Такая характеристика стройматериала, как морозостойкость бетона, определяет его способность выдерживать при насыщении влагой циклы замораживания и оттаивания, не потеряв при этом прочности. Вода при минусовых значениях увеличивается в объеме и не дает свободный выход ее в поры, что приводит к избыточному давлению в бетонных слоях. Устойчивость к экстремальным метеорологическим показателям проявляется в структуре пор, что подразделяют на морозостойкие марки для выбора состава, соответствующего эксплуатационным условиям.
Виды морозостойкости материала
Этот показатель определяется коэффициентом F. Марки бетона по морозостойкости согласно ГОСТа 10060.0—95 разделены на 11 подвидов, которые изменяются в пределах от F25 и до F1000 и зависят от вида конструкции. Чем меньше макропор в слое, тем больше его морозоустойчивость. Плотность бетонной поверхности увеличивается в таких случаях:
- Снижают показатели соотношения воды и цемента и вводят в смесь пластификаторы непосредственно для снижения расхода водной составляющей.
- Раствор готовят исключительно из чистых и сухих заполнителей (песок, щебень).
- Правильно подобран режим и температура твердения готовой смеси.
- Используют виброуплотнение.
- Замораживание происходит после достижения бетона его окончательной прочности.
Посмотреть «ГОСТ 10060.0-95» или cкачать в PDF (310 KB)
Определение свойства
В официальных нормативных документах, описывающих свойство материала выдерживать перепады температур, его определяют количеством переходов за 1 цикл через нулевую отметку, после которого начинается значительное снижение всех эксплуатационных характеристик. Для определения морозостойкости извлеченный образец бетона в форме кубика 10 на 20 см в машине заморозки подвергают многократным циклам при разных режимах (от +18 °C до -18 на протяжении 3 часов). После окончания проводят лабораторный анализ на прочность. Если показатели остались в пределах допустимого, значит такой бетон можно использовать в агрессивных средах. Испытание бетона на морозостойкость проводят согласно ГОСТа 10060.1—95 с подпунктами 1, 2, 3 и 4. Исходя из этого присваивают маркировку: F100 — выдержит 100 циклов, F150 соответственно цифровому значению после коэффициента.
Посмотреть «ГОСТ 10060.1-95» или cкачать в PDF (233.3 KB)
Бетон F300 рекомендовано применять в строительстве, в средней полосе с возможными частыми перепадами минусовых и плюсовых температур.
Методы повышения морозостойкости
Чтобы изменить параметры материала, вводят воздухововлекающие добавки в бетонное тесто для пористости. Это делают для того, чтобы обеспечить до 6% дополнительных пор, которые не станут заполняться водой при насыщении, а только при контакте с холодом и жидкостью. Такой метод с применением гидрофобных добавок бывает нескольких видов: ГКН-10, ГКН-11. Важное значение имеет класс цемента с минеральными добавками (глиноземистый или портландцемент). Чтобы повысить показатели прочности также применяют мероприятия, направленные на растяжение материала.
Добавки в раствор
Морозостойкость бетона повышают, добавляя в бетонную смесь ПАВ с воздуховолечением и газообразованием. Первые создают шарообразные поры. Влага под отрицательным давлением попадает в эти воздуховоды, в которых кристаллики льда при увеличении не нарушают целостность бетона. Газообразующие добавки увеличивают скорость твердения, делая состав максимально плотным. А также они способны понижать температуру замерзания жидкости до -10 °С (NaNO2, NH3). Их использование позволяет добиться прохождения процесса таким образом, как и при плюсовых показателях температур. Широко известны добавки от фирм-производителей «Гидротэкс-ПМД» и «Конкорд ОСТ».
Увеличение возраста бетонной поверхности
Отсроченное на долгий срок замораживание влияет как на сужение количества пор, так и на его водонепроницаемость В, которая также оказывает большое влияние на прочность. Например, в отличие от материалов более легких марок, бетон В25 имеет повышенное содержание цементного вяжущего, что и обусловливает его способность сопротивляться разрушению.
Уменьшение количества воды
Морозостойкость бетона, который является гидрофильным капиллярно-пористым телом, характеризуется связями влаги от количества частиц. Используя чистые добавки, снижают потребность в водной составляющей без нарушения его свойств. Характеристики бетона W12 показывают, что он является наиболее водоупорным за счет выдерживания давления воды 164 кгc/cм. Широко применяют и W4, W6, W8 из-за его повышенной водонепроницаемости. В основном обычные бетоны имеют марку по водонепроницаемости ниже 2.
Снижение пористости
Специальные добавки для бетонных смесей изменяют характеристику теста. Чтобы добиться снижения макропористости и получить морозостойкий бетон, нужно расстояние прослоек пузырьков воздуха между рядом лежащими порами держать в пределах не более 0,025 см. Значит, вовлекать можно 4,6% газа к цементному составу для сохранения физико-химических свойств получаемого стройпродукта.
Гидроизоляция верхнего слоя
Для повышения свойств морозостойкости защищают поверхность от попадания излишней влаги. В результате чего, в порах образуются кристаллические структуры. Они не дают проникнуть жидкости внутрь. Если же постройка круглый год подвержена воздействию снега, дождей, тогда рекомендуют применять поверх слоя бетона пропитки полимерами или краску, которые создают пленку на поверхности.
Заключительное слово
Разновидность цементных составов при выборе велика. Бетон В15 — популярный тип материала, применяемый во всех видах строительства благодаря характеристикам. Известно, что вода может делать бетонное основание хрупким, а это несомненно отобразится на устойчивости к неблагоприятным атмосферным явлениям. Правильный же выбор гидроизоляции и добавок, а также переход на использование высокого класса цемента обеспечит многолетнюю эксплуатацию конструкции без разрушения.
