Definicja Beton wodonieprzepuszczalny stosuje się w konstrukcjach budowlanych, narażonych na parcie wody z jednej lub z dwóch stron i spełniających przy tym funkcje przegrody (np. zbiorniki, “białe wanny”, tunele). Pojęcia “beton szczelny” lub “beton uszczelniający” są przestarzałe i nietrafne, gdyż ciecze i gazy mogą zawsze wnikać w strukturę betonu do pewnej głębokości. Beton jest jednak materiałem nieprzepuszczalnym, gdyż utrudnia przepływ napierających cieczy.

Wodonieprzepuszczalność betonu zależy przede wszystkim od szczelności kamienia cementowego oraz zawartości porów kapilarnych. Na rysunku Powersa pokazano związek pomiędzy wodoprzepuszczalnością betonu i objętością porów kapilarnych w zależności od wskaźnika W/C i stopnia hydratacji cementu.

Przykład: Przy całkowitej hydratacji (stopień hydratacji 100 %) i wskaźniku W/C = 0,60 powstaje z tym związany system porów kapilarnych, który wynosi 1/4 objętości kamienia cementowego (objętość porów kapilarnych 25 % objętościowo). Skutek: Kamień cementowy, a więc i beton będzie wodoprzepuszczalny. Jak długo udział porów kapilarnych nie przekroczy 25 % objętości kamienia cementowego, wodoprzepuszczalność będzie nieznaczna.

Wymagania
Podane wymagania dotyczą wodonieprzepuszczalnego betonu. Zestawione w tablicy warunki odnoszą się wyłącznie do betonu jako materiału budowlanego.

Wychodząc tym wymaganiom naprzeciw, uważa się, że elementy wodonieprzepuszczalne tylko wtedy wypełnią przewidzianą rolę, kiedy będą odpowiednio zaprojektowane, skonstruowane i wykonane.

Beton jest “wodonieprzepuszczalny”, kiedy w badaniu przeprowadzonym zgodnie z DIN 1048 największe wniknięcie wody w beton nie przekroczy 50 mm. Z reguły przy właściwie zaprojektowanej mieszance, prawidłowym wykonaniu i dobrej pielęgnacji betonu głębokość wniknięcia wody osiąga zaledwie 10 do 20 mm. Beton taki wykazuje poza tym także wysoką odporność na słabą agresję chemiczną i działanie mrozu.

Należy zwrócić uwagę, że badanie wodonieprzepuszczalności betonu przeprowadza się na próbkach w laboratorium. W elemencie budowlanym, od którego wymaga się wodonieprzepuszczalności, ma miejsce – jak na każdej budowie – przenikanie wilgoci przez cały przekrój. W technicznych uregulowaniach i w piśmiennictwie można znaleźć różne procedury oceny wodonieprzepuszczalności elementów budowlanych.

Składniki mieszanki betonowej
Beton wodonieprzepuszczalny z reguły jako beton BII (DIN 1045) powinien być zaprojektowany, wykonywany i układany oraz poddany kontroli . Aby w przypadku szczególnie małych budów uniknąć wymaganych procedur, związanych z zastosowaniem betonu BII (próby przydatności, próby jakości materiałów) zezwala się stosować jako nieprzepuszczalny, beton o wytrzymałości niższej niż B35, także beton BI przy określonych zastrzeżeniach (podwyższonej najmniejszej zawartości cementu, korzystnego składu mieszanki).

W szczególności należy:

Uważać jako przydatne cementy normowe oraz dopuszczone przez nadzór budowlany. Korzystne cementy wolno twardniejące, mało kaloryczne (np. CEM III/32,5 NW), przy których jednak wymagany jest dłuższy czas na rozformowania i intensywniejsza pielęgnacja.

Stosować kruszywo odpowiadające wymaganiom normy .

Krzywa przesiewu kruszywa winna mieścić się w korzystnym obszarze, nieco poniżej krzywej normowej B.

Zawartość drobnego kruszywa powinna być wystarczająco wysoka, lecz nie wyższa niż konieczna dla urabialności.

Nie przewiduje się żadnego ograniczenia w zakresie zawartości drobnego piasku, jednak limity, przyjmowane w przypadku betonów o szczególnych właściwościach, powinny być brane pod uwagę jako wytyczne.

Przy stosowaniu napowietrzania należy zredukować zawartość drobnego kruszywa ( 5 – 10 kg drobnego kruszywa na 1 m 3 zagęszczanego betonu na 1% objętości sztucznie wprowadzanych porów powietrza).

Możliwie niski wskaźnik W/C: przy cienkościennych elementach W/C < 0,60, przy masywnych W/C < 0,70.

Zastosowanie dodatków do betonu nie jest wymagane; domieszki uplastyczniające i upłyniające poprawiają jednak urabialność betonu i umożliwiają stosowanie niższych wskazników W/C. Zastosowanie środków do wytwarzania porów może zastąpić braki drobnego kruszywa. Dodatek środka uszczelniającego może poprawić szczelność betonu (błędy w składzie mieszanki betonowej i w pielęgnacji nie dadzą się w ten posób poprawić). Dodatek opóźniaczy wiązania przy dużych partiach betonu, podzielonych dylatacjami, może okazać się korzystny.

Dodatki takie, jak tras, popiół lotny lub mikrosilika mogą wpłynąć korzystnie na urabialność i wodonieprzepuszczalność.

Konsystencja w zakresie plastyczna/średnioplastyczna; przy masywnych betonach zwykle bliska konsystencji wilgotnej; w elementach cienkościennych i przy betonowaniu pod wodą raczej półciekła.

Beton wodonieprzepuszczalny można wytwarzać także jako beton o konsystencji ciekłej.

Układanie i zagęszczanie

Świeży beton nie może w transporcie i w czasie układania ulegać rozsegregowaniu.

Ważne jest dokładne zagęszczenie betonu za pomocą wibratorów o wysokiej częstotliwości; grubość warstwy przy zastosowaniu wibratorów wewnętrznych nie więcej niż 50 cm, przy wibratorach przymocowanych do deskowania nie więcej niż 30 cm.

Rewibracja, tj. normalne ponowne wibrowanie betonu jest pożądane przy szybkim betonowaniu elementów wysokich.

Należy przez troskliwą pielęgnację chronić młody beton przed wczesnym wysychaniem oraz ekstremalną temperaturą i jej zmianami.

Należy stosować “Wytyczne pielęgnacji betonu”. Podane w nich zasady są często jednak nie wystarczające. Dotyczy to w sczególności minimalnego czasu pielęgnacji.

(Wskazówka: Wprowadzenie w życie normy europejskiej EN 206 spowoduje znaczne wydłużenie czasu pilęgnacji).

Przerwy robocze mogą być słabymi miejscami z uwagi na szczelność. Dlatego zaleca się betonować bez przerw roboczych lub możliwie ograniczyć ich liczbę. Przerwy (robocze, termiczne, przeciskurczowe) należy uszczelniać przez wbetonowywanie taśm izolacyjnych, blach itp.

Literatura
DANILECKI W., M-CZYÁSKI M.: Izolacje przeciwwilgociowe. Arkady 1975.
ENV 206. Beton, właściwości, produkacja, układanie i kryteria zgodności. ITB. Warszawa, 1992.
PN-88/B-06250. Beton zwykły.
DIN 1045 (07.88). Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausf.hrung (Beton i żelbet). Wymiarowanie i wykonawstwo).
DIN 1048 (06.91). Pr.fverfahren f.r Beton (Badania betonu).
Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton (02.84) DAfStb (Wytyczne pielęgnacji betonu).
Merkblatt Wa§erundurchl-ssige Baukżrper aus Beton (Wytyczne: Wodonieprzepuszcalne elementy z betonu) Deutscher Beton-Verein.