Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона

Содержание

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетонаМорозостойкость бетона

Морозостойкость бетона — это способность материала выдерживать повторное замораживание и оттаивание, сохраняя при этом свои физико-механические свойства.

Этой характеристикой должны обладать смеси, предназначенные для возведения фундамента, укрепления массивных конструкций и строительства гидротехнических сооружений.

Невысокое значение морозостойкости приводит к понижению несущих способностей и повышению износа поверхности.

Методы расчета морозостойкости

Определение морозостойкости бетона закреплено в ГОСТ 10060.0-95. В этом техническом документе описано 4 метода расчета показателя. Они предполагают испытание материала путем многократного замораживания или оттаивания в воде или соляном растворе.

Требования распространены на все бетонные смеси, за исключением материала, предназначенного для дорожного покрытия или обустройства взлетно-посадочных полос. Не подлежат эксперименту также бетонные смеси, в которых используется воздух в качестве вяжущего элемента.

Для испытания бетона на морозостойкость подготавливаются контрольные и базовые образцы строительной смеси. Первые предназначены для расчета прочности состава на сжатие, а базовые образцы подвергаются повторному циклу замораживания и оттаивания в лабораторных условиях. Допустимая погрешность по массе составляет 0,1%.

Отобранные образцы должны достичь проектного возраста и не содержать дефектов. Для испытания: морозильная камера, стеллажи, контейнеры для насыщения материала водой.

Суть всех испытаний сводится к тому, что образцы подвергаются многократному замораживанию и оттаиванию, а затем проверяются на прочность. Заморозка осуществляется при температуре -130 ºС, а оттаивание — при +180 ºС.

Марка бетона соответствует заявленной, если материал не потерял свою прочность.

Лабораторные испытания бетона на морозостойкость не всегда являются достоверными. В созданных условиях материал может разрушиться, а в естественных сохранять приемлемую надежность.

Разница в естественных условиях и созданных в лабораториях заключается в темпах высушивания. В первом случае на бетонную смесь оказывают значительное влияние высокие температуры в летний период, а во втором — насыщение водой.

Соответственно, лабораторные образцы разрушаются быстрее.

Дополнительные способы определения показателя

Морозостойкость бетона можно определить по нескольким подручным методам. Для оценки показателя опытные строители анализируют следующие параметры:

  1. Внешний вид. Крупнозерность материала, наличие трещин, бурых пятен, шелушения и расслаивания свидетельствуют о низком качестве бетонного состава, которому характерна пониженная морозостойкость.
  2. Уровень водопоглощения. Если данный показатель составляет 5-6%, то это означает, что в составе есть трещины, которые снижают его устойчивость к низким температурам.
  3. Высушивание материала, насыщенного влагой, на солнце. Растрескивание материала свидетельствует о низкой морозостойкости бетона.

Ускоренный метод определения показателя осуществляется по следующей схеме: отобранные образцы материала погружают на 24 часа в серно-кислый натрий, а затем высушивают в течение 4 часов при температуре 100 ºС.

Затем их снова погружают в раствор и высушивают. Необходимо повторить процедуру 5 раз. По окончании манипуляций бетон осматривают на наличие трещин и других дефектов.

Их отсутствие свидетельствует о высоком качестве материала.

Классификация

В редакциях ГОСТ марка материала по морозостойкости обозначается буквой F и цифрой от 25 до 1000. Цифровая шифровка обозначает количество циклов замораживания и оттаивания состава.

Класс морозостойкости материала и его сфера применения

Класс морозостойкостиМарка материалаСфера применения
низкийдо F50Практически не используется
нормальныйот F50 до F150Это самая распространенная марка бетона по морозостойкости. Применяется во всех широтах России, где можно четко выделить 4 сезона года. Эксплуатация строений может достигать 100 лет.
повышеннаяот F150 до F300Бетон применяется в регионах, где суровой зимой почва промерзает на несколько метров, например, в Западной Сибири
высокаяот F300 до F500Материал используют в местностях, где есть риск повышенной влажности грунта и он промерзает на несколько слоев
крайне высокаяот F500 до F100Используется для возведения строений на века

В обычном строительстве популярен материал с морозостойкостью от F150 до F200. Бетон с повышенными показателями применяется при возведении строений на влагонасыщенном грунте или гидротехнических сооружений.

При выборе марки бетона по морозостойкости нужно учитывать климат местности и число смен оттаивания и замораживания зимой. Только прочный материал устойчив к резким температурным перепадам.

Бетон рекомендуется использовать до тех пор, пока его прочность на сжатие не уменьшиться на 5%. Марка F300 означает, что до начала потери прочности он может замерзнуть и оттаять 300 раз. Его рекомендуется использовать в средней полосе, где перепады температур — частое явление.

Как повысить морозостойкость состава

Морозостойкость бетона зависит от количества и размеров пор в структуре, состава цемента и прочности на растяжение.

Снижение пористости

Самый простой способ повышения показателя — снизить макропористость. Специальные добавки и создание особых условий затвердевания позволяют минимизировать потребность в воде, что приведет к уменьшению размеров пор в структуре.

Сокращение объема воды

Для повышения морозостойкости бетона следует уменьшить количество воды в цементном составе.

Это достигается за счет использования заполнителей с наименьшей загрязненностью и специальных добавок, понижающих потребность в воде. Раствор бетона за счет применения добавок не утрачивает свои другие эксплуатационные свойства.

Увеличение возраста

При замораживании материала в более позднем возрасте можно добиться сокращения пор.

Добавки

Для повышения устойчивости к температурным перепадам можно поменять расположение пор в структуре. Для этого в бетонный состав следует ввести добавки, которые увеличивают образование мелких пор.

В них практически не попадает вода. К таким противоморозным усадкам относятся соли соляной, азотной и угольной кислот, а также их основания.

Введение добавок осуществляется термосным или прогревным методами.

Морозостойкость бетона можно повысить путем введения в состав воздухововлекающих добавок (до 6% от объема). Оптимальное расстояние между соседними порами воздуха должно не превышать 0,025 см. Объем вовлечения зависит от количества цемента, воды и заполнителя. При снижении крупности заполнителя и увеличения объема цемента и воды объем вовлеченного воздуха рекомендуется повысить.

Гидроизоляция

Иногда для повышения морозостойкости бетона достаточно защитить поверхность от влаги. В этом случае лучше использовать полимерные пропитки или фасадные краски, образующие плотную пленку.

Как залить бетон в мороз

Высокопрочный строительный материал применяется в зимний период тогда, когда строительные работы запоздали или ведутся в местностях с повышенной влагонасыщенностью почвы.

Для эффективной заливки бетонного состава зона строительной площадки должна прогреваться с помощью тепловой пушки или электрического тока.

Во втором случае используются термоэлектрические маты, которые одновременно выполняют 2 функции — изоляцию и обогрев.

Для обогрева можно использовать обычную теплоизоляцию, например: двухстороннюю пленку на расстоянии около 2 см от фундамента. На нее накладывается изоляция и устанавливается теплогенератор. Для затвердевания состава в зимний период необходимо выдержать минимум 4 дня.

Длительное воздействие отрицательных температур, многократное оттаивание и заморозка способны снизить эксплуатационные характеристики бетона в несколько раз.

С помощью противоморозных усадок и специальных добавок можно уменьшить размер пор в структуре (или увеличить количество мелких пор), минимизировать влагу в цементном растворе, что позволит повысить устойчивость состава к низким температурам.

Источник: http://tehno-beton.ru/beton/vidy/morozostojkost.html

Определение морозостойкости бетона

Определение морозостойкости бетона

Климат в нашем регионе характеризуется длинной зимой, пониженными температурными показателями, осадками и сильно промерзающим грунтовым слоем. Те материалы, которые используют в ремонтно-строительной сфере, имеют нестандартные характеристики, среди которых — морозостойкость.

Морозостойкость бетона – качество, которое определяется умением выдерживать агрессивные погодные условия (перепады температуры), замерзание и оттаивание смеси бетона, что влияет на такое свойство, как прочность.

Морозостойкость бетона помечают буквой F, как показатель того, что бетон выдержит даже максимальные температуры.

Преимущество в таком бетоне состоит в том, что он не изменяется в своей форме со временем, не крошится, подстраивается под любые погодные условия, переносит зоны с повышенной влажностью.

Маркировка морозостойкости

Такое определение, как марка является главным показателем. Каждой марке отведены определенные цифры. По ГОСТу обозначают специальные марки бетона: f50, f100, f150, f200, f300. Их объединяют в группы, зависящие от уровня эксплуатации:

  1. Низкий класс морозоустойчивости – меньше f50. Редко используемый тип раствора. При воздействии окружающей среды на бетон, он начнет трескаться, рассыпаться. То есть, закрыты широкие возможности.
  2. Умеренный – от f50 до f100. Эти виды используются часто в строительной сфере, потому что это средний стандартный показатель. Если будут постоянные колебания температуры, будет обеспечено многолетнее использование такого бетона, без его разрушения.
  3. Морозоустойчивость повышенного уровня – f150, f200. Выдерживает даже сильные перепады температур, может долго обладать своими характеристиками эксплуатации, которые не будут меняться.
  4. Высокий – от f300 до f500. Применим для особых случаев. К примеру, места, где время от времени изменяется уровень воды, нужно обеспечить устойчивость к различным переменам. Стоит дорого.
  5. Морозостойкость бетона очень высокого уровня – выше f500. Из-за очень высокого уровня морозостойкости применяется в индивидуальных случаях, когда строят на долгие века. Тут в составе применяют бетоны самых высоких марок, в которые вмешивают специальные добавки.

Когда на заводе сделали образец бетона, его погружают в водную среду либо специальный раствор. Держат там до полного поглощения воды, затем производят заморозку до температуры -18 градусов. Время от времени делают замеры, определяющие, насколько материал потерял прочность. В зависимости циклов таких замеров определяется коэффициент, а далее — маркировка.

Марка бетона по морозостойкости.

Для каждого региона и вида местности существует определенный класс. Перед началом строительных работ нужно проконсультироваться со специалистами, которые подберут оптимальный вариант. Чем больше уровень морозостойкости, тем выше стоимость на материал, ведь добавляют примеси, позволяющие изменять химический состав.

Способы определения показателя

Морозостойкость определяют благодаря испытаниям, в которых замораживают и размораживают смесь несколько раз. Метод лабораторного эксперимента предполагает следующее: чтобы провести исследование, берут базовые (неоднократный цикл замораживания и размораживания), контрольные (прочность состава) образцы раствора.

Они не должны иметь дефектов. Для исследования применяют морозильную камеру, стеллажи, контейнеры, залитые водой. Заморозку производят при температуре до -130 градусов, процесс оттаивания – до 180 градусов. Можно подтвердить маркировку лишь в том случае, если не была потеряна такая характеристика, как прочность.

Такое испытание может не всегда оказаться правдивым, поскольку в искусственно созданных условиях стройматериал может рассыпаться, а в природных – быть надежным продолжительное время. Это проявляется и из-за разных темпов высушивания. Летом высокие температуры влияют на уровень просушки, происходит насыщение солнечной энергией, а в лабораторных – насыщение водой.

Существуют варианты, когда для определения морозостойкости можно провести испытание подручными методами. Чтобы оценить показатель, смотрят на такие параметры:

  • Вид стройматериала. Крупнозернистая структура, трещины, пятна, шелушение, расслаивание говорят о том, что такой бетон обладает низким качеством с пониженным уровнем морозостойкости.
  • Водопоглощение. Когда показатель колеблется в пределах 5-6 %, можно говорить о плохой устойчивости к низким температурам.
  • Если бетон, хорошо насыщенный влажностью, начинают сушить на солнце, и он трескается, говорят о низком показателе.

Как увеличить морозостойкость?

Бетон без морозостойких добавок.

Существует ряд способов увеличения морозостойкости. Исследуемая характеристика напрямую зависима от того, в каком количестве и размерах находятся поры, от качества и состава цемента, от прочности:

  • Первый и наиболее простой способ повышения уровня морозостойкости – это снижение макропористости. Применение добавок и условий для скорейшего затвердевания раствора снижает до минимума потребность в водном компоненте. Как результат, уменьшаются поры.
  • Второй – уменьшение количества воды в цементном растворе. Следует применять заполнители, которые меньше всего загрязнены, добавки, снижающие необходимость в водной массе.
  • Третий – если заморозить стройматериал в позднем возрасте, то поры уменьшаются.
  • Четвертый – применение добавок. Именно они повышают образование маленьких пор, в которые вода не проникает.
  • Пятый – гидроизоляция. Применение специальных красок или пропиток, благодаря которым появляется защитная пленка.

Вывод

Морозостойкостью называют свойство бетонной смеси, способное противостоять колебаниям температурного режима. Морозостойкий раствор предотвращает попадание влаги.

Необходимость в нем велика, потому что конструкции находятся в зонах смены температуры, а значит, понижаются свойства обычных смесей.

В строительном мире нету ни одного идеально подходящего класса бетона для всех местностей. Все подбирается индивидуально.

Существуют методы испытания морозостойкости, которые можно проводить как в специально созданных условиях, так и естественных. Переход к использованию такого морозостойкого бетона обеспечит долговечность и прочность построек, которым не страшны смены погодных условий.

Источник: http://KlademBeton.ru/poleznoe/morozostojkost-betona.html

Морозостойкость бетона: марки, способы определения и методы повышения

Основной материал, применяемый в строительной и ремонтной индустрии – бетон, он составляет основу любого сооружения. Главным параметром при выборе является морозостойкость бетона. Она показывает, какое количество раз бетон может выдержать замораживание и оттаивание, потеряв не более 5 процентов от прочности.

Способы определения

Морозостойкий бетон маркируется буквой «F». Со временем такой продукт не крошится и не изменяет своей формы под влиянием климатических факторов. Сохраняет свои свойства в регионах с повышенным показателем влажности.

Показатель морозостойкости очень важно знать на этапе строительства, ведь бетон низкого качества может заметно снизить несущие свойства сооружений. Определение этого показателя прописано в ГОСТ 10060-2012. В данной технической документации представлены четыре способа определения. Суть всех методик заключается во множественной заморозке и оттаивании образца в водной смеси или растворе солей.

Перед началом испытания на морозостойкость, готовят базовые и контрольные пробы смеси. Контрольные применяют, чтобы определить прочность смеси на сжатие. Базовые пробы претерпевают многократный цикл заморозки и оттаивания в лаборатории. Для испытаний потребуется следующая аппаратура:

  • Камера для замораживания. Температура заморозки около -130°C;
  • Контейнер, в котором образцы насыщают водой. Температура нагрева +180°C.

После проведения повторных циклов нагрева и заморозки, бетон проверяют на прочность. Если после всех испытаний образец сохранил свою прочность, он считается качественным.

Исследования в лаборатории не всегда могут быть точными. В подобных условиях пробы могут разрушиться, а в естественной среде выдерживать требуемую прочность. Ведь в первом случае влияние факторов на материал является максимальным, поэтому материал быстрее рассыпается.

Определить качество бетонной смеси возможно по внешнему виду и состоянию. Обычно таким методом руководствуются опытные строители:

  • Крупные зерна смеси, трещины, расслаивание, пятна являются маркерами для определения качества бетона, и говорят о его низкой надежности и морозостойкости.
  • Высушивание и растрескивание под влиянием солнечных лучей указывает на низкую морозостойкость бетона.
  • Наличие расщелин говорит о слабой устойчивости к низким показателям температуры.

Существует ускоренный способ определения морозостойкости. Он подразумевает погружение образца в раствор сульфата натрия на сутки, после чего просушивание на протяжении четырех часов при температуре сто градусов Цельсия. Такую процедуру проводят пять раз, после на образце не должны появиться трещины.

Классификация по морозостойкости

Классификация зависит от количества циклов заморозки и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости определяется параметром F.

Важно! При выборе бетона требуется руководствоваться климатическими условиями региона.

Разделяют несколько типов маркировки бетонной смеси:

  • Меньше, чем F50 — низкая степень морозоустойчивости. Такой вид используется редко. При воздействии окружающей среды, перестает отвечать требованиям прочности (трескается, крошится).
  • F50 до F150 — умеренная степень. Такой материал имеет средние показатели устойчивости к влиянию среды. При несерьезных колебаниях перепада температур обеспечивает длительное использование. Широко применяется в строительной сфере, на всех регионах страны с устойчивым климатом.
  • F150 до F300 — повышенный уровень. Устойчив к значительному перепаду температуры. Сохраняет свои свойства длительный период эксплуатации. Применим в регионах, в которых промерзание почвы достигает нескольких метров.
  • F300 до F500 — высокая степень морозоустойчивости. Применяется в исключительных ситуациях. В областях, в которых повышенный уровень влажности и постоянно меняется уровень воды, а грунт промерзает на несколько слоев.
  • F500 и более — наивысшая морозостойкость бетона. Применяется при строительстве крупных объектов, рассчитанных на вековую эксплуатацию.

Повышение морозоустойчивости

Морозостойкость бетона обеспечивается несколькими факторами: размеры и количество пор, прочность на растяжку, состав и наличие добавок. Для увеличения качества используют несколько методик:

  • Уменьшение влаги в материале, применением незагрязненных заполнителей, а также специальных добавок.
  • Уменьшение макропористости. Для этого необходимо создать особые условия для быстрого затвердевания раствора, и применить добавки, которые снижают потребность в водной составляющей.
  • Заморозка бетона в позднем возрасте, снизит степень пористости.
  • Изоляция. В некоторых случаях проще изолировать материал от неблагоприятных условий. Существуют специализированные краски и пропитки, повышающие срок службы бетонных изделий.
  • Добавление химических присадок (растворы азотной, угольной и соляной кислот). Специальные добавки способствуют увеличению количества маленьких пор, в которые не может проникнуть вода. Введение присадок выполняется нагревательными методами. Пропорции добавок требуется соблюдать согласно инструкции, иначе существует риск только ухудшить свойства бетона.

Заключение

Каждый регион имеет особые климатические показатели. Поэтому знание маркировки бетона по морозостойкости обязательно при ведении строительных работ.

На всей территории России климат имеет значительные расхождения в показателях. В некоторых регионах зима бывает довольно суровой, и столбик температуры может понижаться до рекордных отметок. По этим причинам к строительным материалам предъявляются серьезные требования к морозоустойчивости, прочности и надежности.

Что такое морозостойкость бетона? Ссылка на основную публикацию



Источник: https://betonpro100.ru/harakteristiki-i-svojstva/morozostojkost-betona

Улучшаем стойкость бетона к заморозкам

Морозостойкость бетона – это важный показатель материала для строительства фундаментов и любых конструкций, подвергаемых сезонному замораживанию/оттаиванию. Значение определяется лабораторными испытаниями образца раствора.  Особенно важно учитывать параметр морозостойкости в регионах, где зима длится большую часть года.

Методы определения

Морозостойкость бетона – это количество циклов замораживания и оттаивания бетонного образца в насыщенном водой состоянии без потери прочности не более 5%. Чем выше значение, тем больший срок службы конструкции в первозданном виде с заданными характеристиками.

Методы определения стойкости бетона к морозам описаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 10060-2012. Согласно документу образцы для основного и дорожного строительства осуществляют с использованием разных насыщающих сред:

  • F1 – насыщенный водой образец (основной);
  • F2 – насыщенный 5%-ым водным раствором хлорида натрия (дорожные и аэродромные камни).

Определение морозостойкости бетона проводят только при достижении кубиками проектной прочности, то есть чрез 28 дней. Образцы 100×100×100 или 150×150×150 мм охлаждают до отрицательных температур обычным или ускоренным способом, затем размораживают. Проверку прочности осуществляют после каждого пройденного цикла.

По результатам исследования бетону присваивается марка по морозостойкости F. Индекс за ней означает полное количество циклов до потери камнем прочности не более 5%.

Применение бетона в зависимости от марки

Морозоустойчивость определяется составом бетонного раствора, который может изменяться в зависимости от эксплуатационных потребностей. Чтобы создать конструкцию достаточного качества и не переплачивать за добавки в бетон, материал подбирают в соответствии с областью применения. Кроме того, показатели прочности и морозостойкости взаимосвязаны друг с другом*:

Маркировка морозостойкостиМарка прочностиНазначение материала
F50 и нижеМ100-150Низкая водостойкость и морозоустойчивость. Бетон используют преимущественно внутри помещений или под навесами, для организации декоративных дорожек.
F50- F200М200-250Умеренная морозостойкость бетона, такой материал применяется для обустройства конструкций с небольшой несущей способностью под открытым небом: пешеходные дорожки, элементы отделки, беседки, автомобильные площадки.
F200-F350М300-350Повышенная морозостойкость, идеальная для частного домостроительства в условиях российских средних широт и даже северных регионов.
F350-F500М400-450Высокая морозоустойчивость, бетон с таким показателем используют в условиях многослойного глубокого промерзания грунта в водонасыщенном состоянии.
F500 и болееМ500 и вышеОчень высокий показатель морозостойкости для бетона используют при строительстве гидротехнических сооружений, промышленных и гражданских объектов на века.

*морозостойкость бетона и прочность соотнесены условно, параметр стойкости к замораживанию может быть изменен внутри камня одной прочности.

Между показателями прочности и морозостойкости есть связь: чем плотнее структура камня, тем выше оба показателя, а также водонепроницаемость готового бетона.

Потребность в изготовлении морозостойкого бетонного раствора также может возникнуть при зимнем ведении работ.

Повышение морозостойкости бетона

Для разных целей используют бетоны с определенными характеристиками прочности. Например, для возведения фундамента под частный дом в большинстве случаев принимают бетон М300-М400. Ему соответствует показатель морозостойкости F200-F350. Однако, в случае работы с насыщенными водой грунтами существует риск нарушения гидроизоляции и насыщения конструкции влагой.

Чтобы минимизировать риски, показатель морозостойкости искусственно повышают разными способами, что оказывает влияние и на прочность конструкции, и на ее водонепроницаемость. Сделать это можно несколькими способами.

Работа со структурой

Первый способ получить морозостойкий бетон – уплотнить его структуру. Как этого достичь:

  • Если заморозить конструкцию на четвертой неделе полного отвердевания, количество пор в камне уменьшится за счет изгнания воздушных пузырьков;
  • Тщательная трамбовка раствора при укладке уплотняет рабочую массу и избавляет ее от воздуха;
  • Уменьшение количества воды при затворении раствора позволяет увеличить морозостойкость бетона. Достичь эффекта без ущерба помогут чистые заполнители без загрязнений и пыли.

Соблюдение технологии приготовления раствора и его укладки неизбежно приводит к его уплотнению – в тяжелом бетоне не должно быть пор и воздушных пузырьков. Приведенными способами можно получить сопоставимую, но максимальную устойчивость к замораживанию и оттаиванию для заданной группы материала.

Гидроизоляция

Повысить морозостойкость бетона посредством гидроизоляции не получится. Но устойчивость к температурным перепадам значительно вырастет за счет ограждения конструкции от воды – в сухом состоянии камень переносит мороз гораздо легче и практически без последствий.

Именно вода является основным разрушителем бетона при замораживании – превращаясь в лед, она ломает структуру бетона изнутри.  Если удалить источник влаги, разрушать конструкции будет нечему.

Существует несколько способов гидроизоляции:

  • Рулонная – самая простая и доступная. Полотна на основе битумного вяжущего настилают на горизонтальные и вертикальные конструкции, швы между ними тщательно прорабатываются мастикой или горелкой.
  • Проникающая – это способ укрепления поверхности бетонной конструкции и ее уплотнения. Соответственно, вода не может проникать в структуру.
  • Обмазочная гидроизоляция эффективна в сочетании с рулонной, поскольку не отличается долговечностью как самостоятельная защита.

Присадки

Марка бетона по морозостойкости может быть существенно увеличена пластифицирующими добавками. Они имеют разное назначение:

  • Специальные для повышения морозоустойчивости. Основной принцип действия – изменение размера пор до мельчайших.
  • Комплексные применяют для улучшения нескольких качеств материала – плотности, водонепроницаемости и устойчивости к температурным перепадам.
  • Гидрофобизаторы препятствуют проникновению воды в структуру камня и исключают риск ее отрицательного воздействия.

Класс бетона по морозостойкости помогут повысить такие присадки:

  • Нитрат кальция и нитрат натрия – ускорители твердения, за счет чего структура быстро уплотняется;
  • Мочевина замедляет твердение, а значит, оставляет время для выхода воздушных пузырьков;
  • С3 – универсальный суперпластификатор комплексного действия;
  • Лигносульфаты – комплексные добавки, улучшающие плотность, прочность и морозостойкость.

Укладка бетона зимой

Как повысить морозостойкость бетонного раствора при зимних работах? В таком случае используют только присадки, повышающие прочность, а также ускоряющие твердение с выделением тепла. Именно зимой важно не дать воде кристаллизоваться и расширяться еще на этапе укладки раствора в опалубку.

Кроме присадок необходимо использовать утеплители – важно не дать бетону резко остыть и расслоиться. Обычно только что смонтированные конструкции обогревают пушками или электрическими панелями до набора ими первоначальной прочности.

Источник: https://betonopedia.ru/beton/morozostojkost.html

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетонаМорозостойкость бетона

Климат различных регионов России отличается продолжительностью зимнего периода, показаниями термометра, уровнем промерзания грунта, объемом осадков и иными признаками. Материалы, используемые в строительстве, будут различаться по своим эксплуатационным характеристикам. Одним из таких параметров считается морозостойкость бетона.

Данное свойство показывает способность рассматриваемого материала переносить неоднократные поочередные процессы заморозки, оттаивания. При этом сохраняются физико-механические свойства.

Методы определения морозостойкости

Данный показатель очень важный, поэтому его обязательно нужно учитывать при строительстве. Низкие значения постепенно приводят к уменьшению несущих способностей и увеличению поверхностного износа.

Согласно ГОСТ 10060.0-95 различают 11 марок, имеющих градацию от F50 до F1000. В данном стандарте описаны два основных и два ускоренных метода.

Они предполагают испытание бетона на морозостойкость путем изучения эксплуатационных характеристик при многократном замораживании и оттаивании в воде либо соляном растворе. Результат обуславливается следующими критериями:

  • Температурой заморозки.
  • Уровнем насыщенности влагой.
  • Размером контрольного образца.
  • Длительности цикла.

Устойчивость бетонного раствора судится по числу циклов, при которых он не претерпевает значительных разрушений, то есть потеря массы составляет порядка 5%, а прочность — 75%.

Исследование бетона в лаборатории должно показать его поведение на практике, быть ускоренным и полностью соответствовать воздействию внешних факторов. Однако в данном случае существует большая вероятность утраты достоверности результата. Например, при лабораторных испытаниях стройматериал может разрушаться, а в природных условиях он проявляет приемлемую надежность.

Основное отличие искусственно созданных и естественных условий заключается в темпах высушивания. Реальные объекты подвергаются действию высоких температур в течение жаркого периода, а в лаборатории образцы насыщают водой. Поэтому во втором случае бетон разрушается значительно быстрее.

Опытные строители называют несколько подручных методов, как определить морозостойкость бетона:

1. Внешний вид. Трещины с одинаковыми зазубренными краями, неоднородность и крупнозернистость строения, присутствие пятен бурого цвета на поверхности, давние изломы, поверхностное шелушение, расслаивание, наличие рыхлых включений говорит о пониженных значениях данного показателя.

2. Степень водопоглощения, составляющая 5 – 6 % показывает, что в материале есть трещины и указывает на низкие значения рассматриваемого признака.

3. Высушивание насыщенного влагой бетона на солнце или плитке. Растрескивание говорит о неустойчивости к атмосферным воздействиям и неморозостойкости. Это косвенный показатель.

4. Ускоренный способ – 10 кусков материала по 100 г помещают на сутки в серно-кислый натрий, вынимают и высушивают в течение 4 ч при 100 °C, охлаждают и опять погружают в раствор. Эти манипуляции повторяют пять раз, после чего образцы осматривают на наличие внешних повреждений. Если таковых не обнаружено, то они считаются морозостойкими.

Классификация

Марка и класс бетона по морозостойкости обозначают буквой F и согласно стандартам бывают от 25 до 1000. Цифра обозначает количество циклов замораживания и оттаивания.

Приведенная таблица содержит информацию о группах морозостойкости, эксплуатировании зданий:

Группа морозостойкостиОбозначениеПримечание
Низкаяменее F50Не находит широкого использования.
УмереннаяF50 – F150Морозостойкость и водонепроницаемость бетона этой группы имеет оптимальные показатели. Такие смеси встречаются наиболее часто.
ПовышеннаяF150 – F300Морозостойкость бетонной смеси фундамента в этом диапазоне дает возможность эксплуатировать здания в достаточно суровых условиях.
ВысокаяF300 – F500Такие растворы требуются в особых случаях, например, при эксплуатации с переменным уровнем влаги.
Особо высокаяболее F500Бетон морозостойкий получается впрыскиванием особых добавок. Применяется при сооружении конструкций на века.

Повышение морозостойкости

Показатель зависит от наличия, количества, размера и расположения макропор в его структуре, качественного состава цементного компонента, прочности на растяжение. В связи с этим выделяют пути его повышения:

1. Понижение макропористости. Добавки в бетон для морозостойкости, незагрязненные заполнители, создание особых температурно-влажностных условий затвердевания, уплотнение, замораживание помогают уменьшить водопотребность и снизить расход воды.

2. Изменение характера пористости. В состав вводят добавки, повышающие морозостойкость (воздухововлекающие). Они создают мелкие резервные поры, которые заполняются только под давлением замерзающей воды.

3. Использование для затвердения смеси различных цементов.

Российский рынок добавок представлен отечественными и зарубежными производителями:

ПроизводительЦена, рубли
Mapei (Италия)2 800 руб./10 л
Schomburg (Германия)8 750 за 25 кг
Isomat (Греция)400 руб./1 кг
Basf (Россия)65 руб./1 м3
Биотех (Россия)40 руб./1 кг
Полипласт (Россия)1 500 за 25 кг

Источник: http://stoneguru.ru/morozostojkost-betona.html

Морозостойкость бетона: оцениваем поведение материала при низких температурах

Многие из тех, кто строит дома в климатическом поясе с регулярными похолоданиями, интересуются, как повысить морозостойкость бетона.  Данный вопрос является весьма актуальным, поскольку сильные понижения температуры, а тем более – ее резкие перепады приводят к повышенному износу конструкций и ускоряют процесс их разрушения.

Ниже мы рассмотрим, что происходит с бетоном при его замерзании, и как предотвратить негативные последствия этого процесса.

Если оставить материал без защиты, то после нескольких зим он будет выглядеть примерно так

Процессы в материале

Чтобы понять, от чего зависит устойчивость цементного раствора к низким температурам и как можно ее улучшить, следует изучить процессы, которые протекают в самом материале. И здесь нужно отметить, что при длительном воздействии холода бетон стремительно теряет прочность, особенно в поверхностной части.

На сегодняшний день существует две гипотезы, объясняющие это явление:

  • Согласно одной точки зрения, причиной разрушения материала изнутри становятся кристаллы льда. Влага, которая просачивается в поры материала, под воздействием низких температур замерзает, увеличиваясь в объеме примерно на 10-12%. Ледяные включения воздействуют на стенки пор, разрушая их и снижая плотность раствора.
  • Согласно другим утверждениям, основным вредоносным фактором является не лед сам по себе, а та жидкость, которая остается в капиллярах при замерзании. Лед давит на остатки воды, которые практически не сжимаются, и они разрушают каналы диаметром от 5 до 100 нанометров.

Фото пор, увеличившихся при замерзании воды

Обратите внимание! Несмотря на то, что в среде специалистов большим авторитетом пользуется вторая гипотеза, обе они не противоречат друг  другу. В любом случае основной причиной называют увеличение объема жидкости при превращении в лед.

  • Важным в данном случае является и тот факт, что расширяющаяся жидкость и лед заполняют поры фиксированного, и при этом достаточно малого объема. Именно по этой причине морозостойкость газобетона будет выше, чем у полнотелых составов из цемента аналогичной марки: резервный объем полостей позволяет компенсировать возникающие нагрузки.

Нужно отметить, что разрушение конструкций за счет возникающих внутренних напряжений происходит неравномерно:

  • Вначале нарушается форма выступающих граней, отмечается также скалывание углов.
  • Затем возникают микротрещины на плоских участках открытых поверхностей, которые вскоре объединяются в большие поврежденные участки. Это может привести как к шелушению бетона, таки к образованию крупных выбоин.
  • На третьей стадии жидкость проникает в глубинные структуры конструкции, и ее накопление в крупных трещинах провоцирует сильные разрушения.

Разрушение, начинающееся с острых граней

Отдельно стоит отметить, что интенсивность воздействия усиливается и за счет того, что разные компоненты бетона имеют разный коэффициент температурной деформации. Отличия в изменении объема цементного монолита, минерального заполнителя и стальной арматуры приводят к тому, что со временем в местах их контакта формируются зоны с пониженной плотностью.

Показатели устойчивости к холоду

Под морозостойкостью обычно понимают способность материала выдерживать низкие температуры без разрушения и необратимых деформаций.

Для цифрового обозначения этого параметра используется такая величина как класс бетона по морозостойкости (F) – количество циклов замерзания/размерзания, которое может выдержать бетон данной марки до того момента, когда его прочность на сжатие не снизится на 5 %.

Динамика трещины при многократном оттаивании

Таким образом, морозостойкость бетона F200 означает, что до начала ощутимой потери прочности материал может замерзнуть и оттаять не менее 200 раз, что является достаточно существенным показателем. Такие бетоны можно с успехом применять в средней полосе России, для которой зимой характерны частые перепады температуры.

Обратите внимание! Морозостойкость асфальтобетона и дорожного покрытия на цементном связующем определяется несколько иначе: материал должен утратить не более 5% массы.

Поскольку способность сопротивляться низким температурам во многом зависит от того, насколько прочным является само основание, существует прямая связь между классом материала и таким показателем как марка бетона по морозостойкости.  Наиболее распространенные составы и их характеристики приводятся в таблице:

F, кол-во цикловКласс бетонаМарка бетона
50В7,5 – В12,5М100-150
100В15 – В20М200-250
200В25М300-350
300В30М400
Более 300В35 – В45М450-600

Как видите, зависимость вполне очевидна. Чем выше прочность материала (соответственно, больше будет и его цена), тем дольше и эффективнее он будет противостоять замерзанию.

 Определение характеристик

Тестирование проб

Определение морозостойкости бетона по ГОСТу  (ГОСТ 10060.0) осуществляется таким способом:

  • Из партии бетона отбирается проба средней структуры (т.е. без добавления или удаления наполнителя).
  • Из данной пробы в формы отличаются образцы – кубы с ребром 100или 200 мм.
  • Образец просушивается в течение 28 суток для набора прочности, после чего в течение 4 суток насыщается водой.
  • Затем бетонные кубы помещают в морозильную камеру, где их подвергают попеременному замораживанию ( — 180С) и оттаиванию (+180С).
  • После требуемого количества циклов выполняется исследование механических свойств материала с использованием пресса.
  • На основании изменения показателя прочности на сжатие в зависимости от продолжительности температурного воздействия делается вывод о степени холодостойкости материала.

Обратите внимание! Также допускается ускоренное тестирование при многократном или однократном замораживании с последующим расчетным определением параметров.

Устройство для тестирования образцов после заморозки

Для облегчения работы можно использовать специальный прибор для определения морозостойкости бетона. Подобные устройства комплектуются измерительными камерами и эталонными образцами, что позволяет получать информацию об эксплуатационных свойствах материала с минимумом трудозатрат.

Также для определения холодостойкости можно применять ультразвуковой метод по ГОСТ 26134-84. Он менее трудоемок в реализации, но предполагает использование довольно сложного оборудования, потому своими руками здесь справиться не получится – придется обращаться к специалистам.

Повышение сопротивления низким температурам

Состав с противоморозными характеристиками

При необходимости можно изготовить морозостойкий бетон своими руками.

Для этой  цели применяются такие методики:

  • Во-первых, следует качественно уплотнять раствор при заливке. При уплотнении уменьшается пористость материала, а значит, снижается и объем жидкости, которая попадет внутрь бетона при его насыщении.

Обратите внимание! Для этой цели штыкования недостаточно – желательно использовать виброуплотнитель большой мощности.

  • Во-вторых, повышение морозостойкости бетона осуществляется за счет формирования дополнительных внутренних полостей. При этом в раствор добавляется газообразующий или порообразующий компонент, который обеспечивает закладку в материале микроскопических пузырьков.

Совет! Оптимальный объем вовлеченного воздуха при этом составляет от 4 до 6% от общего объема бетона.

  • В-третьих, можно использовать специальные добавки, которые повышают устойчивость уже полимеризованного бетона к низким температурам. К таким добавкам относят соли кальция, а также карбамид (мочевину) – они снижают льдистость материала за счет уменьшения плотности замерзающей воды. Образовавшийся при замерзании концентрированного солевого раствора чешуйчатый лед оказывает менее разрушительное воздействие на стенки пор.
  • Наконец, в ряде случаев достаточно просто защитить поверхность от прямого контакта с влагой. Здесь могут применяться как полимерные пропитки-силинги, так и фасадные краски, образующие плотную пленку.

Нанесение покрытия, снижающего водопоглощение

Вывод

Приведенная в статье информация о том, что происходит в растворе при его замерзании, как определяется морозостойкость бетона по ГОСТу, и что можно сделать, чтобы ее повысить, является весьма актуальной. Длительное воздействие низкой температуры, а также многократное замораживание и оттаивание способно буквально за несколько лет снизить прочность конструкции из бетона практически вдвое.

Если вы хотите знать, как это предотвратить — внимательно изучите приведенные выше рекомендации, а также просмотрите видео в этой статье.

Источник: https://masterabetona.ru/svojstva/549-morozostojkost-betona

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.