Анализ Прочностных Свойств Бетона При Отрицательных Температурах
Потребность долговечности бетона в конструкциях сооружений, используемых в суровых климатических условиях, занимает ведущее место в научных исследованиях как в России, так и за ее пределами ( Канада, Германия и др.). Низкие отрицательные температуры (до -60 °С), долгий зимний период, постоянные перепады температур, наличие вечномерзлых грунтов приводят к преждевременному разрушению бетона в различных конструкциях.
Были проведены исследования, позволяющие глубже разобраться в деструктивных процессах, протекающие при охлаждении бетона до -60 °С. Выяснено, что при увеличении температуры промерзшего до низких температур и водонасыщенного бетона на один градус, в его структуре возникают растягивающие напряжения примерно 0,1-0,2 МПа. Резкий нагрев промерзшего бетона за счет колебания температуры окружающей среды на 15-20 °С приводит к появлению растягивающих напряжений, сравнимых с прочностью бетона при растяжении. Анализ изменения суточных температур наружного воздуха за пять месяцев с наиболее низкой среднемесячной температурой позволил обнаружить около 50 колебаний температуры с перепадом 15 °С за три часа и более 15 колебаний - с перепадом 25 °С в течение 24 часов. Эффект циклических температур в интервале отрицательных значений способствует постепенному уменьшению упругих и механических характеристик бетона и снижению его стойкости.
Для подсчета этого уменьшения прочности были проведены испытания в лаборатории на кубиках с ребром 10 см. Кубики изготавливали из бетона разных составов, отличающихся содержанием цемента, отношением вода: цемент и, соответственно, прочностью бетона (см. Таблицу). При испытаниях применяли цемент Белгородского завода М500, щебень гранитный фракций 5-10 и 10-20 мм пропорция 1: 1, кварцевый песок с модулем крупности, равным 2. Кубики, указанных в таблице составов, были подвергнуты испытаниям на морозостойкость по основному методу. Морозостойкость образцов состава 1 с открытой пористостью 4,1 %, составила 300 циклов, состава 2 (По = 5.6 %) - 200, состава 3 (По = 7,5 %) - 50.
Сделанные образцы находились в течение 7 суток в нормальных температурно-влажностных условиях. Потом их насыщали водой до постоянной массы и направляли в морозильную камеру, обеспечивающую изменения температуры в интервале от -50 до -20 °С, после чего образцы испытывали на сжатие. Тонкий слой льда на поверхности кубиков препятствовал испарению влаги.
Результаты испытаний точно свидетельствуют о сильном снижении прочности бетона на начальных циклах переменного действия отрицательных температур, что объясняется миграцией незамерзшей жидкости в порах геля к кристаллам льда в микро-и макрокапиллярах и, как следствие всего этого, увеличением этих кристаллов. Снижение прочности бетона в значительной мере происходит от водоцементного отношения (В/Ц).
Весьма существенное уменьшение прочности (до 30 %) происходит у образцов состава 3 с наибольшим водоцементным отношением (0,7).
В результате, исследования подтвердили, что в северных климатических условиях бетоны подвергаются специфическим воздействиям внешней среды, которые приводят к нарушению структуры материала, что серьезно сокращает долговечность бетонных и железобетонных фундаментов, находящихся в местах вечной мерзлоты. Для оценки потери прочности бетона в интервале минусовых температур (без перехода чере 0 °С ) представляется разумным введение понятия "морозостойкость II рода".
Следующим шагом в экспериментально-теоретических исследованиях деструктивных процессов в промерзшем бетоне должна быть дифференцированная оценка воздействия количества водонасыщения на свойства бетона в данных климатических условиях.
Показатели прочности бетона при сжатии при воздействии циклического изменения температуры в промежутке от -20 до 50°С (цифры у кривых - номера составов бетона по таблице)
http://www.rusarticles.com/texnologii-remonta-statya/analiz-prochnostnyx-svojstv-betona-pri-otricatelnyx-temperaturax-3498975.html
Об автореИ. С КИСЛАН, кандидат технических наук
Монтаж Натяжных Потолков <Предыдущая | Следующая> Декоративная И Структурная Штукатурки |
---|