Морозостойкость бетона в солевом растворе

При охлаждении до глубокой отрицательной температуры в первую очередь замерзает растворитель, т.е. вода. Растворенные в ней ионы «отжимаются» к поверхности твердой фазы, создавая в этих объемах повышенную концентрацию их вплоть до пересыщения раствора и, тем самым, обеспечивая условия для возникновения и формирования твердофазных кристаллогидратных новообразований. Поскольку последняя реакция необратима, то при оттаивании сформировавшиеся кристаллогидраты дополняют ранее сложившуюся структуру «реакционных каемок» вокруг непрогидратировавших цементных «ядер» и постепенно уплотняют ее. А многократное повторение этой ситуации способствует росту прочности цементного камня и бетона в целом.

Одновременно с этим явлением знакопеременные температурные воздействия вызывают деструктивные процессы, рассмотренные во введении. В результате на начальном этапе испытаний превалирует эффект побуждения реакций гидратации вяжущего, выражающийся в росте прочности бетона. С течением времени начинают преобладать деструктивные явления, которые в наших экспериментах усилены за счет воздействия периодически прикладываемой к образцам нагрузки.

Возникающие в объеме цементного камня напряжения (особенно в зонах контакта его с заполнителями), приводят к микротрещи- нообразованию. Известно, что этот отрицательный эффект проявляется уже на уровне нагрузки > 30% от «призменной» прочности бетона [24]. В наших экспериментах микротрещинообразование усиливается как за счет повторения в приложении нагрузки через каждые 5 циклов, так и под воздействием знакопеременной температуры и вызываемых ей деструктивных явлений.

В результате увеличение нагрузки сверх 30...40% от прочности бетона проектного возраста (т.е. превышение нижней границы его трещинообразования) сопровождается снижением последней под воздействием циклического замораживания-оттаивания. С увеличением статической нагрузки до 60% и более (т.е., до уровня верхней границы трещинообразования) процесс морозной деструкции бетона и снижение его прочности прогрессирует.

Установлено, что отрицательное воздействие динамической ударной нагрузки примерно соответствует (по фактическим данным снижения прочности бетона) уровню статической нагрузки в 60% и более. На наш взгляд это связано с тем, что и в одном, и во втором варианте воздействия на бетон механическими нагрузками появляются микротрещины в структуре бетона, развитие которых усугубляется действием знакопеременной температуры при замораживании-отта- ивании бетона. Под действием сосредоточенной ударной нагрузки в бетоне возникают локальные очаги достаточно высоких напряжений, которые в хрупком материале приводят к трещинообразованию в зоне удара. Многократное повторение такого воздействия приводит к зарождению микротрещин в цементном камне и последующему их развитию. Этот процесс ускоряется под влиянием факторов, сопровождающих действие знакопеременной температуры, особенно при глубоком замораживании. Следует отметить, что возникающие нарушения структуры будут ухудшать и другие эксплуатационные характеристики бетона.