Марки по морозостойкости бетона: марка, определение, класс, таблица, требования и характеристики морозостойкого бетона
Содержание
марка, определение, класс, таблица, требования и характеристики морозостойкого бетона
Одна из важных характеристик бетона, используемого для строительства в регионах с холодными зимами и температурными перепадами, – морозостойкость. Она определяет свойство материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание.
Показателем морозостойкости бетона является марка, равная количеству циклов замораживания и оттаивания до возникновения видимых признаков разрушения, уменьшения прочности более чем на 5%, изменения физических характеристик.
Марка обозначается буквой Fи числом, равным максимальному количеству циклов до состояния, обозначенного в нормативе.
Эта величина важна для смесей, применяемых при сооружении фундаментов, наружных стен, объектов гидротехнического назначения, опор мостов и других строительных конструкций ответственного назначения.
Классификация морозостойкости бетонов
Виды бетонных смесей по морозоустойчивости регламентируются ГОСТом 25192-2012. Помимо показателя F, морозостойкость могут определять следующие характеристики:
F1 – марка, установленная при исследовании материала, находящегося в водонасыщенном состоянии;
F2 – марка бетонных смесей, производимых для устройства покрытий дорог и аэродромов или эксплуатации в контакте с минерализованными водами, образцы для исследований насыщают 5% раствором NaCl.
Требования к морозостойкости бетона зависят от запланированной области его применения:
До F50. Это низкий уровень устойчивости к знакопеременным температурам. Такая смесь применяется для внутренних работ, в подготовительных строительных мероприятиях.
F50-F150. Этот материал со средним уровнем морозоустойчивости широко применяется в рядовом строительстве объектов, расположенных в регионах с умеренным, устойчивым климатом.
F150-F300. Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
Выше F300. Смеси с высокой стойкостью к температурным перепадам применяются для сооружения объектов специального назначения, а также сооружений, эксплуатируемых в тяжелых климатических условиях.
Прочность и показатель морозостойкости всех видов бетона находятся в прямой зависимости: чем выше прочность, тем больше морозоустойчивость материала.
Таблица зависимости класса прочности и морозостойкости бетона
Марка бетона
Класс прочности
Класс морозостойкости
Класс водонепроницаемости
100
В7,5
F50
W2
150
В10-В12,5
200
В15
F100
W4
250
В20
300
В22,5
F200
W6
350
В25
W8
400
В30
F300
W10
450-600
В35-В45
W8-W18
От каких факторов зависит морозостойкость бетона?
Основной параметр, влияющий на способность материала противостоять замораживанию и оттаиванию, – количество пор. Чем оно выше, тем большее количество воды проникает в бетонный элемент.
При отрицательных температурах вода меняет агрегатное состояние, превращаясь в лед с увеличением объема примерно на 10%. Поэтому с каждым циклом бетонная конструкция постепенно деформируется, утрачивая прочностные характеристики.
Вода, проникающая вглубь конструкции, разрушает не только сам бетон, но и вызывает коррозию стальной арматуры.
Способы определения морозостойкости бетона
Способы определения морозоустойчивости регламентирует ГОСТ 10060-2012. Методика актуальна при разработке новых рецептур и передовых технологий, контроле качества при купле-продаже. Для испытаний изготавливают образец кубовидной формы со сторонами 100-200 мм. Циклы замораживания и оттаивания осуществляются в диапазоне -18…+18°C. В соответствии с ГОСТом существует несколько вариантов вычисления этого показателя:
базовый многократный;
ускоренный многократный;
ускоренный однократный.
Если результаты ускоренных испытаний отличаются от результатов базовых, то эталонными считаются показатели базовых исследований.
Основные этапы базовых испытаний водонасыщенных образцов, проводимых в соответствии с ГОСТом:
Бетонные кубики насыщают водой и обтирают влажной тканью. Испытывают на сжатие.
Исследовательский материал помещают в морозильную камеру для замораживания. Выдерживают заданный режим.
Оттаивание производят в специальных ваннах.
После оттаивания с образцов щеткой удаляют отслаивающийся материал.
Кубики обтирают ветошью, определяют массу и исследуют на сжатие.
Обрабатывают результаты испытаний.
Пониженную морозостойкость материала можно определить и подручными методами. Конечно, результаты таких исследований не могут использоваться при составлении проектной документации.
Визуальный осмотр. О низкой устойчивости к знакопеременным температурам свидетельствует наличие трещин, бурых пятен, расслаивания, шелушения.
Определение водопоглощения. Если этот показатель равен 5-6%, то устойчивость к низким температурам будет пониженной.
Высушивание влагонасыщенного образца на солнце. Его растрескивание сигнализирует о пониженной морозостойкости.
Способы повышения морозостойкости
Повысить морозоустойчивость бетона можно несколькими способами:
Изолировать бетонный элемент от неблагоприятного внешнего воздействия с помощью обмазочных и окрасочных материалов, пропиток.
Использовать цемент более высоких марок. Чем прочнее вяжущее, тем выше морозоустойчивость готового бетонного элемента.
Получить плотную структуру материала путем тщательного уплотнения различными способами и создания благоприятных условий твердения бетонной смеси
Изготовить морозостойкий бетон можно путем введения в его состав специальных присадок.
Подробнее рассмотрим виды и принцип действия добавок:
Поверхностно-активные вещества. Обеспечивают образование плотной структуры.
Присадки, способствующие появлению шаровидных пор. Вода, проникшая в бетонную конструкцию, при замерзании выталкивается в эти пустоты, поэтому структура материала при изменении агрегатного состояния воды не повреждается.
Суперпластификаторы. Увеличивают плотность, повышают водонепроницаемость, а следовательно, показатели морозостойкости.
Добавки, улучшающие водонепроницаемость бетонного элемента и его внутреннюю структуру. К ним относятся «Дегидрол», «Пенетрон Адмикс», «Кристалл».
Присадки для бетона с глиноземистым цементом обычно не применяются, поскольку они могут не улучшить, а снизить характеристики материала.
Морозостойкость бетона: определение, классы, марки
Морозостойкость бетона – это его способность проходить многочисленные циклы заморозки и оттаивания, при этом теряя не более 5% прочностных показателей. Данная характеристика играет немаловажную роль при планировании строительных работ, общем эксплуатационном периоде строения и расчёте его прочности. Это свойство зависит от структуры «искусственного камня» и напрямую зависит от пористости материала. Чем больше в нём пор, тем больше он вовлекает в себя воды. Как мы знаем, вода при низких температурах превращается в лёд и увеличиваться в размерах. Это вызывает образование трещин и разрушений внутри бетона. Чем больше раз повторяется данный цикл, тем более велика вероятность разрушения строения.
Как и другие физические и химические особенности вещества, данная особенность маркируется особым номенклатурным символом. Для обозначения марки бетона по морозостойкости используется литера «F», а после неё указывается число циклов замораживания и размораживания, которые материал способен выдержать без потери своих прочностных характеристик.
Определение морозостойкости бетона
Для того, чтобы выяснить допустимое количество температурных циклов, которые выдержит бетон, были разработаны специальные испытания.
Для определения морозостойкости бетона по ГОСТ 10060-2012, существует несколько способов:
Обычный;
Ускоренный.
Для испытаний используется заготовка в виде бетонного куба, рёбра которого равны 50-250 мм. Он подвергается контрольным испытаниям по прочности на сжатие. Затем он подвергается базовым температурным тестам – он замораживается и оттаивает. Для этого используются температуры в -130С (для заморозки) и +180С (для оттаивания). Максимальное число циклов является определяющим фактором для маркировки бетона. Как только он начинает терять прочность (~5%), испытания завершаются и ему присваивается марка.
Стоит отметить, что данный вид проверки не является максимально достоверным. Образцы, теряющие свою прочность при лабораторных испытаниях, при эксплуатации в природной среде могут не терять своих характеристик. Это объясняется тем, что для проверки применяется высокая скорость сушки. Такой темп не встречается в условиях обычной эксплуатации.
Для ускоренных методов используются водные растворы и хлориды натрия. Образцы размещаются в морозильную камеру в закрытых сверху ёмкостях, которые наполнены раствором хлорида натрия (5%) и воды. Ёмкости располагаются на расстоянии от стенок камеры не менее 50 мм. Затем на 2.5ч понижается температура. По истечению времени, температура повышается на следующие 2.5ч. Оттаивание происходит в растворе хлорида натрия и воды. После определённого количества циклов, совершается осмотр образцов. Их замеряют и измеряют на прочность на сжатие. Если результаты, полученные в ходе нескольких разных проб на морозоустойчивость отличаются, более точным принято считать лабораторный метод.
Существует возможность определения морозоустойчивости и по другим критериям, не прибегая к технологическим испытаниям. Строители могут определить по таким признакам, как:
Внешний вид;
Водопоглощение. Если данный параметр равен 5-7%, отсюда следует, что имеет слабую устойчивость к низким температурам;
Трещины и другие деффекты.
Таблица морозостойкости бетона
Прочность, марка
Морозостойкость, F
Водонепроницаемость, W
М100-150
F50
W2
200-250
F100
W4
М300
F200
W4
М350
F300
W6
М400
300
W8
М450-600
F200-300
W8
Применение в зависимости от марки
Чем ниже число, указанное в наименовании, тем меньше материал способен выдержать температурных изменений. Отсюда следует, что при строительстве в регионах с высокими и низкими температурами, стоит использовать марки с наибольшим числом. Для регионов с более мягким климатом, подойдут материалы с низкими числами. Например, для центральной и западной части России, активно используются марки F50-F150. Они прекрасно справляются с нашими погодными условиями, не разрушаются и не трескаются.
Как повысить морозостойкость бетона?
На сегодняшний день существует несколько действенных способов для увеличения морозоустойчивости:
Надбавки для морозостойкости бетона;
Использование цемента более высокой марки.
Чтобы поменять состав вашей бетонной смеси, обратитесь к профессиональным строителям. Они смогут помочь вам подобрать подходящую марку цемента и других составляющих вашего бетона.
ООО «Полихим» занимается изготовлением добавок в бетон широкого спектра. В нашем ассортименте имеются специальные добавки, использование которых поможет вам увеличить показатели морозостойкости бетона. Для решения этой проблемы вам подойдут либо противоморозные добавки, повышающие температуру замерзания бетонной смеси, либо ускорители набора прочности. Для подробного ознакомления посетите соответствующий раздел сайта, либо свяжитесь с нашими специалистами.
Заключение
Бетонные смеси – это универсальный строительный материал, имеющий свои сильные и слабые стороны. Современный технологический прогресс позволяет усиливать его качества безопасными и надёжными способами. Чтобы ваши строения и конструкции прослужили долго, стояли на века, необходимо внимательно отнестись к выбору марки.
К другим статьям
Сопротивление замораживанию-оттаиванию
При замерзании вода расширяется примерно на 9 процентов. Когда вода во влажном бетоне замерзает, она создает давление в порах бетона. Если создаваемое давление превышает предел прочности бетона на растяжение, полость расширяется и разрывается. Совокупный эффект последовательных циклов замораживания-оттаивания и разрушение пасты и заполнителя может в конечном итоге вызвать расширение и растрескивание, образование накипи и крошение бетона.
Химикаты против обледенения для дорожных покрытий включают хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния и хлорид калия. Эти химические вещества снижают температуру замерзания осадков, выпадающих на тротуары. Недавняя тенденция заключалась в создании большого разнообразия смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, и передовой опыт показывает, что свободная дозировка, превышающая четыре процента в растворе, имеет тенденцию снижать вероятность образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителей снижает количество циклов замерзания и оттаивания дорожного покрытия за счет значительного снижения температуры замерзания.
Противообледенители для специальных применений, таких как тротуары аэропортов, требуют материалов, не содержащих хлорида, чтобы предотвратить повреждение самолета. Список антиобледенителей, используемых для этих целей, включает мочевину, ацетат калия, пропиленгликоль и этиленгликоль.
Поскольку повреждение покрытий всех типов от накипи вызвано физическим воздействием солей, использование высокопрочного (4000 фунтов на квадратный дюйм или более) воздухововлекающего бетона с низкой проницаемостью имеет решающее значение для хорошей долговечности в этих случаях.
Таблица 11-5 15-го издания «Разработка и контроль бетонных смесей» дает отличное руководство по эффективным температурам и включает влияние на бетон, практические пределы температуры, химическую форму и коррозию металлических потенциалов.
Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с примером применения токопроводящего бетона для защиты от обледенения настила моста.
D-растрескивание — Растрескивание бетонных покрытий, вызванное разрушением заполнителя в бетоне при замораживании-оттаивании, называется D-растрескиванием. D-трещины представляют собой близко расположенные трещинные образования, параллельные поперечным и продольным стыкам, которые впоследствии множатся наружу от стыков к центру панели дорожного покрытия. D-растрескивание зависит от основных свойств определенных типов частиц заполнителя и окружающей среды, в которой находится дорожное покрытие.
Из-за естественного скопления воды под дорожными покрытиями в слоях основания и подстилающего слоя заполнитель может со временем стать насыщенным. Затем при циклах замораживания и оттаивания растрескивание бетона начинается в насыщенном заполнителе в нижней части плиты и распространяется вверх, пока не достигнет поверхности износа. Эту проблему можно решить, выбрав заполнители, которые лучше работают в циклах замораживания-оттаивания, или, если необходимо использовать маргинальные заполнители, уменьшив максимальный размер частиц. Также может помочь установка эффективных дренажных систем для отвода свободной воды из-под дорожного покрытия.
Сечение воздухововлекающего (справа) и не воздухововлекающего бетона. Воздушные пустоты больших размеров представляют собой захваченный воздух. Маленькие пузырьки точного размера (захваченный воздух), равномерно распределенные по пасте, представляют собой полезные воздушные пустоты. Обратите внимание на сравнение с обычным штифтом.
Попадание воздуха — Тяжесть воздействия замораживания-оттаивания варьируется в зависимости от различных районов США. Местные записи о погоде могут помочь определить серьезность воздействия. Стойкость бетона к замерзанию и оттаиванию во влажном состоянии значительно улучшается за счет использования преднамеренно вовлеченного воздуха. Крошечные захваченные воздушные пустоты действуют как пустые камеры в пасте для проникновения замерзающей и мигрирующей воды, тем самым сбрасывая давление в порах и предотвращая повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным отношением и адекватным отверждением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания. В редких случаях может возникать скопление воздушных пустот, что приводит к потере прочности на сжатие. Подробнее о кластеризации воздушной пустоты.
Типичный пример образования накипи на бетонной поверхности
Предотвращение образования накипи на бетоне
Образование накипи определяется как общая потеря поверхностного раствора или раствора, окружающего крупные частицы заполнителя на бетонной поверхности. Эта проблема обычно возникает из-за расширения воды из-за циклов замерзания и оттаивания и использования химикатов против обледенения; однако правильно подобранный, изготовленный, обработанный и выдержанный качественный бетон не должен подвергаться такому износу. Существует четкая цепочка ответственности за производство бетона, стойкого к накипи.
Крупный план отпечатков льда в пасте из свежезамороженного бетона. Кристаллы льда образуются при замерзании незатвердевшего бетона.
Температура замерзания. Бетон очень мало набирает прочность при низких температурах. Соответственно, свежеуложенный бетон должен быть защищен от замерзания до тех пор, пока степень насыщения бетона не будет достаточно снижена за счет гидратации цемента. Время, за которое достигается это уменьшение, примерно соответствует времени, необходимому бетону для достижения прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм. Бетон, подвергаемый воздействию антиобледенителей, должен достичь прочности 4000 фунтов на квадратный дюйм перед повторными циклами замораживания и оттаивания.
Оптимизация использования летучей золы в бетоне Холодная погода и зимние условия могут быть сложными , если бетон содержит летучую золу. Бетон с летучей золой, особенно при использовании на более высоких уровнях, обычно имеет увеличенное время схватывания и медленный набор прочности, что приводит к низкой прочности на начальном этапе и задержкам в темпах строительства. Кроме того, часто сообщается, что бетоны, содержащие летучую золу, более подвержены образованию накипи на поверхности при воздействии противогололедных химикатов, чем бетон на портландцементе. Поэтому важно знать, как отрегулировать количество летучей золы, чтобы свести к минимуму недостатки и максимизировать преимущества.
Архитектор многоэтажки Bayview оптимизировал количество летучей золы на основе требований спецификации бетона, графика строительства и температуры. Он ограничил количество летучей золы в плитах на уровне, укладываемом в зимние месяцы, до 20 процентов. Если адекватное отверждение не может быть обеспечено или если бетон подвергается замораживанию и оттаиванию в присутствии антигололедных солей, количество летучей золы всегда должно быть менее 25 процентов. Подробнее об оптимизации использования летучей золы в бетоне.
Публикации
Различные бетоны требуют разной степени прочности в зависимости от воздействия окружающей среды и желаемых свойств. Руководство Specifer по прочному бетону, EB221, предназначено для предоставления достаточной информации, позволяющей практикующему специалисту выбирать материалы и смешивать расчетные параметры для получения прочного бетона в различных условиях.
Оптимизация использования летучей золы в бетоне обсуждает вопросы, связанные с использованием летучей золы в бетоне с низким и очень высоким содержанием, и дает рекомендации по использованию летучей золы без ущерба для процесса строительства или качества готового продукта. Тематические исследования были выбраны в качестве примеров некоторых из наиболее требовательных применений бетона с летучей золой для смягчения последствий ASR, устойчивости к хлоридам и зеленого строительства.
Помимо показателя F, морозостойкость могут определять следующие характеристики:
Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
Чем оно выше, тем большее количество воды проникает в бетонный элемент.
Обеспечивают образование плотной структуры.
Данная характеристика играет немаловажную роль при планировании строительных работ, общем эксплуатационном периоде строения и расчёте его прочности. Это свойство зависит от структуры «искусственного камня» и напрямую зависит от пористости материала. Чем больше в нём пор, тем больше он вовлекает в себя воды. Как мы знаем, вода при низких температурах превращается в лёд и увеличиваться в размерах. Это вызывает образование трещин и разрушений внутри бетона. Чем больше раз повторяется данный цикл, тем более велика вероятность разрушения строения.
Они прекрасно справляются с нашими погодными условиями, не разрушаются и не трескаются.
Эти химические вещества снижают температуру замерзания осадков, выпадающих на тротуары. Недавняя тенденция заключалась в создании большого разнообразия смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, и передовой опыт показывает, что свободная дозировка, превышающая четыре процента в растворе, имеет тенденцию снижать вероятность образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителей снижает количество циклов замерзания и оттаивания дорожного покрытия за счет значительного снижения температуры замерзания.
Затем при циклах замораживания и оттаивания растрескивание бетона начинается в насыщенном заполнителе в нижней части плиты и распространяется вверх, пока не достигнет поверхности износа. Эту проблему можно решить, выбрав заполнители, которые лучше работают в циклах замораживания-оттаивания, или, если необходимо использовать маргинальные заполнители, уменьшив максимальный размер частиц. Также может помочь установка эффективных дренажных систем для отвода свободной воды из-под дорожного покрытия.
Местные записи о погоде могут помочь определить серьезность воздействия. Стойкость бетона к замерзанию и оттаиванию во влажном состоянии значительно улучшается за счет использования преднамеренно вовлеченного воздуха. Крошечные захваченные воздушные пустоты действуют как пустые камеры в пасте для проникновения замерзающей и мигрирующей воды, тем самым сбрасывая давление в порах и предотвращая повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным отношением и адекватным отверждением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания. В редких случаях может возникать скопление воздушных пустот, что приводит к потере прочности на сжатие. Подробнее о кластеризации воздушной пустоты.
Эта проблема обычно возникает из-за расширения воды из-за циклов замерзания и оттаивания и использования химикатов против обледенения; однако правильно подобранный, изготовленный, обработанный и выдержанный качественный бетон не должен подвергаться такому износу. Существует четкая цепочка ответственности за производство бетона, стойкого к накипи.
Подробнее об оптимизации использования летучей золы в бетоне.
6
%
1 0 объект
>]/Страницы 3 0 R/Тип/Каталог>>
эндообъект
2 0 объект
>поток
2021-02-24T12:45:13Z2021-02-24T12:45:13Z2021-02-24T12:45:13ZAdobe Illustrator 25.2 (Macintosh)
did:71255fb8-9193-44e1-bca0-c41f3feef6d5xmp.did:fbd4f3e9-ae36-4466-90ea-a6dfb1993321proof:pdf1uuid:2d10c2b3-8cbf-294f-a71b-31f0c2b6ab51xmp.did: 21de1b17-59db-4ca0-a1c6-68a8a80f83e8xmp.did:71255fb8-9193-44e1-bca0-c41f3feef6d5proof:pdf
epsxmp.did:766066c4-e9b9-44ee-b184-20823f1ba8c5xmp.iid:766066c4-e9b9-44ee-b184 -20823f1ba8c5
276001841.8Points
000000CMYK0.0000000.0000000.00000094.999999
