Морозостойкость бетона

Этот показатель имеет решающее значение для бетонных смесей, применяемых при строительстве оснований, внешних стен, гидротехнических сооружений, мостовых опор и других конструкций, где требуется повышенная надежность.

Классификация морозостойкости

Стандарты для различных типов бетонных смесей определены в ГОСТ 25192-2012. Помимо коэффициента F, устойчивость к воздействию низких температур можно оценить по следующим характеристикам:

• F1 – это классификация, полученная в результате тестирования материала, насыщенного водой.
• F2 – это классификация для бетонных смесей, используемых для создания дорожного и аэродромного покрытия или использования в контакте с минерализованными водами. Образцы замачиваются в 5% растворе NaCl перед лабораторными испытаниями.

Критерии морозостойкости меняются в зависимости от назначения использования смеси:

• До F50 указывает на невысокую степень сопротивления переменным температурам. Такой состав используют для работ внутри помещений и при проведении начальных этапов строительства.
• От F50 до F150 материал обладает умеренной морозостойкостью и находит широкое Применение в строительстве, особенно в местностях с умеренными климатическими условиями.
• От F150 до F300 – такие смеси пользуются спросом для возведения сооружений в районах с холодными климатами.
• Смеси класса выше F300, отличающиеся повышенной устойчивостью к колебаниям температур, предназначены для постройки специализированных объектов или конструкций, эксплуатация которых предполагается в экстремальных климатических условиях.

От каких факторов зависит морозостойкость?

Ключевой фактор, определяющий устойчивость материала к процессам замерзания и оттаивания, заключается в количестве пор. С увеличением их числа возрастает и объем абсорбируемой воды элементом из бетона.

Когда температура падает ниже нуля, вода замерзает и превращается в лёд. При этом объём льда увеличивается примерно на 10% по сравнению с исходным объемом воды. Это приводит к тому, что с каждым новым циклом мороза и оттепели конструкция из бетона испытывает постепенные деформации, что снижает ее прочность. Проникновение воды глубоко в структуру не только разрушает материал сам по себе, но также способствует коррозии армирующей стали.

Методы тестирования на морозостойкость

Методы определения устойчивости товарного бетона к морозу устанавливаются стандартом ГОСТ 10060-2012. Эта процедура необходима для разработки новых смесей, а также для контроля качества в процессе торговли. Для проведения тестов используют образцы в форме куба с размерами сторон от 100 до 200 мм. Процесс замораживания и размораживания производят в промежутке от -18 до +18°C. Согласно ГОСТу, предусмотрено несколько методик расчета данного параметра:

• базовый многократный;
• ускоренный многократный;
• ускоренный однократный.

Если данные, полученные в ходе ускоренных испытаний, не соответствуют данным основного тестирования, то за стандарт принимаются результаты базовых испытаний.

Ключевые шаги базового тестирования образцов с водонасыщением выполняются согласно требованиям ГОСТ:

• Тестируемые кубы пропитываются водой и протирают мокрой тряпкой перед тем, как подвергнуть их проверке на прочность при сжатии.
• Анализируемые образцы замораживают в холодильной камере, соблюдая необходимый температурный режим.
• Размораживание осуществляется в специализированных емкостях. После процесса разморозки поверхность образцов очищается от слоящегося материала с помощью щетки.
• Затем кубы вытираются тряпкой, взвешиваются и подвергаются испытаниям на прочность при сжатии.
• Результаты данных испытаний подлежат дальнейшей обработке.

Способы повышения морозостойкости

Существует несколько способов повысить морозостойкость:

• Чтобы защитить бетонный элемент от негативного влияния окружающей среды, можно использовать различные покрытия, краски и пропитки.
• Использование цемента более высоких марок помогает повысить морозостойкость изделия. Это связано с тем, что чем лучше качество связующего компонента, тем выше характеристики готового изделия.
• Плотная структура бетона достигается за счет тщательного уплотнения смеси и создания оптимальных условий для ее затвердевания.
• Также можно улучшить морозостойкость смеси, добавив в нее специальные добавки, которые улучшают ее свойства.

Давайте более подробно ознакомимся с разновидностями и механизмом действия добавок:

• Поверхностно-активные вещества – они способствуют формированию уплотненной структуры.
• Добавки, которые способствуют созданию шаровидных пор. Когда вода проникает в бетон и замерзает, она расширяется в этих полостях, предотвращая таким образом разрушение материала при замораживании и оттаивании.
• Суперпластификаторы. Они повышают плотность и гидроизоляцию, а значит и морозоустойчивость.
• Добавки для усовершенствования гидроизоляционных свойств бетона и его внутренней структуры, например «Дегидрол», «Пенетрон Адмикс», «Кристалл».

Обычно добавки не используются для бетона на основе глиноземистого цемента из-за риска ухудшения характеристик материала.

Выбор материалов для строительства и отделки требует учета их способности противостоять морозу. Эта характеристика может снижаться из-за множества причин, в том числе из-за качества самого материала. Неподходящее соотношение компонентов или структурные дефекты снижают морозоустойчивость. К тому же, регулярные температурные колебания, повышенная влажность или воздействие агрессивных химикатов также негативно сказываются на этом показателе. Поэтому при подборе стройматериалов крайне важно принимать в расчет все эти факторы и выбирать бетонную продукцию проверенного производителя для обеспечения долговечности и надежности будущих конструкций.