Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Mrozoodporność betonów wykonanych z cementów napowietrzających - znaczenie praktyczne

16.01.2019

Odporności na działanie mrozu sprzyjają zwiększona zawartość powietrza i zmniejszenie wymiarów porów w betonie.

 

STRESZCZENIE

W artykule przedstawiono mrozoodporność betonu z cementami napowietrzającymi. Badania przeprowadzono dla betonów wykonanych z cementów portlandzkich wieloskładnikowych, hutniczych oraz wieloskładnikowych dodatkowo zróżnicowanych rodzajem domieszki napowietrzającej oraz sposobem przygotowania cementu. Wykonano badania mrozoodporności wewnętrznej betonów oraz odporności na powierzchniowe łuszczenie. Wykazały one, że większość betonów z cementem napowietrzającym spełnia warunek mrozoodporności.

 

ABSTRACT

In this paper are presented frost resistance of concrete with air-entraining cement. The researches were carried for concretes made of multicomponent Portland, metallurgical and multi-component cements additionally differentiated by the type of aerated admixture and the method of cement preparation. There were tested internal frost resistance of concrete and a salt frost scaling of concrete. The study have demonstrated that most of the concrete made with air-entraining cement met the condition of frost resistance.

 

Trwałość kompozytu cementowego jest najważniejszym kryterium oceny tego materiału. Natomiast ze względu na trwałość kompozytu cementowego istotną właściwością jest jego mrozoodporność. W ocenie mrozoodporności betonu poszukiwano metod umożliwiających pewne i szybkie zapewnienie odporności na cykliczne zamrażanie-rozmrażanie. Wśród metod materiałowo-strukturalnej ochrony betonu przed szkodliwym działaniem mrozu można wyodrębnić dwa zasadnicze działania zmierzające do uzyskania maksymalnie szczelnej, nieprzesiąkliwej struktury, tj. przez obniżenie wskaźnika w/c, stosowanie dodatków mineralnych i domieszek uplastyczniających oraz przez właściwe napowietrzenie. Termin „napowietrzanie” odnosi się do powietrza celowo wytworzonego w mieszance betonowej w wyniku działania domieszki napowietrzającej.

Mechanizm szkodliwego działania mrozu na beton wyjaśnia praca T. Powersa [1]. Sformułował on jako pierwszy teorię ciśnienia hydraulicznego. Założenia tej teorii są następujące: woda przy zamarzaniu powiększa swoją objętość o ok. 9%, wypychając jeszcze niezamarzniętą wodę do pustych porów. Gdy droga przepływu wody przekracza odległość krytyczną, ciśnienie wywierane przez wodę na ścianki kapilar przekracza wytrzymałość zaczynu na rozciąganie i niszczy strukturę betonu. Maksymalne ciśnienie wody zamarzającej w zamkniętej przestrzeni może przekroczyć nawet 200 MPa. Warunkiem powstania ciśnienia krytycznego jest przekroczenie granicznego stopnia nasycenia betonu wodą. Dlatego hipoteza ta została nazwana teorią ciśnienia hydraulicznego [1]. Napowietrzenie betonu małymi porami w takiej ilości - by uśredniona, największa odległość L dowolnego punktu wewnątrz stwardniałego zaczynu cementowego do najbliżej położonego pora powietrznego, jak wyliczył Powers, nie była większa od 0,25 mm i 0,20 mm w przypadku stosowania środków odladzających - umożliwia pełne zabezpieczenie betonu przed uszkodzeniami mrozowymi. Pory te stanowią dodatkowe objętości, w które może być wtłaczana woda wypychana przez lód w kierunku postępującego zlodowacenia, bez powodowania destrukcyjnych zniszczeń. Odporności na działanie mrozu sprzyjają zwiększona zawartość powietrza i zmniejszenie wymiarów porów w betonie, ponieważ oba te czynniki powodują zmniejszenie odległości między porami. Powszechnie dziś stosowanym działaniem w celu zapewnienia ochrony materiałowo- -strukturalnej betonu jest właściwe jego napowietrzenie. W celu zapewnienia mrozoodporności betonu norma [2] wymaga jego napowietrzenia na poziomie 4-7%. Wprowadzone ostatnio przez GDDKiA ogólne specyfikacje techniczne [3], jako wzorcowe w nowych inwestycjach komunikacyjnych, wprowadzają nowe i rozszerzone wymagania dotyczące napowietrzenia mieszanki i betonu, szczególnie w odniesieniu do struktury napowietrzenia betonu. Również Komitet 201 Amerykańskiego Instytutu Betonu (ACI) wymaga stosowania domieszki napowietrzającej w betonach narażonych na destrukcję mrozową [4].

 

Tab. 1. Skład betonu zgodnie z PN-EN 480-1 dla klasy ekspozycji środowiska XF0-XF3

Składnik

Ilość/1000 dm³

Woda, kg

175,00

Cement, kg

350,00

w/c

0,50

Piasek, kg

522,50

Kruszywo żwirowe, otoczkowe 2-8 mm, kg

511,90

Kruszywo żwirowe, otoczakowe 8-16 mm, kg

853,10

 

Rys. 1. Mrozoodporność wewnętrzna betonów z cementem napowietrzającym CEM II/B-V

 

Rys. 2. Mrozoodporność wewnętrzna betonów z cementem napowietrzającym CEM II/B-S

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil na Google+