CC BY
8УДК 69
Жолдасов А.Т.
магистрант кафедры архитектурно-строительный Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилёва
(г. Астана, Казахстан)
ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ БЕТОНА
Аннотация: в статье рассмотрены ключевые характеристики бетона — водопроницаемость и водопоглощение, которые играют важнейшую роль в обеспечении долговечности и устойчивости конструкций. Анализируются факторы, влияющие на эти параметры, включая водоцементное отношение, пористость, качество уплотнения и использование добавок. Описаны основные методы испытаний, такие как тесты под давлением, капиллярное всасывание, погружение и кипячение. Представлены меры по снижению водопроницаемости и водопоглощения, включая применение гидрофобных добавок, улучшение уплотнения и защитные покрытия. Особое внимание уделено применению этих знаний в строительстве гидротехнических сооружений, подземных конструкций и дорожных покрытий. Статья подчеркивает важность комплексного подхода к проектированию бетона для повышения его эксплуатационных характеристик и срока службы в экстремальных условиях.
Ключевые слова: бетон, водопроницаемость, водопоглощение, пористость, гидрофобные добавки, морозостойкость, водоцементное отношение, уплотнение, долговечность, гидротехнические сооружения, испытания, капиллярное всасывание, защитные покрытия, строительные материалы, свойства бетона.
Водопроницаемость и водопоглощение бетона.
Водопроницаемость и водопоглощение бетона - важные характеристики, которые определяют долговечность бетонных конструкций, особенно при эксплуатации в условиях повышенной влажности, замораживающих циклов или агрессивных сред. Оба показателя связаны с
пористостью материала, а также качеством его компонентов и технологии изготовления.
1. Водопроницаемость бетона.
Определение.
Водопроницаемость — это способность бетона пропускать воду под действием гидростатического давления. Она характеризуется глубиной проникновения воды или количеством воды, проходящей через материал за единицу времени.
Причины водопроницаемости.
Капиллярная пористость: образуется из-за избыточной воды в смеси (высокое водоцементное отношение).
Микротрещины: возникают из-за усадки бетона или нагрузок.
Неравномерное уплотнение: приводит к образованию пустот и дефектов.
Факторы, влияющие на водопроницаемость.
Водоцементное отношение (В/Ц):
Оптимальное В/Ц (0.3-0.4) снижает капиллярную пористость.
Тип цемента: цементы с низким тепловыделением образуют более плотный цементный камень.
Уплотнение смеси:
Плохое уплотнение увеличивает количество капилляров.
Добавки: гидрофобные добавки снижают капиллярное всасывание воды.
Твердение бетона:
Увлажнение бетона в течение первых 28 дней снижает усадочные трещины.
Методы испытания водопроницаемости.
Испытание под давлением:
Образцы подвергаются воздействию воды под давлением (ГОСТ 12730.5). Глубина проникновения воды измеряется через определенное время.
Капиллярное всасывание:
Образцы частично погружаются в воду, фиксируется высота подъема воды за заданное время.
Показатели водопроницаемости. Марки водонепроницаемости
Бетон классифицируется по способности выдерживать давление воды ^4, W6, W8 и выше).
Например, W8 означает, что бетон выдерживает давление воды до 0.8
МПа.
2. Водопоглощение бетона.
Определение.
Водопоглощение — это способность бетона впитывать воду в поры и капилляры при погружении в воду. Выражается в процентах от массы сухого образца.
Причины водопоглощения.
Открытая пористость: наличие крупных пор, соединяющихся с поверхностью.
Низкое качество уплотнения: увеличивает объем пустот. Возраст бетона: молодой бетон более подвержен впитыванию влаги. Факторы, влияющие на водопоглощение
Пористость бетона: Чем ниже пористость, тем меньше воды впитывается.
Добавки: гидрофобизирующие добавки создают защитный слой внутри
пор.
Условия твердения: Равномерное увлажнение способствует снижению открытой пористости.
Методы испытания водопоглощения .
Погружение в воду: Образцы выдерживаются в воде 24 часа, затем измеряется их масса до и после насыщения.
Кипячение: Применяется для более агрессивного тестирования. Образцы кипятятся в воде, что позволяет оценить предельное водопоглощение.
Показатели водопоглощения
Для обычного бетона водопоглощение составляет 5-7% от массы. Для высокоплотных и гидрофобных бетонов — менее 2%. 3. Взаимосвязь водопроницаемости и водопоглощения
Характеристика Водопроницаемость Водопоглощение
Определение Пропускание воды через материал Поглощение воды в поры
Зависимость Зависит от капилляров и трещин Зависит от открытых пор
Испытания Под давлением, капиллярное всасывание Погружение, кипячение
Влияние на бетон Вызывает коррозию и трещины Увеличивает массу, снижает прочность
Рисунок 1. Взаимосвязь водопроницаемости и водопоглощения.
4. Улучшение характеристик бетона.
Снижение водопроницаемости.
1. Гидрофобные добавки: Водонепроницаемые материалы (силикаты, кремнийорганические соединения).
2. Пониженное В/Ц: Уменьшение количества воды снижает пористость.
3. Уплотнение смеси: Использование вибрации для удаления воздуха.
4. Защитные покрытия: Применение пленкообразующих веществ.
Снижение водопоглощения.
1. Плотные заполнители: Использование гранита или базальта.
2. Обработки поверхностей: Нанесение гидрофобизирующих составов.
3. Контроль твердения: Предотвращение пересыхания бетона.
5. Примеры применения знаний.
1. Гидротехнические сооружения: Применение бетонов марки W12 для плотин и каналов.
2. Подземные конструкции: Фундаменты и тоннели требуют бетона с низким водопоглощением.
3. Дорожное строительство: Бетоны с гидрофобными добавками предотвращают повреждение от замерзания воды. Заключение.
Понимание и управление характеристиками водопроницаемости и водопоглощения бетона — важный аспект при создании долговечных конструкций. Применение качественных материалов, добавок и технологий укладки позволяет достичь высокой водонепроницаемости и минимального водопоглощения, что продлевает срок службы бетонных сооружений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ 12730.5-2018. "Бетоны. Методы определения водопроницаемости". - Официальный стандарт. (Регламентирует методы испытаний водопроницаемости бетонов);
2. Neville, A.M. "Properties of Concrete". - Pearson, 2012. (Классический труд о свойствах бетона, включая его водопроницаемость и водопоглощение.);
3. Mehta, P.K., Monteiro, P.J.M. "Concrete: Microstructure, Properties, and Materials". - McGraw-Hill, 2017. (Исследования структуры бетона и ее влияния на эксплуатационные характеристики.);
4. Reinhardt H.W., Grosse C.U. "Durability of Concrete Structures". - Springer, 2015. (Научные аспекты долговечности бетонов, включая их взаимодействие с влагой);
5. СниП 2.03.11-85. "Защита строительных конструкций от коррозии". (Включает рекомендации по защите бетона от влаги и агрессивных сред)
Zholdasov A.T.
L.N. Gumilyov Eurasian National University (Astana, Kazakhstan)
WATER PERMEABILITY AND WATER ABSORPTION OF CONCRETE
Abstract: the article discusses the key characteristics of concrete - water permeability and water absorption, which play a crucial role in ensuring the durability and stability of structures. The factors influencing these parameters are analyzed, including the water-cement ratio, porosity, compaction quality and the use of additives. The main testing methods are described, such as pressure tests, capillary suction, immersion and boiling. Measures to reduce water permeability and water absorption are presented, including the use of hydrophobic additives, improved compaction and protective coatings. Particular attention is paid to the application of this knowledge in the construction of hydraulic structures, underground structures and road surfaces. The article emphasizes the importance of an integrated approach to concrete design to improve its performance characteristics and service life in extreme conditions.
Keywords: concrete, water permeability, water absorption, porosity, hydrophobic additives, frost resistance, water-cement ratio, compaction, durability, hydraulic structures, testing, capillary suction, protective coatings, building materials, concrete properties.
