Морозостійкість бетону

Морозостійкість (F) – це здатність бетону протистояти поперманентному замерзанню і відтаванню.

Морозостійкість визначається кількістю циклів заморожування-відтавання, яке може витримати бетон до початку руйнування. Залежно від умов експлуатації, до бетону пред’являються різні вимоги: для звичайних бетонів зразки бетону піддаються випробуванню в воді, для дорожніх (мостових, транспортних) бетонів випробування проводяться в розчині хлористого натрію, що при однаковій кількості циклів робить вплив істотно більш жорстким.

Впливу морозу піддаються бетони, що насичуються водою або розчинами солей. Замерзаюча в порах бетону вода, перетворюючись на лід, збільшується в об’ємі і руйнує його. При замерзанні бетону, насиченого розчином солі, руйнівна дія льоду посилюється через викрісталлізовування солі у вигляді кристалогідратів. Отже, морозостійкість бетону залежить від його капілярно-пористої структури, яка істотно залежить від В/Ц.

Цементний камінь являє собою колоїдно-кристалічну і капілярно-пористу систему, що заповнює проміжки між твердим скелетом великих та дрібних заповнювачів. Багатофазна система мікробетону має величезну поверхню, цементний камінь складається з розгалужених систем мікро- і макропор і капілярів. Характер порової структури бетону визначається співвідношенням великих (більш 1 мкм), капілярних (1 – 0,1мкм), контракційних (0,1 – 0,01мкм) і гелевих (0,01 – 0,004мкм) пор. Вода насичує пори і замерзає в них по-різному, так, як при цьому діють складні закони змочування і парціального тиску, по яких відбувається рух води по порах і капілярах. Рух води залежить також від різниці температур на поверхні і в товщі бетону в міру його промерзання, тому що вода рухається від теплого до холодного. Капілярна система бетону і стан вологи (адсорбційна, осмотично-пов’язана і капілярна) великою мірою зумовлює дію мінусової температури і води: від розмірів і будови пор і капілярів залежить швидкість заповнення їх водою і умови кристалізації води. Швидше за все вода замерзає в повністю насичених водою великих капілярах, в гелевих порах вода може зберігатися в НЕ замерзлому вигляді і в них триває твердіння бетону.

Вільна волога, випаровуючись з бетону, утворює пори і капіляри відкритого типу. При введенні в бетон органічних пластифікаторів і суперпластифікаторів виникають умовно замкнуті пори і капіляри. Збільшення в бетоні обсягу відкритих пор і капілярів (при збільшенні В/Ц) знижує морозостійкість і навпаки. Для збільшення морозостійкості іноді буває досить введення тільки пластифікаторів, особливо з одночасним зниженні В/Ц.

Для зменшення руйнуючої дії льоду в капілярах необхідно створити компенсуючі зони, в якості яких служать бульбашки повітря або газу, що створюються повітровтягувальними або газоутворюючих добавками. Утворені на шляху капіляра повітряні або інші газові порожнини не заповнюються повністю водою і дають можливість льоду розширюватися в них, знижуючи надмірний тиск, що руйнує бетон. Тому для бетонів з високими вимогами до морозостійкості введення повітровтягувальних добавок обов’язкове.

Руйнування бетону під дією морозу відбувається лише при циклічному впливі на нього з одночасним зволоженням, тому швидше за все руйнується бетон конструкції якого перебувають в змінному рівні води і розчинів солей (наприклад, морської води). Одноразове скільки завгодно тривале перебування бетону при мінусовій температурі, після набрання ним критичної міцності, буде тільки сповільнювати процес твердіння цементного каменю, не приводячи до його руйнування. Такий бетон в перший же місяць твердіння при нормальній температурі досягне своєї проектної міцності.

Comments for this post are closed.