Влияние рецептурно- технологических факторов на водонепроницаемость бетона
Основными путями фильтрации воды через бетон являются:
капиллярные поры ( особенно сквозные);
дефекты ( нарушение сплошности контактной зоны между цементным камнем и заполнителем);
трещины технологического усадочного или эксплуатационного происхождения.
В связи с этим, основные принципы регулирования состава и технологии получения водонепроницаемого бетона сводятся к следующему:
уменьшение величины водоцементного отношения с целью уменьшения капиллярной пористости:
B-2nαЦ В/Ц-2nα
П
к = = Ц , где
10 10
n- количество химически связанной воды ( n≈0,25);
α- степень гидратации ( α≈0,6 в проектном возрасте)
Между водонепроницаемостью и капиллярной пористостью существует зависимость, представленная ниже:
Практически капиллярная пористость реализуется подбором «идеальной» гранулометрией и применения суперпластификаторов в сочетании с длительным благоприятным влажным режимом твердения.
Использовать чистые фракционированные заполнители с минимальным содержанием пылевидно- глинистых частиц (ПГ). Например, 0,5% ПГ стоит 2 атмосферы по водонепроницаемости.
Режим твердения должен исключать образование трещин, т.е. «мягкие» режимы тепло- влажностной обработки (ТВО) или длительное влажностное твердение;
Непроницаемый бетон еще не гарантирует непроницаемости конструкции, если в ней из-за перегрузок, деформаций или усадки образовались трещины. Увеличение ширины раскрытия трещины на 0,1 мм увеличивает фильтрацию на порядок, т.е. понижает марку на 2-3 ступени.
Марка бетона по водонепроницаемости связана с коэффициентом фильтрации, который используется в расчетах долговечности железобетонных конструкций. Коэффициент фильтрации численно равен количеству воды, проходящей через образец единичной толщины, единичной площади в единицу времени при перепаде давлений, равном единице, и имеет размерность см/с. Численные значения коэффициента фильтрации зависят от плотности и влажности бетона и изменяются в пределах от 2*10-8 до 5*10-12 см/с и менее.
Фильтрация воды через бетон не является постоянной, в ней различается 5 периодов: индукционный ( до начала фильтрации), возрастающей фильтрации, максимальной фильтрации, нестабильной снижающейся фильтрации, стационарной фильтрации. Время от начала испытаний до стационарной фильтрации характеризует период установления стационарного потока и может достигать полутора месяцев. Коэффициент фильтрации при постоянном потоке составляет 20-25% от максимального ее значения.
Основные положения по расчету состава водонепроницаемого бетона
Для расчета водонепроницаемого бетона необходимо знать, что водонепроницаемость бетона зависит от цементно- водного отношения (формула) и имеет связь с прочностью и морозостойкостью бетона ( график):
W
= aRц*(Ц/В-
В)
Таким образом, можно сделать вывод, что пористость – это функция отношения воды к цементу. А прочность R, морозостойкость F, водонепроницаемость W – это функция от пористости.
Для обеспечения низкой проницаемости необходимо ограничивать В/Ц бетонной смеси не более 0,5, создать длительные благоприятные условия твердения, применить уплотняющие добавки и специальные цементы.