Beton mrozoodporny: klasyfikacja, skład, właściwości

Jedną z ważnych cech betonu używanego do budowy w regionach o mroźnych zimach i zmianach temperatury jest mrozoodporność. Określa właściwość materiału, aby wytrzymać wielokrotne zamrażanie i rozmrażanie.

Wskaźnikiem mrozoodporności betonu jest gatunek równy liczbie cykli zamrażania i rozmrażania, aż do pojawienia się widocznych oznak zniszczenia, zmniejszenia wytrzymałości o ponad 5%, zmiany właściwości fizycznych.

Marka jest oznaczona literą F i liczbę równą maksymalnej liczbie cykli do stanu wskazanego w normie.

Wartość ta jest ważna dla mieszanin stosowanych do budowy fundamentów, ścian zewnętrznych, obiektów hydrotechnicznych, podpór mostów i innych konstrukcji budowlanych o odpowiedzialnym przeznaczeniu.

Klasyfikacja mrozoodporności betonu

Rodzaje mieszanek betonowych zgodnie z mrozoodpornością są regulowane przez GOST 25192-2012. oprócz wskaźnika F, odporność na mróz może określać następujące cechy:

• F1 – Marka ustalona podczas badania materiału w stanie nasyconym wodą;
• F2 – Marka mieszanek betonowych produkowanych do nawierzchni dróg i lotnisk lub eksploatowanych w kontakcie z wodami zmineralizowanymi, próbki do badań nasyca się 5% roztworem NaCl.

Wymagania dotyczące mrozoodporności betonu zależą od planowanego obszaru jego zastosowania:

• Do F50. Jest to niski poziom odporności na zmienne temperatury. Taka mieszanka jest stosowana do prac wewnętrznych, w przygotowawczych działaniach budowlanych.
• F50-F150. Materiał ten o średnim poziomie mrozoodporności jest szeroko stosowany w zwykłym budownictwie obiektów położonych w regionach o umiarkowanym, stabilnym klimacie.
• F150-F300. Takie betony są poszukiwane podczas budowy w regionach o zimnym klimacie.
• Wysoki F300. Mieszanki o wysokiej odporności na zmiany temperatury są stosowane do budowy obiektów specjalnego przeznaczenia, a także konstrukcji eksploatowanych w trudnych warunkach klimatycznych.

Wytrzymałość i wskaźnik mrozoodporności WSZYSTKICH rodzajów betonu są bezpośrednio zależne: im wyższa wytrzymałość, tym większa mrozoodporność materiału.

Tabela zależności klasy wytrzymałości i mrozoodporności betonu

Od jakich czynników zależy mrozoodporność betonu?

Główny parametr wpływający na zdolność materiału do odporności na zamrażanie i rozmrażanie, – liczba porów. Im wyższa, tym większa ilość wody przenika do elementu betonowego.

W ujemnych temperaturach woda zmienia stan skupienia, zamieniając się w lód ze wzrostem objętości o około 10%. Dlatego z każdym cyklem Konstrukcja betonowa stopniowo się odkształca, tracąc właściwości wytrzymałościowe.

Woda wnikająca głęboko w konstrukcję niszczy nie tylko sam beton, ale także powoduje korozję stalowych prętów zbrojeniowych.

Metody określania mrozoodporności betonu

Metody określania mrozoodporności reguluje GOST 10060-2012.Technika jest istotna przy opracowywaniu nowych receptur i zaawansowanych technologii, kontroli jakości przy zakupie i sprzedaży. Do badań wykonuje się próbkę o kształcie prostopadłościanu o bokach 100-200 mm. cykle zamrażania i rozmrażania przeprowadzane są w zakresie -18…+18°C. zgodnie z GOST istnieje kilka opcji obliczania tego wskaźnika:

• podstawowy wielokrotnego użytku;
• przyspieszony wielokrotnego użytku;
• przyspieszony jednorazowy.

Jeśli wyniki badań przyspieszonych różnią się od wyników badań podstawowych, wskaźniki badań podstawowych są uważane za wskaźniki referencyjne.

Główne etapy podstawowych badań próbek nasyconych wodą, przeprowadzonych zgodnie z GOST:

• Kostki betonowe nasyca się wodą i wyciera wilgotną szmatką. Czują się ściskani.
• Materiał badawczy umieszcza się w zamrażarce w celu zamrożenia. Wytrzymują określony tryb.
• Rozmrażanie odbywa się w specjalnych kąpielach.
• Po rozmrożeniu łuszczący się materiał jest usuwany z próbek za pomocą pędzla.
• Kostki wyciera się szmatką, określa masę i bada pod kątem kompresji.
• Przetwarzają wyniki testów.

Zmniejszoną mrozoodporność materiału można określić za pomocą improwizowanych metod. Oczywiście wyników takich badań nie można wykorzystać przy sporządzaniu dokumentacji projektowej.

• Oględziny. O niskiej odporności na zmienne temperatury świadczy obecność pęknięć, brązowych plam, rozwarstwienia, łuszczenia.
• Oznaczanie absorpcji wody. Jeśli wskaźnik ten wynosi 5-6%, wówczas odporność na niskie temperatury zostanie zmniejszona.
• Suszenie próbki nasyconej wilgocią na słońcu. Jego pękanie sygnalizuje zmniejszoną mrozoodporność.

Sposoby na zwiększenie mrozoodporności

Istnieje kilka sposobów na zwiększenie mrozoodporności betonu:

• Izolować element betonowy przed niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi za pomocą powłok i materiałów malarskich, impregnacji.
• Użyj cementu wyższych gatunków. Im mocniejsze spoiwo, tym wyższa mrozoodporność gotowego elementu betonowego.
• Uzyskać gęstą strukturę materiału poprzez staranne zagęszczenie na różne sposoby i stworzenie korzystnych warunków utwardzania mieszanki betonowej
• Możliwe jest wykonanie mrozoodpornego betonu poprzez wprowadzenie do jego składu specjalnych dodatków.

Przyjrzyjmy się bliżej rodzajom i zasadzie działania dodatków:

• Środki powierzchniowo czynne. Zapewniają tworzenie gęstej struktury.
• Dodatki sprzyjające pojawieniu się kulistych porów. Woda, która wniknęła w betonową konstrukcję, jest wypychana do tych pustek podczas zamarzania, więc struktura materiału nie ulega uszkodzeniu, gdy zmienia się stan agregacji wody.
• Superplastyfikatory. Zwiększają gęstość, zwiększają wodoodporność, a tym samym wskaźniki mrozoodporności. 
• Dodatek, poprawiające wodoszczelność elementu betonowego i jego wewnętrzną strukturę. Należą do nich” Dehydrol”,” Penetron Admix”,”Crystal”.

Dodatki do betonu z cementem glinowym zwykle nie są stosowane, ponieważ mogą nie poprawić, ale zmniejszyć właściwości materiału.

Dodatkowe artykuły na ten temat:

Mrozoodporność betonu: oznakowanie, definicja i jak zwiększyć? Badanie wytrzymałości betonu-badania laboratoryjne Cement na fundamenty Właściwości betonu: wytrzymałość na ściskanie, gęstość i rozpraszanie ciepła