Морозостойкость бетона

Под морозостойкостью бетона понимают способность в насыщенном водой состоянии поддерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Основной причиной, вызывающей разрушение бетона, является давление на стенки пор и устья микротрещины, создаваемое замерзающей водой. При замерзании вода увеличивается в объеме на 9 %. Расширению препятствует жесткий каркас бетона, в котором возникают высокие напряжения. Многократно повторяемые замораживания и оттаивания разрушают структуру бетона, постепенно разупрочняют ее, и материал начинает разрушаться.

Это явление усиливается гидростатическим давлением воды, еще не успевшей перейти в лед и различием в коэффициентах температурного расширения составляющих бетона.

Критерием морозостойкости бетона является количество циклов, при котором потеря в массе образца менее 5 %, и снижением прочности не превышает 5 %. Это количество циклов и определяет марку бетона по морозостойкости. Для тяжелых бетонов назначают марки по морозостойкости F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000.

Морозостойкость бетона зависит от его строения, особенно от характера пористости, так как объем пор будет определять объем и распределение льда в теле бетона при отрицательных температурах, т.е. интенсивность воздействий на бетон.

В микропорах бетона связанная вода не переходит в лед при температурах –70 оС и ниже, поэтому и в данном случае микропоры не оказывают влияния на свойства бетона.

Морозостойкость бетона повышается с уменьшением объема макропор за счет снижения В/Ц, применения гидрофобирующих или кольматирующих добавок, создания резервного объема воздушных пор с помощью воздухововлекающих добавок, формулирующих особую структуру пор бетона, незаполняемых водой, но доступных для проникания в них воды под давлением, возникающим при замерзании (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 — Зависимость морозостойкости бетона от капиллярной пористости П1

Рисунок 2.10 — Зависимость морозостойкости Мрз обычного бетона (1) и бетона с вовлеченным воздухом (2) от В/Ц

Для обеспечения повышенной морозостойкости необходимо добиться получения в бетоне такого большого количества мельчайших пузырьков, чтобы расстояние между ними не превышало 0,025 см. Обычно в таком бетоне удельная поверхность пор, характеризующая их размеры, составляет 1000–2000 см2/см3, размеры пор 0,005–0,1 см, а расстояние действительно не превышает 0,025 см (рисунок 2.10).