Срок службы бетона: как увеличить. Срок службы бетона на открытом воздухе

Долговечность бетона

Износостойкость бетона

Согласно нормативным документам, долговечность бетона или его срок службы варьируется в пределах 50—100 лет. Все зависит от пропорций основных компонентов смеси и используемых добавок, улучшающих свойства бетона. Но, как показывает практика, преждевременное разрушение бетонных конструкций — довольно частое явление. Сегодня существует методы, позволяющие использовать потенциал бетонных материалов, существенно продлить эксплуатационный срок, сохранить стойкость поверхности в исходном виде.

Что оказывает влияние на долговечность?

Прежде чем определить подходящий метод укрепления поверхности бетона и продлить его срок службы, следует разобраться с параметрами, оказывающими на это влияние:

1. Состав материала. Марка прочности, класс водостойкости и прочие показатели цемента сильно влияют на прочность и надежность будущей конструкции. Также важна чистота и четко выдержанный фракционный состав наполнителей. Например, цемент М150 не может дать нужную сцепку всех компонентов, так как его вяжущие свойства ниже. Поэтому бетонные поверхности из этого материала нужно будет ремонтировать минимум раз в год. Следовательно, рекомендуется использовать марки с более высоким показателем стойкости к нагрузкам. Различные ненужные примеси также отрицательно действуют на характеристики стройматериала.
2. Пропорции основных ингредиентов. Известно, что с увеличением количества вяжущего компонента прочностные качества бетонного раствора увеличиваются, так как смесь плотнее ложиться, имеет меньше пустот, лучше трамбуется.
3. Тип заполнителя. Разницу следует показать на примере. Эксплуатационный срок керамзитобетонного блочного материала достигает 75 лет, а изготовленному на щепе арболиту первый капитальный ремонт потребуется уже на сороковом году функционирования.
4. Способ заливки бетоном. Снизить надежность конструкции легко при нарушении технологии заливки и соотношения ингредиентов к воде, слабом уплотнении, слишком медленной или ускоренной сушке, особенно если используются обогреватели.
5. Условия функционирования. Если при проектировании и выборе материалов не учтены условия, в которых будет функционировать сооружение, то не стоит ждать от него долговечности. Пагубно на бетоне сказывается чрезмерная влажность. Постоянное воздействие воды приводит к высолам. Также губительны резкие температурные перепады и морозы.
6. Вибрация и движения почвы.
7. Ветровая эрозия.
8. Химическая коррозия бетона и арматуры. Объясняется попаданием хлорид-ионов в бетонную смесь при применении определенных добавок, например, противогололедных реагентов, при эксплуатации во влажной среде и наличии источников с соленой водой.
9. Человеческий фактор. Недостаток знаний, опыта, внимания приводит к совершению ошибок в ходе приготовления бетонной смеси и на этапах строительства.

Как продлить эксплуатационный срок?

Придать бетону крепости и подлить длительность его эксплуатации можно разными методами. Каждый из них подбирается в зависимости от степени влияния факторов, перечисленных выше.

Правильная технология заливки

Правильная заливка бетона — гарантирует его крепость и длительность эксплуатации.

Важным этапом в данном способе является подбор состава и приготовление бетонной смеси. Ингредиенты и их количества подбираются согласно планируемым нагрузкам. Идеальным вариантом является выбор марки бетона и арматуры с запасом прочности. Не менее важно правильно подготовить основание. Грунт должен быть достаточно плотным и малоподвижным. Это позволит в дальнейшем избежать деформаций фундамента и трещин на стенах.

Уплотнение материала при заливке должно быть достаточным, чтобы удалить все пустоты и пузыри воздуха. От величины пористости, следовательно, плотности бетона напрямую зависит его влагонепроницаемость и долговечность. Хотя есть исключения. Например, газобетон отличается длительным сроком службы, несмотря на большое количество пустот. Это объясняется тем, что в порах скапливается и циркулирует достаточный объем воздуха, который компенсирует температурные деформации. Следовательно, даже замерзшая вода в газобетонной кладке не способна разрушить стены.

Срок сушки должен быть достаточным, чтобы цемент успел прореагировать, а структура не потеряла монолитности. Рекомендуется естественная сушка под полиэтиленовой пленкой с периодическим орошением бетонной поверхности.

В холодное время года проблема сушки решается постоянным подогревом бетонного раствора и изоляцией опалубки.

Модификаторы

Для продления срока службы рекомендуется использовать специфические добавки, повышающие устойчивость бетона к различным воздействиям. Популярной добавкой является фибра в виде тонких стальных волокон. Такие фиброволокна выполняют функцию арматуры с разницей в том, что работают они не в месте установки, а по всему объему смеси за счет равномерного распределения молекул.

Железнение поверхности

Железнение бетона – это улучшение технологических характеристик бетонного основания.

Обработка бетонного покрытия осуществляется специальным текучим или сухим цементным составом, гранулы которого укрепляют слабый приповерхностный слой свежего бетона. Железнением обеспечивается защита от высоких нагрузок, механических и климатических воздействий. Метод бывает сухим, когда цементная смесь наносится через сито на поверхность и разравнивается в слой 2 мм после впитывания влаги из бетона, и мокрым, когда готовые составы разводятся в воде на месте проведения железнения.

Изолирующие пропитки

Наиболее эффективны для обработки кладки и монолита силинги. Для их изготовления применяют быстротвердеющие полимеры, способные глубоко проникать в пустоты приповерхностного слоя и изолировать их. Пропитки повышают гидроизоляцию бетона, что существенно продлевает срок службы.

Но у пропитки есть отрицательные стороны. Она блокирует естественную циркуляцию воздуха. Поэтому такие составы рекомендованы для обработки полов, но не годятся для использования с целью укрепления бетонных стен жилых домов.

Своевременная заделка трещин

В период эксплуатации важно вовремя заделывать образовавшиеся трещины на поверхности бетона. Они неизбежно будут возникать по причине естественного расширения структуры. Если не заделать дефект, в скором времени образуется широкая щель, отремонтировать которую обойдется дороже.

Термошов

Этапы ремонтных работ шва.

Нарезание швов осуществляется глубиной на треть бетонного слоя или толщиной 5 мм. Для этого используются мастерок, шпатель или гвоздь. Делать прорезку удобнее в свежесхватившемся растворе. Если бетонный слой застыл, тогда нарезать швы лучше болгаркой с насадкой для работы по камню.

Нельзя оставлять шов открытым, если бетонная поверхность находится на улице. Чтобы он не заполнился водой, а затем не замерз, шов заполняется герметиком, смолой или битумом. В помещении можно использовать для этих целей монтажную пену.

Рекомендуется размещать термошвы на перпендикулярных и параллельных стыках, у кирпичных столбов, колонн, перекрытий.

Вентилируемые фасады

Известно, что бетонной кладке нужна надежная защита от влияния внешних воздействий. С этой задачей справляются вентилируемые фасадные системы. Например, газобетон с невентилируемой системой прослужит только 50 лет, а с вентилируемой — более 100. Такой эффект достигается за счет обеспечения естественной циркуляции воздуха, выводящего избыток влаги из стеновых пор.

Составы-водопонизители

Специфическая химическая добавка способна решить проблему коррозии стали в арматурном каркасе и бетонного камня путем регулирования содержания хлорид-ионов.

Вывод

Основными причинами, разрушающими бетон, являются:

• ошибки в проектировании и при заливке;
• низкое качество ингредиентов смеси;
• превышение норм нагрузок;
• коррозия арматуры;
• колебания процента влажности внутри бетона;
• резкие и частые колебания температур;
• агрессивное воздействие и механический износ поверхности;
• естественная деформация материала.

На некоторые из перечисленных факторов можно повлиять использованием современных добавок, пропиток, технологий отделки и облицовки. Этого будет достаточно для увеличения долговечности и стойкости бетонной конструкции, вопреки ее естественному износу с течением времени.

kladembeton.ru

Продление срока службы бетона

Срок службы бетона или, другими словами, его долговечность – это способность данного материала сохранять набранную прочность за длительный период эксплуатации конструкций, находящихся в контакте с внешней средой, и соответствовать заданным требованиям эксплуатации.

При неправильном изготовлении раствора очень быстро покрывается трещинами и конструкции выполненные из него приходят в негодность.

Бетон не ржавеет и не гниет, по своей прочности почти не уступает природному камню. Поэтому долговечность должна теоретически составлять от 60 до 100 лет.

Практика показывает, что зачастую конструкции разрушаются через несколько сезонов эксплуатации, а то и после первых морозов.

Для того чтобы увеличить долговечность, нужно выяснить, что является причиной его разрушения.

Основные причины, приводящие к разрушениям:

• ошибки, допущенные при проектировании и на стадии заливки;
• некачественные и несоответствующие составляющие;
• превышение допустимых нагрузок на конструкции;
• коррозия арматурной конструкции;
• изменение влажности внутри построек;
• частые и резкие температурные перепады;
• наличие в окружающей среде агрессивных активных химических веществ;
• механический износ конструкций под воздействием внешних нагрузок;
• деформация материала, возникающая из-за температурных изменений.

Инструменты и материалы

Для увеличения срока службы на стадии заливки понадобятся инструменты и материалы:

Водно-битумная эмульсия должна иметь вязкую консистенцию и темно-коричневый цвет.

• кисть;
• лейка или распылитель;
• мастерок;
• болгарка;
• диск по бетону или камню;
• водостойкая бумага;
• водно-битумная эмульсия;
• этинолевый лак;
• известковое молочко;
• защитная пленка;
• порошок для железнения;
• монтажная пена.

Первое необходимое условие, для того чтобы обеспечить долговечность, – это правильный выбор его составляющих и их пропорций: щебня, гравия, воды, цемента и добавок.

Главнейший момент при планировании работ – выбор цемента.

Самый распространенный цемент – это портландцемент марок 400-500. Относительно быстро твердеет, обладает повышенной прочностью. Содержит минеральные добавки.

Глиноземлистый цемент взаимодействуя с водой выделяет большое количество тепла, из-за чего он быстро застывает.

Глиноземистый цемент марок 400-600 – вид цемента, который при взаимодействии с водой выделяет повышенное количество теплоты, поэтому раствор, изготовленный на его основе, твердеет быстрее.

Гипсоглиноземистый цемент встречается редко, основная его особенность – относительно большое расширение при твердении.

Сульфатостойкий цемент марок 300-500 – цемент, обладающий устойчивостью к воздействиям химически активных сред, в том числе морской воды.

Пуццолановый цемент незаменим при использовании во влажной среде, обладает повышенной водонепроницаемостью и, как следствие, морозоустойчивостью.

Ошибки начинающих

Многих ошибок, из-за которых снижается срок службы, можно избежать на стадии проектирования и заливки.

Читайте также:  Показатель морозостойкости щебня

Самая грубая и распространенная ошибка при заливке: для того чтобы стяжку было легче ровнять и чтобы раствор полностью заполнял траншеи, проливался между камнями, его стараются делать редким, а после схватывания разбавляют водой. Ошибка состоит в том, что избыточная вода не вступает в реакцию с цементом. При затвердевании она образует пустоты, которые впоследствии вызывают микротрещины, приводящие к разрушению.

Замедление высыхания

Если был приготовлен слишком жидкий раствор, то при его застывании на поверхности из-за неравномерной осадки будут появляться трещины.

Во время высыхания раствор осаждается. Если раствор был слишком жидким, усадка проходит неравномерно. Как следствие образуются трещины. Они незаметны внутри, хорошо видны на поверхности.

Из раствора с переизбытком воды получается пористый бетон, который впоследствии активно впитывает атмосферную влагу и разрушается от морозов.

Если же необходимо получить жидкий раствор, то на каждый дополнительный л воды следует добавить 2 кг цемента.

Многие начинающие строители считают, что для полного застывания достаточно трех суток, выждав этот срок, можно переходить к следующим этапам работ. Полное застывание в естественных условиях длится до 25 лет. Чтобы сократить время высыхания, в раствор вносят добавки, ускоряющие этот процесс. Избыточное количество добавок только уменьшит срок службы. Самый прочный и качественный бетон – высохший в естественных условиях

Срок службы можно увеличить, если во время высыхания обеспечить его повышенную влажность, особенно при высокой температуре воздуха, ветре, если бетон освещается солнечными прямыми лучами. Для этого через 12 часов после заливки его начинают поливать. Поливать в первое время нужно аккуратно, желательно из лейки, чтобы сильными струями воды не разрушить верхний слой. Чем дольше он будет находиться во влажном состоянии, тем дольше будет срок его службы. Чтобы облегчить работу, бетон можно укрыть слоем опилок, водостойкой бумагой или пленкой. Увлажнять нужно до 15 дней. За это время раствор набирает 70% своей предполагаемой прочности.

Более затратным, но и более эффективным является покрытие верхнего слоя водно-битумной эмульсией или этинолевым лаком. Вещества наносятся кистью или распылителем. Они создают защитную пленку. Пленка препятствует быстрому испарению воды. В эмульсию можно добавлять известковое молочко. Оно придает пленке светлую окраску, которая увеличивает отражение солнечных лучей и не дает поверхности нагреваться.

http://youtu.be/UIbPUOy59Zw

При застывании выделяется тепло. Если объем раствора достаточно большой, температура внутри него может возрасти на десяток градусов. Полив водой способствует охлаждению и нормализации температуры.

Железнение и термошвы

Еще один способ продлить срок службы – его железнение.

Читайте также:  Пропорции цементно-песчаного раствора

Железнение, как многие считают, способно увеличить крепость. На самом деле это не так. Оно служит для увеличения твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляционных свойств.

На этапе железнения в свежий или схватившийся раствор вносится специальный порошок или цемент. Затем они затираются мастерком.

Практикуется использование специальных смесей. В их состав входят алюминат натрия, корунд, жидкое стекло, различные модификаторы. Они придают дополнительные свойства верхнему слою.

Железнение способствует твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляции.

Существует два основных приема железнения – сухой и мокрый.

При сухом способе на горизонтальную поверхность через сито насыпается цемент слоем до 2 мм. Затем он уплотняется мастерком. Сухой цемент вытягивает из стяжки влагу и становится похожим на тесто, которое затем выравнивается и разглаживается мастерком.

В случае мокрого нанесения сначала разводится состав, а затем тонким слоем наносится на поверхность, причем поверхность может быть наклоненной к горизонту.

После железнения и высыхания можно нанести защитный полимерный слой с добавлением красителей.

Нельзя заливать сразу слишком большую площадь, так как при жаркой погоде бетон начинает расширяться и саморазрушаться.

Часто хозяева и заказчики стараются залить большие площади за один прием, чтобы не было видно стыков. Это приводит к уменьшению срока службы, потому что в жаркую погоду при нагревании расширяется и сам себя разрушает.

Увеличить срок службы подъездных и садовых дорожек, полов, сделанных из бетона, можно с помощью термошвов. Самый дешевый и простой способ их сделать – заливать бетон не сплошным слоем, а поэтапно, отделяя участки друг от друга вставками из нескольких слоев рубероида, фанеры или дощечек толщиной 5 мм.

Второй способ – нарезание швов. Термошов прорезается на глубину 1/3 всего слоя, толщина – до 5 мм. Можно прорезать любым подручным инструментом (мастерком, шпателем, гвоздем) в только что схватившемся растворе. В застывшем растворе прорезается болгаркой с диском по камню или бетону. Если стяжка находится под открытым небом, шов нельзя оставлять открытым. Он заполнится водой, тогда во время морозов лед его разорвет. Заполняется герметиком, битумом или смолой. В крытых помещения можно применить монтажную пену.

Термошов следует делать в местах примыканий к бетонным и, особенно, кирпичным столбам, в местах Т-образных стыков поверхностей.

http://youtu.be/JU4tkbSPdAg

Очень часто хозяева дач и личных домов самостоятельно отливают тротуарную плитку, бордюры, шляпки столбов. Свежеизготовленные изделия не отличаются от заводских. Но их срок службы составляет 2-3 сезона, после чего они разрушаются. Причина в том, что в домашних условиях не удается удалить из них воздух и излишки воды. В образовавшиеся поры проникает вода, которая во время морозов их разрушает. В заводских условиях эти изделия изготавливаются на вибростолах или прессованием. Эти технологии позволяют получить не пористый, а плотный бетон, который не боится промерзаний. В домашних условиях увеличить морозостойкость и увеличить срок их службы можно с помощью пластификаторов.

Несмотря на объективные причины, приводящие к разрушению бетона, есть и субъективные, которых можно избежать.

Page 2

• Армирование
• Виды
• Изготовление
• Инструменты
• Монтаж
• Расчёт
• Ремонт

1pobetonu.ru

Долговечность бетона и железобетона

Долговечность материалов характеризуется сроком службы, в течение которого они сохраняют работоспособность.

Исчерпание долговечности происходит при достижении предельного состояния, после чего дальнейшая эксплуатация становится либо технически невозможной, либо экономически нецелесообразной. Долговечность бетона (и железобетонной конструкции) зависит как от его свойств, так и от характеристик среды, в которой он эксплуатируется. Поэтому при проектировании бетона должны учитываться условия его эксплуатации.

Фактическая долговечность бетонных и железобетонных конструкций

Опыт эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций и сооружений дает примеры их высокой долговечности. Наиболее известный — Пантеон (храм всех богов) в Риме с куполом из легкого бетона пролетом 43 м. Его возраст около 2000 лет. Хотя железобетон, в отличие от бетона, существует лишь чуть больше 150 лет, имеется ряд сооружений почти такого же возраста, прекрасно сохранившихся.Предложены формулы для расчета долговечности железобетона, в которых влияющие на нее факторы варьируются в широких пределах. По формуле ВНИИ железобетона при самых низких уровнях долговечность составила 5 лет, а при самых высоких — 269 лет.Если возможность столь высокой долговечности предстоит еще проверить, то прогнозы минимальной долговечности достаточно точны. Имеется значительное количество случаев разрушения железобетонных конструкций после 2-3 лет эксплуатации. При этом ситуация отнюдь не улучшилась в последние десятилетия. Весьма уязвимыми являются дороги и мосты, подвергающиеся совместному действию влаги, мороза и хлористых солей, морские сооружения. Ряд конструкций, эксплуатирующихся во влажных условиях при одновременном действии мороза, также имеет недостаточную долговечность. Остается проблемой долговечность конструкций, подвергающихся действию агрессивных сред. В частности, повышается число случаев внутренней коррозии бетона вследствие увеличения содержания щелочей в цементе в последнее время.Одним из факторов, изменившихся не в пользу долговечности бетона, является повышение тонкости помола цементов. Оно определяется необходимостью повышения ранней прочности бетона, улучшения использования цемента, снижения расхода сырьевых ресурсов.

Но это приводит к уменьшению клинкерного фонда в бетоне, играющего в обеспечении его долговечности значительную роль. Благодаря ему происходит дальнейшее твердение бетонов на обычных цементах после 28 суток. В возрасте трех-шести месяцев их прочность повышается примерно на класс. Происходит уплотнение структуры таких бетонов, снижается их проницаемость — важнейший фактор долговечности. Существенной является и способность бетона с достаточным клинкерным фондом к самозалечиванию микротрещин. Бетоны на тонкомолотых цементах практически не обладают такими свойствами.

www.uniexo.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Требования по прочности к крупному заполнителю.  [1]

Долговечность бетона зависит от качества материалов. Следует применять портландцементы без минеральных добавок с содержанием С3А до 8 %, пластифицированные и гидрофобные цементы или вводить ПВА в бетонные смеси. Песок и крупный заполнитель должны быть высокого качества.  [2]

Долговечностью бетона называется его способность длительно, в предусмотренных проектами пределах, сохранять свои эксплуатационные свойства.  [3]

Обычно долговечность бетона определяют как стойкость бетона к попеременному замораживанию и оттаиванию.  [4]

Увеличение долговечности бетонов ( особенно обладающих повышенной пористостью), в первую очередь, связано с их защитой от проникновения воды.  [5]

Обеспечение долговечности бетона и железобетона сооружений, работающих в агрессивных средах, - одна из основных проблем, которая требует быстрейшего разрешения, в первую очередь для строительства сооружений химической промышленности. Одним из важных факторов, который способствует повышению стойкости железобетона, работающего в агрессивных средах, является правильный выбор стойких материалов для бетона. Однако применение бетона повышенной стойкости в сильно агрессивных средах химической, нефтехимической и металлургической промышленности не всегда может обеспечить требуемую долговечность железобетонных конструкций в целом и поэтому в ряде случаев необходимы дополнительные специальные меры защиты конструкций от коррозии.  [6]

Повышение долговечности бетона при введении в его состав полимеров объясняется комплексным действием двух основных факторов [1]: во-первых, образованием мелкопористой структуры бетона при выделении водорода с разрывом связи Si - Н и вовлечения воздуха при применении алюмосиликонатов и силиконатов натрия и, во-вторых, адсорбцией на стенках пор и капилляров полиорганосилоксанов, придающих бетону гидрофобность.  [7]

Условия долговечности бетона, железобетона.  [8]

Качество и долговечность бетонов определяются основными показателями физико-механических и упруго-пластических свойств, а также стойкостью бетона во времени под воздействием неблагопрятных факторов.  [9]

Несомненно, долговечность бетона и бетонных конструкций связана с ростом прочности, компенсирующим ослабляющие эффекты.  [10]

При определении долговечности бетона в агрессивной водной среде, содержащей угольную кислоту, следует считаться не только со стойкостью цементного замеса, но и со стойкостью наполнителя, так как может произойти стремительное разрушение карбонатных пород.  [11]

Для увеличения долговечности бетона ( морозостойкости, водонепроницаемости, водостойкости и стойкости в агрессивных средах) комлевая часть железобетонных опор и приставок пропитывается битумом и каменноугольной смолой.  [12]

При определении долговечности бетона в агрессивной водной среде, содержащей угольную кислоту, следует считаться не только со стойкостью цементного замеса, но и со стойкостью наполнителя, так как может произойти стремительное разрушение карбонатных пород.  [13]

Для повышения долговечности бетона с добавками хлористых солей и замедления схватывания бетонной смеси рекомендуется применять пластифицированный цемент и вводить воздухововлекающие добавки ( абиетиновую смолу, с.  [14]

Методы определения долговечности бетона значительно более сложны, длительны и трудоемки, чем определение прочности. Тем не менее необходимо иметь возможность определять долговечность бетона как при проектировании и строительстве, так и при эксплуатации зданий и сооружений из бетона и железобетона. Несмотря на стремление к расширению изучения физико-химической механики, реологии бетонной смеси и структуры затвердевшего бетона, достаточно надежных и быстрых способов определения долговечности бетона не установлено. Большое разнообразие свойств материалов и способов изготовления изделий из бетона и железобетона или возведения зданий и сооружений из монолитного бетона, с одной стороны, и многообразие факторов, воздействующих на бетон в процессе его службы, с другой, е позволяет дать точного теоретического или экспериментального решения вопроса о долговечности бетона.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

vest-beton.ru

Срок службы бетона: как увеличить

Продление срока службы бетона

Срок службы бетона или, другими словами, его долговечность – это способность данного материала сохранять набранную прочность за длительный период эксплуатации конструкций, находящихся в контакте с внешней средой, и соответствовать заданным требованиям эксплуатации.

При неправильном изготовлении раствора очень быстро покрывается трещинами и конструкции выполненные из него приходят в негодность.

Бетон не ржавеет и не гниет, по своей прочности почти не уступает природному камню. Поэтому долговечность должна теоретически составлять от 60 до 100 лет.

Практика показывает, что зачастую конструкции разрушаются через несколько сезонов эксплуатации, а то и после первых морозов.

Для того чтобы увеличить долговечность, нужно выяснить, что является причиной его разрушения.

Основные причины, приводящие к разрушениям:

• ошибки, допущенные при проектировании и на стадии заливки;
• некачественные и несоответствующие составляющие;
• превышение допустимых нагрузок на конструкции;
• коррозия арматурной конструкции;
• изменение влажности внутри построек;
• частые и резкие температурные перепады;
• наличие в окружающей среде агрессивных активных химических веществ;
• механический износ конструкций под воздействием внешних нагрузок;
• деформация материала, возникающая из-за температурных изменений.

Инструменты и материалы

Для увеличения срока службы на стадии заливки понадобятся инструменты и материалы:

Водно-битумная эмульсия должна иметь вязкую консистенцию и темно-коричневый цвет.

• кисть;
• лейка или распылитель;
• мастерок;
• болгарка;
• диск по бетону или камню;
• водостойкая бумага;
• водно-битумная эмульсия;
• этинолевый лак;
• известковое молочко;
• защитная пленка;
• порошок для железнения;
• монтажная пена.

Первое необходимое условие, для того чтобы обеспечить долговечность, – это правильный выбор его составляющих и их пропорций: щебня, гравия, воды, цемента и добавок.

Главнейший момент при планировании работ – выбор цемента.

Самый распространенный цемент – это портландцемент марок 400-500. Относительно быстро твердеет, обладает повышенной прочностью. Содержит минеральные добавки.

Глиноземлистый цемент взаимодействуя с водой выделяет большое количество тепла, из-за чего он быстро застывает.

Глиноземистый цемент марок 400-600 – вид цемента, который при взаимодействии с водой выделяет повышенное количество теплоты, поэтому раствор, изготовленный на его основе, твердеет быстрее.

Гипсоглиноземистый цемент встречается редко, основная его особенность – относительно большое расширение при твердении.

Сульфатостойкий цемент марок 300-500 – цемент, обладающий устойчивостью к воздействиям химически активных сред, в том числе морской воды.

Пуццолановый цемент незаменим при использовании во влажной среде, обладает повышенной водонепроницаемостью и, как следствие, морозоустойчивостью.

Ошибки начинающих

Многих ошибок, из-за которых снижается срок службы, можно избежать на стадии проектирования и заливки.

Самая грубая и распространенная ошибка при заливке: для того чтобы стяжку было легче ровнять и чтобы раствор полностью заполнял траншеи, проливался между камнями, его стараются делать редким, а после схватывания разбавляют водой. Ошибка состоит в том, что избыточная вода не вступает в реакцию с цементом. При затвердевании она образует пустоты, которые впоследствии вызывают микротрещины, приводящие к разрушению.

Замедление высыхания

Если был приготовлен слишком жидкий раствор, то при его застывании на поверхности из-за неравномерной осадки будут появляться трещины.

Во время высыхания раствор осаждается. Если раствор был слишком жидким, усадка проходит неравномерно. Как следствие образуются трещины. Они незаметны внутри, хорошо видны на поверхности.

Из раствора с переизбытком воды получается пористый бетон, который впоследствии активно впитывает атмосферную влагу и разрушается от морозов.

Если же необходимо получить жидкий раствор, то на каждый дополнительный л воды следует добавить 2 кг цемента.

Многие начинающие строители считают, что для полного застывания достаточно трех суток, выждав этот срок, можно переходить к следующим этапам работ. Полное застывание в естественных условиях длится до 25 лет. Чтобы сократить время высыхания, в раствор вносят добавки, ускоряющие этот процесс. Избыточное количество добавок только уменьшит срок службы. Самый прочный и качественный бетон – высохший в естественных условиях

Срок службы можно увеличить, если во время высыхания обеспечить его повышенную влажность, особенно при высокой температуре воздуха, ветре, если бетон освещается солнечными прямыми лучами. Для этого через 12 часов после заливки его начинают поливать. Поливать в первое время нужно аккуратно, желательно из лейки, чтобы сильными струями воды не разрушить верхний слой. Чем дольше он будет находиться во влажном состоянии, тем дольше будет срок его службы. Чтобы облегчить работу, бетон можно укрыть слоем опилок, водостойкой бумагой или пленкой. Увлажнять нужно до 15 дней. За это время раствор набирает 70% своей предполагаемой прочности.

Более затратным, но и более эффективным является покрытие верхнего слоя водно-битумной эмульсией или этинолевым лаком. Вещества наносятся кистью или распылителем. Они создают защитную пленку. Пленка препятствует быстрому испарению воды. В эмульсию можно добавлять известковое молочко. Оно придает пленке светлую окраску, которая увеличивает отражение солнечных лучей и не дает поверхности нагреваться.

При застывании выделяется тепло. Если объем раствора достаточно большой, температура внутри него может возрасти на десяток градусов. Полив водой способствует охлаждению и нормализации температуры.

Железнение и термошвы

Еще один способ продлить срок службы – его железнение.

Железнение, как многие считают, способно увеличить крепость. На самом деле это не так. Оно служит для увеличения твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляционных свойств.

На этапе железнения в свежий или схватившийся раствор вносится специальный порошок или цемент. Затем они затираются мастерком.

Практикуется использование специальных смесей. В их состав входят алюминат натрия, корунд, жидкое стекло, различные модификаторы. Они придают дополнительные свойства верхнему слою.

Железнение способствует твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляции.

Существует два основных приема железнения – сухой и мокрый.

При сухом способе на горизонтальную поверхность через сито насыпается цемент слоем до 2 мм. Затем он уплотняется мастерком. Сухой цемент вытягивает из стяжки влагу и становится похожим на тесто, которое затем выравнивается и разглаживается мастерком.

В случае мокрого нанесения сначала разводится состав, а затем тонким слоем наносится на поверхность, причем поверхность может быть наклоненной к горизонту.

После железнения и высыхания можно нанести защитный полимерный слой с добавлением красителей.

Нельзя заливать сразу слишком большую площадь, так как при жаркой погоде бетон начинает расширяться и саморазрушаться.

Часто хозяева и заказчики стараются залить большие площади за один прием, чтобы не было видно стыков. Это приводит к уменьшению срока службы, потому что в жаркую погоду при нагревании расширяется и сам себя разрушает.

Увеличить срок службы подъездных и садовых дорожек, полов, сделанных из бетона, можно с помощью термошвов. Самый дешевый и простой способ их сделать – заливать бетон не сплошным слоем, а поэтапно, отделяя участки друг от друга вставками из нескольких слоев рубероида, фанеры или дощечек толщиной 5 мм.

Второй способ – нарезание швов. Термошов прорезается на глубину 1/3 всего слоя, толщина – до 5 мм. Можно прорезать любым подручным инструментом (мастерком, шпателем, гвоздем) в только что схватившемся растворе. В застывшем растворе прорезается болгаркой с диском по камню или бетону. Если стяжка находится под открытым небом, шов нельзя оставлять открытым. Он заполнится водой, тогда во время морозов лед его разорвет. Заполняется герметиком, битумом или смолой. В крытых помещения можно применить монтажную пену.

Термошов следует делать в местах примыканий к бетонным и, особенно, кирпичным столбам, в местах Т-образных стыков поверхностей.

Очень часто хозяева дач и личных домов самостоятельно отливают тротуарную плитку, бордюры, шляпки столбов. Свежеизготовленные изделия не отличаются от заводских. Но их срок службы составляет 2-3 сезона, после чего они разрушаются. Причина в том, что в домашних условиях не удается удалить из них воздух и излишки воды. В образовавшиеся поры проникает вода, которая во время морозов их разрушает. В заводских условиях эти изделия изготавливаются на вибростолах или прессованием. Эти технологии позволяют получить не пористый, а плотный бетон, который не боится промерзаний. В домашних условиях увеличить морозостойкость и увеличить срок их службы можно с помощью пластификаторов.

Несмотря на объективные причины, приводящие к разрушению бетона, есть и субъективные, которых можно избежать.

По материалам сайта: http://1pobetonu.ru

fix-builder.ru

» Способы ухода за бетоном после заливки

С момента своего появления искусственный камень постепенно приобрел популярность как один из наиболее надежных и долговечных строительных материалов. При соблюдении технологии производства и строительных норм во время заливки конструкции, срок службы искусственного камня превышает 150 лет. Именно поэтому искусственный камень остается наиболее востребованным при создании объектов любой сложности и назначения.

Одним из ключевых этапов технологии бетонирования является уход за бетоном. Процесс твердения материала начинается сразу после заливки смеси в конструкцию и продолжается в течение последующих 28 суток. Хотя постепенное нарастание прочности и гидратация вяжущего протекают в течение всей жизни строительного материала.

Специфика работы с материалом

Фактически все свойства бетона как строительного материала зависят от того, как протекает формирование цементного камня в результате гидратации вяжущего. При взаимодействии с водой минералы цемента переходят в гидраты и формируют кристаллический каркас.

Фактически цементный камень связывает все частицы заполнителя в единую монолитную структуру, поэтому, чем выше его плотность и прочность, тем более качественным будет бетон.

Охлаждение

В процессе гидратации цемента выделяется большое количество тепла, раствор сам себя разогревает. Поэтому при заливке массивной конструкции обязательно предусматривается система охлаждения материала. В летнее время чаще всего применяют различные химические добавки, замедляющие процесс гидратации и тепловыделения.

Предотвращение замерзания

При работе в условиях отрицательных температур важно предотвратить замерзание бетона до достижения им критической прочности. При снижении температуры в теле конструкции за отметку 0 °C свободная вода замерзает и разрушает материал изнутри.

В результате после оттаивания такой искусственный камень будет обладать более низкой прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.

Контроль влажности

В любой период важно ухаживать за материалом и предотвращать потерю воды с поверхности конструкции после укладки. При испарении влаги верхний слой материала обезвоживается, что приводит к остановке гидратации.

В результате в теле бетона возникает градиент температур, и процесс твердения протекает неравномерно. Итогом может стать частичное разрушение верхнего слоя, а также образование микротрещин в теле материала, что негативно сказывается на его прочности и долговечности.

Влияние условий бетонирования

Необходимо учитывать все погодные факторы, которые наблюдаются при проведении работ.

Ветер

Так, сильный боковой ветер может привести к быстрой потере температуры смеси и свежеуложенного бетона. В межсезонье и зимний период при сильном ветре работы чаще всего выполняются внутри помещения.

Бетонирование на открытом воздухе ведется только при устройстве тепляков.

Дождь

Не менее важным фактором является дождливая погода. Конечно, бетон нуждается в постоянном увлажнении, но при существенном выпадении осадков в опалубке может задержаться большое количество воды. После заливки материала в такую оснастку водоцементное отношение в растворе может существенно увеличиться, что приведет к снижению его прочности и долговечности.

Избыток эмульсии для опалубки

Не допускается также избыток смазки в опалубке. При чрезмерном нанесении любого типа смазки часть ее проникает в верхние слои материала, полностью останавливая гидратацию. Глубина проникновения может составлять более 5 см, что приводит к полной негодности конструкции из-за нарушения защитного слоя материала относительно арматуры. Такие элементы не подлежат ремонту, поэтому вырубаются и заливаются снова.

Во избежание снижения основных свойств бетона и брака целого элемента конструкции необходимо всего лишь соблюсти все правила работы с раствором и обеспечить должный уход за бетоном. Все требования к оснастке, условиям бетонирования и методам защиты свежеуложенного материала прописываются в проекте производства работ на конкретном строительном объекте, но основой для них служат действующие нормативные документы – СНиП и ГОСТ.

Методы защиты свежеуложенного бетона

Уход за бетоном в разные периоды года существенно отличается. Именно поэтому в нормативных документах, в том числе в СНиП 3.03.01, различают два блока работ:

1. Зимнее бетонирование.
2. Проведение работ в жаркий период.

Способы ухода за свежеуложенным материалом в зависимости от температуры окружающей среды значительно отличаются. Поэтому и рассматривать их лучше отдельными блоками.

Работа при высоких температурах

Защита материала в жаркий период начинается еще на этапе транспортировки бетонной смеси. Из-за постепенного нагрева чаши автобетоносмесителя скорость испарения воды из смеси возрастает каждые 20 – 30 минут. В результате раствор может начать твердеть еще до заливки в конструкцию.

Внесение добавок

Для предотвращения подобного негативного явления применяют специальные добавки – регуляторы времени сохранения подвижности. Но даже их эффекта может не хватить. Так, в крупных городах из-за пробок процесс транспортировки растягивается на 3 – 4 часа, и еще около 2 часов потребуется на разгрузку и укладку смеси в конструкцию.

СНиП 52-01-2003 допускает восстановление подвижности смеси за счет введения небольшого количества химических добавок. Этот метод носит название дробное дозирование.

Изоляция материала

После заливки бетона в конструкцию необходимо изолировать все открытые поверхности материала для предотвращения потери влаги. Для этих целей применяется два способа защиты:

1. Использование пленочных материалов.
2. Нанесение специальных пленкообразующих композитов.

Второй вариант гораздо удобнее, так как предполагает простое распыление специальных составов на основе силиконов или натуральных полимеров на открытые поверхности конструкции.

Увлажнение

В летнее время ухаживать за бетоном необходимо в течение 7 – 14 дней после его заливки. До снятия оснастки открытая поверхность материала постоянно смачивается водой. После распалубки вся конструкция дополнительно смачивается для предотвращения образования трещин. Поливать материал необходимо по мере полного испарения воды с поверхности конструкции.

При температуре не более 25 °C полив может осуществляться один раз в сутки, при более высоких значениях – не менее 2 раз в 24 часа.

Зимнее бетонирование

Основная защита материала в период отрицательных температур окружающего воздуха заключается в предотвращении замерзания бетона и разрушения его структуры. В строительстве используются разные способы прогрева:

• устройство тепляков;
• метод термоса;
• электропрогев;
• применение греющего провода и опалубки.

Устройство термоса

Одним из самых простых является метод термоса, который заключается в изоляции опалубки любыми доступными материалами. В результате бетон разогревается за счет экзотермии (реакции гидратации) и обогревает сам себя.

Комбинированный способ

Чаще всего уход за бетоном в зимнее время представляет собой комплексный подход к сохранению тепла в конструкции с одновременным ее разогревом. В результате такой обработки уже к 3 – 5 суткам после укладки бетон набирает порядка 70 – 80% проектной прочности.

Необходимо отметить, что движение работников по поверхности возможно при достижении им прочности не менее 5 МПа. Распалубка производится при достижении критической прочности (20 — 50% от проектной в зависимости от класса бетона). Нагружение конструкции возможно только после достижения 80% от проектной прочности материала.

Использование электроэнергии

Подача тепла в тело бетона за счет введения электродов (электропрогрев) или использования греющих проводов и оснастки является самым популярным вариантом защиты конструкции от замерзания. Ухаживать за свежеуложенным материалом таким способом проще всего, ведь он не требует сооружения дополнительных конструкций с установкой обогревателей, как тепляк, или полной изоляции опалубки, как термос.

Схема любого типа прогрева прописывается в проекте производства работ для конкретного объекта, при этом типовые варианты установки электродов или греющего кабеля можно найти в СНиПах и приложениях к ним. Подача электричества от генератора производится только после укладки смеси и полной изоляции опалубки. При подаче тока в тело бетона обогреваемые элементы огораживаются для предотвращения случайного касания рабочими.

Распалубка производится после отключения генератора и снятия статического электричества. По правилам техники безопасности каждый элемент опалубки должен быть заземлен.

Любой прогрев чаще всего выполняется в течение 72 – 120 часов при поддержании температуры в теле бетона не менее 40 °С. При совмещении электропрогрева и метода термоса время подачи тепла может быть сокращено до 48 часов при дополнительной выдержке бетона минимум 5 – 7 суток.

Защита готовой конструкции

Несмотря на уникальные свойства искусственного камня, этому материалу не помешает защита и после достижения проектной прочности и всех заложенных характеристик. В зависимости от условий работы внешние элементы конструкции дополнительно обрабатываются гидрофобизирующими и гидроизоляционными композитами. Возможно нанесение упрочняющих составов, защищающих верхний слой материала от разрушения.

При обеспечении должного ухода за бетоном в период его твердения и эксплуатации срок службы материала увеличивается до 150 – 200 лет.

tehno-beton.ru

Средства защиты для бетона: материалы и методы

Сегодня бетон считается наиболее востребованным и надежным стройматериалом. Однако при эксплуатации бетонных конструкций их износ в итоге неизбежен. Через некоторое время на бетоне возникают трещины и разрушения. Продлить срок службы бетона можно за счет использования средств защиты цементных поверхностей. Бетон важно своевременно покрыть слоем защитного состава.

Что негативно влияет на бетон?

На состояние цемента влияют многие факторы. Влияния окружающей среды вредит бетону, поэтому необходимо своевременно обработать бетонную поверхность. Перед проведением работ и нанесением пропитки важно определить основные негативные воздействия, которым может подвергаться уличный бетон. В частности, попадание влаги и перепады температуры вызывают изменения структуры изделий. Агрессивные среды (щелочь, различные кислоты) провоцируют разрушение слоя.

Отрицательный эффект усиливается, если перечисленные факторы одновременно воздействуют на уличные площадки. Например, регулярный контакт с влагой и пониженными температурами приводит к большей деформации, нежели влияние факторов по отдельности. Поэтому строители стараются вовремя защитить поверхности и покрыть их специальной пропиткой. В противном случае возможно и образование глубинных трещин в растворе с бетоном. Если не воспользоваться защитой, в цементных конструкциях возникнут разломы.

Вернуться к оглавлению

Как защитить бетон?

Различают два метода подготовки наружных поверхностей: пропитка и создание влагостойкого слоя. Покрытие для бетона на улице представляет собой надежную защиту конструкций, которая продлит срок эксплуатации изделий. Как известно, наружные волнорезы из бетона, обработанные специальными средствами, способны противостоять постоянному влиянию влаги в течение длительного времени. Уличное наружное защитное покрытие сделает площадку более устойчивой к воздействию агрессивных сред.

Вернуться к оглавлению

Материалы для защиты

Чтобы подготовить поверхность, специалисты используют пропиточные средства. На рынке представлены разные материалы, но все выполняют одну функцию – спасают бетон от проникновения жидкости. Гидрофобизация помогает обезопасить стройматериал. Такие работы можно проводить самостоятельно, без помощи профессионала. Этот метод имеет недостатки. Основным из них является то, что, несмотря на уменьшение смачивания поверхности, поры стройматериала остаются открытыми.

Создание водоупорной пленки имеет ряд особенностей. Например, недостатком способа считается плохая паропроницаемость смесей, применяемых при проведении работ. Кроме того, защитные покрытия со временем разрушаются, поэтому их необходимо периодически наносить заново. Однако можно несколько улучшить и продлить эффект за счет совмещения пропиточного состава и пленки. Но делать это следует на основе одинаковых компонентов. Помимо этого, можно воспользоваться кремнийорганическими лаками и акрилатами.

Вернуться к оглавлению

Методы защиты

1. Защита бетона от появления трещин. Важный этап защиты конструкций и площадок от воздействия агрессивных веществ, который должен проводиться в процессе возведения и непосредственно перед отделкой. Попадание жидкости и развитие грибка разрушают изделия из бетона, находящиеся в среде с повышенной влажностью. К составам, которыми обрабатывают конструкции, относятся специальные антисептики, лаки, краски и противогрибковые пропитки. При изготовлении элементов и их монтаже необходимо соблюдать правила, прописанные в инструкции, использовать стройматериалы, способные выдержать негативное влияние внешней среды. Уберечь здания от появления трещин можно за счет изоляции и нанесения антикоррозионных составов.
2. Защита бетона от ржавчины. Этот метод необходимо применять для обрабатывания мостов, фасадов зданий, которые периодически намокают из-за выпадения осадков и подвергаются разрушительному воздействию агрессивных веществ, газов. Вместе с тем конструкции мостов и резервуаров, находящиеся в постоянном контакте с жидкостями, нуждаются в таких материалах. Для этого применяют составы, обеспечивающие гидроизоляцию, устойчивость к веществам и вредным средам. В резервуарах коррозия поражает изделия на пятьдесят сантиметров в глубину. Различают несколько способов, способствующих защите бетонированных конструкций от появления коррозии. Стоит отметить, что ржавчина развивается в пористом бетоне, следовательно, нужно ограничить контакт бетона с водой, устранить попадание осадков. В случае если этого невозможно избежать, следует изготовить высокой плотности, без пустот воздуха либо наносить покрытия, обладающие гидрофобизирующими характеристиками. Гидрофобизатор – лучший вариант для бетона. При его использовании сохраняется пористость стройматериала и обеспечивается защита изделий. При этом температурный режим может составлять -40- 50°C. Помимо прочего, гидрофобизирующие вещества предотвратят растрескивание изделий. Антикоррозийная защита материала должна осуществляться поэтапно. Для начала нежно ввести в цементный раствор добавки, увеличивающие плотность, регулирующие пористость. Затем стоит применить антигрибковые составы и пропиточные материалы, позволяющие уплотнить структуру цемента. Лакокрасочные стройматериалы спасают цементные растворы от воды и влажности. Также советуют применять ленты из специальных углеволокон, которые не подергаются коррозии. Без них не обойтись, если появилась ржавчина на несущей конструкции.
3. Защита бетона от воды. Цементный фундамент, строения и другие изделия нуждаются в защите от воды, которая может их разрушить. Отсыревшие стены таких конструкций могут плесневеть и ржаветь под влиянием влажности, осадков, грунтовых вод. В результате эти явления оказывают разрушительный эффект на цемент. В недалеком прошлом для защиты строительного материала применяли сухие смеси из цемента, рубероид, листы. Однако этого недостаточно, чтобы обезопасить бетон. Важно пропитывать изделия гидрофобизирующими составами. Гидрофобизатор позволит заполнить трещинки и пустоты в цементном растворе, сделав его более долговечным. По структуре цемент способен впитывать жидкость в больших количествах. Соответственно, от качества компонентов раствора зависят его водоотталкивающие способности. Поэтому при выборе смеси в строительном магазине обращайте внимание только на высококачественную сертифицированную продукцию. Также необходимо учитывать, что фундаменты и другие конструкции из цемента, находящиеся в благоприятных условиях, не требуют обработки смазочными гидрофобизаторами. Речь идет о помещениях с низким уровнем влажности. В частности, фундамент следует обрабатывать поэтапно. Прежде всего, нужно постелить рубероид или водонепроницаемый стройматериал, затем замазать швы рубероидных листов эмульсией. После этого листы прокрывают водоотталкивающими лакокрасочными веществами.

Вернуться к оглавлению

Обработка уличного цемента

При строительстве конструкций на улице приходится дополнительно покрывать цемент. Такую задачу строители решают на стройплощадках. Основными факторами выступают влияние осадков, влажности, снижение температур. Особенно опасным считается замерзание жидкости в цементных пустотах. Чтобы избежать негативных последствий, необходимо воспользоваться специальными пропиточными составами, герметизирующими бетон. Эта особенность позволяет исключить непосредственный контакт стройматериала с жидкостями. Стоимость продукции вполне приемлема. Следует помнить о том, что газы, выбрасывающиеся в атмосферу, также действуют на цемент. Особенно остро этот вопрос стоит в городах. Пропиточные материалы помогают сохранить бетон от влияния углекислого газа, который способен навредить ему.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Цементные сооружения и детали внешне кажутся крепкими и прочными, однако им тоже требуется дополнительная защита. Срок службы таких конструкций зависит от качества гидроизоляционных составов, которые использовались в ходе строительства.

Правильно выбранные гидроизоляционные системы помогут предупредить проникновение в цемент веществ, провоцирующих появление трещин. Качественная продукция и грамотно проведенные работы помогут продлить эксплуатационные характеристики сооружения, снизить материальные расходы на уход и ремонт.

kladembeton.ru

особенности, график и от чего зависит?

Основная характеристика бетона, которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.

Процесс набора

Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.

Вернуться к оглавлению

Схватывание

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения, б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода, 2 — вода, 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Вернуться к оглавлению

Твердение

Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.

Вместе с тем на этой стадии скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.

Вернуться к оглавлению

Особенности набора прочности

Снижение температурных показателей среды ведет к замедлению твердения. Нулевая отметка на термометре останавливает процесс из-за замерзания воды в камне (снижается качество бетона), а подъем значений снова его возобновляет. Смесь начинает высыхать при недостатке или отсутствии влаги, однако это может замедлить и остановить правильное твердение, что воспрепятствует набору заданного свойства бетоном. А вот автоклавное отвердение смесей значительно ускоряется при повышенных значениях температурно-влажностного режима: 80 – 90 град. и 100% влажности, что ведет к ускоренному росту прочностных показателей. За счет влаги в воздухе может сокращаться интервал набора прочности раствором, который уложен открыто.

Бетоны более высоких марок (состоят из большего количества цемента лучшего качества) твердеют и набирают прочность быстрее, поэтому обрабатывать их следует более оперативно. В интервале с 3-х по 10-е сутки после укладки нормативный набор прочности бетона обеспечивается близкими к идеальным условиями выдержки. В теплую погоду раствор укрывается влагоемкими материалами, через которые камень увлажняется круглосуточно 6 – 7 раз, и перекрывается плотной пленкой.

В солнечную погоду он укрывается от прямых лучей. Зимой бетон может искусственно прогреваться изнутри, утепляться, обогреваться тепловыми генераторами, чтобы предотвратить замерзание воды, и изолируется от осадков. Важным параметром для продолжения работ является нормативно-безопасный срок набора прочностных свойств. Таблица 1 показывает зависимость от марки бетона и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Таблица 1

Нормативно-безопасным сроком созревания бетонов можно считать значение 50%, а безопасным — от 72% до 80% от марочного значения, что, к примеру, важно знать при работах на фундаменте.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит набор прочности?

Факторы, которые управляют набором прочностных свойств камня, включают: сколько времени прошло после заливки, температурно-влажностный режим выдерживания, качество (активность) и марку цемента, соотношение воды и цемента в растворе, пропорции компонентов в смеси, способ уплотнения, технологию перемешивания, способ и скорость укладки, качество и регулярность увлажнения, наличие пластификаторов (добавок-ускорителей твердения) в смеси зимой и пр. Поднятие марки бетона зависит от увеличения доли и более высокой марки цемента в смеси, пропорций компонентов. Марка прямо влияет на набор прочности бетона. Для низких марок критическая прочность имеет большее значение. Таблица 2 отражает данную закономерность.

Таблица 2

Поэтому прочностью фундамента из бетона высокой марки определяется надежность, долговечность конструкции здания. Камень в холодную погоду приобретает прочность благодаря собственному тепловыделению, но для нормализации графика формирования камня целесообразно применять соответствующие добавки, ускоряющие твердение и снижающие температуру остановки гидратации. С ними смесь набирает марочную прочность уже через 14 суток. Удачным решением также станет изменение составляющих в бетоне. К примеру, глиноземистый цемент набирает прочностные показатели даже в морозы, так как выделяет примерно в 7 раз больше собственного тепла по сравнению портландцементом.

В наборе этого свойства существенную роль играют форма и фракция зерен натуральных наполнителей. Их неправильная форма и повышенная шероховатость обеспечивают лучшие условия сцепления и качество бетона. Известно, что увеличение доли воды в бетонной смеси способно привести к расслоению массы материала. Следствием этого также становится то, что при относительном увеличении доли воды в растворе на 60% от оптимального значения (в/ц = 0,4) происходит недобор прочности на 50% от марочной. Однако при соотношении вода/цемент 1/4 период отвердения (упрочнения) сокращается в два раза.

Чтобы ускорить процесс и минимизировать выдержку бетона, целесообразно применять пескобетоны с низким соотношением вода/цемент. Неуплотненный бетонный раствор имеет шансы вызреть только до 50% от нормативной прочности даже при оптимальном соотношении вода/цемент. Вместе с тем ручное уплотнение способно повысить его прочность на 30 – 40%, а вибротрамбовка повышает прочность до нормативных 95 – 100%.

Вернуться к оглавлению

График набора прочности

Важно знать график набора прочности бетона для прогнозирования последствий изменения температурных условий твердения, которые приводят к увеличению времени выдерживания.

График 1

График 1 показывает на примере бетона М400 через сколько суток смесь при фиксированных температурных значениях набирает определенный процент прочности (за сто процентов взят набор марочной прочности за 4 недели). Температурный режим 30 град. является оптимальным для набора нормативной прочности (97%) за 11 дней, а при показателе в 5 град. значение безопасной прочности не будет достигнуто камнем и за 14 дней. В такой ситуации следует разогревать, утеплять укладку. В соответствии с кривыми определяются сроки распалубки при превышении прочностью 50% марочного значения.

Вернуться к оглавлению

Вывод

В реальности прочностные показатели бетонных конструкций могут изменяться по очень многим причинам. Важно обеспечить оптимальные параметры для реализации по времени графика роста прочностных свойств, соответствующих марке бетона.

kladembeton.ru

Что влияет на качество бетона?

Факторы влияющие на качество товарного бетона.

Строительство является очень ответственным процессом, внимание необходимо обращать на каждую мелочь. Те, кто хотят купить бетон, должны усвоить несколько правил, которые позволяют избежать губительного влияния на бетонную смесь, тем самым, позволяя сохранить качество бетонным сооружениям.

Во-первых, распространенной ошибкой является разбавление бетона водой. После того как строительный материал будет привезен на стройку, Вы увидите, что он обладает достаточно густой консистенцией, таким образом, укладка его требует значительных усилий. Естественно, что многие неопытные строители решают разбавить бетонную смесь водой. На самом деле, этого делать нельзя, если вы хотите, чтобы бетонное сооружение служило Вам на протяжении многих лет. Губительное влияние, которое оказывает лишняя вода в бетоне, заключается в появлении пор в самой конструкции. Их появление обусловлено наличием избытка воды, которая остается в бетоне, при этом, спустя какое-то время, вода испаряется, а в бетоне появляются пустоты. Они могут стать причиной преждевременного разрушения бетонной конструкции.

Во-вторых, отрицательно сказаться на качестве укладки строительного материала, характеристиках бетонного сооружения, может «сваривание» бетонной смеси. Этот процесс возникает из-за проблем с разгрузкой, если материал находится в миксере на протяжении долгого времени. Более того, виновником сваривания бетона может стать также высокая температура воздуха.

В-третьих, на характеристики бетона в значительной степени влияет выполнение всех требований по уплотнению. При игнорировании их бетон может получить слишком много воздуха, что впоследствии может отрицательно сказаться на качестве всей постройки или сооружения. Вибрация необходима для того, чтобы бетонная смесь укладывалась качественнее, тем самым, повышалось качество самого бетонного сооружения. Таким образом, на вибрацию смеси необходимо обращать особенное внимание. Процесс вибрации позволяет сократить трение воды и бетонной смеси, именно поэтому сама ее структура разжижается. Это позволяет значительно упросить укладку, так как материал способен проникать в любую поверхность, а воздух, оказавшийся в бетонной смеси, при вибрации будет вытесняться, тем самым, улучшая характеристики бетона.

В-четвертых, уход за бетоном. Прочность бетона нарастает в результате взаимодействия цемента с водой. По-научному этот процесс называется гидратация цемента. Гидратация останавливается, если в молодом и набирающем прочность бетоне высыхает или вымерзает вода (влажность). Высыхание и замерзание молодого бетона существенно ухудшает его свойства и прочностные характеристики. А молодым он считается, как минимум, пару недель. Если честно, то хотя бы недельку постоит в нормальной влажности и температуре - уже хорошо, уже есть примерно 70% прочности. С потерей влаги, необходимой для нормального процесса гидратации, надо бороться. Ведь теряется не только влага, но и прочность. Вернее, - она не набирается. Молодой бетон, как ребёнок, нуждается в уходе и питании :-) Только вместо каши - бетону нужна вода. И тогда он отблагодарит Вас долгими годами безупречной службы.

Сроки поливки бетона:

при температуре воздуха выше 15°— не менее 15 дней, при температуре воздуха 10— 15°— не менее 10 дней

при более низкой температуре он устанавливается на месте работ. В первую треть указанного срока бетон поливают 3—4 раза в сутки, затем 2 раза. Открытые поверхности бетонных дорожных покрытий, полов и т. п. можно покрывать вскоре после окончания схватывания бетона специальной эмульсией, образующей паронепроницаемую пленку. В этом случае поливать бетон не нужно.

* Свежеуложенный бетон, в жаркую погоду неплохо бы накрыть мокрой мешковиной, или хотя бы плёнкой ПВХ.

Таким образом, даже такой неприхотливый строительный материал, как бетон, тоже обладает значительным количеством тонкостей, на которые стоит обращать внимание, если вы хотите, чтобы Ваши бетонные конструкции служили Вам на протяжении долгих лет. Использование бетона в строительстве на сегодняшний день очень распространено, поэтому нельзя игнорировать вышеперечисленные правила .

 

< Предыдущая Следующая >

beton-cy47.ru

Морозостойкость бетона - Статьи - М350

Морозостойкость бетона - это его способность сохранять прочность и работоспособность при действии попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. Разрушение бетона в водонасыщенном состоянии при циклическом действии положительных и отрицательных температур, а также переменных отрицательных температур обусловлено комплексом физических коррозионных процессов, вызывающих деформации и механические повреждения изделий и конструкций. К настоящему времени отсутствует единая теория, объясняющая механизм морозного разрушения бетона, хотя очевидно, что, в конечном счете, снижение прочности влажного бетона при попеременном замораживании и оттаивании обусловлено, в основном, образованием льда в порах бетона. В результате того, что объем, занимаемый льдом, на 9% больше объема воды, возникают значительные растягивающие напряжения, воздействующие на стенки пор и постепенно расшатывающие его структуру.

Существует несколько основных гипотез, объясняющих способы передачи напряжений на элементы структуры бетона, возникающих в результате образования льда.

1. Гипотеза непосредственного воздействие кристаллизующегося льда на стенки пор.
2. Гипотеза гидростатического давления воды - в отличие от первой утверждает, что на стенки пор давит не сам лед, а вода, на которую передается давление льда. В пользу большей корректности второй гипотезы говорит тот факт, что вода, заполняющая капиллярные поры, не может, как правило, полностью превратиться в лед из-за отсутствия необходимого места и поэтому передает давление льда на стенки пор. Но гипотеза также не может объяснить ряд явлений, наблюдаемых при действии отрицательных температур на бетон. Так, при увеличении скорости замораживания разрушение ускоряется, тогда как давление льда при этом не возрастает. Более того, морозом разрушаются бетоны, поры которых заполнены водой менее чем на 90%.
3. Гипотеза гидравлического давления Т. Пауэрса, объясняющая отмеченные явления. В соответствии с ней главной причиной разрушения бетона при попеременном замораживании и оттаивании является гидравлическое давление, создаваемое в порах и капиллярах бетона под влиянием замерзающей воды в результате сопротивления гелевой составляющей цементного камня. Убедительным аргументом в пользу этой гипотезы является то, что она объясняет механизм защитного действия воздушных пор. При их достаточном количестве «избыточная» вода оттесняется в эти поры без нарушений структуры бетона. Разрушение бетона происходит тогда, когда объем условно замкнутых пор постепенно заполняется водой и они не могут выполнять функции резервных (демпферных). В соответствии с гипотезой гидравлического давления напряжения, возникающие в бетоне, будут пропорциональны скорости замораживания, количеству оттесняемой жидкой фазы и ее вязкости и обратно пропорциональны проницаемости цементного камня. Модель, предложенная Т. Пауэрсом, представляет циллиндрический капилляр, заполненный водой и окруженный цементным камнем. Поддействием гидравлического давления в циллиндрической оболочке капилляра возникают растягивающие напряжения о . Разрушение происходит, если напряжения а достигли предела прочности цементного камня при растяжении Вр. К недостаткам этой модели следует отнести то, что в ней не учитывается соотношение размеров капилляра и оболочки. В действительности в цементном камне толщина оболочки капилляра может быть в 5-20 раз больше его радиуса. В объем капилляров включался весь объем пор цементного камня без разделения его на объем пор геля и капилляров, хотя замораживание воды происходит практически лишь в капиллярных порах. Расчет напряжений в бетоне по модели Пауэрса проводят для статического состояния без учета перемещения фронта льдообразования. А.М. Подвальный предложил модель, в которой капилляр и оболочка рассматриваются как толстостенная труба с переменным отношением радиусов оболочки и капилляра. При рассмотрении единичного капилляра действие соседних заменяется равномерно распределенной нагрузкой на внешней поверхности оболочки. В соответствии с современными представлениями гидравлическое давление не является единственной причиной разрушения. Разрушению способствуют также осмотические явления. Они возникают в результате повышения концентрации растворенных веществ (Са(ОН)2, щелочей и др.) в жидкой фазе бетона на границе со льдом. Диффузия воды к области замерзания создает дополнительное давление.
4. гипотеза термической несовместимости компонентов бетона. Заполнители и Цементный камень имеют различные коэффициенты термического расширения. При отрицательных температурах термическая несовместимость компонентов резко усиливается, так как коэффициент термического расширения льда в 3-7 раз больше чем бетона.

Возможно одновременное действие различных механизмов деструкции бетона при его циклическом замораживании, и вклад каждого будет зависеть от многих факторов: влажности материала, В/Ц, возраста бетона и т.д.Факторы, влияющие на морозостойкость бетона. Влияние циклического изменения температуры усиливается дополнительным воздействием растворов солей. Получила, например, широкое распространение практика применения солей (NаСl, СаСl2) для удаления льда с дорожных покрытий. В результате таяния льда при посыпке соли на поверхность бетона поглощается большое количество теплоты (334 Дж/г) и температура резко понижается. На поверхности бетона фиксируется понижение температуры до 9°С в течение 1 мин («температурный шок»), что вызывает возникновение растягивающих напряжений. Диффузия соли в бетон приводит к возникновению градиента ее концентрации, что также вызывает повышенные напряжения, шелушение и отслаивание поверхностного слоя. В присутствии солей увеличиваются осмотические явления в замораживаемом бетоне, повышается вязкость жидкой фазы. В результате возрастает величина гидравлического давления и ускоряется разрушение бетона. При попеременном замораживании и оттаивании насыщенных водой железобетонных конструкций нарушается соответствие температурных деформаций стали и бетона, в результате возникают значительные внутренние напряжения и уменьшается прочность сцепления стали с бетоном. Растягивающие напряжения в арматуре при замораживании насыщенных водой железобетонных конструкций могут достигать 120-150 МПа.

На долговечность бетона, работающего на растяжение и изгиб в условиях замораживания и оттаивания, влияет степень нагружения. При напряжениях, составляющих 0,45 призменной прочности, уже заметно ускоряются деструктивные процессы в замораживаемом бетоне, а при напряжениях, равных 0,6-0,8 призменной прочности, отмечены случаи разрушения бетона через несколько циклов замораживания. При замораживании влажного железобетона ускоряется трещинообразование в растянутой зоне и увеличиваются размеры трещин. При этом наиболее интенсивно повышение влажности бетона наблюдается в растянутой зоне конструкций. Это объясняется переносом влаги из менее разрушенной сжатой в активно разрушающуюся растянутую зону в результате различия давления пара переохлажденной адсорбированной воды в мелких порах и кристаллического льда в крупных порах и трещинах.

Пористая структура бетона

Морозостойкость бетона обусловлена прежде всего строением его порового пространства. В цементном камне образуются, как указано ранее, три вида пор:

• поры цементного геля, размер которых лежит в пределах (15-40)-1010м,
• капиллярные поры 0,01-1 мкм,
• условно замкнутые поры 10-500 мкм.

Поры геля характеризуются минимальной проницаемостью для жидкостей и газов (коэффициент проницаемости для пор геля менее 1010 м/с). Перенос жидкой фазы в порах геля возможен только по механизму молекулярной диффузии. Вода в порах геля при эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций не замерзает, что объясняется их размером, содержанием в поровой жидкости добавок-электролитов.

Капиллярные порыможно представить как часть объема воды цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации цемента. Микрокапилляры имеют размер меньше 10-1 мкм. Они обладают способностью к капиллярной конденсации влаги, обусловливающей гигроскопичность материалов. Макрокапилляры с радиусом больше 0,1 мкм (обычно до 10 мкм) заполняются водой только при непосредственном контакте с ней. Капиллярные поры являются основным дефектом структуры цементного камня. В свежеприготовленном тесте можно считать порами все пространство, заполненное водой. При твердении часть его заполняется гелем. Чем больше степень гидратации цемента (а), тем больше образуется геля и тем меньший объем остается на капиллярные поры. Данные по водопроницаемости цементного камня и бетона показывают, что переход от непрерывной системы пор к условно изолированной происходит при капиллярной пористости цементного камня Пк < 0,33.

Температура замерзания воды в капиллярно-пористом теле зависит от размеров капилляров. Например, в капиллярах диаметром 1,57 мм вода замерзает при -6,4°С; 0,15 мм при -14,6°С; 0,06 мм - -18°С. В порах диаметром менее 0,001 мм вода практически не замерзает, она приобретает свойства псевдотвердого тела. В порах, обусловленных контракцией, создается вакуум, и они заполняются в зависимости от условий твердения воздухом или водой. Контракционный объем рассматривают в наше время не как самостоятельный вид пор, а как часть капиллярной пористости.

К условно замкнутым порам относят пузырьки воздуха в цементном камне и бетоне. Суммарным объемом пор, их размером, количеством и удельной поверхностью можно управлять введением воздухововлекающих или газообразующих добавок. Воздушные поры, получаемые путем введения в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, существенно изменяют структуру цементного камня. Число воздушных пор в 1 см3 цементного камня может достигать одного миллиона, а поверхность этих пор - 200-250 см2. Через эту поверхность поступает в воздушные поры избыточная вода, вытесняемая из капилляров при замораживании бетона. Защитным действием обладают лишь достаточно мелкие воздушные поры размером менее 0,5-0,3 мм.

В качестве критерия для оценки эффективности защитного действия воздушных пор распространение получил т.н. «фактор расстояния», предложенный Т. Пауэрсом. Для его расчета принимается, что в цементном камне имеется некая идеализированная система одинаковых воздушных пор, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Наиболее удаленными в этом случае от воздушной поры являются точки цементного камня, лежащие в углах куба. К важнейшим эксплуатационным факторам, 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, которая, в свою очередь, связана со значением отрицательной температуры. Величина критического водонасы-щения может быть достигнута не только при водонасыщении бетона перед замораживанием, но и в результате перераспределения поровой воды в замерзающем бетоне в виде пара. Водонасыще-ние бетона возрастает в присутствии солей. Вода в большинстве капиллярных пор замерзает при температуре до -15°С. При дальнейшем понижении температуры происходит замерзание воды в более тонких порах (рис. 6.7) и при температуре -70 ... -80°С практически вся поровая вода находится в замерзшем состоянии, исключая воду, заполняющую мельчайшие гелевые поры и адсорбированную на стенках капиллярных пор. Сравнительное определение морозостойкости бетона замораживанием при -17 и -50°С показало, что разрушение бетона во втором случае ускоряется в 6-10 раз.

Факторы, влияющие на морозостойкость бетона

• С увеличением В/Ц возрастает как общий объем открытых пор, так и средний их размер, что также негативно влияет на морозостойкость. При этом повышаются проницаемость и водопоглощение и в таких бетонах невозможно образование существенного объема резервных пор. При проектировании морозостойких бетонов принято ограничивать В/Ц в зависимости от условий службы бетона в сооружениях. Снижение В/Ц возможно как за счет уменьшения расхода воды при применении пластифицирующих добавок, более жестких смесей, так и за счет увеличения расхода цемента. Второй способ снижения В/Ц технико-экономически неэффективен.
• степень гидратации цемента (зависит от активности цемента, интенсивности роста ее во времени, длительности и условий твердения бетона). Степень гидратации портландцементов к 28-суточному возрасту по усредненным данным равна 0,6, 90 сут - 0,66 и 180 сут - 0,7. Повышению степени гидратации цемента способствуют различные способы его активизации и надлежащий уход за бетоном. 
• расход воды затворения и, соответственно, расхода цемента. По данным П. И. Горчакова, каждый процент снижения капиллярной пористости достигается уменьшением количества воды затворения на 10 л/м3 либо увеличением расхода цемента на 20-35 кг/м3. Увеличение расхода цемента с одной стороны уменьшает В/Ц, с другой, приводит к увеличению объема цементного теста, что повышает объем капиллярных пор бетона. 
• Оптимальный расход песка из условия морозостойкости выше, чем из условия прочности, что связано с условиями воздухововлечения. По данным О.В. Кунцевича, повышение доли песка в смеси заполнителей с г=0,33, оптимальной по прочности, до г = 0,5 привело к росту расхода цемента на 40 кг/м3, но повысило морозостойкость с 120 до 400 циклов. 
• Из минералов цемента отрицательное влияние на морозостойкость оказывает С3А. По рекомендациям С.В. Шестоперова, при марке бетона по морозостойкости, выраженной числом активных циклов замораживания и оттаивания за проектный срок эксплуатации сооружения, до Р500, С3А в цементе должно быть менее 10, Р1000 - менее 6 и Р6000 - менее 4%. Рекомендуется также повышенное содержание С35 - 55 - 60%. Под «активными циклами» С.В. Шестоперов подразумевал циклы, «вносящие в структуру материалов, составляющих бетон, изменения, связанные с нарушением монолитности». Это определение, однако, не является достаточно четким. 
• В морозостойких бетонах нежелательны активные минеральные добавки, особенно с повышенной водопотребностью. В то же время, экспериментально показано, что бетоны с умеренным содержанием доменных шлаков или каменноугольной золы-уноса могут иметь удовлетворительную морозостойкость, особенно при введении в бетон эмульгированного воздуха. 
• Низкую морозостойкость имеют пуццолановые цементы. Шлакопортландцементы по морозостойкости занимают промежуточное положение между портланд- и пуццолановым цементом. 
• К снижению морозостойкости бетона приводит повышение удельной поверхности цемента свыше 400 м2/кг. Такие сверхтонкие цементы характеризуются повышенной усадкой, ведущей к появлению микротрещин. 
• Жесткие требования предъявляются к ограничению величины потери при прокаливании, обусловленной лежалостью цемента. Хранение (лежалость) цемента значительно больше влияет на его морозостойкость, чем на активность. По мнению С.В. Шестоперова, наличие оболочки из новообразований гидратированных минералов на зернах цемента является одной из основных причин снижения долговечности бетона. 
• Обычно применяемые для получения тяжелого бетона кварцевый песок и щебень из плотных изверженных или метаморфических пород, отвечающие требованиям стандартов, позволяют получать высокоморозостойкий бетон. На морозостойкость бетона существенное влияние оказывают морозостойкость самих заполнителей и их водопотребность. По данным С.В. Кунцевича, морозостойкость заполнителей неоднозначно связана с их прочностью. Неморозостойкие зерна могут быть достаточно прочными и плотными с водопоглощением 0,7-2%. Важными с позиций морозостойкости являются свойства заполнителей, определяющие 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 воздухововлечения. Добавки-пластификаторы типа ЛСТ снижают водопотребность бетонных смесей на 9-12%, при этом больший эффект пластификации достигается в «жирных» смесях на низкоалюминатных цементах. Добавки этого типа способствуют воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор. С.В. Шестоперов наблюдал значительное (в 2-3 раза) повышение морозостойкости с добавкой СДБ (старое название ЛСТ) даже без снижения В/Ц для бетонов, твердевших в течение 1 года. Добавки - суперпластификаторы позволяют снизить водопотребность смесей на 20-30%, однако они, как правило, вовлекают недостаточное количество воздуха, и улучшение долговечности бетона определяется, главным образом, снижением В/Ц. При использовании суперпластификаторов для повышения подвижности смесей без уменьшения В/Ц увеличение морозостойкости бетона достигается дополнительным введением воздухововлекающих добавок. 
• Гидрофобизирующие добавки, адсорбируясь на стенках пор бетона, снижают их водопоглощение и капиллярный подсос. Повышению морозостойкости способствует пластифицирующее действие гидрофобизирующих добавок, особенно заметное в «тощих» смесях (8-10%).Основные воздухововлекающие добавки относятся к гидрофобизирующим ПАВ, обладающим значительной поверхностной активностью на границе раствор - воздух. Эти добавки при их введении с водой затворения вызывают образование в системе довольно высокодисперсной эмульсии воздуха, устойчиво диспергированного в бетонной смеси. Воздухововлекающие добавки, или т.н. пенообразователи, изготавливаются в виде концентрированных растворов, густых паст или в виде сухого, легко растворимого порошка. Для приготовления добавок используются древесные смолы, продукты переработки нефти, растительные жиры и другое сырье. Наиболее часто в качестве воздухововлекающих применяют добавки на основе древесной смолы (смола нейтрализованная воздухововлекающая - СНВ, синтетическая поверхностно-активная добавка - СПД, омыленный древесный пек - ЦНИПС-1 и др.). Их вводят в бетонные смеси обычно в количестве 0,01-0,02% от массы цемента. При этом объем вовлеченного воздуха составляет 30-60 л/м3 или, как правило, 3-6% от массы цемента. Такой объем вовлеченного воздуха обычно существенно превышает объем воды, оттесняемой при замораживании. При этом значения «фактора расстояния» между воздушными порами оказывается значительно меньше критического, которое обычно принимают 0,25 мм. Морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками возрастает в несколько раз. Кроме вида и содержания добавок, на воздухововлечение влияют и другие факторы: удобоукладываемость бетонных смесей, тонкость помола цемента, зерновой состав заполнителей, время перемешивания, температура. Наряду с воздухововлекающими для образования системы условно-замкнутых пор в бетоне применяют газообразующие добавки, например ГКЖ-94. Имеются данные, что система условно-замкнутых пор с добавкой ГКЖ-94 более стабильна, чем в бетонах с воздухововлекающими добавками.
• Кроме особенностей исходных материалов и состава бетонной смеси, на морозостойкость бетона определенное влияние оказывают условия его твердения. Оптимальные условия твердения должны способствовать получению бетона с минимально возможными значениями капиллярной пористости и степени оводнения условно замкнутых пор. Наиболее полно протекают процессы гидратации, уменьшаются объем и размеры капиллярных пор при водном твердении. При водном твердении, однако, повышается степень водонасыщения бетона, контракционный объем заполняется водой. При твердении бетона в воде возможно обводнение мельчайших искусственно вовлеченных воздушных пор, что снижает морозостойкость. Для заполнения контракционного объема воздухом иногда рекомендуется твердение бетона на воздухе при его 100%-ной относительной влажности. Однако при таком твердении, хотя и увеличивается резервная пористость, возрастает по сравнению с водным твердением объем капиллярных пор. О.В. Кунцевич рекомендует комбинированное твердение бетона. По его данным бетон с вовлеченным воздухом, твердевший 14 сут. в воде и затем 14 сут. на влажном воздухе, имел большую морозостойкость, чем при твердении 21 сут в воде и 7 сут на воздухе. Отмечено, что после подсушивания повторно насыщенные водой образцы имеют меньшую влажность, чем образцы, постоянно находящиеся в воде. Такой эффект объясняется защемлением в капиллярах при высушивании некоторого количества воздуха. Предполагается также, что сушка приводит к резкому увеличению проницаемости бетона, в результате уменьшается гидравлическое давление, возникающее при замораживании. При тепловлажностной обработке получение 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 ч) предварительной выдержке, замедленной скорости подъема температуры и охлаждения (не более 15-20 град/час), пониженной температуре изотермического прогрева (60-80°С).

 

Измерение и прогнозирование морозостойкости

Стандартизированный метод оценки морозостойкости бетона характеризуется числом циклов замораживания и оттаивания образцов при нормированных условиях испытания без существенного снижения прочности. Этот метод предложен в 1886 г. Н.А. Белелюбским и позволяет оценить стойкость бетона при некотором условном экстремальном режиме его работы: полном водонасыщении и непрерывном циклическом замораживании при общей длительности одного цикла 4,5-6,5 ч. При основном стандартном способе испытаний замораживание производится при -15 - -20°С на воздухе, а оттаивание при +20°С в воде. Для ускорения испытаний температуру замораживания снижают до -40 - -60°С, насыщают образцы водным солевым раствором, уменьшают их размеры и сокращают длительность циклов. Часто при испытании морозостойкости для определения фактического изменения прочности через заданное число циклов используют коэффициент морозостойкости Кмрз =Rмрз / Rк , где Rмрз - прочность бетона после принятого числа циклов испытаний; Rк - прочность контрольных образцов. Марка бетона по морозостойкости считается обеспеченной через требуемое число циклов, если Кмрз > 0,95. Наряду с определением морозостойкости путем прямого испытания прочности бетона через определенное число циклов замораживания и оттаивания применяют неразрушающие методы:

• определение скорости ультразвуковых волн;
• измерение динамического модуля упругости,
• измерение остаточных деформаций (относительного удлинения образцов после испытания).

Ультразвуковые испытания продолжаются до характерного перелома на кривой времени прохождения ультразвука от числа циклов (в логарифмическом масштабе). Этот перелом обусловлен образованием и развитием микротрещин в бетоне при его циклическом замораживании.

Динамический модуль упругости измеряют прозвучиванием образцов продольными (реже поперечными) ультразвуковыми волнами. Снижение динамического модуля упругости на 40-45% свидетельствует об интенсивном морозном разрушении бетона.

Дополнительным показателем стойкости бетона при морозном разрушении служат потери массы. Этот показатель более приемлем, когда деструкция бетона носит характер поверхностного шелушения, например, для дорожных бетонов. Потери массы при определении морозостойкости бетона ограничивают не более 5%. С. В. Шестоперов для экспрессной оценки степени повреждения материалов при попеременном замораживании и оттаивании предложил 5-балльную шкалу для растворов и 10-бальную для бетонов. Качество бетона на 1ой подготовительной стадии разрушения оценивается от 10 баллов, когда образцы не имеют никаких изменений, до 7 баллов, когда начинается шелушение граней и ребер и образуются лунки при наличии неморозостойких зерен заполнителей. На второй завершающей стадии разрушения состояние образцов по мере разрушения может быть охарактеризовано последовательно в убывающем порядке от 6 до 1 балла. Предложено также балльную оценку состояния образцов производить по нескольким критериям в зависимости от степени их влияния на развитие деструктивных процессов.

В ряде случаев глубокое разрушение бетона нельзя оценить визуально и эффективна совместная оценка состояния образцов по внешнему виду и, например, результатам прозвучивания. В зависимости от числа циклов замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов бетона до 5%-ного снижения прочности устанавливают т.н. марку бетона по морозостойкости (Р). Последняя при проектировании конструкций назначается в основном в зависимости от числа переходов через 0°С в регионе эксплуатации конструкций и сооружений с поправкой на среднюю температуру холодного периода года. В соответствии со стандартом предлагается 11 марок бетона по морозостойкости с градацией 25- 100 циклов от Р50 до Р1000. На практике при лабораторных подборах составов бетона задача сводится обычно к обеспечению морозостойкости не в пределах заданной марки, а не менее ее нормированного значения. Высокая степень условности марок бетона по морозостойкости и несовершенство методики их назначения часто приводит к неэффективности трудоемких усилий технологов по обеспечению проектных значений Р. Например, марка бетона по морозостойкости в бетонных облицовках каналов Украины в соответствии с принятой методикой назначалась Р50 - Р100. Однако опыт эксплуатации показал, что во многих случаях облицовка разрушалась уже через 2-7 лет. До настоящего времени не разработана научно обоснованная методика для установления численного критерия морозостойкости и назначения его при проектировании бетона. Существующая практика назначения числа циклов замораживания и оттаивания, которое должен выдержать бетон в конструкциях и сооружениях, основана, главным образом, на опыте проектантов, проанализировавших долговечность бетона различного состава в определенных климатических условиях. Рекомендации, имеющиеся в нормативной литературе, весьма неполны. Например, рекомендуется назначать число циклов, основываясь только на количестве переходов через 0°С и наиболее низкой температуре холодного периода года. При этом не учитываются такие существенные факторы, влияющие на морозостойкость, как степень водонасыщения, изменчивость отрицательных температур, характер напряженного состояния бетона и ряд других. Нельзя считать достаточно надежными и методики назначения числа циклов замораживания и оттаивания с помощью предложенных эмпирических формул. Однако при проектировании состава бетона необходимое число циклов замораживания и оттаивания остается удобным численным критерием морозостойкости бетона. В ряде стран, например в США и Канаде, при проектировании составов бетонов принято указывать не конкретное число циклов замораживания и оттаивания, а режим работы бетона. Для каждого режима работы рекомендуется определенная область допустимых В/Ц. Известен ряд методик назначения марки бетона по морозостойкости с учетом как климатических, так и эксплуатационных факторов, влияющих на развитие деструктивных процессов. Известный исследователь морозостойкости С.В. Шестоперов предложил оценивать морозостойкость некоторой условной маркой (М), равной произведению проектного срока эксплуатации сооружения, среднегодового числа циклов замораживания и оттаивания и коэффициента запаса прочности. Для обоснования 8 условных марок (от М-25 до М-6000) им даны рекомендации по 25 параметрам, учитывающим качество исходных материалов, составы бетона и технологию работ. Однако современные представления теории морозостойкости и практический опыт не позволяют согласиться в достаточной мере как с критерием М, так и рядом рекомендаций по его обеспечению. Попытки имитационного моделирования для расчета длительности безремонтной эксплуатации бетона в зависимости от марки по морозостойкости даже с учетом многих дополнительных факторов пока нельзя считать успешными. Рациональной является предложенная авторами система нормирования морозостойкости, в соответствии с которой указывается не заданное число циклов замораживания и оттаивания лабораторных образцов, а класс бетона по морозостойкости, например:

• 1-ый класс -умеренной (Р = 50- 150),
• 2-ой - повышенной (Р =150 - 300),
• 3-ий - высокой (Р = 300 -500),
• 4-ый - особо высокой морозостойкости (Р > 500).

При такой системе существенно уменьшается число нормируемых ступеней морозостойкости бетона, становятся излишними при соответствующих ограничениях составов (В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) длительные и трудоемкие лабораторные подборы составов бетонов с необходимой маркой по морозостойкости, которые часто носят запоздалый характер. Различные методы прогнозирования морозостойкости основаны на зависимостях ее от параметров, характеризующих структуру бетона, степень деструктивных изменений при циклическом замораживании, а также регрессионных уравнениях, связывающих морозостойкость с другими свойствами и составом бетонной смеси. Все методы прогнозирования морозостойкости бетона можно разделить на экспериментально-расчетные и расчетные. Экспериментально-расчетные методы предполагают определение соответствующих экспериментальных параметров, а затем с помощью уравнений связи или графически нахождение ожидаемого критического числа циклов. Наряду с прочностью, модулем упругости и остаточными деформациями бетона, испытанного в солевом растворе, при повышенной скорости замораживания и оттаивания, а также сверхнизких температурах экспериментальными параметрами для ускоренного прогнозирования могут служить время прохождения ультразвука относительный предел выносливости, водопоглощение и др. Существуют корреляционные зависимости между морозостойкостью и льдистостью бетона. Для определения содержания льда в бетоне предлагаются различные экспериментальные методы. Наибольшей известностью пользуется калориметрический метод, в основе которого лежит зависимость между изменением температуры при переходе воды в лед и массой образовавшегося льда. Применяют также метод сверхвысоких частот, ультразвуковой и сорбционный методы. Расчетные методы позволяют ориентировочно прогнозировать морозостойкость бетона «а priori», т.е. без проведения предварительных опытов. Такие методы представляют особенный интерес при проектировании составов морозостойких бетонов. Вместе с тем, расчетные составы при нормировании морозостойкости, также, как и прочности, необходимо проверять экспериментально.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

m350.ru

---

• 
  Маркировка жб колец
• 
  Срок службы бетонных площадок
• 
  Жб перекрытия монолитные
• 
  Монтаж жби
• 
  Восстановление жб конструкций
• 
  Жб колонна
• 
  Блок жб
• 
  Размеры балки перекрытия жб
• 
  Жб балки
• 
  Балки жб
• 
  Балки жби