Вплив негативних температур на формування структури бетону

Перш ніж перейти до розгляду досвідчених даних про твердінні бетону при негативних температурах, слід звернутися до результатів досліджень з впливу морозу на структуру і деформативність його в ранньому віці.

У молекулярній фізиці вода розглядається як система молекул, що знаходяться в коливальному, трансляційному і обертальному рухах. При зниженні температури води зменшується внутрішня енергія, сповільнюється самодифузія молекул, збільшується ймовірність виникнення і зростання центрів кристалізації, які розташовуються у вигляді ажурної структури льоду. Температура впливає на з'єднання і поділ декількох найпростіших молекул води. Так, наприклад, молекули складу Н20 існують тільки у пароподібний води при дуже високих температурах. При температурах 100-200 ° С молекули водяної пари мають склад (Н20) 2-дігідрол. У рідкої води при температурі близько 100 ° С молекули мають склад (Н20) 3 – трігідрол, а при більш низьких температурах число їх поступово зменшується за рахунок подвоєння трігідролов, тобто утворення молекул (Н20) 6. У твердій фазі виходять молекули (H20) J2. У критичних точках, тобто при 0 і 100 ° С, активність води в хімічних реакціях сильно знижується внаслідок агрегування її молекул. До речі, кухня з мдф відреагує на воду, так само негативно, як і бетон, тому її краще експлуатувати в сухому приміщенні.

При замерзанні вода збільшується в об'ємі приблизно на 9% (густина льоду при замерзанні чистої води дорівнює 0,917, а мінералізованою вище). Викликувані заморожуванням бетонної суміші або укладеного бетону малої міцності розбухання і зсув зерен в контактах його складових призводять до порушення зчеплення між окремими зернами ще недостатньо зцементованих між собою складових бетон матеріалів. Утворені найтонші крижані прошарки порушують контакт між цементним розчином і крупним заповнювачем, а також арматурою. Багаторазове заморожування і відтавання бетону, що має місце пізньої осені та ранньою весною, коли з'являються розширення та усадка його в обсязі, ще більше порушують внутрішнє зчеплення між складовими матеріалами та призводять до збільшення втрати міцності бетону.

Поверхнева та внутрішня структура бетону порушується не однаково при різних негативних температурах. При більш низькій температурі утворюється більше дрібних кристалів льоду, а після відтавання в структурі бетону спостерігається безліч дрібних пір. При швидкому замерзанні вода не встигає мігрувати до фронту охолодження. Тому на поверхні бетону не відбувається скупчення і замерзання її у вигляді великих голок і лінз. На рис. 6.1 представлена структура зовнішньої поверхні зразків після їх заморожування при -5 і -50 ° С і твердевшіх потім при позитивній температурі. Приблизно така ж структура, як при -5 ° С, виходить при температурі -2 ° С. Досліди показують, що заморожування при негативних температурах, близьких до 0 ° С, зазвичай сильніше відбивається на зниженні міцності і морозостійкості бетону, ніж при більш низьких негативних температурах. При температурі -20 ° С на поверхні дослідних зразків ще спостерігаються значні структурні порушення.

1 вересня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru