Résistance au gel du béton: nous estimons le comportement du

Beaucoup de ceux qui construisent des maisons dans la zone climatique avec un refroidissement régulier cherchent à augmenter la résistance au gel du béton. Cette question est très pertinente, car une forte baisse de température, et plus encore, ses fortes baisses entraînent une usure accrue des structures et accélèrent le processus de destruction.

Ci-dessous, nous examinons ce qui arrive au béton lorsqu'il gèle et comment prévenir les conséquences négatives de ce processus.

Processus dans le matériau

Pour comprendre de quoi dépend la résistance du lait de ciment aux basses températures et comment l’améliorer, il est nécessaire d’étudier les processus intervenant dans le matériau lui-même. Et ici, il convient de noter qu’une exposition prolongée au béton froid perd rapidement de sa résistance, en particulier dans la partie de surface.

À ce jour, deux hypothèses expliquent ce phénomène:

• Selon un point de vue, les cristaux de glace sont la cause de la destruction du matériau de l'intérieur. L'humidité, qui s'infiltre dans les pores du matériau, gèle sous l'effet de basses températures et augmente de 10 à 12% en volume environ. Les inclusions de glace affectent les parois des pores, les détruisant et réduisant la densité de la solution.
• Selon d’autres déclarations, le principal facteur néfaste n’est pas la glace en soi, mais le liquide qui reste dans les capillaires pendant la congélation. La glace pousse contre les restes d'eau, qui ne sont pratiquement pas comprimés, et détruisent les canaux d'un diamètre de 5 à 100 nanomètres.

Faites attention! Bien que la seconde hypothèse jouisse d'un grand prestige auprès des spécialistes, les deux ne se contredisent pas. Dans tous les cas, la raison principale est appelée une augmentation du volume du liquide lors de la transformation en glace.

• Dans ce cas, il est important que le liquide en expansion et la glace remplissent les pores d’un volume fixe et en même temps suffisamment petit. C’est pour cette raison que la résistance au gel du béton cellulaire sera supérieure à celle des compositions de ciment à corps entier d’une marque similaire: le volume de réserve des cavités permet de compenser la charge résultante.

Il convient de noter que la destruction des structures due aux contraintes internes se produit de manière inégale:

• Initialement, la forme des faces saillantes est brisée et les angles sont ébréchés.
• Il y a ensuite des microfissures sur les zones planes des surfaces ouvertes, qui se confondent rapidement dans de grandes zones endommagées. Cela peut entraîner le pelage du béton et la formation de grands nids-de-poule.
• Au troisième stade, le liquide pénètre dans les structures profondes de la structure et son accumulation dans de grandes fissures provoque une destruction importante.

Séparément, il convient de noter que l'intensité de l'exposition est renforcée par le fait que différents composants du béton ont un coefficient de déformation thermique différent. Les différences dans les changements de volume du monolithe de ciment, de l'agrégat minéral et du ferraillage en acier amènent à penser qu'avec le temps, des zones de moindre densité se forment sur les lieux de contact.

Analyse de matériaux

Indicateurs de résistance au froid

La résistance au froid est généralement comprise comme la capacité d'un matériau à résister aux basses températures sans destruction ni déformations irréversibles. Pour la désignation numérique de ce paramètre, une telle valeur est utilisée comme classe de résistance au gel du béton (F) - nombre de cycles de gel / dégel que le béton de cette marque peut supporter jusqu'à ce que sa résistance à la compression diminue de 5%.

Ainsi, la résistance au gel du béton F200 signifie qu’avant le début d’une perte de résistance notable, le matériau peut geler et dégeler au moins 200 fois, ce qui est un indicateur assez significatif. De tels bétons peuvent être utilisés avec succès en Russie centrale, caractérisée par de fréquents changements de température en hiver.

Faites attention! La résistance au gel du béton bitumineux et de la chaussée sur le liant de ciment est déterminée de manière quelque peu différente: le matériau ne devrait pas perdre plus de 5% de la masse.

Étant donné que la résistance aux basses températures dépend en grande partie de la solidité de la base, il existe un lien direct entre la classe de matériau et un indicateur tel que la qualité du béton résistant au gel. Les formulations les plus courantes et leurs caractéristiques sont données dans le tableau:

Comme vous pouvez le constater, la dépendance est assez évidente. Plus la résistance du matériau est élevée (respectivement, plus son prix sera élevé), plus il résistera longtemps et efficacement au gel.

 La caractérisation

La détermination de la résistance au gel du béton selon GOST (GOST 10060.0) s'effectue de la manière suivante:

• Un échantillon de la structure du milieu est prélevé dans le lot de béton (c'est-à-dire sans ajouter ni enlever de charge).
• Les échantillons diffèrent de cet échantillon par la forme - des cubes avec un bord de 100 ou 200 mm.
• L'échantillon est séché pendant 28 jours pour le durcissement, après quoi il est saturé avec de l'eau pendant 4 jours.
• Ensuite, les cubes de béton sont placés dans un congélateur où ils sont soumis à une congélation alternée (- 18⁰C) et décongélation (+18⁰C)
• Après le nombre de cycles requis, une étude des propriétés mécaniques du matériau est réalisée à l'aide d'une presse.
• Sur la base de la modification de l'indice de résistance à la compression, en fonction de la durée de l'exposition à la température, une conclusion est formulée sur le degré de résistance au froid du matériau.

Faites attention! Les tests accélérés sont également autorisés avec une congélation répétée ou unique suivie d'une détermination calculée des paramètres.

Pour faciliter le travail, vous pouvez utiliser un appareil spécial pour déterminer la résistance au gel du béton. Ces dispositifs sont complétés par des chambres de mesure et des échantillons de référence, ce qui permet d'obtenir des informations sur les propriétés opérationnelles du matériau avec un minimum de coûts de main-d'œuvre.

En outre, pour déterminer la résistance au froid, il est possible d'appliquer la méthode par ultrasons selon GOST 26134-84. Sa mise en œuvre prend moins de temps, mais implique l'utilisation d'équipements assez complexes, car vous ne pourrez pas vous débrouiller seul, vous devez vous adresser à des spécialistes.

Résistance accrue aux basses températures

Si nécessaire, vous pouvez réaliser du béton résistant au gel de vos propres mains.

Pour cela, appliquez les techniques suivantes:

• Tout d'abord, il est nécessaire de bien sceller la solution lors de la coulée. Une fois compacté, la porosité du matériau diminue, ce qui signifie que le volume de fluide tombant dans le béton lorsqu'il est saturé diminue.

Faites attention! Il n’est pas suffisant de bayonner pour cela. Il est conseillé d’utiliser un compacteur de vibrations de grande capacité.

• Deuxièmement, l'augmentation de la résistance au gel du béton est réalisée en formant des cavités internes supplémentaires. En même temps, un composant formant un gaz ou formant des pores est ajouté à la solution, ce qui permet de placer des bulles microscopiques dans le matériau.

Astuce! Le volume optimal d'air entraîné dans ce cas est compris entre 4 et 6% du volume total de béton.

• Troisièmement, vous pouvez utiliser des additifs spéciaux qui augmentent la résistance du béton déjà polymérisé aux basses températures.. Ces additifs comprennent les sels de calcium, ainsi que l'urée (urée) - ils réduisent la teneur en glace du matériau en réduisant la densité de l'eau glacée. La glace squameuse formée lors de la congélation de la solution de sel concentrée a un effet moins destructeur sur les parois des pores.
• Enfin, dans certains cas, il suffit simplement de protéger la surface du contact direct avec l’humidité.. Ici, on peut utiliser à la fois des imprégnations polymères et des peintures avant formant un film dense.

Conclusion

Les informations fournies dans l'article sur ce qui se passe dans la solution lorsqu'elle gèle, sur la détermination de la résistance du béton au gel selon GOST et sur les mesures à prendre pour l'augmenter sont très importantes. Une exposition prolongée à une température basse, ainsi que des congélations et des décongélations répétées, peuvent littéralement réduire en quelques années la résistance d'une structure en béton de près de la moitié.

Si vous voulez savoir comment l'éviter, lisez attentivement les recommandations ci-dessus et regardez la vidéo présentée dans cet article.