Киев, ул. Набережно-Корчеватская, 136
+38 (044)225-25-15, +38 (067)238-56-55, +38 (095)070-91-60

Russian (CIS)Украинский (UA)

Морозостойкость бетона

Морозостойкость определяется количеством циклов замораживания-оттаивания, которое может выдержать бетон до начала разрушения. В зависимости от условий эксплуатации, к бетону предъявляются разные требования: для обычных бетонов образцы бетона подвергаются испытанию в воде, для дорожных (мостовых, транспортных) бетонов испытания проводятся в растворе хлористого натрия, что при одинаковом количестве циклов делает воздействие существенно более жестким.

 

Воздействию мороза подвергаются бетоны, насыщаемые водой или  растворами солей. Замерзающая в порах бетона вода, превращаясь в лед,  увеличивается в объеме и разрушает его. При замерзании бетона, насыщенного раствором соли, разрушающее действие льда усиливается из-за выкристаллизовывания соли в виде кристаллогидратов. Следовательно, морозостойкость бетона зависит от его капиллярно-пористой структуры, которая существенным образом зависит от В/Ц.

Цементный камень представляет собой коллоидно-кристаллическую и капиллярно-пористую систему, заполняющую промежутки между твердым скелетом крупного и мелкого заполнителей. Многофазная система микробетона имеет огромную поверхность, цементный камень состоит из разветвленных систем микро- и макропор и капилляров. Характер поровой структуры бетона определяется соотношением крупных (более 1мкм), капиллярных (1 - 0,1мкм), контракционных (0,1 - 0,01мкм) и гелевых (0,01 - 0,004мкм) пор. Вода насыщает поры и замерзает в них по-разному, т.к. при этом действуют сложные законы смачивания и парциального давления, по которым  происходит движение воды по порам и капиллярам. Движение воды зависит также от разности температур на поверхности и в толще бетона по мере его промерзания, т.к. вода движется от теплого к холодному. Капиллярная система бетона и состояние влаги (адсорбционная, осмотически-связанная и капиллярная) в большой мере предопределяет действие отрицательной температуры и воды: от размеров и строения пор и капилляров зависит скорость заполнения их водой и условия кристаллизации воды. Быстрее всего вода замерзает в полностью насыщенных водой крупных капиллярах, в гелевых порах вода может сохраняться в не замерзшем виде и в них продолжается твердение бетона.

Свободная влага, испаряясь из бетона, образует поры и капилляры открытого типа. При введении в бетон органических пластификаторов и суперпластификаторов возникают условно замкнутые поры и капилляры. Увеличение в бетоне объема открытых пор и капилляров (при увеличении В/Ц) понижает морозостойкость и наоборот. Для увеличения морозостойкости иногда бывает достаточно введение только пластификаторов, особенно с одновременным снижении В/Ц.

Для уменьшения разрушающего действия льда в капиллярах необходимо создать компенсирующие зоны, в качестве которых служат пузырьки воздуха или газа, создаваемые воздухововлекающими или газообразующими добавками. Образовавшиеся  на пути капилляра воздушные или газовые полости не заполняются полностью водой и дают возможность льду расширяться в них, снижая избыточное давление, разрушающее бетон. Поэтому для бетонов с высокими требованиями по морозостойкости введение воздухововлекающих добавок обязательно.

Разрушение бетона под действием мороза происходит только при циклическом его воздействии с одновременным увлажнением, поэтому быстрее всего разрушается бетон конструкций, находящихся в переменном уровне воды или растворов солей (например, морской воды). Однократное сколь угодно длительное пребывание бетона при отрицательной температуре, после набора им критической прочности, будет только замедлять процесс твердения цементного камня, не приводя к его разрушению. Такой бетон в первый же месяц твердения при нормальной температуре  достигнет своей проектной прочности.