Что такое марка бетона по морозостойкости

Морозостойкость бетона

Бетон — это строительный материал, который получают, смешивая цемент с водой с добавлением крупных и мелких заполнителей и специальных добавок. В зависимости от того, какой цемент и какие заполнители используются, в каких пропорциях они смешиваются, сколько добавляется воды, какие применяются добавки, как обрабатывается бетон, и в каких условиях он твердеет, получают материалы с разными характеристиками. Поэтому бетоны классифицируются по различным признакам. Основные классификации подразделяют бетон на классы и марки по прочности на сжатие, удобоукладываемости, водонепроницаемости, морозостойкости.

Благодаря существующим классификациям, строители, приобретая бетон того или иного класса и марки, точно знают, какими характеристиками будет обладать данный материал. Уже на стадии проектирования определяются необходимые характеристики материалов, что позволяет придерживаться стандартов качества при производстве строительных работ.

В статье будут затронуты вопросы морозостойкости бетона, но нужно понимать, что она связана с другими характеристиками этого материала — прочностью, плотностью, водонепроницаемостью и подвижностью бетонных смесей.

Классы и марки бетона

Основной критерий, по которому выбирают бетон — это его класс по прочности на сжатие.

До 1986 года в СССР использовалась классификация бетонов на марки, как и у цементов.

Прочность бетонных образцов измерялась опытным путем. Для этого изготавливались образцы в виде кубиков со стороной 150 мм. Они набирали прочность в условиях, аналогичных тем, в которых планировался набор прочности будущего изделия. На третий, седьмой и четырнадцатый дни проводились предварительные испытания, а на 28 день — испытания по определению марки бетона.

В ходе испытаний определялось среднее давление в кг/см 2 , которое выдерживают образцы. Это значение становилось числовым показателем, которое указывалось рядом с заглавной литерой «М», обозначая марку бетона, например, бетон марки М150.

Переход на классы произошел в 1986 году с целью приведения классификации в соответствие с единицами измерения, которые используется в СЭВ.

Классификация бетонов на классы была утверждена СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». Однако до сих пор многие пользуются понятием «марка бетона по прочности», в связи с чем для удобства работы были составлены таблицы соответствия классов и марок бетона. В таблице видно, что одинаково близкими к некоторым маркам бетона могут являться два класса.

Чем же отличается класс бетона от марки?

Класс бетона по прочности обозначается заглавной буквой «В» и числовым показателем давления в МПа, которое выдерживает образец без разрушения, то есть, предельного давления, которое выдерживают образцы в 95 случаях из 100. Поэтому подразделение бетонов на классы является более точной классификацией, чем на марки, где используется средний показатель.

От чего зависит прочность бетона

На класс бетона по прочности на сжатие влияет целый комплекс факторов:

1. доля цемента в замесе;
2. тип цемента и его свежесть;
3. тонкость помола цемента;
4. тип заполнителей;
5. пропорции составляющих смеси;
6. водоцементное соотношение;
7. внесение специальных добавок;
8. обработка бетона после укладки;
9. условия твердения.

Что такое подвижность бетонной смеси, и почему она важна

Чем больше в бетонной смеси цемента, и чем более высокомарочный цемент используется, тем выше класс бетона по прочности.

Количество воды в смеси также влияет на прочность готового материала. Кристаллическая структура бетона образуется в ходе реакций гидратации, в которые вовлекаются соединения клинкера. Как любой химический процесс, реакция гидратация задействует компоненты в определенных пропорциях, то есть, на определенное количество цемента должно быть взято строго определенное количество воды.

Водоцементный коэффициент составляет 0,3, но на практике используются 0,45–0,55. Такого количества воды достаточно, чтобы обеспечить протекание реакций, но в практическом плане это не самый удачный вариант; бетонное тесто получается очень жестким и требует значительной виброобработки после укладки, чтобы избежать образования пустот в материале.

Добавление дополнительной воды позволяет получать более подвижные смеси, но излишки воды остаются в несвязанном виде и после испарения также могут оставлять микрополости в бетоне, что отрицательно влияет на прочность готового бетона.

По удобоукладываемости бетоны подразделяются на марки, которые объединены в следующие группы:

1. сверхжесткие смеси;
2. жесткие смеси;
3. подвижные смеси.

Группа подвижных смесей включает бетоны марок по подвижности от П1 до П5. На графике представлены испытания подвижных бетонных смесей с использованием конуса Абрамса, которые показывают, как увеличивается пластичность смесей от П1 до П5.

Повышение пластичности бетонных смесей приводит к тому, что снижается потребность в виброобработке, а готовый бетон получается более плотным за счет уменьшения количества и диметра неизбежно присутствующих в нем пор.

Чтобы повысить подвижность бетона без добавления лишней воды, используются пластифицирующие добавки. Их применение позволяет повысить пластичность бетонных смесей на 1–4 пункта.

Что такое морозостойкость бетона, и как она зависит от его класса

Морозостойкостью называют способность бетона выдерживать определенное количество циклов замораживания и оттаивания.

В результате испытания образцов определяется марка бетона по морозостойкости; она обозначается литерой F с числовым показателем, указывающим на количество циклов замораживания и оттаивания, которые образцы перенесли без разрушения (например, F200).

В соответствии с ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости», существует два основных типа методов определением морозостойкости бетонов — базовый и ускоренный. Также возможно применение и других методов испытаний при условии определения коэффициента перехода в соответствии с приложением Б или тарировки предлагаемого метода по отношению к базовым методам, указанным в ГОСТ.

Базовые методы при многократном замораживании и оттаивании:

1. Первый. Применяется для всех видов бетона, кроме перечисленных для второго метода.
2. Второй. Применяется для аэродромных и дорожных покрытий, а также бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды.

Ускоренные методы при многократном замораживании и оттаивании:

1. Второй. Применяется для всех видов бетона, кроме бетонов аэродромных и дорожных покрытий, а также бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды и легких бетонов.
2. Третий. Для всех видов бетонов, кроме легких (по средней плотности менее D1500).

Перед замораживанием бетонные образцы (соответствующие образцам для испытаний на прочность) насыщают водой для первого метода и 5-процентным водным раствором хлорида натрия для второго и третьего. Затем их замораживают: для первого и второго методов — в воздушной среде, а для третьего — в водном растворе NaCl 5 % (испытание бетона на морозостойкость в солях). Далее образцы размораживают и замораживают снова.

Испытания проводятся до максимального числа циклов, пока не наблюдается критическое снижение нормируемых характеристик образцов либо появление сколов, трещин, шелушения материала.

По результатам испытаний бетонам присваиваются марки по морозостойкости:

1. бетоны марки до F50 имеют низкий класс морозостойкости;
2. F50–F150 имеют нормальный класс морозостойкости, они могут применяться на всей территории РФ (срок эксплуатации конструкций составляет до 100 лет);
3. F150–F300 имеют повышенный класс морозостойкости, могут применяться в условиях сурового климата;
4. F300–F500 имеют высокий класс морозостойкости, поэтому применяются в условиях промерзания грунта и повышенной влажности;
5. F500–F1000 имеют крайне высокую морозостойкость.

От чего зависит морозостойкость бетона

Разрушение бетона при пониженных температурах связано, прежде всего, с водонасыщением. При увеличении водонасыщения сверх предельной величины, вода, замерзая в порах бетона, кристаллизуется. При этом она расширяется в момент перехода в лед, из-за чего в бетоне возникает избыточное внутреннее давление, которое может создавать предельные растягивающие напряжения в стенках. Они приводят к изменениям структуры бетона и появлению трещин, снижающих его прочность.

Интересно, что критическое водонасыщение может быть достигнуто не только при водонасыщении перед замораживанием, но и из-за перераспределения содержащейся в порах материала воды при замерзании по законам миграции.

Длительное воздействие переменных отрицательных температур приводит к тому, что прочность бетона постепенно снижается. Чем меньше изначальная прочность бетона, тем больше она снижается из-за воздействия циклов замораживания и оттаивания.

Например, за зимний период снижение прочности бетона класса В22,5 составляет порядка 10%, у бетонов классов В35–50 — только 5 %, поскольку бетоны более высоких классов по прочности имеют более плотную структуру, что позволяет им лучше сопротивляться длительному действию переменных отрицательных температур.

В таблице видно, что чем выше класс бетона по прочности, тем выше и его марка по морозостойкости.

Основной путь проникновения воды в бетон — это система капилляров. По ней вода может подниматься в бетоне на высоту до 2 м. Высокопрочные бетоны обычно имеют более равномерную структуру и низкую пористость, следствием чего является сниженная водопроницаемость, поэтому они более морозостойкие.

Поры в бетоне образуются при избыточном количестве воды в бетонной смеси, поэтому для повышения морозостойкости бетона прежде всего необходимо решить проблему избыточного образования капилляров и пор, а во вторую — обеспечить защиту от намокания.

Интересно!

Существует также способ повышения морозостойкости бетона путем создания искусственных замкнутых пор методом воздухововлечения в процессе перемешивания бетонной смеси. Для этого в смесь добавляют специальные органические структурообразующие добавки, в результате применения которых в нее вовлекается воздух, и образуются замкнутые поры очень малого диаметра. Поры такого вида повышают долговечность и морозостойкость бетона.

Чтобы получить бетоны, обладающие плотной структурой с малым количеством пор малого диаметра, рекомендуется применять специальные пластифицирующие добавки.

Компания CEMMIX производит целую линейку таких добавок, предназначенных для разных типов строительных, кладочных и ремонтных работ. Общий принцип их действия — активизация цемента, его более полное вовлечение в химические реакции, повышение подвижности цементного теста.

Рассмотрим, к примеру, универсальную суперпластифицирующую и суперводоредуцирующую добавку CemPlast для бетонов.

ГОСТ 10060.4-95 Бетоны. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости

Это один из важнейших нормативных показателей бетонов в строительной индустрии, влияющий на эксплуатационную надёжность и долговечность изделий. Он характеризует способность затвердевшего материала после многократного замерзания и оттаивания не терять свои прочностные показатели более чем на 5% для тяжелого бетона, и не более 15 % для ячеистого бетона.

Как известно, для проверки технических показателей заливают контрольные кубики бетонной смеси размерами 100 мм Х 100 мм Х 100 мм. Эти образцы и подвергают через 28 суток твердения испытаниям на морозостойкость. Надо сказать, что показатель морозостойкости можно измерить только в лабораторных условиях. Как проводятся испытания – давайте разбираться.

ГОСТ 10060 – 2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

Испытуемые кубики необходимо помещать в водные или слабощелочные растворы на определённое время.

Доставать из воды или раствора, давать высохнуть и помещать в морозильную камеру. В камере устанавливается температура -18C и выдерживается 3 часа.

Потом образцы помещаются в другую камеру, в которой температура +20C и образцы выдерживаются 3 часа в этой температуре.

Таким образом, проделывается один цикл замораживания, оттаивания. Если в проектной документации прописана марка бетона по морозостойкости, которая обозначается F 100, например, то это означает, что лабораторные образцы этих бетонов должны выдержать 100 циклов попеременного оттаивания и замораживания и после всех испытаний не потерять в прочности и массе более 5 % от контрольных образцов.

Более того, они не должны иметь видимых повреждений на поверхности, таких как сколы, трещины или шелушения на рёбрах образцов.

После проведения запроектированных испытаний на морозостойкость, образцы подвергают испытанию на сжатие.

В каждой партии закладывается 6 контрольных и 12 испытуемых кубиков. После проверки прочностных показателей результаты обрабатывают по совокупности ряда формул, их рассматривать не будем в этой статье.

Отметим лишь ещё раз, что испытания считаются прошедшими успешно только в том случае, если отклонение показателя на сжатие испытуемых кубиков в среднестатистической величине не превышает 5 % прочности контрольных кубиков.

Вывод

Морозостойкость — одно из важнейших свойств бетона как основного строительного материала, характеризующее его способность долговременно противостоять колебаниям температур от сезона к сезону. В условиях умеренного, а тем более арктического климата, когда годовая температурная амплитуда достигает 80 и более градусов, использование морозостойкого бетона не имеет альтернативы. Однако универсальной марки бетона, подходящей для всех случаев, не существует. Морозостойкий бетон покупается индивидуально для каждого объекта с учетом его назначения и местных условий.

Марки бетона по морозостойкости

Градуируются F 25, F 35….. F 800, F 1000. Всего 13 классов.

Необходимо отметить, что марка по морозостойкости не обозначает количество зим, которое выдержит бетон в этих конструкциях, вовсе нет. Ведь зимой температура переходит нулевой рубеж не один раз, а множество. Такой прямой зависимости у этих величин нет.

А вот в чём есть зависимость, так это в прочностных показателях бетона. Чем выше марка бетона, тем выше должна быть и морозостойкость. Вот таблица зависимости:

Марка бетона	Класс бетона	Морозостойкость F
М100, М150	В-7,5, В-12,5	F50
М200, М250	В-15, В-20	F100
М300, М350	В-22,5, В-25	F200
М400	В-30	F300
М450, М550, М600	В-35, В-40, В-45	F200-F300

Отличают базовые методы испытаний и второй и третий. Отличие их в растворах содержания. Так, в базовом методе водный раствор. Во 2-м и 3-м – 5 % раствор хлорида натрия.

Но в 3-м ещё применяется и повышенная температура до -55C. Эти испытания относятся только к бетонам дорожных и аэродромных покрытий.

На сегодняшний день существует прибор под названием «Измерительный комплекс по ускоренному измерению морозостойкости бетона Бетон – Фрост».

Этот прибор позволяет за короткое время получить серию показателей по морозостойкости. В ролике ниже ничего не сказано о законности применения этих результатов. Поэтому можно предположить, что его результаты используются для самопроверки на бетонных заводах.

Независимые лаборатории такие приборы скорее всего не используют в своей практике, а обязаны применять методы, прописанные в ГОСТ.

Песок и глина в строительных растворах

Пески-заполнители бывают природные (тяжелые) — кварцевые, полевошпатные — либо искусственные. Крупность песков должна соответствовать толщине шва и характеру кладки. Так, для бутовой кладки применяют песок с зернами не крупнее 5 мм, а для кирпичной — не крупнее 3 мм. Зернистость песка приблизительно определяют на ощупь. Размеры зерен крупного песка более 2,5 мм, среднего — от 2 до 2,5 мм, мелкого — менее 1,5 мм. В строительных растворах заполнители обычно занимают 60-65% объема. Для растворов марок 25 и 50 допускаемая загрязненность песков глиной и пылью не более 10 %, для раствора марки 10 — до 15 %. При необходимости песок промывают. В качестве легких заполнителей применяют пески ракушечные, шлаки котельные и доменные гранулированные, керамзитовый песок. В зависимости от плотности искусственный песок подразделяют на марки по насыпной плотности от 250 до 1100 (цифры означают насыпную плотность песка, кг/м3). Глина вводится в известковые и цементные растворы в виде добавки в количествах по объему к цементу 1:1. Добавка глины улучшает зерновой состав, повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость, увеличивает плотность раствора. Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Различают тощие, средние и жирные глины. Тощие обычно применяют в чистом виде, средние и жирные добавляют в раствор в меньшем количестве.

Что влияет на морозостойкость бетонов

Наше родное водоцементное соотношение. Это показатель отношения массы воды к массе цемента (В/Ц). Чем выше этот показатель, тем больше в бетонном массиве будет не вступившей в реакцию с цементным клинкером воды.

Она конечно, будет со временем испаряться, но своё негативное действие оставшаяся лишняя вода оказывать будет.

Как известно, вода при замерзании расширяется в объёме, превращаясь в лёд. Коэффициент расширения равен 1.09.

Таким образом прирастая в объёме на 9 % вода давит на бетон изнутри и разрушает его, что естественно снижает морозостойкость.

Водопоглощение

Как это ни парадоксально, но бетон в проектном прочностном показателе при соприкосновении с водой впитывает воду дополнительно к уже имеющейся внутри, не прореагировавшей с цементным клинкером. Особенно активно будут набирать воду поверхностные слои. Впитываемая вода попадает под эффект уже описанного выше процесса температурного расширения. И как результат – падение марки морозостойкости.

Пористость бетона

Существует теория, что мелкие поры, наполненные воздухом, гасят давление образовавшихся в результате замерзания кристаллов льда и тем самым снижают потери разрушающего эффекта. Эта теория получила подтверждение на практике.

Пористость заполнителей

Если заполнитель имеет пористую макроструктуру, то в них опять, как и в известном эффекте накапливается вода и она замерзает и даёт расширение бетонной структуре и, как следствие, понижение морозостойкости. При использовании доломитовых заполнителей или щебня из известняковых пород, добиться высокого показателя морозостойкости практически невозможно.

Марка бетона

Да, именно прочностные показатели, иными словами марка используемого цемента значительным образом влияет на конечную морозостойкость. А как известно, марка бетона напрямую связана с В/Ц (см. п.1).

Пропаривание бетонных и железобетонных конструкций. При этом процессе идёт разрушение мелкопористых структур и образование относительно крупных капилляров, которые, как принято, не способствуют повышению морозостойкости.

Строительство из газоблоков в зимний период

Как правило, специалисты рекомендуют производить строительные работы в теплое время года. Однако, многие застройщики торопятся заселиться в новый дом и задаются вопросом — можно ли строить объекты из газобетона зимой, как это делается с кирпичом, шлакоблоками и другими материалами. Вопрос не праздный — возможность сэкономить не менее полугода сильно привлекает пользователей.

Однозначного ответа на него не существует. Большинство специалистов не рекомендует строить в зимнее время, поскольку газобетон зимой плохо контактирует с клеевыми составами. При этом, все зависит от конкретных климатических условий — есть регионы, где температуры редко понижаются даже до -5°, но, для большинства районов средняя зимняя температура составляет -10° или -15°. Вода из клеевых растворов проникает в материал и замерзает, образуя локальный участок с проблемным температурным режимом. При этом, застывает и клеевой состав, что делает проблематичным качественное сцепление с газоблоками.

Существуют специальные зимние составы, предназначенные для работ при температурах от -15°. Однако, практический опыт показывает нецелесообразность проведения работ уже при -10°. Кроме этого, придется прогревать газоблоки с помощью тепловых пушек, устранять наледь на поверхности кладочных рядов. Эти процедуры требуют времени и усилий, а также немалых расходов. Поэтому, специалисты рекомендуют не рисковать прочностью дома и строить в теплое время года.

Как повысить морозостойкость бетона

Этой сверхзадачей заняты умы многих учёных сегодняшнего дня. Считается важным показателем, оказывающим большое влияние на морозостойкость не только общая пористость цементного камня, но также размеры этих пор.

Учёные методом изысканий пришли к выводу, что микропоры даже помогают повысить морозостойкость, т.к. вода при температуре 0 -1 C начинает превращаться в лёд и расширяется не нарушая структуры цементного камня в эти поры. Микропоры как бы гасят эффект растяжения.

К каким ухищрениям прибегают строители в погоне за высокой морозостойкостью:

Снижение водоцементного отношения

Оптимальное В/Ц считается 0.4 -0.5, при таком соотношении не происходит образования капиллярной структуры цементного камня.

Конечно, избежать пористости совсем невозможно, но считается, что эти мелкие поры заполняются водой, находящейся в гелевом состоянии, т.е. псевдотвёрдом, и не подвержены эффекту расширения при переходе в минусовые температуры.

Гелевые образования формируются до появления морозов, поэтому чем больше срок твердения цементного камня до появления минусовых температур, тем выше морозостойкость бетона.

Применение пластифицирующих добавок

Такие как ССБ (сульфитно-спиртовая барда), СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка), С-3. Эти пластификаторы позволяют повысить удобоукладываемость бетонной смеси и, следовательно, позволяют довести В/Ц до величины 0.4-0.45, что как мы уже отмечали, положительно сказывается на повышении морозостойкости.

Применение воздухововлекающих добавок

Как мы уже разбирали, мелкая пористость бетонного камня повышает морозостойкость, поэтому и применяют такого рода добавки.

Этими добавками могут быть продукты переработки нефти, растительные жиры, мылонафт и многие другие. Дозировки этих добавок соотносят с весом цемента и они очень незначительны до 0.02%.

Введение в бетонные смеси кремнийорганических соединений

Это полигидроксилоксаны и силикаты натрия (ГКЖ-94, ГКЖ-13, ГКЖ-10). Происходит химическая реакция между этими веществами и продуктами гидратации цемента с выделением водорода и новыми сложными образованиями.

Они не растворимы в воде и заполняют капиллярные структуры и поры цементного камня, тем самым гидрофобизируют поверхности бетонных конструкций.

Процесс гидрофобизации повышает водонепроницаемость бетона, тем самым улучшает морозостойкость. Количество добавок составляет 0.1-0.2 % от веса цемента.

Специальные строительные растворы

• Для заполнения швов в сборных железобетонных конструкциях используют составы на основе цемента и кварцевого песка без применения добавок, провоцирующих развитие коррозии (СНиП 2.03.11-85), подвижность их составляет 7–8 см. Маркировка применяемого раствора должна соответствовать маркировке бетона, из которого изготовлены соединяемые элементы.
• Инъекционные растворы содержат в своем составе цемент и песок и применяются для заполнения каналов предварительно напряженной конструкции. Их прочность соответствует маркам М300 и выше. Также материал отличается водоудерживающей способностью и морозостойкостью. Для уменьшения вязкости строительной смеси данного типа могут использоваться мылонафт или присадки СДБ.
• В состав гидроизоляционных растворов входят цемент марок М400 и выше и кварцевый или искусственный тяжелый песок. Если изготовленные из такого материала конструкции будут подвержены воздействию агрессивной среды, в них также добавляют сульфатостойкий портландцемент — обычный или пуццолановый. Для обеспечения водонепроницаемости швов и стыков раствор замешивают на воднепроницаемом расширяющемся цементе.
• Тампонажные растворы необходимы для тампонирования скважин. Все типы данной категории составов быстро схватываются и обладают высокой водоотдачей. Заполняя пустоты и трещины в горной породе, они способны противостоять напору подземных вод и проявлять устойчивость к воздействию агрессивной среды. В зависимости от условий, в которых будет использоваться раствор, он может быть изготовлен на основе пуццоланового, сульфатостойкого портландцемента или шлакопортландцемента — для агрессивных сред — или на основе тампонажного портландцемента — если воды напорные.
• Акустические растворы обладают звукопоглощающими свойствами и используются для оштукатуривания стен. В качестве вяжущих в них добавляют гипс, портландцемент, известь или их смесь, а также каустический магнезит. В роли наполнителя выступает легкий песок фракцией 3–5 мм из шлака, пемзы, керамзита и других веществ.
• Рентгенозащитные растворы также применяются для штукатурных работ — в рентген-кабинетах. Вяжущие в них — цемент и портландцемент, а наполнители — измельченный барит и другие тяжелые горные породы. Также в состав материала включают литий, водород и кадмий.

Коротко о главном

1. Морозостойкость бетонных сооружений напрямую влияет на их долговечность, особенно гидротехнических, дорожных, ирригационных.
2. Процессы попеременного замерзания и оттаивания приводят к расширению воды в массиве бетона и при переходе в лёд увеличению объёма приблизительно на 10 %. Такой эффект разрывает стенки капилляров и пор цементного камня и заполнителей и снижает прочность конструкции.
3. Во избежание длительных и дорогих процедур проведения испытаний бетонных образцов на морозостойкость используются комплексы приборов фирмы Интерприбор, которые позволяют в ускоренном режиме определять морозостойкость в соответствии с ГОСТ 10060-2012.
4. Чтобы не беспокоиться о получении необходимой морозостойкости, берите бетонную смесь повышенной марки и это непременно приведёт к её повышению.
5. Бетонные смеси на плотных заполнителях, например, гранитном щебне, непременно будут с повышенной морозостойкостью.
6. Для заливки бетона в мороз используйте противоморозные присадки, которые не позволяют воде смеси кристаллизоваться и превращаться в лёд. Находясь в жидком состоянии, вода участвует в реакции гидратации цемента и набор прочности проходит при морозе. Есть добавки, позволяющие работать при -30C. Но тогда надо добавлять и добавки, ускоряющие твердение цемента.

Применение строительных растворов

• Цементные растворы нередко используются в каменной и кирпичной кладке в случаях, когда конструкция расположена ниже уровня подпочвенных вод, а также для оштукатуривания цоколей, наружных стен, карнизов, заливания стяжек пола. Для помещений с влажностью выше 60% это оптимальный тип строительного раствора.
• Глиняные смеси обычно используют как кладочные — для труб, очагов и печей, а также для наземной части строений, не подверженной воздействию влаги. Пластичность материала обуславливает малую степень усадки, однако и твердеет такой состав относительно медленно.
• Сложные растворы — в состав которых входит несколько типов вяжущих веществ — наиболее популярны благодаря тому, что они обладают достоинствами смесей на основе различных компонентов. Они также обладают более высокой прочностью по сравнению с простыми растворами и широко используются для кладочных и штукатурных работ. Наиболее часто в данной категории находят применение цементно-известковые смеси.

Виды противоморозных добавок

Средства для того чтобы типа на современном рынке представлены в двух основных видах:

1. Составы, мешающие процессам кристаллизации жидкости в строительных смесях за счет понижения температуры замерзания строительной массы. Их кроме этого именуют замедлителями либо не сильный ускорителями схватывания цемента. К подобным веществам относятся электролиты двух видов:

1. Сильные – поваренная либо техническая соль для бетона (хлорид натрия), нитрид натрия;
2. не сильный – раствор аммиака, вещества ограниченного происхождения (карбамид, многоатомные спирты);

• Противоморозные составы, содействующие ускорению процесса твердения, владеющие высокими антифризными показателями. К таким добавкам относят поташ, смеси на базе из хлорида кальция с нитритом натрия, с хлоридом натрия и т.д.

Назначение

Нанесение противоморозных добавок подразумевает несложный технологический процесс, который без труда выполняется своими руками. Предназначена противоморозная добавка для сохранения нужной подвижности раствора, ускорения затвердевания смеси и ускорения гидратации бетонного состава. Использование примесей против замерзания экономит затраты на дополнительное отопительное оборудование и оплату центральной подачи тепла в помещение в зимнее время года. Благодаря противоморозным добавкам для бетона ускоряется возможность эксплуатировать здания и сооружения, а также уменьшается расход примесей в растворе и экономится электроэнергия.

Примеси, которые позволяют бетону сохранять свои прочностные характеристики и улучшают микроклимат помещений в холодное время года, подразделяют на следующие виды:

• Примеси, которые путем снижения температур промерзания рабочей смеси выступают барьером для процесса кристаллизации, находящейся в бетонном составе воды. Такие добавки именуют замедлителями застывания цементной смеси или слабыми ускорителями застывания. Процесс снижения температур осуществляется электролитами, которые бывают сильными и слабыми.
• Примеси против замерзания бетонного состава — ускоряют твердение раствора и обладают немалыми антифризными свойствами.

Вернуться к оглавлению

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 22 ноября 1995 г.

За принятие проголосовали

3 ВЗАМЕН ГОСТ 10060-87 в части второго и третьего методов определения морозостойкости

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 сентября 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Минстроя России от 5 марта 1996 г. № 18-17

Приготовление кладочных строительных растворов

Кладочный раствор можно готовить в бетономешалке емкостью 0,15 м3 либо вручную. Цементный раствор готовят практически аналогично бетону. В металлический либо деревянный ящик из досок толщиной 25–30 мм с обитым кровельным железом днищем размерами 1×0,5 м или 1,5×0,7 м и высотой 0,2–0,25 м сначала засыпают ровным слоем необходимое количество ведер песка, сверху — полное ведро цемента. Далее смесь перелопачивают до однородной по цвету массы, поливают из лейки отмеренным количеством воды и продолжают перелопачивать до получения однородного состава. . Приготовленный раствор должен быть израсходован в течение 1,5 часов, чтобы он не потерял прочности.

Песок для приготовления раствора необходимо предварительно просеять через сито с ячейками 10×10 мм (для каменной кладки). О соотношении песка и цемента для растворов и штукатурки читайте — Здесь. Раствор из известкового теста готовят сразу, перемешивая его с песком и водой до однородного состава. Цементно-известковый раствор готовят из цемента, известкового теста и песка. Известковое тесто разводят водой до густоты молока и процеживают на сите с ячейками 10×10 мм. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затворяют известковым молоком до требуемой густоты (консистенции теста). Цементно-глиняный раствор готовят аналогично цементно известковому.

Морозостойкий бетон: классификация, состав, свойства

Одна из важных характеристик бетона, используемого для строительства в регионах с холодными зимами и температурными перепадами, – морозостойкость. Она определяет свойство материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание.

Показателем морозостойкости бетона является марка, равная количеству циклов замораживания и оттаивания до возникновения видимых признаков разрушения, уменьшения прочности более чем на 5%, изменения физических характеристик.

Марка обозначается буквой F и числом, равным максимальному количеству циклов до состояния, обозначенного в нормативе.

Эта величина важна для смесей, применяемых при сооружении фундаментов, наружных стен, объектов гидротехнического назначения, опор мостов и других строительных конструкций ответственного назначения.

Классификация морозостойкости бетонов

Виды бетонных смесей по морозоустойчивости регламентируются ГОСТом 25192-2012. Помимо показателя F, морозостойкость могут определять следующие характеристики:

• F1 – марка, установленная при исследовании материала, находящегося в водонасыщенном состоянии;
• F2 – марка бетонных смесей, производимых для устройства покрытий дорог и аэродромов или эксплуатации в контакте с минерализованными водами, образцы для исследований насыщают 5% раствором NaCl.

Требования к морозостойкости бетона зависят от запланированной области его применения:

• ДоF50. Это низкий уровень устойчивости к знакопеременным температурам. Такая смесь применяется для внутренних работ, в подготовительных строительных мероприятиях.
• F50-F150. Этот материал со средним уровнем морозоустойчивости широко применяется в рядовом строительстве объектов, расположенных в регионах с умеренным, устойчивым климатом.
• F150-F300. Такие бетоны востребованы при строительстве в регионах с холодным климатом.
• ВышеF300. Смеси с высокой стойкостью к температурным перепадам применяются для сооружения объектов специального назначения, а также сооружений, эксплуатируемых в тяжелых климатических условиях.

Прочность и показатель морозостойкости всех видов бетона находятся в прямой зависимости: чем выше прочность, тем больше морозоустойчивость материала.

Таблица зависимости класса прочности и морозостойкости бетона

От каких факторов зависит морозостойкость бетона?

Основной параметр, влияющий на способность материала противостоять замораживанию и оттаиванию, – количество пор. Чем оно выше, тем большее количество воды проникает в бетонный элемент.

При отрицательных температурах вода меняет агрегатное состояние, превращаясь в лед с увеличением объема примерно на 10%. Поэтому с каждым циклом бетонная конструкция постепенно деформируется, утрачивая прочностные характеристики.

Вода, проникающая вглубь конструкции, разрушает не только сам бетон, но и вызывает коррозию стальной арматуры.

Способы определения морозостойкости бетона

Способы определения морозоустойчивости регламентирует ГОСТ 10060-2012. Методика актуальна при разработке новых рецептур и передовых технологий, контроле качества при купле-продаже. Для испытаний изготавливают образец кубовидной формы со сторонами 100-200 мм. Циклы замораживания и оттаивания осуществляются в диапазоне -18…+18°C. В соответствии с ГОСТом существует несколько вариантов вычисления этого показателя:

• базовый многократный;
• ускоренный многократный;
• ускоренный однократный.

Если результаты ускоренных испытаний отличаются от результатов базовых, то эталонными считаются показатели базовых исследований.

Основные этапы базовых испытаний водонасыщенных образцов, проводимых в соответствии с ГОСТом:

• Бетонные кубики насыщают водой и обтирают влажной тканью. Испытывают на сжатие.
• Исследовательский материал помещают в морозильную камеру для замораживания. Выдерживают заданный режим.
• Оттаивание производят в специальных ваннах.
• После оттаивания с образцов щеткой удаляют отслаивающийся материал.
• Кубики обтирают ветошью, определяют массу и исследуют на сжатие.
• Обрабатывают результаты испытаний.

Пониженную морозостойкость материала можно определить и подручными методами. Конечно, результаты таких исследований не могут использоваться при составлении проектной документации.

• Визуальный осмотр. О низкой устойчивости к знакопеременным температурам свидетельствует наличие трещин, бурых пятен, расслаивания, шелушения.
• Определение водопоглощения. Если этот показатель равен 5-6%, то устойчивость к низким температурам будет пониженной.
• Высушивание влагонасыщенного образца на солнце. Его растрескивание сигнализирует о пониженной морозостойкости.

Способы повышения морозостойкости

Повысить морозоустойчивость бетона можно несколькими способами:

• Изолировать бетонный элемент от неблагоприятного внешнего воздействия с помощью обмазочных и окрасочных материалов, пропиток.
• Использовать цемент более высоких марок. Чем прочнее вяжущее, тем выше морозоустойчивость готового бетонного элемента.
• Получить плотную структуру материала путем тщательного уплотнения различными способами и создания благоприятных условий твердения бетонной смеси
• Изготовить морозостойкий бетон можно путем введения в его состав специальных присадок.

Подробнее рассмотрим виды и принцип действия добавок:

• Поверхностно-активные вещества. Обеспечивают образование плотной структуры.
• Присадки, способствующие появлению шаровидных пор. Вода, проникшая в бетонную конструкцию, при замерзании выталкивается в эти пустоты, поэтому структура материала при изменении агрегатного состояния воды не повреждается.
• Суперпластификаторы. Увеличивают плотность, повышают водонепроницаемость, а следовательно, показатели морозостойкости.
• Добавки, улучшающие водонепроницаемость бетонного элемента и его внутреннюю структуру. К ним относятся «Дегидрол», «Пенетрон Адмикс», «Кристалл».

Присадки для бетона с глиноземистым цементом обычно не применяются, поскольку они могут не улучшить, а снизить характеристики материала.

Популярные теги

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Марки бетона по морозостойкости

Назначение бетона и область его применения зависят не только от показателя прочности, но и от марки и класса бетона по морозостойкости и водопроницаемости. Каждая из этих характеристик имеет маркировку. Благодаря ей определяют, какие эксплуатационные возможности есть у бетона конкретной марки, и для каких целей его можно подбирать. Так, например, растворы с низкой маркой ни в коем случае нельзя использовать в местах с повышенной влажностью и в холоде, так как они быстро начнут разрушаться.

Что такое морозостойкость и что на нее влияет?

Морозостойкость бетона – это характеристика, показывающая, сколько циклов замораживания и оттаивания он способен выдержать, не потеряв больше 5% своей прочности. Срок эксплуатации любого бетонного или железобетонного сооружения напрямую зависит от способности стройматериала не менять свои свойства при многократном замораживании и оттаивании. Это параметр для определения области использования бетона. Можно ли применять состав для бетонирования фундамента дома или создания опор мостов.

Также от чего зависит морозостойкость, так это от структуры материала. Чем больше в нем пор, тем ниже его способность переносить низкие температуры и разморозку. Если он втянул в себя много воды, то при замораживании вода начинает замерзать и увеличиваться в размерах. Тем самым она разрушает бетон изнутри. С каждым замораживанием бетонный фундамент или другая конструкция все больше деформируется и теряет все свои характеристики. К тому же вода доходит до арматурного каркаса, из-за чего начинается процесс его коррозии.

Для определения марки морозостойкости бетонной смеси существует несколько способов, установленных по ГОСТ:

• базовое;
• ускоренное многократное;
• ускоренное однократное.

Для проверки используется бетон в виде куба со сторонами 100-200 мм. Он подвергается множеству циклов замораживания и оттаивания при температурах -18 и +18°С. После тестов проверяется его прочность. Если этот показатель не изменился, значит, бетон соответствует заявленной марке. Если результаты базовых испытаний отличаются от ускоренных тестов, то правильным считается результат базовой проверки.

По ГОСТ морозостойкость бетона обозначается буквой F, водопроницаемость – W, прочность – В или М. После буквы следует число, например, F100, F250, указывающее максимальное количество циклов, которое может выдержать материал после многократного замораживания и оттаивания. Марка морозостойкости состава для бетонирования находится в диапазоне F25-F1000.

Таблица соответствий морозостойкости и марки по прочности:

Марка по прочности	Морозостойкость
М100-150	F50
М200-250	F100
М300-350	F200
М400	F300
М450-600	F200-F300

Стоимость добавок и как повысить морозостойкость

Чтобы повысить устойчивость бетона к низким температурам или уменьшить водопроницаемость, используются различные добавки. Наиболее распространенными являются поверхностно-активные вещества, газообразующие и воздухововлекающие. Первый тип добавок делает бетонный состав более плотным. Происходит это благодаря уменьшению скорости затвердевания, в итоге цемент полностью успевает пройти процесс гидратации.

Второй тип добавок в бетон для морозостойкости создает шаровидные поры. Если он втягивает в себя воду, то при ее замерзании и расширении она не сможет разрушить его. Под давлением вода вытесняется в эти ячейки. В них кристалл льда, расширяясь, не сможет повредить структуру бетона за счет ее большой величины.

Добавки делятся на 2 вида:

• ускоряющие процесс схватывания;
• понижающие температуры замерзания воды.

Второй тип понижает температуру замерзания жидкости до -10°С. В итоге процесс затвердевания бетонной смеси будет проходить так же, как и при плюсовой температуре. К таким добавкам относятся нитрит натрия, растворы аммиака и многое другое. Не рекомендуется использовать добавки для бетонных работ в зимнее время, если температура воздуха ниже -30°С (зависит от состава).

Любые добавки для повышения морозостойкости бетона нужно добавлять только строго по инструкции производителя. Если влить слишком много, то могут ухудшиться все характеристики фундамента или другой бетонной конструкции, в том числе и прочность. Также не следует приобретать жидкости по низким ценам, так как они могут быть некачественными и только понизят свойства и марку бетона.

Таблица с ценами добавок разных видов и производителей:

Наименование	Объем, л	Цена, рубли
ПМД Элеосстрой	20	450
Frost-Hardy	20	320
Гидротэкс-ПМД	5	450
Формиат кальция	25 кг	1065
Русеан	10	125
С-3	20	360
Конкорд ОСТ	30 кг	630
Фаворит	20 кг	620

Помимо использования добавок повысить морозостойкость бетонного состава можно, применяя цемент более высоких марок. Чем он прочнее, тем выше показатель морозоустойчивости. Понижение соотношения воды к цементу также увеличивает эту характеристику.

Для обычного строительства достаточно бетона для фундамента и других конструкций с маркой морозостойкости F50-F200. Если бетонное сооружение будет находиться в постоянном контакте с водой и в грунте, то выбираются растворы для бетонирования с высоким показателем этой характеристики.

Выбирая марку бетонной смеси, следует точно определить, в каких условиях она будет использоваться (климат, нагрузка и так далее). Чем выше марка, тем плотнее и тем устойчивее ко всем воздействиям бетонный состав. Если применить бетон не по назначению, то уже через один или два года в нем появятся дефекты. Конструкция начнет крошиться и растрескиваться.