Морозостойкость и водонепроницаемость бетона: Характеристики бетона: особенности, марки и классы

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона — БЕТОНКОМПЛЕКТ



Обратный звонок

Оставьте свои контактные данные и мы свяжемся с Вами

Нажимая на кнопку, Вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Условия политики конфиденциальности.

+7 (342) 201-95-95

Бетон — популярный строительный материал. К числу важнейших характеристик относится его устойчивость к действию влажности и низких температур — от них зависит надежность и долговечность возводимой конструкции. Поверхность бетонных плит способна сопротивляться проникновению воды: материал незаменим при строительстве подземных и гидротехнических сооружений, мостов.

Водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемость обозначается буквой «W». Показатель отражает внешнее давление воды, при котором она начинает проникать внутрь через поры в стройматериале. Технический стандарт, действующий в нашей стране, определяет для водонепроницаемости диапазон W2–W20. Для большей части зданий и промсооружений, которые возводят в нашей стране, показатель не превышает W6. Существуют разные способы повышения водонепроницаемости — прежде всего за счет уменьшения пористости поверхностного слоя. Добиться этого можно, используя меньшее количество воды при приготовлении бетонной смеси либо внося в нее специальные добавки. Также предотвратить проникновение влаги в тело бетонной конструкции позволяет качественная внешняя гидроизоляция. Так, для повышения водонепроницаемости применяют лаки и краски, полимерные пропитки, а также битумные расплавы.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость — это способность бетона выдерживать циклы заморозки/оттаивания при сохранении первоначальных технических параметров. При классификации марок бетона морозостойкость обозначают буквой «F» с числом от 50 до 1000. Обладающие максимальной морозостойкостью бетонные и железобетонные конструкции связаны с трудозатратным производством, поэтому используются редко. В массовом строительстве в умеренных климатических зонах такой материал почти не применяют. В соответствии с ГОСТ 10060-2012 выделяют 5 классов материала по морозостойкости:

• F50 — исключительно для внутренних помещений;
• до F150 — для строительства жилых зданий в областях с умеренным и теплым климатом;
• F150–300 — для различных зданий и сооружений, в т.ч. бассейнов, в регионах с морозными зимами и промерзающей почвой;
• F300–500 — для строительства в северных районах, характеризующихся глубоким промерзанием почв;
• F500–1000 — для стратегически важных сооружений.

Характеристики влагостойкости и морозоустойчивости тесно взаимосвязаны. Таким образом, улучшив стойкость к воздействию влажности, можно повысить и устойчивость к замерзанию. Для приготовления морозостойких марок бетона используют особо мелкие фракции наполнителей и специальные воздухововлекающие добавки — это позволяет предотвратить соединение пор внутри материала.

2023 БетонКомплект

Отправить резюме

марка, определение, класс, таблица, требования и характеристики морозостойкого бетона

Одна из важных характеристик бетона, используемого для строительства в регионах с холодными зимами и температурными перепадами, – морозостойкость. Она определяет свойство материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание.

Показателем морозостойкости бетона является марка, равная количеству циклов замораживания и оттаивания до возникновения видимых признаков разрушения, уменьшения прочности более чем на 5%, изменения физических характеристик.

Марка обозначается буквой F и числом, равным максимальному количеству циклов до состояния, обозначенного в нормативе.

Эта величина важна для смесей, применяемых при сооружении фундаментов, наружных стен, объектов гидротехнического назначения, опор мостов и других строительных конструкций ответственного назначения.

Классификация морозостойкости бетонов

Виды бетонных смесей по морозоустойчивости регламентируются ГОСТом 25192-2012. Помимо показателя F, морозостойкость могут определять следующие характеристики:

• F1 – марка, установленная при исследовании материала, находящегося в водонасыщенном состоянии;
• F2 – марка бетонных смесей, производимых для устройства покрытий дорог и аэродромов или эксплуатации в контакте с минерализованными водами, образцы для исследований насыщают 5% раствором NaCl.

Требования к морозостойкости бетона зависят от запланированной области его применения:

• До F50. Это низкий уровень устойчивости к знакопеременным температурам. Такая смесь применяется для внутренних работ, в подготовительных строительных мероприятиях.
• F50-F150. Этот материал со средним уровнем морозоустойчивости широко применяется в рядовом строительстве объектов, расположенных в регионах с умеренным, устойчивым климатом.
• F150-F300. Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
• Выше F300. Смеси с высокой стойкостью к температурным перепадам применяются для сооружения объектов специального назначения, а также сооружений, эксплуатируемых в тяжелых климатических условиях.

Прочность и показатель морозостойкости всех видов бетона находятся в прямой зависимости: чем выше прочность, тем больше морозоустойчивость материала.

Таблица зависимости класса прочности и морозостойкости бетона

От каких факторов зависит морозостойкость бетона?

Основной параметр, влияющий на способность материала противостоять замораживанию и оттаиванию, – количество пор. Чем оно выше, тем большее количество воды проникает в бетонный элемент.

При отрицательных температурах вода меняет агрегатное состояние, превращаясь в лед с увеличением объема примерно на 10%. Поэтому с каждым циклом бетонная конструкция постепенно деформируется, утрачивая прочностные характеристики.

Вода, проникающая вглубь конструкции, разрушает не только сам бетон, но и вызывает коррозию стальной арматуры.

Способы определения морозостойкости бетона

Способы определения морозоустойчивости регламентирует ГОСТ 10060-2012. Методика актуальна при разработке новых рецептур и передовых технологий, контроле качества при купле-продаже. Для испытаний изготавливают образец кубовидной формы со сторонами 100-200 мм. Циклы замораживания и оттаивания осуществляются в диапазоне -18…+18°C. В соответствии с ГОСТом существует несколько вариантов вычисления этого показателя:

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

Если результаты ускоренных испытаний отличаются от результатов базовых, то эталонными считаются показатели базовых исследований.

Основные этапы базовых испытаний водонасыщенных образцов, проводимых в соответствии с ГОСТом:

• Бетонные кубики насыщают водой и обтирают влажной тканью. Испытывают на сжатие.
• Исследовательский материал помещают в морозильную камеру для замораживания. Выдерживают заданный режим.
• Оттаивание производят в специальных ваннах.
• После оттаивания с образцов щеткой удаляют отслаивающийся материал.
• Кубики обтирают ветошью, определяют массу и исследуют на сжатие.
• Обрабатывают результаты испытаний.

Пониженную морозостойкость материала можно определить и подручными методами. Конечно, результаты таких исследований не могут использоваться при составлении проектной документации.

• Визуальный осмотр. О низкой устойчивости к знакопеременным температурам свидетельствует наличие трещин, бурых пятен, расслаивания, шелушения.
• Определение водопоглощения. Если этот показатель равен 5-6%, то устойчивость к низким температурам будет пониженной.
• Высушивание влагонасыщенного образца на солнце. Его растрескивание сигнализирует о пониженной морозостойкости.

Способы повышения морозостойкости

Повысить морозоустойчивость бетона можно несколькими способами:

• Изолировать бетонный элемент от неблагоприятного внешнего воздействия с помощью обмазочных и окрасочных материалов, пропиток.
• Использовать цемент более высоких марок. Чем прочнее вяжущее, тем выше морозоустойчивость готового бетонного элемента.
• Получить плотную структуру материала путем тщательного уплотнения различными способами и создания благоприятных условий твердения бетонной смеси
• Изготовить морозостойкий бетон можно путем введения в его состав специальных присадок.

Подробнее рассмотрим виды и принцип действия добавок:

• Поверхностно-активные вещества. Обеспечивают образование плотной структуры.
• Присадки, способствующие появлению шаровидных пор. Вода, проникшая в бетонную конструкцию, при замерзании выталкивается в эти пустоты, поэтому структура материала при изменении агрегатного состояния воды не повреждается.
• Суперпластификаторы. Увеличивают плотность, повышают водонепроницаемость, а следовательно, показатели морозостойкости. 
• Добавки, улучшающие водонепроницаемость бетонного элемента и его внутреннюю структуру. К ним относятся «Дегидрол», «Пенетрон Адмикс», «Кристалл».

Присадки для бетона с глиноземистым цементом обычно не применяются, поскольку они могут не улучшить, а снизить характеристики материала.

Морозостойкость заполнителей — электронные таблицы CivilWeb

Морозостойкость бетонных покрытий в значительной степени зависит от типа используемых заполнителей. Морозостойкость может быть важным требованием долговечности бетонных покрытий в определенных климатических условиях, включая Великобританию.

Способность заполнителей противостоять циклам замерзания и оттаивания может быть критическим параметром долговечности готового бетонного покрытия. Это неприменимо в некоторых странах с более теплым климатом, но в Великобритании и других странах с более холодным климатом это важно учитывать.

Морозостойкость заполнителей связана с пористостью, абсорбцией, проницаемостью и структурой пор. Частицы заполнителя с высокой абсорбцией могут не выдержать расширения, которое происходит при замерзании воды. Если частица заполнителя поглощает достаточное количество воды для достижения критического уровня насыщения, то структура пор внутри частицы заполнителя не сможет выдерживать гидравлическое давление, возникающее при замерзании этой воды. Если эта проблема возникнет во многих частицах заполнителя, это начнет создавать дефекты и проблемы с долговечностью дорожного покрытия.

Обычно это происходит в крупных заполнителях с высокой пористостью и порами среднего размера (от 0,1 мкм до 5 мкм), поскольку более крупные поры с меньшей вероятностью насыщаются и вызывают гидравлические напряжения, а вода в более мелких порах с меньшей вероятностью замерзает. Ряд факторов, включая скорость замерзания, пористость, проницаемость и прочность на растяжение заполнителя, в совокупности определяют критический размер, при котором, вероятно, произойдет разрушение частиц заполнителя при замораживании и оттаивании. Мелкозернистые заполнители с низкой проницаемостью могут иметь критический размер в пределах размера, используемого для бетонных покрытий, в то время как крупнозернистые заполнители часто имеют критический размер, слишком большой, чтобы воздействовать на заполнители бетонных покрытий, даже при высоком значении поглощения.

Если затронутые частицы заполнителя находятся на поверхности бетона, это может привести к появлению дефектов, когда одна частица заполнителя вызывает отрыв конического фрагмента бетона от поверхности бетона. Это часто оставляет проблемную совокупную частицу открытой в нижней части всплывающего окна. Растрескивание бетона из-за недостаточной морозостойкости называется D-растрескиванием. Это называется D-трещинами, потому что видимые трещины напоминают букву D, при этом близко расположенные трещины проходят параллельно стыкам, а затем распространяются наружу к центру плиты в форме буквы D. Трещины начинаются у основания плиты и распространяются вверх к поверхности. Этот тип растрескивания возникает, когда заполнители расширяются из-за действия циклов замораживания-оттаивания или влажного-сухого. Это расширение частиц заполнителя создает напряжение в бетоне, заставляя его растрескиваться в характерной D-образной форме. Пример растрескивания D показан ниже.

Если местный опыт применения заполнителей в бетонных покрытиях за более чем 10 лет неизвестен, заполнители могут быть проверены на их морозостойкость. Это связано с тем, что бетонные балки подвергаются повторяющимся циклам замораживания-оттаивания, при этом динамический модуль балок измеряется до и после. Альтернативно агрегаты могут быть погружены в раствор сульфата натрия или магния. Рост кристаллов соли в порах создает гидравлическое давление, подобное тому, которое возникает при замерзании воды в порах. Это рекомендуемый метод, описанный в BS EN 1367-2. Иногда указывается максимальное значение достоверности около 18% для каждого совокупного источника с максимальным значением 30% для любого совокупного размера в выборке.

Если известно, что используемые заполнители подвержены повреждениям от замораживания-оттаивания и D-растрескиванию, было показано, что использование небольшого максимального размера заполнителя повышает долговечность. Хотя предпочтительнее использовать подходящий морозостойкий заполнитель. В качестве альтернативы могут быть приняты меры для предотвращения затопления основания бетонной плиты водой, что может предотвратить насыщение заполнителей.

Получите 11 электронных таблиц для расчета жесткого дорожного покрытия всего за 20 фунтов стерлингов с помощью нашего полного комплекта для проектирования жесткого дорожного покрытия

Морозостойкость бетона | R Auberg, MJ Setzer

Секция хлебных крошек. Нажмите здесь, чтобы перейти на соответствующие страницы.

Книга

Ауберг Р. и Сетцер М. Дж. (1997). Морозостойкость бетона (1-е изд.). КПР Пресс. https://doi.org/10.1201/9781482271980

АННОТАЦИЯ

Эта книга представляет собой материалы международного семинара, который состоится в Эссене, Германия. На этом семинаре подводятся итоги исследований технического комитета в отношении устойчивости бетона к воздействию замораживания-оттаивания, особенно в отношении устойчивости с применением или без применения противогололедных химикатов. В нем представлены рекомендации RILEM по тестированию

СОДЕРЖАНИЕ

часть |2 страницы

Часть I: Параметры материала и расчет бетона

глава |8 страницы

Влияние параметров материала на морозостойкость с противогололедной солью и без нее

Влияние летучей золы на микроструктуру и устойчивость бетона к солевому противогололедному отложению

глава |10 стр.

Лабораторные и полевые исследования солевого отложения в бетоне с летучей золой

глава |10 стр.

Влияние марки цемента на морозостойкость растворной фазы бетона

глава |7 стр.

Морозостойкий и водостойкий мелкозернистый шлакозолобетон для кровли жилых сооружений

глава |5 стр.

Водостойкое вяжущее штукатурное с низким расходом воды

глава |8 стр.

Влияние песка на морозостойкость растворной фазы бетона

глава |12 стр.

Исследования морозостойкости рециклированного бетона

глава |8 стр.

Морозостойкость бетона с рециклированными заполнителями

часть |2 стр.

9000 2 Часть II: Химические параметры

глава |17 страниц

Морозостойкость с противогололедной солью и без нее — чисто физическая проблема?

глава |11 страниц

Влияние содержания C[sub(3)]A на морозостойкость и устойчивость к образованию накипи

глава |12 страниц

Влияние типа цемента на стойкость цементного раствора к замораживанию и оттаиванию с использованием или без использования противогололедных химикатов

глава |16 страниц

Морозостойкость бетонов, содержащих цемент с высоким содержанием шлака, против обледенения и соли

глава |7 стр.

Морозо- и противогололедная солестойкость суперсульфатированного цементного бетона

глава |9 стр.

Сорбция хлоридов на гидратированных цементах и ​​C[sub(3)]S пастах

часть |2 страницы

Часть III: Физические параметры и испытания

глава |17 страниц

Основа испытаний на морозостойкость: поверхностный и внутренний износ

глава |10 страниц

Эффект отделки, формовки

глава |11 стр.

Влияние предварительного кондиционирования на сопротивление окалинообразованию различных типов испытательных поверхностей

глава |7 стр.

Экспериментальное исследование морозостойкости бетона с учетом эффектов высыхания

глава |10 страниц

Механизм морозостойкости бетона при переохлаждении

глава |10 страниц

Изменение длины образца бетона при испытании на морозостойкость против обледенения солей

глава |10 стр.

Поглощение влаги растворами солей в дисках из цементного раствора при замораживании

глава |14 стр.