Водонепроницаемость и морозостойкость бетона: Морозостойкость и водонепроницаемость бетона — БЕТОНКОМПЛЕКТ – ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости (с Поправками)

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона — БЕТОНКОМПЛЕКТ

Бетон — популярный строительный материал. К числу важнейших характеристик относится его устойчивость к действию влажности и низких температур — от них зависит надежность и долговечность возводимой конструкции.

Поверхность бетонных плит способна сопротивляться проникновению воды: материал незаменим при строительстве подземных и гидротехнических сооружений, мостов.

Водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемость обозначается буквой «W». Показатель отражает внешнее давление воды, при котором она начинает проникать внутрь через поры в стройматериале. Технический стандарт, действующий в нашей стране, определяет для водонепроницаемости диапазон W2–W20. Для большей части зданий и промсооружений, которые возводят в нашей стране, показатель не превышает W6.

Существуют разные способы повышения водонепроницаемости — прежде всего за счет уменьшения пористости поверхностного слоя. Добиться этого можно, используя меньшее количество воды при приготовлении бетонной смеси либо внося в нее специальные добавки. Также предотвратить проникновение влаги в тело бетонной конструкции позволяет качественная внешняя гидроизоляция. Так, для повышения водонепроницаемости применяют лаки и краски, полимерные пропитки, а также битумные расплавы.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость — это способность бетона выдерживать циклы заморозки/оттаивания при сохранении первоначальных технических параметров.

При классификации марок бетона морозостойкость обозначают буквой «F» с числом от 50 до 1000. Обладающие максимальной морозостойкостью бетонные и железобетонные конструкции связаны с трудозатратным производством, поэтому используются редко. В массовом строительстве в умеренных климатических зонах такой материал почти не применяют.

В соответствии с ГОСТ 10060-2012 выделяют 5 классов материала по морозостойкости:

  • F50 — исключительно для внутренних помещений;
  • до F150 — для строительства жилых зданий в областях с умеренным и теплым климатом;
  • F150–300 — для различных зданий и сооружений, в т.ч. бассейнов, в регионах с морозными зимами и промерзающей почвой;
  • F300–500 — для строительства в северных районах, характеризующихся глубоким промерзанием почв;
  • F500–1000 — для стратегически важных сооружений.

Характеристики влагостойкости и морозоустойчивости тесно взаимосвязаны. Таким образом, улучшив стойкость к воздействию влажности, можно повысить и устойчивость к замерзанию. Для приготовления морозостойких марок бетона используют особо мелкие фракции наполнителей и специальные воздухововлекающие добавки — это позволяет предотвратить соединение пор внутри материала.

Водонепроницаемость и морозостойкость бетона М200

Морозостойкость и водонепроницаемость — основные технические характеристики бетона марки М200. Оба параметра напрямую взаимосвязаны с друг с другом: чем ниже водопоглощение материала, тем меньше внутри него образуется кристаллов льда при замерзании воды, следовательно, тем прочнее материал и выше его морозоустойчивость. После набора проектной прочности бетон марки М200 (В15) имеет водонепроницаемость W4 или W6 при использовании гидрофобных добавок. Морозостойкость М200 находится в диапазоне F100…F150.

Водонепроницаемость бетона М200

Водонепроницаемость — способность затвердевшего бетона не пропускать воду под постоянно или ступенчато действующим давлением. Проницаемость материала для воды оценивается маркой по водонепроницаемости (W). С этой характеристикой связаны также коэффициент фильтрации, водопоглощение, водоцементное соотношение в бетоне. Марка М200 (В15) без введения гидрофобных добавок по водопроницаемости — W4. Это значит, что стандартный образец цилиндрической формы высотой 15 см из бетонной смеси М200 выдерживает воду, действующую с давлением 4 атм. (0,4 МПа). Водонепроницаемость определяется по ГОСТ 12730.5-84 с использованием двух методик: по коэффициенту фильтрации или по «мокрому пятну».

Водонепроницаемость бетона зависит от следующих факторов:

  1. Используемого вяжущего. Максимальный показатель достигается при применении портландцемента марки не ниже М400, а также гидрофобных и сульфатостойких цементов.
  2. Специальные добавки. Для снижения проницаемости применяются уплотнители — кальция нитрат, силикат натрия и пр., снижающие пористость бетонной смеси. Также в состав вводятся гидрофобные присадки на основе церезита или битума, разбухающие заполнители, гидрофобизирующие вещества.
  3. Используемых заполнителей. При уменьшении пористости уменьшается водопоглощающая способность. Для этого в качестве заполнителей используются плотные материалы: гравий осадочных пород, мытый или кварцевый песок, гравийный щебень.

При использовании качественного портландцемента и плотных заполнителей, а также при введении в состав бетонной смеси М200 специальных добавок марку по водонепроницаемости можно повысить до W6. Градация бетонов по устойчивости к воде представлена в таблице:

Бетонный раствор М200 используют для заливки стяжек, межстеновых перекрытий, перегородок. Для этих целей, как правило, достаточно водонепроницаемости W4. При использовании материала для заливки заглубленных элементов, например, фундаментов под легкие постройки, заборы рекомендуется заказывать бетон марки W6.

Морозостойкость бетона М200

Морозостойкость — способность материала сохранять свои эксплуатационные свойства при многократном замораживании и оттаивании. Марка по морозостойкости (F) указывает на минимальное количество циклов заморозка/оттаивание в течение которых сохраняются первоначальный характеристики: прочность на сжатие, на изгиб, растяжение. Марка определяется по ГОСТ 10060 с применением базовых или ускоренных методов многократного замораживания/размораживания. Бетон М200 (В15) имеет морозостойкость F100 при W4 и F150 при W6. Это средние показатели для бетона, которые наиболее часто встречаются в условиях российского климата.


Возврат к списку


Как правильно применить надбавку за морозостойкость и водонепроницаемость

Помогите, пожалуйста, разобраться в том, как правильно применить надбавку за морозостойкость и водонепроницаемость?

По проекту укладывается бетон марки В20 F150 W8.

Стоимость работ определяется по ФБР в редакции 2014 года.

Ответ

Если в регионе выпускается Сборник средних сметных цен, то в сметной документации стоимость бетона с нужной характеристикой по морозостойкости и водонепроницаемости следует учесть по сметной цене, указанной в данном Сборнике. Например, в выпускаемом Санкт-Петербургским Региональным центром по ценообразованию в строительстве ежемесячном Сборнике «Сметные цены в строительстве», приводятся базисные, а также текущие оптовые и сметные цены на бетоны с разными характеристиками (по назначению, маркам, морозостойкости и водопроницаемости).

За расценкой в текущем уровне цен учитывается бетон с необходимыми характеристиками по прочности и водонепроницаемости, и в таком случае надбавки учитывать не нужно.

При определении стоимости работ по ФЕР в редакции 2014 года необходимо воспользоваться пунктами 4, 5 и 6, а также таблицами 1 и 2 приложения 4 к Сборнику «Федеральные сметные цены на материалы, изделия и конструкции, применяемые в строительстве» (ФССЦ) часть IV:

Таблица 1

Проектные марки бетона в возрасте 28 суток

По прочности на сжатие По морозостойкости, (Мрз) По водонепроницаемости, (МПа)
150 50 -
200
50 -
250 100 0,2
300 150 0,2
350 150 0,4
400 и более 200 0,4

5. Если к бетонам на портландцементе предъявляются требования по морозостойкости или по водонепроницаемости выше указанных в табл. 1 для соответствующих марок по прочности на сжатие, к оптовой цене применяется надбавка за 1 м

3 бетона в плотном теле по табл. 2.

Таблица 2

Виды бетона Надбавка, %
По морозостойкости — за каждые 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания (за неполные 50 циклов пересчет производится):
Мрз до 200 1,0
Мрз выше 200 2,0
По водонепроницаемости — за каждые 0,2 МПа давления воды:  
МПа до 0,4 1,0
МПа выше 0,4 1,5

6. При применении надбавки по морозостойкости пересчет по водонепроницаемости не производится. Скидки за пониженные требования по морозостойкости и водонепроницаемости по сравнению с данными табл. 1 не применяются.».

Справочно приводим таблицу соотношения классов класса бетона и его марок по прочности

Класс бетона по прочности Ближайшая марка бетона по прочности Класс
марка
В3,5 М50 В35 М450
В5 М75 В40 М550
В7,5 М100 В45 М600
В10 М150 В50 М700
В12,5 М150 В55 М750
В15 М200 В60 М800
В20 М250 В65 М900
В22,5 М300 В70 М900
В25 М350 В75 М1000
В27,5 М350 В80 М1000
ВЗ0 М400 - -

В цене бетона марки В20 (М250) учтена марка бетона по морозостойкости F100 и по водонепроницаемости — 0,2 МПа (W2).

Особенностью таблицы 2 является то, что применяться может одна из надбавок: по морозостойкости или по водонепроницаемости.

Текст пункта 6 «при применении надбавки по морозостойкости пересчет по водонепроницаемости не производится» часто трактуется так, что если учитывается надбавка по морозостойкости, то надбавки по водонепроницаемости учитывать не следует. Текст пункта 6 отражает вопрос с надбавками при жилищно-гражданском строительстве, когда определяющим фактором является требование по морозостойкости. При строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей и иных подземных и заглубленных сооружений, например, заглубленных многоярусных паркингов, определяющим фактором является водонепроницаемость.

В том случае, если применяется марка бетона и по морозостойкости и по водонепроницаемости выше, чем учтено в таблице 1 приложения 4, нужно учитывать ту надбавку, которая будет больше.

Таким образом, для бетона В20 F150 W8 необходимо рассчитать, дополнительно к оптовой цене, надбавки за повышенные требования:

  • по морозостойкости между марками бетона по морозостойкости F150 (по проекту) и F100 (по табл. 1 для бетона В20 (М250)). С учетом того, что за каждые 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания при Мрз до 200 применяется согласно табл. 2 надбавка в размере I % к оптовой цене за 1 м бетона, приведенной в ФССЦ, получим надбавку в размере 1 % 

150-100 = 50 

50/50 = 1 

1 х 1% = 1%;

  • по водонепроницаемости между марками бетона по водонепроницаемости 0,8 МПа (по проекту) и 0,2 МПа (по табл. 1 для бетона В20 (М250)). С учетом того, что за каждые 0,2 МПа (при МПа выше 0,4) применяется согласно табл. 2 надбавка в размере 1,5 % к оптовой цене за 1 м бетона, приведенной в ФССЦ, получим надбавку в размере 4 5 %

0,8 — 0,2 = 0,6 

0,6/ 0,2 = 3 

3 х 1,5 =4,5%.

Учитывая, что надбавка по водонепроницаемости оказалась выше, чем надбавка по морозостойкости, к оптовой цене за 1 м3 бетона В20 (М250), приведенной в ФССЦ, следует применить надбавку в размере 4,5 %.

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона М400

Бетон М400 — прочный, тяжелый материал, обладающий хорошими эксплуатационными свойствами. Важные характеристики бетона М400 в затвердевшем состоянии — морозостойкость и водонепроницаемость.

Морозостойкость бетона М400

Морозостойкость или морозоустойчивость — характеристика бетона после его набора проектной прочности, характеризующая способность выдерживать количество циклов заморозка/разморозка без потери прочности более чем на 10%. Бетонные конструкции теряют прочность при замораживании вследствие расширения воды, которой удалось просочиться в поры материала. Вода при температуре 0 градусов и выше превращается в лед, который разрушает структуру монолита. 

Показатели морозоустойчивости застывшей бетонной смеси М400 составляют F150-F300. Это значит, что монолитные конструкции из материала этой марки могут выдержать от 150 до 300 циклов заморозки/разморозки и при этом их прочность будет соответствовать классу В30. Фактически прочность незначительно снизится, но составит не ниже 34,5 МПа.

Водонепроницаемость бетона М400

Водонепроницаемость — характеристика, показывающая какое давление воды в МПа*10-1 способен выдержать монолит, не впитывая ее. Водонепроницаемость бетона В30 составляет от W6 до W12. Значит, бетонная конструкция может выдержать напор от 6 до 20 МПа без потери структурной целостности. Показатель W зависит от характеристик компонентов, входящих в состав смеси, используемых добавок, условий твердения.

Добавки в бетонную смесь

У бетона М400 морозоустойчивость и водонепроницаемость тесно связаны: чем меньше воды впитает материал, тем меньше будет разрушаться его структура при минусовой температуре. Понизив водонепроницаемость можно существенно увеличить морозостойкость бетонных конструкций. Для увеличения параметра W в бетонную смесь вводятся гидрофобные добавки. При производстве бетонных работ в зимнее время используются два вида добавок для повышения показателя F:

В качестве добавок в смесь М400 вводится нитрат натрия или кальция, поташ, карбонатные соли.

Возврат к списку

Как определить марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости согласно ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонные и железобетонные конструкции»

Чтобы любая конструкция из железобетона или бетона была не только прочной, но и долговечной и надежной, необходимо при проектировании указывать марки бетона по водонепроницаемости и морозостойкости. В бетон для достижения конкретных марок при изготовлении закладывают специальные добавки, которые защищают конструкцию от воздействия влаги и отрицательных температур. Почему это важно? Потому что вода и мороз оказывают разрушающее воздействие на бетон, постепенно его поверхность рассыпается, арматура оголяется, а так и до разрушения конструкции недалеко.

 

Естественно, для разных условий марки тоже разные. По водонепроницаемости идет градация от W2 до W6; по морозостойкости – от F15 до F300. Допустим, внутри отапливаемых помещений с обычным температурно-влажностным режимом ни морозостойкость, ни водонепроницаемость бетона не нормируется. А вот если на конструкцию возможно воздействие мороза и (или) влаги, то нужно заглянуть в соответствующую таблицу нормативного документа и согласно своему климатическому району определить требуемые марки.

До ввода в действие в Украине ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонные и железобетонные конструкции» и ДСТУ Б В.2.6-145:2010 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии» определить марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости можно было по таблице 4(9) Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). И сложностей это определение не составляло – таблица была простой и понятной. Нужно было знать расчетную зимнюю температуру воздуха и класс здания по степени ответственности. Температура – это вообще просто, даже в СНиП «Климатология и геофизика не нужно заглядывать» (хотя можно и заглянуть), ведь каждый знает, на какие морозы способна зима в его городе. А классы здания по степени ответственности очень просто расписаны в ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований».

С выходом вышеобозначенных ДБН и ДСТУ определять морозостойкость и водонепроницаемость стало сложнее. Мало того, что возросли требования к классу бетона (когда раньше рядовым был В15, сейчас самые малонадежные конструкции начинаются чуть ли не с В25 – см. таблицу 4.1 ДБН В.2.6-98:2009), так еще и требования таблиц 4.1 ДБН В.2.6-98:2009 в некоторых позициях расходится с требованиями ДСТУ Б В.2.6-145:2010.

Но деваться некуда, приходится разбираться с новыми нормами. Рекомендую тщательно изучить все требования данных ДБН и ДСТУ, чтобы не попасть впросак при проектировании.

А ниже в помощь вам я привела сводные таблицы, по которым можно подобрать марки по водонепроницаемости и морозостойкости, но только для расчетной температуры наружного воздуха от -20 до -40 градусов в неагрессивных средах.  Данная таблица, на мой взгляд, значительно более удобна, чем ворох таблиц в ДБН и ДСТУ.  Надеюсь, кому-то она окажется полезной для повседневной работы.

Таблица 1. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости железобетонных конструкций в зависимости от режима эксплуатации (при расчетной температуре наружного воздуха от -20 до -40)

* XF1 — действие отрицательных температур при эпизодическом водонасыщении (без антиобмораживателей) — конструкции, вертикальные поверхности которых подвергаются атмосферным воздействиям (например, вертикальные поверхности зданий и сооружений под действием дождя и мороза).

** ХF3 — действие отрицательных температур в водонасыщенном состоянии (без антиобмораживателей) — конструкции, горизонтальные поверхности которых подвергаются атмосферным воздействиям (например, ступени открытых лестниц, площадок).

В случае затяжного строительства, которое переходит в холодный период года, марку бетона по морозостойкости необходимо принимать не ниже F50. При вероятном увлажнении бетона необходимо обеспечить теплоизоляцию конструкций.

В таблице 1 указаны условия только для карбонатной агрессии (воздействие воды). Для других видов агрессии — см. ДСТУ Б В.2.6-145:2010 приложение А

 

Таблица 2. Марки бетона по морозостойкости внешних стен отапливаемых зданий при расчетной температуре наружного воздуха от -20 до -40

И для справки добавлю еще выдержку из ДБН В.1.2-14:2009 «Система обеспечения надежности и безопасности строительных объектов»:

Еще полезные статьи:

«Что нужно знать о ленточном монолитном фундаменте»

«Монолитное перекрытие»

«Армирование монолитных перекрытий в районе отверстий»

«Монолитная лестница в частном доме»

 

class=»eliadunit»>
Добавить комментарий

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *