морозостойкость f400 что это
Морозостойкость бетона
Морозостойкость бетона — это свойство, при котором сохраняется его прочность, несмотря на резкие перепады температуры от замораживания до оттаивания за 1 год.
Само же понятие «морозостойкость бетона», подразумевает под собой количество циклов замерзания и оттаивания за 1 год. И распределяется по градации климатических условий от «низкого» до «экстремально высокого». В таблице можно увидеть полную классификацию и применение по климатическим условиям морозостойкости бетона. К нашему региону (Северо-Запад), оптимально подходит класс морозостойкости от F50 до F150. Такая морозостойкость бетона гарантирована прослужит долгие годы или даже столетия.
Обозначение морозостойкости
Величину морозостойкости для удобства обозначают английской буквой F, а рядом ставят цифру (F100, F200, F300 и пр.).
Данное значение показывает количество замораживания и оттаивания, которое выдержит образец бетона, не теряя своего качества, по сравнению с не подвергавшимся испытаниям образцом бетона той же марки.
Другими словами, это количество циклов перехода температуры от минус двадцати градусов (-20с) до плюс двадцати (+20с) и обратно. Важно понимать, что один цикл не равен одной зиме, поскольку за сезон в нашей полосе с нестабильным климатом может быть несколько скачков падения к минусовой температуре воздуха и роста к плюсовой.
F зависит от:
Как определить морозостойкость бетона
Морозостойкость бетона той или иной марки бетона определяют в лабораториях. Берут бетонный куб и помещают его в воду примерно на девяносто шесть часов, чтобы он максимально впитал в себя влагу. Затем изделие вынимают из воды и помещают в морозильную камеру, предварительно обтерев излишки жидкости с наружной поверхности куба. В камере поддерживается температура в минус двадцать градусов, затем при полном замораживании куба, его вытаскивают и помещают в водяную баню, температура которой плюс двадцать градусов. Так проходит один цикл. Задача лабораторных исследований полностью протестировать значения морозостойкости, а значит, испытание бетонного куба проводится столько раз, сколько указанно в значении рядом с F. Образец соответствует нормам, если выдерживает нужное количество замораживаний и оттаиваний и не теряет при этом больше пяти процентов прочности.
Заблуждения о морозостойкости
Морозостойкость бетона не имеет никакого отношения к времени его застывания на морозе. Очень часто путают с противоморозными добавками, которые обеспечивают работу с бетоном при минусовой температуре воздуха. Чтобы смесь хорошо схватывалась, к ней примешивают разные добавки такие как ПМД (противоморозная добавка), которые позволяют воде в составе бетона какое-то время не замерзать при нулевой температуре. Наиболее распространенная противоморозная добавка «Цемактив-3», применяется при температуре до минус пятнадцати градусов, вводится в бетонную смесь для устойчивости к замерзанию до начала тепловых работ или, чтобы выдержать морозы на не отапливаемом объекте. Химические добавки этой серии широко применяются в бетонах В30 и В35 в строительстве, как жилищных комплексов, так и промышленных конструкций Санкт-Петербурга.
Марка бетона по морозостойкости
Марка бетона по морозостойкости определяется количество циклов, которые может выдержать конструкция, сохранив прочность не менее 75 процентов от начальной. Обозначается морозостойкость латинской буквой F и для определения данного параметра используется несколько способов. Все они подразумевают проведение большого количества последовательных испытаний по замораживанию и оттаиванию эталонных кубиков.
Марка бетона по морозостойкости не определяет способность материала отвердевать при воздействии низких температур. Они характеризуют его устойчивость к воздействию фактора перепада вокруг нуля градусов. Чтобы уменьшить отвердение в холодный период года, используются противоморозные добавки. Подобные присадки легко можно приобрести в любом специализированном магазине, занимающемся продажей строительных материалов.
Морозостойкость определяется за счёт разности линейных коэффициентов теплового расширения конструкции. Например, крупный наполнитель способствует увеличению данного параметра. Следует сказать, что на подобную характеристику сильно влияет несколько факторов и не все из них зависят от состава смеси. Например, качество укладки оказывает немалое значение. Когда технология не соблюдалась, устойчивость к перепадам температуры резко снижается.
Марка бетона по морозостойкости представлены рядом стандартных значений: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Как уже говорилось ранее. Число характеризует количество циклов оттаивания и замораживания, которые способен выдержать материал. Условно считается, что один цикл равняется одному году. Реально, за этот период температура может несколько раз переходить вокруг точки замерзания воды. Это компенсируется тем, что условия испытания подразумевают сильное увлажнение и резкое замораживание почти без периода просушки.
Марка F50 подразумевает, что изделие выдержит около полусотни циклов, после чего его характеристики будут снижены за пределы допустимых отклонений. Как правило, бетон с такими параметрами редко используется на открытом воздухе. Чтобы обеспечить необходимые качества, рекомендуется для подобных ситуаций использовать марки F150 и выше.
Материал F400 и F500 применяется достаточно редко. Он обладает высокими эксплуатационными параметрами, помимо морозостойкости. Это подразумевает использование в особо ответственных сферах строительства: возведении крупных объектов или гидротехнических сооружений.
Морозостойкость щебня
Щебень – распространенный строительный материал. Сфера использования: наполнитель в бетонных смесях и железобетонных изделиях, укладка основания при устройстве фундаментов, полов, асфальтобетонных дорожных покрытий. Крупные фракции используют для балластной призмы при возведении железнодорожного полотна.
Морозостойкость щебня играет важную роль в характеристике материала, поскольку он регулярно подвергается воздействию окружающей среды: влаги и низких температур. Это свойство влияет на износостойкость и прочность щебня, а значит и на долговечность конструкции или насыпи.
Что такое морозостойкость щебня
Под морозостойкостью понимают способность породы, находящейся в увлажненном состоянии, выдерживать многочисленное замораживание с последующим оттаиванием, не теряя при этом массу более установленной стандартом.
Что же влияет на морозостойкость щебня? Параметры стойкости к низким температурам неразрывно связаны с водопоглощением. В результате многократного и поочередного воздействия тепла и низкой температуры происходит постепенное уменьшение прочности материала, разрушение. Вода, заполняющая поры породы при замерзании, увеличивается в объеме. Образующиеся кристаллики льда, расширяясь и заполняя свободное от воды пространство пор, оказывают на их стенки значительное давление. Поэтому достаточная морозостойкость обеспечивается при условии, что водопоглощение материала не превышает 80% объема пор.
Как определить морозостойкость щебня
Чтобы определить параметры морозостойкости щебня, ГОСТ 8267-93 предусматривает два метода испытания:
Первый метод включает следующие последовательные действия:
Процедуру испытания щебня на морозостойкость проводят отдельно по фракциям. Для образцов каждой фракции нормативы предусматривают минимальную массу. Например, проба зерен размером 10 – 20 мм должна составлять 1,5 кг, для щебня 20 — 40 мм – 2,5 кг.
Выполнив 15 и 25 циклов, аналитическую пробу тщательно высушивают и просеивают, используя специальное лабораторное сито (контрольное). Такую процедуру повторяют после каждых проведенных 25 циклов. Сравнив исходную массу образца с полученной после испытания, определяют ее фактическую потерю. Показатель сопоставляют с допускаемым. Если он не превышает максимальное значение, указанное в ГОСТе, то процедуру испытания продолжают. Когда результат больше, тестирование прекращают, присваивая щебню марку. Она будет соответствовать показателю предыдущего цикла.
Определение морозостойкости щебня ускоренным методом проводят, применяя раствор сернокислого натрия, которым заливают пробу. По истечении 20-ти часов жидкость сливают, наполнитель промывают и высушивают в сушильной камере в течение 4-х часов. (t = +110 градусов). Затем вновь повторяют цикл.
По показателю морозостойкости щебень подразделяется на 8 марок, которые обозначаются буквой F с цифровым параметром циклов. Марки F15 и F25 числятся неустойчивыми, F50 – F150 относятся к категории устойчивых, марки морозостойкости щебня F200, F300 и F400 характеризуются как высокоустойчивые.
Виды щебня и значения морозостойкости
Материал, получаемый из гранита, относится к наиболее прочным марками щебня по морозостойкости (F300, F400). Что касается гравийного щебеня, то он уступает гранитному по всем показателям, включая морозостойкость, которая соответствует F150, F200, реже достигает F300.
Показатель морозостойкости шлакового щебня варьируется и зависит от химического состава и структуры. Пористый вариант шлака имеет низкую марку F15, а продукт получаемый из отходов медеплавильного производства характеризуется показателем F300.
Параметр морозостойкости известнякового щебня невысок – F100.
Морозостойкость щебня для дорожных работ
Самые неблагоприятные условия для каменного материала – это дорожная одежда, насыпи. Щебень используют как самостоятельный слой и как компонент в асфальто- и цементобетонных смесях.
В осенний дождливый период наблюдается переизбыток влаги, которая проникает в тело покрытия, напитывает его влагой. Зимне-весенний сезон характеризуется морозами и оттепелями, попеременным замерзанием и оттаиванием щебня. Поэтому в дорожном строительстве применяют высокоустойчивый материал марки не ниже F300.
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:
Требования к морозостойкости бетона зависят от запланированной области его применения:
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
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:
Пониженную морозостойкость материала можно определить и подручными методами. Конечно, результаты таких исследований не могут использоваться при составлении проектной документации.
Способы повышения морозостойкости
Повысить морозоустойчивость бетона можно несколькими способами:
Подробнее рассмотрим виды и принцип действия добавок:
Присадки для бетона с глиноземистым цементом обычно не применяются, поскольку они могут не улучшить, а снизить характеристики материала.
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.
Морозостойкий бетон: каким он бывает, как его делают и проверяют
В холодное время года стройматериалы с пористой структурой, в том числе бетон, подвергаются повышенным нагрузкам. Под воздействием отрицательных температур бетонный монолит пропитывается водой, которая проникает в поры и, становясь льдом, расширяется при замерзании. Длительное пребывание бетонных изделий на морозе, повторное оттаивание и замерзание существенно снижают эксплуатационные характеристики материала. Поэтому одним из ключевых технических характеристик бетона является класс его морозостойкости.
Морозостойкость — показатель, характеризующий способность бетона противостоять многократному замораживанию и размораживанию без потери прочности.
Эксперт о морозостойкости бетона
Классы морозостойкости бетона и сферы его применения
Класс (в просторечии марка) бетона по морозостойкости имеет буквенно-числовое обозначение. ГОСТ выделяет следующие классы морозоустойчивости по областям эксплуатации.
Как определяется морозостойкость бетона?
Ключевой критерий при определении морозоустойчивости бетона — установление максимального количества циклов заморозки-разморозки, при которых сохраняются первоначальные характеристики материала, а растрескивания и шелушения не определяются.
Лабораторные испытания материала имеют своей целью подробно продемонстрировать его поведение в естественных условиях эксплуатации. Результаты испытаний подтверждают либо не подтверждают реакцию материала на влияние внешних факторов. Условия испытаний на морозостойкость бетона подробно расписаны в ГОСТ 10060-95.
Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F.
Лабораторные и альтернативные способы определения морозостойкости бетона
Для лабораторного исследования берутся основные (подверженные многократному замораживанию – размораживанию) и контрольные (новые, абсолютной прочности) образцы бетонного монолита.
Контрольные образцы бетона перед испытанием на прочность, а основные образцы перед замораживанием насыщают водой/раствором соли температурой (18±2) °С.
Для насыщения образцы погружают в жидкость на 1/3 их высоты на 24 ч, затем уровень жидкости повышают до 2/3 высоты образца и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч, после чего образцы полностью погружают в жидкость на 48 ч таким образом, чтобы уровень жидкости был выше верхней грани образцов не менее чем на 20 мм.
Образцы помещают в морозильную камеру. После этого образцы размораживаются, и оценивается их состояние.
Существуют способы определения морозостойкости бетона подручными средствами. Для оценки показателя исследуются:
Еще один экспресс-метод определения морозоустойчивости реализуется по следующей схеме. Образцы исследуемого монолита погружаются в серно-кислый натрий и выдерживаются в нем в течение 24 часов. По истечении этого времени они подвергаются четырехчасовой сушке при 100 ºС. Цикл вымачивания и высушивания пятикратно повторяется аналогичным образом. По завершении эксперимента материал исследуют на предмет наличия трещин, сколов и других поверхностных дефектов.
Как повысить морозостойкость бетона?
Известно несколько способом повышения морозостойкости бетона. В их основе лежит то, что устойчивость материала к воздействию низких температур определяется количеством и величиной пор, а также исходным качеством и составом цементной основы.
Как заливают бетон в мороз
Бетон применяется в холодное время года, если строительные работы запоздали или идут на территории с высокой насыщенностью грунта влагой. Чтобы заливка бетонной смеси была успешной, стройплощадку предварительно прогревают тепловой пушкой или термоэлектрическими матами. Последние выполняют сразу две функции — гидроизоляции и обогрева.
Чтобы обогреть площадку можно применить и стандартную термоизоляцию. Самый простой вариант — использовать двухстороннюю пленку, которая растягивается в 2-3 см от основания. На пленку накладывают изоляцию и устанавливаются теплогенератор. На отвердевание бетона зимой обычно уходит не менее 4 дней.
Добавление в раствор прогретых инертных материалов и противоморозных добавок при зимних работах обязательно. Оно позволяет уменьшить размер больших пор (изменить структуру за счет увеличения числа микропор) и максимально удалить воду из раствора.
Подробный рассказ о том, как заливается бетон в холодное время года
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.