Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Морозостойкость бетона


Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона — способность бетона сохранять физико-механические свойства при многократном попеременном замораживании и оттаивании. Морозостойкость бетона характеризуется маркой по морозостойкости. Марка бетона по морозостойкости (F) — установленное нормами максимальное число циклов замораживания и оттаивания образцов бетона, проводимых по базовым методам, при котором сохраняются первоначальные физико-механические свойства в утвержденных стандартом пределах. Стандартом установлены следующие марки бетонов по морозостойкости: F25, F35, F50, F75, F100, ... F1000.

Методика проведения испытаний на морозостойкость регламентирована комплексом стандартов ГОСТ 1006(0-4)—95.

Стандартом установлены два базовых и два ускоренных метода определения морозостойкости. Виды бетонов и условия испытаний по этим методам приведены в табл. 11.8. Кроме этого стандарт предусматривает еще два дополнительных ускоренных метода определения морозостойкости: дилатометрический (ГОСТ 10060.3-95) и структурно-механический (ГОСТ 10060.4-95).

Морозостойкость бетона определяют в проектном возрасте при достижении им прочности на сжатие, соответствующей его классу (марке). Образцы изготавливают в стандартных формах-кубах. Их делят на контрольные, предназначенные для определения прочности бетона на сжатие перед началом испытаний, и основные — предназначенные для испытания.

Порядок испытаний. Образцы должны быть без внешних дефектов. Средняя плотность образцов бетона в серии не должна различаться более чем на 50 кг/м3. Массу определяют с погрешностью не более 0,1%. Все образцы, в том числе и контрольные, перед испытанием насыщают водой (по первому методу) или 5%-ным водным раствором хлорида натрия (по второму и третьему методам) при температуре (18±2) °С. Для этого их сначала погружают в воду (или солевой раствор) на 1/3 их высоты и выдерживают 24 ч; затем уровень жидкости доводят до 2/3 высоты образцов и также выдерживают 24 ч. После чего образцы полностью погружают в жидкость таким образом, чтобы она окружала их со всех сторон слоем не менее 20 мм, и в таком состоянии выдерживают еще 48 ч.
Контрольные образцы испытывают на сжатие через 2…4 ч после извлечения из ванны, где проводилось их насыщение.

Режим проведения испытаний на морозостойкость и число циклов испытаний зависят от принятого метода испытаний, вида бетона и проектной (предполагаемой) марки бетона на морозостойкость.

Первый метод. Образцы бетона, подлежащие испытанию, после насыщения водой в течение 96 ч загружают в морозильную камеру в контейнерах или устанавливают на сетчатые стеллажи камеры так, чтобы расстояние между ними, стенками контейнеров и вышележащими стеллажами было не менее 50 мм. Если после загрузки камеры температура в ней повысится выше -16 °С, то началом замораживания считают момент установления в камере температуры -16 °С. В течение всего цикла замораживания температуру в камере поддерживают в интервале -16… -20 °С, измеряя ее в центре объема камеры в непосредственной близости от образцов.

Оттаивание производят в ванне с водой температурой (18 ± + 2) °С; при этом образцы должны быть окружены слоем воды толщиной не менее 50 мм.

Через каждые 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания воду в ванне сменяют.

Число циклов замораживания и оттаивания основных образцов бетона должно быть не менее одного в сутки. При вынужденных (технически обоснованных) перерывах в испытании на морозостойкость образцы должны находиться в замороженном состоянии.

Через 2…4 ч после проведения соответствующего числа циклов замораживания и оттаивания основные образцы, извлеченные из ванны, осматривают и взвешивают, после чего испытывают на сжатие.

Для установления соответствия марки бетона по морозостойкости требуемой (проектной) марке среднюю прочность серии основных образцов сравнивают со средней прочностью на сжатие серии контрольных образцов.

В том случае, если среднее значение прочности серии основных образцов бетона после промежуточных циклов замораживания и оттаивания будут меньше среднего значения прочности на сжатие серии контрольных образцов более чем на 5%, то испытание следует прекратить и марку бетона по морозостойкости считать не соответствующей требуемой.

Марку бетона по морозостойкости принимают за соответствующую требуемой, если среднее значение прочности на сжатие основных образцов после установленных для данной марки числа циклов замораживания и оттаивания уменьшилось не более чем на 5%, по сравнению со средним значением прочности на сжатие контрольных образцов. Если среднее значение прочности на сжатие основных образцов снизилось более чем на 5.%, то морозостойкость испытуемого бетона не соответствует требуемой.

Испытание бетона на морозостойкость классическими (базовыми) методами имеет особенность, связанную с поведением цементной составляющей в процессе испытаний. В бетоне, даже после набора им марочной прочности, остается заметное количество зерен цемента, не полностью прореагировавших с водой, т.е. способных к твердению. Гидратация этой части цемента при испытании на морозостойкость может происходить в период оттаивания образцов в воде.

Таким образом, в процессе испытаний одновременно протекают два конкурирующих процесса: деструктивный — разрушение цементного камня при замораживании и структурирующий — рост прочности цементного камня во время нахождения образцов в воде. В начале испытаний суммарный эффект может быть положительным, т.е. прочность бетона даже увеличивается. Затем начинает превалировать процесс деструкции, и прочность снижается (рис. 11.19).

Поэтому при испытании бетона на морозостойкость по базовым методам нормативная потеря прочности, указывающая на окончание испытаний, составляет всего 5% от начальной прочности бетона (в то же время, при испытании кирпича керамического и силикатного нормативная потеря прочности составляет 15 и 25% соответственно). Однако, если произвести оценку потери прочности бетоном от гипотетического значения прочности, рассчитанного для испытуемого бетона при условии его нахождения в воде, соответствующего суммарному времени оттаивания, то потеря прочности составит также около 15%.

Второй метод. Отличие этого метода от первого состоит в том, что образцы бетона, подлежащие испытаниям на морозостойкость, насыщают и в процессе испытаний оттаивают не в воде, а в 5%-ном водном растворе хлорида натрия. Для дорожных и аэродромных бетонов замораживание и оттаивание в солевой среде объективно моделирует условия их эксплуатации, так как зимой для очистки покрытий дорог и аэродромов ото льда используют различные соли. Для конструкционных бетонов этот метод является ускоренным. Температурные и временные режимы испытаний по второму методу и оценка результатов испытаний такие же, как и при испытаниях по первому методу.

Рис. 11.19. Характер изменения прочности бетона (Лсж) от числа циклов «замораживания-оттаивания» (п) при испытании его на морозостойкость: Лк — прочность контрольных образцов; Лм|н — прочность испытуемых (основных) образцов

Третий (низкотемпературный) метод. По этому методу бетоны всех видов перед испытаниями насыщают 5%-ным водным раствором хлорида натрия и в нем же проводится размораживание. Особенность испытаний по этому методу — замораживание в растворе хлорида натрия. Морозильная установка, применяемая для испытаний, должна охлаждать до температуры —60 “С. Режим замораживания образцов в камере принят следующий: загрузка при температуре -10 °С; снижение температуры до —50…—55 °С в течение 2…3 ч; выдержка при этой температуре 2…3 ч; повышение температуры до —10 °С в течение 1…2 ч.

Режим оттаивания следующий: кубы с ребром 100 мм оттаивают в течение 2…3 ч, с ребром 70 мм — 1…2 ч.

Резкое и глубокое охлаждение образцов, находящихся в среде солевого раствора, и последующее размораживание в таком же растворе в течение 2…3 ч при температуре (18±2) °С создает условия для быстрого разрушения структуры бетона. Так, одна и та же степень разрушения структуры бетона с морозостойкостью F200 при базовом (первом) методе испытаний достигается после 200 циклов замораживания-оттаивания, а при низкотемпературном методе всего после 5 циклов.

Контроль марки бетона по морозостойкости при испытании низкотемпературным методом ведут, как другими методами, по снижению прочности на сжатие образцов (не более 5% по сравнению с прочностью контрольных образцов).

У дорожных и аэродромных бетонов также нормируется потеря массы: она не должна превышать 3%.





Похожие статьи:
Камни стеновые из горных пород

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум