Влияние присадок на проницаемость бетона
Наглядные экспериментальные данные
Мировая строительная отрасль имеет более чем 40-летний опыт применения комплексной гидроизоляции. Безусловным лидером в сфере разработки и применения кристаллических гидроизоляционных присадок является компания ISC/Penetron.
Линейка инновационных разработок компании весьма значительна и включает в себя инъекционные составы (PeneSplitSeal), гидроизоляционные жгуты (Penebar), антибактериальные присадки, защищающие бетон и арматуру от воздействия вырабатываемой бактериями серной кислоты (Penetron BioMIC), средства для мгновенной остановки течей (Peneplug), систему ПенеБанд (PeneBand System), применяемую для гидроизоляции деформационных швов, и многие иные системные продукты. При этом наиболее известным и распространенным в мире (105 стран) продуктом является кристаллическая добавка Penetron Admix.
Общеизвестно, что, просто добавив Penetron Admix к бетону, можно возводить экономичные и долговечные конструкции, во-первых, в более короткие сроки, во-вторых, с жизнестойкостью более 60 лет. Обработка бетона с помощью Penetron Admix приводит к появлению свойств к самовосстановлению и герметизации различных микротрещин, пор и капилляров. Получаемая водостойкая бетонная матрица оказывается способной выдерживать высокое гидростатическое давление и химическое воздействие с диапазоном рН от 3 до 11.
Однако любой тест качества должен быть максимально наглядным. Данные описываемых исследований дают визуальное подтверждение роста кристаллов внутри бетонной матрицы, которые и придают бетону свойства самовосстановления и герметизации.
Эксперименты и результаты
Первый тест был нацелен на визуальное подтверждение эффективности Penetron Admix.
Бетонные образцы были помещены в воду на 6 месяцев и исследованы под микроскопом для проверки роста кристаллов. Изображения, представленные на рис. 1-3, были получены от одного и того же образца и одной и той же трещины, только при различном увеличении: ×100, ×500 и ×1000. Совершенно очевидно, что игольчатые кристаллы, образующиеся внутри бетонной матрицы, способствуют затягиванию микротрещин и, таким образом, самоисцелению бетона. Причем при значительном увеличении видно, что кристаллы росли не только в области трещин, но и во всей бетонной матрице.
Рис. 1. Рост кристаллов в треснувшем бетоне (увеличение ×100)
Рис. 2. Рост кристаллов в треснувшем бетоне (увеличение ×500)
Рис. 3. Рост кристаллов в треснувшем бетоне (увеличение ×1000)
Вторая группа экспериментальных тестов — тесты на проницаемость.
Первое испытание на водопроницаемость проводилось по стандарту DIN 1048:5. При тестировании образцы бетона подвергались воздействию давления, равному 72,5 фунтов/кв. дюйм (0,5 N/mm2) в течение 72 часов. По завершении образцы были извлечены из соответствующего условиям теста устройства и разделены по центру. После чего была замерена и промаркирована глубина проникновения воды в образцы: контрольные и обработанные Penetron Admix.
|
Образец |
Максимальная глубина проникновения воды в дюймах (мм) |
Средняя глубина проникновения воды в дюймах (мм) |
|
1P (образец, обработанный Penetron Admix) |
Абсолютная водопроницаемость, проникновение воды отсутствует |
Абсолютная водопроницаемость, проникновение воды отсутствует |
|
2P (контрольный образец) |
1,026 дюйма (26 мм) |
0,695 дюйма (18 мм) |
Второе испытание на проницаемость проводилось в соответствии со стандартом ASTM D5084. Тест предполагает измерения с использованием пермеаметра гидравлической проводимости насыщенных пористых материалов. Применялись два метода: метод A (метод испытания с постоянным напором воды), метод D (метод испытания с постоянным расходом воды).
Необработанные/контрольные образцы показали гидравлическую проводимость 2,1×10-9 см/сек. Образцы, обработанные Penetron Admix, продемонстрировали гидравлическую проводимость 3,1×10-11 см/сек. Замеры выполнялись через 40-45 дней после начала эксперимента. Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют о том, что образцы, обработанные Penetron Admix, имели измеренную гидравлическую проницаемость в 68 раз меньше, чем необработанные образцы.
Третий эксперимент был проведен в соответствии со стандартным методом тестирования водопроницаемости бетонов CRD-C 48-92, разработанным Корпусом военных инженеров армии США (United States Army Corps of Engineers — USACE), старейшей (существует с 1775 г.) и известнейшей инженерной организации, объединяющей как военных, так и гражданских специалистов.
Контрольный образец и образец, обработанный Penetron Admix, испытывали, применяя давление воды 200 фунтов/кв. дюйм (1,379 N/mm2). В эксперименте добивались постоянного потока воды, средняя скорость которого за последние пять дней эксперимента использовалась для расчета средней водопроницаемости. Основной результат — проницаемость обработанного образца меньше проницаемости образца контрольного почти в 6 раз (5,93).
|
Метод замера |
Контрольный образец |
Образец, обработанный Penetron Admix |
|
Средний поток воды за последние 5 дней (cm3/hr) |
0,052 |
0,009 |
|
Средняя водопроницаемость (ft3/sec)/(ft2(ft head/ft)) |
2,86 × 10-12 |
4,82 × 10-13 |
Основываясь на данных, полученных в результате тестовых экспериментов, можно сделать следующие выводы:
- когда бетон с добавлением Penetron Admix подвергается воздействию воды, активируется химическая реакция, приводящая к образованию нерастворимых кристаллов во всех микротрещинах, порах и капиллярах бетонной матрицы;
- в процессе исследования образца под микроскопом отчетливо виден рост иглоподобных кристаллов, перекрывающих трещины в бетоне и герметизирующих бетонную матрицу;
- рост кристаллов в бетонной матрице сопровождается уменьшением проницаемости бетона, что делает его практически полностью водонепроницаемым;
- испытание на водопроницаемость по стандарту DIN 1048:5 показало, что образец, обработанный Penetron Admix, полностью выдерживает рабочее давление в 72,5 psi (0,5 N/mm2) в течение 72 часов по сравнению с контрольным образцом, уровень проницаемости которого был зафиксирован по максимальному значению в 1,026 дюйма (26 мм), по минимальному — в 0,695 дюйма (18 мм);
- тест на проницаемость воды стандарта ASTM D5084 показал, что образец, обработанный Penetron Admix, имел измеренную гидравлическую проводимость в 68 раз меньше, чем контрольный образец;
- метод испытаний на водопроницаемость бетона по стандарту C 48-92 показал, что образец, обработанный Penetron Admix, был примерно в 6 раз менее проницаемым, чем контрольный образец.
Согласно стандарту ACI 201.2R-01 «долговечность гидротехнического бетона определяется как его способность противостоять атмосферным воздействиям, химическому воздействию, истиранию или любому другому процессу разрушения. Долговечный бетон должен сохранять свою первоначальную форму, качество и удобство обслуживания при воздействии окружающей среды».
При этом очевидно, что вода играет принципиально важную роль в химических и большинстве физических процессов, происходящих в бетоне, включая неизбежные естественные, в том числе процессы разрушающего характера. Соответственно, снижение проницаемости бетона приведет к снижению износа, увеличивая его долговечность.
Смотрите также:
Гидроизоляция, прочность и защита от коррозии
Бетонирование и гидроизоляция в зимний период
Монолитный фундамент с Пенетрон Адмикс
Ещё по теме ФУНДАМЕНТ
Можно сказать, что Penetron не просто показывает взаимосвязь между ростом кристаллов, снижением проницаемости и долговечностью бетона, но и предоставляет действительно эффективные технологии значительного продления жизни любым бетонным конструкциям.
