Деструктивні і конструктивні процеси при заморажіваніі- відтаванні бетону

Заморожування-відтавання водонасиченого бетону впливає на його мікроструктуру і властивості, зокрема і міцність.

Це вплив є досить складним і не обмежується деструктивними процесами. У ті періоди, коли бетон перебуває при позитивних температурах (відтавання від 0 до +18 ° С і подальше охолодження до 0 ° С), в ньому тривають конструктивні процеси гідратації цементу і зростання міцності. В результаті при систематичному визначенні міцності бетону, що піддається циклічному заморожування-відтавання, спочатку спостерігається зростання міцності і лише після деякого числа циклів випробування – її зниження.
Зростання міцності відбувається при знаходженні бетону в процесі випробувань при позитивних температурах і пояснюється триваючої гидратацией цементу в цей період. Вона навіть посилюється завдяки виникненню мікротріщин, які порушують гелеві оболонки навколо залишків зерен цементу, що покращує доступ води до них.
При експлуатації конструкцій в зовнішніх умовах в них також протікають не тільки деструктивні, але і конструктивні процеси. Вони мають місце як при позитивних температурах у весняний і осінній періоди, так і в літній період при хоча б періодичному зволоженні бетону. Вище вже була розглянута здатність бетону до самозаліку тріщин. Вона проявляється при позитивних температурах і в бетоні, які були піддані дії морозу. Причому тривалість теплого періоду бетон конструкцій надає більший вплив, ніж для безперервно зразків. До нової зими конструкції мають «заліковану» структуру і велику міцність, ніж після закінчення попередньої.

Стандартне визначення морозостійкості

Стандарт передбачає два базових методи визначення морозостійкості. При цьому він одночасно є прискореним для звичайних бетонів. Нормовані і два інших прискорених методу.
Перший базовий метод передбачає заморожування зразків стандартних розмірів на повітрі при -18 ° С і відтавання їх у воді при 18 ° С. Зразки стандартного віку насичуються водою протягом 96 годин. Вони поділяються на контрольні (для визначення міцності перед початком випробувань на морозостійкість) і основні, що піддаються цим випробуванням. Заморожування-відтавання проводиться не рідше одного разу на добу. Зразки випробовуються після проміжного числа циклів, що становить 60-80% від їх необхідної кількості. При позитивному результаті випробування тривають до числа циклів, що відповідає необхідній морозостійкості. Критерієм її вичерпання є зниження міцності основних зразків у порівнянні з контрольними більш ніж на 5%. У загальному випадку стандарт не дозволяє визначити фактичну морозостійкість бетону, а лише встановлює, витримав бетон задану кількість циклів, т. Е. Має необхідну марку по морозостійкості, чи ні.
Для встановлення фактичної морозостійкості бетону необхідно розширити план експерименту: послідовно випробувати кілька серій зразків, що піддаються заморожування-відтавання, і отримати криву зміни їх міцності.
Прискорені методи визначення морозостійкості також прийнято позначати номерами: другий, третій і четвертий.
| За другим методом зразки насичують 5% розчином хлористого натрію і розморожують в цьому ж розчині. Руйнування в порівнянні із зразками, насиченими водою, прискорюється в кілька разів. Тому марка по морозостійкості дорожніх бетонів, для яких цей метод є основним, має більший «вагу». Так, F200 для них відповідає F600 для звичайних бетонів. Для дорожніх бетонів встановлено також додатковий критерій руйнування: втрата маси не більше 3%.
| За третім методом зразки, насичені 5% розчином NaCl, заморожують при температурі -50 ° С. Крім того, зразки заморожуються нема на повітрі (як в попередніх методах), а також в розчині хлористого натрію. При таких жорстких умовах випробувань руйнування прискорюється в 30-40 разів. Використання методу ускладнюється необхідністю мати низькотемпературну камеру.
| Четвертий метод заснований на визначенні об’ємних деформацій бетону при одноразовому заморожуванні при -18 ° С. Він підкуповує швидкістю випробування. У той же час не дивлячись на включення в ГОСТ, метод продовжує викликати сумніви в коректності. Ряд фахівців вважає, що одноразове заморожування не може моделювати складні процеси в бетоні, що протікають при багаторазовому заморожуванні-відтаванні.
Розрахунок числа стандартних циклів за результатами прискорених випробувань і визначення марки за морозостійкістю проводиться за допомогою таблиці стандарту, фрагмент якої наведено нижче. Вона ж показує ступінь прискорення випробування для кожного методу. Чим нижче рівень морозостійкості бетону, тим прискорення руйнування більше.

Ссылка на основную публикацию