Морозостойкость и гидрофобность бетона.

Морозостойкость бетонных изделий не зависит от прочности бетона на сжатие и водопоглащения, но напрямую зависит от размера и формы пор и капилляров в цементном камне. Если в цементном камне множество микропузырьков воздуха в виде замкнутых сфер с внутренней гидрофобной поверхностью, которые собой прерывают сквозные капилляры, то такой бетон можно считать достаточно морозостойким и водонепроницаемым.

Вода никогда не заполняет такие микросферы более чем на 2/3 объема, даже при полном погружении бетона в воду и в случае замораживания первые появившиеся кристаллы льда, увеличиваясь в объеме давят на не замерзшую воду как поршень, отжимая ее в свободную часть микросфер.

Когда вся система замерзает то воздушные полости в виде микропузырьков компенсируют давление льда на цементный камень изнутри, которое и является причиной разрушения бетона от мороза. После оттаивания вода из микросфер выталкивается силою гидрофобной поверхности обратно в капилляры и так может продолжатся тысяча циклов без разрушения бетона.

Бетонный кубик с микросферами и насыщенный водой после глубокой заморозки уменьшается в размере, как любое твердое тело после охлаждения,а без микросфер наоборот увеличивается за счет внутреннего давления льда на стенки капилляров бетона и количество таких циклов до его полного разрушения весьма ограничено.

Образование микропузырьков в цементном камне это следствие применения ПАВ гидрофобного типа при изготовлении бетона, все равно какого подвижного или жесткого. Гидрофобные ПАВ активны на разделе фаз жидкость — газ, в данном случае воздух — цементное тесто и обладают способностью вовлекать или дробить ущемленный воздух на сверх мелкие пузырьки воздуха в количестве до четверти млн единиц на один кубический сантиметр цементного теста.

При изготовлении химических добавок для полусухого вибропрессования в основном применяются ПАВ гидрофобного типа, которые снижают поверхностное натяжение воды и тем самым улучшают смачиваемость поверхности компонентов полусухой бетонной смеси. Для справки; ПАВ гидрофильного типа не снижают поверхностное натяжение воды и не вовлекают воздух в смеси и поэтому их используют в технологиях подвижного и литого бетонов.

Гидрофобные ПАВ соответствуют своему названию и могут в процессе гидратации цемента придавать порам, капиллярам да и самой поверхности бетона гидрофобные, а проще сказать водоотталкивающие свойства. Как правило это водорастворимые натриевые соли имеющие длинную углеводородную гидрофобную цепочку и при гидратации цемента натрий замещается активным кальцием, что переводит эти растворимые соли в нерастворимые водой гидрофобные соединения, которые становятся частью цементного камня и разрушить их можно лишь только разрушив сам бетон.

Бетон изготовленный с применением гидрофобных ПАВ очень долговечен в любых климатических условиях и агрессивных средах, включая прибрежную морскую зону. Тротуарная плитка произведенная по технологиям вибропрессования или вибролитья не размораживается, не теряет своего цвета и не боится противо гололедных реагентов.