Физические свойства бетона, определяемые при его взаимодействии с водой.
Физические свойства, которые имеет бетон, взаимодействующий с водой, связаны с изменениями, происходящими в структуре бетонной смеси, включая поглощение и насыщение водой, определение коэффициента размягчения бетона, капиллярный подсос, проводимость и отдачу воды, а также проницаемость и деформацию, связанную со смачиванием водой и последующим высыханием.
Поглощение и насыщение водой происходит потому, что бетон является пористым материалом с капиллярной структурой, и при контакте с водой он поглощает влагу. Таким же образом бетон получает влагу из окружающей среды. При поглощении влаги из воздуха в случае превышения влажности окружающей среды над влажностью бетона, либо при повышенной температуре воздуха бетон абсорбирует влагу из воздуха. В результате чего происходит выравнивание баланса влажности воздуха и бетона и наступает сорбционная влажность. При сравнении обычный бетон с плотными заполнителями имеет очень небольшое сорбционное увлажнение, поэтому его вообще не учитывают. В то же время легкие виды бетона содержат пористые наполнители, и в слитном материале сорбционная влажность доходит до 4-8%, а ячеистый бетон достигает величины 20-25% для данного параметра. Поглощение и насыщение водой возникает при капиллярном подсосе, когда сквозь открытые поры в материал проникают мельчайшие капельки воды, например, во время поливки или при атмосферных осадках. Капиллярный подсос представляет собой движение молекул воды в капиллярах бетона в результате диффузии. Это свойство имеют даже самые плотные материалы, например, камень из цемента или бетон при определенном соотношении влажности и температуры. Максимальное поглощение воды составляет для тяжелых бетонов 4-8% веса, а для легких видов этот показатель сильно увеличивается и зависит напрямую от пористости наполнителей.
Рассмотрим бетон с водонасыщенностью – прочность материала будет снижена на определенную величину. Этот параметр определяется коэффициентом размягчения, который составляет для тяжелого бетона на цементной основе 0,85-0,9, а для гипсового бетона доходит до 0,35-0,45. Определенные линейные деформации приобретает бетон, который периодически увлажняется и высыхает. Подобная деформация является обратимой, но если постоянно подвергать бетон подобным деформациям – то большое число увлажнений и высыханий приведет к обрыву внутренних связей компонентов, что снизит прочность конструкции и нарушит структуры материала. Можно купить бетон плотной структуры, но капиллярная пористость, которая заложена в материале природой, делает его проницаемым при определенном уровне гидростатического давления для воды или другой жидкости, обладающей низкой вязкостью. Основное просачивание воды в бетоне нормальной плотности осуществляется не через цемент, а через капилляры и полости, которые образуются в местах контакта цемента и наполнителей.
Для большинства конструкций требуется бетон, который не должен вообще обладать водопроницаемостью, при рабочем гидростатическом давлении. При этом бетон можно разделить на определенные марки, в которых указывается величина водонепроницаемости и гидростатическое давление, при котором в материал не просачивается вода при испытании по утвержденной методике.
Для достижения желаемой водонепроницаемости конструкции относительно гидростатического давления необходимо повысить плотность бетонной смеси или увеличить толщину элементов из бетона, проводить обжатие бетонных деталей при их изготовлении или повышать растягивающее напряжение, которое образуется при давлении воды.
