Некачественная укладка превращает бетон в решето

О важности качественной укладки бетонной смеси для обеспечения водонепроницаемости бетона

При укладке бетонной смеси возможно образование дефектов, например, отслоение крупного заполнителя. В итоге образуются участки высокопористого (пустотного) бетона, сквозь которые может течь вода. Если дефекты бетонирования выходят на поверхность, то они могут быть легко обнаружены при осмотре затвердевшего бетона  и далее устранены:

Однако даже внешне плотный и монолитный бетон с достаточной проектной маркой водонепроницаемости на деле может легко пропускать воду. Когда бетонная смесь действительно изготовлена по проекту и подтверждена её водонепроницаемость, то причиной фильтрации и течей воды сквозь бетонный монолит могут быть скрытые недостатки при укладке бетона.

На объекте это может выглядеть так:

Вода бежит через бетонные стены:

1. При вскрытии бетонных стен на глубину свыше 7-10 мм обнаружены пустоты в бетоне:

Снаружи плотный, внутри пустотный бетон:

Вскрытый участок с пустотным бетоном глубиной более 200 мм:

Течи воды из пустот в бетоне после вскрытия стены резервуара на глубину свыше 7-10 мм:

Плотный наружный слой бетона (см. фото выше) может скрыть пустоты внутри бетона и ввести в заблуждение собственника и эксплуатанта объекта, а равно исполнителей работ на поверхности такого бетона, создав впечатление, что внутри бетон также плотный и монолитный, без пустот.

Исполнитель укладки бетонной смеси также может своевременно не обнаружить пустоты в бетоне в силу отсутствия инструментального контроля сплошности изготовленного бетонного монолита и недостаточности опыта работ:

• с бетонными смесями, которые не обладают самоуплотнением, а тем более являются жёсткими бетонными смесями;
• на объектах с увеличенной высотой единоразовой укладки бетонной смеси.

Проблема касается не только объектов «в поле».

К примеру, компании стал известен случай: цеховая лаборатория строительного предприятия на объекте отобрала образцы бетонной смеси с жесткостью Ж4 и Ж5 и изготовила бетонные цилиндры высотой 150 мм для определения водонепроницаемости. При этом бетонную смесь в формах уплотняли «штыковкой и лопатой». Уложенный таким способом бетон показал марку водонепроницаемости W4-W6 согласно ГОСТ 12730.5-2018 по методу «мокрого пятна».

Однако когда идентичную бетонную смесь должным образом уплотняли (вибрированием) в форме, то марка водонепроницаемости бетона составила W20 согласно ГОСТ 12730.5-2018 по методу «мокрого пятна».

Меж тем все перечисленные проблемы известны строительной науке:

• Физическая суть явления роста пористости бетона заключается в том, что в жестких бетонных смесях... эффект тиксотропии проявляется ограничено и «слитная» структура цементного теста образуется только в зонах контакта сольватных оболочек жидкой фазы, адсорбированной зернами (флоккулами) цемента. Межзерновое пространство «мицелл» (в физической и коллоидной химии сочетание: твердофазная частица (ядро) и сольватная оболочка жидкости вокруг нее, носит название – мицелла) остается заполненным защемленным воздухом и, по сути, представляет собой будущий объем пор цементного камня, который (особенно при воздушно-сухих условиях твердения) будет увеличиваться в процессе твердения. В результате формируется структура затвердевшего цементного камня, в которой образующиеся вокруг остаточных цементных «ядер» реакционные каемки из продуктов его гидратации не развиты и контактируют между собой в зонах ограниченной площади. Как следствие, такая структура характеризуется наличием развитой капиллярной сообщающейся пористости, значительным водопоглощением и высокой проницаемостью.

Источник: Батяновский, Э.И. Вибропрессованный бетон: технология и свойства / Э. И. Батяновский, А. И. Бондарович. – Минск: БНТУ, 2018. стр.76. – ISBN 978-985-583-088-8.

По-простому, если использовать несамоуплотняющиеся бетонные смеси и при этом одновременно не обеспечивать должное виброуплотнение, а равно бетонировать, создавая условия для расслоения бетонной смеси, то бетон после такой укладки неизбежно будет высокопористый (вплоть до образования пустот) с увеличенной проницаемостью для воды.

В итоге может создаться впечатление о низком качестве самого бетона, тогда как на деле речь, скорее, о недостатках выполненной укладки.

Что делать?

1. Снизить риск возникновения скрытой пустотности и высокой пористости бетона можно, к примеру:

• через рост качества укладки и уплотнения бетонной смеси, в том числе повышая механизацию труда и квалификацию укладчиков;
• через использование текучей вплоть до самоуплотнения бетонной смеси.

Увеличить удобоукладываемость бетонной смеси и одновременно повысить водонепроницаемость бетона можно с помощью добавки Дегидрол люкс марки 10-2:

2. Если проблема уже настигла:

Для начала следует оценить масштаб проблемы, в том числе выполнить оценку технического состояния бетонных и железобетонных конструкций, например, согласно ГОСТ 31937-2024. 

Как метод выявления скрытых дефектов внутри бетона может быть использовано, к примеру, георадиолокационное обследование.

Источник: Зеркаль Евгений Олегович, Калашников Алексей Юрьевич, Лапшинов Андрей Евгеньевич, Тютюнков Алексей Иванович. Выявление внутренних дефектов бетонирования в теле монолитной фундаментной плиты по данным георадиолокационного обследования // Вестник МГСУ. 2020. №7.

На основе выполненного обследования конструкций следует разработать проект. 

Если конструкции подлежат демонтажу, то для последующего возведения бетонных и железобетонных конструкций может быть использовано техническое решение, указанное выше. Демонтаж может потребоваться, в частности из-за невозможности обеспечить и гарантировать на срок эксплуатации:

• целостность и защиту от коррозии металлического арматурного каркаса внутри пустотного бетона;
• соответствие изначальному проекту несущей способности конструкции для фактически полученного пустотного бетона.

Если конструкции не подлежат демонтажу, то технические решения по исправлению ситуации могут быть такие:

2.1. Очаговый гидроизоляционный ремонт с помощью Дегидрола люкс марки 5:

На участках, где в момент работ и после закладки материала в течение 7 суток минимум отсутствует риск контакта применяемого материала с водой, как альтернатива может быть использован Дегидрол люкс марки 5ГЧ:

Способ приемлем, если инструментальным осмотром согласно ГОСТ 31937-2024 выявлены все без исключения пустотные участки, сквозь которые может течь вода.

2.2. Сплошной гидроизоляционный ремонт с помощью бетонирования упрочнённым водонепроницаемым бетоном с увеличенным темпом набора прочности благодаря использованию добавки Дегидрол люкс марки 10-2:

2.2.1. Схема для заглубленных конструкций:

2.2.2. Схема для резервуаров:

Способ целесообразен, если инструментальным осмотром согласно ГОСТ 31937-2024 не могут быть выявлены все без исключения пустотные участки, сквозь которые может течь вода, а равно когда массовость таких участков делает нерациональной отдельную очаговую работу по каждому из них.

2.3. Сплошной гидроизоляционный ремонт путём нанесения Дегидрол люкс марки 5 слоем с толщиной не менее 10-15 мм:

Способ применяется, если инструментальным осмотром согласно ГОСТ 31937-2024 не могут быть выявлены все без исключения пустотные участки, сквозь которые может течь вода, а равно когда массовость таких участков делает нерациональной отдельную очаговую работу по каждому из них, однако бетонирование выполнить невозможно.