Морозостойкий бетон: как его делают, классифицируют и испытывают

Морозостойкость — устойчивость материала к попеременным заморозкам и оттаиваниям без потери прочности и выявления признаков нарушения целостности (шелушения, трещин, сколов и т.п.)

Область применения в зависимости от классификации

Класс морозостойкости обозначается набором букв и чисел. ГОСТом выделяются пять таких классов:

1. Ниже F50 (низкий). При отрицательных температурах этот бетон покрывается трещинами и начинает сыпаться. В климатических условиях России такой материал почти не используется.
2. F50 – F100 (умеренный). Довольно распространённый класс морозостойкости. Бетон такого класса используется на стройках всех регионов РФ, где четыре времени года чётко разделяются.
3. F150 – F300 (повышенный). Бетон используется в суровом климате с большими температурными перепадами. В экстремальных условиях способен полностью сохранить первоначальное качество. Применяется на стройках в северных областях России, в Сибири.
4. F300 – F500 (высокий). Предназначен для особых случаев. Подходит для зон со значительным промерзанием грунта, участков с циклическими подъёмами уровня подземных вод.
5. Выше F500 (сверхвысокий). Единичные случаи применения для особо ответственных конструкций.

Определение морозостойкости бетона

Главный показатель морозоустойчивости бетона — максимум циклов заморозки и оттаивания, после которых исходный материал сохраняет качественные характеристики, не шелушится и не дает трещин.

Цель испытательного процесса — смоделировать натуральные климатические условия, в которых будет эксплуатироваться бетон. Условия, при которых должна проходить проверка на устойчивость к низким температурам, описаны в документе ГОСТ 10060-95.

Морозостойкость бетона главным образом завит от состава бетонной смеси и качества ее компонентов: водоцементного соотношения, минерального состава и тонкости помола цемента, содержания гипса в цементе, качества заполнителей, свойств применяемых добавок. Существенное влияние оказывают структурная плотность свежеуложенной бетонной смеси и условия твердения бетона.

Уровень морозостойкости монолита определяет марка F. Это норматив минимального количества циклов замораживания и размораживания материала при испытаниях по определённой методике, при которых изначальные качественные показатели образцов остались в пределах нормы.

Лабораторные и иные методы определения морозостойкости

В лаборатории исследователи берут основные образцы монолита, подверженные циклу заморозки и оттаивания, и аналогичные, которые не подвергались этой процедуре (контрольные).

Прежде чем испытывать на прочность контрольные образцы пропитывают водой либо соляным раствором температурой 16-20⁰С. Аналогичной жидкостью насыщаются до заморозки и основные образцы.

В процессе пропитки образцы помещают на сутки в ёмкость с жидкостью (на 1/3 высоты). Спустя 24 часа жидкость доливают до 2/3 высоты и оставляют ещё на сутки. После этого монолиты заливают жидкостью полностью и выдерживают двое суток. Уровень жидкости должен покрывать их не меньше чем на 2 см.

Следующим этапом образцы отправляют на мороз. После полной заморозки образцы оттаивают, и их состояние анализируется. Цикл замораживания и размораживания повторяется многократно.

Морозостойкость бетона оценивают и другими, более доступными способами. При анализе обращают особое внимание на:

Определить морозоустойчивость монолита можно и таким способом. Подготовленные образцы бетона опускают в ёмкость, наполненную натрием сернокислым и оставляют на сутки. После этого образцы сушат при температуре 100 градусов на протяжении четырёх часов. Этот процесс повторяется пять раз. Финальная стадия эксперимента — исследование на наличие дефектов: отслоений, сколов, трещин и т.д.

Повышение морозостойкости бетона

Существует несколько методов, с помощью которых можно повысить морозостойкость монолита. Все они основаны на том, что уязвимость бетона к минусовым температурам зависит от наличия пор, их количества и размера, а также от качества и состава цемента.

Укладка бетона при минусовой температуре

В зимнее время строительные работы с использованием бетона ведутся в исключительных случаях, когда идёт отставание от графика, либо строительство ведётся на участке с высоким уровнем грунтовых вод. Чтобы качество бетона соответствовало нормам, основу перед заливкой хорошо прогревают тепловыми пушками либо специальными обогревающими матами.

Нагреть площадку можно и с помощью обычной термоизоляции. Наиболее подходящий вариант — взять двухстороннюю полиэтиленовую плёнку, которая может растягиваться на 20-30 мм от основания. На поверхность залитого бетона укладывается изоляционный слой, тепло на раствор подаётся тепловым генератором. В зимнее время на отвердение монолита, как правило, уходит не меньше четырёх суток.

Внесение в бетон в процессе его приготовления инертных компонентов и противоморозных добавок при укладке бетона зимой — обязательное условие. Это способствует уменьшению размера пор и вывести из раствора лишнюю воду.

Вывод

Морозостойкость является важным показателем прочности и долговечности бетона. Это свойство позволяет материалу противостоять сезонным температурным колебаниям. В регионах с суровыми, морозными зимами, где амплитуда плюсовых и минусовых температур достигает значения почти в 100 градусов, строительство без морозостойкого бетона невозможно. Универсального класса бетона, который был бы оптимальным вариантом для разных случаев, не бывает. Морозостойкий бетон изготавливается с учётом климатических условий, назначения и других нюансов, в каждом случае индивидуально. Только при соблюдении всех условий и строительных норм монолит прослужит десятилетия и даже века.

Базовые преимущества сотрудничества с компанией Бетоныч