Определение морозостойкости бетона

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?

 

VI. ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Древесиной называют освобожденную от коры ткань волокон, которая содержится в стволе дерева.

Древесина обладает рядом ценных свойств: небольшой плотностью, высокой прочностью, малой теплопроводностью, гибкостью и упругостью, высоким коэффициентом конструктивного качества. Однако при использовании древесины в строительстве необходимо учитывать такие недостатки этого материала, зависящие от его строения и состава, как неоднородность свойств по объему и направлению (анизотропия), гигроскопичность, приводящая к изменению размеров, короблению и растрескиванию, загнивание во влажных условиях и возгорание при действии высоких температур.

 

Лабораторная работа №10