Přísady a přísady do betonu pro odolnost proti vodě

Hydroizolační beton je jednou z klíčových složek trvanlivosti stavebních konstrukcí. Voda je nepřítelem betonu, protože proniká do jeho pórů a mikrotrhlin, postupně ničí materiál, což vede ke snížení jeho pevnosti a drolení. V takových podmínkách je nutné použití speciálních přísad do betonové malty. Tyto přísady nejen zlepšují hydroizolační vlastnosti materiálu, ale také pomáhají prodloužit jeho životnost v nepříznivých podmínkách.

Jaké přísady lze použít k vodotěsnosti betonu? Jaké existují typy a jaký je jejich princip fungování? V tomto článku se podrobně podíváme na hlavní typy přísad, jejich vliv na strukturu betonu a klíčové aspekty výběru správného složení.

Hlavní typy přísad pro hydroizolaci betonu

Při výběru přísad do betonu je důležité pochopit, že nejen že je vodotěsný, ale ovlivňují také další vlastnosti – pevnost, tažnost, mrazuvzdornost. V závislosti na účelu konstrukce a provozních podmínkách se do betonu používají různé přísady. Podívejme se na hlavní typy, které se používají ke zlepšení hydroizolačních vlastností materiálu.

Hydrofobizační přísady

Mezi nejrozšířenější patří hydrofobizační přísady. Jejich hlavním úkolem je udělat beton vodoodpudivý, tedy vytvořit na jeho povrchu vrstvu, která zabrání pronikání vlhkosti dovnitř. Tyto přísady působí na molekulární úrovni a mění strukturu povrchu betonu, čímž se zabrání nasycení materiálu vodou.

Příklady hydrofobizačních přísad: silikonové emulze, parafinové sloučeniny a organické sloučeniny na bázi mastných kyselin. Tyto látky jsou vhodné pro objekty, kde je vyžadována ochrana před srážkami a sezónním vlhkem, například pro volné plochy nebo nádrže.

Kolmatizační přísady

Aditiva Colmat působí odlišně. Vytvářejí nejen vodoodpudivou bariéru na povrchu, ale aktivně vyplňují póry a mikrotrhliny ve struktuře betonu a zabraňují pronikání vody dovnitř. Takové přísady „samoopravitelný“ beton, díky čemuž jsou nepostradatelné pro objekty, kde je třeba zachovat odolnost vůči vodě po mnoho let.

Kolmatizační přísady často zahrnují cementy se speciálními chemickými aktivátory, které reagují s vodou a vytvářejí těsné sloučeniny v pórech betonu. To umožňuje vytvářet odolné vodotěsné konstrukce, jako jsou bazény, sklepy a základy budov, které jsou neustále v kontaktu s podzemní vodou.

Výhody použití hydroizolačních přísad

Použití hydroizolačních přísad ve stavebnictví může výrazně zvýšit životnost konstrukcí, snížit náklady na opravy a údržbu a také zlepšit ekologické vlastnosti. Taková aditiva například pomáhají zabránit vymývání betonových prvků, což je zvláště důležité pro ochranu životního prostředí.

Navíc přísady činí beton pružnějším, což usnadňuje lití do složitých tvarů. Zároveň taková řešení rychleji tuhnou a mají zvýšenou odolnost proti praskání při mrazu.

Tyto typy přísad pomáhají řešit hlavní problémy ochrany betonu před vlhkostí a zvyšují jeho výkonnostní charakteristiky. V následujících částech se podrobněji zastavíme u specifik provozu přemosťovacích a aktivních chemických přísad.

Jak fungují překlenovací přísady?

Kolmatizační přísady zaujímají mezi betonovými hydroizolačními produkty zvláštní místo. Jejich působení je založeno na principu vyplňování mikrotrhlin a pórů betonu speciálními chemickými sloučeninami, které zabraňují pronikání vlhkosti. Tento proces probíhá na mikroskopické úrovni a beton je prakticky vzduchotěsný.

Na rozdíl od vodoodpudivých přísad, které vytvářejí vodoodpudivou vrstvu pouze na povrchu, působí těsnící hmoty uvnitř struktury materiálu a poskytují dlouhodobou ochranu před vlhkostí.

Proces kolmatace lze přirovnat k přirozenému „hojení“ materiálu. Když se do betonové směsi přidávají překlenovací komponenty, začnou interagovat s vodou a pronikají do pórů a mikrotrhlin betonu. V důsledku chemických reakcí se tvoří nerozpustné krystaly, které postupně vyplňují všechny dutiny. Tento efekt může pokračovat po celou dobu životnosti konstrukce, zejména pokud je pravidelně v kontaktu s vlhkostí.

Hlavní typy překlenovacích přísad:

1. Minerální přísady na bázi cementů. Jeden z nejoblíbenějších typů překlenovacích přísad. Takové kompozice obsahují portlandský cement s přídavkem aktivních minerálních složek. Při kontaktu s vodou se tyto přísady aktivují a vytvářejí krystalické struktury, které „utěsňují“ póry betonu. Tento typ přísady je zvláště užitečný pro hydroizolaci podzemních konstrukcí, jako jsou sklepy a základy.
2. Aditiva s chemickými aktivátory. To zahrnuje chemické sloučeniny, které reagují s vodou a vytvářejí nerozpustné sloučeniny v betonové struktuře. Jako aktivátory lze použít silikátové přísady, které reagují s vápníkem uvolněným při hydrataci cementu. Tento proces je účinný u konstrukcí, které jsou neustále vystaveny vodě, jako jsou bazény nebo vodní stavby.
3. Polymerní můstkové sloučeniny. Jedná se o speciální přísady obsahující polymerní sloučeniny, které po vytvrzení vytvářejí uvnitř betonu pružné a vodotěsné struktury. Takové přísady jsou ideální pro zařízení, kde je vyžadována ochrana nejen před vlhkostí, ale také před agresivním chemickým prostředím, například v průmyslových nebo hospodářských budovách, které používají chemikálie pro čištění nebo úpravu vody.

Použití překlenovacích přísad pomáhá chránit beton před pronikáním vlhkosti po mnoho let, což je činí nepostradatelnými při konstrukci jakýchkoli objektů vystavených vodě.

Vlastnosti hydrofobních a aktivních chemických přísad

Hydrofobní a aktivní chemické přísady představují další třídu prostředků pro ochranu betonu před vodou. Na rozdíl od přemosťovacích směsí, které působí uvnitř betonové hmoty, jsou hydrofobní přísady zaměřeny na vytvoření vodoodpudivého povrchu. To platí zejména pro objekty, které jsou pravidelně vystavovány srážkové nebo povrchové vodě, jako jsou střechy, povrchy komunikací, vodní nádrže.

Hlavní typy hydrofobních přísad

1. Silikon a organokřemičité sloučeniny. Tyto přísady mají vysokou chemickou odolnost a trvanlivost. Vytvářejí na povrchu betonu ochranný film, který zabraňuje pronikání vody. Tyto sloučeniny jsou také odolné vůči UV záření a časem se nezhoršují, takže jsou ideální pro otevřené konstrukce.
2. Parafínové a voskové emulze. Používá se v betonu k vytvoření dočasné vodoodpudivé ochrany. Takové přísady se často používají při stavbě dočasných konstrukcí nebo míst s menšími požadavky na trvanlivost, jako jsou dočasné sklady nebo staveniště.
3. Organické sloučeniny na bázi mastných kyselin. Tyto přísady působí na molekulární úrovni a mění vlastnosti betonu. Jejich výhodou je, že nejen chrání před vodou, ale také zvyšují mrazuvzdornost betonu, což je důležité zejména v severních oblastech s tuhými zimami.

Aktivní chemické přísady

Tento typ přísady působí na beton nejen zvenčí, ale i zevnitř. Chemicky reagují s vodou a cementem a vytvářejí vodotěsné sloučeniny ve struktuře materiálu. Patří mezi ně silikáty, dusičnany, polyfosfáty a další chemické sloučeniny, které zlepšují nejen voděodolnost, ale i pevnostní charakteristiky betonu.

Aditiva pro stavbu bazénů a nádrží

Stavba bazénů a vodních nádrží vyžaduje speciální přístup k hydroizolaci. Tyto konstrukce jsou neustále v kontaktu s vodou a i minimální netěsnosti mohou vést ke značným ztrátám nebo zničení zařízení. Proto by měl být výběr přísad do betonu v těchto případech co nejpromyšlenější a nejefektivnější.

Druhy přísad do betonových bazénů a nádrží:

1. Penetranty (penetrační přísady). Tyto přísady jsou jedny z nejúčinnějších pro stavbu vodních nádrží a bazénů. Jejich působení je založeno na chemické reakci s minerály v betonu, jejímž výsledkem je vznik krystalických struktur.
2. Polymerní přísady. Polymery vytvářejí elastickou, vodotěsnou membránu uvnitř betonu. To platí zejména pro nádrže, které jsou vystaveny mírným pohybům země nebo změnám teploty.
3. Hydrofobizační přísady. Tyto přísady vytvářejí vodoodpudivý efekt na povrchu a struktuře betonu. Díky tomu voda neproniká do materiálu, ale „odkutálí se“ z povrchu. Vodoodpudivé prostředky se používají jak v čisté formě, tak v kombinaci s dalšími přísadami k vytvoření vícevrstvé ochrany.

Při stavbě bazénů a nádrží je nutné důsledně dodržovat poměry přísad v betonu. Použití hydroizolačních přísad navíc neodstraňuje nutnost vyztužování betonových konstrukcí. Je také důležité zvážit kvalitu vody, která bude v nádržích uložena.

Shrnout

Hydroizolační beton je důležitou fází při výstavbě jakýchkoli objektů, zejména těch, které přicházejí do styku s vodou nebo jsou v podmínkách vysoké vlhkosti. Výběr správných přísad může nejen chránit konstrukce před pronikáním vody, ale také prodloužit jejich životnost, zabránit destrukci a nutnosti častých oprav.

Na moderním stavebním trhu existuje mnoho druhů přísad, z nichž každá má své výhody a oblasti použití.

Pro výběr správných přísad je důležité vzít v úvahu typ konstrukce, její provozní podmínky a klimatické podmínky. Různé objekty vyžadují různé typy hydroizolace. Při stavbě je důležité poradit se s profesionály a pečlivě prostudovat vlastnosti každého produktu. To zajistí trvanlivost konstrukce a zabrání problémům s jejím provozem v budoucnu.

Beton je velmi pevný a odolný materiál, ale při vystavení agresivnímu prostředí může korodovat a zbortit se.

Jedním z médií, které je vůči betonu agresivní, je voda.

Proč a v jakých případech je voda agresivním médiem pro beton?

Betonové a železobetonové konstrukce lze použít v exteriéru nebo interiéru (například podlahy).

V prvním případě jsou konstrukce vystaveny srážkám. Pokud jsou v kontaktu se zemí (například základy), pak na ně působí i spodní voda.

Podzemní voda, stejně jako srážková voda, není jen čistá voda, ale zpravidla slabý roztok solí, kyselin nebo zásad.

Při použití v interiéru může být betonový výrobek také vystaven vysoké vlhkosti a změnám teploty. Podle SP 72.13330.2016 „Ochrana stavebních konstrukcí a konstrukcí před korozí“ se rozlišují následující vlhkostní poměry prostor:

1. suchý – relativní vlhkost vzduchu nepřesahuje 60%;
2. normální – relativní vlhkost vzduchu 60–75 %;
3. vlhký – relativní vlhkost vzduchu nad 75 %;
4. mokrý – povrch stavební konstrukce je navlhčen kapénkovou vlhkostí (kondenzace, rozlití, potřísnění).

Při stálém vystavení vlhkosti a změnám teploty, zejména při provozu venku, při styku se zemí nebo v místnostech s vlhkými provozními podmínkami, potřebují betonové konstrukce ochranu před korozí.

To je způsobeno konstrukčními vlastnostmi betonu. Tvrzený cementový kámen není jednotný; zahrnuje póry, kapiláry, mezikrystalové dutiny, takže při kontaktu s vodou ji beton může absorbovat. Kapilární vzlínání vody umožňuje její vzlínání v betonu do výšky až 2 m.

Voda a sloučeniny v ní rozpuštěné způsobují chemickou a biologickou korozi betonu. S jeho stálou expozicí může být nechráněný beton zničen do hloubky průniku agresivních roztoků až 2 cm za rok.

Chemická koroze betonu

Vzhledem k tomu, že chemické sloučeniny jsou rozpuštěny v dešťové vodě a podzemní vodě, jejich vystavení může způsobit kyselou, alkalickou nebo solnou korozi, během níž sloučeniny cementového kamene, které tvoří pojivovou strukturu betonu, reagují s chemickými sloučeninami přítomnými v přírodní vodě za vzniku rozpustných solí. Soli rozpustné ve vodě se snadno vymývají vodou a postupně ničí beton.

Biologická koroze betonu

Biokorozi způsobují odpadní produkty mikroorganismů (bakterie, mechy, lišejníky, plísně), které se aktivně množí v podmínkách vysoké vlhkosti. Organické kyseliny, které jsou obsaženy v produktech jejich metabolismu, vstupují do chemických neutralizačních reakcí s alkalickými sloučeninami ve složení betonu za vzniku vodorozpustných solí.

Vystavení teplotám pod bodem mrazu

Konstrukce, které jsou provozovány venku, mohou být vystaveny vysokým kladným i záporným teplotám. Voda zachycená v pórech a kapilárách betonu se při zamrzání mění v led, jehož objem je vždy větší než objem vody, což vede ke vzniku mikrotrhlin v betonu.

S každým cyklem zmrazování a rozmrazování se trhliny zvětšují. Pokud dojde k zatékání vody k výztuži, začíná koroze kovu, jejíž produkty (rez) mají vždy větší objem než objem kovu, což vede k drobení betonu a odlupování výztuže.

Stupeň agresivity prostředí je stanoven regulačními dokumenty. Při zvýšení provozní teploty nad + 20° C na každých 10° C nebo při kombinaci vlivu agresivního prostředí a mechanického namáhání (například vlhkost a otěr) se stupeň agresivity nárazu zvyšuje o jeden stupeň.

Ochrana betonu před korozí

SP 28.13330.2017 „Ochrana stavebních konstrukcí před korozí“ rozděluje opatření na ochranu konstrukce do tří typů:

1. Primární ochrana. Realizuje se ve fázích návrhu a výroby (konstrukce) konstrukce. Spočívá ve výběru konstrukčních řešení, materiálů a konstrukce, které jsou odolné vůči provoznímu prostředí.
2. Sekundární ochrana. Realizace po vyrobení konstrukce. Zahrnuje opatření, která zajišťují ochranu proti korozi v případech, kdy jsou opatření primární ochrany nedostatečná (použití impregnací, ochranných nátěrů a dalších způsobů izolace konstrukcí od agresivních vlivů prostředí).
3. Zvláštní ochrana se aplikuje, pokud jsou primární a sekundární ochranná opatření nedostatečná. Speciální ochranná opatření jsou zaměřena na snížení agresivního vlivu (drenáž, větrání, drenáž atd.)

Přísada do betonu pro hydroizolaci

Struktura betonu může být hustší a vodotěsná. V tomto případě bude produkt stabilnější ve vlhkém prostředí. Toto opatření se týká primárních ochranných opatření. V mírně agresivním provozním prostředí to často stačí k ochraně výrobku před korozí.

K získání hydrofobního betonu, vodotěsného v celém rozsahu, se používají speciální přísady.

Co jsou přísady do betonu

Základní složení betonu zahrnuje cement, vodu a také hrubé a jemné (pro jemnozrnný beton a malty – pouze jemné) inertní kamenivo.

Do složení betonových směsí a roztoků lze také vnášet organické nebo anorganické látky, které dávají roztokům a betonu nové vlastnosti a upravují je. Říká se jim přísady do betonu a malty.

Aditiva se do malt přidávají ve velmi malých množstvích (do 5 % hmotnosti cementu), ale mají znatelný vliv na vlastnosti malt a betonu.

Níže uvedená tabulka uvádí třídy, skupiny a podskupiny přísad v souladu s mezistátní normou GOST 24211-2008 „Přísady do betonu a malt“. Všeobecné technické podmínky“.

Pro objemovou hydrofobizaci betonu se používají vodoodpudivé přísady, které patří do třídy přísad propůjčujících betonu speciální vlastnosti.

Vodotěsnost betonu

Podle mezistátní normy GOST 25192-2012 „Beton. Klasifikace a obecné technické požadavky“, hlavní standardizované ukazatele betonu jsou:

1. Pevnost v tlaku. Označuje se písmenem B a číslem odpovídajícím tlaku v MPa, kterému 95 % krychlových vzorků odolá bez destrukce. Těžký beton může mít třídu pevnosti v tlaku od B3,5 do B120.
2. Střední hustota. Označuje se písmenem D a číslem odpovídajícím hmotnosti metru krychlového betonu v kilogramech.
3. Vodotěsný. Označuje se písmenem W a číslem odpovídajícím maximálnímu tlaku vody v kg/cm 2 , při kterém vzorky vodu nepropustí. Podle tohoto ukazatele se betony dělí na betony nízké voděodolnosti (pod W4), střední voděodolnosti (W4–W12) a vysoké voděodolnosti (nad W12).
4. Mrazuvzdornost. Označuje se písmenem F a číslem odpovídajícím počtu cyklů zmrazení-rozmrazení, které vzorky vydrží bez zničení. Podle tohoto ukazatele je beton klasifikován jako beton s nízkou mrazuvzdorností (F50); střední mrazuvzdornost (od F50 do F300); vysoká mrazuvzdornost (nad F300).

S rostoucí hustotou a pevností se také zvyšuje odolnost betonu vůči vodě, protože hustší beton má ve své struktuře méně pórů a kapilár.

Hustotu betonu můžete zvýšit různými způsoby:

1. zvýšit množství cementu v betonové směsi;
2. snížit množství vody ve směsi;
3. používat změkčovadla;
4. prodlužte dobu vibrační úpravy položeného betonu.

Použití vodoodpudivých přísad do betonu a malt umožňuje získat vodoodpudivý beton, který jednoduše nezvlhne a neabsorbuje vodu.

Vodoodpudivé přísady vytvářejí hydrofobní povlak na stěnách pórů betonu nebo póry vyplňují a zvyšují tak jeho odolnost proti pronikání vody.

Vodoodpudivý prostředek pro beton je potřebný pro zvýšení pevnosti a prodloužení jeho životnosti. Beton, který získal vodoodpudivé vlastnosti, se nazývá hydrofobní. Mimochodem, má nejen vodoodpudivé, ale také tepelně konzervační vlastnosti a také zůstává ekologickým a bezpečným materiálem. Vodoodpudivý prostředek na beton navíc umožňuje efektivnější nanášení barvy na betonový povrch. Nevstřebává se do pórů, je hladší a déle vydrží.

Beton, který nevlhne, nejen že nekoroduje, ale má i vyšší tepelně izolační vlastnosti, estetické vlastnosti (není na něm výkvěty, mechy ani plísně) a vyznačuje se také vyšší mrazuvzdorností a životností.

Vodoodpudivé přísady jsou testovány v souladu s požadavky GOST 30459–2008 „Přísady do betonu a malt“. Stanovení a vyhodnocení účinnosti.“

Pro testování se připraví dvě složení betonové směsi:

1. základní – s přísadou;
2. ovládání – bez aditiva.

Poté se provedou testy a jejich výsledky se zaznamenají do deníku.

Účinnost vodoodpudivých přísad se posuzuje podle míry snížení nasákavosti betonu základních složení oproti kontrolním. Za tímto účelem se vzorky kontrolních kompozic uchovávají ve vodě až do úplného nasycení a vzorky hlavních kompozic se uchovávají po dobu 28 dnů.

Snížená absorpce vody (P_W) se vypočítá pomocí vzorce

kde W_čelit — absorpce vody vzorků kontrolního složení,

W_hlavní — nasákavost vzorků základního složení (v % hmotnostních).

Jak vybrat přísadu pro řešení hydroizolace betonu

Pro získání betonu s hydroizolačními vlastnostmi se doporučuje použít speciální vodoodpudivé přísady.

Jedná se o jednoduchý a cenově výhodný způsob, jak získat beton, který je odolný vůči negativním vlivům vysoké vlhkosti a šetří stavební materiály, aniž by byla ohrožena pevnost a životnost výrobku.

Vodoodpudivá přísada do betonu HTC na bázi organokřemičitých sloučenin se používá pro přípravu omítkových a zdicích malt pro fasády a interiérové ​​práce, dále hydroizolace, vodní stavby, vysokopevnostní betony pro výrobu následujících typů betonových výrobků :

1. struktury neustále ve vodě;
2. hydraulické konstrukce;
3. silniční stavební objekty (mosty, tunely);
4. lití základů, stěn, potěrů a betonových podlah ve vlhkých místnostech a v případě ohrožení podzemní vodou;
5. podzemní a zakopané stavby.

Zvláštností vodoodpudivé přísady do betonu HTC je její kombinovaný plastifikační a vodoodpudivý účinek.