Морозостойкость бетона - способность его сохранять прочность и эксплуатационную надежность при воздействии попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. Разрушение бетона в водонасыщенном состоянии при циклической действия положительных и отрицательных температур обусловлено комплексом физических коррозионных процессов, которые вызывают деформации и механические повреждения изделий

 и конструкций. 

Морозостойкость характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые бетон выдерживает без уменьшения своей прочности более чем на 5%. Для тяжелого бетона установлены следующие марки по морозостойкости: F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000.

Соответствии с государственным стандартом регламентируется число циклов замораживания и оттаивания как число переходов температуры через 0°С.

Морозостойкость бетона определяется прежде структурой его порового пространства. В бетоне образуются три основных вида пор: поры цементного геля, размер которых лежит в пределах (15...40)*10^-10 м, капиллярные поры (0,01...1 мм) и условно замкнутые поры (10...500 мкм). Относительно крупные поры образуются также при недоущильненни бетона.

Капиллярные поры, образованные избыточной водой, является основным дефектом структуры бетона, который негативно влияет на его морозостойкость.

К условно замкнутых пор относят пузырьки воздуха в цементном камне и бетоне.

Суммарным объемом пор, их размером и удельной поверхностью можно управлять путем введения воздухововлекающих или газообразующих добавок. Воздушные поры, полученные путем введения в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, существенно изменяют структуру бетона. Число воздушных пор в 1 см³ цементного камня может достигать одного миллиона, а поверхность этих пор - 200...250 см². Через эту поверхность в поры поступает избыточная вода, вытесняется из капилляров при замораживании бетона. Защитным действием обладают только достаточно мелкие воздушные поры размером менее 0,5...0,3 мм.

Всю совокупность строительно-технологических факторов, влияющих на морозостойкость бетона, можно разделить на две группы:

1. Факторы, обусловленные условиями эксплуатации конструкций;
2. Факторы, которые учитывают особенности исходных материалов, структуру, состав бетона и условия его твердения.

К важнейшим эксплуатационных факторов, кроме числа циклов замораживания и оттаивания, относятся степень водонасыщения и температура замораживания бетона. Снижение прочности бетона после замораживания и оттаивания наблюдается лишь при его водонасыщении выше определенной величины. Водонасыщения бетона возрастает в присутствии солей.

Вода в большинстве капиллярных пор замерзает при температуре до -15°С. При дальнейшем снижении температуры происходит замерзание воды в более тонких порах и при температуре -70...-80°С практически вся порол вода находится в замерзшем состоянии, кроме воды, которая заполняет мелкие гелевые поры. Сравнительное определение морозостойкости бетона замораживанием при -17 и при -50°С показало, что разрушение бетона во втором случае ускоряется в 6...10 раз.

Объем открытых пор, которые влияют на объем замерзающей воды, зависит от водоцементного отношения (В/Ц) и степени гидратации цемента (доли цемента, который вступил в химическое взаимодействие с водой через определенное время твердения). С увеличением В/Ц растет как общий объем открытых пор, так и средний их размер, что также негативно влияет на морозостойкость. При проектировании морозостойких бетонов принято ограничивать В/Ц в зависимости от условий работы бетона в сооружениях. Для обеспечения высокой морозостойкости бетона рекомендуется во В/Ц находилось в пределах 0,4...0,5, а расход воды не превышала 160 кг/м³.

Степень гидратации цемента зависит от активности цемента, интенсивности роста ее во времени, длительности и условий твердения бетона.

Влияние качества цемента на морозостойкость бетона связан с минералологическому составу, тонкостью помола и наличием активной минеральной добавки. Из минералов цемента негативное влияние на морозостойкость оказывает трехкальциевого алюминат С₃А. В морозостойких бетонах нежелательные активные минеральные добавки, особенно с повышенной водопотребностью. Экспериментально показано, что бетоны с умеренным содержанием доменных шлаков или каменноугольной золы могут иметь удовлетворительную морозостойкость, особенно при втягивании в бетон воздуха. Низкую морозостойкость имеют пуццолановый цементы.

Продолжительность хранения (лежалости) цемента существенно влияет на его морозостойкость. Наличие оболочки из новообразований гидратированных минералов на зернах цемента является одной из основных причин снижения долговечности бетона.

На морозостойкость бетона существенное влияние оказывает морозостойкость самых заполнителей и их Водопотребность. Важными с позиций морозостойкости является свойства заполнителей, которые определяют их сцепление с цементным камнем и модуль упругости.

Пластифицирующие добавки повышают морозостойкость бетона как в результате уменьшения водопотребности и соответственно капиллярной пористости, так и вследствие определенного повитровтягування.

Больше увеличивают морозостойкость бетона воздухововлекающая добавки. Воздухововлекающая добавки изготавливаются в виде концентрированных растворов, густых паст или сухого, легкорастворимого порошка. Для приготовления добавок используются древесные смолы, продукты переработки нефти, растительные жиры и другое сырье. Чаще всего в качестве воздухововлекающих применяют добавки на основе древесной смолы (смола нейтрализована Воздухововлекающая - СНП, синтетическая поверхностно добавка - СПД и др.). Их вводят в бетонные смеси в количестве 0,01...0,02% от массы цемента. При этом объем вовлеченного воздуха составляет 30...60 л/м³. Морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками возрастает в несколько раз.

Наряду с воздухововлекающими для образования системы умовнозамкнутих пор в бетоне применяют газообразующие добавки, например, ГКЖ-94.

Помимо особенностей исходных материалов и состава бетонной смеси на морозостойкость бетона существенное влияние оказывают условия его твердения. Оптимальные условия твердения должны способствовать получению бетона с минимально возможной капиллярной пористостью и достаточным объемом условно замкнутых пор.

При тепловлажностной обработке получения морозостойкого бетона обеспечивается при минимизации деструктивных процессов, вызванных температурным расширением воды и воздуха. Снижение интенсивности деструктивных процессов достигается при мягких режимах пропаривания: удлиненной (не менее 3-5 часов.) Предварительный выдержке, замедленной скорости подъема температуры и охлаждения (не более 15...20°С/час.), Пониженной температуре изотермического прогрева (60...80°С).

ПРЕЗЕНТАЦИЯ         NEW!

CH4 КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ВИБРОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

В случае возникновения вопросов свяжитесь с нашими техническими специалистами.