Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги по будівництву

 Властивості бетону


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

ГЛАВА 7. Довговічність бетону

 

 

Дія морозу на затверділий бетон

 

Розглянемо тепер затверділий бетон, піддає поперемінному заморожуванню і відтаванню в інтервалі температур, найбільш часто зустрічається в природі.

З пониженням температури насиченого водою затверділого бетону вода, проникаючи в пори цементного каменю, замерзає аналогічно замерзання в капілярах гірських порід і викликає розширення бетону.

При повторному заморожуванні відбувається подальше розширення, так що повторні цикли заморожування і відтавання мають куммулятивный ефект. Великі пори в бетоні, утворені при недостатньому ущільненні, звичайно заповнені повітрям і тому не роблять істотного впливу на дію мороза.

Заморожування - процес поступовий внаслідок невеликої швидкості теплопереносу через бетон, збільшення концентрації лугів ще не замерзлій воді, а також внаслідок зміни температури замерзання в залежно від розміру пор.

Хоча поверхневий натяг кристалів льоду в капілярах створює в них тиск, тим більше, чим менше кристал, заморожування починається у великих порах і поступово поширюється на менші.

Пори гелю занадто малі для утворення кристаликів льоду при температурі вище -78°С, тому зазвичай лід у них не утворюється. З пониженням температури внаслідок різної ентропії води гелю і льоду вода гелю набуває потенційну енергію, що дозволяє їй рухатися по капілярах, містять лід. Дифузія води гелю призводить до зростання кристалів льоду і до розширення цементного каменя.

Таким чином, ми маємо два джерела тиску розширення. Перший: замерзання води спричиняє збільшення об'єму приблизно на 9% так, що надлишок води з пор видаляється. Швидкість заморожування визначає швидкість, з якої видаляється вода, витісняється фронтом льоду. Величина гідравлічного тиску залежить від опору фільтрації, тобто від довжини шляхи і проникності цементного каменю між замерзлої часом і часом, в яку може переміститися надлишок води.

Друга розширює сила в бетоні виникає внаслідок дифузії води, що приводить до зростання відносно невеликої кількості кристалів льоду. Низкою досліджень встановлено, що останній механізм грає важливу роль в руйнуванні бетону під дією морозу. Ця дифузія викликається осмотичним тиском з-за збільшення концентрації місцевого розчину внаслідок відділення замерзає (чистої) води від розчину.



Наприклад, плита, замораживаемая зверху, руйнується, якщо вода підходить до її основи і може проникати крізь товщу плити внаслідок осмотичного тиску. Вологість бетону стає вище, ніж до заморожування, і в ряді випадків спостерігаються руйнування внаслідок розшарування бетону кристалами льоду.

Про осмотическом тиску слід нагадати і в інший зв'язку. Солі, що застосовуються для боротьби з обмерзанням доріг, поглинаються поверхневим шаром бетону. Це створює високий осмотичний тиск, супроводжується рухом води до найбільш холодній зоні, де відбувається заморожування. Експериментальні дані про цьому процесі, однак, недостатні.

Коли тиск розширення в бетоні перевищує межа його міцності при розтягуванні, відбувається руйнування. Ступінь р-азрушения варіює від лущення поверхні до повного руйнування, так як лінзи льоду утворюються, починаючи з поверхні бетону і поширюючись в глиб його. В Англії бордюрні камені (які залишаються вологими протягом довгого часу) найбільш схильні до дії заморожування у порівнянні з іншими бетонними конструкціями. При застосуванні солей для боротьби з обмерзанням дорожні плити також перебувають у важких умовах експлуатації. В країнах з суворим кліматом спостерігаються значні руйнування бетону від дії морозу, якщо не приймається спеціальних мір при його виготовленні.

Морозостійкість бетону залежить від ряду його властивостей: міцності цементного каменю, розтяжності, повзучості, але головними серед них є ступінь насичення і структура порового простору цементного каменю.

Вплив насичення бетону показано на рис. 7.10. Нижче критичного рівня насичення бетон володіє високою морозостійкістю, а сухий бетон взагалі не руйнується (табл. 7.4). Слід зауважити, що навіть в зразках водного твердіння не всі пори заповнені водою, внаслідок чого ці зразки не руйнуються від першого ж заморожування. Бетон при експлуатації в природних умовах втрачає вологу. При повторному зволоженні він вже не може поглинути ту ж кількість води, яке було ним втрачено. Тому перед експлуатацією в умовах зими бетон доцільно висушувати, якщо цього не зробити - руйнування від дії морозу будуть більше.

Яка критична величина насичення? Закритий контейнер, у якому більш 91,7% обсягу зайнято водою, при заморожуванні заповнений льодом і розірветься. Таким чином, 91,7% є критичним насиченням в замкнутому об'ємі. Це не відноситься до пористих тіл, де критичне насичення залежить від розміру зразка, його однорідності і швидкості заморожування. Порожнечі, у які може видалятися надлишкова вода, повинні бути розташовані досить близько до порах, в яких утворюється лід, на цьому засновано використання повітровтягування: якщо цементний камінь розділений на досить тонкі шари бульбашками повітря, у нього немає критичного насичення. Аналогічно у зерна заповнювача немає критичного розміру, якщо воно має низьку пористість або якщо його капілярна система порушена досить великим кількістю макропор. Зерно заповнювача в бетоні може розглядатися як закрита ємність, якщо низька проникність навколишнього його цементного каменю не дозволяє воді проникати в повітряні пори з достатньою швидкістю. Таким чином, зерно заповнювача, насичене водою вище 91,7%, викличе при заморожування руйнування навколишнього бетону.

Слід зазначити, що, як правило, заповнювачі мають пористість від 0 до 5%, заповнювачі з більшою пористістю зазвичай не застосовують. Але і використання останніх не обов'язково призводить до руйнування від дії морозу'. Великі пори, наявні в ніздрюватий бетон і в беспесчаном бетоні, підвищують, очевидно, морозостійкість цих матеріалів.

При застосуванні звичайних заповнювачів також не вдається встановити певну залежність між пористістю заповнювача і морозостійкість бетону.

Вплив висушування заповнювачів перед приготуванням суміші на довговічність бетону показано на рис. 7.11. Можна відзначити, що при застосування насиченого водою крупного заповнювача бетон може зруйнуватися незалежно від вмісту в ньому втягнутого повітря. Якщо заповнювачі не насичені до моменту приготування бетонної суміші або якщо вони частково зневоднюються після укладання, а цементний камінь має замкнуті пори, повторне насичення відбувається з працею, за винятком тривалого знаходження при зниженій температурі.

При повторному зволоження бетону цементний камінь насичується легше, ніж заповнювач, так як вода може проникнути до посилання тільки через цементний камінь, а також тому, що дрібнопористий цементний камінь має великий капілярним тяжінням. Таким чином, цементний камінь легше руйнується, але він може бути захищений залученим повітрям.

    

 «Властивості бетону» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Як приготувати бетон і будівельні розчини

Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон

 

Високоміцний бетон

Глава I. ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

1. МАТЕРІАЛИ, ВИКОРИСТОВУВАНІ ДЛЯ ПРИГОТУВАННЯ БЕТОНУ

2. ВПЛИВ ЯКОСТІ ТА ДОЗУВАННЯ СКЛАДОВИХ НА ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНУ ТА БЕТОННОЇ СУМІШІ

3. ПІДБІР СКЛАДУ ТА КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

4. ОТРИМАННЯ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В ВИРОБНИЧИХ УМОВАХ

Глава 2. ВПЛИВ ЗМІНИ СТРУКТУРИ ЗАТВЕРДІЛОГО БЕТОНУ НА ЙОГО МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІД ДІЄЮ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ

1. МІЦНІСТЬ ТА ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ

2. ДІАГРАМА СТАНІВ БЕТОНУ І ПАРАМЕТРИЧНІ ТОЧКИ

3. ВПЛИВ ПАРАМЕТРІВ RT НА ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І МІЦНІСТЬ БЕТОНУ

4. ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І РУЙНУВАННЯ СТРУКТУРИ БЕТОНУ ПРИ СКЛАДНИХ НАПРУЖЕНИХ СТАНАХ

Г л а в a III. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ ПРИ ОСЬОВОМУ РОЗТЯГУВАННІ

3. МІЦНІСТЬ НА РОЗТЯГ ПРИ ВИГИНІ І РОЗКОЛЮВАННІ

4. НОРМАТИВНІ І РОЗРАХУНКОВІ ОПОРУ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава IV. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ БАГАТОРАЗОВОМУ ТА ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Г л а в а V. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ. МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

1. МЕТОДИ ОЦІНКИ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ЗВ'ЯЗКУ МІЖ МОДУЛЕМ ПРУЖНОСТІ І МІЦНІСТЮ ВАЖКОГО БЕТОНУ

4. ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ І МІЦНОСТІ БЕТОНУ

5. ДЕЯКІ ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З НОРМУВАННЯ ПРУЖНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

6. ГРАНИЧНА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Глава VI. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ. ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

2. ХАРАКТЕР ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МІЖ ПОВЗУЧІСТЮ І МІЦНІСТЮ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗВ'ЯЗКІВ ПОВЗУЧОСТІ І МІЦНОСТІ ВАЖКОГО БЕТОНУ НА ОСНОВІ ВИРАЗІВ

4. ПРО ВПЛИВ РУХЛИВОСТІ БЕТОННОЇ СУМІШІ НА ПОВЗУЧІСТЬ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОВЗУЧОСТІ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ КОНСТРУКЦІЙ

6. ОСОБЛИВОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В НЕЛІНІЙНІЙ ОБЛАСТІ

Г л а в а VII. ВЛАСНІ ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ. УСАДКА БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЕЛИЧИНУ УСАДКИ БЕТОНУ

2. ПРО ДЕФОРМАЦІЙ ЗВ'ЯЗКУ УСАДКИ З ВЛАГОФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕСАМИ В БЕТОНІ

3. УСАДКА БЕТОНІВ РІЗНОЇ МІЦНОСТІ

4. РУХЛИВІСТЬ БЕТОННОЇ СУМІШІ І УСАДКА ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ПРАКТИЧНИЙ МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ДЕФОРМАЦІЙ УСАДКИ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава VIII. ЗМІНА У ЧАСУ МІЦНІСНИХ І ДЕФОРМАТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БЕТОНУ

1. ОЦІНКА ЗРОСТАННЯ У ЧАСІ МІЦНІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОНУ

2. ВПЛИВ СТАРІННЯ БЕТОНУ НА ЙОГО ДЕФОРМАТИВНІ ВЛАСТИВОСТІ

Г л а в а IX. ПРОБЛЕМИ ДОВГОВІЧНОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

1. СТІЙКІСТЬ БЕТОНУ В АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

2. МОРОЗОСТІЙКІСТЬ БЕТОНУ

Глава X. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

 

Розчини будівельні

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

 2. ВИЗНАЧЕННЯ РУХЛИВОСТІ РОЗЧИННОЇ СУМІШІ

3. ВИЗНАЧЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

4. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗШАРУВАННЯ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

5. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ ЗДІБНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

6. ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ РОЗЧИНУ НА СТИСК

7. ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОЇ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНУ

8. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ РОЗЧИНУ

9. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОПОГЛИНАННЯ РОЗЧИНУ

10. ВИЗНАЧЕННЯ МОРОЗОСТІЙКОСТІ РОЗЧИНУ

 

Суміші бетонні