• 30.05.2024 10:42

    CemGid.ru - бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура

    CemGid.ru - ваш проводник в категориях бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура, пескобетон, кирпич, строительство

    Описание свойства морозостойкости бетона

    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.

    Морозостойкость ЦПС

    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.

    Бетон с добавками

    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.

    Минимальные проектные марки бетонного раствора

    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).

    Марки бетона для фундамента

    Таблица классификации морозостойкости:

    Количество циклов
    НизкаяF ≤ 50
    Средняя50 < F ≤ 300
    Высокая300 < F

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

    КлассСоли и антиобледенители в составеВодонасыщениеПримерКласс прочности на сжатиеМорозостойкость (F)
    ХF1УмеренноеВертикальные внешние элементы25-3025-100
    ХF2+150-300
    ХF3СильноеГоризонтальные, дорожные бетонные поверхности, резервуары для воды400-600
    ХF4+Покрытия дорог, мостов, лестниц30-37800-1000

    Гидратация цементной смеси

    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.

    Прогрев бетона

    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 %.