Багато з тих, хто споруджує будинки в кліматичному поясі з регулярними похолоданнями, цікавляться, як підвищити морозостійкість бетону. Дане питання є дуже актуальним, тому, що сильні пониження температури, а тим більше – її різкі перепади призводять до підвищеного зносу конструкцій і прискорюють процес їх руйнування.
Нижче ми розглянемо, що відбувається з бетоном при її замерзанні, і як не допустити негативні наслідки цього процесу.
Процеси в матеріалі
Щоб з’ясувати, від чого залежить стійкість цементного розчину до низьких температур і як можливо її поліпшити, направлятися вивчити процеси, які протікають в самому матеріалі. І тут необхідно подчернуть, що при довгому дії холоду бетон швидко втрачає міцність, особливо в поверхневій частині.
На сьогодні існує дві здогадки, растолковывающие це явище:
- Відповідно до однієї точки зору, обставиною руйнування матеріалу зсередини стають кристали льоду. Волога, яка просочується в пори матеріалу, під дією низьких температур мерзне, зростаючи в обсязі приблизно на 10-12%. Крижані включення впливають на стіни пір, руйнуючи їх і знижуючи щільність розчину.
- Згідно з іншими твердженнями, основним шкідливим причиною є не лід сам по собі, а та рідина, яка залишається в капілярах при замерзанні. Лід тисне на залишки води, які фактично не стискуються, і вони руйнують канали діаметром від 5 до 100 нанометрів.
Зверніть увагу! Не звертаючи уваги на те, що в середовищі експертів величезним авторитетом користується друга гіпотеза, обидві вони не суперечать приятель приятелеві. У будь-якому випадку головною причиною називають підвищення об’єму рідини при перетворенні в лід.
- Відповідальним у цьому випадку є і той факт, що розширюється, рідина та лід заповнюють пори фіксованого, і поряд з цим малого обсягу. Якраз з цієї причини морозостійкість газобетону буде вище, ніж у повнотілих складів цементу подібної марки: резервний кількість порожнин дозволяє компенсувати з’являються навантаження.
Необхідно подчернуть, що руйнування конструкцій за рахунок з’являються внутрішніх напружень відбувається нерівномірно:
- Спочатку порушується форма виступаючих граней, зазначається крім цього сколювання кутів.
- Після цього з’являються мікротріщини на плоских ділянках відкритих поверхонь, які скоро об’єднуються у величезні пошкоджені ділянки. Це може призвести як до лущення бетону, таки до утворення великих вибоїн.
- На третій стадії рідина потрапляє в глибинні структури конструкції, і її накопичення у великих тріщинах провокує сильні руйнування.
Окремо необхідно підкреслити, що інтенсивність дії покращується і завдяки тому, що різні компоненти бетону мають різний коефіцієнт температурної деформації. Відмінності в трансформації обсягу цементного моноліту, мінерального заповнювача і сталевої арматури призводять до того, що з часом в місцях їх контакту формуються території зі зниженою щільністю.
Аналіз матеріалу
Показники стійкості до холоду
Під морозостійкістю в більшості випадків знають властивість матеріалу витримувати низькі температури без руйнування та незворотних деформацій. Для цифрового позначення цього параметра вживається така величина як клас бетону по морозостійкості (F) – кількість циклів замерзання/розмерзання, яке може витримати бетон даної марки до того моменту, в той час, коли його міцність на стиск не скоротиться на 5 %.
Так, морозостійкість бетону F200 свідчить, що до початку відчутної втрати міцності матеріал може замерзнути і відтанути не менше 200 разів, що є досить значним показником. Такі бетони можливо з успіхом використовувати в середній смузі Росії, для якої зимовий період властиві часті перепади температури.
Зверніть увагу! Морозостійкість асфальтобетону та дорожнього покриття на цементному сполучному визначається пари в іншому випадку: матеріал повинен втратити не більше 5% маси.
Тому, що властивість чинити опір низьких температур сильно залежить від того, наскільки міцним є сама підстава, існує прямий зв’язок між таким показником і класом матеріалу як марка бетону по морозостійкості. Найбільш поширені склади та їх характеристики наводяться в таблиці:
F, кількість циклів Клас бетону Марка бетону 50 В7,5 – В12,5 М100-150 100 В15 – В20 М200-250 200 В25 м-300-350 300 В30 М400 Понад 300 В35 – В45 М450-600
Як бачите, залежність повною мірою очевидна. Чим вище міцність матеріалу (відповідно, більше буде і його ціна), тим триваліше й дієвіше він буде протистояти замерзання.
Визначення рис
Визначення морозостійкості бетону по ГОСТу (ГОСТ 10060.0) здійснюється таким методом:
- З партії бетону відбирається проба середньої структури (тобто без додавання або видалення наповнювача).
- З даної проби форми відрізняються зразки – куби з ребром 100либо 200 мм.
- Приклад просушується протягом 28 днів для комплекту міцності, по закінченні чого протягом 4 днів насичується водою.
- Після цього цементні куби поміщають в морозильну камеру, де їх піддають поперемінному заморожуванню ( — 180С) і відтавання (+180С).
- По закінченні необхідної кількості циклів виконується вивчення механічних властивостей матеріалу із застосуванням преса.
- На підставі трансформації показника міцності на стиск в залежності від тривалості дії температурного робиться висновок про ступінь холодостійкості матеріалу.
Зверніть увагу! Крім цього допускається прискорене тестування при багаторазовому або одноразове заморожування з наступним розрахунковим визначенням параметрів.
Для полегшення роботи можливо застосовувати особливий прилад для визначення морозостійкості бетону. Подібні пристрої комплектуються вимірювальними камерами і еталонними прикладами, що дозволяє отримувати дані про експлуатаційні властивості матеріалу з мінімумом затрат.
Крім цього, для визначення холодостійкості можливо використовувати ультразвуковий спосіб за ГОСТ 26134-84. Він менш трудомісткий в реалізації, але передбачає застосування досить складного обладнання, тому своїми руками тут впоратися не виявиться – потрібно буде звертатися до експертів.
Збільшення опору низьких температур
При необхідності можливо виготовити морозостійкий бетон своїми руками.
Для цієї мети використовуються такі методики:
- По-перше, направлятися як слід ущільнювати розчин при заливці. При ущільненні значно зменшується пористість матеріалу, відповідно, знижується і кількість рідини, яка потрапить всередину бетону при його насиченні.
Зверніть увагу! Для даної мети штикування не вистачає – треба застосовувати виброуплотнитель величезної потужності.
- По-друге, збільшення морозостійкості бетону здійснюється за рахунок формування додаткових внутрішніх порожнин. Поряд з цим в розчин додається газотвірний або порообразующий компонент, який забезпечує закладку в матеріалі мікроскопічних бульбашок.
Рада! Оптимальний кількість залученого повітря поряд з цим утворює від 4 до 6% від загального об’єму бетону.
- По-третє, можливо застосовувати особливі добавки, які підвищують стійкість вже полімеризованого бетону до низьких температур. До таких добавок відносять солі кальцію, і карбамід (сечовину) – вони знижують льдистость матеріалу за рахунок зменшення щільності замерзлої води. З’явився при замерзанні концентрованого сольового розчину лускатий лід надає менш руйнівну дію на стіни пір.
- Нарешті, у багатьох випадках досить поверхню від прямого контакту з вологою. Тут зможуть використовуватися як полімерні просочення-силинги, так і фасадні фарби, що утворюють щільну плівку.
Висновок
Наведена у статті інформація про те, що відбувається в розчині при її замерзанні, як визначається морозостійкість бетону за Гостом, і що можливо зробити, щоб підвищити її, є дуже актуальною. Довгий дію низької температури, і багаторазове заморожування і відтавання здатне практично за пару років знизити міцність конструкції з бетону фактично в два рази.
Якщо ви бажаєте дізнатися, як це не допустити — пильно вивчіть вищенаведені поради, та перегляньте відео в даній статті.
