12.1 : Воздействие мороза на бетон

Бетонные конструкции в холодном климате, например, поребрики вдоль обочин дорог, могут удерживать влагу. Эта влага делает их восприимчивыми к повреждениям, связанным с заморозками, когда температура опускается ниже нуля. Присутствие влаги ухудшает повреждения во время колебаний температуры, что приводит к повторному замерзанию и оттаиванию. Противообледенительные соли, нанесенные на эти конструкции для таяния льда, усиливают цикл замерзания-оттаивания и втягивают еще больше влаги в бетон.

Этот цикл замерзания-оттаивания в первую очередь вызывает образование налёта на поверхности, когда вода просачивается в бетон и замерзает, расширяясь и оказывая давление. Это давление может разрушить поверхностный слой бетона, что приведет к трещинам и сколам. Когда вода в порах бетона замерзает, это может создать термодинамический дисбаланс с окружающей гелевой водой, заставляя больше воды перемещаться и замерзать, тем самым увеличивая давление. Кроме того, осмотическое давление солей в воде может привлечь еще больше воды в поры, усиливая давление во время циклов замерзания-оттаивания.

Глубже в бетоне D-трещины могут развиваться вблизи краев и стыков. Эти глубокие D-образные трещины указывают на значительные проблемы с прочностью бетона. Бетон, в котором отсутствуют пустоты, вовлеченные воздухом, наиболее уязвим к циклам замерзания-оттаивания. Эти пустоты представляют собой крошечные пространства внутри бетона, которые действуют как буферы, позволяя замерзающей воде расширяться, не вызывая повреждений. Без этих пустот расширение приводит к большему количеству трещин и в конечном итоге к растрескиванию, которое происходит, когда части бетона откалываются, ослабляя общую конструкцию.