, подводя итог, водонепроницаемого бетона можно добиться тремя материалами:
1. Пластифицирующие материалы,
2. Кольматирующие материалы,
3. Полимерные материалы.
Применять их можно по отдельности и в комбинации. При этом не забываем, что даже применив все три материала вместе - полной водонепроницаемости конструкции мы не добьёмся. Швы в монолитном бетоне были, есть и будут.
