Первичные и вторичные методы защиты бетона. Проникающая гидроизоляция бетона

Любые строительные работы должны быть спланированы и проведены таким образом, чтобы получить качественное прочное сооружение, надежно противостоящее различным агрессивным воздействиям среды (осадки, влажность, перепады температур, техногенные факторы (в воздухе и осадках могут присутствовать растворы кислот и щелочей, солей тяжелых металлов и т.д.)).

Каким бы прочным ни был бетон, он имеет определенные слабые места, и при строительстве необходимо это учитывать.

Какие слабые места есть у бетона?

Внешне этот материал выглядит очень прочным; недаром его называют искусственным камнем.

Однако его структура пористая, содержит капилляры, микротрещины, образовавщиеся во время усадки притвердении, и поры от испарившейся влаги замема. Из школьного курса физики мы знаем, что по капиллярам влага легко поднимается и втягивается внутрь, а для бетона этот процесс далеко не безобиден:

1. в условиях влажности повышается активность бактерий, плесени и грибов, продуктами жизнедеятельности которых являются органические кислоты и щелочи, разрушающие бетон;
2. при отрицательных температурах вода замерзает и расширяется, постепенно разрушая бетон;
3. в бетоне, который уже начал подвергаться коррозии, скапливается еще больше влаги, процесс разрушения ускоряется в геометрической прогрессии.

Вот почему необходимо своевременно принять меры по защите бетона от агрессивных воздействий среды.

В каких случаях необходима гидроизоляция

При проектировании строительных работ учитываются следующие факторы:

1. климатические условия региона по СП 131.13330;
2. уровень и направление потока грунтовых вод, их состав, наличие в грунте и подземных водах агрессивных веществ;
3. возможность сезонного повышения грунтовых вод;
4. температурно-влажностные условия внутри и снаружи здания;
5. состав газовой среды;
6. вредные воздействия на конструкцию, которые могут иметь механический, термический, биологический характер.

При реконструкции и ремонте учитываются также причины повреждения конструкции.

Важно!

Влага может поступать в бетонные конструкции не только из грунта, но и из воздуха, от осадков, которые могут быть кислотными или щелочными.

Таким образом, следующие типы сооружений требуют защиты от влаги:

• конструкции, которые непосредственно контактируют с неблагоприятной окружающей средой (наружные стены зданий);
• фундаменты, подвальные и цокольные этажи зданий на влажных грунтах и грунтах с высоким уровнем залегания грунтовых вод;
• производственные и технические помещения, в которых может быть повышенная влажность;
• гидротехнические сооружения;
• бассейны.

Методы защиты бетонных конструкций

Существующие методы защиты бетонных сооружений от влаги делятся на три вида:

1. методы первичной защиты;
2. методы вторичной защиты;
3. специальные меры.

Методы первичной защиты бетона

Первичная защита от коррозии выбирается при проектировании конструкций; именно тогда выбираются конструктивные решения, снижающие воздействие агрессивных факторов и подходящие по свойствам материалы.

Методы первичной защиты направлены на то, чтобы изначально сделать бетон более устойчивым к агрессивным внешним воздействиям. И прежде всего, нужно правильно выбрать тип вяжущего.

Выбор цемента

Для приготовления бетонной смеси рекомендуется использовать следующие типы цементов:

1. портладнцементы;
2. шлакопортландцементы;
3. портландцементы с минеральными добавками;
4. сульфатостойкие цементы;
5. глиноземистые цементы;
6. цементы низкой водопотребности;
7. безусадочные цементы.

Тип цемента выбирается в зависимости от характера агрессивной среды, например:

1. в твердых и газовых агрессивных средах используют портландцементы с минеральными добавками;
2. в жидких агрессивных средах с содержанием сульфатов — сульфатостойкие цементы и шлакопортландцементы;
3. в жидких средах с содержанием хлоридов — шлакопортландцемент, пуццолановый цемент, портландцемент с минеральными добавками.

Важно!

Для применения в условиях агрессивной среды допускаются только бетоны марок выше W6 по водонепроницаемости (самая высокая марка — W20).

Выбор заполнителей

Для конструкций, которые будут эксплуатироваться в агрессивных средах, выбирают следующие типы заполнителей:

1. кварцевый песок класса I или пористый песок, в некоторых случаях песок класса II в качестве мелкого заполнителя;
2. фракционированный щебень, гравий и щебень из гравия марки по дробимости не ниже 800 как крупный заполнитель;
3. щебень из осадочных пород марки по дробимости не ниже 600 и водопоглощением не выше 2%.

Применение добавок в бетонную смесь

Чем меньше в бетоне пор и капилляров и чем меньший диаметр они имеют, тем меньше воды будет попадать в толщу материала. Соответственно, появляется задача сделать структуру бетона более плотной. Для этого используются следующие методы:

1. Снижение водоцементного соотношения. В принципе, для обеспечения протекания реакций гидратации достаточно в/ц, равного 0,3. На практике используется в/ц 0,45–0,55 и выше, чтобы повысить подвижность бетонной смеси. Однако излишки воды, не прореагировав с компонентами цемента, испаряются, оставляя дополнительные поры в толще бетона, что негативно влияет на его плотность.
2. Применение пластификаторов. Эти химические добавки обладают пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами. Они позволяют снизить в/ц и при этом увеличить подвижность смеси. В итоге бетонная смесь укладывается плотно, без пустот, количество и диаметр пор сокращаются. Дополнительный плюс — возможность сэкономить до 20% цемента, а также уменьшить расход воды. Благодаря тому, что пластификатор продлевает срок жизни раствора и предотвращает расслаивание, применение этой добавки оправдано и на растворных узлах, и в частном строительстве, когда требуется время для транспортировки смеси либо для не слишком высокого темпа работ, выполняемых вручную.
3. Применение гидрофобизирующих добавок, в том числе, совместно с пластификаторами. Такой метод называется объемной гидрофобизацией, ведь гидрофобность бетона повышается во всем его объеме. Особенно часто объемная гидрофобизация используется при устройстве фундаментов, цоколей и подвалов. Гидрофобизаторы в бетонной смеси вытесняют пузырьки воздуха, а вследствие того, что они более плотно обволакивают частицы цемента, смесь становится более подвижной и укладывается плотнее. В итоге получается водостойкий бетон. Гидрофобизирующие добавки бывают сухие (порошковые), в виде пасты либо жидкие, готовые к работе. Последние легко дозировать и добавлять в воду затворения.
4. Применение фиброволокна с целью уменьшить усадку бетона и избежать образования трещин.
5. Объемная гидрофобизация инъекционным методом. Она может быть сделана уже на готовом изделии. В бетоне просверливают отверстия, в которые вносят гидрофобизатор. Это дорогой, но не такой надежный метод защиты, потому что требует многократной проверки насыщения бетона гидрофобизатором, такая работа проводится только в лабораторных условиях на образцах, отобранных на объекте.

Методы первичной защиты обеспечивают, в том числе, и морозостойкость бетона.

Важно!

В состав бетонной смеси для железобетонных конструкций не рекомендуется вносить хлориды, поскольку они способствуют коррозии металлической арматуры.

Советуем изучить: Гидроизоляция бетона

Методы вторичной защиты

Выбор системы вторичной защиты нудно выполнять по Своду Првил Сп 28.13330-2012 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Если для слабоагрессивной среды, как правило, достаточно методов первичной защиты, в условиях средне- и сильноагрессивной среды применяют первичную и вторичную защиту совместно (и иногда дополнительно — специальную защиту).

К методам вторичной защиты относятся методы, обеспечивающие поверхностную защиту:

1. покрытие мастикой или лакокрасочными материалами;
2. обмазка на основе полимерных, битумных материалов и жидкого стекла;
3. штукатурные покрытия;
4. облицовка штучными элементами;
5. оклейка листовыми, пленочными, рулонными материалами;
6. уплотняющая пропитка верхнего слоя;
7. обработка составами проникающего действия (кольматирующие растворы);
8. обработка гидрофобизирующими составами;
9. обработка биоцидами (для предотвращения развития жизнедеятельности бактерий, плесени, грибка).

Выбор метода вторичной защиты производится в зависимости от типа сооружения и характера агрессивной среды.

Технология гидроизоляции стыков и швов

В любой бетонной конструкции обязательно есть швы. Это могут быть конструктивные, усадочные, температурные и другие виды швов, а также стыки в местах соединения отдельных элементов конструкции. Все эти швы и стыки — потенциальные места протечек, поэтому они требуют надежной гидроизоляции, для чего используются следующие методы:

1. нанесение лакокрасочных материалов;
2. использование специальных герметиков для швов;
3. гибкая обмазочная гидроизоляция;
4. промазка проникающим материалом.

Проникающая гидроизоляция для бетона

На сегодняшний день обмазочные и оклеечные методы считаются трудоемкими. Помимо прочего, их эффективность не всегда достаточна: под обмазочным или наклеенным слоем может появляться конденсат, и в итоге разовьется плесень.

Поэтому сейчас в качестве вторичной защиты стараются выбирать пропитки проникающего действия. Они могут работать по-разному:

• вступать в реакцию с верхним слоем бетона, образуя более плотное соединение (кольматирующие добавки);
• образовывать тонкую обволакивающую пленку, которая не мешает бетону «дышать».

Пропитки могут изготавливаться на основе органических или минеральных веществ.

Пропитки на основе органических компонентов

Они изготавливаются на основе эпоксидных смол, акрила, полиуретана. Заполняя поры верхнего слоя бетона, они делают его водонепроницаемым. Их наносят при помощи валиков, кистей или распылением на очищенную от любых загрязнений поверхность.

Срок службы такого покрытия составляет до 15 лет при условии периодического обновления.

Пропитки на основе минеральных (неорганических) компонентов

Это пропитки проникающего действия, которые изготавливаются на основе силиконов.

Их наносят на увлажненную поверхность, благодаря чему запускаются реакции между компонентами пропитки и бетона с образованием особо прочных кристаллических соединений, которые как бы срастаются с бетоном. Таким образом, бетон защищен не только на поверхности, но и на 10–12 см вглубь.

Проникающую гидроизоляцию используют для поверхностей, активно контактирующих с водой, как снаружи, так и внутри конструкций.

Эти пропитки не требуют обновления, наносятся один раз.

Согласно ГОСТ 31357, проникающие гидроизоляционные смеси повышают марку водонепроницаемости бетона не менее, чем на две ступени, а также увеличивают прочность и морозостойкость.

Недостатки проникающей гидроизоляции для бетона

При правильном применении говорить о недостатках проникающей гидроизоляции не приходится. Проблема возникает, когда этим методом начинают пользоваться, как универсальным.

Однако, согласно СП 28.13330, в первую очередь в новом строительстве необходимо применять первичные средства защиты. Вторичные, в том числе, проникающая гидроизоляция используются как дополнительные, если средств первичной защиты недостаточно.

Также необходимо учитывать ограничения по использованию этого типа гидроизоляции: это старый бетон, выщелоченный, с большими порами, а также любые пористые материалы (кирпич), блочные конструкции.

При выборе методов защиты бетона от агрессивной среды следует учитывать тип конструкции и характер среды, получить грамотную консультацию специалиста и использовать только надежные, проверенные материалы и добавки, например, продукцию компании CEMMIX.