2015-03-08
4267
Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения, без определенного снижения прочности, а в ряде случаев – без определенной потери массы.
Морозостойкость материала количественно оценивается маркой по морозостойкости. За марку по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без видимых признаков разрушения и определенного снижения прочности и потери массы.
Существуют следующие методы определения морозостойкости бетона:
1. Базовый для всех видов бетона, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий.
2. Базовый для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и ускоренный для других видов тяжелого бетона.
3. Ускоренный для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и других видов тяжелого бетона.
4. Ускоренный при однократном замораживании – дилатометрический.
5. Ускоренный при однократном замораживании – структурно-механический.
Четвертый и пятый методы применяются для всех бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, при этом последний метод предназначен для оценки морозостойкости бетона при подборе и корректировке его состава и не применяется для контроля этого показателя качества бетона.
В данной работе рассматриваются первые три метода определения морозостойкости бетона как наиболее часто применяемые на практике.
Размеры и количество образцов, а также среда для их испытаний в каждом из этих методов приведены в таблице 11.
Контрольными называют образцы, которые испытывают на сжатие через 2-4 ч после первоначального насыщения водой или водным раствором соли.
Основными называют образцы, которые испытывают на сжатие через
2-4 ч после проведения заданного количества циклов попеременного замораживания в морозильной камере и оттаивания в ванне с водой или водным раствором соли. Первоначальное насыщение образцов бетона водой или водным раствором соли производится при температуре (18+2)°С путем погружения в ванну с водой или водным раствором соли на 1/3 их высоты с последующим выдерживанием в течение 24 ч, затем погружением на 2/3
высоты с выдерживанием 24 ч и, наконец, полным погружением (образцы должны быть окружены водой со всех сторон слоем не менее 20 мм) с выдерживанием в течение 48 ч.
Таблица 11
Размеры и количество образцов, среда для их испытаний
| Метод определе- ния морозо- стойкости | Размеры образцов-кубов, мм | Среда | Число образцов | |||
| насы-щения | заморажи-вания | оттаи-вания | контроль-ных | основ-ных | ||
| 100x100x100 или 150x150x150 100x100x100 или 150x150x150 100x100x100 или 70x70x70 | Вода 5%- ный раствор NaCl 5%- ный раствор NaCl | Воздух Воздух 5%- ный раствор NaCl | Вода 5%- ный раствор NaCl 5%- ный раствор NaCl |
Режимы замораживания и оттаивания образцов в первом и втором методах приведены в табл. 12.
Таблица12
Режимы замораживания и оттаивания образцов в первом и втором методах
| Размеры образцов | Режимы | |||
| замораживания | оттаивания | |||
| время, не менее, ч | температура 0С | время, ч | температура 0С | |
| 100x100x100 150x150x150 | 2,5 3,5 | -(18±2) | 2±0,5 3±0,5 | +(18±2) |
В третьем методе замораживание ведут так: понижают температуру до минус 50-55°С в течение (2,5±0,5) ч, затем выдерживают при этой температуре еще (2,5±0,5) ч, затем повышают температуру до минус 10°С в течение
(1,5±0,5) ч и после этого выгружают из морозильной камеры. Оттаивание ведут в течение в (2,5±0,5) ч при температуре +(18+2)0С.
При замораживании кубов с ребром 70 мм время понижения и выдерживания температуры, а также оттаивание образцов уменьшают на 1 час.
В первом и втором методах воду или водный раствор соли в ванне для оттаивания меняют на свежий через каждые 50 циклов, а в третьем методе ─ через каждые 5 циклов.
Количество циклов замораживания и оттаивания, после которых должно производиться испытание образцов на сжатие, а такжеопределяться потеря массы для бетонов дорожных и аэродромных покрытий, для заданной марки бетона по морозостойкости приведено в таблице 13.
Марку бетона по морозостойкости считают соответствующей требуемой, если снижение средней прочности основных образцов после установленного числа циклов замораживания и оттаивания по сравнению со средней прочностью контрольных образцов будет не более чем на 5 %, а для бетона дорожных и аэродромных покрытий кроме того не должно быть потери массы более чем на 3 %. В первом и втором методах устанавливается промежуточное число циклов, после которых должно производиться испытание основных образцов на сжатие.
Если среднее значение прочности образцов после промежуточных циклов будет меньше средней прочности контрольных образцов более чем на 5 % или для бетонов дорожных и аэродромных покрытий потеря массы будет больше чем на 3 %, то дальнейшее испытание следует прекратить и марку бетона по морозостойкости считать не соответствующей 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 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 конструктивный ─ 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. 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 время как при испытании кирпича нормативная потеря прочности составляет 15%.
Таблица 13
Марка бетона по морозостойкости
| Метод испытания | Число циклов замораживания-оттаивания для бетона марки | |||||||||||
| F50 | F75 | F100 | F150 | F200 | F300 | F400 | F500 | F600 | F800 | F1000 | ||
| Первый метод | 35 * | 50 | 75 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | |
| Второй метод | Для бетонов дорож-ных и аэродромных покрытий | 35 | 50 | 75 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 |
| Ускоренный для других бетонов | - | -. | -. | 20 | 30 | 45 | 75 | 110 | 150 | 200 | 300 | |
| Третий метод | Ускоренный для бетонов дорожных и аэродромных покрытий | - | - | |||||||||
| Ускоренный для других бетонов | - |
* - Над чертой указано число циклов, после которого производится промежуточное испытание, под чертой – число циклов, соответствующее марке бетона по морозостойкости.
Контрольные вопросы
1. Какими показателями характеризуют качество тяжелого бетона?
2. Что такое класс и марка бетона по прочности на сжатие?
3. Как изготавливают и испытывают образцы для определения прочности бетона на сжатие?
4. Как рассчитывают прочность отдельных образцов и среднюю прочность бетона на сжатие?
5. В чем заключается принцип определения прочности бетона неразрушающими методами? Какими они бывают?
6. Как строится градуировочная зависимость в неразрушающих методах испытаний бетона?
7. Какой метод неразрушающих механических испытаний реализуется с помощью молотка Кашкарова?
8. Каким методом и как определяют прочность бетона на сжатие с помощью склерометра ОМШ-1?
9. Что такое морозостойкость материала, чем она характеризуется и от чего зависит?
10. Какие существуют методы определения морозостойкости бетонов?
11. Как определяется морозостойкость всех видов тяжелого бетона, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий?
12. Как определяется морозостойкость бетонов дорожных и аэродромных покрытий?
