В. П. СИЗОВ, канд. техн. наук, Прогнозирование морозостойкости бетона

Как известно, до сих пор не существует расчетного метода прогнозирования морозостойкости бетона на стадии подбора его состава. Пока морозостойкость определяют в результате замораживания и оттаивания бетонных образцов, однако эти испытания очень трудоемки. Поэтому неоднократно предпринимали попытки разработки ускоренного метода установления морозостойкости. Так, в источнике [I] предложено F находить по коэффициенту морозостойкости бетона


По этому методу можно прогнозировать морозостойкость бетона на стадии проектирования состава бетона. Однако данные табл. 7 [2] для назначения морозостойкости по Фк сильно занижены. Поэтому этот метод не нашел применения иа практике и из ГОСТ 10060 был исключен.

В источнике [2] предложено определять морозостойкость бетона по критерию


В технической литературе описаны и другие способы определения морозостойкости бетона. Например, в монографии [3] приведены результаты опытов по исследованию морозостойкости бетона в зависимости от капиллярной Л, контракционной, общей пористости и пор геля Пз. В результате установлено, что основное влияние на морозостойкость бетона оказывает капиллярная пористость. Влияние других видов пор менее значительно. Наряду с этим авторами источника [3] выявлены также факторы, влияющие иа капиллярную пористость. Например, при расходе цемента 285 • кг, воды 140 и 220 л она равна 3,7 и 11,7 %, а при расходах воды 190 л и цемента 387 и 246 кг/м3 — 5 и 10 %.


В источнике [3] установлены весьма важные закономерности, но, к сожалению, не разработана расчетная методика определения морозостойкости бетона на цементах различных видов и марок, на заполнителях разной крупности, для бетонных смесей разной подвижности и бетона различных классов.

Полезные данные по исследованию морозостойкости бетона приведены в источнике, где подбор состава морозостойкого бетона производили с учетом капиллярных и резервных пор. Объем капиллярных пор регулируется В/Ц, а резервных У(5ор — введением комплексных добавок ПАВ (например, воздухововлекаюших). К сожалению, работа ие доведена до расчетного метода определения морозостойкости бетона.

Известно, что традиционный метод испытания бетона замораживанием и оттаиванием позволяет достоверно устанавливать морозостойкость бетона, ио он трудоемок, а испытания длительны (6...12 мес). Учитывая это, в ГОСТ 10060 предусмотрены два ускоренных метода определения морозостойкости бетона. По первому насыщение и оттаивание образцов производят в 5 %-ном растворе NaCl, а замораживание—в камере при —20 °С. По второму насыщение, оттаивание н замораживание осуществляют в 5 %-ном растворе NaCl, а замораживание при —50 °С. При этом для установления морозостойкости требуется 50...60 сут. Рассмотренные методы ие позволяют прогнозировать морозостойкость на стадии проектирования составов бетона. Обоснование разработки расчетного метода определения морозостойкости приведено в источниках |5. 6].

Учитывая изложенное, морозостойкость предлагается подсчитывать по формуле


При использовании других материалов и других O.K., Н.Г., Ц/В, Мк, С3А, Дт,„ А, уточняют по рисунку.

Допустим, требуется определить А при использовании цемента марки 400, бетонной смеси с O.K.—9 см, остальные характеристики совпадают с данными, принятыми за эталон. На оси абсцисс находят O.K. = 9 см (точка Л). Из этой точки проводят вертикальную линию до пересечения с линией 1 (точка Б). Из точки Б проводят горизонтальную линию до пересечения с осью ординат (точка В). В данном случае АЛ = —0,025, Л=0,47— —0,025=0,445. F подсчитывают по формуле (4). Все расчетные параметры находят с учетом В/Ц, качества материалов, свойств бетонной смеси и бетона.

Морозостойкость бетона прогнозируют на стадии проектирования состава бетона. При этом предполагается, что будет соблюдена технология бетонных работ, обеспечены точность дозировки, тщательное перемешивание, хорошее уплотнение и надежный уход за свежеуложениым и твердеющим бетоном.

Обобщение данных позволит более точно на стадии подбора состава бетона прогнозировать морозостойкость бетона без какого-либо риска с точностью ±7 %. При необходимости морозостойкость по формуле (4) можно уточнить испытаниями по ГОСТ 10060.

Выводы

В основу расчетного метода прогнозирования морозостойкости бетона положено В/Ц. При этом не требуется определять капиллярную, контракционкую, общую пористость, поры геля, интегральную и условно замкнутую пористость, размеры пор и расстояние между ними. В/Ц наилучшим образом обусловливает образование пор.

Для повышения морозостойкости бетона, кроме варьирования В/Ц, необходимо вводить воздухововлекающие и порообразующие добавки.

Бетон и железобетон, 1992