1.8.Определение морозостойкости

Морозостойкость – это способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Вода, находящаяся в порах материала, при замораживании увеличивается в объеме примерно на 10%. Воздействие попеременного замораживания и оттаивания подобно многократному воздействию повторной растягивающей нагрузки, что ведет к усталости материала и его разрушению. Морозостойкость материала зависит от пористости и водопоглощения. Плотные материалы, материалы с замкнутыми порами обладают высокой морозостойкостью. От морозостойкости в большой мере зависит долговечность материалов в сооружениях. Количественной оценкой морозостойкости служит количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы без признаков разрушения.

При этом материал считается выдержавшим испытание, если:

• образцы не имеют видимых повреждений – трещин, выкрашиваний;

• потеря массы составляют <5%;

• потеря прочности на сжатие<25%;

По наибольшему количеству циклов назначается марка материала по морозостойкости М_рз: 15, 25, 35, 50, 100…500.

Марка по морозостойкости назначается с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации, климатических характеристик. Так, ограждающие конструкции зданий (керамические кирпичи и камни, силикатный кирпич, легкие бетоны) имеют морозостойкость 15, 25, 35; бетон для аэродромного и дорожного строительства – 100, 200; гидротехнический бетон – 500.

Для испытания на морозостойкость применяют морозильную камеру, обеспечивающую достижение и поддержание температуры до -20±2^оС.Только в этом случае возможно замерзание воды в тончайших порах и капиллярах материала.

Образцы для испытания должны иметь установленную форму и размеры: бетонные кубы, кирпич и т.п. При испытании щебня или гравия масса пробы должна быть не менее:

1,0 кг – для фракции от 5 до 10 мм;

1,5 кг – для фракции св. 10 до 20 мм;

2,5 кг – для фракции св. 20 до 40 мм;

5,0 кг – для фракции св. 40 до 70 мм;

Образцы очищают, при необходимости промывают, высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу и взвешивают (m), помещают в металлический сосуд с водой, имеющий температуру (20±5)^оС, на 48 часов и доводят до полного водонасыщения (до постоянной массы). Затем образцы помещают в морозильную камеру, доведя температуру в камере до -18±2^оС. Продолжительность цикла замораживания в камере должна составлять 4 часа. Затем образцы извлекают из камеры, опускают в ванну с водой с температурой 20±5^оС и выдерживают до полного оттаивания. Далее циклы повторяют.

После 15,25 и каждых последующих циклов (в соответствии с требованиями ГОСТов для испытуемого материала) образцы высушивают до постоянной массы, осматривают и взвешивают(m₁). Пробу щебня (гравия) высушивают до постоянной массы и просеивают через контрольное сито, на котором она полностью оставалась перед испытанием.

Потерю массы, %, вычисляют по формуле:

,

где m – масса высушенного образца (пробы) до испытания, г;

m₁ – масса высушенного образца (пробы) после испытания, г.

За результат принимают среднее арифметическое значение трех (для щебня, гравия-двух) параллельных испытаний.

Морозостойкость материала можно оценить показателем снижения прочности К_с (∆R) после испытания стандартных образцов на морозостойкость:

,

где - среднее арифметическое значение предела прочности образцов после испытания на морозостойкость, МПа (кгс/см²);

- среднее арифметическое значение предела прочности образцов до испытания на морозостойкость, МПа (кгс/см²);

За результат принимают среднее арифметическое трех определений.