ГОСТ 10060 2012

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

Морозостойкость бетона
Морозостойкость бетона

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Поэтому при испытании бетона на морозостойкость по базовым методам нормативная потеря прочности, указывающая на окончание испытаний, составляет всего 5% от начальной прочности бетона (в то же время, при испытании кирпича керамического и силикатного нормативная потеря прочности составляет 15 и 25% соответственно).

ГОСТ 10060-2012

Однако, если произвести оценку потери прочности бетоном от гипотетического значения прочности, рассчитанного для испытуемого бетона при условии его нахождения в воде, соответствующего суммарному времени оттаивания, то потеря прочности составит также около 15%.

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

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

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

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

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

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

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

Похожие статьи:
Камни стеновые из горных пород

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

ГОСТ 10060.0-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования

В осенне-зимний период большая нагрузка ложится на стройматериалы, имеющие пористую структуру. Бетон не является исключением. Отрицательные температуры приводят к разрушению монолита и его коррозии. Вода, проникая в поры, расширяется. Лёд давит на смесь изнутри и разрушает стройматериал.

Морозостойкость бетона — это важная характеристика бетона, которая указывает на возможность смеси без потери прочности противостоять многократным систематическим замораживаниям и оттаиваниям.

В строительстве недопустимо пренебрегать показателем устойчивости материала к морозам. Из-за недостаточного уровня морозостойкости износ объекта может усилиться, а его несущие возможности минимизироваться.

Определение морозостойкости

Определение морозоустойчивости продукта означает оценку наибольшего количества этапов заморозки-оттаивания, при которых характеристики морозостойкости бетона находятся в норме. При этом разрушения в виде сколов, трещин, шелушения рёбер отсутствуют.

Существует несколько методов, с помощью которых определяется морозостойкость материала. Бетон испытывается на устойчивость к низким температурам с помощью неоднократных этапов заморозки и оттаивания в естественной среде или лаборатории. Испытания, в результате которых происходит определение морозостойкости бетона, производятся в воде или соляном растворе. В подобных условиях образец теряет не более пяти процентов массы, а его прочность составляет 75%.

Испытания бетона на морозостойкость проводят по нескольким направлениям: по температуре замораживания, величине контрольного образца, степени насыщенности водой, длительности циклов. Лабораторные условия отличаются от естественных способами высушивания материала. В искусственно созданной среде образец пропитывается водой, а реальные объекты подвергаются сушке на солнце на протяжении всего теплого периода года.

Цель лабораторных испытаний бетонной смеси — демонстрация «поведения» продукта в природных условиях. Результаты опытов должны подтверждать ожидаемую реакцию на влияние внешних факторов. Но в ряде случаев достоверность результатов теряется. В частности, в лаборатории бетон может терять прочность, а в естественной среде такого процесса не происходит. Испытания на морозостойкость бетона (ГОСТ 10060.1-95, ГОСТ 10060.2-95, ГОСТ 10060.3-95, ГОСТ 10060.4-95) детально расписаны в соответствующих документах.

Во многих российских регионах температура в зимой опускается до минусовых отметок. В результате промерзает грунт, строительные конструкции, малые архитектурные формы и инженерные коммуникации, проложенные слишком близко к уровню земли.

Морозостойкость бетона

Избежать пагубных последствий помогает использование материалов, способных противостоять действию низких температур. Испытание бетона на морозостойкость дает возможность определиться с маркой искусственного камня по данному параметру. Допустимые методы указываются в ГОСТ 10060-2012.

Общие понятия

На морозостойкость бетонного монолита большое влияние оказывает степень и скорость насыщения пор водой. Неравномерная пропитка влагой при быстром охлаждении может вызвать появление очагов концентрации влаги в искусственном камне, что, в свою очередь, скажется на понижении морозоустойчивости и возникновении критических состояний. Хорошую сопротивляемость воздействию отрицательных температур обеспечивает малая пористость бетона и присутствие в растворе специальных присадок. Пренебрежение профилактическими мерами ведет к сокращению эксплуатационных сроков и ухудшению надежности конструктивных элементов строений.

Морозостойкость бетона – это, прежде всего, способность камня сохранять внешнюю форму без видимых признаков разрушения и внутреннюю структуру при многократных циклах замораживания/оттаивания материала, находящегося в водонасыщенном состоянии. Марка бетона по морозостойкости обозначается литерой «F» и цифрой, указывающей, сколько раз образец смог выдержать повторяющуюся процедуру в процессе испытаний, пока на нем не появились:

  • трещины;
  • шелушения ребер;
  • сколы.

Полученные цифры всегда округляют в меньшую сторону до ближайшего граничного показателя. Нормативами предусматривается диапазон марок по морозостойкости от F25 до F1000, но используется их в гражданском строительстве гораздо меньше. Из таблицы видно, каким образом производится группировка.

Методы испытаний

Что такое морозостойкость бетона, четко прописывается в нормативной документации. Там же даются разъяснения по способам и условиям испытаний. Лабораторных методов определения морозостойкости бетона всего два:

  • базовый – предусматривает многократное повторение цикла замораживание/размораживания;
  • ускоренный – допускает сокращение повторяющегося процесса в несколько раз.

В зависимости от условий, в которых проводятся испытания, каждый из способов подразделяется на два вида, хотя в общей сложности считается, что их три. Базовый метод подразумевает замораживание бетонного образца на воздухе при температуре минус 18 градусов, в оттаивание – при +20-ти. Разница состоит в среде насыщения бетона:

  • в первом случае используется вода – способ подходит для всех видов бетонных конструкций. Исключением являются дорожные покрытия, укладываемые на автотрассах и взлетных полосах;
  • во втором случае применяется пятипроцентный раствор хлорида натрия – вариант предназначен для автодорог и аэродромных покрытий, а также для бетонов, подвергающихся воздействию минерализованной среды.

При ускоренном методе образцы пропитывают водным раствором хлорида натрия. Для легких бетонов данный способ не используется. Оттаивание бетона производится при температуре +20 градусов, а режим замораживания зависит от подвида ускоренного способа испытания:

  • при втором – температуру снижают до минус 18 градусов, что бывает вполне достаточным для исследуемых бетонов, не укладываемых на автотрассах и в аэропортах;
  • при третьем – образцы подвергают замораживанию при минус 50-ти. Такие испытания допускается проводить для большинства видов плотных бетонов.

Все температурные режимы имеют допуск два градуса в обе стороны.

Если при испытании базовыми и ускоренными методами получаются разные результаты, то за основу принимают базовые, считающиеся наиболее приближенными к действительным показателям. Важно, чтобы образцы имели форму куба со стандартным размером ребра (100 или 150мм), а бетон успел достичь проектного возраста. При проверке старых конструкций, в обязательном порядке указывается хотя бы примерный период, в течение которого эксплуатировался искусственный камень. И еще – испытательное оборудование, а также измерительные приборы и приспособления должны иметь соответствующую сертификацию.

Процесс испытаний проходит следующим образом. Вначале образцы насыщают простой водой или хлоридно-натриевым раствором. Для этого кубики на треть погружают в жидкую среду и оставляют их на сутки. Потом воду или раствор доливают до уровня 2/3 от высоты образцов и вновь выдерживают сутки. Далее исследуемые камни затворяют водой полностью, но с учетом того, чтобы над их верхним срезом образовывался слой воды толщиной более 2см. После выдержки в течение 48 часов, приступают к испытаниям материала.

Сам процесс детально описывается в нормативных документах и технологических картах. Но для всех методов требования ГОСТ остаются едиными:

  • в течение 24 часов проводится не менее одного цикла замораживания/размораживания;
  • температурный режим в период вынужденных «простоев» поддерживается в минусовом диапазоне – ниже десяти градусов. Для хранения образцов, находящихся в процессе исследования, используются морозильные камеры или холодильные ящики;
  • бетонные кубики, диагностируемые по первому или второму варианту, в момент ожидания дальнейших процедур накрывают влажными тряпичными салфетками, а проверяемые по третьему методу – остаются в водном хлоридно-натриевом растворе.

Базовые методы

При первом способе замораживание проводят на воздухе, а оттаивание – в водной среде. После извлечения из емкости, насыщенные влагой бетонные кубики вначале обтирают и взвешивают, а затем сжимают под определенной нагрузкой. Результаты фиксируют в специальном журнале. Туда же вносят данные, полученные при расчетах. Испытания на морозостойкость проводят сразу с несколькими образцами.

Подготовленные к замораживанию бетонные кубики помещают в морозильную камеру. Через время их вынимают и оттаивают в воде. Затем цикл повторяют вновь и вновь, но после определенного количества замораживаний/оттаиваний выясняют прочность исследуемых элементов на сжатие.

По таблицам ГОСТ определяют:

  • время, требуемое на замораживание и оттаивание;
  • рабочие температуры;
  • число циклов.

При появлении малейших трещин и сколов, испытания сразу же прекращают за ненадобностью.

Второй метод предусматривает замораживание пропитанных хлоридно-натриевым раствором образцов посредством воздействия на них холодного воздуха. Оттаивание бетона производится в растворе того же хлорида натрия, который полностью меняют после каждых ста рабочих циклов. Алгоритм испытаний ничем не отличается от ранее приведенного. Обработка результатов производятся по указанным в нормативе формулам.

Ускоренные методы

Второй способ испытаний описан выше, а вот третий – выглядит несколько иначе. Он выполняется по схеме, предусматривающей и насыщение, и цикл замораживания/оттаивания производить в хлоридно-натриевом водном растворе. В этом случае потребуется морозильная камера, поддерживающая температуру -50 градусов, и достаточный запас раствора хлорида натрия, так как он будет полностью меняться через каждые 20 циклов размораживания/оттаивания.

Существуют и другие характерные отличия третьего метода испытания бетона на морозостойкость от первых двух способов. Они оговариваются в нормативной и технологической документации.

06.12.2016 в 11:12

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *