Jednou z důležitých vlastností betonu používaného pro stavbu v oblastech s chladnými zimami a teplotními změnami je mrazuvzdornost. Určuje schopnost materiálu odolávat opakovanému zmrazování a rozmrazování.
Ukazatelem mrazuvzdornosti betonu je stupeň rovný počtu cyklů zmrazování a rozmrazování, dokud se neobjeví viditelné známky destrukce, snížení pevnosti o více než 5 % a změna fyzikálních vlastností.
Značka je označena písmenem F a číslo rovné maximálnímu počtu cyklů do stavu uvedeného v normě.
Tato hodnota je důležitá pro směsi používané při stavbě základů, vnějších stěn, hydraulických zařízení, mostních podpěr a dalších kritických stavebních konstrukcí.
Klasifikace mrazuvzdornosti betonu
Typy betonových směsí pro mrazuvzdornost jsou regulovány GOST 25192-2012. Kromě indexu F lze mrazuvzdornost určit následujícími charakteristikami:
- F1 – stupeň zjištěný během studia materiálu ve stavu nasyceném vodou;
- F2 – značka betonových směsí vyráběných pro stavbu silničních a letištních vozovek nebo provoz ve styku s mineralizovanými vodami, vzorky pro výzkum jsou syceny 5% roztokem NaCl.
Požadavky na mrazuvzdornost betonu závisí na plánované oblasti jeho použití:
- NaF50. Jedná se o nízkou úroveň odolnosti vůči střídání teplot. Tato směs se používá pro vnitřní práce a v přípravných stavebních činnostech.
- F50-F150. Tento materiál s průměrnou úrovní mrazuvzdornosti je široce používán při běžné výstavbě zařízení umístěných v oblastech s mírným a stabilním klimatem.
- F150-F300. Takové betony jsou žádané pro výstavbu v oblastech s chladným klimatem.
- NahořeF300. Směsi s vysokou odolností vůči teplotním změnám se používají pro výstavbu účelových zařízení, ale i konstrukcí provozovaných v náročných klimatických podmínkách.
Pevnost a mrazuvzdornost všech druhů betonu přímo souvisí: čím vyšší pevnost, tím větší mrazuvzdornost materiálu.
Tabulka závislosti pevnostní třídy a mrazuvzdornosti betonu
Jaké faktory určují mrazuvzdornost betonu?
Hlavním parametrem ovlivňujícím schopnost materiálu odolávat zmrazování a rozmrazování je počet pórů. Čím je vyšší, tím více vody proniká do betonového prvku.
Při záporných teplotách voda mění svůj stav agregace a mění se v led s nárůstem objemu asi o 10%. Proto se s každým cyklem betonová konstrukce postupně deformuje a ztrácí své pevnostní charakteristiky.
Voda pronikající hluboko do konstrukce ničí nejen samotný beton, ale způsobuje korozi ocelové výztuže.
Metody stanovení mrazuvzdornosti betonu
Metody stanovení mrazuvzdornosti upravuje GOST 10060-2012. Tato technika je relevantní při vývoji nových receptur a pokročilých technologií, kontrole kvality při nákupu a prodeji. Pro testování je vyroben vzorek ve tvaru krychle se stranami 100-200 mm. Cykly zmrazování a rozmrazování se provádějí v rozsahu -18…+18°C. V souladu s GOST existuje několik možností pro výpočet tohoto ukazatele:
- základní násobek;
- zrychlený násobek;
- zrychlené jednorázově
Pokud se výsledky zrychlených testů liší od výsledků základních testů, pak jsou za referenční považovány ukazatele základních studií.
Hlavní fáze základního testování vzorků nasycených vodou, prováděné v souladu s GOST:
- Betonové kostky se nasytí vodou a otřou vlhkým hadříkem. Testováno na kompresi.
- Výzkumný materiál se umístí do mrazáku, aby se zmrazil. Udržujte zadaný režim.
- Rozmrazování se provádí ve speciálních lázních.
- Po rozmrazení se exfoliovaný materiál ze vzorků odstraní štětcem.
- Kostky se otřou hadrem, určí se hmotnost a otestuje se na stlačení.
- Výsledky testů procesu.
Sníženou mrazuvzdornost materiálu lze určit pomocí improvizovaných metod. Výsledky takových studií samozřejmě nelze použít při přípravě projektové dokumentace.
- Vizuální kontrola. Nízká odolnost vůči střídání teplot je indikována přítomností trhlin, hnědých skvrn, delaminace a odlupování.
- Stanovení nasákavosti. Pokud je toto číslo 5-6%, sníží se odolnost vůči nízkým teplotám.
- Sušení vzorku nasyceného vlhkostí na slunci. Jeho praskání svědčí o snížené mrazuvzdornosti.
Způsoby, jak zvýšit mrazuvzdornost
Existuje několik způsobů, jak zvýšit mrazuvzdornost betonu:
- Izolujte betonový prvek od nepříznivých vnějších vlivů pomocí nátěrových a nátěrových hmot, impregnací.
- Použijte cement vyšších jakostí. Čím pevnější je pojivo, tím vyšší je mrazuvzdornost hotového betonového prvku.
- Hustou strukturu materiálu získáte jeho důkladným zhutněním různými způsoby a vytvořením příznivých podmínek pro tuhnutí betonové směsi
- Mrazuvzdorný beton lze vyrobit zavedením speciálních přísad do jeho složení.
Podívejme se blíže na typy a principy působení přísad:
- Povrchově aktivní látky. Zajistěte vytvoření husté struktury.
- Přísady, které podporují vzhled kulovitých pórů. Voda, která pronikla do betonové konstrukce, je při zmrznutí vytlačována do těchto dutin, takže při změně skupenství vody nedochází k poškození struktury materiálu.
- Superplastifikátory. Zvyšují hustotu, zvyšují voděodolnost, potažmo mrazuvzdornost.
- Přísady, zlepšení voděodolnosti betonového prvku a jeho vnitřní struktury. Patří mezi ně „Dehydrol“, „Penetron Admix“, „Crystal“.
Příměsi do betonu s hlinitanovým cementem se obvykle nepoužívají, protože mohou spíše snižovat než zlepšovat vlastnosti materiálu.
Oblíbené značky
Autor: Andrey Vasiliev
- Stavitel s 20letou praxí
- Expert na rostlinu “Mladý Udarnik”
V roce 1998 absolvoval St. Petersburg State Polytechnic University, studoval na katedře stavebního inženýrství a aplikované ekologie.
Podílí se na vývoji a realizaci opatření k zamezení uvolňování nekvalitních výrobků.
Vypracovává návrhy na zlepšení výroby betonu a malt.
V chladném období, stejně jako v drsných klimatických podmínkách, jsou stavební materiály s porézní strukturou, včetně betonu, vystaveny zvýšenému namáhání. Vlhkost, která vyplňuje dutiny v tloušťce materiálu, když je zmrazená, zvětšuje objem přibližně o 10% a vytváří tlak, který přispívá ke vzniku mikrotrhlin a rychlé destrukci umělého kamene.
Proto je mrazuvzdornost betonu spolu s pevností jednou z jeho nejdůležitějších technických vlastností. Tento termín se týká schopnosti betonové konstrukce odolat určitému počtu cyklů zmrazování a rozmrazování, aniž by byla ohrožena její celistvost nebo ztráta pevnosti.
Klasifikace mrazuvzdornosti betonu
V označení je mrazuvzdornost betonu podle GOST označena písmenem F s čísly v rozmezí 25-1000. Digitální indikátor udává maximální počet cyklů „zmrazování/rozmrazování“, které stavební materiál vydrží, než se objeví zjevné známky destrukce, snížení pevnosti o více než 5 procent nebo změny fyzikálních vlastností.
Například stupeň mrazuvzdornosti betonu F200 znamená, že betonová směs po vytvrdnutí vydrží nejméně 200 cyklů zmrazování a rozmrazování.
Klasifikace na základě mrazuvzdornosti betonu je upravena GOST 25192-2012. Podle této normy je beton podle tohoto parametru rozdělen do tří skupin:
- nízká mrazuvzdornost (F50 nebo méně);
- střední (více než F50 až F300);
- vysoká (více než F300).
Mezi vlastnostmi stavebního materiálu z hlediska pevnosti a odolnosti vůči nízkým teplotám existuje vztah: čím vyšší je jeden ukazatel, tím vyšší je druhý. Tabulka ukazuje vztah mezi třídami a třídami pevnosti betonu a mrazuvzdornosti.
Měření mrazuvzdornosti
Stanovení mrazuvzdornosti betonu se provádí laboratorními zkouškami. Pro testování se odlije betonová krychle o stranách 100-200 mm. Následuje série cyklů zmrazování a rozmrazování, přičemž teplotní rozsah je udržován od -18 do +18°C. Regulační ustanovení v oblasti měření mrazuvzdornosti betonu jsou obsažena v GOST 10060-2012. Gosstandart poskytuje základní a zrychlené možnosti pro výpočet této technické charakteristiky.
Základní testování mrazuvzdornosti betonu nasyceného vodou se provádí podle následujícího algoritmu:
- Betonové kostky nasycené kapalinou se otřou vlhkým hadříkem a podrobí se stlačení.
- Testovaný materiál se zmrazí v mrazáku ve stanoveném režimu.
- Kostky se rozmrazují ve speciální lázni.
- Rozmrazené vzorky se očistí kartáčkem, aby se odstranily volné částice, a setře se hadrem.
- Kostka je zvážena a testována na stlačení.
Poté se zpracují výsledky výzkumu. Pokud se výsledky zrychleného výzkumu liší od základních, berou se jako referenční ty základní.
Laboratorní metody stanovení mrazuvzdornosti betonu se využívají při vývoji nových receptur a pokročilých technologií a kontrole kvality při dodávkách výrobků. Při soukromé výstavbě a vlastní výrobě betonových směsí se schopnost odolávat chladnému počasí často určuje vizuálně. Snížená odolnost vůči teplotním změnám je indikována delaminací a odlupováním materiálu, přítomností trhlin a hnědých skvrn. Další šikovnou metodou je nasycení vzorku vytvrzené směsi vlhkostí a vysušení na slunci. Pokud je kostka prasklá, indikátor se zmenší.
Způsoby, jak zvýšit mrazuvzdornost
Odolnost vůči nízkým teplotám můžete zlepšit několika způsoby:
- Zabránit působení nepříznivých povětrnostních vlivů na betonovou konstrukci pomocí nátěrových hmot, barev a impregnací.
- Při výrobě betonových směsí používejte cement vyšších jakostí.
- Zvyšte hustotu betonu pomocí různých technik zhutňování a zlepšujte podmínky vysychání betonové směsi.
- Zaveďte do složení betonu speciální přísady s různým spektrem účinku: zvýšení hustoty struktury; tvorba kulovitých pórů, do kterých se při zmrazování vytlačuje voda; superplastifikátory, které zvyšují hustotu a voděodolnost betonu.
