Морозостойкость бетона — методы оценки, требования и способы повышения

Применение бетона актуально для самых разных направлений, в том числе строительства, но нужно учитывать особенности состава смеси, возможность противостояния воздействию воды, неблагоприятным температурам. В том числе значение имеет количество циклов замораживания и оттаивания, которое может выдержать материал. 

Хотя морозостойкость не является основным показателем прочности, она остается одним из основных. Под стойкостью к воздействию мороза подразумевается способность материала, содержащего воду, сохранять свои свойства в течение определенного количества циклов замораживания и последующего нагрева до уровня таяния льда.

Испытания бетона на морозостойкость и водонепроницаемость производятся в условиях лаборатории, что позволяет получить точные данные. Любой вид бетонного раствора будет сорбировать воду, поры остаются, поэтому влага уходит в толщу, промерзает. Когда показатели доходят до нуля, процесс идет наоборот. Количество таких циклов всегда ограничено, ведь вода расширяется и способствует разрушениям. Противостоит процессу особенная структура материала, но сроки ограничены.

Методики по определению стойкости бетона к морозу

Используются только стандартные методы определения морозостойкости бетона. Специалисты берут образцы из используемой строительной смеси, выполняя ее искусственное замораживание и оттаивание. Далее процедуры последовательно повторяются. В ходе исследования представитель лаборатории фиксируют показатели прочности на растяжение и сжатие, уточняет вес, упругость, иные данные о продукте. Результатом является вычисление процента потери массы, все повреждения в монолитной основе протоколируются. Камера для морозостойкости бетона позволяет получить точные данные. Для уточнения показателей материала, используют раствор хлористого натрия и дистиллированную воду.

Лабораторные испытания по ГОСТ

Характеристики и требования морозостойкости бетона строго контролируются. Для проверки данных производятся испытания. Специалистами проверяется соответствие стандартам и способность противостоять циклам изменения температур. Каким образом поставщик подтверждает контроль морозостойкости бетона? После испытаний предоставляются соответствующие документы.

Первая методика предполагает насыщение бетона стандартной водой, никаких примесей не добавляется. Для замораживания формируется температура -20° c. Для оттаивания конструкция погружается в воду, обеспечиваются температурные показатели в плюс 20° c. Такая проверка актуальна не для всех типов бетона. Чаще всего она выполняется при планах на возведение аэропортов или автодорог. Не предусматривается данная проверка для бетонов, если они будут находиться в контакте с влагой, насыщенной минералами.

Как определить и повысить морозостойкость бетона – популярный вопрос. Уточнить показатель позволяют данные, предоставленные изготовителем. Для проверки также может использоваться второй метод. В данном случае для насыщения используется пятипроцентный раствор NaCl. Аналогичная среда применяется в процессе оттаивания. Представленная методика реализуется в случае потребности в изучении бетона, который нельзя проверить базовым испытанием, представленным выше.

Ускоренные методики проверки

Как определяют морозостойкость бетона по ускоренному методу? Отличия от стандартного варианта действий незначительные. Первый метод в лабораторных условиях не реализуется. Он схож с указанным выше, требует насыщения натрия хлоридом в 5% содержании. Как определяется морозостойкость бетона? Для этого производится достижение температур, достаточных для промерзания, а впоследствии требуется оттаивание. Прочность и качество конструкций удается проверить быстро. Метод не подходит для поверхностей, которые практически постоянно сталкиваются с воздействием воды с содержанием минералов, а также при наличии постоянных динамических нагрузок.

Расчет морозостойкости бетона также возможен с использованием второй ускоренной методики. Она актуальна, если нужно уточнить, сколько циклов может выдерживать покрытие за минимальные сроки. Подходит для исследований бетонных полотен аэропортов или дорог. Насыщение реализуется типично – используется пятипроцентный натрий хлорид. Заморозка выполняется не с использованием воздушной среды, а в растворе. Оттаивание происходит в условиях температуры плюс 20° c, в ванне с 5% NaCl. Соотношение марки и испытание образцов бетона и морозостойкости удается уточнить для всех видов бетонных смесей при условии, что показатель плотности менее D1500.

Расчет показателей морозостойкости 

Определение морозостойкости бетона гост контролирует достаточно строго. Подсчеты выполняются по следующей формуле: R б = F (Ц/В+10Д), в данном случае Ц отражает расход цементного состава, подсчет реализуется в кг на м3. Под Д подразумевается количество воздушных вкраплений в процентах, а В – расход воды. Есть внутренние стандарты, на территории страны морозостойкими могут считаться материалы F150 – F250. Как посчитать морозостойкость бетона в смете? Данную работу лучше доверить специалисту, в этом случае ошибок не будет.

Классы бетона с учетом морозостойкости

Что означает и от чего зависит морозостойкость бетона – популярный вопрос. Отражает показатель сохранность материала в течение определенного количества циклов замораживания и таяния. Повышенной плотностью и морозостойкостью отличаются бетоны, содержащие специальные присадки, добавки, а также изготовленные из качественных материалов. Реализуется проверка в условиях лаборатории. 

Как обозначается морозостойкость бетона? Используется буква F, далее следует число циклов. После превышения показателя, проходит разрушение. Условием присвоения бетону марки по морозостойкости является официальная проверка и тестирование. Данные вносятся в технический паспорт. Пример обозначения: F50, F100, F200, F400, F500. Чем выше число, тем более стойкой к морозу является конструкция из бетона. Нередко для сравнения предлагается таблица, что позволяет быстро изучить данные. 

Основные классы и их использование:

• менее F50. Используется только при условии умеренного климата, если будут резкие колебания, появятся трещины;
• F50 – F150. Может сохранять качества, если влажность умеренная, стойкость зданий ограничивается примерно сотней лет;
• F150 – F300. Условия морозостойкости дорожного бетона выше, в том числе материал подходит при работе с объектами на территории регионов, относящихся к северу;
• F300 – F500. Это уже второй класс по стойкости, он оптимален при особо сложных условиях;
• более F500. Очень высокий показатель, он нужен при исключительных условиях.

Соотношение марки, класса бетона и стойкости к морозу

Соответствие класса бетона морозостойкости и водонепроницаемости прописано в стандартах, поэтому выбрать оптимальный состав не сложно. С учетом ГОСТ 25192-2012, принято обозначение буквой F. Выделено три класса:

• при показателях до F50 показатель низкий, материалы подходят для внутренней части помещений;
• к средней группе относится продукция F50–F300, она универсальная, используется при суровом или умеренном климате;
• высокий класс начинается от F300, предложения подходят для северных территорий, где почва глубоко промерзает.

Какой буквой обозначают марку бетона по морозостойкости? Используется F и цифры около нее. Показатель связан с маркой и классом, чем более высокая марка, тем дольше материал сохранится при воздействии морозов и оттаивания.

Факторы, влияющие на морозостойкость бетона

Как увеличить морозостойкость бетона и какая максимальная стойкость возможна, что влияет на показатель. Эти и другие вопросы волнуют всех, кому предстоит выбор бетонного состава. В первую очередь учитывается сорт, прочность заполнителей и соотношение воды к цементному порошку. Огромное значение имеет качество сырья. Для повышения морозостойкости бетона используют добавки, также улучшить стойкость к морозу позволяет смешивание воздухововлекающего агента, изменение соотношений цемента и воды, увеличение плотности.

Добавки для улучшения показателей

Добавки в бетон для водонепроницаемости и морозостойкости используются достаточно широко, они нужны для улучшения показателей. Используется ряд видов:

• пластификаторы, нужные для внесения изменений в ходе замеса, они повышают прочность, водонепроницаемость и пластичность;
• присадки для формирования пустот, они помогают разместить поглощенную воду и дают ей место для расширения, риск деформаций снижается;
• вещества поверхностно-активные, они поднимают плотность, материал лучше противостоит промоканию и промерзанию;
• гидрофобизаторы, необходимые для исключения капиллярного впитывания воды внутрь структуры бетона.

Увеличение морозостойкости бетонных поверхностей и конструкций

Как достигается и в чем измеряется морозостойкость бетона? Измерения рассмотрены выше, для улучшения противостояния воздействию актуален ряд методов. В том числе важно обеспечивать корректное соотношение долей воды и цемента. Цементные составы подбираются максимально тщательно, стоит брать марки, у которых высокие данные по водонепроницаемости, прочностным характеристикам. 

В процессе отвердения требуется учитывать все условия, рекомендуется добиваться оперативного обретения твердости. Добавляются специализированные присадки, их должен использовать изготовитель. В процессе реализации проекта нужно пользоваться пропитками, обмазками, а также позаботиться об уплотнении и правильности укладки.

Оптимальное сочетание воды и цемента

Важно не только знать, что добавить в бетон для морозостойкости, но и брать растворы без примесей, ограничить количество воды. Лучше всего приобретать составы от проверенных производителей. Для устранения воздушных участков выполняется трамбовка, это исключит наличие крупных пустот. На цемент могут негативно влиять грунтовые, талые воды. Обеспечить защиту поможет дренаж в сочетании с гидроизоляцией. В качестве добавок применяют пластификаторы, а при выполнении работ зимой, требуется подобрать присадки, снижающие время ожидания до достижения твердого состояния.

Особенности бетонирования зимой

Возможность застывания обеспечивается за счет подогрева. Применяются шатры, используется инфракрасное излучение, также подходят электроды. При холодной методике используют ускорители застывания, растворы.

Морозостойкость для покрытий дорог

Показатель также прописывается «F» в сочетании с цифрой. При выборе нужно опираться на:

• средние показатели температуры за сутки;
• климатические особенности пояса;
• условия использования.

К примеру, повышенная стойкость нужна, если применяются агенты от гололеда. Менее F100–F200 не используется, обычно запросы выше. Точные данные есть в приложении Ж СП 28.13330.2017. 

Соответствие морозостойкости и водонепроницаемости бетона

Показатели указываются отдельно, хотя взаимосвязь есть. Для уточнения морозостойкости, стоит смотреть на цифру около буквы F. Непроницаемость для воды указывается как W с цифрой, отражающей максимально возможное противостояние, достигнутое в ходе испытаний. 

Заключение

Современные методы оценки бетона выполняются строительными лабораториями, имеющими аккредитацию на соответствующие виды работ. Проверка позволяет не волноваться о характеристиках, поскольку материал будет соответствовать стандартам международного и государственного уровня. После тестирования выдается сертификат соответствия, поэтому претензий к такому материалу не возникает.