Как увеличить морозостойкость бетона – Методы улучшения морозостойкости строительного бетона

Содержание

Как повысить морозостойкость бетона F200, газобетона, асфальтобетона

Многие из тех, кто строит дома в климатическом поясе с регулярными похолоданиями, интересуются, как повысить морозостойкость бетона.  Данный вопрос является весьма актуальным, поскольку сильные понижения температуры, а тем более – ее резкие перепады приводят к повышенному износу конструкций и ускоряют процесс их разрушения.

Ниже мы рассмотрим, что происходит с бетоном при его замерзании, и как предотвратить негативные последствия этого процесса.

Если оставить материал без защиты, то после нескольких зим он будет выглядеть примерно так

Процессы в материале

Чтобы понять, от чего зависит устойчивость цементного раствора к низким температурам и как можно ее улучшить, следует изучить процессы, которые протекают в самом материале. И здесь нужно отметить, что при длительном воздействии холода бетон стремительно теряет прочность, особенно в поверхностной части.

На сегодняшний день существует две гипотезы, объясняющие это явление:

  • Согласно одной точки зрения, причиной разрушения материала изнутри становятся кристаллы льда. Влага, которая просачивается в поры материала, под воздействием низких температур замерзает, увеличиваясь в объеме примерно на 10-12%. Ледяные включения воздействуют на стенки пор, разрушая их и снижая плотность раствора.
  • Согласно другим утверждениям, основным вредоносным фактором является не лед сам по себе, а та жидкость, которая остается в капиллярах при замерзании. Лед давит на остатки воды, которые практически не сжимаются, и они разрушают каналы диаметром от 5 до 100 нанометров.

Фото пор, увеличившихся при замерзании воды

Обратите внимание! Несмотря на то, что в среде специалистов большим авторитетом пользуется вторая гипотеза, обе они не противоречат друг  другу. В любом случае основной причиной называют увеличение объема жидкости при превращении в лед.

  • Важным в данном случае является и тот факт, что расширяющаяся жидкость и лед заполняют поры фиксированного, и при этом достаточно малого объема. Именно по этой причине морозостойкость газобетона будет выше, чем у полнотелых составов из цемента аналогичной марки: резервный объем полостей позволяет компенсировать возникающие нагрузки.

Нужно отметить, что разрушение конструкций за счет возникающих внутренних напряжений происходит неравномерно:

  • Вначале нарушается форма выступающих граней, отмечается также скалывание углов.
  • Затем возникают микротрещины на плоских участках открытых поверхностей, которые вскоре объединяются в большие поврежденные участки. Это может привести как к шелушению бетона, таки к образованию крупных выбоин.
  • На третьей стадии жидкость проникает в глубинные структуры конструкции, и ее накопление в крупных трещинах провоцирует сильные разрушения.

Разрушение, начинающееся с острых граней

Отдельно стоит отметить, что интенсивность воздействия усиливается и за счет того, что разные компоненты бетона имеют разный коэффициент температурной деформации. Отличия в изменении объема цементного монолита, минерального заполнителя и стальной арматуры приводят к тому, что со временем в местах их контакта формируются зоны с пониженной плотностью.

Анализ материала

Показатели устойчивости к холоду

Под морозостойкостью обычно понимают способность материала выдерживать низкие температуры без разрушения и необратимых деформаций. Для цифрового обозначения этого параметра используется такая величина как класс бетона по морозостойкости (F) – количество циклов замерзания/размерзания, которое может выдержать бетон данной марки до того момента, когда его прочность на сжатие не снизится на 5 %.

Динамика трещины при многократном оттаивании

Таким образом, морозостойкость бетона F200 означает, что до начала ощутимой потери прочности материал может замерзнуть и оттаять не менее 200 раз, что является достаточно существенным показателем. Такие бетоны можно с успехом применять в средней полосе России, для которой зимой характерны частые перепады температуры.

Обратите внимание! Морозостойкость асфальтобетона и дорожного покрытия на цементном связующем определяется несколько иначе: материал должен утратить не более 5% массы.

Поскольку способность сопротивляться низким температурам во многом зависит от того, насколько прочным является само основание, существует прямая связь между классом материала и таким показателем как марка бетона по морозостойкости.  Наиболее распространенные составы и их характеристики приводятся в таблице:

F, кол-во цикловКласс бетонаМарка бетона
50В7,5 – В12,5М100-150
100В15 – В20М200-250
200В25М300-350
300В30М400
Более 300В35 – В45М450-600

Как видите, зависимость вполне очевидна. Чем выше прочность материала (соответственно, больше будет и его цена), тем дольше и эффективнее он будет противостоять замерзанию.

 Определение характеристик

Тестирование проб

Определение морозостойкости бетона по ГОСТу  (ГОСТ 10060.0) осуществляется таким способом:

  • Из партии бетона отбирается проба средней структуры (т.е. без добавления или удаления наполнителя).
  • Из данной пробы в формы отличаются образцы – кубы с ребром 100или 200 мм.
  • Образец просушивается в течение 28 суток для набора прочности, после чего в течение 4 суток насыщается водой.
  • Затем бетонные кубы помещают в морозильную камеру, где их подвергают попеременному замораживанию ( — 180С) и оттаиванию (+180С).
  • После требуемого количества циклов выполняется исследование механических свойств материала с использованием пресса.
  • На основании изменения показателя прочности на сжатие в зависимости от продолжительности температурного воздействия делается вывод о степени холодостойкости материала.

Обратите внимание! Также допускается ускоренное тестирование при многократном или однократном замораживании с последующим расчетным определением параметров.

Устройство для тестирования образцов после заморозки

Для облегчения работы можно использовать специальный прибор для определения морозостойкости бетона. Подобные устройства комплектуются измерительными камерами и эталонными образцами, что позволяет получать информацию об эксплуатационных свойствах материала с минимумом трудозатрат.

Также для определения холодостойкости можно применять ультразвуковой метод по ГОСТ 26134-84. Он менее трудоемок в реализации, но предполагает использование довольно сложного оборудования, потому своими руками здесь справиться не получится – придется обращаться к специалистам.

Повышение сопротивления низким температурам

Состав с противоморозными характеристиками

При необходимости можно изготовить морозостойкий бетон своими руками.

Для этой  цели применяются такие методики:

  • Во-первых, следует качественно уплотнять раствор при заливке. При уплотнении уменьшается пористость материала, а значит, снижается и объем жидкости, которая попадет внутрь бетона при его насыщении.

Обратите внимание! Для этой цели штыкования недостаточно – желательно использовать виброуплотнитель большой мощности.

  • Во-вторых, повышение морозостойкости бетона осуществляется за счет формирования дополнительных внутренних полостей. При этом в раствор добавляется газообразующий или порообразующий компонент, который обеспечивает закладку в материале микроскопических пузырьков.

Совет! Оптимальный объем вовлеченного воздуха при этом составляет от 4 до 6% от общего объема бетона.

  • В-третьих, можно использовать специальные добавки, которые повышают устойчивость уже полимеризованного бетона к низким температурам. К таким добавкам относят соли кальция, а также карбамид (мочевину) – они снижают льдистость материала за счет уменьшения плотности замерзающей воды. Образовавшийся при замерзании концентрированного солевого раствора чешуйчатый лед оказывает менее разрушительное воздействие на стенки пор.
  • Наконец, в ряде случаев достаточно просто защитить поверхность от прямого контакта с влагой. Здесь могут применяться как полимерные пропитки-силинги, так и фасадные краски, образующие плотную пленку.

Нанесение покрытия, снижающего водопоглощение

Вывод

Приведенная в статье информация о том, что происходит в растворе при его замерзании, как определяется морозостойкость бетона по ГОСТу, и что можно сделать, чтобы ее повысить, является весьма актуальной. Длительное воздействие низкой температуры, а также многократное замораживание и оттаивание способно буквально за несколько лет снизить прочность конструкции из бетона практически вдвое.

Если вы хотите знать, как это предотвратить — внимательно изучите приведенные выше рекомендации, а также просмотрите видео в этой статье.

masterabetona.ru

Морозостойкость бетона разных марок: определение, как повысить

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

МорозостойкостьМаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.

2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

www.spets-stroy-portal.ru

Способы повышения морозостойкости бетона | НерудБизнесТорг

Одним из важнейших показателей качества бетонных строительных сооружений является их морозостойкость. Так принято называть способность бетонной смеси и отвердевшего бетона выдерживать многократно повторяющиеся циклы замораживания/оттаивания бетона и агрессию резких температурных перепадов в окружающей среде без разрушений, необратимых деформаций, с сохранением периода эксплуатационного ресурса. Низкая морозостойкость одинаково негативно сказывается на состоянии несущей способности залитого фундамента возведенного жилого строения и огромного гидротехнического комплекса.

Воздействие циклических температурных перепадов на бетон

Несмотря на свою камнеподобную структуру, бетон не способен активно противостоять многократным циклическим воздействиям температурных перепадов, переходящих от плюсовых температур окружающей среды через точку замерзания воды (ноль градусов по Ц) к глубоким минусовым значениям (до минус 50-60 градусов Ц для районов с холодной зимой). Со временем в бетонных конструкциях проявляются локальные выкрашивания, шелушения, сколы, развивающиеся в глубокие трещины. Если заказать бетон с доставкой, например, бетон М100 (цена с доставкой согласно каталогов поставщиков), имеющий низкую марку по морозостойкости, то уже через несколько сезонов зима/лето в условиях резко континентального климата можно заметить проявления начинающихся разрушений в поверхностной части.

На рис. ниже показана динамика развития трещины в теле бетонного изделия при многократных замораживаниях/оттаиваниях.

Механизм морозного разрушения бетона

Основной причиной морозных разрушений бетона является свойство воды увеличиваться в объеме при фазовом переходе из жидкого состояния в твердое. Объем образующегося льда более чем на 9-12 процентов превышает объем воды до ее замерзания. При затворении цемента водой часть жидкости не вступает в реакцию гидратации, а остается в капиллярах и порах структуры бетонной смеси. Бетон сам по себе является пористым материалом, пористость которого зависит от соотношения содержания цемента с химически связанной водой. При замерзании образовавшиеся в капиллярах и порах ледяные кристаллы создают высокое внутреннее давление на стенки капилляров, которого вполне достаточно для разрушения увлажненного материала.

На рис. ниже приведено фото увеличенных пор, подвергающихся циклическим замерзаниям/оттаиваниям.

В соответствии с физической картиной процесса разрушения бетона можно сделать вывод, что морозостойкость бетона зависит от следующих факторов:

  • количества пор в структуре бетонного монолита;
  • характера пористости структуры;
  • минерального и химического состава цементного вяжущего;
  • степени прочности бетона на растяжение.

Методы повышения морозостойкости бетона

Воздействуя различными способами на вышеуказанные факторы, на практике добиваются повышения морозостойкости бетонной смеси. Наиболее эффективными являются методики, направленные на устранение внутренней пористости структуры, чтобы минимизировать влияние ледяных кристаллов на прочность бетона.

    1. Снижение макропористости бетона

Уменьшение количества пор больших размеров способствует тому, что свободная от гидратации вода не сможет найти дополнительные полости в структуре бетона.

К снижению макропористости приводят следующие мероприятия:

  • снижение водоцементного отношения;
  • уменьшение водопотребности бетонной смеси для снижения расхода воды;
  • применение незагрязненных инертных заполнителей оптимальных зерновых составов с минимальной водопотребностью;
  • качественное уплотнение бетонной смеси;
  • создание благоприятных температурных и влажностных условий твердения.
    1. Изменение характера пористости

При введении в бетон воздухововлекающих добавок создается от 4 до 6 процентов мелких пор резервного характера, которые вода при обычном затворении не заполняет, но при замерзании, в соответствии с законом увеличения объема при фазовом переходе, она в них перетекает. Наиболее эффективными считаются добавки ГКН-10 и ГКН-11, снижающие показатель водопоглощения бетонной смеси.

    1. Минеральный и химический состав цемента

Наибольшая морозостойкость у бетонов, замешанных на портландцементе. Более высокую степень морозостойкости имеют бетоны с глиноземистым цементом. Пониженная морозостойкость у бетонов на пуццолановом портландцементе с активными добавками осадочного происхождения.

4.Напряжения, возникающие при давлении ледяных кристаллов на стенки пор и капилляров при замораживании, являются растягивающими. Поэтому нередко используются различные мероприятия, способные увеличить предельное растягивающее напряжение бетона.

Возможность увеличивать морозостойкость бетона благоприятно способствует повышению срока безаварийной эксплуатации строительного бетонного сооружения в условиях резких температурных перепадов.

nbt.su

» Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона — это способность материала выдерживать повторное замораживание и оттаивание, сохраняя при этом свои физико-механические свойства. Этой характеристикой должны обладать смеси, предназначенные для возведения фундамента, укрепления массивных конструкций и строительства гидротехнических сооружений. Невысокое значение морозостойкости приводит к понижению несущих способностей и повышению износа поверхности.

Методы расчета морозостойкости

Определение морозостойкости бетона закреплено в ГОСТ 10060.0-95. В этом техническом документе описано 4 метода расчета показателя. Они предполагают испытание материала путем многократного замораживания или оттаивания в воде или соляном растворе.

Требования распространены на все бетонные смеси, за исключением материала, предназначенного для дорожного покрытия или обустройства взлетно-посадочных полос. Не подлежат эксперименту также бетонные смеси, в которых используется воздух в качестве вяжущего элемента.

Для испытания бетона на морозостойкость подготавливаются контрольные и базовые образцы строительной смеси. Первые предназначены для расчета прочности состава на сжатие, а базовые образцы подвергаются повторному циклу замораживания и оттаивания в лабораторных условиях. Допустимая погрешность по массе составляет 0,1%.

Отобранные образцы должны достичь проектного возраста и не содержать дефектов. Для испытания: морозильная камера, стеллажи, контейнеры для насыщения материала водой.
Суть всех испытаний сводится к тому, что образцы подвергаются многократному замораживанию и оттаиванию, а затем проверяются на прочность. Заморозка осуществляется при температуре -130 ºС, а оттаивание — при +180 ºС. Марка бетона соответствует заявленной, если материал не потерял свою прочность.

Лабораторные испытания бетона на морозостойкость не всегда являются достоверными. В созданных условиях материал может разрушиться, а в естественных сохранять приемлемую надежность. Разница в естественных условиях и созданных в лабораториях заключается в темпах высушивания. В первом случае на бетонную смесь оказывают значительное влияние высокие температуры в летний период, а во втором — насыщение водой. Соответственно, лабораторные образцы разрушаются быстрее.

Дополнительные способы определения показателя

Морозостойкость бетона можно определить по нескольким подручным методам. Для оценки показателя опытные строители анализируют следующие параметры:

  1. Внешний вид. Крупнозерность материала, наличие трещин, бурых пятен, шелушения и расслаивания свидетельствуют о низком качестве бетонного состава, которому характерна пониженная морозостойкость.
  2. Уровень водопоглощения. Если данный показатель составляет 5-6%, то это означает, что в составе есть трещины, которые снижают его устойчивость к низким температурам.
  3. Высушивание материала, насыщенного влагой, на солнце. Растрескивание материала свидетельствует о низкой морозостойкости бетона.

Ускоренный метод определения показателя осуществляется по следующей схеме: отобранные образцы материала погружают на 24 часа в серно-кислый натрий, а затем высушивают в течение 4 часов при температуре 100 ºС. Затем их снова погружают в раствор и высушивают. Необходимо повторить процедуру 5 раз. По окончании манипуляций бетон осматривают на наличие трещин и других дефектов. Их отсутствие свидетельствует о высоком качестве материала.

Классификация

В редакциях ГОСТ марка материала по морозостойкости обозначается буквой F и цифрой от 25 до 1000. Цифровая шифровка обозначает количество циклов замораживания и оттаивания состава.

Класс морозостойкости материала и его сфера применения

Класс морозостойкостиМарка материалаСфера применения
низкийдо F50Практически не используется
нормальныйот F50 до F150Это самая распространенная марка бетона по морозостойкости. Применяется во всех широтах России, где можно четко выделить 4 сезона года. Эксплуатация строений может достигать 100 лет.
повышеннаяот F150 до F300Бетон применяется в регионах, где суровой зимой почва промерзает на несколько метров, например, в Западной Сибири
высокаяот F300 до F500Материал используют в местностях, где есть риск повышенной влажности грунта и он промерзает на несколько слоев
крайне высокаяот F500 до F100Используется для возведения строений на века

В обычном строительстве популярен материал с морозостойкостью от F150 до F200. Бетон с повышенными показателями применяется при возведении строений на влагонасыщенном грунте или гидротехнических сооружений.

При выборе марки бетона по морозостойкости нужно учитывать климат местности и число смен оттаивания и замораживания зимой. Только прочный материал устойчив к резким температурным перепадам.

Бетон рекомендуется использовать до тех пор, пока его прочность на сжатие не уменьшиться на 5%. Марка F300 означает, что до начала потери прочности он может замерзнуть и оттаять 300 раз. Его рекомендуется использовать в средней полосе, где перепады температур — частое явление.

Как повысить морозостойкость состава

Морозостойкость бетона зависит от количества и размеров пор в структуре, состава цемента и прочности на растяжение.

Снижение пористости

Самый простой способ повышения показателя — снизить макропористость. Специальные добавки и создание особых условий затвердевания позволяют минимизировать потребность в воде, что приведет к уменьшению размеров пор в структуре.

Сокращение объема воды

Для повышения морозостойкости бетона следует уменьшить количество воды в цементном составе.

Это достигается за счет использования заполнителей с наименьшей загрязненностью и специальных добавок, понижающих потребность в воде. Раствор бетона за счет применения добавок не утрачивает свои другие эксплуатационные свойства.

Увеличение возраста

При замораживании материала в более позднем возрасте можно добиться сокращения пор.

Добавки

Для повышения устойчивости к температурным перепадам можно поменять расположение пор в структуре. Для этого в бетонный состав следует ввести добавки, которые увеличивают образование мелких пор. В них практически не попадает вода. К таким противоморозным усадкам относятся соли соляной, азотной и угольной кислот, а также их основания. Введение добавок осуществляется термосным или прогревным методами.

Морозостойкость бетона можно повысить путем введения в состав воздухововлекающих добавок (до 6% от объема). Оптимальное расстояние между соседними порами воздуха должно не превышать 0,025 см. Объем вовлечения зависит от количества цемента, воды и заполнителя. При снижении крупности заполнителя и увеличения объема цемента и воды объем вовлеченного воздуха рекомендуется повысить.

Гидроизоляция

Иногда для повышения морозостойкости бетона достаточно защитить поверхность от влаги. В этом случае лучше использовать полимерные пропитки или фасадные краски, образующие плотную пленку.

Как залить бетон в мороз

Высокопрочный строительный материал применяется в зимний период тогда, когда строительные работы запоздали или ведутся в местностях с повышенной влагонасыщенностью почвы. Для эффективной заливки бетонного состава зона строительной площадки должна прогреваться с помощью тепловой пушки или электрического тока. Во втором случае используются термоэлектрические маты, которые одновременно выполняют 2 функции — изоляцию и обогрев.

Для обогрева можно использовать обычную теплоизоляцию, например: двухстороннюю пленку на расстоянии около 2 см от фундамента. На нее накладывается изоляция и устанавливается теплогенератор. Для затвердевания состава в зимний период необходимо выдержать минимум 4 дня.

Длительное воздействие отрицательных температур, многократное оттаивание и заморозка способны снизить эксплуатационные характеристики бетона в несколько раз. С помощью противоморозных усадок и специальных добавок можно уменьшить размер пор в структуре (или увеличить количество мелких пор), минимизировать влагу в цементном растворе, что позволит повысить устойчивость состава к низким температурам.

tehno-beton.ru

определение, как повысить с помощью добавок

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Оглавление:

  1. Описание смесей разных марок
  2. Способы повышения морозостойкости
  3. Применение в частном строительстве

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Морозостойкость

МаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.

2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

stroitel-list.ru

определение, как повысить с помощью добавок

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Оглавление:

  1. Описание смесей разных марок
  2. Способы повышения морозостойкости
  3. Применение в частном строительстве

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Морозостойкость

МаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.


2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

Похожие статьи
  • Сколько стоит куб бетона: в миксере с доставкой и без, цена разных марок

    Строительство даже небольшого загородного дома трудно представить без бетонных работ. А если под постройку еще и требуется мощный фундамент , то кубов...

  • Крыльцо из бетона: как сделать своими руками, пропорции бетонной смеси, варианты отделки

    Сделать крыльцо из бетона своими руками несложно. Но сначала нужно продумать все детали, чтобы, заходя в дом, вы не спотыкались об неудобные ступеньки, а...

  • Вибратор для бетона своими руками (площадочный и глубинный): схема, инструкция по шагам, чертежи

    Чтобы уплотнить, а значит, упрочить структуру бетона, необходимо воспользоваться специальным инструментом – вибратором. С его помощью несложно выгнать из...

genmontage.ru

Морозостойкость бетона, способы ее повышения

Страница 4 из 4

 

Морозостойкие бетоны на легких заполнителях, в особенности с использованием мелкого и крупного пористых заполнителей, имеют значительный недостаток - происходит значительная потеря статической прочности по сравнению с бетонами на плотных заполнителями.

В опытах таких ученых, как Г. А. Франк и В. Ф. Знакомский замена плотных заполнителей на керамзит и керамзитовый песок обеспечила значительное повышение как морозостойкости, так и солестойкости бетона, но привела к 2,5-5-кратному снижению исходной прочности бетона на сжатие и 20-40 %-ой потере прочности на растяжение при изгибе. Чтобы избежать снижения прочности бетона, был разработан более оптимальный состав бетонов с заменой части плотных заполнителей на пористые, когда потери статической прочности оказываются относительно умеренными. Это благоприятно не только для прочности, но и оптимизирует бетоны по морозостойкости. Технология изготовления таких бетонов сводится к замене части плотных заполнителей демпфирующими компонентами.

Демпфирующим компонентам присущи жесткостные характеристики, зависящие от пористости бетона. Введение в бетон таких добавок, снижающих концентрацию напряжений на границе раздела фаз с различными упругими характеристиками, значительно уменьшает размах колебаний и пределы изменений максимальной и минимальной деформации и напряжений в процессе разрушения бетона. Механизм торможения процессов разрушения бетона определяется присутствием в нем «слабых» упруго-вязких и слоистых включений, снижающих локальные напряжения и гасящих энергию роста трещин.

Применительно к морозостойкости, эффективными демпфирующими компонентами являются мелкоразмерные гранулы пенополистирола, которые при умеренной объемной концентрации сохраняют статическую прочность бетона на приемлемом конструкционном уровне. Гранулы пенополистирола способны на длительное время сохранять функцию резервных пор, а также обеспечивать функцию демпфирующих включений, в значительной степени разгружающих структурную ячейку на уровне мелкого заполнителя от внутриструктурных напряжений.               Циклическое замораживание и оттаивание бетона с демпфирующими добавками протекает без проявления внутриструктурных повреждений с упрочнением и свидетельствует в целом о высокой стойкости структуры к многократно повторным воздействиям минусовых температур.

Оптимальная концентрация демпфера для керамзитового песка повышенной прочности сочетается со сравнительно небольшими потерями по статической прочности, т. е в этом случае обеспечивается получение полноценных конструкционных бетонов повышенной морозостойкости.

В качестве демпфирующих компонентов для повышения морозостойкости эффективны и другие поризованные минеральные компоненты в дисперсном виде, например, горелопородные пески силикатно-алюминатной минералогии, доменные гранулированные шлаки повышенной пористости.

Однако у данного метода есть недостаток. В последние годы при возведении ограждающих конструкций массовое применение получает полистиролбетон низких марок средней плотности (D150-D250), ввиду незначительной массы крупноразмерных блоков и относительно невысокой трудоемкости их монтажа. Но применение полистиролбетона в жилищном строительстве в научном аспекте обосновано недостаточно. В частности, при использовании незначительной толщины штукатурного слоя для отделки наружной поверхности конструкции из полистиролбетона в жаркий период могут ускориться процессы старения гранул полистирола с их частичной сублимацией, что приводит к снижению его прочности и морозостойкости. В весенне-осенний период знакопеременные переходы температуры через нулевой уровень приведут к дополнительному снижению прочности полистиролбетона. Циклические воздействия высоких и знакопеременных температур могут значительно снизить эксплуатационную надежность и даже привести к разрушению наружной поверхности и соответственно контактной зоны полистиролбетона с отделочным слоем. Поэтому при высокой этажности и значительных ветровых нагрузках сохранность целостности зданий с использованием ограждающих конструкций из полистиролбетона требует уточненного расчетно-экспериментального обоснования.

Негативным аспектом применения полистиролбетона в жилищном строительстве является и его потенциальная экологическая опасность, в том числе при пожаре. При использовании штукатурного слоя по металлической сетке для отделки поверхности стены внутри помещения (наиболее распространенный вариант) в зимнее время при высокой температуре отопительных элементов может произойти деструкция поверхностного слоя гранул полистирола и диффузия стирола в жилые помещения, что при недостаточной вентиляции будет негативно влиять на здоровье проживающих в них людей. Поэтому массовое применение полистиролбетона в строительстве для устройства наружных стен в жилых зданиях является научно необоснованным и преждевременным [4], [7].

Распространенным материалом, также способным повысить (или восстановить морозостойкость), является добавка «Кальматрон-Д». При применении данного состава марка по морозостойкости повышается на F100 (циклов), температура эксплуатации от - 60 до + 130 С0. Материал основан на взаимодействии в присутствии воды комплекса химически активных минеральных добавок с цементом, содержащимся как в самом «Кальматроне», так и в защищаемой бетонной конструкции. При этом образуется насыщенный электролитический раствор, который, благодаря осмотическим процессам, проникает вглубь структуры бетона по имеющимся в нем капиллярам, порам и трещинам даже навстречу давлению воды. И уже внутри бетона из этого раствора вырастают кристаллические новообразования игольчатой и пластинчатой формы, которые, разделяя имеющиеся пустоты и поры на многократно более мелкие, уплотняют структуру бетона. При этом бетонная конструкция остается паропроницаемой.

«Кальматрон» применяется при строительстве резервуаров, фундаментов, плотин, шахт, подвальных помещений, хранилищ нефтепродуктов, метрополитенов, тоннелей, причалов, мостовых сооружений, бетонных дамб [6], [8].

Итак, создание морозостойкого бетона и увеличение морозостойкости бетона в процессе эксплуатации является важной проблемой в строительстве ввиду широкого применения бетона в строительных конструкциях и при строительстве дорог.

Наиболее успешным способом увеличения морозостойкости является введение в бетонную смесь природных цеолитсодержащих пород. Кроме выгоды с экономической точки зрения, в данном случае увеличивается морозостойкость, долговечность и прочность бетона. Важным аспектом является и отсутствие экологической опасности при недостаточной вентиляции, в отличие от метода с применением полистиролбетона.

Литература

  1.      Использование природных цеолитсодержащих пород для повышения морозостойкости бетонов транспортных сооружений. / К. В. Оськин. // Транспортное строительство. - 2008. - № 7. - С. 16-18.
  2.      Определение конкретных значений морозостойкости бетона при испытаниях базовыми методами ГОСТ 10060.0 - 10060.2-95. / В. Г. Бойко. // Бетон и железобетон. - 2010. - N 6. - С. 19-22.
  3.      Особенности морозно-солевого воздействия на свойства аэродромного бетона. / С. Н. Толмачев, И. Г. Кондратьева. // Строительные материалы. - 2011. - N 3. - С. 107-110.
  4.      Структурные зависимости морозостойкости ячеистого бетона. / Е. Г. Величко. // Строительные материалы. - 2012. - N 4. - С. 73-75.
  5.      Определение морозостойкости крупного заполнителя для тяжелых бетонов. / Л. М. Добшиц. // Бетон и железобетон. - 2012. - N 4. - С. 16-20.
  6.      Эксплуатационные характеристики бетона строительных конструкций с применением системы «Кальматрон». / С. Н. Леонович, Н. Л. Полейко, С. В. Журавский, Ю. Н. Темников. // Строительные материалы. - 2012. - N 11. - С. 64-67.
  7.      Структурообразование и разрушение цементных бетонов. Бабков В. В.; Мохов, В. Н.; Капитонов С. М.; Комохов П. Г.
  8.      Официальный сайт группы компаний «Кальматрон», добавки в бетон. [Электронный ресурс]: http://kalmatron.ru/products/kompleksnaya_dobavka_v_beton/kalmatrond/ (дата обращения: 13.08.2015).

 



scienceproblems.ru