Как улучшают морозостойкость бетонных изделий

Бетон, при видимой монолитности и высокой твердости, принадлежит к пористым минеральным материалам, умеренно поглощающим воду. Если воды в капиллярах слишком много, а температура на улице намного ниже нуля, то образовавшийся лед будет расширяться и разрушать бетонные изделия, по-крайней мере, их поверхность. Морозостойкость бетона напрямую зависит от его способности впитывать влагу. Чтобы добиться максимально возможной для конкретной марки бетона морозостойкости, необходимо снизить пористость материала до минимума. 

Причины разрушения бетона 

Важность бетона в строительстве переоценить сложно. Он используется повсеместно, как один из основных материалов силовых конструкций. Срок службы большинства зданий напрямую зависит от состояния бетонных частей конструкции. Это определило необходимость глубоких исследований характеристик бетона и их зависимости от уровня капиллярности. Инженеры установили: 

• мокрый бетон намного быстрее разрушается при перепадах температур, переходящих через 0°С, чем сухой; 
• критическая кристаллизация влаги, угрожающая разрушением бетона, наступает при температурах около –17°С; 
• разрушающие действия льда сначала заметны в крупных порах и капиллярах; 
• разрушение бетона начинается с поверхностных слоев. 

На базе этих исследований сделан вывод — чтобы сделать более морозостойкими ЖБИ, например железобетонные плиты перекрытия, необходимо максимально повысить плотность структуры и упрочнить поверхностный слой. Также на внешних плоскостях изделий не должна собираться вода — образовавшаяся корка льда препятствует испарению влаги из массива материала. Это создает угрозу возникновения внутренних напряжений. 

Упругость бетона обеспечивает восстановление внутренней структуры после оттаивания. Но возврат к прежнему состоянию не полный. Часть поверхности конструкции разрушается, и деструктивный процесс постепенно сдвигается вглубь материала. 

Способы защиты ЖБИ 

Разработано несколько эффективных методов повышения морозостойкости бетона. Самый результативный — снижение количества пор и капилляров на поверхности. Второй способ — увеличение плотности материала. Достигаются эти цели разными способами, основные из которых виброуплотнение и добавление в раствор пластификаторов. 

В первом случае из массива раствора вытесняются пузырьки воздуха, что делает смесь монолитной. При использовании пластификаторов повышается текучесть смеси и улучшается заполнение формы. Пластификаторы позволяют также снизить количество цемента без потери прочности и уменьшить расход воды. Исследования показали, что прочность пластифицированного бетона увеличивается на 10–15%, а сила сцепления с арматурным каркасом железобетонных плит перекрытия возрастает в 1,5 раза.