Исследование водонепроницаемости бетонов
Водонепроницаемость — одно из важных требований, предъявляемых к качеству бетонов не только в гидротехнических сооружениях, где оии выдвигаются на первый план, но и в других сооружениях и конструкциях, в которых требования по водонепроницаемости отражают специфические свойства бетона. Так, для бетонов конструкций, контактирующих с агрессивными средами, одним из важнейших свойств такого коррозионно-стойкого бетона является повышенная их водонепроницаемость. Глава СНиП ГТ-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии» устанавливает для коррозионно- стойких бетонов повышенные требования по водонепроницаемости. Столь же важно это свойство для конструкций, в которых требуется повышенная морозостойкость, пониженная паропроницаемость, и в других случаях. Высокие требования но водонепроницаемости предъявляются к бетону свай, коллекторов, тоннелей и других подземных конструкций.
Испытание бетона на водонепроницаемость производят по ГОСТ 12730. 5—78 «Бетоны. Метод определения водонепроницаемости». Согласно ГОСТ 4795—68 «Бетон гидротехнический. Технические требования», марка бетона по водонепроницаемости устанавливается для бетона морских сооружений в основном на образцах 28-суточного возраста.
В соответствии с требованиями этих стандартов испытание на водонепроницаемость производится на образцах бетона, твердевших в нормальных условиях при относительной влажности воздуха не менее 95 %,
Вместе с тем известно, что физикохимические процессы в цементном камне, обусловливающие нарастание прочности бетона, не прекращаются к 28 сут, они продолжаются длительное время.
Естественно было предположить, что водонепроницаемость бетона, связанная с изменением структуры цементного камня (нарастанием его прочности), не является стабильной и изменяется во времени. Она повышалась по мере увеличения массы гелеобразных продуктов взаимодействия цемента с водой.
В связи с этим нами были поставлены опыты для определения водонепроницаемости бетона в различные сроки его твердения, находящегося в различных влажностных условиях.
Для испытания принят типовой состав бетона, применяемый в практике трестом Крымморгидрострой, характеризующийся следующими данными: В/Ц=0,53, расход цемента 300 кг/м; песка — 686 кг/м3; щебня фракции 5— 20 и 20—40 мм — 1266 кг/м3; добавки СДБ — 0,07%; СНВ —0,003% массы цемента в пересчете на сухое вещество. Осадка конуса 4—6 см.
Применяемые материалы: сульфатостойкий портландцемент Амвросиевского цементного комбината марки 400, песок кварцевый Запорожского карьера, Л/кр=1,37, ун= 147.3 кг/м3, 2,59 п/см3. Щебень—Мокрянскнй гранит фракций 5- 20, 20—40 мм, ун= = 1327 кг/м3; п=2,58 г/см3. Полньи остатки на ситах: 40—1,15 %; 30—19,65%; 25—42,40 %; 20—76,65 %; 15- 90,65 %; 10—95,10%.
Из таблицы видно, что водонепроницаемость бетона заметно возрастав в процессе его твердения. Согласие СНиП 11-28-73 (табл. 5), бетоны с B/U не более 0,55 относятся к бетонам ( повышенной плотностью и отвечают пс водонепроницаемости марке В-6 Меж ду тем в наших опытах бетон такогс состава при испытании на водонепроницаемость по стандартному методу с возрасте 28 сут не обладает водоне проницаемостью.
В то же время в более длительные сроки водонепроницаемость этого бетон резко повышается и может достичь величины, соответствующей В-12 5—12-я партии образцов хранились в условиях, приближенным к условиям эксплуатации конструкций 5-я и 6-я партии после 7 сут 7—9-я партии после 28 сут нормального хранения помещались в морскую вод> на различные сроки, вода менялась каждые две недели, затем образцы хранились в воздушно-влажной среде с относительной влажностью 60—70 %.
Результаты этих испытаний показаны в табл. 2.
Из таблицы видно, что при условит выдерживания бетона в воде его водонепроницаемость резко возрастает, достигая К 60 сут В-8 и 180 сут В-12.
Образцы 10—12-й партий после 28 CVT хранения в нормально-влажных условиях помещались в ванны с морской водой на 8—16 ч и обсыхали в естественных условиях 16—8 ч попеременно (один цикл в сутки). Попеременное насыщение морской водой и высушивание производилось в течение 28—145 сут. Перед испытанием на водонепроницаемость образцы хранились 4—7 сут на воздухе. Результаты этих испытаний показаны в табл. 3.
Из таблицы видно, что условия твердения бетона при попеременном насыщении в морской воде и высыхании, являющиеся аналогичными условиями эксплуатации сооружений, благоприятны для обеспечения его высокой водонепроницаемости.
Бетон, оказывающийся водопроницаемым при минимальном давлении воды (см. табл. 1), при подобных условиях приобретает водонепроницаемость, соответствующую показателю В-12.
Выводы
Степень водонепроницаемости бетона зависит от срока его испытания и повышается с течением времени. Весьма существенно влияние на это свойство бетона условий твердения — степени его увлажнения.
Бетон, находящийся в стандартно-влажностных условиях (с 95%-ной относительной влажностью) за месяц твердения практически теряет часть воды и становится водопроницаемым. Последующее даже одноразовое увлажнение бетона повышает степень его водонепроницаемости.
Особенно благоприятным в этом смысле является длительное выдерживание бетона в воде.
В соответствии в этим следует считать методику испытания на водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5—78, не вполне отвечающей условиям эксплуатации гидротехнических сооружений, которые находятся в контакте с водой. Возникает предложение испытания на водонепроницаемость проводить на образцах, предварительно насыщенных водой.
Для гидротехнических сооружений, в соответствии с ГОСТ 4795—68, следует предусматривать испытание бетона на водонепроницаемость в более длительные сроки — 60-90-180 сут, подобно тому как это предусматривается для марок бетонов по прочности с учетом того, что практически большинство гидротехнических сооружении вводится в эксплуатацию в сроки, превышающие 28 сут.