Морозостойкость - одна из важнейших характеристик бетона
Но сульфатостойкий портландцемент не всегда удовлетворяет потребности строительства. Как известно, сульфатостойкий портландцемент выпускается только одной марки 400 и не отличается быстрым нарастанием прочности.
Решающее значение на морозостойкость оказывает структура бетона, и прежде всего величина капиллярной пористости. На основании опытов рекомендуются следующие предельные величины капиллярной пористости для бетонов:
F500………………………не более 2%;
F300………………………не более 4%;
F200………………………не более 4 - 7%.
При надлежащем уходе за бетоном, который обеспечивает достаточную полноту гидратации портландцемента, объем капиллярных пор в основном определяется величиной водоцементного отношения. Поэтому важнейшим требованием к составу бетона является ограничение величины В/Ц в зависимости от сложности работы бетона в той или иной зоне сооружения: для бетона марки F500 рекомендуется принимать В/Ц не более 0,4; F400 - не более 0,45; F300 - не более 0,5; F200 - не более 0,55.
Большое значение для повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона имеет применение поверхностно-активных веществ и гидрофобизующих кремнийорганических жидкостей. Поверхностно-активные добавки могут вводиться при изготовлении бетонных смесей с водой затворения в количестве 0,05-0,2% от массы цемента. Рационально применять готовые цементы, содержащие поверхностно-активные вещества (гидрофобный и пластифицированный портландцементы). Небольшие добавки поверхностно-активных веществ значительно улучшают строение бетона. Пластифицирующее действие этих добавок дает возможность уменьшить расход воды (примерно на 10%) без какого-либо ухудшения удобоукладываемости бетонных смесей и тем самым уменьшить капиллярную пористость. Вместе с этим некоторые добавки являются микропенообразователями и в процессе перемешивания бетонных смесей вовлекают воздух в количестве 3-5% от объема бетона. Вовлеченный воздух образует мелкие замкнутые воздушные поры, в которых может отжиматься вода, замерзающая в крупных открытых порах. Гидрофобизующие добавки, кроме того, придают бетону водоотталкивающие свойства, вследствие этого сильно уменьшается водопоглощение материала. Все эти обстоятельства приводят к повышению морозостойкости бетона в несколько раз (в 3-5 и более).
Такое же большое повышение морозостойкости тяжелых и легких бетонов происходит при введении в бетон кремнийорганических добавок. Кремнийорганические жидкости применяют также для гидрофобной окраски железобетонных изделий, например, фасадной поверхности наружных стеновых панелей. Эти добавки должны широко использоваться для повышения водостойкости, водонепроницаемости и морозостойкости тяжелого и легкого бетонов.
Активные минеральные добавки, повышающие водопотребность вяжущего и бетона, не рекомендуется вводить в цемент. Исключение может быть сделано для бетона марки F200 и ниже.
Бетон, замороженный в раннем возрасте, т. е. вслед за укладкой, имеет после оттаивания и последующей выдержки рыхлую структуру, низкую прочность и морозостойкость. Это объясняется тем, что свежеуложенный бетон содержит много воды, которая при замерзании расширяется, разрыхляет цементный камень и нарушает сцепление заполнителя с цементным камнем. Поэтому при зимнем бетонировании нужно создавать необходимые условия для начального твердения бетонной смеси. Достижение прочности до 8 – 12 МПа в течении 2-3 суток позволит противостоять бетону последующему замерзанию. К моменту замораживания бетон марок 200-300 должен приобрести не менее 40%, а бетон марок 400-500 не ниже 30% марочной прочности.