морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона — это способность материала выдерживать повторное замораживание и оттаивание, сохраняя при этом свои физико-механические свойства. Этой характеристикой должны обладать смеси, предназначенные для возведения фундамента, укрепления массивных конструкций и строительства гидротехнических сооружений. Невысокое значение морозостойкости приводит к понижению несущих способностей и повышению износа поверхности.

Методы расчета морозостойкости

Определение морозостойкости бетона закреплено в ГОСТ 10060.0-95. В этом техническом документе описано 4 метода расчета показателя. Они предполагают испытание материала путем многократного замораживания или оттаивания в воде или соляном растворе.

Требования распространены на все бетонные смеси, за исключением материала, предназначенного для дорожного покрытия или обустройства взлетно-посадочных полос. Не подлежат эксперименту также бетонные смеси, в которых используется воздух в качестве вяжущего элемента.

Для испытания бетона на морозостойкость подготавливаются контрольные и базовые образцы строительной смеси. Первые предназначены для расчета прочности состава на сжатие, а базовые образцы подвергаются повторному циклу замораживания и оттаивания в лабораторных условиях. Допустимая погрешность по массе составляет 0,1%.

Отобранные образцы должны достичь проектного возраста и не содержать дефектов. Для испытания: морозильная камера, стеллажи, контейнеры для насыщения материала водой.
Суть всех испытаний сводится к тому, что образцы подвергаются многократному замораживанию и оттаиванию, а затем проверяются на прочность. Заморозка осуществляется при температуре -130 ºС, а оттаивание — при +180 ºС. Марка бетона соответствует заявленной, если материал не потерял свою прочность.

Лабораторные испытания бетона на морозостойкость не всегда являются достоверными. В созданных условиях материал может разрушиться, а в естественных сохранять приемлемую надежность. Разница в естественных условиях и созданных в лабораториях заключается в темпах высушивания. В первом случае на бетонную смесь оказывают значительное влияние высокие температуры в летний период, а во втором — насыщение водой. Соответственно, лабораторные образцы разрушаются быстрее.

Дополнительные способы определения показателя

Морозостойкость бетона можно определить по нескольким подручным методам. Для оценки показателя опытные строители анализируют следующие параметры:

1. Внешний вид. Крупнозерность материала, наличие трещин, бурых пятен, шелушения и расслаивания свидетельствуют о низком качестве бетонного состава, которому характерна пониженная морозостойкость.
2. Уровень водопоглощения. Если данный показатель составляет 5-6%, то это означает, что в составе есть трещины, которые снижают его устойчивость к низким температурам.
3. Высушивание материала, насыщенного влагой, на солнце. Растрескивание материала свидетельствует о низкой морозостойкости бетона.

Ускоренный метод определения показателя осуществляется по следующей схеме: отобранные образцы материала погружают на 24 часа в серно-кислый натрий, а затем высушивают в течение 4 часов при температуре 100 ºС. Затем их снова погружают в раствор и высушивают. Необходимо повторить процедуру 5 раз. По окончании манипуляций бетон осматривают на наличие трещин и других дефектов. Их отсутствие свидетельствует о высоком качестве материала.

Классификация

В редакциях ГОСТ марка материала по морозостойкости обозначается буквой F и цифрой от 25 до 1000. Цифровая шифровка обозначает количество циклов замораживания и оттаивания состава.

Класс морозостойкости материала и его сфера применения

Что такое морозостойкость бетона

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.

2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

Справочник строителя | Свойства бетона

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БЕТОНА

Морозостойкостью называют способность насыщенного водой бетона сохранять прочность и не разрушаться при попеременном замораживании и оттаивании. Причиной разрушения является свойство воды при переходе в лед увеличиваться в объеме более чем на 9% и создавать внутреннее давление на стенки пор.

Рис. 1. Влияние возраста бетона на его водонепроницаемость В (за 100% принята водонепроницаемость в возрасте 30 суток)

По морозостойкости бетон подразделяют на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800 и F1000. Марка назначается в зависимости от вида конструкций и условий эксплуатации.

Морозостойкость бетона зависит от количества макропор его структуре, характера пористости, минерального и вещественного состава цементов, прочности бетона на растяжении. Уменьшение макропористости бетона повышает его морозостойкость. Это достигается снижением водоцементного отношения, введением в бетонную смесь химических добавок, позволяющих уменьшить ее водопотребность и снизить расход воды, применением незагрязненных заполнителей оптимального состава с минимальной водопотребностью, созданием благоприятных температурно-влажностных условий твердения, качественным уплотнением бетонной смеси, а также замораживанием бетона более позднем возрасте, когда за счет образования повышенного количества гидратных веществ увеличивается его плотность.

Повысить морозостойкость бетона можно изменением характера пористости. Достигается это введением в бетонную смесь воздухововлекающих добавок. Необходимо создать 4-6% очень мелких резервных пор, не заполняемых водой при обычном насыщении, но заполняемых под давлением замерзающей воды. Наиболее эффективны гидрофобные воздухововлекающие добавки ГКН-10, ГКН-11, которые уменьшают водопоглощение бетона.

Существенное влияние на морозостойкость бетона оказывает вид применяемого цемента. Наибольшую морозостойкость имеют бетоны на портландцементе без минеральных добавок с содержанием минерала С3А до 5%. Их применяют для гидротехнических сооружений зоны переменного уровня воды в суровых климатических условиях. Еще более высокую морозостойкость имеют бетоны на глиноземистом цементе.

Бетоны на цементах сложного вещественного состава имеют пониженную морозостойкость. Особенно пуццолановый портландцемент с активными добавками осадочного происхождения.

При давлении льда на стенки пор бетона при замораживании возникают напряжения растяжения. Поэтому все мероприятия, увеличивающие предел прочности бетона на растяжение, повышают его морозостойкость.

Определение морозостойкости бетона

Климат в нашем регионе характеризуется длинной зимой, пониженными температурными показателями, осадками и сильно промерзающим грунтовым слоем. Те материалы, которые используют в ремонтно-строительной сфере, имеют нестандартные характеристики, среди которых — морозостойкость. Морозостойкость бетона – качество, которое определяется умением выдерживать агрессивные погодные условия (перепады температуры), замерзание и оттаивание смеси бетона, что влияет на такое свойство, как прочность. Морозостойкость бетона помечают буквой F, как показатель того, что бетон выдержит даже максимальные температуры.

Преимущество в таком бетоне состоит в том, что он не изменяется в своей форме со временем, не крошится, подстраивается под любые погодные условия, переносит зоны с повышенной влажностью.

Маркировка морозостойкости

Такое определение, как марка является главным показателем. Каждой марке отведены определенные цифры. По ГОСТу обозначают специальные марки бетона: f50, f100, f150, f200, f300. Их объединяют в группы, зависящие от уровня эксплуатации:

1. Низкий класс морозоустойчивости – меньше f50. Редко используемый тип раствора. При воздействии окружающей среды на бетон, он начнет трескаться, рассыпаться. То есть, закрыты широкие возможности.
2. Умеренный – от f50 до f100. Эти виды используются часто в строительной сфере, потому что это средний стандартный показатель. Если будут постоянные колебания температуры, будет обеспечено многолетнее использование такого бетона, без его разрушения.
3. Морозоустойчивость повышенного уровня – f150, f200. Выдерживает даже сильные перепады температур, может долго обладать своими характеристиками эксплуатации, которые не будут меняться.
4. Высокий – от f300 до f500. Применим для особых случаев. К примеру, места, где время от времени изменяется уровень воды, нужно обеспечить устойчивость к различным переменам. Стоит дорого.
5. Морозостойкость бетона очень высокого уровня – выше f500. Из-за очень высокого уровня морозостойкости применяется в индивидуальных случаях, когда строят на долгие века. Тут в составе применяют бетоны самых высоких марок, в которые вмешивают специальные добавки.

Когда на заводе сделали образец бетона, его погружают в водную среду либо специальный раствор. Держат там до полного поглощения воды, затем производят заморозку до температуры -18 градусов. Время от времени делают замеры, определяющие, насколько материал потерял прочность. В зависимости циклов таких замеров определяется коэффициент, а далее — маркировка.

Марка бетона по морозостойкости.

Для каждого региона и вида местности существует определенный класс. Перед началом строительных работ нужно проконсультироваться со специалистами, которые подберут оптимальный вариант. Чем больше уровень морозостойкости, тем выше стоимость на материал, ведь добавляют примеси, позволяющие изменять химический состав.

Способы определения показателя

Морозостойкость определяют благодаря испытаниям, в которых замораживают и размораживают смесь несколько раз. Метод лабораторного эксперимента предполагает следующее: чтобы провести исследование, берут базовые (неоднократный цикл замораживания и размораживания), контрольные (прочность состава) образцы раствора. Они не должны иметь дефектов. Для исследования применяют морозильную камеру, стеллажи, контейнеры, залитые водой. Заморозку производят при температуре до -130 градусов, процесс оттаивания – до 180 градусов. Можно подтвердить маркировку лишь в том случае, если не была потеряна такая характеристика, как прочность.

Такое испытание может не всегда оказаться правдивым, поскольку в искусственно созданных условиях стройматериал может рассыпаться, а в природных – быть надежным продолжительное время. Это проявляется и из-за разных темпов высушивания. Летом высокие температуры влияют на уровень просушки, происходит насыщение солнечной энергией, а в лабораторных – насыщение водой.

Существуют варианты, когда для определения морозостойкости можно провести испытание подручными методами. Чтобы оценить показатель, смотрят на такие параметры:

• Вид стройматериала. Крупнозернистая структура, трещины, пятна, шелушение, расслаивание говорят о том, что такой бетон обладает низким качеством с пониженным уровнем морозостойкости.
• Водопоглощение. Когда показатель колеблется в пределах 5-6 %, можно говорить о плохой устойчивости к низким температурам.
• Если бетон, хорошо насыщенный влажностью, начинают сушить на солнце, и он трескается, говорят о низком показателе.

Вернуться к оглавлению

Как увеличить морозостойкость?

Существует ряд способов увеличения морозостойкости. Исследуемая характеристика напрямую зависима от того, в каком количестве и размерах находятся поры, от качества и состава цемента, от прочности:

• Первый и наиболее простой способ повышения уровня морозостойкости – это снижение макропористости. Применение добавок и условий для скорейшего затвердевания раствора снижает до минимума потребность в водном компоненте. Как результат, уменьшаются поры.
• Второй – уменьшение количества воды в цементном растворе. Следует применять заполнители, которые меньше всего загрязнены, добавки, снижающие необходимость в водной массе.
• Третий – если заморозить стройматериал в позднем возрасте, то поры уменьшаются.
• Четвертый – применение добавок. Именно они повышают образование маленьких пор, в которые вода не проникает.
• Пятый – гидроизоляция. Применение специальных красок или пропиток, благодаря которым появляется защитная пленка.

Вернуться к оглавлению

Морозостойкостью называют свойство бетонной смеси, способное противостоять колебаниям температурного режима. Морозостойкий раствор предотвращает попадание влаги. Необходимость в нем велика, потому что конструкции находятся в зонах смены температуры, а значит, понижаются свойства обычных смесей. В строительном мире нету ни одного идеально подходящего класса бетона для всех местностей. Все подбирается индивидуально.

Существуют методы испытания морозостойкости, которые можно проводить как в специально созданных условиях, так и естественных. Переход к использованию такого морозостойкого бетона обеспечит долговечность и прочность построек, которым не страшны смены погодных условий.

Морозостойкость бетона и определение морозостойкости бетона “F”

Она является важным показателем качества строительной смеси, который необходимо учитывать при строительстве, особенно это касается северных широт, имеющих более жесткие климатические условия. Малая морозостойкость приводит к постепенному снижению несущей способности и увеличению поверхностного износа. Материал, который перенес предельное для него количество циклов заморозки, имеет коэффициент вариации прочности от двух до четырех единиц.

Согласно ГОСТ 10060.0-95 используется 11 марок с различной морозостойкостью, которая имеет градацию на циклы от F50 до F1000. В большинстве нормативных документов устойчивость покрытий и изделий из застывшей смеси определяется количеством переходов через нулевую отметку, после которого начинается падение эксплуатационных характеристик.

В зависимости от условий эксплуатации все марки объединяются в несколько групп морозостойкости:

На данный момент нет единой теории, которая бы могла пояснить механизм морозного разрушения бетона, однако, снижение прочности из-за циклической заморозки подтверждают все существующие гипотезы. Объем льда больше занимаемого водой, что постепенно разрушает внутреннюю структуру увлажненного материала. Существует несколько распространенных предположений, относительно причин снижающих прочность бетона. В одном из них выдвигается идея о гидростатической передаче давления, которое вода получает от расширившегося льда. Так как капилляры внутри материала имеют микроскопические размеры, то жидкость часто не может полностью перейти в кристаллическое состояние, благодаря чему разрушающее действие захватывает большой объем бетона. В качестве сильных сторон данного предположения выступает тот факт, что при заполнении пор водой более чем на 80% отрицательная температура оказывает максимальный разрушающий эффект. При проведении исследований специалистами было отмечено, что с увеличением скорости понижения температуры, повреждения структуры бетона растут, а давление льда остается на постоянном уровне. С другой стороны существует теория термической несовместимости. Она основана на различных коэффициентах температурного расширения компонентов бетонной смеси. При отрицательных температурах это особо сильно сказывается, ведь лед, в который превращается попавшая в материал вода, отличается от бетона в 3-5 раз в этом отношении.

Морозостойкость бетона напрямую определяется таким параметром, как водопоглощение. Как уже было сказано выше, серьёзную проблему представляют собой кристаллы льда в структуре материала. В случае своего расширения они приводят к возникновению трещин и иных дефектов. Соответственно, снижение водопоглощения приводит к увеличению такого показателя, как морозостойкость бетона. Таким образом, наиболее эффективной методикой, существующей в наши дни для решения подобной проблемы, является устранение внутренних пор. Именно их наличие приводит к тому, что морозостойкость бетона уменьшается.

Присутствует несколько вариантов решения проблемы:

Влияние нескольких механизмов разрушения бетона возможно при наличии необходимых для этого условий: его возраста, влажности, соотношения В/Ц и наличия специальных добавок. Кроме того, существенный вклад снижение прочности вносят различные химические соединения. Так, для очистки дорожного покрытия широко используются соли натрия и кальция. При таянии ледового слоя происходит температурных скачек, который может достигать 10 градусов, что в свою очередь вызывает изменение температуры верхнего слоя покрытия и рост поверхностного натяжения.

Морозостойкость бетона (Словарь «КТтрон»)

Морозостойкость – способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без разрушения и без значительного снижения прочности.

При отрицательной температуре происходит кристаллизация воды с увеличением объема более чем на 9%. Невозможность отвода воды в свободные объемы пор приводит к избыточному внутреннему давлению на стенки пор и, как следствие, к возникновению растягивающих напряжений. Иными словами, основным разрушающим фактором является расширяющаяся при застывании вода, проникающая в макропоры бетона, а основным фактором устойчивости к разрушению при замораживании является структура порового пространства.

Снижение прочности бетона наблюдается лишь при водонасыщении бетона выше определенной величины – критического водонасыщения.
Критическое водонасыщение – водонасыщение объема пор бетона, свыше которого обнаруживается относительное снижение его прочности в замороженном состоянии.

Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F.
Марка бетона по морозостойкости F означает максимальное число циклов замораживания и оттаивания, которое может выдержать данный вид бетона без снижения прочности на сжатие более 5% (по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте). Для дорожного бетона при определении марки по морозостойкости, кроме того, учитывается потеря массы более 2 %. ГОСТ 10060-2012 устанавливает 11 марок бетона по морозостойкости – от F50 до F1000.

Причины изменения морозостойкости.

На морозостойкость бетона влияет большое количество факторов, что затрудняет проведение точного расчета. Поэтому марка бетона по морозостойкости представляет ориентировочную количественную оценку.

В частности, морозостойкость бетона зависит от:

• прочности на растяжение (с повышением прочности бетона на растяжение морозостойкость увеличивается);
• характера пористости (морозостойкость повышается с уменьшением количества макропор и увеличением количества микропор в структуре бетона);
• водоцементного соотношения (с понижением В/Ц морозостойкость увеличивается);
• минерального и вещественного состава цементов;
• условий твердения бетона.

Одним из способов повысить морозостойкость бетона является изменение его пористости. Применение воздухововлекающих добавок создает 4-6% очень мелких резервных пор, не заполняемых водой при обычном насыщении, но заполняемых под давлением замерзающей воды.

Измерение морозостойкости.

Морозостойкость бетона определяют в соответствии с ГОСТ 10060-2012 следующими методами:

• базовый;
• ускоренный при многократном замораживании и оттаивании;
• ускоренные при однократном замораживании – дилатометрический и структурно-механический;
• ультразвуковой (по ГОСТ 26134).

Самым трудоемким методом определения морозостойкости бетона является базовый метод.

Испытаниям подвергаются бетонные образцы в форме куба с ребром 100-200 мм. У контрольных образцов бетона определяют прочность на сжатие. Образцы бетона для испытания сначала насыщают водой по установленному режиму в течение 4-х суток. Насыщенные водой образцы помещают в морозильную камеру, где их подвергают попеременному замораживанию при минус (18±2) °С в течение 2,5-5,5 часов и оттаиванию при (18±2) °С в течение 2,0-5,0 часов. Число циклов испытания основных образцов бетона в течение одних суток должно быть не менее одного. Марку бетона по морозостойкости принимают за соответствующую требуемой, если после определенного числа циклов переменного замораживания и оттаивания значение прочности на сжатие основных образцов для данной марки уменьшилось не более чем на 5 % по сравнению с прочностью на сжатие контрольных образцов.

Таким образом, при выполнении двух циклов испытаний в сутки по базовому методу для подтверждения марки морозостойкости F300 требуется свыше 5 месяцев.

Морозостойкость бетона

Определение понятия Морозостойкость бетона приводится в ГОСТ 10060-2012. Данный нормативный документ указывает, что морозостойкостью бетона является способность материала переносить многочисленные циклы заморозки и оттаивания таким образом, что по внешним признакам нельзя определить наличие деформаций в структуре бетона. Кроме того, в процессе эксперимента не допускается отклонений от марочных показателей прочности, изменения удельного веса и прочих свойств бетона. Стоит также упомянуть, что все испытания проводят на образцах в водонасыщенном состоянии. Именно такой бетон быстрее всего разрушается под воздействием попеременного замораживания и оттаивания.

Тестирование образцов бетона проводятся в лабораторных условиях. В процессе исследований устанавливают максимальное количество циклов заморозки-оттаивания, при которых бетон не меняет своих свойств. Это число является маркой бетона по морозостойкости , обозначается буквой F и имеет пределы от F25 до F1000. В качестве признаков разрушения, которые показывают превышение максимума в марке морозостойкости, в ГОСТ 10060-2012 называют появление трещин, отшелушивание материала на рёбрах лабораторных образцов, а также образование сколов.

Морозостойкость бетона может быть повышена посредством добавления в раствор специальных химических добавок. Главный принцип повышения сопротивляемости материала разрушающему воздействию перепада температур — это уменьшение объёма капиллярных пор. Кроме них существуют также поры цементного геля и условно замкнутые поры, но именно на капиллярные легче всего оказать существенное влияние. Сделать это можно достижением максимального показателя гидратации цемента с использованием минимального количества воды.

Ознакомиться с ценами на морозостойкий бетон вы можете в соответствующем разделе.

Морозостойкость бетона

Методы определения морозостойкости

Concretes. Methods for determination of frost-resistance

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Основные положения” и ГОСТ 1.2-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ОАО “Научно-исследовательский центр “Строительство” (ОАО “НИЦ “Строительство”), Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (протокол от 18 декабря 2012 г. N 41, приложение Е)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1982-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 10060-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих стандартов:

EN 12390-9:2006* “Испытание затвердевшего бетона. Часть 9. Морозо- и морозосолестойкость. Выветривание”, NEQ (“Testing hardened concrete – Part 9: Freeze – Thaw resistance – Scaling”);
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. – Примечание изготовителя базы данных.

ASTM С 666-2008 “Метод определения стойкости бетона к быстрому замораживанию и оттаиванию”, NEQ (“Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing”);

ASTM С 671-94 “Метод определения критического расширения бетонных образцов, подвергающихся замораживанию”, NEQ (“Test Method for Critical Dilatation of Concrete Specimens Subjected to Freezing”);

ASTM С 672-98 “Метод определения стойкости поверхности бетона к разрушению при хранении в противогололедных реагентах”, NEQ (“Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals”)

7 ИЗДАНИЕ (июнь 2018 г.) с Поправкой (ИУС N 6-2017)

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые, легкие и плотные силикатные бетоны, в том числе на бетоны дорожных и аэродромных покрытий, бетоны конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды (далее – бетоны), и устанавливает базовые и ускоренные методы определения морозостойкости.

Методы определения морозостойкости, приведенные в настоящем стандарте, применяют при подборе составов бетонов, применении новых материалов и технологий изготовления бетона, а также при контроле качества бетона изделий и конструкций.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 10197-70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

ГОСТ 11098-75 Скоба с отсчетным устройством. Технические условия

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
________________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008.

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 вода минерализованная: Вода, содержащая растворенные соли в количестве 5 г/л и более.

Морская вода является одним из видов минерализованной воды.

3.2 морозостойкость бетона: Способность бетона в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик, приведенных в приложении А.

3.3 марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона, соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов, определенному при испытании базовыми методами, при которых характеристики бетона, установленные настоящим стандартом, сохраняются в нормируемых пределах и отсутствуют внешние признаки разрушения (трещины, сколы, шелушение ребер образцов).

3.4 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона, испытанного в водонасыщенном состоянии, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, а также бетонов, эксплуатируемых при воздействии минерализованной воды.

3.5 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона дорожных и аэродромных покрытий и бетона, эксплуатируемого при воздействии минерализованной воды, и определенная при испытании образцов, насыщенных 5%-ным водным раствором хлорида натрия.

3.6 цикл испытания: Совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов.

3.7 основные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик после проведения заданного числа циклов замораживания и оттаивания.

3.8 контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик перед началом испытания основных образцов.

3.9 определение морозостойкости: Оценка максимального числа циклов замораживания и оттаивания бетона, при котором характеристики бетона остаются в нормированных пределах, а также отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер образцов.

3.10 критическое снижение характеристик образцов: Снижение характеристик образцов при определении морозостойкости до значений, при которых в соответствии с настоящим стандартом прекращают испытания образцов.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения морозостойкости:

– базовые методы при многократном замораживании и оттаивании:

первый – для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды,

второй – для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и для бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды;

– ускоренные методы при многократном замораживании и оттаивании:

второй – для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды, легких бетонов марок по средней плотности менее D1500,

третий – для всех видов бетонов, кроме легких бетонов марок по средней плотности менее D1500.

Допускается применение других методов определения марок бетонов по морозостойкости при условии обязательного определения коэффициента перехода в соответствии с приложением Б или тарировки предлагаемого метода по отношению к базовым методам.

Образцы, отобранные из конструкций, испытывают по приложению А.

4.3 Условия испытаний для определения морозостойкости бетонов в зависимости от используемого метода и вида бетонов принимают по таблице 1.

Таблица 1 – Условия испытаний при определении морозостойкости

Марка по морозостойкости бетона

Морозостойкость – это важная характеристика бетона, которая показывает, сколько циклов замораживания и оттаивания он может выдержать, потеряв не более 5% своей прочности. Марка морозостойкости обозначается буквой “F” и цифрой, которая показывает количество циклов: F50, F100, F200, F300, F400, F500, F1000.

Бетон – пористый материал, если в его поры попадает влага из окружающего грунта или воздуха, при отрицательных температурах она замерзает и увеличивается в объёме. Это приводит к разрушению бетона. Когда температура повышается выше 0 градусов, лёд оттаивает и цикл повторяется снова. При каждом последующем цикле разрушения в структуре бетона становятся всё более значительными, и с каждым новым циклом всё больше и больше влаги проникает к его поры, ускоряя разрушение. В конце концов влага начинает доходить до арматурного каркаса железобетонной конструкции и приводит к коррозии.

Чтобы избежать этих негативных последствий нужно либо повысить морозостойкость бетона, либо обеспечить его гидроизоляцию.

Повышение морозостойкости

Добиться повышения морозостойкости можно разными способами, вот главные из них:

• повышение прочности: чем выше марка бетона, тем выше морозостойкость;
• понижение водоцеметного соотношения;
• изменение характера пористости;
• изменение состава цемента.

Соответствие морозостойкости и марки бетона по прочности отражено в таблице:

ГЛАВА 7. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА

Существует два различных способа повышения морозостойкости бетона: 1) повышение плотности бетона, уменьшение объема макропор и их проницаемости для воды, например за счет снижения В/Ц, применения добавок, гидрофобизирующих стенки пор, или кольматации пор пропиткой специальными составами; 2) создание в бетоне с помощью специальных воздухововлекающих добавок резервного объема воздушных пор (более 20% от объема замерзающей воды), не заполняемых при обычном водонасыщении бетона, но доступных для проникания воды под давлением, возникающим при ее замерзании. Обычно для получения достаточно морозостойкого бетона В/Ц должно быть менее 0,5.

Весьма эффективным и сравнительно простым повышением морозостойкости является применение воздухововлекающих добавок.

Для получения морозостойкого бетона необходимо, чтобы расстояние между пузырьками воздуха, т. е. толщина прослоек между соседними воздушными порами, не превышало 0,025 см. Поэтому для надлежащего эффекта необходимо обеспечить не только определенный объем воздухововлечения, но и получение воздушных пор возможно меньшего размера, так как это позволяет уменьшить их общий объем и способствует повышению морозостойкости бетона при наименьшем снижении его прочности вследствие воздухововлечения. Обычно в бетоне с воздухововлекающими добавками удельная поверхность пор, характеризующая их размеры, составляет 1000. 2000 см2/см3 размер пор —0,005. 0,1 см, а расстояние между ними не превышает 0,025 см.

Оптимальный объем вовлеченного воздуха составляет 4 6% и определяется расходом цемента, воды и крупного заполнителя. Объем увеличивается при понижении крупности заполнителя и повышении расхода цемента и воды.