Но когда капиллярные поры уже заполнены водой, капиллярные силы исчезают, а ее перемещение по порам требует уже значительных усилий. Поэтому бетон обычной плотности непроницаем для воды, не находящейся под давлением. Ее фильтрация начинается лишь при повышении давления.
Способность бетона сопротивляться фильтрации воды оценивается марками по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20. Цифры обозначают максимальное давление воды в кгс/см2 (1кгс/см2 = 0,1 МПа), при котором еще не наблюдается следов ее просачивания (мокрого пятна на противоположной поверхности бетона). Таким образом, водонепроницаемым является и бетон, скорость испарения воды с поверхности которого выше, чем скорость ее фильтрации через тело бетона.
Основным путем фильтрации воды через бетон являются капиллярные поры. В тоже время они оказывают перемещению воды сопротивление, тем большее, чем меньше их сечение. Основная масса воды фильтруется по наиболее крупным из имеющихся капилляров. При небольших давлениях это капилляры размером более 1 мк. Повышение давления приводит к «открытию» более мелких капиллярных пор.
Повышение водонепроницаемости бетона достигается уменьшением размеров капилляров и их объема. Основным приемом для этого является снижение В/Ц. Поэтому его нормирование является основным способом обеспечения требуемой водонепроницаемости бетона. Так, если при В/Ц = 0,6 бетон может иметь марку W4, то при В/Ц = 0,5 — уже W8.
При расслоении бетонной смеси появляются более крупные дефекты структуры бетона. Укрупнение капилляров под нижними поверхностями заполнителей, а тем более образование седиментационных пор приводит к существенному повышению проницаемости бетона. При изучении фильтрации воды через бетон пс перек и вдоль слоев укладки установлено, что во втором случае для бетонов из расслаивающихся смесей наблюдается резкое увеличение водопроницаемости.
Значительное влияние на водонепроницаемость бетона оказывает степень гидратации цемента. Так, для бетона 90-суточного возраста, находящегося во влажных условиях, водонепроницаемость по сравнению со 28-суточным бетоном возросла в три раза. Прирост прочности бетона за это время не превышает 25%. Эти данные подтверждают важную роль более длительного влажностного ухода для обеспечения водонепроницаемости бетона. Улучшаются и другие свойства бетона, зависящие от его проницаемости, например коррозионная стойкость бетона или арматуры в нем.
Повышение водонепроницаемости происходит и в процессе фильтрации воды через бетон. Бетоны, первоначально фильтрующие воду, нередко в дальнейшем вследствие продолжения гидратации цемента и уменьшения размеров капилляров становятся непроницаемыми. Но этого не происходит при крупных дефектах структуры, приобретенных бетоном, например при седиментационном расслоении или трещинах.
Водонепроницаемость относится к важнейшим свойствам бетонов, работающих под давлением жидкости (гидротехнические сооружения, резервуары, туннели).
Но она используется и как критерий плотности бетона, во многом определяющий свойства его долговечности. Так, коррозионная стойкость бетона в различных средах оценивается с учетом их водонепроницаемости и обеспечивается ее нормированием.
Стандарт и EN 206 предусматривают нормирование В/Ц для бетонов, эксплуатируемых в различных условиях. Оно также имеет основной целью понижение проницаемости и вследствие этого повышение долговечности бетона.
Существует значительное количество способов повышения водонепроницаемости бетона:
- снижение В/Ц, желательно введением пластифицирующих добавок;
- введение других органических добавок: гидрофобизирую-щих или воздухововлекающих;
- применение набухающих добавок (перекрывающих капилляры или уменьшающих их сечения), например бентонитовой глины в количестве 5-10% от массы цемента;
- введение минеральныхдобавок;
- применение расширяющихся цементов;
- увеличение стандартного возраста бетона.
Большинство этих мер снижает капиллярную пористость и уменьшает размеры капилляров. Сильное влияние оказывает снижение В/Ц, особенно при его высоких значениях. Так, при его уменьшении с 0,7 до 0,6 проницаемость бетона снижается более чем в пять раз, а дальнейшее снижение с 0,6 до 0,5 повышает водонепроницаемость с W4 до W8.
Более сложным является влияние воздухововлечения. Вообще дополнительные воздушные поры должны повышать проницаемость бетона. Но при воздухововлечении происходит снижение водопотребности смеси и В/Ц, и эти факторы оказываются более значимыми.
Кроме того, большинство перечисленных мер уменьшает расслоение бетонной смеси и исключает появление более крупных дефектов структуры (седиментационных пор).
