Морозостойкость бетона

Обозначение морозостойкости бетона

Показателем морозостойкости бетона характеризуется его способность противостоять попеременным циклам замораживания-оттаивания. При отрицательных температурах вода, которая имеется в порах материала, замерзает, увеличиваясь в объеме примерно на 10 %. Когда температура повышается до положительных значений, вода оттаивает и переходит снова в жидкое состояние. При таких циклах в структуре бетона возникают внутренние напряжения, которые постепенно приводят к трещинообразованию, снижению прочности и постепенному разрушению конструкции. Для обозначения морозостойкости в стандартах применяется буква F.

Марки бетона по морозостойкости

Положениями ГОСТ 10060-2012 установлена классификация бетона в зависимости от морозостойкости. Класс бетона по морозостойкости обозначается буквой F и числом, которое указывает количество циклов замораживания-оттаивания, которые способен выдержать бетон без утраты нормативных эксплуатационных свойств. Например, класс F75 означает, что материал способен выдерживать до 75 циклов замораживания-оттаивания.

Марка бетона по морозостойкости в значительной мере определяет его назначение:

• До F50. Растворы малой стойкости к морозу. Предназначены для выполнения внутренних работ.
• F50-F150. Средняя морозостойкость. Бетон используется для возведения большинства видов строительных конструкций в регионах с теплым и умеренным климатом.
• F150-F300. Растворы этих классом могут применяться для строительных работ в регионах с холодными климатическими условиями.
• Более F300. Бетон повышенной морозостойкости. Предназначен для строительства в зонах наиболее сурового климата.

Коэффициент морозоустойчивости зависит от других параметров смеси. В частности, существует прямое соотношение морозостойкости и класса бетона по прочности. Чем выше прочность, тем более устойчив материал к морозу.

Соответствие марки бетона и морозостойкости приводится в таблице:

От чего зависит морозостойкость бетона?

Разрушение бетона в результате попеременных циклов замораживания-оттаивания происходит из-за присутствия влаги в порах материала. Чем выше его пористость, тем меньше морозоустойчивость. Поэтому более стойким будет материал с более высокой плотностью. Этим также объясняется зависимость морозостойкости от марки бетона по прочности, которая также непосредственно зависит от его плотности.

Определение морозостойкости бетона

Методика определения морозостойкости бетона регламентирована ГОСТ 10060-2012. Для лабораторных испытаний используется образец материала в форме куба со сторонами 100-200 мм. Такой образец подвергается попеременному замораживанию и оттаиванию при температурах в диапазоне от -18 до +18 °C.

Основные этапы испытаний бетона на морозостойкость:

• Изготовленный образец бетона насыщают водой. После насыщения его поверхность обтирают влажной ветошью, проводят испытания на сжатие.
• Насыщенный влагой образец подвергают замораживанию в морозильной камере. Режим замораживания регламентируется ГОСТом.
• Замороженный образец помещают в специальную ванну для оттаивания.
• Поверхность образца тщательно очищают щеткой для удаления отслаивающегося материала, обтирают влажной ветошью.
• Проводят контрольное взвешивание образца и испытания на сжатие.

В зависимости от количества циклов испытаний, которые образец выдерживает с сохранением нормативной прочности, определяется марка бетона по морозостойкости.

Наряду с лабораторными испытаниями, существуют методы, как определить морозостойкость бетона самостоятельно. Самый простой способ — визуальный осмотр. О низкой морозостойкости может свидетельствовать наличие трещин, следов шелушения, расслаивания материала, бурые пятна на его поверхности. Кроме визуального осмотра можно использовать образец бетона, который вначале необходимо насытить влагой, а затем — высушить на солнце. Признаком низкой морозостойкости будет трещинообразование после высушивания.

Как повысить морозостойкость бетона?

При высоких требованиях к морозостойкости бетона для улучшения данного показателя необходимо добиться более высокой плотности материала. Для этого используют эффективные способы уплотнения при заливке раствора. Также увеличение морозостойкости достигается за счет использования цемента более высоких марок прочности. Кроме этого, для достижения нормативных параметров конструкции важно обеспечить соблюдение регламентированного режима твердения залитого раствора. Готовую бетонную конструкцию рекомендуется изолировать от воздействия окружающей среды при помощи специальных окрасочных и обмазочных материалов.

Высокую эффективность по повышению морозостойкости бетона обеспечивает введение в состав раствора специальных модифицирующих добавок, которые бывают следующих видов:

• Поверхностно-активные вещества. Позволяют добиться увеличенной плотности бетона.
• Добавки, обеспечивающие формирование шаровидных пор. При расширении замерзающей воды в структуре материала она выдавливается в шаровидные поры. Благодаря этому исключается образование избыточных напряжений и разрушение бетона.
• Суперпластификаторы. Обеспечивают повышение плотности и улучшают водонепроницаемость бетона, что способствует увеличению его морозостойкости.
• Гидрофобные добавки. Повышают водонепроницаемость материала, что обеспечивает рост его морозоустойчивости.

Кроме этого, существуют комбинированные модифицирующие добавки. Они совмещают действие сразу двух или нескольких факторов, что повышает их эффективность.

Добавлять модификаторы необходимо строго в соотношениях, рекомендованных производителем.