Морозостойкость бетона – способность материала при насыщении влагой выдерживать определенное количество оттаиваний и замораживаний. Растрескивание материала в таком состоянии происходит потому, что на поры и микротрещины воздействует вода, которая замерзает. В процессе замерзания объем воды увеличивается почти на 10%. Твердый скелет бетона препятствует такому расширению влаги при замерзании. Это приводит к тому, что возникает существенное напряжение в материале. Постоянные замораживания и оттаивания приводят к снижению прочности бетона. Он начинает постепенно разрушаться.
Для того, чтобы определить морозостойкость материала, применяют замораживания и оттаивания. В процессе испытаний учитывается температура, при которой происходит замораживание, условия насыщения водой, а также размеры образца и длительность цикла. От этих факторов напрямую зависит морозостойкость бетона. Если температура замерзания понижается, в особенности при замерзании в солевых растворах или в воде, разрушение бетона идет быстрее.
Основной критерий морозостойкости материала – количество циклов, при которых образец теряет в массе 5% минимум и происходит снижение прочности на 25% максимум. От количества циклов замораживаний и размораживаний зависит марка бетона.
На морозостойкость бетона влияет его строение. Особенно важна пористость, так как именно от нее зависит, как будет распределен в материале лед. Следовательно, она определяет напряжение и его характер. Также от нее зависит интенсивность протекания данного процесса.
В микропорах материала содержится вода. Она не замерзает даже при отрицательных температурах. Именно поэтому микропоры не влияют на морозостойкость материала. На нее влияют макропоры в бетоне, их количество и характер.
Как повысить морозостойкость?
1. Создать более плотный материал путем уменьшения количества макропор. Для этого добавляются специальные гидрофобизирующие стенки составы, а также пропитки.
2. С помощью особых добавок образовать в материале поры, наполненные воздухом. Они не заполняются при насыщении бетона водой. Но становятся доступными тогда, когда вода расширяется при замерзании под воздействием низких температур.
Эффективный и простой способ повышения морозостойкости материала – использование специальных добавок воздухововлекающего типа. Для того, чтобы получить морозостойкий бетон важно, чтобы расстояние между соседними порами с воздухом составляло максимум 0,025 см. Для того, чтобы добиться нужного эффекта, необходимо обеспечить воздухововлечение в нужном объеме, а также получение более мелких воздушных пор.
Идеальный объем воздухововлечения составляет 4 – 6%. Все зависит от того, какое количество воды, цемента и заполнителя крупной фракции расходуется. Для повышения объема применяется более мелкий заполнитель. Расход воды и цемента в этом случае увеличивается.