Морозостійкість бетону - це здатність матеріалу витримувати повторне заморожування і відтавання, зберігаючи при цьому свої фізико-механічні властивості. Цією характеристикою повинні володіти суміші, призначені для зведення фундаменту, зміцнення масивних конструкцій і будівництва гідротехнічних споруд. Невисоке значення морозостійкості призводить до зниження несучих здібностей і підвищення зносу поверхні.

Методи розрахунку морозостійкості

Визначення морозостійкості бетону закріплено в ГОСТ 10060.0-95. В цьому офіційному документі описано 4 методу розрахунку показника. Вони припускають випробування матеріалу шляхом багаторазового заморожування або відтавання у воді або соляному розчині.

Вимоги поширені на всі бетонні суміші, за винятком матеріалу, призначеного для дорожнього покриття або облаштування злітно-посадкових смуг. Не підлягають експерименту також бетонні суміші, в яких використовується повітря в якості в'яжучого елемента.

Для випробування бетону на морозостійкість готуються контрольні та базові зразки будівельної суміші. Перші призначені для розрахунку міцності складу на стиск, а базові зразки піддаються повторному циклу заморожування і відтавання в лабораторних умовах. Допустима похибка по масі становить 0,1%.

Відібрані зразки повинні досягти проектного віку і не мати дефектів. Для випробування: морозильна камера, стелажі, контейнери для насичення матеріалу водою.
Суть всіх випробувань зводиться до того, що зразки піддаються багаторазовому заморожуванню і відтавання, а потім перевіряються на міцність. Замороження здійснюється при температурі -130 ° С, а відтавання - при +180 ºС. Марка бетону відповідає заявленій, якщо матеріал не втратив свою міцність.

Лабораторні випробування бетону на морозостійкість не завжди є достовірними. У створених умовах матеріал може зруйнуватися, а в природних зберігати прийнятну надійність. Різниця в природних умовах і створених в лабораторіях полягає в темпах висушування. У першому випадку на бетонну суміш роблять значний вплив високі температури в літній період, а в другому - насичення водою. Відповідно, лабораторні зразки руйнуються швидше.

Додаткові способи визначення показника

Морозостійкість бетону можна визначити за кількома підручним методам. Для оцінки показника досвідчені будівельники аналізують такі параметри:

1. Зовнішній вигляд. Крупнозерность матеріалу, наявність тріщин, бурих плям, лущення і розшаровування свідчать про низьку якість бетонного складу, якому характерна знижена морозостійкість.
2. Рівень водопоглинання. Якщо даний показник становить 5-6%, то це означає, що в складі є тріщини, які знижують його стійкість до низьких температур.
3. Висушування матеріалу, насиченого вологою, на сонце. Розтріскування матеріалу свідчить про низьку морозостійкості бетону.

Прискорений метод визначення показника здійснюється за наступною схемою: відібрані зразки матеріалу занурюють на 24 години в сірчано-кислий натрій, а потім висушують протягом 4 годин при температурі 100 ° С. Потім їх знову занурюють в розчин і висушують. Необхідно повторити процедуру 5 разів. Після закінчення маніпуляцій бетон оглядають на наявність тріщин і інших дефектів. Їх відсутність свідчить про високу якість матеріалу.

Класифікація

У редакціях ГОСТ марка матеріалу по морозостійкості позначається буквою F і цифрою від 25 до 1000. Цифрова шифровка позначає кількість циклів заморожування і відтавання складу.

Клас морозостійкості матеріалу і його сфера застосування

клас морозостійкості Марка матеріалу Сфера використання низький до F50 Практично не використовується нормальний від F50 до F150 Це найпоширеніша марка бетону по морозостійкості. Застосовується у всіх широтах Росії, де можна чітко виділити 4 сезони року. Експлуатація будівель може досягати 100 років. підвищена від F150 до F300 Бетон застосовується в регіонах, де суворою зимою грунт промерзає на кілька метрів, наприклад, в Західному Сибіру висока від F300 до F500 Матеріал використовують в місцевостях, де є ризик підвищеної вологості грунту і він промерзає на кілька шарів вкрай висока від F500 до F100 Використовується для зведення будівель на століття

У звичайному будівництві популярний матеріал з морозостійкістю від F150 до F200. Бетон з підвищеними показниками застосовується при зведенні будівель на вологонасичення грунті або гідротехнічних споруд.

При виборі марки бетону по морозостійкості потрібно враховувати клімат місцевості і число змін відтавання і заморожування взимку. Тільки міцний матеріал стійкий до різких температурних перепадів.

Бетон рекомендується використовувати до тих пір, поки його міцність на стиск не зменшитися на 5%. Марка F300 означає, що до початку втрати міцності він може замерзнути і відтанути 300 раз. Його рекомендується використовувати в середній смузі, де перепади температур - часте явище.

Як підвищити морозостійкість складу

Морозостійкість бетону залежить від кількості і розмірів пор в структурі, складу цементу і міцності на розтягнення.

Зниження пористості

Найпростіший спосіб підвищення показника - знизити макропористістю. Спеціальні добавки і створення особливих умов затвердіння дозволяють мінімізувати потребу в воді, що призведе до зменшення розмірів пор в структурі.

Скорочення обсягу води

Для підвищення морозостійкості бетону слід зменшити кількість води в цементному складі.

Це досягається за рахунок використання наповнювачів з найменшою забрудненістю і спеціальних добавок, що знижують потребу в воді. Розчин бетону за рахунок застосування добавок не втрачає свої інші експлуатаційні властивості.

Збільшення віку

При заморожуванні матеріалу в більш пізньому віці можна домогтися скорочення пір.

Добавки

Для підвищення стійкості до температурних перепадів можна поміняти розташування пір в структурі. Для цього в бетонний склад слід ввести добавки, які збільшують утворення дрібних пор. У них практично не потрапляє вода. До таких протиморозним усадкам відносяться солі соляної, азотної і вугільної кислот, а також їх підстави. Введення добавок здійснюється термосного або прогревного методами.

Морозостійкість бетону можна підвищити шляхом введення до складу воздухововлекающих добавок (до 6% від обсягу). Оптимальна відстань між сусідніми порами повітря повинне не перевищувати 0,025 см. Обсяг залучення залежить від кількості цементу, води і заповнювача. При зниженні крупності заповнювача і збільшення обсягу цементу і води обсяг залученого повітря рекомендується підвищити.

Гідроізоляція

Іноді для підвищення морозостійкості бетону досить захистити поверхню від вологи. В цьому випадку краще використовувати полімерні просочення або фасадні фарби, що утворюють щільну плівку.

Як залити бетон в мороз

Високоміцний будівельний матеріал застосовується в зимовий період тоді, коли будівельні роботи запізнилися або ведуться в місцевостях з підвищеною вологонасичення грунту. Для ефективної заливки бетонного складу зона будівельного майданчика повинна прогріватися за допомогою теплової гармати або електричного струму. У другому випадку використовуються термоелектричні мати, які одночасно виконують 2 функції - ізоляцію і обігрів.

Для обігріву можна використовувати звичайну теплоізоляцію, наприклад: двосторонню плівку на відстані близько 2 см від фундаменту. На неї накладається ізоляція і встановлюється теплогенератор. Для затвердіння складу в зимовий період необхідно витримати мінімум 4 дні.

Тривала дія негативних температур, багаторазове відтавання і заморожування здатні знизити експлуатаційні характеристики бетону в кілька разів. За допомогою протиморозних усадок і спеціальних добавок можна зменшити розмір пор в структурі (або збільшити кількість дрібних пор), мінімізувати вологу в цементному розчині, що дозволить підвищити стійкість складу до низьких температур.