Гост 10060 2012 бетоны методы определения морозостойкости

Обновлено: 02.05.2024

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые, легкие и плотные силикатные бетоны, в том числе на бетоны дорожных и аэродромных покрытий, бетоны конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды (далее — бетоны), и устанавливает базовые и ускоренные методы определения морозостойкости. Методы определения морозостойкости, приведенные в настоящем стандарте, применяют при подборе составов бетонов, применении новых материалов и технологий изготовления бетона, а также при контроле качества бетона изделий и конструкций. Термины и определения В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

Вода минерализованная: Вода, содержащая растворенные соли в количество 5 r/л и более. Морская вода является одним из видов минерализованной воды.

Морозостойкость бетона: Способность бетона в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик, приведенных в приложении А.

Марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона, соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов, определенному при испытании базовыми методами, при которых характеристики бетона, установленные настоящим стандартом, сохраняются в нормируемых пределах и отсутствуют внешние признаки разрушения (трещины, сколы, шелушение ребер образцов).

Марка бетона по морозостойкости F,: Марка по морозостойкости бетона, испытанного в водонасыщенном состоянии, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, а также бетонов, эксплуатируемых при воздействии минерализованной воды.

Марка бетона по морозостойкости F2: Марка по морозостойкости бетона дорожных и аэродромных покрытий и бетона, эксплуатируемого при воздействии минерализованной воды, и определенная при испытании образцов, насыщенных 5 %-ным водным раствором хлорида натрия.

Цикл испытания: Совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов.

Основны е образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик после проведения заданного числа циклов замораживания и оттаивания.

Контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик перед началом испытания основных образцов.

Определение морозостойкости: Оценка максимального числа циклов замораживания и оттаивания бетона, при котором характеристики бетона остаются в нормированных пределах, а также отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер образцов.

Критическое снижение характеристик образцов: Снижение характеристик образцов при определении морозостойкости до значений, при которых в соответствии с настоящим стандартом прекращают испытания образцов.

Морозостойкость бетона

Для бетонирования при минусовой температуре применяются специальные морозостойкие бетоны. Эта способность застывшей бетонной смеси выдерживать многократные циклы заморозки и оттаивания сохраняя при этом на длительное время свои технические характеристики неизменными. Испытательная проверка данного параметра производится до тех пор, пока величина снижения прочности бетона не достигнет пяти процентов. После этого количество пройденных циклов снижается в нижнюю сторону до круглого десятка.

При классификации обозначается латинской буквой «F» и сопровождается цифровым значением 50 – 1000. При наличии специальных добавок максимальное значение «F» может быть более 300, но такие бетонные смеси при массовом строительстве в условиях умеренного климата применяются мало из-за их высокой стоимости.

Марки бетона по морозостойкости

При определении требований к бетону по морозостойкости следует учитывать климатические условия, глубину промерзания грунта и возможную скорость изменения температуры наружного воздуха. Стандартная классификация определяется в ГОСТ 10060-2012 и подразделяет все производимые смеси на 5 классов по морозостойкости:

F50 с низкой морозоустойчивостью применяют только в для теплых внутренних помещений;
до F150 с нормальной устойчивостью для возведения зданий в местности с теплым и умеренным климатом. Эксплуатация постройки может достигать 100 лет;
F150-300 повышенной морозостойкости для районов с суровой зимой и промерзающей почвой, например Сибирь, применяется для любых построек, в том числе бассейнов;
F300-500 высокой стойкости для северных районов с глубоким промерзанием грунта;
F500-1000 с крайне высокой устойчивостью для особо ответственных сооружений.

Характеристики различных бетонных смесей согласно ГОСТ

Определения стандарта показывают, что наиболее к распространенным маркам в России следует отнести бетоны с показателями F150 – F250. Классификация по ГОСТ не распространяется на бетоны используемые для дорожного строительства и взлетных полос аэродромов.

Таблица морозостойкости и водонепроницаемости бетона различных марок и класс

Методы определения морозостойкости бетона

В Государственном стандарте 10060-2012 указаны 4 способа лабораторных испытаний затвердевших бетонов на морозостойкость и один химический способ. Для каждого из них необходимо приготовить испытательные образцы в виде бетонных кубиков с длиной ребра 100 мм.

До начала испытаний образцы должны набрать проектную прочность согласно их марке. Для этого они выдерживаются в теплом помещении в течение 28 дней. При необходимости расширенного изучения возможно проведение промежуточных испытаний через 4, 7 и 14 дней после заливки бетона в формы.

Для проведения испытаний могут потребоваться:

формы для изготовления образцов;
стеллажи для хранения образцов;
контейнеры для воды и химических реагентов.
морозильное оборудование;
термическая печь;

Технология лабораторных испытаний заключается в том, что образцы опускают в воду для намокания, а потом подвергают их многоразовой заморозке с последующим нагревом. При этом охлаждение происходит при температуре -130˚C, нагрев в печи при +180˚C. В результате, если бетонные образцы не теряют прочности и на них не образуются трещины, то марка по морозостойкости отвечает заявленным требованиям.

Сам принцип лабораторных испытаний сводится к подтверждению заявленных результатов. Поэтому на практике реальная морозостойкость материалов всегда выше. Это объясняется в принудительном замачивании образцов и большой разнице в скорости охлаждения и нагрева.

Камеры по ГОСТ 10060-2012, метод №3 (ускоренный)

Вернуться к списку продукции

Другие изделия данного раздела

Как определяется морозостойкость бетона?

Определение морозостойкости бетона производится согласно регламенту, описанному ГОСТ 10060-2012, которым предусмотрено две марки морозостойкости F1 и F2. Марку F1 применяют для общестроительных бетонов (при испытаниях такие бетоны насыщают обычной водой). Марку F2 – для дорожных бетонных покрытий, а также бетонных покрытий аэродромов и морских сооружений, которые эксплуатируются под воздействием соляных растворов (антигололедные реагенты) и морской воды.

До проведения исследования контрольные образцы обязательно насыщают водой или раствором хлорида натрия путем погружения в жидку среду на определенный срок – на 1/3 на 24 часа, на 2/3 на 24 часа, полностью – на 48 часов.

Базовые методы

ГОСТ 10060-2012 описывает 2 варианта базового метода, включающих в себя следующие процедуры:

Первый метод (для бетонов F1) основан на замораживании контрольных образцов в лабораторной морозильной камере при температуре –18С с последующим их размораживанием в водной среде. Перед испытанием испытываемые элементы насыщают влагой в специальном резервуаре с температурой воды +20С. Размораживание производят в ванне, оснащенной термостатом для подогрева жидкости при падении ее температуры ниже заданных значений (+20С).
Второй метод (для бетонов F2) предполагает проведение испытаний по аналогичной схеме с использованием раствора хлорида натрия в пятипроцентной концентрации для насыщения образцов влагой. Оттаивание также производят с использованием раствора, аналогичного тому, что был использован при подготовке к испытаниям.

Ускоренные методы

Ускоренные методы определения значения морозостойкости бетона также имеют 2 варианта, которые подразумевают насыщение в обоих случаях образцов раствором хлорида натрия:

Это, по терминалогии ГОСТ 10060-2012, второй метод (для бетонов F1, кроме легких бетонов с плотностью менее 1500 кг/м3) –основан на циклах (воздушная среда –18 С) – (раствор хлорида натрия +20 С).
И третий метод (для бетонов F1 и F2, кроме легких бетонов с плотностью менее 1500 кг/м3) – основан на циклах (раствор хлорида натрия –50 С) – (раствор хлорида натрия +20 С).

Прибор «БЕТОН-ФРОСТ» – оперативное определение морозостойкости бетона

Согласно приложению ГОСТ 10060-2012 на практике можно применять и другие методы установления морозостойкости бетона с учетом регламентированого коэффициента перехода. В основу работы прибора БЕТОН-ФРОСТ выпускаемого компанией ИНТЕРПРИБОР положен дилатометрический метод – один из таких распространённых косвенных методов определения морозостойкости бетона. Оперативное определение морозостойкости бетона прибором БЕТОН-ФРОСТ даёт существенное временное преимущество в сроках подбора и корректировки состава бетонной смеси.

Методы определения морозостойкости

Concretes. Methods for determination of frost-resistance

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ОАО "Научно-исследовательский центр "Строительство" (ОАО "НИЦ "Строительство"), Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (протокол от 18 декабря 2012 г. N 41, приложение Е)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1982-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 10060-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих стандартов:

EN 12390-9:2006* "Испытание затвердевшего бетона. Часть 9. Морозо- и морозосолестойкость. Выветривание", NEQ ("Testing hardened concrete - Part 9: Freeze - Thaw resistance - Scaling");

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

ASTM С 666-2008 "Метод определения стойкости бетона к быстрому замораживанию и оттаиванию", NEQ ("Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing");

ASTM С 671-94 "Метод определения критического расширения бетонных образцов, подвергающихся замораживанию", NEQ ("Test Method for Critical Dilatation of Concrete Specimens Subjected to Freezing");

ASTM С 672-98 "Метод определения стойкости поверхности бетона к разрушению при хранении в противогололедных реагентах", NEQ ("Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals")

7 ИЗДАНИЕ (июнь 2018 г.) с Поправкой (ИУС N 6-2017)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 4, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Методы определения морозостойкости, приведенные в настоящем стандарте, применяют при подборе составов бетонов, применении новых материалов и технологий изготовления бетона, а также при контроле качества бетона изделий и конструкций.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 10197-70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 вода минерализованная: Вода, содержащая растворенные соли в количестве 5 г/л и более.

Морская вода является одним из видов минерализованной воды.

3.2 морозостойкость бетона: Способность бетона в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик, приведенных в приложении А.

3.3 марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона, соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов, определенному при испытании базовыми методами, при которых характеристики бетона, установленные настоящим стандартом, сохраняются в нормируемых пределах и отсутствуют внешние признаки разрушения (трещины, сколы, шелушение ребер образцов).

3.4 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона, испытанного в водонасыщенном состоянии, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, а также бетонов, эксплуатируемых при воздействии минерализованной воды.

3.5 марка бетона по морозостойкости : Марка по морозостойкости бетона дорожных и аэродромных покрытий и бетона, эксплуатируемого при воздействии минерализованной воды, и определенная при испытании образцов, насыщенных 5%-ным водным раствором хлорида натрия.

3.6 цикл испытания: Совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов.

3.7 основные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик после проведения заданного числа циклов замораживания и оттаивания.

3.8 контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик перед началом испытания основных образцов.

3.9 определение морозостойкости: Оценка максимального числа циклов замораживания и оттаивания бетона, при котором характеристики бетона остаются в нормированных пределах, а также отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер образцов.

3.10 критическое снижение характеристик образцов: Снижение характеристик образцов при определении морозостойкости до значений, при которых в соответствии с настоящим стандартом прекращают испытания образцов.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения морозостойкости:

- базовые методы при многократном замораживании и оттаивании:

первый - для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды,

второй - для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и для бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды;

- ускоренные методы при многократном замораживании и оттаивании:

второй - для всех видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия минерализованной воды, легких бетонов марок по средней плотности менее D1500,

третий - для всех видов бетонов, кроме легких бетонов марок по средней плотности менее D1500.

Допускается применение других методов определения марок бетонов по морозостойкости при условии обязательного определения коэффициента перехода в соответствии с приложением Б или тарировки предлагаемого метода по отношению к базовым методам.

Образцы, отобранные из конструкций, испытывают по приложению А.

4.2 При разработке проектной и исполнительной документации при предъявлении к бетону требований по морозостойкости следует указывать марку бетона по морозостойкости или .

4.3 Условия испытаний для определения морозостойкости бетонов в зависимости от используемого метода и вида бетонов принимают по таблице 1.

Методы определения морозостойкости бетона. ГОСТ 10060-2012

Бетон – распространенный материал при выполнении строительства, является основой капитальных стен зданий, фундаментов, железобетонных изделий, монолитных конструкций. Обладает комплексом положительных свойств, одно из которых – морозостойкость бетона.

Традиционно применяемый бетон восприимчив к глубокому многократному замораживанию, последующему оттаиванию. Он теряет прочность, постепенно растрескивается. Однако часто возникает необходимость для целостности бетонного массива использовать специальные составы. Их характеризует марка бетона по морозостойкости.

Настоящий стандарт распространяется на тяжелые, мелкозернистые, легкие и плотные силикатные бетоны, в том числе на бетоны дорожных и аэродромных покрытий

Общие положения

Статьи стандарта охватывают следующие составы:

легкие, средние, тяжелые растворы;
силикатные бетоны;
растворы, применяемые для покрытий аэродромов, дорог;
бетоны, применяемые для сооружений, контактирующих с водой, имеющей повышенную более 5 г/л концентрацию солей.

Согласно стандарту, проверка морозостойкости производится при необходимости:

Подбора рецептуры бетонного раствора.
Использования новых технологий производства бетона.
Применения новых компонентов.
Контроля качества сооружений, продукции из бетона.

Терминология

Морозостойкость бетона характеризует способность монолита, насыщенного водой или солевыми растворами, воспринимать многочисленные циклы замораживания, последующего оттаивания без нарушения целостности массива.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 10060-2012 «БЕТОНЫ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ»

После испытаний не допускаются, нарушения целостности, определяемые визуально, – локальные сколы, растрескивания. Масса, прочностные характеристики массива до и после испытаний не должны отличаться.

Марка бетона по морозостойкости – показатель способности бетонного массива выдерживать регламентированное стандартом количество циклов замораживания, оттаивания. Стандарт определяет методику контроля бетонных образцов, которые, обладая морозостойкостью, должны сохранять физические свойства, механические характеристики.

Рассматриваемый ГОСТ устанавливает маркировку заглавной буквой F и цифровой индекс от 25 до 1000, соответствующий возможному количеству циклов глубокого замораживания и последующего отстаивания образца.

Лабораторные методы определения показателя

Способы проверки регламентированы действующим стандартом, предусматривающим 2 основных метода, позволяющих определить морозостойкость бетона. При необходимости оперативного контроля параметра морозостойкости применяют один из двух ускоренных методов проверки, отличающихся видом раствора для насыщения. Ведь точные лабораторные способы требуют для получения результатов длительного времени.

Марка бетона по морозостойкости: Показатель морозостойкости бетона, соответствующий числу циклов замораживания и оттаивания образцов

Базовые и ускоренные методики контроля охватывают следующие бетоны:

составы любых типов, за исключением применяемых для дорог, покрытий аэродромов, сооружений, контактирующих с влажной средой, содержащей соли;
применяемые для дорожного строительства, покрытий взлетных полос, бетонных конструкций, контактирующих при эксплуатации с водой, содержащей минералы.

Требования к образцам

Стандарт предусматривает следующие требования к образцам для определения контроля:

Достижение эталонами эксплуатационной прочности, обеспечивающей восприятие сжимающих нагрузок.
Эталонные образцы должны иметь кубическую форму.

Нормативный документ разделяет эталоны по следующим видам:

предварительные (контрольные), позволяющие проконтролировать прочностные характеристики до начала испытаний;
базовые (основные) образцы, применяемые, когда проводится испытание бетона на морозостойкость.

Подготовка эталонов

Согласно ГОСТ, испытания проводятся следующим образом:

Отбирают эталоны без дефектов, при этом удельный вес образцов не должен иметь отклонение выше 50 кг/м3.
Осуществляют взвешивание, обеспечивающее погрешность, соответствующую значению 0,1%.

Контрольные образцы: Образцы, предназначенные для определения нормируемых настоящим стандартом характеристик перед началом испытания основных образцов

Пропитывают эталонные образцы водой или раствором натриевого хлорида, имеющего концентрацию 5%. Температура раствора должна составлять 18 °С ±2 °С. Процесс пропитывания предполагает постепенное погружение в раствор солей или воду, обеспечивая намокание 30% общей высоты, выдержку на протяжении суток.
Повышают уровень жидкой среды до 2/3 общей высоты эталона, обеспечивают впитывание жидкости на протяжении 24 часов.
Полностью заливают образцы солевым раствором или водой, обеспечив минимальную толщину слоя жидкости более 2 см, выдерживают 48 часов.

К испытаниям, контролирующим воздействие сжатия эталонных кубов, приступают через 2-4 часа после извлечения из влажной среды.

Методика контроля

Морозостойкость определяют, соблюдая очередность операций:

эталоны замораживают при температуре – 16-20 °С;
образцы помещают во влажную среду, температурой 18±2°С.

Ежесуточно осуществляют один цикл. Производят последующий осмотр, взвешивание, проверку прочностных характеристик.

Значения, полученные при испытании контрольных образцов, сопоставляют с результатами проверки базовых эталонов. Марка соответствует количеству циклов, обеспечивающих потерю прочности, соответствующую 5%.

Ускоренные методы контроля предусматривают применение камеры холода температурой до -60 °С. Глубокое замораживание, выдержка 2-3 часа, оттаивание в солевом растворе позволяют оперативно определить морозостойкость образца.

Заключение

Изучив главные положения ГОСТ, регламентирующего определение морозостойкости бетона, можно проконтролировать сохранение физико-механических свойств бетонного массива, предназначенного для эксплуатации при отрицательных температурах. Это позволит повысить прочностные характеристики, ресурс эксплуатации конструкций, находящихся в северных районах.

Традиционно применяемый бетон восприимчив к глубокому многократному замораживанию, последующему оттаиванию. Он теряет прочность, постепенно растрескивается. Однако часто возникает необходимость для целостности бетонного массива использовать специальные составы. Их характеризует марка бетона по морозостойкости.

Общие положения

Статьи стандарта охватывают следующие составы:

легкие, средние, тяжелые растворы;
силикатные бетоны;
растворы, применяемые для покрытий аэродромов, дорог;
бетоны, применяемые для сооружений, контактирующих с водой, имеющей повышенную более 5 г/л концентрацию солей.

Согласно стандарту, проверка морозостойкости производится при необходимости:

Подбора рецептуры бетонного раствора.
Использования новых технологий производства бетона.
Применения новых компонентов.
Контроля качества сооружений, продукции из бетона.

Терминология

Межгосударственный стандарт ГОСТ 10060-2012 «БЕТОНЫ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ»

Рассматриваемый ГОСТ устанавливает маркировку заглавной буквой F и цифровой индекс от 25 до 1000, соответствующий возможному количеству циклов глубокого замораживания и последующего отстаивания образца.

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 22 ноября 1995 г.

За принятие проголосовали

Лабораторные методы определения показателя

Базовые и ускоренные методики контроля охватывают следующие бетоны:

составы любых типов, за исключением применяемых для дорог, покрытий аэродромов, сооружений, контактирующих с влажной средой, содержащей соли;
применяемые для дорожного строительства, покрытий взлетных полос, бетонных конструкций, контактирующих при эксплуатации с водой, содержащей минералы.

Почему важна морозостойкость бетона

Бетон, являясь прочным материалом, все же имеет пористую структуру; в нем всегда есть поры и капилляры, способные поглощать влагу.

Осенью, а также зимой, во время оттепелей, бетонные конструкции насыщаются водой с растворенными в ней минеральными веществами (при контакте с влажным грунтом и атмосферными осадками, которые могут содержать агрессивные вещества от техногенных выбросов). Затем наступают заморозки, и вся оставшаяся в порах бетона влага замерзает, увеличиваясь в объеме.

В итоге возникают микротрещины, и с каждым циклом замораживания-оттаивания эти трещины становятся больше, пока бетон не начинает крошиться.

Требования к образцам

Стандарт предусматривает следующие требования к образцам для определения контроля:

Достижение эталонами эксплуатационной прочности, обеспечивающей восприятие сжимающих нагрузок.
Эталонные образцы должны иметь кубическую форму.

Нормативный документ разделяет эталоны по следующим видам:

предварительные (контрольные), позволяющие проконтролировать прочностные характеристики до начала испытаний;
базовые (основные) образцы, применяемые, когда проводится испытание бетона на морозостойкость.

От чего зависит морозостойкость бетона

Очевидно, что слабая устойчивость бетона к низким температурам связана с его способностью насыщаться водой, которая впоследствии замерзнет. А насыщаемость водой тем выше, чем больше в бетоне пор и капилляров.

Поры и капилляры оказывают влияние также на водопроницаемость и прочность бетона.

Прослеживается прямая зависимость: чем плотнее бетон, чем меньше и меньшего диаметра в нем поры и капилляры, тем он более прочный, водостойкий и морозостойкий. А значит, что наиболее морозостойким будет плотный и прочный бетон.

Подготовка эталонов

Согласно ГОСТ, испытания проводятся следующим образом:

Отбирают эталоны без дефектов, при этом удельный вес образцов не должен иметь отклонение выше 50 кг/м3.
Осуществляют взвешивание, обеспечивающее погрешность, соответствующую значению 0,1%.

Пропитывают эталонные образцы водой или раствором натриевого хлорида, имеющего концентрацию 5%. Температура раствора должна составлять 18 °С ±2 °С. Процесс пропитывания предполагает постепенное погружение в раствор солей или воду, обеспечивая намокание 30% общей высоты, выдержку на протяжении суток.
Повышают уровень жидкой среды до 2/3 общей высоты эталона, обеспечивают впитывание жидкости на протяжении 24 часов.
Полностью заливают образцы солевым раствором или водой, обеспечив минимальную толщину слоя жидкости более 2 см, выдерживают 48 часов.

Марка морозостойкого бетона

Степень устойчивости бетонной смеси к воздействию отрицательными температурами определяют в лабораторных условиях. Уровень морозостойкости маркируется литерой F, а рядом прописывается число, обозначающее количество полных циклов заморозки\оттаивания, после которых начинается разрушение материала. В техническом паспорте бетонных изделий можно встретить следующие обозначения: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Чем больше число, тем устойчивее к морозам бетонная конструкция. Чтобы правильно подобрать марку бетона для конкретных климатических условий, следует воспользоваться специальной таблицей:

Коэффициент морозостойкости	Область применения марки бетона
≥ F50	При резких перепадах температур бетонная конструкция трескается и быстро приходит в негодность. Рекомендуется для строительных работ в умеренном климате.
F50 – F150	Наиболее распространённая марка. Для неё характерна устойчивость к контрастным перепадам температур и эксплуатации построек в условиях умеренной влажности. Здания сохраняют прочность и устойчивость до 100 лет.
F150 – F300	Повышенный уровень морозостойкости. Применяется для строительства объектов в северных регионах.
F300 – F500	Высокий класс морозостойкости. Предназначен для строений, эксплуатирующихся в особых условиях.
≤ F500	Крайне высокая степень морозостойкости. Применяется для эксплуатации зданий в исключительных условиях.

Класс бетона – соответствующий техническим стандартам показатель фактической прочности строительного сырья. Он определяет следующие параметры:

среднее значение прочности на кг\см2
уровень гарантируемой прочности сырья.

Необходимый коэффициент морозостойкости бетона рассчитывается с помощью линейной зависимости:

где общий расход цемента обозначается литерой Ц и определяется соотношением кг/м3; расход воды – В, измеряется в л/м3; пористость или объём воздуха в смеси – Д, измеряется в %.

Согласно внутренним стандартам, самые востребованные марки бетона на территории РФ относятся к уровню морозостойкости F150 – F250. Однако на бетонные конструкции взлётных полос или бетонные элементы, применяемые в дорожном строительстве, классификация ГОСТ не действует.

Таблица морозостойкости и водонепроницаемости бетона различных марок и классов

Методика контроля

Морозостойкость определяют, соблюдая очередность операций:

эталоны замораживают при температуре – 16-20 °С;
образцы помещают во влажную среду, температурой 18±2°С.

Ускоренные методы контроля предусматривают применение камеры холода температурой до -60 °С. Глубокое замораживание, выдержка 2-3 часа, оттаивание в солевом растворе позволяют оперативно определить морозостойкость образца.

Как повысить морозостойкость бетона

Чтобы получить плотный и прочный бетон, необходимо соблюдать следующие условия:

Использовать качественный цемент высокой марки. Если планируются бетонные работы при пониженных температурах, или к бетону предъявляются повышенные требования по морозостойкости, прочности, водостойкости, применяют цемент более высокой марки.
Для повышения водонепроницаемости бетона применять глиноземистые цементы.
Выбрать правильное водоцементное соотношение.
Обеспечить правильную укладку и уплотнение бетонной смеси, чтобы в готовом бетоне не было пустот.
Обеспечить уход за бетоном и оптимальные условия твердения, чтобы бетон качественно набрал прочность (температура воздуха +18–22°С, влажность воздуха, близкая в 100%).
Использовать различные добавки для бетона.

Какие добавки используют для бетона

Чтобы получить безупречный бетон, разрабатываются специальные химические добавки, позволяющие придать материалу те или иные желаемые свойства. Для повышения морозостойкости бетона необходимо повысить его плотность и водостойкость. С этой целью применяют пластификаторы и гидрофобизаторы.

Советуем изучить: Пластификаторы для бетона

Пластификаторы, например, Plastix от Cemmix, действуют следующим образом:

Позволяют сэкономить до 10–20% цемента без потери прочности либо, не увеличивая количество цемента, получить более прочный бетон.
Повышают подвижность бетонной смеси на 1–2 ступени без увеличения количества воды замеса. Дело в том, что количество воды, которое необходимо для протекания реакций гидратации, гораздо меньше, чем количество воды, необходимое для замеса пластичной и удобной в укладке бетонной смеси. Однако, если повысить водоцементное соотношение, в смеси будет лишняя вода. Она не вступит в реакции с частицами цемента, со временем испарится, но оставит лишние поры в бетоне, которые негативно отразятся как на его прочности, так и на водостойкости и морозостойкости. Добавление пластификатора полностью решает эту проблему, ведь с ним бетон становится более подвижным и удобным в работе без потери прочности.
Бетонная смесь с пластификатором, благодаря повышенной подвижности, лучше укладывается. С одной стороны, это позволяет экономить трудозатраты и затраты электроэнергии на обработку уложенного бетона, с другой стороны, бетон укладывается более плотно, вытесняется лишний воздух, благодаря чему уменьшается количество и диаметр пор и капилляров в готовом изделии.
Бетонная смесь с пластификатором дольше остается готовой к работе и не расслаивается, что повышает удобство работ.

В свою очередь, добавки, предназначенные для объемной гидрофобизации бетона (гидрофобизаторы) повышают прочность и морозостойкость бетона, защищают арматуру, а в некоторых случаях повышают подвижность бетона, позволяя обойтись без пластификатора.

Важно!
Пластификаторы и гидрофобизаторы иногда применяются совместно.

Примечание — Метод, приведенный в настоящем приложении, предназначен для определения морозостойкости образцов бетона при многократном замораживании и оттаивании по режимам первого или второго, или третьего метода с оценкой состояния образцов в зависимости от изменения значения динамического модуля упругости или скорости ультразвука, или значения деформаций. Метод применяют для образцов, изготовленных в лаборатории или отобранных из конструкций.

А.1 Средства испытания и вспомогательные устройства

Оборудование для изготовления, хранения и испытания образцов бетона — по ГОСТ 10180.

Морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры, указанной в таблице 1.

Ванна для насыщения образцов.

Ванна для оттаивания образцов, оборудованная устройством, обеспечивающим поддержание температуры воды или водного раствора хлорида натрия (20 ± 2) °С.

Деревянные подкладки треугольного сечения высотой 50 мм.

Лабораторные весы по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±1 г.

Приборы для измерения температуры: термометры, термометры сопротивления, термопары с погрешностью измерения ±1 °С.

Установка или приборы для возбуждения поперечных колебаний образца и измерения частоты собственных поперечных колебаний в пределах от 100 до 10000 Гц.

Устройство для измерения деформации образцов, состоящее из штатива по ГОСТ 10197 и индикатора по ГОСТ 577 с погрешностью измерения ±0,01 мм, или скоба с отсчетным устройством по ГОСТ 11098 с погрешностью измерения ±0,012 мм.

Контрольный стержень из коррозионностойкой нержавеющей стали по ГОСТ 5632 к устройству для измерения деформаций. Длина стержня должна быть равной длине образца.

Прибор для определения скорости ультразвука в бетоне. Диапазон измерения времени распространения ультразвуковых колебаний от 20 до 1000 мкс.

Емкости для замораживания образцов. Материал емкостей должен быть деформируемым (исключающим давление льда на образец при замораживании).

Сетчатый контейнер для размещения основных образцов в морозильной камере.

Сетчатый стеллаж для размещения основных образцов в морозильной камере.

Вода по ГОСТ 23732 с содержанием растворимых солей не более 2000 мг/л.

Хлорид натрия по ГОСТ 4233.

А.2 Образцы для испытаний

А.2.1 Число образцов для испытаний должно быть не менее шести. Образцы изготовляют из бетонной смеси в лаборатории или отбирают из конструкции. Образцы-призмы размерами 100×100×300 (400) мм изготовляют в лаборатории в формах по ГОСТ 22685.

Изготовление и хранение образцов проводят в нормальных условиях по ГОСТ 10180.

А.2.2 Из конструкций по ГОСТ 28570 выбуривают алмазным инструментом керны диаметром от 60 до 150 мм. Из кернов изготовляют образцы-цилиндры высотой 3 — 4 диаметра керна (при измерении скорости ультразвука – 1 — 3 диаметра). Из тонкостенных и мелкоштучных изделий и конструкций допускается отбирать образцы размерами 100×(100 — 150) мм и толщиной, равной толщине изделия или конструкции. Не допускается высушивание образцов ниже влажности бетона в конструкции, из которой вырезаны образцы. Для защиты от высыхания отобранные из конструкции образцы помещают в полиэтиленовые пакеты или защищают другим способом.

А.2.3 Образцы для измерения деформаций оснащают реперами по ГОСТ 8269.0, пункт 4.22.31, рисунок 13. В образцы, изготовляемые в лаборатории, реперы устанавливают, закрепляя их в формах. В образцы, отобранные из конструкций, реперы устанавливают на эпоксидной смоле в высверленные лунки.

А.2.4 Для измерения температуры бетона в центре образца используют образец бетона, аналогичный основным образцам, с отверстием для установки датчика температуры.

А.3 Проведение испытаний

А.3.1 До начала испытаний образцы насыщают по 4.12 водой или 5 %-ным водным раствором хлорида натрия температурой (20 ± 2) °С. Образцы взвешивают, определяют длину образцов или скорость ультразвука, или частоту собственных поперечных колебаний образцов.

А.3.2 Для измерения температуры в образец бетона устанавливают температурный датчик, после чего образец с датчиком помещают в середину морозильной камеры.

А.3.3 В зависимости от режима испытаний (по первому, второму или третьему методу) насыщенные водой или 5 %-ным водным раствором хлорида натрия образцы размещают на стеллажах морозильной камеры или помещают в емкости с раствором хлорида натрия, которые устанавливают в морозильную камеру.

А.3.4 Замораживание и оттаивание образцов проводят по режиму первого, второго или третьего метода (см. таблицу 1). Продолжительность замораживания и оттаивания принимают в зависимости от минимального размера образцов по таблице 5. Для образцов минимальным размером 60 — 100 мм, отобранных из конструкций, принимают тот же режим, что и для образцов размерами 100×100×100 мм.

А.3.5 После заданного числа циклов замораживания и оттаивания определяют длину образцов или скорость ультразвука, или частоту собственных поперечных колебаний образцов. Число циклов принимают по таблице 4.

Примечание — В случае если марка бетона по морозостойкости не задана, испытания проводят последовательно при числе циклов, указанных в таблице 4, до достижения образцами критических значений параметров, указанных в А.5.

А.3.6 При испытании по первому и второму методам воду или раствор хлорида натрия в ваннах для оттаивания меняют через каждые 100 циклов замораживания и оттаивания. При испытании по третьему методу раствор хлорида натрия в емкостях меняют через каждые 20 циклов замораживания и оттаивания.

А.3.7 При повторной установке в камеру расположение образцов в камере меняют. Разность температуры в отдельных зонах по объему камеры в середине периода замораживания не должна превышать 3 °С.

А.3.8 Испытания продолжают до уменьшения массы образцов на 2 % или увеличения длины образцов на 0,1 %, или снижения скорости ультразвука при сквозном продольном прозвучивании на 15 %, или до уменьшения динамического модуля упругости на 25 % исходного значения.

А.3.9 При измерении массы и длины образцов, скорости ультразвука и динамического модуля упругости образцы осматривают и отмечают дефекты. При появлении трещин, сколов и шелушения ребер образцы снимают с испытаний.

А.3.10 При перерывах в испытании образцы следует хранить в замороженном состоянии по 4.13.

А.4 Обработка результатов испытаний

А.4.1
Динамический модуль упругости
Динамический модуль упругости Е

отн, %, после
N
циклов замораживания и оттаивания рассчитывают по формуле

— значение динамического модуля упругости до замораживания;

1 — значение динамического модуля упругости после
N
циклов замораживания и оттаивания;

— частота собственных поперечных колебаний образца до замораживания;

1 — частота собственных поперечных колебаний образца после
N
циклов замораживания и оттаивания.

А.4.2
Скорость ультразвука
Снижение скорости ультразвука в образце DS

уз, %, рассчитывают по формуле

— скорость ультразвука при сквозном продольном прозвучивании образца до замораживания;

1 — скорость ультразвука при сквозном продольном прозвучивании образца после
N
циклов замораживания и оттаивания.

А.4.3
Деформация
Относительную деформацию образцов L

с, %, после
N
циклов замораживания и оттаивания рассчитывают по формуле

1 — показание индикатора до замораживания, мм;

2 — показание индикатора после
N
циклов замораживания и оттаивания, мм;

g — длина образца до замораживания (расстояние между реперами), мм.

А.4.4
Масса
Изменение массы образца Dm

, %, рассчитывают по формуле

— масса образца до замораживания и оттаивания, г,

1 — масса образца после
N
циклов замораживания и оттаивания, г.

А.4.5 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующие данные:

— способ изготовления образцов (например, изготовлены в лабораторной форме, вырезаны из затвердевшего бетона);

— форма и размеры,

— место отбора и ориентация образцов, вырезанных из конструкции (параллельно или перпендикулярно укладываемым слоям бетонной смеси), другая информация,

— масса образцов до замораживания и после размораживания,

— расстояние между реперами,

— наличие дефектов перед испытаниями;

— уменьшение массы каждого образца и среднее значение в серии,

— дефекты каждого образца, обнаруженные во время испытаний, и число циклов, при котором появились дефекты,

— значение относительного динамического модуля упругости до и после замораживания и оттаивания для каждого образца и среднее значение для серии образцов,

— деформация каждого образца и среднее значение для серии образцов,

— изменение (снижение) скорости ультразвука, %.

Примечание — В зависимости от принятого метода испытаний в протокол испытаний вносят результаты по А.4.1 или А.4.2, или А.4.3, или А.4.4.

А.5 Заключение о результатах испытаний

Образцы признают выдержавшими испытание, если снижение среднего для серии образцов значения скорости ультразвука не превышает 15 % исходного значения, или снижение среднего значения относительного динамического модуля упругости не превышает 25 %, или среднее значение деформаций образцов не превышает 0,1 %, при этом среднее значение уменьшения массы не превышает 2 %, на образцах отсутствуют трещины, сколы, шелушение ребер. Марку бетона по морозостойкости устанавливают по числу циклов замораживания и оттаивания, при котором образцы отвечают указанным выше критериям.

При испытании с применением нескольких способов контроля состояния образцов (скорости ультразвука, динамического модуля упругости, деформаций образцов) марку бетона по морозостойкости устанавливают по каждому среднему значению показателя, после чего принимают минимальную марку из установленных.

Виды оценки и контроля

Бетон для возможности его применения в строительстве должен отвечать многим параметрам. В число таких можно включить: устойчивость к низким температурам, водонепроницаемость, прочность, стойкость к деформациям и многое другое. Чтобы определить те или иные характеристики, в рамках экспертизы прибегают к разнообразным испытаниям, которые могут проводиться как в лабораторных условиях, так и на строительной площадке. Методы подразделяются на два основных типа:

разрушающие (выбуривание, отрыв и прочие);
не разрушающие (исследование ультразвуком, так называемый упругий отскок и т.д.).

Строительно-технические характеристики, а также применяемые методики для их определения зафиксированы в многочисленных ГОСТах. Результаты исследований заносятся в так называемый протокол испытания, на основе которого выдается заключение о свойствах бетона и его пригодности для тех или иных целей.

Если говорить об экспертизе, которая проводится на проектной стадии разрушающим методом, то такая включает в себя множество лабораторных исследований. К числу основных из них относятся:

определение морозостойкости;
исследование водонепроницаемости;
определение прочности на сжатие;
исследование удобоукладываемости и многие другие.

В рамках проверок используется профессиональное оборудование, и создаются условия, которые максимально приближены к тем, что сопровождают бетон в процессе его эксплуатации. Лабораторные испытания проводятся с применением образцов различной массы и размеров. Для каждого из параметров исследования применяется отдельная методология.

Приложение Б (обязательное)

Определение коэффициента перехода при испытании образцов бетона на морозостойкость различными методами

Примечание — В настоящем приложении приведены правила определения коэффициентов перехода при испытании образцов бетона на морозостойкость методами, приведенными в настоящем стандарте (далее — стандартные методы), и другими многоцикловыми методами.

Б.1 Коэффициенты перехода устанавливают для каждой марки бетона по морозостойкости, приведенной в таблице 4.

Б.2 Для установления значений коэффициентов перехода испытывают предлагаемым и стандартным методами по шесть серий образцов.

Б.3 Образцы каждой серии изготовляют из одной пробы бетонной смеси. Образцы всех серий должны твердеть в одинаковых условиях.

Средняя плотность бетона в каждой серии образцов не должна отличаться более чем на 30 кг/м3.

Б.4 Для каждой серии образцов определяют значение коэффициента перехода Kj

от марки бетона по морозостойкости, определенной предлагаемым методом, к марке бетона, определенной стандартным методом, по формуле

где — среднее число циклов замораживания и оттаивания образцов, при котором достигается предельное значение характеристик образцов при испытании предлагаемым методом;

— среднее число циклов замораживания и оттаивания образцов, при котором достигается предельное значение характеристик образцов при испытании стандартным методом.

Б.5 Для всех серий образцов вычисляют среднее значение коэффициента перехода по формуле:

— число серий образцов.

Среднеквадратическое отклонение sп

определяют по формуле

max и
K
min — максимальное и минимальное значения коэффициента перехода;

a — коэффициент, принимаемый по таблице 6.

Коэффициент вариации коэффициентов перехода Vk

определяют по формуле

Экспериментально установленный коэффициент перехода может быть использован, если значение коэффициента вариации Vk

Определение прочности на растяжение

Еще один немаловажный фактор, который влияет на качество бетона и требуется для определения надежности изготовленных из него изделий. Проводится это испытание на сериях заготовок, которые сформированы с учетом тех же требований, что и при вычислении прочности при сжатии.

При осуществлении подобного рода исследований берется 1 м3 бетона с ребром 30, 20, 15 или 10 см. Посредством специального оборудования он растягивается до тех пор, пока не утратит своей целостности.

Читайте также: