Бетонная морозостойкость означает способность бетона устойчиво переносить несколько циклов замораживания и оттаивания в условиях насыщенности водой или раствором солей, не проявляя внешних признаков разрушения, таких как трещины, сколы, потеря прочности, изменение массы и другие технические изменения.
В строительстве в холодных регионах с большими перепадами температур, важный фактор – морозостойкость бетона. Это свойство определяет способность материала выдерживать повторные циклы замораживания и оттаивания.
Для оценки морозостойкости бетона используется марка, которая показывает количество циклов замораживания и оттаивания до появления признаков разрушения, уменьшения прочности более чем на 5% и изменения физических свойств.
При строительстве фундаментов, наружных стен, объектов гидротехнического назначения, опор мостов и других ответственных строительных конструкций, величина, на которую следует обратить внимание, – это характеристика используемых смесей.
Классификация морозостойкости в бетонах
Виды бетонных смесей по морозоустойчивости регламентируются ГОСТом 25192-2012. Помимо показателя F, морозостойкость могут определять следующие характеристики:
- F1 – марка, установленная при исследовании материала, находящегося в водонасыщенном состоянии;
- F2 – марка бетонных смесей, производимых для устройства покрытий дорог и аэродромов или эксплуатации в контакте с минерализованными водами, образцы для исследований насыщают 5% раствором NaCl.
Требования к морозостойкости бетона зависят от запланированной области его применения:
- До F50. Это низкий уровень устойчивости к знакопеременным температурам. Такая смесь применяется для внутренних работ, в подготовительных строительных мероприятиях.
- F50-F150. Этот материал со средним уровнем морозоустойчивости широко применяется в рядовом строительстве объектов, расположенных в регионах с умеренным, устойчивым климатом.
- F150-F300. Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
- Выше F300. Смеси с высокой стойкостью к температурным перепадам применяются для сооружения объектов специального назначения, а также сооружений, эксплуатируемых в тяжелых климатических условиях.
От чего зависит морозостойкость?
При низких температурах вода превращается в лед, увеличивая свой объем на 10%. Это приводит к постепенной деформации бетонных элементов при каждом новом цикле, что снижает их прочность. Количество пор в материале оказывает значительное воздействие на его способность сопротивляться процессам замораживания и оттаивания, поскольку чем оно больше, тем больше воды может проникнуть в структуру бетона. Вода, проникающая вглубь конструкции, разрушает не только сам бетон, но и вызывает коррозию стальной арматуры.
Способы определения морозостойкости
Способы определения морозоустойчивости регламентирует ГОСТ 10060-2012. Методика актуальна при разработке новых рецептур и передовых технологий, контроле качества при купле-продаже. Для испытаний изготавливают образец кубовидной формы со сторонами 100-200 мм. Циклы замораживания и оттаивания осуществляются в диапазоне -18…+18°C. В соответствии с ГОСТом существует несколько вариантов вычисления этого показателя:
- базовый многократный;
- ускоренный многократный;
- ускоренный однократный.
Если результаты ускоренных испытаний отличаются от результатов базовых, то эталонными считаются показатели базовых исследований.
Основные этапы базовых испытаний водонасыщенных образцов, проводимых в соответствии с ГОСТом:
- Бетонные кубики насыщают водой и обтирают влажной тканью. Испытывают на сжатие.
- Исследовательский материал помещают в морозильную камеру для замораживания. Выдерживают заданный режим.
- Оттаивание производят в специальных ваннах.
- После оттаивания с образцов щеткой удаляют отслаивающийся материал.
- Кубики обтирают ветошью, определяют массу и исследуют на сжатие.
- Обрабатывают результаты испытаний.
Пониженную морозостойкость материала можно определить и подручными методами. Конечно, результаты таких исследований не могут использоваться при составлении проектной документации.
- Визуальный осмотр. О низкой устойчивости к знакопеременным температурам свидетельствует наличие трещин, бурых пятен, расслаивания, шелушения.
- Определение водопоглощения. Если этот показатель равен 5-6%, то устойчивость к низким температурам будет пониженной.
- Высушивание влагонасыщенного образца на солнце. Его растрескивание сигнализирует о пониженной морозостойкости.
Способы повышения морозостойкости
Для увеличения устойчивости бетона к морозу можно применять несколько методов:
Для достижения морозостойкости бетонного элемента, следует защитить его от неблагоприятного воздействия окружающей среды с помощью обмазочных и окрасочных материалов, пропиток.
Важно использовать цемент с более высокими марками, так как это повышает морозостойкость готового бетонного элемента. Чем крепче связующее вещество, тем лучше.
Для обеспечения плотной структуры материала необходимо тщательно уплотнять бетонную смесь различными способами и создавать благоприятные условия для ее затвердевания.
Для изготовления морозостойкого бетона можно добавлять специальные добавки в состав.
Изучим подробнее разнообразные типы добавок и их принцип действия:
Поверхностно-активные вещества играют ключевую роль в формировании плотной структуры материала.
Присадки, способствующие образованию шаровидных пор, создают дополнительные полости в бетоне. Эти поры позволяют воде, проникшей в конструкцию, выталкиваться при замерзании, что предотвращает повреждения структуры материала при переходе воды из жидкого в твердое состояние.
Суперпластификаторы повышают плотность материала, улучшают водонепроницаемость и, следовательно, увеличивают показатели морозостойкости.
Для улучшения водонепроницаемости и внутренней структуры бетонных элементов используются различные добавки, такие как «Дегидрол», «Пенетрон Адмикс» и «Кристалл». Однако присадки для бетона с глиноземистым цементом не предпочтительны, поскольку они могут не только не улучшить, а даже ухудшить характеристики материала.