Rano ispitivanje otpornosti betona na smrzavanje

Sažetak U članku su opisane dvije metode ispitivanja otpornosti na smrzavanje: ispitivanje na svježem betonu (AVA-metoda) i direktna metoda ciklusima smrzavanja i odmrzavanja. Istaknuta je prednost AVA-metode kojom se omogućuje preventivno djelovanje u fazi spravljanja betonske mješavine. Prikazana je i ocijenjena i uporabljivost dvije vrste cementa te je utvrđeno zaštitno djelovanje strukture mikropora na trajnost betona izloženog agresivnom djelovanju okoliša dvaju razreda izloženosti.

Autori:

Mr.sc. Ana Hranilović Trubić, dipl.ing.građ., Institut građevinarstva Hrvatske;
dr.sc. Dunja Mikulić, dipl.ing.fi z., Građevinski fakultet Zagreb;
Srđan Uzelac, dipl.ing.građ., Institut građevinarstva Hrvatske
UDK 666.972.001.4:699.86
1 Uvod

Razaranje betona djelovanjem niskih temperatura vrlo je složena pojava i predmet je mnogih stručnih i znanstvenih istraživanja. Mehanizam razaranja počinje u većim kapilarama smrzavanjem pri 0°C, dok u manjim porama smrzavanje počinje na znatno nižim temperaturama. Prijelazom vode u led volumen se povećava za približno 9% pa preostala voda dolazi pod tlak. Pri tome se led ne može širiti u smjeru okomito na stijenku pore zbog otpora krute tvari, već samo u smjeru osi pore, prema mjestu ispunjenom zrakom. Smrzavanje betona počinje od površine betona i u dubinu napreduje sve sporije. Zbog toga su oštećenja površine najjače izražena.

Soli za odmrzavanje kojima se posipaju prometnice, kao NaCl i CaCl2 i druge, otapaju se u vodi koja prodire u pore. Pri smrzavanju se smrzava samo voda, a soli ostaju u nesmrznutoj vodi, gdje se njihova koncentracija povećava. Kada se koncentracija soli u otopini toliko poveća da ona postane zasićena, počinje kristalizacija soli u porama. Kristalizacijski tlak soli na stjenke pora istog je reda veličine kao tlak leda. Zbog toga se beton izložen djelovanju soli za odmrzavanje brže oštećuje i razara.
Unutarnji tlakovi koji se javljaju u betonu tijekom smrzavanja, mogu se smanjiti stvaranjem zračnih pora u cementnoj pasti uporabom dodataka koji uvlače zrak sa sobom.
Zbog dugotrajnosti ispitivanja otpornosti betona na smrzavanje bilo direktnim ili indirektnim metodama, spoznaja o otpornosti najčešće je zakašnjela. Tako primjerice vrijeme za provedbu ispitivanja direktnom metodom, naizmjeničnim ciklusima smrzavanja i odmrzavanja (100 ciklusa) iznosi oko 30 dana za uzorke u 28-dnevnoj starosti. Indirektnim načinom ispitivanja mikroskopskom metodom na očvrslom betonu prema normi HRN EN 480-11:2004 može se skratiti to vrijeme na 7 do 10 dana, što još uvijek može biti prekasno jer se poželjna struktura mikropora lako mijenja tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje.

Poznato je da je učinkovitost sustava uvučenih zračnih pora, određena brojem vrlo malih blizu smještenih zračnih pora, a ne volumenom pora. Uobičajeno se dosada tijekom pokusnih ispitivanja metodom porometra utvrđivala ukupna količina zraka u svježem betonu, što nije dostatan parametar već jedan od uvjeta u sustavu zračnih pora koji mora zadovoljavati i specifi čnu površinu i faktor razmaka pora.
Upotrebom analizatora zračnih pora (AVA-metoda) mogu se izvesti korekcije sastava betona u fazi spravljanja i tako osigurati potrebna otpornost i trajnost konstrukcije.