Морозостойкость бетона

Морозостойкость — одна из ключевых характеристик бетона. Отражает способность строительного материала выдерживать периодическое замораживание и оттаивание: одну из главных причин разрушения бетонных конструкций.

Дело в том, что присутствующая в составе бетонной смеси вода при замерзании имеет свойство расширяться. В результате такого излишнего давления в структуре материала возникают напряжения, приводящие к ее постепенному разрушению и резкому сокращению срока службы бетонной конструкции.

Морозостойкость бетона выражается в количестве циклов заморозки и оттаивания, которое он выдерживает, и обозначается индексом F. Марка материала по этому показателю показывает число переходов нулевой температуры, после которой его эксплуатационные характеристики снижаются. Так, марка F75 имеет невысокую морозостойкость, поэтому не подходит для применения в сложных климатических условиях Севера. Изделия и конструкции из такого материала смогут сохранять прочность не более 20-30 лет: точная цифра зависит от особенностей местности. Между тем более морозостойкие марки F200 и F300 не теряют своих эксплуатационных качеств в продолжение более длительного периода.

Группы морозостойкости

Согласно ГОСТ 10060.0-95, бетон классифицируют по морозостойкости на 11 марок с показателем от F50 до F1000. В соответствии с условиями эксплуатации марки объединены в следующие группы по морозостойкости:

• Низкая, не выше F50. В эту группу входят редкие бетоны, не подходящие для применения в российском климате, температура в котором за год не раз перешагивает отметку в 0°C. Такие материалы по своим свойствам оптимальны для субтропического и более теплых климатических поясов.
• Умеренная, F50-F150. Самая распространенная категория. Бетоны умеренной морозостойкости не разрушаются от мороза на протяжении многих десятилетий при условии относительно стабильных перепадов температур. К ним относятся марки, обладающие средней прочностью.
• Повышенная, F150-F300. Марки этой группы подходят для использования в суровом климате при резких сезонных колебаниях температур. Они не теряют номинальных характеристик в течение 50 и более лет.
• Высокая, F300-F500. Сюда входят специальные бетоны, предназначенные для применения в особых случаях. Например, такие материалы используются, когда, помимо низких температур, присутствует переменный уровень воды, контактирующей с бетонным строением.
• Особо морозостойкая, выше F500. Бетоны этой категории стоят дороже остальных, поскольку за счет введения специальных добавок в состав приобретают повышенную прочность. Строения из них не разрушаются веками, даже если находятся в суровых сибирских или полярных условиях.

На морозостойкость бетона влияет пористость его структуры и степень поглощения воды, которые определяют показатель внутренних напряжений и скорость протекания процессов ослабления прочностных характеристик бетонной конструкции или изделия. Чтобы увеличить стойкость бетона к морозу, требуется снизить водопоглощение смеси, уменьшив количество и размер пор при затвердевании материала.

Для придания бетону морозостойкости используют различные методы.

• Применение плотного, не имеющего пор заполнителя.

Благодаря этому снижается содержание воды в структуре бетона и в затвердевшем растворе.

• Сокращение количества пор, наступающее после укладки бетонной смеси в форму или опалубку.

Сократить поры позволяет применение вибрационного оборудования, которое делает смесь плотнее и в то же время повышает ее морозостойкость.

• Добавление специальных веществ в бетон.

Особые морозостойкие добавки позволяют уменьшить трудоемкость и сложность работ, но такой шаг удорожает готовый раствор.