Процесс разрушения бетона и пористых камней водой при их цикличном замораживании

Разрушение бетона водой такого вида часто встречаются в строительстве. Разрушению морозом подвержены все пористые камни и бетоны открытых сооружений — мостов, дорог, плотин и многих других конструкций, если они насыщаются водой. Механизм разрушения в основном заключается в том, что заполняющая поры камня вода при замораживании увеличивается в объеме приблизительно на 9% и разрывает материал.

Однако замораживание бетона не происходит мгновенно по всему объему, и, следовательно, вода получает возможность отжиматься образующимся льдом в незамерзающие участки.

Весьма важным оказывается также и то, насколько заполнены водой поры бетона. Если они заполнены только на 80—85%, вода имеет возможность расширяться внутри пор, при этом сильного разрушения не происходит. Требуются сотни циклов попеременного замораживания и оттаивания, чтобы вызвать заметные разрушения не полностью насыщенного водой прочного бетона.

Известно также, что замерзание воды в порах бетоны происходит не при нуле градусов. При температуре, близкой к нулю, замерзает лишь часть воды, находящейся в относительно крупных порах бетона. Происходит это по той причине, что вода в бетоне насыщена известью и некоторыми другими оолями и что она распределена между порами и капиллярами разной формы и размеров. Установлено, что в тонких и тончайших капиллярах вода может замерзать при значительно более низкой температуре, чем обычно (в пределах до —70°С).

разрушение пористых камней и бетонов

Кроме того, эта же система пор обусловливает различную скорость передвижения охлажденной воды в бетоне при частичном ее замерзании, что отражается на развитии внутренних напряжений и разрушения бетона.

Наиболее легко разрушаются морозом относительно малопрочные, сильнопористые и одновременно сильно насыщаемые водой камни — пористые бетоны (особенно шлакобетоны), обыкновенный кирпич, глиняный и силикатный кирпич, цементно-известковые растворы. Обычно они выдерживают от 5 до 30 циклов переменного замораживания и оттаивания и не пригодны для использования в сильно увлажняемых открытых конструкциях.

Камни и бетоны с меньшей пористостью (10—15%) и более прочные выдерживают уже до 100—300 замораживаний, а очень плотные их разновидности — до 11000 и более циклов,

Добавить комментарий