Морозостойкость бетона. Морозостойкий бетон
МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БЕТОНА. морозостойкий бетон |
Прочность и деформативность затвердевшего бетона зависит в основном от его водонасыщения, разницы температур и количества циклов замораживания и оттаивания. С увеличением водонасыщения сверх предельной величины замерзающая в порах вода кристаллизуется. Из-за аномального расширения воды при переходе в лед и особенно из-за невозможности ее отжатия в свободные объемы пор в бетоне появляется избыточное внутреннее давление. Такое давление может создавать предельные растягивающие напряжения в стенках пор и приводить к существенным изменениям структуры бетона, снижающим его прочностные свойства.
Снижение прочности бетона после его оттаивания наблюдается лишь при его водонасыщении выше определенной величины, которая, в свою очередь, имеет закономерную связь со степенью понижения отрицательной температуры. В. М. Москвин, М. М. Капкин и Л. Н. Антонов предлагают называть наименьшую величину водонасыщения объема пор бетона, при которой обнаруживается относительное снижение его прочности в замороженном состоянии и абсолютное снижение прочности оттаявшего после замораживания бетона, критическим водонасыщением. Предполагается, что эта величина может быть достигнута не только при водонасыщении бетона перед замораживанием, но и в результате перераспределения поровой воды в замерзающем бетоне в виде пара жидкости по законам миграции.
Согласно данным тех же авторов влияние степени водонасыщения на прочность бетона при его замораживании и оттаивании можно проследить на рис. 72, из которого видно, что с увеличением водонасыщения прочность Охлажденных до —40 и —60° С образцов возрастает лишь до определенной величины и затем относительно снижается. Максимальное значение прочности является функцией количества содержащейся в порах бетона воды и степени понижения температуры. После оттаивания прочность бетона существенно уменьшается.
Прозвучивание призм, водонасыщенных и замороженных до температуры — 10 и —30° С, также свидетельствует о наличии деструктивных изменений в бетоне этих призм.
Н. Н. Губонин, В. М. Каган и Б. И. Пинус также отмечают, что длительное действие переменных отрицательных температур приводит к постепенному снижению прочности бетона. По данным этих авторов, за время действия только отрицательных температур в течение зимнего периода снижение прочности бетона марки 300 составило около 10%, а у бетона марок 500—700—5%. Отмечается, что бетоны, имеющие большую прочность и меньшую влажность перед замораживанием, лучше сопротивляются длительному действию переменных отрицательных температур.
Возможность водонасыщения бетона в основном зависит от его строения. В свое время СВ. Шестоперов [107] выдвинул гипотезу о так называемом «направленном струк-турообразовании». Морозостойкость бетона он связывает с возникновением воздушных «буферных» пространств в капиллярах цементного камня, являющихся результатом контрактации.
В. В. Стольников также считает, что основной путь проникания воды в бетон зависит от системы капилляров. Поэтому следует улучшать структуру бетона за счет уменьшения общей пористости и формирования в нем закрытой пористости вместо открытой.
О. Я. Берг [12] отмечает, что в процессе разрушения бетона при его замораживании и оттаивании существенную роль играет граница микроразрушения RT и верхняя
условная граница появления микротрещин RX- Поэтому в бетоне, напряжения в котором находятся в зоне между параметрическими точками R® и R?, структура нарушается и морозостойкость снижается.
С целью проверки этого положения в ЦНИИС [66] были проведены специальные опыты. Призмы-близнецы из бетона марки 600 размером 10x10x40 см были разделены на две группы: одни призмы загружали до напряжений Rl, а другие не загружали. После цикличного замораживания и оттаивания образцов установлено, что призмы, последовательно загруженные до возникновения в них границы
Rr, начиная примерно со 100 циклов замораживания, разрушались более интенсивно, чем незагруженные. Это свидетельствует о том, что микротрещины, возникшие при предварительном нагружении, способствовали при цикличном замораживании и оттаивании более интенсивному разрушению бетона.
Позднее А. А. Гончаров и Ф. М. Иванов, изучая морозостойкость бетонов, пришли к выводу, что в образцах, нагруженных до напряжений R°r, морозостойкость выше (см. рис. 15), чем эталонных (ненагруженных), и в несколько раз меньше при загружении образцов до напряжений, близких к Rl.
В. М. Москвин и А. М. Подвальный также отмечают существенное изменение морозостойкости бетона под влиянием силовых воздействий от внешней нагрузки.
Высокопрочные бетоны, изготовленные по оптимальной технологии, как правило, имеют более равномерную структуру, минимальную пористость и вследствие этого пониженную водопроницаемость. При работе таких бетонов под нагрузкой, R® и R% возникают при больших напряжениях, чем в обычных бетонах и особенно низкомарочных. В связи с этим высокопрочные бетоны имеют повышенную морозостойкость.
Как и в обычных бетонах, в которых поры образуются при избыточном количестве воды в цементном тесте, в высокопрочных бетонах можно создавать искусственные замкнутые поры путем вовлечения воздуха в процессе перемешивания бетонной смеси. Для этого в бетонную смесь добавляют органические структурообразующие добавки в виде смолы, нейтрализованной воздухововлекающей СНВ. В последнее время получили распространение комплексные добавки, содержащие кроме СНВ и ССБ стабилизирующий компонент ДК [25] и кремнийорганические соединения ГКЖ-94. Применение ГКЖ-94 способствует вовлечению воздуха в бетонную смесь и образованию замкнутых пор очень малого диаметра.
Искусственное образование такого вида пор увеличивает долговечность бетона при многократном замораживании и оттаивании. Применение как первой, так и второй добавки значительно повышает водонепроницаемость и морозостойкость бетонов и в то же время не снижает их прочности [25].
Бетоны с добавкой СНВ и ГКЖ-94 были использованы при возведении сооружений в зоне Баренцева моря [59] и конструкций Красноярской ГЭС [50]. Довольно длительный срок службы этих конструкций свидетельствует об их повышенной морозостойкости. Поскольку такие добавки не снижают прочностных и деформативных свойств высокопрочных бетонов, их следует применять в конструкциях, возводимых в суровых климатических условиях.
midas-beton.ru
Морозостойкий бетон | Территория для мужчин
Компания БетонЮг применяет новые прогрессивные методы в производстве бетонных смесей. Применяя морозостойкий бетон, строители могут круглогодично выполнять работы на строительной площадке. Состав в зимнее время весьма сильно отличается от обычного состава бетона. В зимний добавляются специальные компоненты, которые обеспечивают затвердение при низких температурах. Кроме того смесь увеличивает прочность, и снижает температурный режим затвердения. Данная технология производство отлично себя зарекомендовала при различных работах в зимнее время. Но напоминаем вам, что использование бетона в отрицательные температуры не предназначено для укладки и может привести к ряду неприятностей, вплоть до разрушения конструкции.
Преимущества морозостойкого бетона в компании «БетонЮг»
- Компания «БетонЮГ» (https://www.betonyug.com/) строго соблюдает пропорции всех компонентов и добавок для получения качественного бетона.
- «БетонЮГ» также осуществляет доставку материал на собственном средстве. Таким образом вы можете не беспокоиться и заказать бетон с доставкой до строительного объекта в короткие сроки и по доступной цене.
- Зимний бетон с протиморозными добавками — это идеальное отношение качества и цены.
- Вы можете согласовать график поставки бетона на стройплощадку с оператором компании.
Марка бетона по морозостойкости обозначается литерой «F»
Данный параметр показывает на максимальное количество циклов размораживания и замораживания. Обозначается данный параметр с помощью литеры «F» и цифра. К примеру, F300 рассчитан на 300 циклов. Но важно понимать, что данный параметр не влияет на способность твердеть в зимнее время. За данную способность отвечает только противоморозная добавка. Надо также отметить, что на морозостойкость напрямую влияет наполнитель: не рекомендуется применять крупный щебень.
Проводимые испытания бетона на морозостойкость в лабораториях
Существует пару методов проверки бетона на морозостойкость. Процесс разрушения наблюдается оттаивания материала. Бетон испытывают на изменения степени упругости при нескольких циклов оттаивания и замораживания. Таким вот методом, можно определить уровень разрушения доя первых визуальных признаков. Мороз изменяет прочность материала на изгиб и сжатие. Все это проводится в лабораториях и в ускоренном режиме, на деле в естественной среде все происходит гораздо медленнее.
Если вы обнаружили ошибку, пожалуйста, выделите ее мышкой, и нажмите Shift + Enter или Нажмите сюда. Спасибо!
4males.ru
Морозостойкость бетона и его марки, определение и повышение морозостойкости
В местностях с низкими температурами и повышенной влажностью для строительства необходимо использовать бетон с высокой устойчивостью к низким температурам. Свойство бетона сохранять свою целостную структуру при многократных резких перепадах температуры в насыщенной водой среде принято называть морозостойкостью.
Этим свойством должны обладать смеси, которые предназначены для фундаментных и дорожных работ, при укреплении массивных конструкций или строительстве гидротехнических устройств и сооружений.
Марки и способы определения морозостойкости
В зависимости от результатов эксперимента строительный раствор получает марку. Название марки морозостойкого бетона обозначается буквой F, которая обозначает морозостойкость, и цифрами, которые указывают число циклов замораживания и оттаивания — F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Характеристики каждой из марок приведены в таблице:
На территории России и других стран постсоветского пространства характеристику морозостойкости принято определять в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта Гост 10060.1-95. В этом документе приведены методы установления этой характеристики строительного состава, а также условия проведения работ по укладке раствора. Требования установлены для всех типов бетонных смесей, за исключением смесей, предназначенных для покрытия дорог и взлетно-посадочных полос. Также строительные смеси, в которых в качестве вяжущего элемента используется не вода, а воздух, данной экспериментальной проверке не подлежат.
Для испытания строительной смеси приготавливаются контрольные и базовые образцы составов. Контрольные образцы используют для определения прочности раствора на сжатие, а базовые подвергаются испытаниям многократного замораживания и оттаивания в лабораторных условиях. Необходимое оборудование для проведения испытания – морозильная камера, стеллажи, контейнеры и ванны, для насыщения образцов водой.
Морозостойкий бетон испытывают по методике, разработанной Американским обществом по испытанию материала – ASTM. Здесь проводят аналогичные испытания на устойчивость и сохранение структуры смесей путем замораживания-оттаивания, а также исследуют прочность состава на сжатие и изгиб.
Специальные добавки в присадки
Чтобы увеличить способность бетонного раствора сохранять целостную структуру в цикле заморозки-оттаивания при критическом насыщении влагой, необходимо понять, отчего зависит морозостойкость бетона. Эта характеристика обусловлена числом макропор в структуре строительного состава, особенностями расположения пор, состава цемента.
С уменьшением числа пор большого размера, стойкость строительного раствора к перепадам температур увеличивается.
Чтобы достичь наименьшего количества таких пор, применяют ряд специальных приемов для улучшения и повышения морозостойкости бетона.
- Во-первых, для этого нужно создать благоприятную среду для затвердевания раствора, с оптимально рассчитанными показателями температуры и влажности.
- Во-вторых, уплотнение раствора нужно производить качественно.
- В-третьих, уменьшают соотношение воды в цементном растворе. Это достигается за счет внесением химических добавлений, сокращающих потребность в воде, и заполнителей с наименьшей загрязненностью.
- В-четвертых, количество пор можно уменьшить, если замораживать раствор в позднем возрасте, при этом плотность смеси увеличивается за счет возникновения гидратных соединений.
Немаловажным моментом при решении вопроса о том, как повысить морозостойкие свойства бетона, является изменение расположения пор в структуре раствора. Для этого в строительный состав добавляют вещества, способные создать большое количество мелких пор. Это обусловлено тем, что в мелкие поры вода, как правило, не проникает, и этот факт подтверждает увеличение стойкости состава. Такие вещества, или по-другому противоморозные присадки для бетона, являются солями соляной, угольной, азотной кислот и основания, например, CaCI2, NaN02, NaN03, Nh5N03, Nh5OH, К2С03, NaCI, Ca(N03)2.
Их добавляют разными методами – беспрогревным методом (термосным) или прогревным, с использованием топливной или электрической энергии.
Заливка бетона в мороз
Применение высокопрочного строительного раствора распространено в зимний период, когда работы по строительству не произведены по плану и запоздали. Этот вид смеси для укрепления сооружений используют в регионах с повышенной влажностью, и при строительстве в условиях непосредственного прикосновения смеси с водой, например при строительстве в открытом море.
Укладка бетонного раствора в мороз производится в условиях постоянного прогрева вокруг зоны строительных работ. Воздух вокруг конструкций должен прогреваться при помощи тепловой пушки, либо использованием электротока. Для обогрева током электроэнергии необходимо специально предназначенное для этих целей оборудование – термоэлектрические маты. Ими укрывают рабочую поверхность, таким образом, осуществляют одновременно изоляцию и обогрев.
Заливать бетон в мороз можно используя для обогрева простые теплоизоляционные материалы. Для этого нужно расположить двухслойную пленку на расстоянии от фундамента около 2 см. На пленку накладывают изоляцию, и вовнутрь такой конструкции устанавливают теплогенератор. Для того, чтобы строительный состав затвердел, нужно выдержать минимум 4 дня.
Зимний вид строительного состава обладает высокими физическими характеристиками, способностью отвердевать при низких температурах. Использование этого вида бетона необходимо при выполнении важных строительных работ.
hardstones.ru
Как определяется морозостойкость бетона
Морозостойкость строительных материалов показывает, насколько тот или иной образец способен сохранять свои свойства после нескольких последовательных циклов заморозки и оттаивания. В случае с бетоном, основной причиной его разрушения во время этих процессов становится вода в твердом состоянии, которая оказывает значительное давление на стенки микротрещин и пор материала.
В свою очередь, большая твердость бетона не дает воде свободно расширяться, поэтому при тесте на морозостойкость бетона создаются высокие напряжения. Разрушение начинается с выступающих частей, а затем продолжается в верхних слоях и, наконец, проникает вглубь.
Фактором, который ускоряет разрушение бетона, становится также разный коэффициент температурного расширения элементов, из которых состоит строительный материал. Это создает дополнительное напряжение.
Морозостойкость бетона измеряется с помощью методов, которые контролируют процедуры замораживания и оттаивания. Показатели исследуемого параметра зависят от следующих факторов: температура заморозки, длительность циклов, габариты исследуемого образца, способ водонасыщения. Например, процесс разрушения бетона происходит быстрее, если производить замораживание при максимально низких температурах в растворах солей.
Морозостойкость бетона вычисляется до того момента, пока определенное количество повторенных циклов не уменьшит массу образца на 5 процентов и не снизит его прочность на 25 процентов. Именно число процедур, которые выдержал строительный материал, определяет его марку. Степень морозостойкости назначается также в зависимости от того, в какой сфере будет применяться этот бетон.
Морозостойкий бетон обладает особой структурой. Характер его пористости не позволяет объему льда создавать чересчур большое давление и замедляет процесс разрушения.
Морозостойкость бетона зависит только от количества макропор, так как вода в мелких порах не замерзает даже при максимально низких температурах, поэтому она не создает дополнительного напряжения. Таким образом, большое влияние оказывает характер, форма и объем крупных пор.
Морозостойкость бетона можно улучшить следующими способами:
- Уменьшением крупных пор повышением плотности бетона.
- Созданием дополнительных воздушных пор в бетоне с помощью введения определенных добавок. Если объем таких пор составит четверть объема замерзшей воды, то он не будет заполняться в процессе обычного водонасыщения. При этом в свободное пространство просочится незамерзшая вода, смещенная льдом, и тогда давление ослабнет.
Внутренний объем воздуха в морозостойком бетоне должен составлять от четырех до шести процентов. Количество воздуха зависит не только от расхода цемента и воды, но и от крупного заполнителя. Объем воздуха во внутренних порах бетона увеличивается тогда, когда возрастает расход воды и цемента, а размер фракций заполнителя, наоборот, понижается.
fb.ru
