Бетон – один из наиболее распространенных материалов, используемых при строительстве и ремонте. Морозостойкий бетон обладает высоким сопротивлением к происходящим зимой изменениям состояния воды, отличается высокой прочностью и долговечностью.
Почему бетон должен быть морозостойким?
Для Российских регионов с их неустойчивыми зимами, температурными перепадами и многократными замерзаниями и оттаиваниями, морозостойкость бетона – одна из самых важных его характеристик.
Бетон – материал прочный, но пористый, поэтому он довольно легко намокает во время дождя и снегопада. Чем больше в бетоне капилляров и пор, тем больше воды с растворенными в ней минералами проникает внутрь. При наступлении заморозков влага превращается в лед, увеличиваясь при этом в объеме. Испытывая давление со стороны льда, бетон начинает деформироваться и трескаться. При каждом новом оттаивании и последующем замерзании размер трещин продолжает увеличиваться.
Чтобы избежать описанных выше процессов, бетон нуждается в повышении своей сопротивляемости к ледяным «атакам».
Классификация бетона по морозостойкости
Итак, способность материала, в данном случае, бетона, к сохранению прочности при многократном изменении агрегатного состояния находящейся в нем воды называется морозостойкостью.
Степень устойчивости разных видов бетона к многократно повторяющимся зимним температурным колебаниям бывает разной. Чтобы определить, насколько морозоустойчив тот или иной вид бетона, следует учитывать его марку. Показатель сопротивления бетонной смеси к замерзаниям и оттаиваниям обозначается латинской буквой F и коэффициентами от 25 до 1000.
Существуют следующие основные марки бетона:
| Марка бетона | Характеристики |
|---|---|
| F25-F50 | Бетоны марок F25-F50 обладают слабой морозостойкостью, поэтому используются при внутренних и подготовительных работах. |
| F50-F150 | Бетоны со средней морозоустойчивостью. Они применяются при строительстве зданий и объектов в регионах с умеренным климатом. |
| F150-F300 | Марки, отличающиеся повышенной морозостойкостью. Подходят для более холодных регионов. |
| Свыше F300 | Бетоны с максимальной устойчивостью к перепадам температур. Их используют при возведении объектов специального назначения или в условиях экстремального климата. |
Как определяется морозостойкость бетона?
Сопротивляемость бетона к разрушениям, происходящим в зимнее время года, регламентируется ГОСТ-ом.
Для определения коэффициента морозостойкости кубовидные образцы бетона подвергают погружениям в воду и последующим заморозкам и разморозкам.
Различают базовые и ускоренные варианты испытаний, причем ускоренный может быть как многократным, так и однократным (то есть, с одним или несколькими циклами замораживаний и размораживаний образца). Самым тщательным из них является базовый многократный метод.
Базовый подход, соответствующий ГОСТ, состоит из следующих последовательных этапов:- Длительное (до 48 часов) насыщение образцов влагой.
- Изъятие из жидкости, обтирание тканью и испытание на сжатие.
- Замораживание до минус 16-20°С.
- Оттаивание в воде температурой плюс 19,5-20,5°С.
- Обтирание, взвешивание и повторное исследование на сжатие.
- Фиксирование результатов 1-го цикла.
- Повторение цикла заморозки-разморозки.
- Обработка полученных результатов.
При ускоренном варианте часть описанных выше этапов исключается.
| Размер образца, мм | Режим испытаний | |||
|---|---|---|---|---|
| Замораживание | Оттаивание | |||
| Время, не менее ... часов | Температура | Время, не менее ... часов | Температура | |
| 100 x 100 x 100 | 2,5 | Минус 18 +/- 2 | 2 +/- 0,5 | Плюс 20 +/- 0,5 |
| 100 x 100 x 100 | 2,5 | Минус 18 +/- 2 | 3 +/- 0,5 | Плюс 20 +/- 0,5 |
Как усилить морозоустойчивость бетона?
Морозостойкость бетонной смеси можно повысить следующими способами:
- Использование качественного цемента высоких марок, с хорошими показателями прочности и водонепроницаемости.
- Правильное соотношение цемента и воды
- При применении – правильная укладка и уплотнение, с помощью специальных обмазок и пропиток.
- Создание условий, способствующих быстрому затвердению бетонной смеси.
- Использование специальных присадок, добавляемых в бетон на этапе его изготовления
Какие присадки повышают морозостойкость бетонной смеси?
В настоящее время существует несколько видов добавок, способных существенно повысить морозоустойчивость бетона. Они делятся на:
- Присадки, содействующие образованию шаровидных пустот. При понижении температуры воздуха вода, превращающаяся в лед, выталкивается в поры, имеющие форму шара, что никак не влияет на деформацию бетона.
- Пластификаторы, позволяющие изменить соотношение воды и других компонентов при замесе, что способствует увеличению пластичности, водонепроницаемости и прочности полученной смеси.
- Добавки-гидрофобизаторы, блокирующие капиллярный подсос влаги в структуру бетона, что существенно повышает его водонепроницаемость.
- Поверхностно-активные вещества, увеличивающие плотность бетона и, следовательно, его сопротивляемость к намоканию и десяткам замерзаний и размерзаний.
Особенности зимних бетонных работ
Твердение бетона зависит от погодных условий. Уже при плюс 5°С процесс набора прочности обычного бетона почти полностью останавливается. Чтобы бетонная смесь, в которой всегда присутствует вода, не замерзала во время перевозки и укладки, были придуманы специальные «зимние» методы бетонных работ.
- Первый, с использованием так называемого «теплого» бетона заключается в постоянном поддержании тепла. Подогревание бетона осуществляется различными способами, например, с помощью электродов, «тепляков» (специальных шатров) или посредством инфракрасного излучения.
- Холодный метод заключается в применении особых противоморозных добавок (электролитов, натриевых или калиевых растворов и т. п.) или ускорителей затвердевания. Описанные выше «подогреватели» бетона при этом не используются.
Холодный вариант заливки бетона в зимнее время сейчас очень популярен, поскольку учеными разработаны эффективные противоморозные добавки с уникальным составом, позволяющие вести бетонные работы даже в сильные морозы, до минус 20°С, при этом получается качественный бетонный фундамент.
Но иногда эти добавки применяют и при теплом методе, в целях экономии электроэнергии.