Водонепроницаемость и коррозионная стойкость бетона в решающей мере зависят от особенностей его пористой структуры и прежде всего объема сквозных пор и их размеров. В формировании сквозных пор — путей фильтрации воды — важное значение имеют седиментационные процессы в бетонной смеси, обусловленные различием плотностей исходных компонентов. В седиментационных порах, имеющих размер более 50 мкм, вода находится в свободном состоянии и под действием силы тяжести или незначительного гидравлического давления может перемещаться [4]. Для литых бетонов, включающих высокоподвижное цементное тесто, ослабление седиментационных процессов особенно важно при обеспечении достаточно высокой непроницаемости. В этом плане снижение водосодержания литых бетонных смесей при введении СП должно безусловно положительно сказываться на водонепроницаемости и коррозионной стойкости бетонов.
Наиболее активной частью порового пространства бетона является так называемая кажущаяся пористость, характеризующая интегральный объем открытых пор, доступных водопоглощению. Испытание на водопоглощение бетонов проводили согласно ГОСТ 12730.3—78 на образцах возраста 28, 90 и 180 сут (рис. 37, 38). Параллельно общий объем пор рассчитывали и но ГОСТ 12730.5—78, определяя водонепроницаемость.
Объяснить это можно следующим образом. С повышением В/Ц затворения при неизменных исходных материалах возрастает и (В/Ц)и, или В/Ц цементного камня в бетоне, что в свою очередь приводит к росту степени гидратации цемента. Характерно, что с увеличением возраста бетона отмечается (рис. 37, 38) и более существенное различие между общей и открытой, или кажущейся, пористостью бетона.
Данная закономерность, отмеченная в [63], обусловлена тем, что по мере гидратации первоначально разобщенные капилляры цементного камня частично перекрываются цементным гелем. Образуется «условно-дискретная» система капилляров, часть объема которой недоступна для насыщения водой.
Условно-замкнутые поры имеют меньший капиллярный потенциал, чем окружающие их гелевые поры, и не обводняются в процессе водонасыщения бетона. При введении ПФМ, обладающих воздухововлекающей способностью,-разница между общим объемом и объемом открытых, пор увеличивается дополнительно на объем условно-замкнутых пор, образуемых эмульгированным воздухом. Минерализованные воздушные пузырьки стабилизируются в свободных пространствах, вытесняя воду, а также устраняют непрерывность системы капилляров [4].
Снижению водопоглощения и проницаемости бетонов с добавками ПФМ, включающими СП, способствует модифицирующее влияние последнего и увеличение количества наиболее мелких пор. По данным [8], удельная поверхность пор образцов цементно-песчаного раствора с добавкой С-3 увеличилась почти в два раза: с 2,95 до 4,51 м2/г. Соответственно возросла также сорбционная вместимость пор по азоту.
В [58] показано, что водонепроницаемость бетона с возрастом повышается в значительно большей степени, чем прочность. Объяснить данное явление можно различным характером зависимости этих двух свойств от особенностей пористой структуры бетона. Если на прочность бетона решающее влияние оказывает общая пористость, то водонепроницаемость является функцией сквозной пористости. Последняя с возрастом уменьшается значительно быстрее (рис. 37, 38), чем, очевидно, и объясняется ускоренный рост водонепроницаемости. Сопоставление данных рис. 37, 38 и табл. 29 показывает достаточно хорошее соответствие между показателями кажущейся пористости бетона и водонепроницаемостью.