Морозостойкость бетона это: Что такое морозостойкость бетона, и как она определяется

Что такое морозостойкость бетона, и как она определяется

Бетон является одним из самых широко применяемых в строительстве материалов. Наряду с такими свойствами, как прочность и долговечность, морозостойкость — важная характеристика бетона.

Это качество особенно важно в России, где для многих регионов характерны суровые климатические условия: перепады температур и влажности, очень низкие температуры, в связи с чем бетон может насыщаться водой, растворами солей, а затем подвергаться многократному замораживанию и оттаиванию.

Рассмотрим, что такое морозостойкость, какими методами она определяется, и можно ли ее повысить.

Почему важна морозостойкость бетона

Бетон, являясь прочным материалом, все же имеет пористую структуру; в нем всегда есть поры и капилляры, способные поглощать влагу.

Осенью, а также зимой, во время оттепелей, бетонные конструкции насыщаются водой с растворенными в ней минеральными веществами (при контакте с влажным грунтом и атмосферными осадками, которые могут содержать агрессивные вещества от техногенных выбросов). Затем наступают заморозки, и вся оставшаяся в порах бетона влага замерзает, увеличиваясь в объеме.

В итоге возникают микротрещины, и с каждым циклом замораживания-оттаивания эти трещины становятся больше, пока бетон не начинает крошиться.

Что называется морозостойкостью

Согласно ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости», морозостойкостью называется способность бетона в состоянии, насыщенном водой или раствором соли, подвергаться замораживанию и оттаиванию без признаков разрушения, таких, как образование сколов, трещин, шелушения ребер.

В зависимости от того, сколько циклов замораживания и оттаивания образец выдерживает без повреждений, ему присваивается марка по морозостойкости.

Какие методы используются для испытания на морозостойкость

Образцы, которые подвергаются испытаниям, представляют собой бетонные кубики с размером стороны 10 или 15 см. Они отбираются из каждой партии бетона в стандартные формы в соответствии с ГОСТ 22685. Каждая серия образцов изготавливается из одной партии бетона.

ГОСТ определяет, каким образом отбирается бетон, и как хранятся образцы.

Важно!

Определение морозостойкости начинают только после того, как образцы достигли проектной прочности.

Образцы в течение 24 часов выдерживают в воде или растворе соли, погруженными на 1/3 от высоты. Через сутки уровень жидкости повышается вдвое, и образец снова выдерживают в течение суток. Следующие 48 часов кубики оставляют погруженными в раствор или воду полностью.

Испытания ведутся непрерывно.

Методы испытания делятся на две группы:

1. базовые,
2. ускоренные.

1. Первый

Первый метод используют для любых видов бетона, кроме бетонов для аэродромных и дорожных покрытий, а также бетонов, которые будут эксплуатироваться в условиях воздействия насыщенной минералами воды (эти виды бетонов испытываются вторым базовым методом).

Первый метод заключается в замораживании насыщенных влагой образцов на воздухе и последующем оттаивании их в воде (температура воды 20+/–2°С).

При использовании второго базового метода, насыщенные раствором хлорида натрия образцы замораживают на воздухе и размораживают в растворе NaCl (поваренной соли).

После проведения запланированного количества испытаний измеряют изменение массы образцов и их прочности и, с помощью расчетов по специальным формулам, определяют марку бетона по морозостойкости.

2. Второй

Второй метод используется для всех видов бетонов, кроме предназначенных для аэродромов и дорожных покрытий и легких бетонов, которые будут эксплуатироваться в условиях воздействия минерализованной воды.

3. Третий

Используется для всех видов бетонов, кроме легких бетонов.

Ускоренные методы используют образцы, насыщенные раствором NaCl. Их замораживают на воздухе и размораживают в 5-процентном растворе соли.

Затем обрабатывают результаты испытаний так же, как при использовании базовых методов.

К базовым методам относят первый и второй, а к ускоренным — второй и третий.

Какими бывают бетоны по морозостойкости, и где они используются

Для эффективного строительства важно точно знать, какова морозостойкость бетона. Именно поэтому бетонам присваивается марка по морозостойкости. Она обозначается литерой F и числовым показателем в диапазоне от 25 до 1000:

1. Бетоны с морозостойкостью до F50 применяются, в основном, для внутренних и подготовительных работ.
2. F50– F150 показывает средние значения морозоустойчивости. Такие бетоны подходят для строительства объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях умеренного климата.
3. Бетоны F150– F300 предназначены для строительства в холодных регионах.
4. Марки выше F300 применяются для строительства в экстремально холодных условиях, а также для объектов специального назначения.

От чего зависит морозостойкость бетона

Очевидно, что слабая устойчивость бетона к низким температурам связана с его способностью насыщаться водой, которая впоследствии замерзнет. А насыщаемость водой тем выше, чем больше в бетоне пор и капилляров.

Поры и капилляры оказывают влияние также на водопроницаемость и прочность бетона.

Прослеживается прямая зависимость: чем плотнее бетон, чем меньше и меньшего диаметра в нем поры и капилляры, тем он более прочный, водостойкий и морозостойкий. А значит, что наиболее морозостойким будет плотный и прочный бетон.

Как повысить морозостойкость бетона

Чтобы получить плотный и прочный бетон, необходимо соблюдать следующие условия:

1. Использовать качественный цемент высокой марки. Если планируются бетонные работы при пониженных температурах, или к бетону предъявляются повышенные требования по морозостойкости, прочности, водостойкости, применяют цемент более высокой марки.
2. Для повышения водонепроницаемости бетона применять глиноземистые цементы.
3. Выбрать правильное водоцементное соотношение.
4. Обеспечить правильную укладку и уплотнение бетонной смеси, чтобы в готовом бетоне не было пустот.
5. Обеспечить уход за бетоном и оптимальные условия твердения, чтобы бетон качественно набрал прочность (температура воздуха +18–22°С, влажность воздуха, близкая в 100%).
6. Использовать различные добавки для бетона.

Какие добавки используют для бетона

Чтобы получить безупречный бетон, разрабатываются специальные химические добавки, позволяющие придать материалу те или иные желаемые свойства. Для повышения морозостойкости бетона необходимо повысить его плотность и водостойкость. С этой целью применяют пластификаторы и гидрофобизаторы.

Советуем изучить: Пластификаторы для бетона

Пластификаторы, например, Plastix от Cemmix, действуют следующим образом:

1. Позволяют сэкономить до 10–20% цемента без потери прочности либо, не увеличивая количество цемента, получить более прочный бетон.
2. Повышают подвижность бетонной смеси на 1–2 ступени без увеличения количества воды замеса. Дело в том, что количество воды, которое необходимо для протекания реакций гидратации, гораздо меньше, чем количество воды, необходимое для замеса пластичной и удобной в укладке бетонной смеси. Однако, если повысить водоцементное соотношение, в смеси будет лишняя вода. Она не вступит в реакции с частицами цемента, со временем испарится, но оставит лишние поры в бетоне, которые негативно отразятся как на его прочности, так и на водостойкости и морозостойкости. Добавление пластификатора полностью решает эту проблему, ведь с ним бетон становится более подвижным и удобным в работе без потери прочности.
3. Бетонная смесь с пластификатором, благодаря повышенной подвижности, лучше укладывается. С одной стороны, это позволяет экономить трудозатраты и затраты электроэнергии на обработку уложенного бетона, с другой стороны, бетон укладывается более плотно, вытесняется лишний воздух, благодаря чему уменьшается количество и диаметр пор и капилляров в готовом изделии.
4. Бетонная смесь с пластификатором дольше остается готовой к работе и не расслаивается, что повышает удобство работ.

В свою очередь, добавки, предназначенные для объемной гидрофобизации бетона (гидрофобизаторы) повышают прочность и морозостойкость бетона, защищают арматуру, а в некоторых случаях повышают подвижность бетона, позволяя обойтись без пластификатора.

Важно!

Пластификаторы и гидрофобизаторы иногда применяются совместно.

Советуем изучить: Гидрофобизаторы для бетона

Как заливают бетон в мороз

Рассматривая морозостойкость бетона, нельзя обойти вниманием такой вопрос, как производство бетонных работ в условиях пониженных температур. Ведь в России во многих регионах отрицательные температуры держатся более половины года, а строительные работы не ждут.

Но твердение бетона требует определенных условий. Чем ниже температура по сравнению с оптимальной, тем медленнее идут процессы набора прочности; при температуре ниже +5°С они почти прекращаются.

Являясь вяжущим веществом водного твердения, цемент вступает в реакции гидратации при смешивании с водой, но эти реакции протекают не одномоментно. Поэтому в бетонной смеси довольно длительное время есть свободная вода. При температурах ниже 0°С она замерзает. В результате прекращаются реакции гидратации и, даже если позже бетон оттаивает, его прочность все равно будет ниже запланированной.

В этих условиях разработаны различные методики ведения бетонных работ, которые позволяют не допустить замерзания бетонной смеси во время ее транспортировки и укладки, а также обеспечить правильный уход за уложенным бетоном.

Важно!

При проведении бетонных работ зимой наиболее важно обеспечить оптимальные условия твердения до набора бетоном критической прочности. Критическая прочность отличается от распалубочной, она задается проектной документацией и обычно составляет 30–50% от проектной прочности. 

После того, как критическая прочность набрана, бетон можно подвергать замораживанию без ущерба для его прочности.

Методы зимних бетонных работ делятся на две большие группы:

1. «теплый» бетон,
2. «холодный» бетон.

Важно!

Для зимнего бетонирования рекомендуется использовать бетон маркой не ниже, чем М400 (класс 32,5).

Теплым называют бетон, который так или иначе подогревают. Здесь возможны следующие варианты:

1. Метод термоса. Бетонная смесь замешивается на теплой воде и прогретых заполнителях. Прогревается опалубка, а залитый бетон укрывается теплоизолирующими материалами. Если конструкция достаточно массивная, с толстыми стенками, то тепла, которое выделяется в процессе реакций гидратации, достаточно, чтобы обогреть ее и не допустить чрезмерного снижения температуры. Частный случай метода термоса — метод горячего сухого термоса, при использовании которого бетон можно укладывать даже на промороженное основание, предварительно засыпанное горячим (200–300°С) керамзитом.
2. Устройство тепляков. В этом случае над залитым бетоном устанавливаются шатры, внутри которых ставят тепловые пушки, что позволяет поддерживать нужную температуру.
3. Прогрев бетона различными методами (электродами, инфракрасным излучением, кондуктивным, индукционным методом и пр.)

У каждого из этих методов есть свои достоинства и недостатки. Так, метод термоса подходит только для крупных массивных конструкций, прогрев и обогрев бетона требуют расходов электроэнергии и дополнительного оборудования, а также постоянного контроля температуры в толще бетона, чтобы не допустить большого температурного градиента.

«Холодный» бетон — это метод ведения бетонных работ без прогревающих или обогревающих мероприятий. В этом случае используются противоморозные добавки и ускорители твердения бетона.

Важно!

В качестве противоморозных добавок в течение многих десятилетий используют электролиты, растворы солей калия и натрия. Однако эти добавки уместны далеко не всегда:

1. хлорид натрия может приводить к коррозии металлической арматуры и закладных элементов;
2. высокощелочные цементы и некоторые другие виды портландцементов не совместимы с электролитами;
3. использование солей может привести к образованию высолов на поверхности изделия.

Вот почему оптимальный вариант — использование специальных противоморозных добавок для бетона, которые разработаны и проверены в лаборатории. Они не имеют тех недостатков, которые присущи солям и позволяют проводить бетонные работы даже в сильные морозы.

Противоморозные добавки часто сочетают в себе свойства пластификаторов и ускорителей твердения бетона. Они позволяют:

1. Проводить бетонирование даже при очень низких температурах (до –20°С).
2. Обходиться без тепловой обработки уложенного бетона.
3. Снизить расход воды.
4. Увеличить прочность бетона, как минимум, на 10%.
5. Увеличить сцепление с арматурой.
6. Повысить водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

Важно!

Противоморозные добавки могут применяться и в «теплом» бетоне, позволяя экономить электроэнергию на прогрев бетона.

Советуем изучить: Для проведения работ в морозы

Определение морозостойкости бетона и методы контроля

Морозостойкость – показатель, определяющий способность строительных материалов насыщенных водой не терять своих физических и эксплуатационных свойств при многократных замораживаниях и последующих размораживаниях. Для принятия решения об использовании той или иной марки морозостойкости бетона в строительной конструкции необходимо конкретизировать климатические условия её эксплуатации:

• среднюю температуру самого холодного месяца в году,
• годовое количество циклов замораживания – размораживания,
• с какой водой будут контактировать бетоны (с обычной или насыщенной минеральными солями).

Что влияет на морозостойкость бетона?

Факторы, оказывающие значительное влияние на параметры морозостойкости бетона:

• Пористость структуры материала. Чем она выше, тем больше вероятность проникновения в эти поры влаги и потери бетоном эксплуатационных свойств после некоторого количества циклов заморозки и оттаивания. Для минимизации пористости бетона в состав добавляют специальные компоненты.
• На показатели морозостойкости оказывает влияние конечная прочность бетона (чем прочнее бетон, тем сложнее его разрушить).
• Водоцементное соотношение (чем оно меньше, тем устойчивее бетон к циклам заморозки – оттаивания) и т.д.

Соответственно, пропорции при производстве материалов должны быть такими, чтобы обеспечить оптимальное соотношение всех компонентов, способных повлиять на его эксплуатационные свойства при прохождении циклов заморозки и размораживания.

Как определяется морозостойкость бетона?

Определение морозостойкости бетона производится согласно регламенту, описанному ГОСТ 10060-2012, которым предусмотрено две марки морозостойкости F1 и F2. Марку F1 применяют для общестроительных бетонов (при испытаниях такие бетоны насыщают обычной водой). Марку F2 – для дорожных бетонных покрытий, а также бетонных покрытий аэродромов и морских сооружений, которые эксплуатируются под воздействием соляных растворов (антигололедные реагенты) и морской воды.

До проведения исследования контрольные образцы обязательно насыщают водой или раствором хлорида натрия путем погружения в жидку среду на определенный срок – на 1/3 на 24 часа, на 2/3 на 24 часа, полностью – на 48 часов.

Базовые методы

ГОСТ 10060-2012 описывает 2 варианта базового метода, включающих в себя следующие процедуры:

• Первый метод (для бетонов F1) основан на замораживании контрольных образцов в лабораторной морозильной камере при температуре –18С с последующим их размораживанием в водной среде. Перед испытанием испытываемые элементы насыщают влагой в специальном резервуаре с температурой воды +20С. Размораживание производят в ванне, оснащенной термостатом для подогрева жидкости при падении ее температуры ниже заданных значений (+20С).
• Второй метод (для бетонов F2) предполагает проведение испытаний по аналогичной схеме с использованием раствора хлорида натрия в пятипроцентной концентрации для насыщения образцов влагой. Оттаивание также производят с использованием раствора, аналогичного тому, что был использован при подготовке к испытаниям.

Ускоренные методы

Ускоренные методы определения значения морозостойкости бетона также имеют 2 варианта, которые подразумевают насыщение в обоих случаях образцов раствором хлорида натрия:

• Это, по терминалогии ГОСТ 10060-2012, второй метод (для бетонов F1, кроме легких бетонов с плотностью менее 1500 кг/м3) –основан на циклах (воздушная среда –18 С) – (раствор хлорида натрия +20 С).
• И третий метод (для бетонов F1 и F2, кроме легких бетонов с плотностью менее 1500 кг/м3) – основан на циклах (раствор хлорида натрия –50 С) – (раствор хлорида натрия +20 С).

Прибор «БЕТОН-ФРОСТ» – оперативное определение морозостойкости бетона

Согласно приложению ГОСТ 10060-2012 на практике можно применять и другие методы установления морозостойкости бетона с учетом регламентированого коэффициента перехода. В основу работы прибора БЕТОН-ФРОСТ выпускаемого компанией ИНТЕРПРИБОР положен дилатометрический метод – один из таких распространённых косвенных методов определения морозостойкости бетона. Оперативное определение морозостойкости бетона прибором БЕТОН-ФРОСТ даёт существенное временное преимущество в сроках подбора и корректировки состава бетонной смеси.

 

• ИЗМЕРИТЕЛЬ МОРОЗОСТОЙКОСТИ

  БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по…

• ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТА

  Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

• ИЗМЕРИТЕЛЬ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ

  Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12…

Морозостойкость бетона: определение, классы, марки

Морозостойкость бетона – это его способность проходить многочисленные циклы заморозки и оттаивания, при этом теряя не более 5% прочностных показателей. Данная характеристика играет немаловажную роль при планировании строительных работ, общем эксплуатационном периоде строения и расчёте его прочности. Это свойство зависит от структуры «искусственного камня» и напрямую зависит от пористости материала. Чем больше в нём пор, тем больше он вовлекает в себя воды. Как мы знаем, вода при низких температурах превращается в лёд и увеличиваться в размерах. Это вызывает образование трещин и разрушений внутри бетона. Чем больше раз повторяется данный цикл, тем более велика вероятность разрушения строения.

Как и другие физические и химические особенности вещества, данная особенность маркируется особым номенклатурным символом. Для обозначения марки бетона по морозостойкости используется литера «F», а после неё указывается число циклов замораживания и размораживания, которые материал способен выдержать без потери своих прочностных характеристик.

Определение морозостойкости бетона

Для того, чтобы выяснить допустимое количество температурных циклов, которые выдержит бетон, были разработаны специальные испытания. Для определения морозостойкости бетона по ГОСТ 10060-2012, существует несколько способов:

• Обычный;
• Ускоренный.

Для испытаний используется заготовка в виде бетонного куба, рёбра которого равны 50-250 мм. Он подвергается контрольным испытаниям по прочности на сжатие. Затем он подвергается базовым температурным тестам – он замораживается и оттаивает. Для этого используются температуры в -130С (для заморозки) и +180С (для оттаивания). Максимальное число циклов является определяющим фактором для маркировки бетона. Как только он начинает терять прочность (~5%), испытания завершаются и ему присваивается марка.

Стоит отметить, что данный вид проверки не является максимально достоверным. Образцы, теряющие свою прочность при лабораторных испытаниях, при эксплуатации в природной среде могут не терять своих характеристик. Это объясняется тем, что для проверки применяется высокая скорость сушки. Такой темп не встречается в условиях обычной эксплуатации.

Для ускоренных методов используются водные растворы и хлориды натрия. Образцы размещаются в морозильную камеру в закрытых сверху ёмкостях, которые наполнены раствором хлорида натрия (5%) и воды. Ёмкости располагаются на расстоянии от стенок камеры не менее 50 мм. Затем на 2.5ч понижается температура. По истечению времени, температура повышается на следующие 2.5ч. Оттаивание происходит в растворе хлорида натрия и воды. После определённого количества циклов, совершается осмотр образцов. Их замеряют и измеряют на прочность на сжатие. Если результаты, полученные в ходе нескольких разных проб на морозоустойчивость отличаются, более точным принято считать лабораторный метод.

Существует возможность определения морозоустойчивости и по другим критериям, не прибегая к технологическим испытаниям. Строители могут определить по таким признакам, как:

• Внешний вид;
• Водопоглощение. Если данный параметр равен 5-7%, отсюда следует, что имеет слабую устойчивость к низким температурам;
• Трещины и другие деффекты.

Таблица морозостойкости бетона

Прочность, марка	Морозостойкость, F	Водонепроницаемость, W
М100-150	F50	W2
200-250	F100	W4
М300	F200	W4
М350	F300	W6
М400	300	W8
М450-600	F200-300	W8

 

Применение в зависимости от марки

Чем ниже число, указанное в наименовании, тем меньше материал способен выдержать температурных изменений. Отсюда следует, что при строительстве в регионах с высокими и низкими температурами, стоит использовать марки с наибольшим числом. Для регионов с более мягким климатом, подойдут материалы с низкими числами. Например, для центральной и западной части России, активно используются марки F50-F150. Они прекрасно справляются с нашими погодными условиями, не разрушаются и не трескаются.

Как повысить морозостойкость бетона?

На сегодняшний день существует несколько действенных способов для увеличения морозоустойчивости:

• Надбавки для морозостойкости бетона;
• Использование цемента более высокой марки.

Чтобы поменять состав вашей бетонной смеси, обратитесь к профессиональным строителям. Они смогут помочь вам подобрать подходящую марку цемента и других составляющих вашего бетона.

ООО «Полихим» занимается изготовлением добавок в бетон широкого спектра. В нашем ассортименте имеются специальные добавки, использование которых поможет вам увеличить показатели морозостойкости бетона. Для решения этой проблемы вам подойдут либо противоморозные добавки, повышающие температуру замерзания бетонной смеси, либо ускорители набора прочности. Для подробного ознакомления посетите соответствующий раздел сайта, либо свяжитесь с нашими специалистами.

Заключение

Бетонные смеси – это универсальный строительный материал, имеющий свои сильные и слабые стороны. Современный технологический прогресс позволяет усиливать его качества безопасными и надёжными способами. Чтобы ваши строения и конструкции прослужили долго, стояли на века, необходимо внимательно отнестись к выбору марки.

Морозостойкость бетона: методы определения и ГОСТы

Морозостойкость бетона — это способность сохранять заявленные характеристики после многократных циклов замораживания и оттаивания. В зависимости от назначения объекта, выдвигаются разные требования к морозостойкости, поэтому для удобства этот показатель был стандартизирован. У нас морозостойкость бетона регламентирует ГОСТ. Поэтому потребителю нужно только изучить таблицу морозостойкости бетона и выбрать марку с нужным показателем.

Классификация морозостойкости бетонов

Морозоустойчивость бетона регламентируется ГОСТом и маркируется отдельными значениями:

F25/50. Низкая устойчивость к температурным перепадам. Бетонные смеси с таким показателем морозостойкости пригодны только для внутренних работ или временных конструкций.

F50/150. Средний показатель морозоустойчивости. Бетоны этой категории наиболее часто применяются в частном строительстве и являются оптимальным выбором для умеренного климата.

F150/300. Бетоны, адаптированные для регионов с холодным климатом.

F300+. Специализированные бетонные смеси, способные выдержать много циклов оттаивания/замораживания. Из-за высокой стоимости редко используются в гражданском строительстве.

Метод определения морозостойкости бетона

Условия и методы испытаний на морозостойкость изложены в действующем ГОСТе. Пробный образец бетона (куб с гранями 10–20 см замораживается и размораживается в температурном диапазоне -18/+18°C). Проверка выполняется в несколько этапов:

	базовый;
	ускоренный однократный;
	ускоренный многократный.

Эталонным считается базовый показатель. Остальные не должны давать существенных отличий, иначе бетон считается некондиционным.

Базовое испытание также выполняется по ГОСТу в несколько этапов:

Образцы бетона выдерживают в воде, после чего вытирают влажной тканью. Дальше следует тест на сжатие.

Процедура повторяет предыдущую, только перед тестом на сжатие бетонные кубики сначала замораживают и размораживают.

В частности, исследователей интересует структурная целостность бетона и как долго он сохраняет изначальный свойства до появления первых трещин и расслоений.

В домашних условиях определение морозостойкости бетона выполняется на глаз. В частности, морозостойкость напрямую коррелирует с прочностью. Поэтому у хорошего морозостойкого бетона поверхность ровная, гладкая, блестящая и немаркая. Если в ходе визуального осмотра были обнаружены трещины, пятна другого оттенка, расслоения и другие «артефакты», это говорит о низкой устойчивости к температурным перепадам.

«СпецСтройБетон» — бетоны всех марок по цене производителя

Компания «СпецСтройБетон» предлагает купить бетон и бетонные смеси напрямую с завода. Работа без посредников — это гарантированное качество и полное соответствие действующим госстандартам. Мы производим большой ассортимент продукции. Выбрав компанию «СпецСтройБетон», вы можете:

Наша компания имеет собственную сертифицированную лабораторию, которая обеспечивает профессиональный контроль качества на всех этапах производства.

Наши преимущества:

	качественные бетоны и цементные растворы с сертификатом качества государственного образца;
	доставка по Саранску и Мордовии от одного куба своим транспортом;
	индивидуальные условия для постоянных и оптовых клиентов.

i

Если вы ищете бетон высокого качества, выбирайте «СпецСтройБетон»! Оформляйте заявку на сайте сразу или проконсультируйтесь со специалистом, связавшись с нами по телефону +7 (8342) 30-29-99.

определение, повышение морозостойкости бетона, классификация

Несмотря на большое количество разнообразных материалов, бетон занимает лидирующее положение. Все потому, что он обладает самыми важными характеристиками, такими как прочность конструкций, надежность и долговечность. Именно бетон используется для создания фундаментов домов, который является основой всей постройки, а также для стен, штукатурки и многих других строительных операций.

Еще одна немаловажная особенность бетонного материала, это его морозостойкость. Этот аспект очень важен для холодного климата. Так что же такое морозостойкость? Это способность бетона выдерживать повторное замораживание и оттаивание, при этом, не теряя свои свойства. Любой качественный бетон должен обладать этой характеристикой.

Как определяется морозостойкость?

В ГОСТ установлены способы, с помощью которых можно определить морозостойкость материала. Все они осуществляются путем повторного замораживания и оттаивания. Для испытания бетона подготавливают контрольный и основной образец смеси. Контрольные образцы используют для определения прочности состава на сжатие, а основной – повторно замораживают и подвергают оттаиванию. Возможная погрешность составляет не более 0,1%.

Все образцы должны достичь установленной отметки и не содержать никаких дефектов. Для этого их могут поместить в морозилку, морозильные стеллажи, контейнеры с водой. Цель всех испытаний состоит в проверке на прочность путем частого замораживания и отмораживания. Заморозка осуществляется при температуре -130 градусов, а оттаивание — +180 градусов. Если бетон не потерял свои свойства, то он может использоваться в строительных процессах.

Бетон может подвергаться и лабораторным исследованиям. Однако такие методы не всегда достоверны. В таких условиях материал может разрушиться, а в естественной среде остаться без изменений. Различие между естественной и искусственной средой заключается в темпе высушивания. В естественных условиях на бетон влияние оказывает высокая температура летом, а в искусственных – насыщение водой. Таким образом, лабораторные образцы разрушаются гораздо быстрее.

Существуют и дополнительные способы, благодаря которым можно определить морозостойкость бетона. К ним относят:

• Внешний вид – если на бетонной смеси наблюдаются трещины, расколы, бурые пятна, крупнозернистый материал, то это свидетельствует о плохой морозостойкости.
• Поглощение воды – при показателе 5-6 % есть вероятность наличия трещин, которые свидетельствуют о плохой морозостойкости.
• Сушка бетона на солнце – если образовались трещины, то материал обладает низкой морозостойкостью.

В ускоренном варианте определить морозостойкость можно следующим способом: погрузить образец бетона на сутки в серно-кислотный натрий, а после чего высушить его на протяжении 4 часов с температурой в 100 градусов. После чего вновь провести такие манипуляции 5 раз. Затем бетон осматривают на наличие трещин и иных дефектов. Если этого не обнаружилось, то бетон морозостойкий.

Классификация бетона по морозостойкости

В ГОСТ морозостойкость бетонной смеси обозначена буквой F и цифрами от 25 до 1000. Цифра обозначает количество замораживаний и оттаиваний.

• Низкий класс – до F50. Такой материал мало используется.
• Нормальный – F50-150. Используется наиболее часто, очень долгий срок эксплуатации и возможность использования при любых погодных условиях.
• Повышенный – F150-300. Применяется в тех местах, где преобладают сильные морозы.
• Высокая – F300-500. Применяется в районах, где высокая влажность и сильное промерзание почвы.
• Очень высокая – F500-100. Используется для создания домов на долгие годы.

Чаще всего используют бетон с маркировкой F150-200. Его можно использовать в гранте с повышенной влажностью или для гидротехнических сооружений. Нумерация 300 значит то, что бетон способен замерзать и оттаивать 300 раз, после чего может потерять прочность.

Способы повышения морозостойкости

Для этого могут использоваться следующие способы:

• Понизить макропористость. Добавление в бетон заполнителей, создание определенных температур для затвердения, уплотнение, замораживание.
• Изменить пористость. В состав бетона входят добавки, которые повышают его морозостойкость. С их помощью создаются резервы пор, заполняющиеся только од давлением замерзшей воды.
• Сократить объем воды. Для этого необходимо уменьшить количество воды в составе цемента. Для этого потребуется добавить наполнители с меньшей загрязненностью и добавками. Это снизит потребность в воде.
• Замораживание бетона в более позднем возрасте.
• Добавки, которые увеличат количество мелких пор, в которые вода попадает в малых количествах. К добавкам относят соль соляную, азотную, а также угольную кислоту и их основания.
• Гидроизоляция – защита от влажности с помощью полимерных пропиток или фасадных красок, которые образуют защитную пленку.

Морозостойкость бетона — Статьи — М350

Морозостойкость бетона — это его способность сохранять прочность и работоспособность при действии попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. Разрушение бетона в водонасыщенном состоянии при циклическом действии положительных и отрицательных температур, а также переменных отрицательных температур обусловлено комплексом физических коррозионных процессов, вызывающих деформации и механические повреждения изделий и конструкций.
К настоящему времени отсутствует единая теория, объясняющая механизм морозного разрушения бетона, хотя очевидно, что, в конечном счете, снижение прочности влажного бетона при попеременном замораживании и оттаивании обусловлено, в основном, образованием льда в порах бетона. В результате того, что объем, занимаемый льдом, на 9% больше объема воды, возникают значительные растягивающие напряжения, воздействующие на стенки пор и постепенно расшатывающие его структуру.

Существует несколько основных гипотез, объясняющих способы передачи напряжений на элементы структуры бетона, возникающих в результате образования льда.

1. Гипотеза непосредственного воздействие кристаллизующегося льда на стенки пор.
2. Гипотеза гидростатического давления воды — в отличие от первой утверждает, что на стенки пор давит не сам лед, а вода, на которую передается давление льда. В пользу большей корректности второй гипотезы говорит тот факт, что вода, заполняющая капиллярные поры, не может, как правило, полностью превратиться в лед из-за отсутствия необходимого места и поэтому передает давление льда на стенки пор. Но гипотеза также не может объяснить ряд явлений, наблюдаемых при действии отрицательных температур на бетон. Так, при увеличении скорости замораживания разрушение ускоряется, тогда как давление льда при этом не возрастает. Более того, морозом разрушаются бетоны, поры которых заполнены водой менее чем на 90%.
3. Гипотеза гидравлического давления Т. Пауэрса, объясняющая отмеченные явления. В соответствии с ней главной причиной разрушения бетона при попеременном замораживании и оттаивании является гидравлическое давление, создаваемое в порах и капиллярах бетона под влиянием замерзающей воды в результате сопротивления гелевой составляющей цементного камня. Убедительным аргументом в пользу этой гипотезы является то, что она объясняет механизм защитного действия воздушных пор. При их достаточном количестве «избыточная» вода оттесняется в эти поры без нарушений структуры бетона. Разрушение бетона происходит тогда, когда объем условно замкнутых пор постепенно заполняется водой и они не могут выполнять функции резервных (демпферных). В соответствии с гипотезой гидравлического давления напряжения, возникающие в бетоне, будут пропорциональны скорости замораживания, количеству оттесняемой жидкой фазы и ее вязкости и обратно пропорциональны проницаемости цементного камня.
   Модель, предложенная Т. Пауэрсом, представляет циллиндрический капилляр, заполненный водой и окруженный цементным камнем. Поддействием гидравлического давления в циллиндрической оболочке капилляра возникают растягивающие напряжения о . Разрушение происходит, если напряжения а достигли предела прочности цементного камня при растяжении Вр. К недостаткам этой модели следует отнести то, что в ней не учитывается соотношение размеров капилляра и оболочки. В действительности в цементном камне толщина оболочки капилляра может быть в 5-20 раз больше его радиуса. В объем капилляров включался весь объем пор цементного камня без разделения его на объем пор геля и капилляров, хотя замораживание воды происходит практически лишь в капиллярных порах. Расчет напряжений в бетоне по модели Пауэрса проводят для статического состояния без учета перемещения фронта льдообразования.
   А.М. Подвальный предложил модель, в которой капилляр и оболочка рассматриваются как толстостенная труба с переменным отношением радиусов оболочки и капилляра. При рассмотрении единичного капилляра действие соседних заменяется равномерно распределенной нагрузкой на внешней поверхности оболочки.
   В соответствии с современными представлениями гидравлическое давление не является единственной причиной разрушения. Разрушению способствуют также осмотические явления. Они возникают в результате повышения концентрации растворенных веществ (Са(ОН)2, щелочей и др.) в жидкой фазе бетона на границе со льдом. Диффузия воды к области замерзания создает дополнительное давление.
4. гипотеза термической несовместимости компонентов бетона. Заполнители и Цементный камень имеют различные коэффициенты термического расширения. При отрицательных температурах термическая несовместимость компонентов резко усиливается, так как коэффициент термического расширения льда в 3-7 раз больше чем бетона.

Возможно одновременное действие различных механизмов деструкции бетона при его циклическом замораживании, и вклад каждого будет зависеть от многих факторов: влажности материала, В/Ц, возраста бетона и т.д.Факторы, влияющие на морозостойкость бетона. Влияние циклического изменения температуры усиливается дополнительным воздействием растворов солей. Получила, например, широкое распространение практика применения солей (NаСl, СаСl2) для удаления льда с дорожных покрытий. В результате таяния льда при посыпке соли на поверхность бетона поглощается большое количество теплоты (334 Дж/г) и температура резко понижается.
На поверхности бетона фиксируется понижение температуры до 9°С в течение 1 мин («температурный шок»), что вызывает возникновение растягивающих напряжений. Диффузия соли в бетон приводит к возникновению градиента ее концентрации, что также вызывает повышенные напряжения, шелушение и отслаивание поверхностного слоя.
В присутствии солей увеличиваются осмотические явления в замораживаемом бетоне, повышается вязкость жидкой фазы. В результате возрастает величина гидравлического давления и ускоряется разрушение бетона. При попеременном замораживании и оттаивании насыщенных водой железобетонных конструкций нарушается соответствие температурных деформаций стали и бетона, в результате возникают значительные внутренние напряжения и уменьшается прочность сцепления стали с бетоном. Растягивающие напряжения в арматуре при замораживании насыщенных водой железобетонных конструкций могут достигать
120-150 МПа.

На долговечность бетона, работающего на растяжение и изгиб в условиях замораживания и оттаивания, влияет степень нагружения. При напряжениях, составляющих 0,45 призменной прочности, уже заметно ускоряются деструктивные процессы в замораживаемом бетоне, а при напряжениях, равных 0,6-0,8 призменной прочности, отмечены случаи разрушения бетона через несколько циклов замораживания.
При замораживании влажного железобетона ускоряется трещинообразование в растянутой зоне и увеличиваются размеры трещин. При этом наиболее интенсивно повышение влажности бетона наблюдается в растянутой зоне конструкций. Это объясняется переносом влаги из менее разрушенной сжатой в активно разрушающуюся растянутую зону в результате различия давления пара переохлажденной адсорбированной воды в мелких порах и кристаллического льда в крупных порах и трещинах.

Пористая структура бетона

Морозостойкость бетона обусловлена прежде всего строением его порового пространства. В цементном камне образуются, как указано ранее, три вида пор:

• поры цементного геля, размер которых лежит в пределах (15-40)-1010м,
• капиллярные поры 0,01-1 мкм,
• условно замкнутые поры 10-500 мкм.

Поры геля характеризуются минимальной проницаемостью для жидкостей и газов (коэффициент проницаемости для пор геля менее 1010 м/с). Перенос жидкой фазы в порах геля возможен только по механизму молекулярной диффузии. Вода в порах геля при эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций не замерзает, что объясняется их размером, содержанием в поровой жидкости добавок-электролитов.

Капиллярные порыможно представить как часть объема воды цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации цемента. Микрокапилляры имеют размер меньше 10-1 мкм. Они обладают способностью к капиллярной конденсации влаги, обусловливающей гигроскопичность материалов. Макрокапилляры с радиусом больше 0,1 мкм (обычно до 10 мкм) заполняются водой только при непосредственном контакте с ней.
Капиллярные поры являются основным дефектом структуры цементного камня. В свежеприготовленном тесте можно считать порами все пространство, заполненное водой. При твердении часть его заполняется гелем. Чем больше степень гидратации цемента (а), тем больше образуется геля и тем меньший объем остается на капиллярные поры. Данные по водопроницаемости цементного камня и бетона показывают, что переход от непрерывной системы пор к условно изолированной происходит при капиллярной пористости цементного камня Пк < 0,33.

Температура замерзания воды в капиллярно-пористом теле зависит от размеров капилляров. Например, в капиллярах диаметром 1,57 мм вода замерзает при -6,4°С; 0,15 мм при -14,6°С; 0,06 мм — -18°С. В порах диаметром менее 0,001 мм вода практически не замерзает, она приобретает свойства псевдотвердого тела.
В порах, обусловленных контракцией, создается вакуум, и они заполняются в зависимости от условий твердения воздухом или водой. Контракционный объем рассматривают в наше время не как самостоятельный вид пор, а как часть капиллярной пористости.

К условно замкнутым порам относят пузырьки воздуха в цементном камне и бетоне. Суммарным объемом пор, их размером, количеством и удельной поверхностью можно управлять введением воздухововлекающих или газообразующих добавок. Воздушные поры, получаемые путем введения в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, существенно изменяют структуру цементного камня. Число воздушных пор в 1 см3 цементного камня может достигать одного миллиона, а поверхность этих пор — 200-250 см2. Через эту поверхность поступает в воздушные поры избыточная вода, вытесняемая из капилляров при замораживании бетона. Защитным действием обладают лишь достаточно мелкие воздушные поры размером менее 0,5-0,3 мм.

В качестве критерия для оценки эффективности защитного действия воздушных пор распространение получил т.н. «фактор расстояния», предложенный Т. Пауэрсом. Для его расчета принимается, что в цементном камне имеется некая идеализированная система одинаковых воздушных пор, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Наиболее удаленными в этом случае от воздушной поры являются точки цементного камня, лежащие в углах куба.

К важнейшим эксплуатационным факторам, кроме числа циклов замораживания и оттаивания, относятся степень водонасыщения и температура замораживания бетона.
Снижение прочности бетона после замораживания и оттаивания наблюдается лишь при его водонасыщении выше определенной величины, которая, в свою очередь, связана со значением отрицательной температуры. Величина критического водонасы-щения может быть достигнута не только при водонасыщении бетона перед замораживанием, но и в результате перераспределения поровой воды в замерзающем бетоне в виде пара. Водонасыще-ние бетона возрастает в присутствии солей.
Вода в большинстве капиллярных пор замерзает при температуре до -15°С. При дальнейшем понижении температуры происходит замерзание воды в более тонких порах (рис. 6.7) и при температуре -70 … -80°С практически вся поровая вода находится в замерзшем состоянии, исключая воду, заполняющую мельчайшие гелевые поры и адсорбированную на стенках капиллярных пор. Сравнительное определение морозостойкости бетона замораживанием при -17 и -50°С показало, что разрушение бетона во втором случае ускоряется в 6-10 раз.

Факторы, влияющие на морозостойкость бетона

• С увеличением В/Ц возрастает как общий объем открытых пор, так и средний их размер, что также негативно влияет на морозостойкость. При этом повышаются проницаемость и водопоглощение и в таких бетонах невозможно образование существенного объема резервных пор. При проектировании морозостойких бетонов принято ограничивать В/Ц в зависимости от условий службы бетона в сооружениях. Снижение В/Ц возможно как за счет уменьшения расхода воды при применении пластифицирующих добавок, более жестких смесей, так и за счет увеличения расхода цемента. Второй способ снижения В/Ц технико-экономически неэффективен.
• степень гидратации цемента (зависит от активности цемента, интенсивности роста ее во времени, длительности и условий твердения бетона). Степень гидратации портландцементов к 28-суточному возрасту по усредненным данным равна 0,6, 90 сут — 0,66 и 180 сут — 0,7. Повышению степени гидратации цемента способствуют различные способы его активизации и надлежащий уход за бетоном. 
• расход воды затворения и, соответственно, расхода цемента. По данным П. И. Горчакова, каждый процент снижения капиллярной пористости достигается уменьшением количества воды затворения на 10 л/м3 либо увеличением расхода цемента на 20-35 кг/м3. Увеличение расхода цемента с одной стороны уменьшает В/Ц, с другой, приводит к увеличению объема цементного теста, что повышает объем капиллярных пор бетона. 
• Оптимальный расход песка из условия морозостойкости выше, чем из условия прочности, что связано с условиями воздухововлечения. По данным О.В. Кунцевича, повышение доли песка в смеси заполнителей с г=0,33, оптимальной по прочности, до г = 0,5 привело к росту расхода цемента на 40 кг/м3, но повысило морозостойкость с 120 до 400 циклов. 
• Из минералов цемента отрицательное влияние на морозостойкость оказывает С3А. По рекомендациям С.В. Шестоперова, при марке бетона по морозостойкости, выраженной числом активных циклов замораживания и оттаивания за проектный срок эксплуатации сооружения, до Р500, С3А в цементе должно быть менее 10, Р1000 — менее 6 и Р6000 — менее 4%. Рекомендуется также повышенное содержание С35 — 55 — 60%. Под «активными циклами» С.В. Шестоперов подразумевал циклы, «вносящие в структуру материалов, составляющих бетон, изменения, связанные с нарушением монолитности». Это определение, однако, не является достаточно четким. 
• В морозостойких бетонах нежелательны активные минеральные добавки, особенно с повышенной водопотребностью. В то же время, экспериментально показано, что бетоны с умеренным содержанием доменных шлаков или каменноугольной золы-уноса могут иметь удовлетворительную морозостойкость, особенно при введении в бетон эмульгированного воздуха. 
• Низкую морозостойкость имеют пуццолановые цементы. Шлакопортландцементы по морозостойкости занимают промежуточное положение между портланд- и пуццолановым цементом. 
• К снижению морозостойкости бетона приводит повышение удельной поверхности цемента свыше 400 м2/кг. Такие сверхтонкие цементы характеризуются повышенной усадкой, ведущей к появлению микротрещин. 
• Жесткие требования предъявляются к ограничению величины потери при прокаливании, обусловленной лежалостью цемента. Хранение (лежалость) цемента значительно больше влияет на его морозостойкость, чем на активность. По мнению С.В. Шестоперова, наличие оболочки из новообразований гидратированных минералов на зернах цемента является одной из основных причин снижения долговечности бетона. 
• Обычно применяемые для получения тяжелого бетона кварцевый песок и щебень из плотных изверженных или метаморфических пород, отвечающие требованиям стандартов, позволяют получать высокоморозостойкий бетон. На морозостойкость бетона существенное влияние оказывают морозостойкость самих заполнителей и их водопотребность. По данным С.В. Кунцевича, морозостойкость заполнителей неоднозначно связана с их прочностью. Неморозостойкие зерна могут быть достаточно прочными и плотными с водопоглощением 0,7-2%. Важными с позиций морозостойкости являются свойства заполнителей, определяющие их сцепление с цементным камнем, и модуль упругости. 
• Пластифицирующие добавки повышают морозостойкость бетона как в результате уменьшения водопотребности и соответственно капиллярной пористости, так и вследствие определенного воздухововлечения. Добавки-пластификаторы типа ЛСТ снижают водопотребность бетонных смесей на 9-12%, при этом больший эффект пластификации достигается в «жирных» смесях на низкоалюминатных цементах. Добавки этого типа способствуют воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор. С.В. Шестоперов наблюдал значительное (в 2-3 раза) повышение морозостойкости с добавкой СДБ (старое название ЛСТ) даже без снижения В/Ц для бетонов, твердевших в течение 1 года. Добавки — суперпластификаторы позволяют снизить водопотребность смесей на 20-30%, однако они, как правило, вовлекают недостаточное количество воздуха, и улучшение долговечности бетона определяется, главным образом, снижением В/Ц. При использовании суперпластификаторов для повышения подвижности смесей без уменьшения В/Ц увеличение морозостойкости бетона достигается дополнительным введением воздухововлекающих добавок. 
• Гидрофобизирующие добавки, адсорбируясь на стенках пор бетона, снижают их водопоглощение и капиллярный подсос. Повышению морозостойкости способствует пластифицирующее действие гидрофобизирующих добавок, особенно заметное в «тощих» смесях (8-10%).Основные воздухововлекающие добавки относятся к гидрофобизирующим ПАВ, обладающим значительной поверхностной активностью на границе раствор — воздух. Эти добавки при их введении с водой затворения вызывают образование в системе довольно высокодисперсной эмульсии воздуха, устойчиво диспергированного в бетонной смеси. Воздухововлекающие добавки, или т.н. пенообразователи, изготавливаются в виде концентрированных растворов, густых паст или в виде сухого, легко растворимого порошка. Для приготовления добавок используются древесные смолы, продукты переработки нефти, растительные жиры и другое сырье. Наиболее часто в качестве воздухововлекающих применяют добавки на основе древесной смолы (смола нейтрализованная воздухововлекающая — СНВ, синтетическая поверхностно-активная добавка — СПД, омыленный древесный пек — ЦНИПС-1 и др.). Их вводят в бетонные смеси обычно в количестве 0,01-0,02% от массы цемента. При этом объем вовлеченного воздуха составляет 30-60 л/м3 или, как правило, 3-6% от массы цемента. Такой объем вовлеченного воздуха обычно существенно превышает объем воды, оттесняемой при замораживании. При этом значения «фактора расстояния» между воздушными порами оказывается значительно меньше критического, которое обычно принимают 0,25 мм. Морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками возрастает в несколько раз.
  Кроме вида и содержания добавок, на воздухововлечение влияют и другие факторы: удобоукладываемость бетонных смесей, тонкость помола цемента, зерновой состав заполнителей, время перемешивания, температура.
  Наряду с воздухововлекающими для образования системы условно-замкнутых пор в бетоне применяют газообразующие добавки, например ГКЖ-94. Имеются данные, что система условно-замкнутых пор с добавкой ГКЖ-94 более стабильна, чем в бетонах с воздухововлекающими добавками.
• Кроме особенностей исходных материалов и состава бетонной смеси, на морозостойкость бетона определенное влияние оказывают условия его твердения. Оптимальные условия твердения должны способствовать получению бетона с минимально возможными значениями капиллярной пористости и степени оводнения условно замкнутых пор. Наиболее полно протекают процессы гидратации, уменьшаются объем и размеры капиллярных пор при водном твердении. При водном твердении, однако, повышается степень водонасыщения бетона, контракционный объем заполняется водой. При твердении бетона в воде возможно обводнение мельчайших искусственно вовлеченных воздушных пор, что снижает морозостойкость.
  Для заполнения контракционного объема воздухом иногда рекомендуется твердение бетона на воздухе при его 100%-ной относительной влажности. Однако при таком твердении, хотя и увеличивается резервная пористость, возрастает по сравнению с водным твердением объем капиллярных пор.
  О.В. Кунцевич рекомендует комбинированное твердение бетона. По его данным бетон с вовлеченным воздухом, твердевший 14 сут. в воде и затем 14 сут. на влажном воздухе, имел большую морозостойкость, чем при твердении 21 сут в воде и 7 сут на воздухе.
  Отмечено, что после подсушивания повторно насыщенные водой образцы имеют меньшую влажность, чем образцы, постоянно находящиеся в воде. Такой эффект объясняется защемлением в капиллярах при высушивании некоторого количества воздуха. Предполагается также, что сушка приводит к резкому увеличению проницаемости бетона, в результате уменьшается гидравлическое давление, возникающее при замораживании.
  При тепловлажностной обработке получение морозостойкого бетона обеспечивается при минимизации деструктивных процессов, вызванных температурным расширением воды и воздуха. Снижение интенсивности деструктивных процессов достигается при мягких режимах пропаривания: удлиненной (не менее 3-5 ч) предварительной выдержке, замедленной скорости подъема температуры и охлаждения (не более 15-20 град/час), пониженной температуре изотермического прогрева (60-80°С).

 

Измерение и прогнозирование морозостойкости

Стандартизированный метод оценки морозостойкости бетона характеризуется числом циклов замораживания и оттаивания образцов при нормированных условиях испытания без существенного снижения прочности. Этот метод предложен в 1886 г. Н.А. Белелюбским и позволяет оценить стойкость бетона при некотором условном экстремальном режиме его работы: полном водонасыщении и непрерывном циклическом замораживании при общей длительности одного цикла 4,5-6,5 ч. При основном стандартном способе испытаний замораживание производится при -15 — -20°С на воздухе, а оттаивание при +20°С в воде. Для ускорения испытаний температуру замораживания снижают до -40 — -60°С, насыщают образцы водным солевым раствором, уменьшают их размеры и сокращают длительность циклов.
Часто при испытании морозостойкости для определения фактического изменения прочности через заданное число циклов используют коэффициент морозостойкости Кмрз =Rмрз / Rк , где Rмрз — прочность бетона после принятого числа циклов испытаний; Rк — прочность контрольных образцов. Марка бетона по морозостойкости считается обеспеченной через требуемое число циклов, если Кмрз > 0,95.

Наряду с определением морозостойкости путем прямого испытания прочности бетона через определенное число циклов замораживания и оттаивания применяют неразрушающие методы:

• определение скорости ультразвуковых волн;
• измерение динамического модуля упругости,
• измерение остаточных деформаций (относительного удлинения образцов после испытания).

Ультразвуковые испытания продолжаются до характерного перелома на кривой времени прохождения ультразвука от числа циклов (в логарифмическом масштабе). Этот перелом обусловлен образованием и развитием микротрещин в бетоне при его циклическом замораживании.

Динамический модуль упругости измеряют прозвучиванием образцов продольными (реже поперечными) ультразвуковыми волнами. Снижение динамического модуля упругости на 40-45% свидетельствует об интенсивном морозном разрушении бетона.

Дополнительным показателем стойкости бетона при морозном разрушении служат потери массы. Этот показатель более приемлем, когда деструкция бетона носит характер поверхностного шелушения, например, для дорожных бетонов. Потери массы при определении морозостойкости бетона ограничивают не более 5%.
С. В. Шестоперов для экспрессной оценки степени повреждения материалов при попеременном замораживании и оттаивании предложил 5-балльную шкалу для растворов и 10-бальную для бетонов. Качество бетона на 1ой подготовительной стадии разрушения оценивается от 10 баллов, когда образцы не имеют никаких изменений, до 7 баллов, когда начинается шелушение граней и ребер и образуются лунки при наличии неморозостойких зерен заполнителей. На второй завершающей стадии разрушения состояние образцов по мере разрушения может быть охарактеризовано последовательно в убывающем порядке от 6 до 1 балла. Предложено также балльную оценку состояния образцов производить по нескольким критериям в зависимости от степени их влияния на развитие деструктивных процессов.

В ряде случаев глубокое разрушение бетона нельзя оценить визуально и эффективна совместная оценка состояния образцов по внешнему виду и, например, результатам прозвучивания.
В зависимости от числа циклов замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов бетона до 5%-ного снижения прочности устанавливают т.н. марку бетона по морозостойкости (Р). Последняя при проектировании конструкций назначается в основном в зависимости от числа переходов через 0°С в регионе эксплуатации конструкций и сооружений с поправкой на среднюю температуру холодного периода года.
В соответствии со стандартом предлагается 11 марок бетона по морозостойкости с градацией 25- 100 циклов от Р50 до Р1000. На практике при лабораторных подборах составов бетона задача сводится обычно к обеспечению морозостойкости не в пределах заданной марки, а не менее ее нормированного значения.
Высокая степень условности марок бетона по морозостойкости и несовершенство методики их назначения часто приводит к неэффективности трудоемких усилий технологов по обеспечению проектных значений Р. Например, марка бетона по морозостойкости в бетонных облицовках каналов Украины в соответствии с принятой методикой назначалась Р50 — Р100. Однако опыт эксплуатации показал, что во многих случаях облицовка разрушалась уже через 2-7 лет.
До настоящего времени не разработана научно обоснованная методика для установления численного критерия морозостойкости и назначения его при проектировании бетона. Существующая практика назначения числа циклов замораживания и оттаивания,
которое должен выдержать бетон в конструкциях и сооружениях, основана, главным образом, на опыте проектантов, проанализировавших долговечность бетона различного состава в определенных климатических условиях. Рекомендации, имеющиеся в нормативной литературе, весьма неполны. Например, рекомендуется назначать число циклов, основываясь только на количестве переходов через 0°С и наиболее низкой температуре холодного периода года. При этом не учитываются такие существенные факторы, влияющие на морозостойкость, как степень водонасыщения, изменчивость отрицательных температур, характер напряженного состояния бетона и ряд других. Нельзя считать достаточно надежными и методики назначения числа циклов замораживания и оттаивания с помощью предложенных эмпирических формул. Однако при проектировании состава бетона необходимое число циклов замораживания и оттаивания остается удобным численным критерием морозостойкости бетона. В ряде стран, например в США и Канаде, при проектировании составов бетонов принято указывать не конкретное число циклов замораживания и оттаивания, а режим работы бетона. Для каждого режима работы рекомендуется определенная область допустимых В/Ц.
Известен ряд методик назначения марки бетона по морозостойкости с учетом как климатических, так и эксплуатационных факторов, влияющих на развитие деструктивных процессов.
Известный исследователь морозостойкости С.В. Шестоперов предложил оценивать морозостойкость некоторой условной маркой (М), равной произведению проектного срока эксплуатации сооружения, среднегодового числа циклов замораживания и оттаивания и коэффициента запаса прочности. Для обоснования 8 условных марок (от М-25 до М-6000) им даны рекомендации по 25 параметрам, учитывающим качество исходных материалов, составы бетона и технологию работ. Однако современные представления теории морозостойкости и практический опыт не позволяют согласиться в достаточной мере как с критерием М, так и рядом рекомендаций по его обеспечению.
Попытки имитационного моделирования для расчета длительности безремонтной эксплуатации бетона в зависимости от марки по морозостойкости даже с учетом многих дополнительных факторов пока нельзя считать успешными.
Рациональной является предложенная авторами система нормирования морозостойкости, в соответствии с которой указывается не заданное число циклов замораживания и оттаивания лабораторных образцов, а класс бетона по морозостойкости, например:

• 1-ый класс -умеренной (Р = 50- 150),
• 2-ой — повышенной (Р =150 — 300),
• 3-ий — высокой (Р = 300 -500),
• 4-ый — особо высокой морозостойкости (Р > 500).

При такой системе существенно уменьшается число нормируемых ступеней морозостойкости бетона, становятся излишними при соответствующих ограничениях составов (В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) длительные и трудоемкие лабораторные подборы составов бетонов с необходимой маркой по морозостойкости, которые часто носят запоздалый характер.
Различные методы прогнозирования морозостойкости основаны на зависимостях ее от параметров, характеризующих структуру бетона, степень деструктивных изменений при циклическом замораживании, а также регрессионных уравнениях, связывающих морозостойкость с другими свойствами и составом бетонной смеси.
Все методы прогнозирования морозостойкости бетона можно разделить на экспериментально-расчетные и расчетные. Экспериментально-расчетные методы предполагают определение соответствующих экспериментальных параметров, а затем с помощью уравнений связи или графически нахождение ожидаемого критического числа циклов. Наряду с прочностью, модулем упругости и остаточными деформациями бетона, испытанного в солевом растворе, при повышенной скорости замораживания и оттаивания, а также сверхнизких температурах экспериментальными параметрами для ускоренного прогнозирования могут служить время прохождения ультразвука относительный предел выносливости, водопоглощение и др. Существуют корреляционные зависимости между морозостойкостью и льдистостью бетона.
Для определения содержания льда в бетоне предлагаются различные экспериментальные методы. Наибольшей известностью пользуется калориметрический метод, в основе которого лежит зависимость между изменением температуры при переходе воды в лед и массой образовавшегося льда. Применяют также метод сверхвысоких частот, ультразвуковой и сорбционный методы.
Расчетные методы позволяют ориентировочно прогнозировать морозостойкость бетона «а priori», т.е. без проведения предварительных опытов. Такие методы представляют особенный интерес при проектировании составов морозостойких бетонов. Вместе с тем, расчетные составы при нормировании морозостойкости, также, как и прочности, необходимо проверять экспериментально.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

---

Морозостойкость бетона разных марок: определение, как повысить, таблица

Конструкции из бетона подвергаются коррозии. Одна из причин разрушений – воздействие отрицательных температур. Проектирование, инженерные расчеты позволяют выбрать материал с оптимальными характеристиками. Морозостойкость – свойство сохранять прочность и целостность после многочисленных падений температуры окружающей среды ниже 0°C.

Оглавление:

1. Характеристики бетона
2. Определение морозостойкости
3. Марки и классы
4. Способы улучшения технических параметров
5. Строительные работы зимой

Причины и следствие промерзания материала

Бетон получают формованием смеси, состоящей из компонентов:

• Заполнитель (песок, щебень, керамзит) – служит каркасом камневидного тела.
• Вяжущее (цемент, гипс, известь и другие) – взаимодействуя с водой, образует массу для прочного склеивания частиц заполнителя.
• Добавки – химические составы, улучшающие характеристики. Позволяют создавать конструкции при отрицательных температурах.

Твердение протекает с образованием в теле:

• Капиллярных пор – результат испарения воды, не вступившей в реакцию с вяжущим компонентом
• Макро- и микротрещин – последствия усадки при перепадах температуры.
• Воздушных пор – образуются остатками воздуха после уплотнения раствора механическим или ручным методом.

Эксплуатация во влажной среде способствует проникновению жидкости в тело. При отрицательных температурах вода переходит в твердое состояние, увеличиваясь в объеме. Это означает, что произойдет деформация стенок капиллярных пор и микротрещин и разрушение конструкции. Морозостойкость напрямую зависит от водонепроницаемости. Оба показателя обязательны для лабораторного определения марки с целью ограничения условий применения в строительстве.

Определение морозостойкости бетона

Визуально определить характеристики смеси и качество застывшего материала невозможно. Марку гарантирует изготовитель, указывая показатели в сопроводительной документации. Морозостойкость определяется лабораторным путем, согласно ГОСТ 10060-2012:

1. Из одной пробы бетона выполняют 6 образцов без внешних дефектов, одного размера: 10х10х10 см или 15х15х15. Время твердения – не менее 672 часов (28 дней).

2. Способ проведения испытаний зависит от сферы применения и срочности получения результата:

• Базовые методы ‒ погружение образцов на 96 часов в воду или 5-процентный раствор хлорида натрия (поваренная соль). Замораживание на воздухе при температуре -18°C 150-210 минут. Оттаивание в емкости при 20°C – в течение 2-3,5 часа.
• Ускоренные – создают более жесткие условия для образцов. Изменяют режим замораживания и оттаивание в соляном растворе.

Количество тестов должно соответствовать заявленной марочной морозостойкости (F). Определение числа циклов для экспериментального состава проводят до изменений, указанных в п.4.

3. Образцы проверяют на наличие трещин и отслоений, взвешивают. Уменьшение массы не должно быть больше 2 %. Превышение означает окончание лабораторных работ.

4. Испытания образцов на сжатие. Снижение прочности – не более 25 %.

Марка по морозостойкости определяется максимальным количеством циклов «заморозка-оттаивание» без изменения геометрии и отсутствия деформации, показатель включают в маркировку.

Марки и классы бетона по морозостойкости

Технологи варьируют количество и компоненты, чтобы получить материал с требуемыми свойствами, соответствующими условиям эксплуатации не менее 50 лет.

Классификация бетона указывается в маркировке, условном определении качества. Морозостойкость обозначается как числовое значение (количество циклов заморозки) после буквы «F». Пример: БСГ В30 П3 F200 W8. Расшифровка:

• Бетонная смесь готовая (БСГ).
• Гарантированная прочность на сжатие – 30 МПа (В30).
• Удобоукладываемость подвижного бетона (П3).
• Морозостойкость – 200 циклов (F200).
• Водонепроницаемость при давлении 8МПа (W8).

Таблица классификации морозостойкости:

	Количество циклов
Низкая	F ≤ 50
Средняя	50 < F ≤ 300
Высокая	300 < F

Выбор марки осуществляют в соответствии с классом среды эксплуатации конструкции при воздействии переменных отрицательных, положительных температур по таблице:

Класс	Соли и антиобледенители в составе	Водонасыщение	Пример	Класс прочности на сжатие	Морозостойкость (F)
ХF1	—	Умеренное	Вертикальные внешние элементы	25-30	25-100
ХF2	+				150-300
ХF3	—	Сильное	Горизонтальные, дорожные бетонные поверхности, резервуары для воды		400-600
ХF4	+		Покрытия дорог, мостов, лестниц	30-37	800-1000

Методы увеличения морозостойкости

Способы исключения деформации конструкции под действием отрицательных температур:

• Выбор состава с оптимальным соотношением воды и цемента (В/Ц), исключающим активное испарение жидкости. Расчет количества компонентов раствора проводить с учетом влажности заполнителя.
• Выбор марки для фундамента сооружений с учетом наличия грунтовых вод.
• Снижение показателя В/Ц введением пластифицирующих добавок.
• Использование заполнителей без химических, пылевых включений.
• Регулирование водоотделения в готовых растворах, ограничивая подвижность смеси.
• Применение воздухововлекающих добавок – увеличивает количество воздушных пор. Вода, проникшая в тело, при замерзании распределяется в пустотах. Снижается давление на стенки микротрещин и капиллярных пор.
• Выполнение качественного уплотнения вибрированием или центрифугированием перед началом бетонирования.
• Использование полимерных пропиток и дышащих красок с целью предотвращения проникновения воды.
• Соблюдение режимов.

Бетонирование в зимнее время

Оптимальный температурный диапазон – 15-20 °C. Учитывая, что строительство невозможно остановить в зимнее время, были разработаны рекомендации для суровых климатических условий:

1. Использование цементов высокой активности. Чем меньше зерно вяжущего, тем быстрее происходят процессы твердения.

2. Включение в состав противоморозных добавок, соответствующих температурному режиму, позволяющих не изменять технологию укладки:

• • • Нитрит натрия – обозначается НН.
    • Нитрат кальция с мочевиной (НКМ).
    • Сочетания вышеуказанных добавок.
    • Нитрит-нитрат хлорида кальция (ННХК).

3. Выполнение бетонных работ после очистки от снега и наледи.

4. Утепление или поддержание температуры в период твердения:

• • • Электроподогрев с помощью электродов.
    • Создание «термоса» ‒ укрывание опалубки матами, гидроизоляционными материалами.
    • Подогрев смеси перед укладкой.
    • Комплекс рассмотренных методов.

5. Снятие опалубки при условии достижения прочности не менее 80 %.

---

 

Основные методы определения морозостойкости бетона Гарант Эксперт в Москве, Калуге, Ростове-на-Дону

Первый способ

Бетон всех типов, кроме бетонных дорожных и аэродромных покрытий и бетонных конструкций, эксплуатируемых в минерализованной воде

Средства тестирования и вспомогательные устройства

• Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры замерзания минус (18 ± 2) ° С.Неравномерность температурного поля в воздухе полезного объема камеры не должна превышать 3 ° С.
• Баня для насыщения образцов водой при температуре (20 ± 2) ° С.
• Баня для оттаивания образцов, снабженная устройством, обеспечивающим поддержание температуры воды (20 ± 2) ° С.
• Деревянная вагонка треугольного сечения высотой 50 мм.
• Весы лабораторные ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ± 1 г.
• Контейнер сетчатый для хранения основных образцов.
• Сетчатый штатив для размещения образцов в морозильной камере.
• Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000 мг / л.

Подготовка к экзаменам

• Образцы бетона изготавливаются в формах по ГОСТ 22685.
• Контрольные и базовые образцы насыщены водой.

Тестирование

• Водонасыщенные контрольные образцы вынимают из воды, протирают влажной тканью и испытывают на сжатие.ГОСТ 10180 с результатами обработки;
• Рассчитан коэффициент вариации внутрисерийной прочности. Серия образцов с коэффициентом вариации прочности внутри серии, превышающим 9%, снимается с испытаний и испытывается новая серия образцов.
• Водонасыщенные основные образцы вынимают из воды, протирают влажной тканью и помещают в морозильную камеру в контейнер или устанавливают на сетчатую стойку камеры таким образом, чтобы расстояние между образцами, стенками контейнера и стеллажами расположенная выше, составляет не менее 20 мм.Включите камеру и снизьте температуру. Началом замораживания считается момент, когда температура в камере установлена ​​минус 16 ° С.
• Количество циклов замораживания и оттаивания, после которых определяется прочность на сжатие образцов бетона, принимают по таблице.
• Образцы исследуются в соответствии с режимом, указанным в таблице.

• Минимальная продолжительность замораживания образцов легкого бетона марок Д1500-Д1200 со средней плотностью увеличена на 0,5 часа, марок Д1200-Д1000 — на 1 час, марок Д900 и менее — на 1,5 часа.
• Температура воздуха в морозильной камере измеряется в центре ее объема в непосредственной близости от образцов.
• После замораживания образцы размораживают в бане с водой при температуре (20 ± 2) ° С. При оттаивании образцы размещают на расстоянии не менее 20 мм друг от друга, стенки и дно ванны, слой воды над верхней гранью образца должен быть не менее 20 мм.
• Температура воды в ванне измеряется в центре ее объема в непосредственной близости от образцов.
• Воду в ванне для оттаивания образцов меняют каждые 100 циклов чередования замораживания и оттаивания.
• Основные образцы после заданного количества циклов замораживания и оттаивания извлекают из воды, протирают влажной тканью и испытывают на сжатие в соответствии с 5.1.3.1.
• Если при испытании появляются трещины и (или) сколы и (или) отслоение ребер, испытания прекращают.

Второй способ

Бетонные покрытия дорог, аэродромов и бетонные конструкции, эксплуатируемые в минерализованной воде

Средства тестирования и вспомогательные устройства

• Средства поверочные и вспомогательные по 1 методу.
• Натрия хлорид ГОСТ 4233.

Подготовка к испытаниям

• Образцы бетона изготавливаются в формах по ГОСТ 22685.
• Базовый и контрольный образцы перед испытанием насыщают 5% -ным водным раствором хлорида натрия.
• Контрольные образцы вынимают из раствора, протирают влажной тканью, взвешивают и испытывают на сжатие.
• Основные образцы после насыщения подвергаются испытаниям на замораживание и оттаивание по режиму, приведенному в таблице.

Тестирование

• Основные образцы помещают в морозильную камеру в соответствии с 5.1.3.2. Началом замораживания считается момент установления температуры в камере минус 16 ° С.
• Количество циклов замораживания и оттаивания, после которых определяют прочность образцов бетона на сжатие, принимают по таблице 4.
• Водный раствор хлорида натрия в ванне для оттаивания меняют каждые 100 циклов.
• Основные образцы после проведения заданного количества циклов замораживания и оттаивания проверяются. Отделившийся от образца материал удаляется жесткой нейлоновой щеткой. Образцы протирают влажной тканью, взвешивают и испытывают на сжатие.

Морозостойкость цементных композитов, приготовленных на основе сточных вод бетонного завода

[1] СТЕВУЛОВА, Надежда, Юлия ЦИГАСОВА, Павол ПУРЧ, Ивана ШВАРЗОВА, Франтишек Искать в Google Scholar

КАЦИК a Антон ГЕФФЕРТ.Водопоглощающие свойства композитов из конопли. МатериалыПоиск в Google Scholar

(1996-1944) [онлайн]. 2015, 8 (5), 2243-2257 [цит. 2018-09-17]. DOI: 10.3390 / ma8052243. Поиск в Google Scholar

ISSN 19961944. Поиск в Google Scholar

[2] СТРИГАЧ, Юлиус, Надежда ШТЕВУЛОВА, Йозеф МИКУШИНЕЦ и Константин СОБОЛЕВ. Поиск в Google Scholar

фунгистатические свойства и потенциальное применение побочного продукта летучей золы из псевдоожиженного слоя Поиск в Google Scholar

сжигание.Строительство [онлайн]. 2018, 159, 351-360 [цит. 2018-09-17]. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.10.076. ISSN 09500618.10.1016 / j.conbuildmat.2017.10.076.ISSN09500618Открыть DOISearch в Google Scholar

[3] СТЕВУЛОВА, Надежда, Адриана ЕСТОКОВА, Юлия ЦИГАСОВА, Ивана ЩЕРТОВА, Антонисек ГАЦФАЦ. Термическое разложение натуральной и обработанной косточки конопли Поиск в Google Scholar

в атмосфере воздуха и азота. Журнал термического анализа [онлайн]. 2017, 128 (3), 1649 — Поиск в Google Scholar

1660 [цит.2018-09-17]. DOI: 10.1007 / s10973-016-6044-z. ISSN 13886150.10.1007 / s10973-016-6044-z.ISSN13886150Open DOISearch in Google Scholar

[4] JUNÁK, Jozef a Nadežda ŠTEVULOVÁ. ПОТЕНЦИАЛ ИЗБРАННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Поиск в Google Scholar

ОТХОДЫ В ГРАЖДАНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЯХ. Материалы международного поиска в Google Scholar

Междисциплинарная научная геоконференция SGEM [онлайн]. 2011, 3, 567-572 [цит. 2018-09-18] .Поиск в Google Scholar

DOI: 10.5593 / sgem2011. ISSN 13142704.10.5593 / sgem2011.ISSN13142704Open DOISearch in Google Scholar

[5] Ештокова, Адриана, Ленка Палащакова и Алена СИЧАКОВА. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОИСКА в Google Scholar

ОТБРАННЫЕ МЕТАЛЛЫ В ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ. Материалы международного поиска в Google Scholar

Междисциплинарная научная геоконференция SGEM [онлайн]. 2012, 5, 809-815 [цит. 2018-09-Поиск в Google Scholar

18]. DOI: 10.5593 / sgem2012. ISSN 13142704.10.5593 / sgem2012.ISSN13142704Open DOISearch in Google Scholar

[6] GARBALISKA, Halina a Agata WYGOCKA. Модификация микроструктуры цемента Искать в Google Scholar

Растворы

: Влияние на капиллярность и морозостойкость. Строительство [онлайн]. 2014, 51, 258-266 [цит. По поиску в Google Scholar

2018-09-18]. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.10.091. ISSN 09500618.10.1016 / j.conbuildmat.2013.10.091.ISSN09500618Open DOISearch in Google Scholar

[7] MAHMARAN, Mustafa, Erdoan ÖZBAY, Hasan E.ЮСЕЛЬ, Мохамед ЛАХЕМИ и Виктор Поиск в Google Scholar

C. LI. Морозостойкость и микроструктура инженерных цементных композитов: влияние поиска в Google Scholar

летучая зола и микроволокно из поливинилового спирта. Цемент [онлайн]. 2012, 34 (2), 156–165 [цит. 2018-09-Поиск в Google Scholar

19]. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2011.10.002. ISSN 09589465.10.1016 / j.cemconcomp.2011.10.002.ISSN09589465Open DOISearch in Google Scholar

[8] NAM, Jeongsoo, Gyuyong KIM, Bokyeong LEE, Ryo HASEGAWA a Yukio HAMA.FrostSearch in Google Scholar

Стойкость поливинилового спирта и цементного волокна, армированного полипропиленовым волокномПоиск в Google Scholar

композитов при циклическом замораживании и оттаивании. Композиты: Часть B, Техника [онлайн]. 2016, 90, 241-250 [цит. 2018-09-19]. DOI: 10.1016 / j.compositesb.2015.12.009. ISSN 13598368.10.1016 / j.compositesb.2015.12.009.ISSN13598368Open DOISearch in Google Scholar

[9] ALYOUSIF, Ahmed, Mohamed LACHEMI, Gurkan YILDIRIM, Gulsum Hasiloglu ARAS aSearch in Google ScholarANafa

.Влияние циклического разрушения морозостойкости на водопоглощаемость Поиск в Google Scholar

Цементные композиты с микротрещинами. Журнал материалов в гражданском строительстве [онлайн]. Ищите в Google Scholar

2016, 28 (4), 1-8 [цит. 2018-09-19]. DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0001408. ISSN10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0001408.ISSNOpen DOIS Искать в Google Scholar

08991561. Искать в Google Scholar

[10] ZHANG, Ping, Guanguo LIU, Chaoming PANG, Xile YAN a Honggen QIN.Влияние пор поискать в Google Scholar

конструкций на морозостойкость бетона. Журнал Concrete Research [онлайн]. Ищите в Google Scholar

2017, 69 (6), 271-279 [цит. 2018-09-19]. DOI: 10.1680 / jmacr.15.00471. ISSN 00249831.10.1680 / jmacr.15.00471.ISSN00249831Open DOISearch in Google Scholar

[11] CWIRZEN, Andrzej a Karin HABERMEHL-CWIRZEN. Влияние реактивной магнезии на поиск в Google Scholar

Микроструктура и морозостойкость связующих на основе портландцемента.Журнал материалов inSearch in Google Scholar

Civil Engineering [онлайн]. 2012, 25 (12), 1941-1950 [цит. 2018-09-19]. DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0000768. ISSN 08991561.10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0000768.ISSN08991561Open DOISearch in Google Scholar

[12] HAIN, M. a P. WRIGGERS. Вычислительная гомогенизация микроструктурных повреждений из-за мороза в затвердевшем цементном тесте. Конечные элементы в анализе [онлайн]. 2008, 44 (5), 233-244 [цит.Искать в Google Scholar

2018-09-19]. DOI: 10.1016 / j.finel.2007.11.020. ISSN 0168874X.10.1016 / j.finel.2007.11.020.ISSN0168874XOpen DOISearch in Google Scholar

[13] ČSN EN 196-1. Методы испытания цемента — Часть 1: Определение прочности. Прага: CzechSearch in Google Scholar

office for standard, metrology and testing, 2016.Search in Google Scholar

[14] ČSN EN 1008. Смешивание воды для бетона — Спецификация для отбора проб, испытаний и оценки Поиск в Google Scholar

пригодности воды, включая воду, полученную в процессе производства бетона, asSearch in Google Scholar

вода для смешивания бетона.Прага: Чешское бюро стандартов, метрологии и испытаний, 2003. Искать в Google Scholar

[15] ČSN 73 1322. Определение морозостойкости бетона. Прага: Чешское бюро поиска в Google Scholar

стандарты, метрология и испытания, 1969. Поиск в Google Scholar

[16] ČSN EN 196-3. Методы испытания цемента — Часть 3: Определение времени схватывания и поиск в Google Scholar

на прочность. Прага: Чешское бюро стандартов, метрологии и испытаний, 2017.Искать в Google Scholar

Визуальный осмотр на предмет повреждений от мороза? Журнал Concrete Construction

Q: Есть ли способ определить с помощью визуального осмотра, был ли мой бетонный фундамент, который сейчас затвердевает при температурах от 15 ° до 30 ° F, был поврежден этими отрицательными температурами?

На сформированных бетонных поверхностях иногда видны отпечатки кристаллов льда, указывающие на то, что свежий бетон замерз. Отсутствие отпечатков ледяных кристаллов — один из признаков того, что бетон не пострадал от замерзания.

Так как углы наиболее уязвимы для повреждения от замерзания (поскольку обнажены две поверхности), вы также можете отколоть небольшой кусок угла и изучить изломанную поверхность. Отпечатки особенно вероятны в гнездах, из которых вышли крупные частицы заполнителя. Ручная линза с двойным увеличением полезна для проверки наличия отпечатков кристаллов льда на формованных поверхностях или в гнездах агрегатов.

Смачивание бетона также может сделать отпечатки более заметными. Если вам нужно положительное доказательство потери прочности, вызванной замерзанием, вам потребуется испытательная лаборатория для взятия стержней и определения прочности на сжатие.Исследование поверхности ядра с помощью ручной линзы также может дать дополнительные доказательства отпечатков кристаллов льда.

Знаете ли вы, как долго бетон застыл до того, как температура упала до нуля?

A .: Если бетон достигает прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм до того, как он замерзнет, ​​обычно в капиллярных порах остается недостаточно воды, чтобы вызвать разрушительное давление. При замерзании вода расширяется примерно на 9%, поэтому, если капиллярные поры заполнены только на 90% из-за гидратации некоторого количества цемента, 9% -ное расширение может быть размещено в порах.

Номер ссылки

Брюс А. Супренант, «Защита свежего бетона от холода», Concrete Construction

Ответ читателя:

Комментируя стену, подвергшуюся воздействию отрицательных температур, вы говорите: «Отсутствие отпечатков кристаллов льда — один из признаков того, что бетон не был поврежден замерзанием». Однако наличие отпечатков ледяных кристаллов не является доказательством того, что бетон был поврежден; все, что это доказывает, это то, что бетон замерз, хотя и не очень твердый.

— Отделение Брайанта Мазера Инженерного корпуса экспериментальной станции по водным путям армии Виксбург, штат Миссисипи.

Бетон и коррозия: почему он такой устойчивый к погодным условиям и эрозии

Размещено 16 января 2017 г. автором Bergen Mobile Concrete & подано в рубрику Заливка бетона.

Даже сторонний наблюдатель знает, насколько прочен бетон. В конце концов, мы прошли мимо бетонных зданий, построенных годами и даже тысячелетиями в случае некоторых построек римской эпохи.Но почему бетон настолько прочен и способен противостоять даже столетиям погодных условий и эрозии, и что мы можем сделать, чтобы помочь этому процессу?

Устойчивость к влажности

Одним из факторов, обеспечивающих долговечность бетона во влажную погоду, является отсутствие органических компонентов. Поскольку нет ничего, что могло бы гнить или разлагаться, в отличие от дерева и других материалов, влаге очень трудно проникнуть в бетон, кроме как через стыки между секциями. Бетон также может дышать, что означает, что влага также может легко выходить, что помогает предотвратить длительное повреждение бетонных конструкций водой.

Устойчивость к угрозам холодной воды

Холодная погода — еще одна серьезнейшая угроза для бетона, поскольку лед и низкие температуры ведут войну с бетонными поверхностями каждый раз, когда наступает зима. Бетон, как правило, в теплом климате, как правило, намного лучше держится. Это одна из основных причин того, что многие греко-римские и другие древние сооружения сохранились в умеренных районах, где температуры обычно не создают эти циклы холода. Однако в более холодном климате важно использовать бетонную смесь, которая может выдержать циклы замораживания и оттаивания в зимние месяцы.

Как отмечает Портлендская цементная ассоциация, бетон с воздухововлекающими добавками, то есть бетон с небольшими пузырьками воздуха в конечном продукте, может лучше противостоять замерзанию, обеспечивая небольшие пространства для воды, превращающейся в лед. Этого можно добиться, используя определенные добавки, которые улучшают аэрацию.

Устойчивость к сульфатам и солям

Бетон также способен долгое время работать в областях, где соль или сульфаты вызывают беспокойство. Например, сульфаты и соли могут вступать в реакцию с веществом в бетоне, особенно в местах, которые испытывают многочисленные циклы влажности и сухости.Однако, как и в случае со льдом, использование добавок и низкого отношения воды к цементу в бетоне может сделать его более устойчивым к этому повреждению. Фактически, бетон часто с большим успехом используется для бетона в соленой воде из-за использования минимально проницаемого бетона, залитого с помощью цементной смеси с низким содержанием воды.

В Bergen Mobile Concrete мы предлагаем быструю доставку бетона с помощью наших мобильных бетоносмесителей, которые масштабируют бетонирование в соответствии с вашими потребностями. Обратившись к нам, вы сможете получить точное количество бетонной смеси любого типа, будь то маловодный бетон или быстротвердеющие смеси для использования в местах с интенсивным движением.Мы предлагаем варианты доставки днем, ночью и в выходные дни и можем работать с вами, чтобы доставить бетон в соответствии с вашим графиком.