’Waterproofing’ av betong – tillsatser

hur betong tillsatser arbete

det finns väldigt många ’waterproofing’ tillsatser på marknaden över hela världen som kan läggas till betongen vid blandning avsedd att uppnå ökad motståndskraft mot vatten migration. Över sortimentet av produkter finns det många vanliga funktioner och skillnader. Främjandet av dessa system genom sidorna i denna tidskrift och på andra håll, ofta kommer med attraktiva krav på prestanda, användarvänlighet och back-up ’garantier’.

även om de olika produkterna kan hävda olika sammansättning och eller verkningssätt – porfoder repellens, kristallbildande porblockering, organisk porpluggning under tryck-presentationen av fordringar, teknisk säkerhetskopiering, garantier har mycket gemensamt över majoriteten av de erbjudna produkterna.

detta diskussionsunderlag syftar till att sammanföra de viktigaste frågorna och påståenden och presenterar en viss utvärdering av materialet och inbjuder till en rigorös debatt om fördelar och förväntningar.

Detta är inte avsett att vara ett specifikt godkännande eller avslag på enskilda påståenden om specifika enskilda produkter. Även om det hänvisas till vissa brittiska tekniska dokument är materialet, kraven och frågorna relevanta över hela världen.

två rubrikvyer, härledda nedan, är att användningen av sådana tillsatser enbart är mycket osannolikt att väsentligt förbättra den strukturella betongens förmåga att motstå passage av flytande vatten och någon påstådd förbättring av motståndet mot vattenånga, är mer osäker. En viktig åtskillnad görs här och senare i detta dokument mellan vatteninträngning genom ’ strukturell betong och det genom en struktur konstruerad i betong.

BS 8102: 2009 avsnitt 9 – uppnå ’strukturellt integrerat skydd’

detta diskussionsunderlag är relevant nu för Storbritannien och andra länder som använder Brittiska standarder för vattentätning underjordiska strukturer. British Standard bs 8102 (1) har reviderats och publicerats på nytt. Avsnitt 9 i standarden avser valet av material för att uppnå ’strukturellt integrerat skydd’ – Det är där betongen själv krävs för att ge den erforderliga graden av motstånd för att minimera inträngning av vatten.

Klausul 9.2.1.3 betong som innehåller vattentäta tillsatser, säger i en kommentar:

”det finns en rad produkter, allmänt erkända som vattentäta tillsatser, som söker olika sätt att öka betongens inneboende motstånd mot vatten och vattenånga. Eftersom mekanismen som används av varje produkt för att uppnå dessa mål är ganska olika, är det inte möjligt i denna Brittiska Standard att ge specifik vägledning om deras användning”

så det är upp till individen att bedöma.

den rekommenderar också att vattentäta tillsatser specificeras i BS EN 934 (2). Den standarden specificerar testning enligt EN 480-1 och EN 480-5. Kravet på kapillärabsorption-den relevanta egenskapen hos de som krävs i standarden när det gäller vattentätning – är dock att en referensmortel minskar vattenabsorptionen. Detta är inte särskilt användbart för att bedöma betongens troliga vatteninträngningsprestanda.

BBA-certifiering för tillsatser

en källa till oberoende bedömning av produkter utanför de nationella standarderna är certifiering av AGR. Den brittiska styrelsen för AGR har granskat några av dessa vattentätningsblandningar och har utfärdat intyg om prestanda.

dessa certifikat registrerar i allmänhet att betong som innehåller den speciella blandningen producerar betong med lägre vattenpermeabilitet jämfört med en referensbetong. Certifikaten är mer ambivalenta om effekterna av att anta dessa modifierade betong på den totala vattenuteslutningen av en under markstruktur.

vattenläckage genom sprickor och Servicegenomföringar

det är vanligt, från verkliga projekt, att vattenläckage genom en betongkonstruktion huvudsakligen inte sker genom kroppen av väl komprimerad betong, utan snarare där betongen inte är – vid sprickor, vid fogar vid servicegenomföringar etc. Om betongen i sig är av dålig kvalitet – uppvisar dålig komprimering eller har inneslutningar – kan det förekomma vattenläckage, men de tillsatser som försöker förbättra betongmatrisen kan inte förväntas ge nytta under sådana omständigheter.

även om betongen som innehåller blandningen kan visas ha högre motståndskraft mot vatteninträngning, betyder det inte att själva strukturen blir mer motståndskraftig. Argumentet att betong av strukturell kvalitet har en mycket hög grad av inneboende vattentäthet stöds av många så kallade permeabilitetstester som har utförts (3). Att fastställa ett verkligt flödestillstånd i ett laboratorietest är extremt svårt för betong som representerar den låga permeabilitetsmassa som är typisk för strukturell betong.

mer framgång för att visa motstånd mot vattenpassage har uppnåtts med hjälp av tryckpenetrationsmetoder. En sådan testmetod anges i BS EN 12390-8: 2000. I det testet utsätts betongprover för ett applicerat tryck på 500kPa (ca 50m vattenhuvud) under en period av 72 timmar. Resultaten erhållna för strukturella betongar sträcker sig från 10-40 mm penetration.

vattenpermeabilitet

det råder också vissa tvivel om huruvida den uppenbara förbättringen av vattenpermeabilitetsegenskapen hos betongerna som testats av certifieringsorganen faktiskt kommer från den ’aktiva’ ingrediensen och inte på grund av andra förändringar mellan kontrollbetongen och testbetongen. I tabellen nedan sammanfattas uppgifterna från vissa utfärdade bedömningsintyg. Den visar och kontrasterar den deklarerade kompositionen och prestandadetaljen.

en första kommentar att göra är att enligt vägledning om permeabilitet (3) skulle alla permeabilitetsresultat ovan – test och kontroll – klassificeras av betong med låg permeabilitet (betongpermeabilitet < 10 -12). Det finns en ytterligare grad av osäkerhet om dessa testers avgörande, om permeabilitetsresultaten som visas i tabellen för de teoretiskt liknande kontrollproverna.

om vi har betong av god kvalitet är det tillräckligt bra när det gäller permeabilitet finns det verkligen fördelar med att göra en betong som säger fem gånger bättre?

för vissa av de produkter som anges ovan, t.ex. Kopplingen mellan w/c-förhållande och permeabilitet är väl etablerad.

från ovanstående argument verkar det liten fördel med att anta en speciell formulering vattentätningsblandning för att uppnå bättre motstånd mot flytande vatteninträngning.

dessa argument kommer vanligtvis upp i en entreprenör föreslagen alternativ till en membranbaserad vattentätningsdesign. Men om betongen i sig kan vara vattentät nog – med rimlig uppmärksamhet på leder och penetreringar – Varför välja ett membran alls? Förtroende, vana, ångkontroll, hållbarhet? De faktorer och riktlinjer som är involverade i dessa bredare frågor är för närvarande ganska mindre väldefinierade och slutsatser ganska svårare att dra.

vattenånga permeabilitet överväganden

vi skulle instinktivt dra slutsatsen kanske, att medan betong kan utesluta flytande vatten kan det tillåta passage av vattenånga. Det är sant att det är lättare att göra mätningar av vattenångpermeabilitet än med flytande vatten. Den stora osäkerheten med hänsyn till vattenånga är att bestämma vilken nivå av ånginträngning som kan tillåtas. Terminologin som används i vissa designguider hjälper inte – ’torr’ eller ’helt torr’ – definiera betongens önskade överföringsprestanda. Dessutom påverkas konstruktionen för kontroll av inträngning av vattenånga i större utsträckning av typen av användning av det inre utrymmet och de mekaniska tjänsterna – Avfuktning, ventilation etc. Detta har erkänts av revisionen till BS 8102 har tagit bort den tidigare Klass 4-miljön.

AGR-certifikaten för några av vattentätningstillsatserna har försökt sätta ett prestandakrav på betongen som skulle uppfylla ångbeständighetsbehoven hos den ersatta BS8102. På de angivna värdena och möjliggör typiska betongkonstruktionssektioner kan det dock visas att kontrollbetongen utan tillsats kan uppfylla ångtransmissionskraven.

därför är slutsatsen för närvarande att enskilda projektbehov och upplevda risker måste beaktas när man beslutar om det finns fördelar med att anta en av dessa tillsatser i en konkret lösning eller att utforma på grundval av ett tankmembransystem.

användningen av yttre Tankmembran för betongkonstruktioner under marken

en betydande användning av yttre tankmembran för betongkonstruktioner under marken över hela världen är att ge skydd mot försämring av aggressiva mark-eller grundvattenförhållanden. Som med motstånd mot vatteninträngning gör promotorerna av dessa tillsatser betydande påståenden om förbättrad hållbarhetsprestanda.

tyvärr har de flesta projekt sin hållbarhet design baserad inte på prestanda, men på normativa regler för olika exponeringsförhållanden. Tillämpningen av ett robust tankmembran kan göra mycket positiva uttalanden om att ändra exponeringsförhållandena som betongen kommer att uppleva.

antagandet av en vattenpermeabilitetsreducerande blandning kommer att förändra, vanligtvis förbättra, motståndet mot försämring, men i en utsträckning som inte lätt kan definieras mot kod eller andra referenser som används för design. Om vi använder blandning X med hur mycket kan vi minska minsta cementhalt eller hur mycket ökar det maximala w/c-förhållandet på en viss plats. För närvarande finns det mycket begränsad vägledning. Detta bör inte anses innebära att det inte finns några situationer där någon hållbarhet fördelar är användbara. Det kommer att finnas sådana situationer, där till exempel applicering av ett tankmembran på en struktur inte är genomförbart.

garantier för Betongtillsatsmedel

tillsatstillverkarens erbjudande om garantier nämndes tidigare i denna anmärkning. Dessa kan utåt vara attraktiva för att skapa förtroende för vattentätningsalternativet. I PR-villkoren kommer garantin att erbjuda att övervaka detaljerna i vattentätningsdesignen, ha något bidrag till platspraxis och betydligt, garanterar att om det finns en läcka kommer de att komma tillbaka och ’fixa’ det.

på de projekt som vi har stött på en garanti på plats verkar arrangemanget fungera i stor utsträckning. Men typiska garantidokument har potentiellt betydande problem. Återgå till ’ fix ’ läckorna endast täcker handlingen att injektering eller lapp eller vad som krävs. Leverantören förväntas normalt få fri (i båda bemärkelserna) tillgång till defekten. Detta kan vara svårt och ha betydande kostnad om läckan blir uppenbar först efter att utrymmet har utrustats med anläggning och annan utrustning. Läckor kan inte bli uppenbara förrän någon gång efter att konstruktionen har slutförts. En annan vanlig begränsning är att kostnaden för fixen endast kommer att täckas upp till kostnaden för den blandning som ursprungligen levererades.

dessa garantier kan mycket väl vara ett positivt bidrag för vissa projekt men det rekommenderas att garantivillkoren granskas kraftigt.

det finns förhoppningsvis en bredare och mer detaljerad debatt om de frågor som tas upp i detta dokument. Det finns säkert en spridning av åsikter, erfarenheter och förväntningar.

diskutera!

Newton Waterproofing Systems tackar Bob Cather för hans inlämning av denna artikel.