Гидроизоляция бетона — неожиданные сюрпризы лабораторных испытаний

К написанию этого поста меня подтолкнули комментаторы-критики моей предыдущей статьи «Как российский состав для гидроизоляции бетона конкурирует с американским аналогом без дорогой рекламы и пафоса» . Дескать, и то у нас хорошо, и в этом у нас лучшая гидроизоляция — а доказательства-то где?

Сегодня я решил дать мой отзыв критикам и поставил себе задачу, так сказать, «со звездочкой» (почти уровня «миссия невыполнима») — рассказать о лабораторных испытаниях гидроизоляции бетона, да так, чтобы это было интересно.

В моём предыдущем посте я, конечно, ссылался на результаты лабораторных испытаний, выложенные у нас на сайте. Но изучать зубодробительные технические тексты, написанные языком формул и «научных канцеляризмов», — так себе вариант, уж слишком сложный.

В результате и возникла идея всё-таки описать результаты экспериментов человеко-понятным языком. И мы с нашими технологами обратились к древним фолиантам, содержащим тайные, полузабытые знания.

Да, многие тесты проводились почти 25 лет назад — в момент активного выхода нашего продукта «Акватрона» на рынок. С той поры рецептура и свойства смеси значительно улучшились, но ряд испытаний повторно мы не делали — в этом уже не было смысла, продукт получил признание сначала оптовых заказчиков, а потом и частных.

Дисклеймер для адептов секты «кругом обман»

Часть испытаний проводились независимыми лабораториями и НИИ, в т. ч. зарубежными, по нашему заказу.

Многое мы тестировали сами в собственной лаборатории.

Часть приведенных сведений и вовсе является нашим оценочным суждением (в этом случае я везде буду делать соответствующую оговорку). Вообще, мы не ставили своей целью ответить на вопрос — какая гидроизоляция лучше? Мы просто тестировали свой продукт, чтобы было что показать крупным оптовым покупателям и гос. заказчикам.

Желающие написать, что «все куплено и подтасовано», — смогут это сделать. Остальным же, уверен, будет любопытно ознакомиться с результатами экспериментов.

Подготовка материалов и оценка результатов

Для большинства испытаний используют бетонные бруски 4*4*16 сантиметров. И далее уже всячески над ними издеваются — держат в воде под давлением, замораживают, сушат, сжимают, растягивают и т. д.

Для некоторых испытаний использовались старые образцы из раствора производства 70-х годов. Это дало возможность посмотреть, как будет себя вести «старый» бетон, возраст которого уже более 50 лет.

В других специально тестировался дешевый низкомарочный бетон, который более всего и нуждается в защите.***

Любые тесты проводили на 3-4 образцах — чтобы исключить погрешности. Ключевое свойство «Акватрона» — водонепроницаемость. Но попутно изучались и другие характеристики — прочность, морозостойкость и т. д.

Эксперименты не всегда проходили гладко — иной раз результаты получались, на первый взгляд, непонятными или даже противоречащими друг другу. В таких ситуациях я обращался за помощью и разъяснениями к нашему главному технологу — Исаевой Нине Александровне.

Два «Акватрона»

Нашу смесь можно применять двумя способами. При поверхностном нанесении «Акватрон» проникает глубоко внутрь бетона (на 15-20 см), дополнительно создавая верхний водонепроницаемый «бронеслой». Т. е. поверхностная защита на самом деле совсем не поверхностная. Как я всегда утверждал, лучшая гидроизоляция бетона работает внутри конструкции, а не снаружи..

Тройной эффект «Акватрона» (в отличие от смесей с одинарной защитой — того же американского «Пенетрона»):

· Внешняя мембранная защита. Создает на поверхности непроницаемый «бронеслой» (по принципу гудрона и битума, только еще и механически очень прочный).

· Проникающая капиллярная защита. Реагенты проходят глубоко в поры и микротрещины и при контакте с водой образуют нерастворимые кристаллы, которые запечатывают все полости и пустоты.

· Антикор-эффект — арматура и трубы внутри бетона дополнительно защищены от ржавчины.

И второй вариант применения Акватрона — изначальное добавление в бетон на этапе замешивания. В этом случае обеспечивается самая лучшая гидроизоляция, ведь смесь равномерно распределяется по всему объему и обеспечивает тотальную защиту конструкции.

Соответственно и эксперименты для тестирования «Акватрон-6» (внешнее нанесение) и «Акватрон-12» (добавка для бетона) были разными.

Испытание поверхностной защиты «на отрыв» и «на прижим»

Гидроизоляция бетона «работает» в двух режимах. Можно защитить внешние стены фундамента — в этом случае вода давит снаружи, как бы «прижимает» гидроизоляцию к бетонному основанию. Вторая ситуация встречается в старых домах, когда вода уже просачивалась сквозь бетон. В этом случае обрабатывают внутренние стены подвала — а вода стремится «оторвать» изолирующее покрытие.

Замечу, что любые виды гидроизоляции, кроме проникающей (т.н. барьерные — битумная, полимерная, обмазочные штукатурки), отчасти справляются с внешним давлением воды и совершенно не выдерживают внутреннего, обратного. В этом случае они попросту отслаиваются от бетонного основания.

Проникающая гидроизоляция бетона решает обе описанные проблемы. Испытания «Акватрон-6» также проходили в двух режимах — «на прижим» и «на отрыв» (см. рисунок). Тестирование проходило в НИИЭС (Научно-исследовательском институте эргатических систем, г. Москва).

При испытании «на прижим» (имитирует обработку внешних стен фундамента) защитную смесь наносили на нижнюю часть бетонного бруска. После чего на гидростенде подавалась вода под начальным давлением 2 атмосферы. Далее давление последовательно увеличивалось до 12 атмосфер.

При испытании «на отрыв» обрабатывали верхнюю часть бруска. А вода «давила» снизу на необработанный бетон (имитирует ситуацию протекающего фундамента при внутренней обработке стен подвала).

При испытании «на отрыв» на одном из образцов образовалась течь при давлении в 4 атмосферы. Но эксперимент не был остановлен — воду продолжили собирать фильтровальной бумагой. Через некоторое время течь прекратилась, и в дальнейшем образец выдержал давление в 12 атмосфер.

Это наглядно демонстрирует интересный эффект «самозаживления» трещин. Вероятнее всего при заливке данного испытательного образца не удалось добиться полной монолитности бетона — в нем образовались пустоты и микротрещины. Подобные ошибки вполне себе встречаются и в реальном строительстве. Впрочем, этот случай дал отличную возможность продемонстрировать эффективность «Акватрона» — реагенты, проникшие внутрь бетона, вступили в реакцию с водой, образовали нерастворимые кристаллы и «залечили» протечку.

Итоги эксперимента: в режиме «на отрыв» водонепроницаемость бетона увеличилась в 12 раз, в режиме «на прижим» — в 6 раз. Это первый «нелогичный» момент, которых в статье будет еще много.

Почему результаты «на прижим» оказались хуже? На самом деле все просто — «на отрыв» тестировали бетон 28 суток, а «на прижим» — только 4. В то время как для полного «созревания» бетона и гидроизоляционной защиты необходимо 120-140 суток. Можно уверенно предположить, что водонепроницаемость в режиме «на прижим» достигнет тех же показателей и увеличится как минимум в 12 раз — но четырех дней для этого недостаточно.

Испытание поверхностной гидроизоляции бетона «Акватрон» на водопоглощение

Схожие результаты показал еще один эксперимент, проведенный лабораторией АО «Полиэкс». Только здесь проверяли не водонепроницаемость, а водопоглощение бетона. Вообще, для гидроизоляционных смесей это вторичный показатель, если можно так выразиться — эффективность измеряют именно по водонепроницаемости. Но цифры интересные, поэтому я их тоже приведу.

Итак, по данным «Полиэкс», водопоглощение бетона снизилось почти в 3 раза при однократном нанесении смеси «Акватрон» кистью и более чем в 11 раз — при двукратном. При этом «Полиэкс» также отмечает, что защита становится более эффективной с течением времени, происходит «созревание».

Информационная справка. Водонепроницаемость и водопоглощение бетона

Показатель водонепроницаемости бетона обозначают буквой W. Цифра рядом (например, W12) означает, что образец выдерживает давление воды в 12 атмосфер.

Бетоны марки W2-W4 очень нестойки к попаданию влаги. Часто используются для подготовительных работ или в дорожном строительстве.

W6 — наиболее часто используется в гражданском строительстве любых капитальных зданий.

W10-W20 — влагоустойчивые бетоны, применяются в специальном строительстве — бункеры, убежища, дамбы, плотины и т. д.

Применение «Акватрона» дает возможность достичь наилучшего показателя водонепроницаемости W20.

Характерно, что по действующему ГОСТу гидроизоляционные смеси оценивают не только (и даже не столько) по уровню водонепроницаемости. Главным показателем считают количество ступеней, на которое повысится W бетона.

Например, бетон марки W6 при повышении на две ступени станет бетоном марки W10 (уровни водонепроницаемости всегда четные — W 6, 8, 10 и т. д.)

«Акватрон» повышает водонепроницаемость бетона на максимальные 6-8 ступеней. Другими словами, даже бетон марки W4 (изначально неустойчивый к попаданию воды) получит высший уровень W20 после обработки.

Водопоглощение измеряется в % от массы сухого бетона. Другими словами, если сухой бетон массой 100 кг после помещения в жидкость стал весить 110 кг — то коэффициент водопоглощения составляет 10%.

История с ГОСТ 34669

Современная редакция ГОСТ 34669 предписывает обязательное снятие поверхностного покрытия перед испытаниями на водонепроницаемость. Ранее такого требования не было — и с этим связана еще одна интересная история.

Изменения в ГОСТ 34669 были пролоббированы компанией «Пенетрон» в безнадежной попытке доказать, что «Акватрон» обладает только внешней (мембранной, барьерной) защитой и вглубь бетона не проникает. Маркетинговые войны — они такие. Изюминка ситуации заключается в том, что у «Пенетрона» действительно нет барьерной функции (подробнее об этом далее в разделе про адгезию). В то время как «Акватрон» обеспечивает не только «основную» проникающую защиту, но и создает прочный водонепроницаемый «бронеслой» на поверхности. Это, можно сказать, дополнительный первый эшелон защиты (не только от воды, но и от кислот, щелочей, нефтепродуктов) — а главные свои свойства смесь проявит, если прочный внешний слой будет нарушен.

Испытания на морозостойкость

Морозостойкость бетона обозначают буквой F и измеряют в количестве циклов замерзания-оттаивания, которые выдерживает бетон, теряя при этом не более 5% прочности. Например, F50 означает, что бетон выдерживает 50 циклов заморозки.

«Акватрон» не является специализированной добавкой для увеличения морозостойкости. Тем не менее, испытания НИИЭС показали, что добавка увеличивает морозостойкость бетона на 1-2 марки.

Тут разъясню подробнее, что означает марка бетона. Бетон марки M100 F50 выдерживает 50 циклов заморозки. А бетон следующей марки M200 F100 – уже 100 циклов. Таким образом, повышение морозостойкости на 1-2 марки добавляет 50-150 циклов заморозки. И можно сделать вывод, что «Акватрон» существенно повышает морозостойкость бетона, хотя это и не является его основной целью.

Адгезия к бетонному основанию

По результатам тестов адгезия («прилипание») «Акватрона» к бетону составляет 1.1 – 1.7 МПа. Эти цифры мало что скажут неподготовленному читателю, поэтому дам сравнение. Адгезия плиточного клея составляет 0.5-1.5 МПа.

Уточню, что в целом показатели адгезии «Акватрона» не являются уникальными, примерно такими же свойствами обладают и другие смеси, представленные на рынке.

А у некоторых адгезии нет в принципе — у того же американского «Пенетрона» поверхностный слой легко сметается веником. В данном случае производитель считает, что одинарной (проникающей) защиты будет достаточно и о верхнем «бронеслое» не заботится.

Прочность на сжатие и на изгиб

Эти эксперименты мы провели совсем недавно, в 2024 году, в собственной лаборатории. Тестировали не только «Акватрон», но и смеси основных конкурентов.

«Акватрон-6» сравнивали со знаменитым американским составом для гидроизоляции бетона «Пенетрон», а «Акватрон-8» – с аналогами «Пенеплагом» и «Ватерплагом» (последние три материала предназначены для экстренных остановок серьезных протечек).

Результаты наглядно представлены на диаграммах.

Как видим, «Акватрон» в разных опытах показал отрыв от конкурентов на 30%-600%.

Подчеркну, что здесь испытывались не бетонные образцы, а именно бруски на 100% состоящие из соответствующих смесей. Если же вести речь об эффективности добавления «Акватрона» в бетон, то, по данным НИИЭС, это обеспечивает 50-60% прирост прочности.

Паропроницаемость

Несмотря на прирост прочности и блокирование воды, описанные выше, бетон с добавкой «Акватрона» сохраняет паропроницаемость — что также важно для жизнеспособности железобетонных конструкций.

Устойчивость к вибрациям

Эксперимент также проводили в собственной лаборатории. Измеряли устойчивость материалов к постоянной вибрации частотой 50 Герц. Это моделирует ситуацию с прохождением поезда метрополитена под многоэтажным зданием.

Проверяли «Акватрон-8» и «Пенеплаг» на адгезию к металлическим и полипропиленовым трубам. С полипропиленом оба образца показали себя хорошо, а вот в случае с металлической трубой на «Пенеплаге» произошел скол.

Испытания на грибковую устойчивость

Данный эксперимент проводил НИИ ННГУ Нижнего Новгорода по грибам. Использовались методы 1 и 3 Не спрашивайте меня, где метод номер 2, — это опять уведет нас слишком глубоко от текущей темы. Простыми словами «метод номер 2» неприменим для бетона.

Метод 1 устанавливает, является ли образец питательным субстратом для грибков сам по себе. Материал считается грибостойким, если получает оценку 1-2 балла. Результат «Акватрона» — 1 балл.

Метод 3 устанавливает фунгицидные свойства образца, т. е. его способность угнетать размножение плесневых грибов. Материал считается фунгицидным, если получает оценку хотя бы 1 балл по 6-балльной шкале. Результат «Акватрона» — 2 балла.

Образцы выдерживали в термостате при температуре 28-30 ℃ на протяжении 28 суток.

Таким образом, смесь «Акватрон» признана грибоустойчивой и фунгицидной по результатам испытаний.

Пластичность бетона

Абсолютно неожиданной даже для нас оказалась информация об увеличении пластичности бетона при добавлении в раствор «Акватрон-12». Мы сами об этом никогда не думали и не проводили никаких тестов — информация пришла к нам с бетонных заводов.

Проверяют пластичность следующим образом — заполняют бетонным раствором конусообразную емкость, а затем переворачивают ее широким концом книзу. Бетон начинается растекаться. После чего измеряют разницу высот между исходным конусом и получившимся после растекания. Чем больше разница, тем выше текучесть бетона.

Всего есть 6 степеней пластичности, для строительства подходят только три (от П4 до П6). Чем выше пластичность — тем удобнее работать с бетонным раствором, а главное — тем лучше он растечется по поверхности и заполнит пустоты. Т. е. прочность итоговой конструкции будет выше.

По данным бетонных заводов, использование «Акватрон-12» в качестве гидроизолирующей добавки повышает пластичность на одну марку. Т. е. если исходная была П4, то итоговая будет П5.

Результаты зарубежных лабораторий

В начале статьи я упоминал, что «Акватрон» испытывали не только в России, но и за рубежом. Настало время привести доказательства. Ниже отчет чешского института KLOKNERUV из г. Прага.

Перевод привожу «как есть» — он немного режет слух, так как явно делался чешским переводчиком — но суть передает верно. Выделение жирным шрифтом — моё.

Глубина проникновения

Как я уже писал выше, проникающая гидроизоляция даже при поверхностном нанесении обеспечивает глубокую, проникающую защиту.

«Акватрон-6» проходит в глубину бетона на 15 сантиметров — это данные независимых испытаний с проверкой электронным микроскопом. Проникновение на 20 сантиметров мы фиксировали в собственной лаборатории.

Интересный факт приведу про американскую смесь «Пенетрон». Производитель заявляет о глубине проникновения смеси на 40 сантиметров. Но есть нюанс — в 2015 году заявленная глубина проникновения у «Пенетрона» была 1.5 метра! С той поры почему-то уменьшилась… Этот удивительный факт я оставлю без комментариев.

Срок службы

Проникающая гидроизоляция бетона фактически становится частью конструкции, поэтому срок службы ее не ограничен. В случае с «Акватроном» это дополнительно подтверждено испытаниями НИИ Бетона и Железобетона им. Гвоздева, который установил срок службы смеси «Акватрон» в 100 лет.

При этом в НИИЖБ дополнительно проверяли стойкость поверхностного «бронеслоя» «Акватрон-6», который защищает бетон не только от воды, но и от кислот, щелочей, нефтепродуктов. На разрушение 3 мм поверхностного покрытия по оценкам НИИ также потребуется не менее 100 лет.

На этом пока все. Постарался написать максимально понятно, насколько это было возможно в такой непростой теме, как лабораторные испытания.

Моя задумка заключалась не только в том, чтобы рассказать про «Акватрон», но и в общем создать некие структурированные знания о современной проникающей гидроизоляции бетона у читателей, не владеющих темой на профессиональном уровне. Далее каждый уже сам сможет решить, какая гидроизоляция лучше — из всего множества вариантов, представленных на рынке.