Как повысить морозостойкость бетона: » Морозостойкость бетона

Содержание

» Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона — это способность материала выдерживать повторное замораживание и оттаивание, сохраняя при этом свои физико-механические свойства. Этой характеристикой должны обладать смеси, предназначенные для возведения фундамента, укрепления массивных конструкций и строительства гидротехнических сооружений. Невысокое значение морозостойкости приводит к понижению несущих способностей и повышению износа поверхности.

Методы расчета морозостойкости

Определение морозостойкости бетона закреплено в ГОСТ 10060.0-95. В этом техническом документе описано 4 метода расчета показателя. Они предполагают испытание материала путем многократного замораживания или оттаивания в воде или соляном растворе.

Требования распространены на все бетонные смеси, за исключением материала, предназначенного для дорожного покрытия или обустройства взлетно-посадочных полос. Не подлежат эксперименту также бетонные смеси, в которых используется воздух в качестве вяжущего элемента.

Для испытания бетона на морозостойкость подготавливаются контрольные и базовые образцы строительной смеси. Первые предназначены для расчета прочности состава на сжатие, а базовые образцы подвергаются повторному циклу замораживания и оттаивания в лабораторных условиях. Допустимая погрешность по массе составляет 0,1%.

Отобранные образцы должны достичь проектного возраста и не содержать дефектов. Для испытания: морозильная камера, стеллажи, контейнеры для насыщения материала водой.
Суть всех испытаний сводится к тому, что образцы подвергаются многократному замораживанию и оттаиванию, а затем проверяются на прочность. Заморозка осуществляется при температуре -130 ºС, а оттаивание — при +180 ºС. Марка бетона соответствует заявленной, если материал не потерял свою прочность.

Лабораторные испытания бетона на морозостойкость не всегда являются достоверными. В созданных условиях материал может разрушиться, а в естественных сохранять приемлемую надежность. Разница в естественных условиях и созданных в лабораториях заключается в темпах высушивания. В первом случае на бетонную смесь оказывают значительное влияние высокие температуры в летний период, а во втором — насыщение водой. Соответственно, лабораторные образцы разрушаются быстрее.

Дополнительные способы определения показателя

Морозостойкость бетона можно определить по нескольким подручным методам. Для оценки показателя опытные строители анализируют следующие параметры:

  1. Внешний вид. Крупнозерность материала, наличие трещин, бурых пятен, шелушения и расслаивания свидетельствуют о низком качестве бетонного состава, которому характерна пониженная морозостойкость.
  2. Уровень водопоглощения. Если данный показатель составляет 5-6%, то это означает, что в составе есть трещины, которые снижают его устойчивость к низким температурам.
  3. Высушивание материала, насыщенного влагой, на солнце. Растрескивание материала свидетельствует о низкой морозостойкости бетона.

Ускоренный метод определения показателя осуществляется по следующей схеме: отобранные образцы материала погружают на 24 часа в серно-кислый натрий, а затем высушивают в течение 4 часов при температуре 100 ºС. Затем их снова погружают в раствор и высушивают. Необходимо повторить процедуру 5 раз. По окончании манипуляций бетон осматривают на наличие трещин и других дефектов. Их отсутствие свидетельствует о высоком качестве материала.

Классификация

В редакциях ГОСТ марка материала по морозостойкости обозначается буквой F и цифрой от 25 до 1000. Цифровая шифровка обозначает количество циклов замораживания и оттаивания состава.

Класс морозостойкости материала и его сфера применения

Класс морозостойкостиМарка материалаСфера применения
низкийдо F50Практически не используется
нормальныйот F50 до F150Это самая распространенная марка бетона по морозостойкости. Применяется во всех широтах России, где можно четко выделить 4 сезона года. Эксплуатация строений может достигать 100 лет.
повышеннаяот F150 до F300Бетон применяется в регионах, где суровой зимой почва промерзает на несколько метров, например, в Западной Сибири
высокаяот F300 до F500Материал используют в местностях, где есть риск повышенной влажности грунта и он промерзает на несколько слоев
крайне высокаяот F500 до F100Используется для возведения строений на века

В обычном строительстве популярен материал с морозостойкостью от F150 до F200. Бетон с повышенными показателями применяется при возведении строений на влагонасыщенном грунте или гидротехнических сооружений.

При выборе марки бетона по морозостойкости нужно учитывать климат местности и число смен оттаивания и замораживания зимой. Только прочный материал устойчив к резким температурным перепадам.

Бетон рекомендуется использовать до тех пор, пока его прочность на сжатие не уменьшиться на 5%. Марка F300 означает, что до начала потери прочности он может замерзнуть и оттаять 300 раз. Его рекомендуется использовать в средней полосе, где перепады температур — частое явление.

Как повысить морозостойкость состава

Морозостойкость бетона зависит от количества и размеров пор в структуре, состава цемента и прочности на растяжение.

Снижение пористости

Самый простой способ повышения показателя — снизить макропористость. Специальные добавки и создание особых условий затвердевания позволяют минимизировать потребность в воде, что приведет к уменьшению размеров пор в структуре.

Сокращение объема воды

Для повышения морозостойкости бетона следует уменьшить количество воды в цементном составе.

Это достигается за счет использования заполнителей с наименьшей загрязненностью и специальных добавок, понижающих потребность в воде. Раствор бетона за счет применения добавок не утрачивает свои другие эксплуатационные свойства.

Увеличение возраста

При замораживании материала в более позднем возрасте можно добиться сокращения пор.

Добавки

Для повышения устойчивости к температурным перепадам можно поменять расположение пор в структуре. Для этого в бетонный состав следует ввести добавки, которые увеличивают образование мелких пор. В них практически не попадает вода. К таким противоморозным усадкам относятся соли соляной, азотной и угольной кислот, а также их основания. Введение добавок осуществляется термосным или прогревным методами.

Морозостойкость бетона можно повысить путем введения в состав воздухововлекающих добавок (до 6% от объема). Оптимальное расстояние между соседними порами воздуха должно не превышать 0,025 см. Объем вовлечения зависит от количества цемента, воды и заполнителя. При снижении крупности заполнителя и увеличения объема цемента и воды объем вовлеченного воздуха рекомендуется повысить.

Гидроизоляция

Иногда для повышения морозостойкости бетона достаточно защитить поверхность от влаги. В этом случае лучше использовать полимерные пропитки или фасадные краски, образующие плотную пленку.

Как залить бетон в мороз

Высокопрочный строительный материал применяется в зимний период тогда, когда строительные работы запоздали или ведутся в местностях с повышенной влагонасыщенностью почвы. Для эффективной заливки бетонного состава зона строительной площадки должна прогреваться с помощью тепловой пушки или электрического тока. Во втором случае используются термоэлектрические маты, которые одновременно выполняют 2 функции — изоляцию и обогрев.

Для обогрева можно использовать обычную теплоизоляцию, например: двухстороннюю пленку на расстоянии около 2 см от фундамента. На нее накладывается изоляция и устанавливается теплогенератор. Для затвердевания состава в зимний период необходимо выдержать минимум 4 дня.

Длительное воздействие отрицательных температур, многократное оттаивание и заморозка способны снизить эксплуатационные характеристики бетона в несколько раз. С помощью противоморозных усадок и специальных добавок можно уменьшить размер пор в структуре (или увеличить количество мелких пор), минимизировать влагу в цементном растворе, что позволит повысить устойчивость состава к низким температурам.

определение, как повысить с помощью добавок

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Оглавление:

  1. Описание смесей разных марок
  2. Способы повышения морозостойкости
  3. Применение в частном строительстве

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Морозостойкость

МаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.

2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

Похожие статьи

  • Сколько стоит куб бетона: в миксере с доставкой и без, цена разных марок

    Строительство даже небольшого загородного дома трудно представить без бетонных работ. А если под постройку еще и требуется мощный фундамент , то кубов…

  • Крыльцо из бетона: как сделать своими руками, пропорции бетонной смеси, варианты отделки

    Сделать крыльцо из бетона своими руками несложно. Но сначала нужно продумать все детали, чтобы, заходя в дом, вы не спотыкались об неудобные ступеньки, а…

  • Вибратор для бетона своими руками (площадочный и глубинный): схема, инструкция по шагам, чертежи

    Чтобы уплотнить, а значит, упрочить структуру бетона, необходимо воспользоваться специальным инструментом – вибратором. С его помощью несложно выгнать из…

Морозостойкость бетона: маркировка, повышение показателей

Морозостойкость бетона позволяет материалу сохранять эксплуатационные характеристики после повторного замораживания с последующим оттаиванием и не утрачивать физико-химических свойств.

Такое качество должно быть у смесей, которые применяют при возведении фундамента, укреплении тяжелых конструкций и др. Низкий показатель снижает несущие способности, ускоряет износ поверхности.

морозостойкость бетона испытания

морозостойкость бетона испытания

Маркировка

Определение требований морозоустойчивости бетона производится с учетом климатических условий (в Москве и Новосибирске они будут разными), глубины промерзания грунта, скорости изменения температуры окружающего воздуха.

На основании ГОСТ 10060-2012 существует 5 классов морозоустойчивости:

  1. Низкий показатель (F50) подходит лишь для работ внутри теплых помещений. Раствор с таким значением применяют редко, под действием негативных факторов внешней среды на нем быстро станут появляться трещины.
  2. Нормальная устойчивость (F150) подходит для сооружения зданий в местностях, где климат умеренный или теплый. Такие постройки могут служить, не разрушаясь, в течение 100 лет.
  3. Повышенный показатель (от F150 до F300) предназначен для местностей с суровыми условиями климата и глубоким промерзанием грунта (Сибирь). Материал способен выдерживать резкие перепады температур, в течение длительного времени сохраняет эксплуатационные характеристики.
  4. Морозостойкий бетон с показателем от F300 до F500 можно использовать в северных областях, где отмечается глубокое промерзание грунта и в местностях, где уровень воды может повышаться.
  5. Смесь с показателями F500-1000 имеет высокую устойчивость, используется для сооружения наиболее ответственных объектов. Применяют высокие марки бетона, в который вводят специальные добавки.

Маркировка производится после того как образец бетона опускают в воду, выдерживают в течение некоторого времени, затем замораживают до -18°С. Периодически проводят замеры для выявления потери прочности.

С помощью маркировки облегчается выбор бетона при выполнении строительных работ.

Марка бетона по морозостойкости влияет на выбор класса материала в регионе. До начала строительства необходимо обратиться к специалистам и подобрать с их помощью наиболее подходящий вариант.

показатель морозостойкости бетона

показатель морозостойкости бетона

Способы определения показателя

В соответствии с ГОСТом имеются характеристики бетона, оказывающие влияние и обеспечивающие надежность возведения конструкций в заданных условиях:

  • водонепроницаемость;
  • прочность;
  • морозостойкость.

Существует регламент для определения показателя (ГОСТ 10060-2012) устойчивости к морозу. В технической документации представлены 4 способа, позволяющие определить этот показатель.

Испытание бетона на морозостойкость заключается в неоднократном замораживании и размораживании смеси. Для проведения исследования берут несколько образцов (базовые и контрольные).

Образцы в лабораторных условиях подвергаются многократным циклам замораживания с последующим оттаиванием. Для проведения испытаний требуются:

  • камера для заморозки;
  • контейнеры с водой.

После нескольких циклов нагревания (до +180°С) и заморозки (до -130°С) измеряют прочность материала. Испытание бетона на прочность считается положительным, если образец сохраняет свои качества.

класс морозостойкости бетона

класс морозостойкости бетона

Проводимые в лабораториях исследования не имеют высокой точности: иногда пробный образец разрушается, но при эксплуатации в природных условиях сохраняет необходимую прочность. В лаборатории на материал производится максимальное воздействие, это приводит к более быстрому разрушению.

Для определения морозостойкости бетона обращают внимание на внешний вид и состояние раствора:

  • присутствие крупных зерен, расслаивание, появление трещин и пятен свидетельствуют о недостаточном качестве продукта, низкой морозоустойчивости;
  • растрескивание под действием лучей солнца также указывает на недостаточную устойчивость к действию низких температур;
  • появление расщелин подтверждает слабую морозостойкость.

Можно определить данный показатель ускоренным методом. Для этого образец помещают на 1 сутки в раствор сульфата натрия. После этого его просушивают в течение 4 часов при +100°С. Повторяют манипуляцию 5 раз, трещин на образце быть не должно. На этом испытание бетона на морозостойкость считается законченным.

Характеристика устойчивости к морозу становится наиболее важной для фундамента в почвах с высоким уровнем влаги, при строительстве мостов и прочих гидросооружений.

Повышение морозоустойчивости бетона

Учитывая, что на большинстве территорий России климат суровый, вопрос, как повысить морозостойкость бетона, является злободневным. На данный показатель влияют:

  • количество и размеры пор в структуре;
  • состав цемента;
  • прочность на растяжение.

Зная, от чего зависит устойчивость к морозу, повысить качество можно с помощью нескольких методов:

  1. Уменьшения количества влаги в смеси, использования незагрязненных наполнителей или специальных добавок.
  2. Уменьшения макропористости. Это требует создания условий для быстрого затвердевания раствора и использования добавок, уменьшающих потребность в количестве влаги.
  3. Применения заморозки смеси в позднем возрасте.
  4. Изоляции для предотвращения воздействия негативных условий (с помощью красок и пропиток, повышающих срок эксплуатации изделий из бетона).
  5. Применения химических присадок (растворы соляной, угольной, азотной кислот). Они способствуют увеличению числа мелких пор, в которые вода попасть не может.

стойкость бетона к морозу

стойкость бетона к морозу

Работа со структурой

Чтобы увеличить значение морозостойкости, можно повлиять на структуру. Для достижения эффекта пользуются несколькими способами:

  1. Замораживают конструкцию после полного отвердевания на четвертой неделе. Это приводит к тому, что уменьшается количество пор в результате исчезновения пузырьков воздуха.
  2. Тщательно утрамбовывают раствор в процессе укладки. Рабочая масса при этом уплотняется, избавляясь от воздуха.
  3. Сокращают количество воды при замешивании раствора. Чтобы получить нужный эффект, необходимо использовать заполнители, в которых отсутствуют загрязнения и пыль.

При соблюдении технологии приготовления и укладки раствора он обязательно уплотняется: воздушные пузырьки и поры в тяжелом бетоне отсутствуют. С помощью несложных способов удается получить наибольшую устойчивость материала к замораживанию и последующему оттаиванию.

Гидроизоляция

С целью повышения устойчивости бетона к морозу гидроизоляцию не используют. Однако защита конструкции от доступа воды повышает устойчивость материала к перепадам температур. Материал в сухом виде легче переносит сильные морозы, его эксплуатационные свойства страдают меньше.

классификация бетона по морозостойкости

классификация бетона по морозостойкости

Вода является главным разрушителем бетона в результате замораживания: превратившись в лед, она изнутри нарушает структуру. Удалив источник влаги, можно предотвратить дальнейшее разрушение конструкции.

Гидроизоляция выполняется несколькими способами:

  1. Наиболее простой считается рулонная. На поверхности (вертикальные или горизонтальные) настилают полотна, произведенные на основе битума. Все швы обрабатывают горелкой или мастикой.
  2. Проникающая — позволяет укрепить поверхность конструкции и уплотнить ее для предупреждения проникновения воды.
  3. Обмазочную нередко используют вместе с рулонной, т. к. в качестве самостоятельного метода защиты она не является долговечной.

Присадки

Класс бетона по морозостойкости можно существенно увеличить за счет применения пластифицирующих добавок. Назначение у них разное:

  1. Специальные, повышающие морозоустойчивость. Их принцип действия основан на изменении структуры пор до наименьших
  2. Комплексные используют с целью улучшения сразу нескольких свойств продукта: водонепроницаемости, плотности, устойчивости к перепадам температур.
  3. Для предотвращения попадания в структуру материала воды и разрушительного воздействия на конструкцию применяют гидрофобизаторы.

добавка для повышения морозостойкости бетона

добавка для повышения морозостойкости бетона

Для повышения класса бетона по данному показателю используют следующие присадки:

  1. Ускоряющие процесс затвердевания, способствующие быстрому уплотнению структуры (нитрат натрия, нитрат кальция). Влияют на время, которое требуется раствору для схватывания. Позволяют ускорить возведение конструкций за счет снижения времени затвердевания.
  2. Замедляющие отвердевание, позволяющие воздушным пузырькам выйти (мочевина).
  3. Универсальные (суперпластификатор С3, состоящий из смеси солей натрия и полиметиленнафталинсульфокислот). Влияют на подвижность бетона, оказывая воздействие на водонепроницаемость и прочность. Уменьшают расход цемента.
  4. Модификаторы — способны существенно повышать показатели прочности. Одновременно увеличивают устойчивость к коррозии и действию низких температур.
  5. Комплексные добавки, повышающие прочность, плотность, морозостойкость (лигносульфаты). Вместе с тем оказывают влияние на несколько эксплуатационных характеристик: могут снижать расход воды, увеличивать устойчивость к коррозии и морозу, замедлять процесс затвердевания.

Присадки с наличием хлорида уменьшают устойчивость арматуры к действию коррозии, но добавки, в основе которых имеется нитрит натрия, задерживают этот процесс.

Добавка в бетон морозостойкая (для морозостойкости)

Морозостойкие добавки в бетон – это специальные составы, которые тем или иным образом способны сделать бетон пригодным для работы при минусовой температуре без потери основных технических характеристик. Современные производители предлагают множество противоморозных добавок, которые выполняют определенные функции и тем или иным способом решают проблему невозможности заливать обычный бетон при температуре ниже +5 градусов.

Бетон является универсальным строительным материалом, который сегодня используется в самых разных сферах. Заливка разнообразных конструкций и выполнение элементов, строительство зданий и других объектов – все эти работы осуществляются круглогодично, поэтому возможность использовать раствор при минусовых температурах очень важна.

Обычный раствор при температуре ниже +5 градусов перестает схватываться и застывать, а даже если реакция и проходит, то с повреждением внутренних кристаллических связей и существенным ухудшением свойств материала. Так, залитый на морозе бетон может покрываться трещинами, сколами, менять форму, крошиться и деформироваться.

Оптимальные условия для правильного схватывания и застывания бетонного раствора – это температура в районе +20 градусов и высокая влажность. Если же есть необходимость осуществлять работы с бетонной смесью в мороз, важно использовать специальные присадки. Особенности применения составов указываются в инструкции, работы проводятся по правилам, указанным в ГОСТах и СНиПах.

виды добавок против мороза

виды добавок против мороза

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Основные достоинства противоморозных присадок:

  • Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
  • Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
  • Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
  • Значительное повышение водонепроницаемости.
  • Набор прочности при морозе происходит активнее.
  • При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
  • Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
  • Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
  • Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

как заливать бетон в мороз

как заливать бетон в мороз

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

Где применяют противоморозные добавки для бетона:

  • При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
  • В преднапряженном железобетоне.
  • С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
  • В легких типах бетонов.
  • Для замешивания штукатурных смесей.
  • При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
  • При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

виды противоморозных добавок

виды противоморозных добавок

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

противоморозная добавка для бетона

противоморозная добавка для бетона

Виды добавок

Качественные присадки для работы при отрицательных температурах позволяют работать с бетоном на морозе до -35 градусов. Видов присадок множество – это могут быть ускорители, пластификаторы, регуляторы подвижности, модификаторы, комплексные вещества. Их можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант более рискованный, так как точных рецептов и свойств разных веществ с эффектом антифриза точно не известно.

Многие мастера используют обычную соль (хлорид натрия) – она понижает температуру замерзания жидкости, понижает время критичного затвердевания раствора. Для приготовления такой добавки соль растворяют в воде, вводят в смесь. Для -5 градусов концентрация составляет 2% от массы раствора, -15 – 4%. Минус данного решения – коррозионная активность в отношении металла, поэтому железобетонные конструкции заливать такой смесью нельзя.

классификация пластификаторов

классификация пластификаторов

Пластификаторы

В качестве пластификаторов используют органические полиакрилаты, сульфат меламиновой смолы или нафталина. Данные присадки обладают пластифицирующим действием на смесь, большого расхода воды не предполагают. Монолит становится более водонепроницаемым, прочным, концентрированным (плотным).

Смесь с добавкой намного проще укладывается, заливается равномерно, существенно экономя воду и энергозатраты. Благодаря введению в состав пластификаторов удается смесь качественно укладывать в формы, исключать вероятность образования пустот. Микрочастицы смеси эффективнее удерживают влагу.

Упрочняющие

Такие добавки для бетона называют еще ускорителями твердения – в группу входят нитрат и хлорид кальция, сульфат железа и алюминия. Присадки работают, уменьшая время твердения смеси. В момент схватывания бетон теряет пластичность, а в процессе затвердевания становится прочным.

Воздействие добавок происходит в первые 3 дня застывания бетона – добавка наиболее эффективна именно в этот период. Также удается повысить прочность бетона по классу.

Регуляторы подвижности

Это специальные вещества, которые дают возможность продлить период работы с готовым уже раствором. Делятся на 2 типа: добавки, которые вводятся в минимальных объемах и регулируют характеристики (0.1-2%) и тонкомолотые лигатуры (5-20%) для сокращения расхода цемента и без изменения свойств.

Особенности применения регуляторов подвижности:

  • Самые эффективные – химические пластификаторы и суперпластификаторы.
  • Присадки повышают подвижность растворов, понижают водопотребность.
  • Лигатуры одного и того же класса могут по-разному влиять на раствор.
  • Лучшими считаются суперпластификаторы, которые: повышают строительно-технологические свойства смеси, увеличивают подвижность раствора, понижают расход цемента.

заливка бетона при отрицательных температурах

заливка бетона при отрицательных температурах

Морозоустойчивые

Данные присадки позволяют осуществлять работы при отрицательных температурах без изменения технологии и ухудшения характеристик бетонного раствора.

Главные виды морозоустойчивых добавок:

  • НК – нитрат кальция, оказывает влияние на скорость затвердевания раствора.
  • П – поташ, карбонат кальция, который способен ускорить твердение раствора при -30 градусах.
  • М – мочевина.
  • ХК – сочетание соляной кислоты, кальция, которое окисляет металл, поэтому не применяется в железобетоне.
  • М НК – сочетание мочевины и нитрата кальция.
  • НН, ННК – нитрат натрия и нитрит нитрат кальция, которые ускоряют процесс твердения, обладают антикоррозийным воздействием, но ядовиты (требуют применения средств индивидуальной защиты).

противоморозная добавка в бетон

противоморозная добавка в бетон

Коррозионностойкие

Данные модификаторы используют там, где нужно защитить железобетонные конструкции от окисления, что существенно продлевает срок их службы, препятствует разрушениям и негативному воздействию внешних факторов.

Комплексные

Есть добавки, которые оказывают сразу несколько эффектов на бетонную смесь – могут одновременно положительно влиять на арматуру и защищать ее, улучшать эксплуатационные свойства бетона, повышать прочностные характеристики железобетонной конструкции.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

специальные противоморозные добавки

специальные противоморозные добавки Особенности выбора вещества:

  • В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
  • Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
  • Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
  • При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
  • СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
  • Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Противоморозные добавки в бетон позволяют проводить работы в любых условиях без ущерба качеству и прочности монолита. При условии верного выбора присадки и соблюдения технологии удается добиться высоких результатов.

Добавки в раствор для повышения морозостойкости бетона: общая информация, правильное применение

С момента открытия и по сегодняшний день бетон является самым важным и наиболее часто используемым строительным материалом. Обуславливается это тем, что он имеет высокие показатели эксплуатационных свойств. Но раньше он имел большое количество недостатков: невозможность возводить большие сооружения на мягких и плывущих грунтах, слабая адгезия и, главное, разрушение от минусовых температур. Добавки в бетон для морозостойкости решили эту проблему.

Виды добавок в бетон

Благодаря присадкам для бетона можно изменить любые свойства и эксплуатационные характеристики этого строительного материала. Они позволяют адаптировать бетон практически под любые погодные условия. Различают такие виды:

  1. Суперпластификаторы. Эти добавки позволяют увеличить подвижность готовой бетонной смеси. Также они позволяют сделать материал прочнее, твёрже и менее водопроницаемым.
  2. Ускорители. Благодаря этим химическим добавкам можно сократить время затвердевания бетона. На начальном этапе есть возможность сделать необходимую для проекта твёрдость. Недостаток таких присадок — ухудшение пластичных свойств.
  3. Регуляторы пластичности. Они позволяют регулировать время использования готового материала. Полезно при больших объёмах заготовления или при транспортировке.
  4. Морозостойкие присадки. Используются в условиях пониженных температур.
  5. Модификаторы. Улучшают физические свойства бетона: делают его прочнее, морозоустойчивее и увеличивают сопротивление коррозии.
  6. Комплексные. Используются для улучшения сразу нескольких показателей.

Перечень существующих добавок очень широкий. Изготавливают их как из синтетических веществ, так и из природных материалов. Добавляют даже самую обычную поваренную соль. Она увеличивает морозостойкость готовой смеси.

Нужно помнить, что присадки, имеющие в своём составе хлорид, ускоряют коррозию арматуры в железобетонных конструкциях. Добавки, в основе которых, например, нитрит натрия, замедляют этот процесс.

Лучше не использовать цемент и присадки от одного производителя. Эффект может оказаться ниже ожидаемого.

Морозостойкие присадки

Морозостойкие добавки для бетона применяются не очень часто. Их используют при строительстве в условиях низких температур. Летом они не требуются. Но даже такие добавки не могут обеспечить требуемое качество в зимний период.

Если значение на термометре опустилось ниже -25°С, нужно сразу прекратить работы. Правильный бетон в таких условиях не удастся сделать.

Благодаря морозоустойчивым добавкам в бетон можно работать даже при -15°…-20°С. Если температура около пяти градусов ниже нуля, то можно обойтись и без них, используя тёплую воду. На физические свойства бетона это никак не повлияет. Можно использовать и дополнительные присадки (для увеличения подвижности, прочности, пластичности) в зависимости от ситуации или же воспользоваться комплексными добавками.

Правильное применение

Добавка в раствор для морозостойкости может не улучшить характеристики смеси, а, напротив, значительно их снизить. Обусловлено это конкретными условиями в каждой отдельной ситуации. Применение присадок:

  1. Если в железобетонных конструкциях используется арматура (диаметр больше 5 мм), не подверженная различным напряжениям, то никаких ограничений в применение присадок нет. Физические свойства строительного материала можно изменять так, как требует ситуация.
  2. В случае если толщина ненапрягаемой арматуры меньше 5 мм, то использовать присадки не рекомендуются. Особенно это касается добавок, содержащих в своём составе продукты окисления кальция под воздействием соляной кислоты. Присадки с содержанием нитрита натрия тоже могут пагубно воздействовать на тонкие стержни.
  3. Если железобетонная конструкция имеет выходящие элементы, то в раствор нужно добавлять нитраты кальция и натрия, карбонат калия, смесь мочевины и нитрата калия. Эти вещества можно добавлять к раствору в процессе замешивания.
  4. Если железобетон будет эксплуатироваться в агрессивной газовой среде, то присадки на основе окисления кальция категорически противопоказаны: они лишь ускорят процесс коррозии.

Нельзя использовать присадки для бетона, который был сделан на основе глинозёмного цемента. Они не только не улучшат характеристики раствора, но могут и значительно их снизить.

Изготовить всевозможные пластификаторы можно и в домашних условиях. Но, приобретая их в магазине, можно быть уверенным в качестве, так как все материалы проходят проверку на производстве, где определяется точное процентное содержание каждого элемента. Используя качественные добавки, можно значительно продлить срок эксплуатации бетонной или железобетонной конструкции.

определение, как повысить с помощью добавок

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Оглавление:

  1. Описание смесей разных марок
  2. Способы повышения морозостойкости
  3. Применение в частном строительстве

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Морозостойкость

МаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный р

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


Сопротивление замораживанию и оттаиванию нормальных и высокопрочных бетонов, изготовленных из летучей золы и микрокремнезема

Это исследование основано на определении сопротивления замораживанию-оттаиванию воздухововлекающих и не воздухововлекающих смесей бетона нормальной прочности (NC) и высокой прочности. прочный бетон (HSC), изготовленный из летучей золы и микрокремнезема в соответствии с масштабированием поверхности. Процедура позволяет нам измерить количество отложений на единицу площади поверхности из-за ряда четко определенных циклов замораживания и оттаивания в присутствии противообледенительной соли.Потеря веса, образование отложений на поверхности, поглощение влаги и внутреннее повреждение измеряли после 0 и после каждого 4-го цикла замораживания-оттаивания.
Результаты испытаний показали, что сопротивление замораживанию-оттаиванию напрямую зависит от прочности бетона на сжатие. Пары кремнезема значительно снизили сопротивление бетона нормальной прочности против замораживания-оттаивания без пластификатора. Покрытие поверхности кварцевого бетона без примесей было на 22% выше, чем у стандартного нормального бетона.

1. Введение

Бетон — один из наиболее широко используемых строительных материалов для различных конструкций, таких как здания, дома, плотины, дороги и мосты. Характеристики бетона, как правило, зависят от конструкции смеси, свойств материала в смеси, условий отверждения и условий окружающей среды в течение срока службы конструкции. Важнейшей проблемой прочности бетона в условиях холодного климата является эффект замораживания-оттаивания. В частности, дамбы, поверхности настилов мостов и бетонные дорожные покрытия с широко открытыми поверхностями подвержены риску заморозков в холодном климате.Это условие может вызвать замерзание воды внутри капиллярной пористой структуры бетона с 9% -ным объемным расширением. Растрескивание и отслаивание бетона — наиболее частые повреждения, вызываемые расширением матрицы цементного теста под действием циклов замораживания-оттаивания [1].

Было предложено несколько теорий для объяснения этого типа повреждений, таких как гидравлическое давление [2], осмотическое давление [3] и модель микроледяной линзы [4], которые являются наиболее важными. Ущерб от мороза в основном изучается в лабораторных условиях с помощью ускоренных циклов замораживания-оттаивания.Степень повреждения, вызванного повторяющимися циклами замораживания-оттаивания, колеблется от скалывания поверхности до полного разрушения по мере образования слоев льда, начиная с открытой поверхности бетона и простираясь внутрь под поверхностью. Тем не менее, повреждение из-за воздействия мороза может быть уменьшено либо за счет уменьшения объема капиллярных пор в бетоне, используя более низкое соотношение воды и цемента, либо путем применения подходящей добавки [5]. Jin et al. [6] пришли к выводу, что фрактальная размерность распределения размеров воздушных пустот имеет более значительное влияние на сопротивление замораживанию-оттаиванию бетона, чем расстояние между воздушными пустотами.Воздушные пустоты в бетоне можно уменьшить, используя мелкие пуццолановые добавки, такие как микрокремнезем, летучая зола и измельченный гранулированный доменный шлак. Меньший размер капиллярных пор в бетоне, содержащем микрокремнезем, снижает общее количество замерзающей воды. Однако количество углерода, содержащегося в микрокремнеземе и летучей золе, может вызвать проблемы со стабилизацией воздушных пустот в бетонах с воздухововлекающими добавками [7]. Исследователи исследовали морозостойкость бетонов, содержащих разную долю кремнезема по массе цемента.Результаты этих исследований показали, что используемые бетоны на основе кварцевого стекла имеют более высокую морозостойкость, чем традиционные бетонные смеси. Также водоцементное соотношение смесей от 0,35 до 0,45 оказывает положительное влияние на образование накипи на поверхности образцов, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания [8–10].

Летучая зола — еще одна широко используемая минеральная добавка для бетона. Тем не менее, эта добавка может оказывать негативное воздействие на затвердевшие бетоны с воздухововлекающими добавками при воздействии замораживания-оттаивания [11–13], как это происходит с микрокремнеземом.В качестве основного качественного параметра летучей золы, определяющего морозостойкость бетона с минеральной добавкой, указано количество потерь при прокаливании. Исследователи изучали влияние потерь на возгорание и содержание летучей золы на снижение прочности после замораживания и оттаивания. Полученные результаты убедительно подтверждают отрицательное влияние высоких потерь на возгорание в золе на морозостойкость бетона с их добавкой [14]. Некоторые исследователи также доказали, что зола-унос не сильно влияет на устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию [15, 16].Кроме того, холодные погодные условия ограничивают процент летучей золы, которая может использоваться в бетоне, из-за потенциального замедления схватывания и медленного развития прочности, особенно при воздействии высоких уровней противообледенительных солей [17, 18]. Целью данного исследования является определение влияния летучей золы и микрокремнезема на морозостойкость бетонов различной прочности и содержания воздуха. Капиллярное отсасывание антиобледенительного раствора и метод замораживания-оттаивания (CDF) (тест) используются для определения поверхностного отложения образцов [5].

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

Сырье бетонных смесей поступало из разных источников. Цемент типа CEM I 42.5R был получен на цементном заводе CIMSA в Эскишехире (Турция) в соответствии с нормами по цементу TS EN 197-1 [19]. Летучая зола и микрокремнезем использовались в качестве минерала для дополнительного вяжущего материала. Летучая зола, использованная в данном исследовании, поступала с Ятаганской ТЭЦ в районе Муглы. Использование летучей золы в бетоне делает его менее проницаемым, чем обычный бетон.Еще одна минеральная добавка кремнеземная пыль была получена на заводе ETI Electrometallurgy в Анталии. Пары кремнезема — это промышленные отходы, которые можно использовать в качестве минеральной добавки для производства высококачественного бетона. Средняя крупность микрокремнезема (~ 200000 см 2 / г) примерно в 100 раз выше, чем тонкость обычного портландцемента. Эта более высокая крупность помогает заполнить микропоры в затвердевшем бетоне. Это делает бетон непроницаемым, но мы знаем, что микрокремнезем увеличивает пластическую усадку и потребность бетона в воде.Пластическая усадка вызывает микротрещины и снижает долговечность [20]. Химический состав этих связующих веществ приведен в Таблице 1.


Основные оксиды (%) CEM I 42.5R Летучая зола Дым кремнезема

SiO 2 19,96 51,07 92,20
Al 2 O 3 5.03 22,65 0,65
Fe 2 O 3 2,88 5,83 0,34
CaO 63,60 11,34 0,75
MgO 2,48 0,38
K 2 O 0,80 2,40 0,70
Na 2 O 0,27 0.80 0,31
SO 3 2,79 1,69 1,05
Cl 0,005 0,004 0,003
LOI 3,02 1,20 0,95

Заполнитель — это гранулированный материал, такой как песок, гравий, щебень, доменный шлак и легкие, которые обычно занимают от 60 до 75% объема бетона.В данном исследовании щебень был поставлен бетонным заводом Cimsa в регионе Эскишехир, Турция. Агрегатные свойства существенно влияют на обрабатываемость пластичного бетона, а также на долговечность, прочность, термические свойства и плотность затвердевшего бетона. По этой причине для адекватной градации бетонных смесей использовались три типа заполнителей (0–5, 5–15 и 15–22 мм). Воздухововлекающий агент и суперпластификатор, используемые в бетонных смесях, были получены от SIKA Turkey, названного Sika AER и Sikament RCM 310 соответственно.Бетонные смеси изготавливались на водопроводной воде Эскишехир.

2.2. Метод

Были изготовлены образцы бетона в виде нормального бетона (NC), высокопрочного бетона (HSC), кварцевого бетона (SFC) и бетона из летучей золы (FAC). Кроме того, эти бетоны были произведены с воздухововлекающими добавками, чтобы определить влияние воздухововлекающих средств на эффект замораживания-оттаивания. Перед бетонным смешанным дизайном градация и физические свойства заполнителей определяются с помощью ситового анализа, удельного веса и испытаний на водопоглощение.Использовались микрокремнезем и летучая зола с заменой цемента в минерально-бетонных смесях 15% по весу. Использование микрокремнезема более 15% может увеличить потребность бетонной смеси в воде. По этой причине оптимальное соотношение минеральных добавок было выбрано 15%. Состав смеси безвоздушных бетонов можно увидеть в Таблице 2. Суперпластификатор используется только в смеси HSC для 1,5% от веса цемента. Воздухововлекающий агент использовали в качестве 0,15% от веса цемента в образцах воздухововлекающего бетона.


Тип бетона Цемент (кг) Вода (кг) w / c Агрегат (кг) Летучая зола (кг) Дым кремнезема (кг)

NC 358 165 0,46 1897
HSC 407 122 0.30 1977 102
SFC 358 165 0,46 1897 53,7
FAC 358 165 0,46 1897 53,7

Стойкость к замораживанию и оттаиванию образцов бетона, определенная в соответствии с методом капиллярного всасывания, внутреннего повреждения и замораживания-оттаивания (CIF) (испытание).Тест CIF основан на тесте CDF, в котором были определены точные данные для масштабирования, которые дополняют этот тест [21, 22]. В этом методе высокая скорость замораживания более выражена при внутреннем повреждении, чем при масштабировании, и при масштабном повреждении; низкая скорость замораживания более разрушительна по сравнению с высокой скоростью замораживания [23]. Процедура испытания состоит из трех этапов: сухое хранение, предварительное насыщение капиллярным отсосом и циклы замораживания-оттаивания. Процедура испытания начинается сразу после периода отверждения [5].Для теста требуется четыре куба диаметром 150 мм. В течение первых суток после отливки кубики хранятся в формах и защищаются от высыхания полиэтиленовым листом. Через 24 ч кубики вынимают из форм и помещают в водяную баню с температурой () ° C. По истечении периода отверждения образцы необходимо герметизировать на их боковых поверхностях. Герметизация алюминиевой фольгой с бутилкаучуком; бутилкаучук плотно наклеивается на боковые поверхности с нахлестом 20 мм. Необходимо обеспечить прочное соединение.

После сухого хранения образцы помещают в контейнеры для испытаний на прокладки высотой 5 или 10 мм так, чтобы испытуемая поверхность находилась внизу. Тестирование замораживания-оттаивания — это циклическая атака. Образцы подвергаются циклу замораживания-оттаивания в термостате с контролируемой температурой (рис. 1).

Температура охлаждающей и нагревающей бани регулируется с помощью соответствующего устройства. Для этого используется автоматическая испытательная машина Schleibinger CDF / CIF для замораживания-оттаивания, чтобы применять соответствующие температурные циклы.Типичное изменение температуры 12-часового цикла замораживания-оттаивания показано на рисунке 2. Температурный цикл отслеживается в контрольной точке. Допускается постоянный временной сдвиг между тестовыми контейнерами. Параметры повреждения измеряются при температуре выше 15 ° C (заштрихованная область на рисунке 2). Машина производит замораживание и оттаивание в течение 14 дней (28 циклов). Ультразвуковая водяная баня используется для получения герметичного материала с поверхности бетонных образцов, которые подвергаются циклам замораживания-оттаивания.

Механические свойства бетонных образцов определяют с помощью прибора для испытания на одноосное сострадание на образцах кубической формы 150 мм. Поверхностная твердость образцов бетона определяется с помощью испытательного прибора Schmidt Hammer. Качество образцов затвердевшего бетона также контролируется с помощью ультразвуковой импульсной испытательной машины. Этот тест может дать представление о жесткости, компактности и внутреннем повреждении материала из-за передачи ультразвуковых волн внутри твердого материала.

3. Экспериментальное исследование
3.1. Испытание на прочность при сжатии

Прочность на сжатие является основным важным свойством для определения качества бетона. Прочностная способность бетона в основном зависит от свойств ингредиентов смеси, водоцементного отношения, пористости и условий твердения. Изготовленные как воздухововлекающие, так и не воздухововлекающие смеси бетонные смеси высокой и нормальной прочности были подвергнуты испытанию на прочность при сжатии в возрасте 3, 7 и 28 дней.Результаты испытаний прочности на сжатие приведены на рисунке 3.

Результаты испытаний на прочность в раннем возрасте за 3 дня показали, что образец HSC достиг значения прочности на сжатие 69 МПа с влиянием более низкого водоцементного отношения (0,3), более высокого цемента и Дозировка микрокремнезема с пластификатором в смеси. Показатель прочности за 28 суток с воздухововлекающим агентом HSC снизился со 120 МПа до 88,90 МПа. На значения серийной прочности бетона NC, SFC и FAC также влияет воздухововлечение внутри бетона.Значения прочности использованных образцов кремнеземной пыли без пластификатора ниже, чем у образцов FAC, использованных в зольной пыли. Несмотря на это, при использовании большого количества микрокремнезема, смесь HSC с более низким водоцементным соотношением и пластификатором (Таблица 2) показала самую высокую прочность на сжатие. Эта разница вызвана поглощением воды из свежей бетонной смеси более мелкими частицами микрокремнезема в непластифицирующем агенте, используемом в смеси SFC. Снижение прочности можно объяснить снижением удобоукладываемости и неправильным уплотнением свежей смеси SFC с более высокой пористостью.Однако сферические частицы летучей золы увеличили обрабатываемость и компактность образцов FAC без какого-либо пластификатора.

3.2. Испытание молотком Шмидта

Испытание молотком Шмидта включает в себя удар по бетону на месте с помощью штифта с пружинным приводом с определенной энергией, а затем измеряется отскок. Отскок зависит от твердости поверхности бетона и измеряется испытательным оборудованием. Ссылаясь на некоторые таблицы преобразования, результат испытания на отскок можно использовать для определения прочности бетона на сжатие.Результаты испытаний образцов бетона молотком Шмидта приведены на Рисунке 4.

Согласно результатам испытаний, твердость поверхности образцов бетона увеличивалась по мере старения образцов. Числа отскока показали такое же поведение по сравнению с результатами испытаний на прочность на сжатие. Образец HSC достиг 47 подборов за 28 дней. Однако при использовании воздухововлекающего агента в бетоне для каждой смеси наблюдалось небольшое снижение. Самые низкие значения были получены для смесей SFC в раннем возрасте.

3.3. Ультразвуковой тест на скорость импульса

Ультразвуковые методы обычно используются для анализа пористой структуры и механической прочности бетона, а также для обнаружения внутренних дефектов (пустот, трещин, расслоений и т. Д.) [24]. Механическое поведение и определение внутренних повреждений после испытания на замораживание-оттаивание были определены с помощью этой процедуры испытания. Результаты испытаний образцов бетона перед испытанием на замораживание-оттаивание можно увидеть на Рисунке 5. Результаты испытаний показали, что SF более эффективен для смеси HSC с более низким соотношением в / ц и пластификатором.Хорошо известно, что микрокремнезем начинает способствовать развитию прочности уже через 3 дня после смешивания, тогда как летучей золе требуется более 14–150 дней, чтобы внести какой-либо значительный вклад в развитие прочности [25]. Однако смесь SFC не содержит пластифицирующего агента. Таким образом, неправильное уплотнение и захваченный воздух вызвали увеличение пористости с уменьшением значений скорости ультразвукового импульса для этого типа образца. Воздухововлечение во всех образцах бетона влияет на снижение скорости ультразвуковых импульсов.Этот факт зависит от повышенного содержания воздуха в этих смесях, что также привело к увеличению пористости.

3.4. Тесты на замораживание и оттаивание

Измерения выполняются в начале теста на замораживание-оттаивание (0 циклов замораживания-оттаивания) и после каждого 4-го или, по крайней мере, каждого 6-го цикла замораживания-оттаивания и, кроме того, в соответствии с согласованным критерием. Накипь на поверхности, поглощение влаги и внутренние повреждения следует определять в соответствии с процедурой испытания. Каждые 4 цикла образцы подвергаются обработке в ультразвуковой ванне для удаления неплотно приставшего накипи с испытательной поверхности.Раствор ванны также фильтруется фильтровальной бумагой для сбора отложений. После определения окалины на поверхности образец для испытаний кладут на стальную пластину для сбора дополнительного окалины. В этом методе также учитываются свойства поглощения влаги и внутренних повреждений [22]. Последовательность шагов теста показана на рисунке 6.

3.4.1. Результаты масштабирования поверхности

Раствор, содержащий накипь, фильтруют. Масса фильтра, содержащего высушенный накипь, равна 0.Точность 01 г. Масса пустого фильтра определяется до фильтрации с такой же точностью. Затем определяется масса материала с отложениями: Общее количество материала с отложениями, относящегося к испытательной поверхности после th цикла, должно быть вычислено для каждого интервала измерения и каждого образца: где — общая масса материала с отложениями, относящегося к испытательной поверхности после каждый интервал измерения, г / м 2 . — масса измеряемого материала на каждом интервале измерения в граммах с точностью до 0.01 г. — площадь испытательной поверхности, м 2 . Он рассчитывается исходя из линейных размеров.

Отложения с поверхности образца после 28 циклов замораживания-оттаивания в 3% растворе NaCl для различных типов бетонов можно увидеть на Рисунке 7. Согласно результатам испытаний CDF, наименьшее масштабирование поверхности было получено на образце HSC. Этот результат можно объяснить более высокой прочностью на сжатие, более низким соотношением вода / цемент и содержанием микрокремнезема с пластификатором.Хорошо известно, что бетон содержит различные типы пустот. Повреждение от замораживания-оттаивания происходит при замерзании воды внутри капиллярных пор бетона. Вода внутри пор геля не оказывает существенного влияния на это повреждение, поскольку вода в порах геля может замерзнуть при температуре ниже -75 ° C. Капиллярные поры в смеси HSC заполнены очень мелкими частицами микрокремнезема, поэтому диаметр и количество капиллярных пор уменьшаются. Несмотря на это, смесь SFC с более высоким водоцементным соотношением и без пластификатора вызвала снижение сопротивления замораживанию-оттаиванию.Это явление может зависеть от увеличения пористости образцов под действием снижения обрабатываемости.

Образец обычного бетона, использованный в зольной пыли, показал лучшие характеристики, чем другие обычные бетонные смеси. Влияние летучей золы на морозостойкость бетона было изучено Michta. Для достижения устойчивости бетона из золы-уноса к солям, стойкости к замерзанию и борьбе с обледенением, требуется не только воздухововлечение, но и соответствующее минимальное значение воды / связующего = 0,38. Однако бетоны с w / b = 0.45 показали отсутствие морозостойкости с помощью антиобледенения [14]. В соответствии с рисунком 7 у использованной летучей золы (FAC) безвоздушные и воздухововлекающие результаты масштабирования поверхности образцов бетона ниже, чем у нормальных образцов бетона, на 12% и 12,5% соответственно. Соотношение вода / связующее в приготовленной смеси FAC составляло 0,40 и показало аналогичные результаты масштабирования с упомянутым исследованием.

Пустые воздушные пустоты, образованные воздухововлекающей добавкой, образуют резервуар для воды, чтобы выйти из нее при замерзании, тем самым снижая разрушающие напряжения [7].Благоприятный эффект воздухововлечения в образце NC можно ясно увидеть на рисунке 8. Воздухововлекающий агент снизил образование отложений на поверхности смесей NC, FAC и SFC на 15, 16 и 11% соответственно.

(а) До
(б) После
(а) До
(б) После

3.4.2. Результаты поглощения влаги

После удаления отложений с испытательной поверхности образцы помещают вертикально на впитывающую поверхность (лабораторное полотенце), чтобы вода стекала с испытательной поверхности.Относительное увеличение массы каждого образца после th цикла рассчитывается следующим образом: где — поглощение влаги массой каждого образца после th цикла, и — масса всего взвешенного материала в каждом интервале измерения, в граммах с точностью до 0,01 г. — контрольная масса каждого образца без герметизирующей массы после предварительного хранения, г. — масса каждого образца, включая уплотнительную массу, до начала повторного насыщения, в граммах. — масса каждого образца в каждом интервале, г.

Результаты поглощения влаги приведены на Рисунке 9.Результаты испытаний показали поведение, аналогичное результатам испытаний на масштабирование поверхности. Увеличение капиллярных пор привело к увеличению значений влагопоглощения образцов SFC. Этот эффект можно объяснить отсутствием адекватного уплотнения смесей SFC без пластификатора. Уменьшенная пористость HSC с более низким соотношением вода / цемент и микрокремнезем привели к снижению поглощения влаги этими образцами.

3.4.3. Внутреннее повреждение

Внутреннее повреждение — это ухудшение внутренней структуры бетона, которое приводит к изменению свойств бетона.Внутреннее повреждение бетонных образцов определяли по методике RILEM TC 176 [22]. Динамический модуль упругости был рассчитан на основании определения времени прохождения ультразвуком. Как определено в методе CIF, критерий повреждения ниже 80%. Система измерения времени прохождения ультразвука на образце бетона показана на рисунке 10.

Результаты относительного динамического модуля упругости () после 28 циклов приведены на рисунке 11. Согласно критерию повреждения все типы бетона, кроме SFC, находятся выше критерий повреждения.Такое поведение произошло из-за неправильного уплотнения SFC из-за повышенной потребности в воде. Однако самые высокие значения получены на образце HSC. Воздухововлечение в бетон повысило его устойчивость к действию замораживания-оттаивания. Тем не менее, за счет снижения соотношения вода / цемент ниже 0,35 с уменьшением количества замерзающей воды должна быть гарантирована более высокая морозостойкость, предполагая, что проблемы несовместимости между цементом и суперпластификатором предотвращены [26].

4. Выводы

Это исследование проводится с целью определения влияния водоцементного отношения и воздухововлечения на бетоны различной прочности, полученные с использованием летучей золы и микрокремнезема. По результатам испытаний можно сделать следующие выводы: (i) Воздухововлечение в бетон снижает прочность на сжатие для всех типов бетона. Но это повысило удобоукладываемость и устойчивость к замораживанию-оттаиванию. (Ii) Поверхность высокопрочного бетона не разрушается как в бетоне с воздухововлекающими, так и безвоздушными элементами.Было обнаружено, что масштабирование поверхности HSC было в 4,24 раза ниже, чем NC. Такое поведение можно объяснить более высокой прочностью на сжатие при более низком соотношении вода / цемент (0,30) и надлежащим уплотнением пластификатором. (Iii) Поверхность бетона из дымчатого кремнезема была сильно повреждена, чем другие типы бетона. Этот факт зависит от пониженной обрабатываемости и надлежащего уплотнения образца SFC с повышенной капиллярной пористостью. (Iv) Летучая зола показала лучшие характеристики, чем микрокремнезем, для бетонных смесей без пластификатора при 0.Соотношение вода / связующее 40. (v) Важно уменьшить капиллярные поры в композите, чтобы улучшить сопротивление замораживанию-оттаиванию бетонов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарность

Авторы выражают благодарность за лабораторную помощь факультета гражданского строительства Университета Анадолу.

.

Огнестойкость бетона — как материалов и конструкций

Огнестойкость бетона хорошо заметна, независимо от того, находится ли он в материальной или структурной форме. Многие проблемы, связанные с риском возгорания, можно значительно уменьшить, если в качестве конструкционного материала использовать бетон.

Это связано с внутренними свойствами бетона. Это не требует дополнительной огнестойкости для используемого бетона.

В целом характеристики бетона при пожаре таковы, что сохраняется структурная целостность бетона, не снижается огнестойкость и обеспечивается идеальная защита от теплового воздействия.Это делает бетон надежным противопожарным материалом.

Огнестойкость бетонного материала

Мы не можем позволить бетону загореться или позволить ему загореться. Этот материал не вступает в реакцию с огнем с выделением опасных или токсичных паров или газов. У бетона наблюдается более высокая степень огнестойкости, и это совершенно экономичный огнестойкий конструкционный материал, который можно использовать в строительстве.

Причина этого удивительного свойства бетона заключается в присутствии основных ингредиентов — цемента и комбинации заполнителя.Комбинация этих материалов вместе с водой дает массу, называемую «бетоном», которая оказывается инертным материалом и, что наиболее важно, инертным с точки зрения пожарной безопасности и безопасности конструкции.

Другими словами, бетонный материал имеет очень низкую теплопроводность. Это более низкое значение заставляет бетон очень медленно проводить тепло, выступая в качестве идеального экрана для защиты прилегающего пространства и самого материала от повреждений из-за огня.

Огнестойкость бетонных конструкций

Если бетонный материал хорошо работает при пожаре, то и бетонные конструкции будут обладать такими же свойствами.Бетонные конструкции обладают большей огнестойкостью в основном из-за:

  1. Свойства, присущие строительному материалу, то есть бетон
  2. Конструктивное проектирование каждого элемента конструкции на основе качества для защиты от пожара
  3. Общая конструкция для обеспечения надежности

Мы определяем огнестойкость конструктивного элемента как способность элемента работать в соответствии с проектными требованиями для функции времени при воздействии огня.

Приготовление бетона с высокой огнестойкостью

Как упоминалось ранее, одна из основных причин присущих бетону свойств огнестойкости связана с присутствующими в нем составляющими материалами. Хорошо продуманное использование составляющих бетонных материалов может помочь получить бетон с лучшей огнестойкостью.

Одним из важных факторов огнестойкости бетона является состав заполнителя . Использование специальных заполнителей может помочь в повышении огнестойкости и прочности бетона.

Другой способ — использование специальных пластиковых волокон (ПП) . Использование пластиковых волокон привело к значительному увеличению огнестойкости бетона.

Стойкость цементной матрицы может быть увеличена за счет использования специальных песков при производстве бетона.

Производство огнестойкого бетона ничем не отличается от производства стандартного бетона. Если в бетоне используются волокна, перемешивание необходимо проводить тщательно и постоянно контролировать.

Методы повышения огнестойкости бетона

Составные материалы бетона и их свойства имеют большее влияние на огнестойкость. Были ситуации, когда температура бетона быстро увеличивалась в течение нескольких минут и приводила к растрескиванию.

Существуют различные методы повышения огнестойкости бетона.

  • Когда бетон, сделанный из обычного портландцемента, подвергается воздействию огня выше 300 градусов по Цельсию, он теряет большинство своих важных свойств.Этот бетон потеряет свои структурные характеристики при температуре выше 600 градусов Цельсия.
  • Глубина ослабленной зоны бетона будет варьироваться от небольшой толщины от миллиметров до многих сантиметров, так как температура бетона увеличивается при пожаре.
  • Огнеупорные футеровки при температуре выше 1600 градусов Цельсия можно защитить с помощью высокоглиноземистого цемента . Наблюдается более высокая эффективность при пожаре. Превосходная огнестойкость проявляется при температуре выше 1000 градусов Цельсия.

Лучшую производительность дают заполнители карбонатного типа, такие как известняк, известняк и доломит. Они, как правило, хорошо работают в огне, так как при нагревании нагревают кальцинированный материал и выделяют диоксид углерода. Чтобы пройти такую ​​реакцию, требуется тепло.

Следовательно, эта реакция поглощает некоторое количество тепла от экзотермической энергии. Агрегаты с кремнеземом имеют меньшую огнестойкость. Тепловые характеристики связаны с теплопроводностью бетона.Следовательно, легкие заполнители в бетоне обеспечивают лучшую огнестойкость.

Отслаивание бетона из-за высоких температур можно уменьшить, используя полимеры или полипропиленовые моноволокна . Следовательно, это средство повышения огнестойкости бетона.

При температуре около 160 градусов Цельсия эти полимеры будут плавиться и образовывать каналы, по которым образующиеся водяные пары выходят наружу. Этот процесс поможет снизить поровое давление и снизить риск растрескивания.

Другие альтернативы, используемые для защиты конструкционной системы от пожара, кроме тех, которые используются против структурного разрушения, включают:

  • Использование теплозащитных экранов, покрытых вспучивающейся краской
  • Легкие растворы, наносимые распылением
  • Применение систем защитных щитов

Это так называемые пассивные структурные системы, используемые для огнестойкости бетонных конструкций.

Подробнее:

Показатели огнестойкости бетонных и каменных строительных элементов

Взрывное растрескивание бетонных элементов конструкций при пожаре

Поведение бетона при сильном пожаре

.

Как действуют воздухововлекающие добавки? ПАВ при производстве бетона

Stairs made of concrete

Например, введение в бетонную смесь яичного порошка или бычьей крови ускорило связывание цемента и повысило прочность готового бетона. В Древнем Риме вулканический пепел также был популярной добавкой к бетону.

В настоящее время цементный бетон (так называемый «искусственный камень») создается путем смешивания цемента, подходящего заполнителя и воды.Контакт цемента с водой вызывает гидратацию, в результате чего выделяется тепло. Это приводит к связыванию бетонной смеси, в которой присутствуют плотно упакованные продукты гидратации, такие как гидратированные силикаты кальция и гидратированные алюминаты кальция.

Что влияет на прочность бетона?

Параметры готового бетона и элементов из бетона зависят от многих факторов. Что касается его прочности, очень важны тип используемого цемента, тип и качество заполнителя, а также соотношение воды / цемента (вода / цемент).Также крайне важно правильно подобрать добавки и добавки , влияющие на удобоукладываемость, водонепроницаемость и морозостойкость готового бетона. Изменения температур в осенне-зимний период приводят к тому, что структура элементов из бетона может быть ослаблена в результате многократного замерзания и оттаивания воды, присутствующей в его порах. Сопровождающее эти явления изменение объема воды вызывает трещины в бетонных элементах, что может привести к серьезным повреждениям.Наиболее эффективными способами повышения стойкости бетона к повторяющимся циклам замораживания и оттаивания являются надлежащий уход , а также обеспечение надлежащего воздухововлечения . Здесь особенно важны количество, форма и размер пор в его структуре.

Добавки воздухововлекающие для бетона

Последний из упомянутых методов — правильная аэрация бетона — основан прежде всего на использовании современных химических добавок . Это продукты, которые в небольших количествах добавляют в бетонные смеси.Основная группа ингредиентов, используемых при их производстве, — это поверхностно-активные вещества. Введение в бетонную смесь подходящих поверхностно-активных веществ приводит к образованию мелких и стабильных пузырьков воздуха. Когда свежая смесь начинает затвердевать, пузырьки в ней минерализуются и становятся ее неотъемлемой частью. Таким образом, внутри бетонной конструкции создается дополнительное пространство, внутри которого расширяется ледяная вода. Это предотвращает повышение внутреннего давления, которое вызывает образование трещин при низких температурах. Равномерное распределение пор с воздухом по всему объему бетона повышает его морозостойкость. Наличие пузырьков воздуха в бетонной смеси также улучшает ее удобоукладываемость. Пузырьки действуют как подшипники, которые увеличивают пластичность, не изменяя соотношение воды / цемента. Пузырьки воздуха также уменьшают трение, возникающее на этапе подачи бетона.

При производстве воздухововлекающих добавок можно использовать анионных и амфотерных ПАВ , а также неионных ПАВ .Среди анионных добавок наиболее важными являются лаурилсульфатов, и солей лаурилового эфира сульфата. Использование солей алкилбензолсульфоната , например натриевая соль в форме ABSNa также обеспечивает высокую производительность при образовании мелких и стабильных пузырьков воздуха. В свою очередь, введение в бетонную смесь этоксилированных спиртов с дополнительными смачивающими свойствами позволит стабилизировать образующиеся пузырьки. Амфотерные добавки, в том числе амидобетаины , представляют собой так называемые вспомогательные поверхностно-активные вещества , которые поддерживают воздухововлечение бетона, а также стабилизируют долговечность пузырьков воздуха.

Изобретение бетона в древности создало много новых возможностей для архитектуры, благодаря которым были созданы такие здания, как Пантеон и Колизей, которые сохранились до наших дней. Сегодня знания об этом строительном материале намного шире, а постоянная оптимизация технологии производства бетона и разработка новых видов добавок позволяют создавать с его помощью все более прочные и более сложные формы и элементы. Более того, развитие строительной отрасли благодаря разработке облицовочного бетона позволяет не только создавать прочные конструктивные элементы, но и придает новостройкам оригинальный внешний вид и интересный дизайн.

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *