Измерение деформаций проводилось в процессе замораживания при температуре —20° С бетонных призм размером 10X10X30 см, выдержанных в металлических формах при температуре 20±ГС и относительной влажности около 90% в течение 0; 12; 24; 48; 60 и 72 ч. При этом фиксировалось некоторое искусственное напряжение мембраны тензодатчика и выбирался относительный нуль, что было продиктовано необходимостью фиксировать не только расширение, но и усадку испытуемых образцов. После стабилизации объемных превращений бетона холодильная камера отключалась и ее температура медленно поднималась до 20+1° С, что дало возможность проследить поведение образцов при оттаивании и зафиксировать остаточные деформации.
Влияние отрицательной температуры на изменение размеров бетонных призм, выдержанных различное время в нормальных температурно-влажпостных условиях. Бетон, охлажденный без предварительного выдерживания, имеет после некоторой усадки максимальное расширение; увеличение срока выдерживания уменьшает величину деформаций. Время твердения бетона в обычных условиях влияет на интенсивность развивающихся деформаций, так что максимальная скорость расширения (около 0,6 мм/м в 1 ч) наблюдается у свежезамороженного бетона. Это объясняется тем, что малопрочная коагуляционная структура бетона обладает минимальной способностью противостоять внутренним напряжениям. В первые минуты твердения лишь небольшое количество воды вступает в химическое взаимодействие с цементом, а остальная ее часть, в малой степени адсорбированная сравнительно крупными частицами вяжущего и заполнителем, замерзает около 0°С.
Предварительное выдерживание уменьшает величину относительных деформаций бетона при его дальнейшем замораживании, ибо в процессе гидратации происходит упрочнение коагуляционно-кристаллизационной структуры материала и бетон начинает приобретать упругие свойства. К этому времени жидкая фаза представлена значительно меньшим количеством минерализованной воды, а капиллярно-пористая структура цементного камня из-за большой удельной поверхности новообразований (около 200 м2/г) интенсивно адсорбирует жидкую фазу. Уменьшение величины и скорости (до 0,05 мм/м в 1 ч) объемных изменений бетона, твердеющего до охлаждения 60 и 72 ч при +20±ГС, дает основание утверждать, что степень упрочнения структуры определяет возможность противодействия ее разрушающим напряжением при —20° С.
В отличие от приведенных данных по измерению линейных деформаций он измерял объемные изменения бетонных образцов. Им было изучено увеличение объемных деформаций призамерзании бетона в возрасте до 36 ч от начала приготовления его. Значительное снижение величины расширения бетона наблюдается после твердения его при нормальной температуре в течение 16 ч и полное отсутствие после 36 ч твердения. Его данные и выводы хорошо согласуются с описанными выше.
Наряду с деформациями было проведено исследование интегральной и дефференциальной пористости цементного камня и бетона методами ртутной порометрии и водопоглощения. Исследования проводились на образцах 7X7X7 см из бетона состава 1 : 2, 1 3,7 при В/Ц= = 0,58. Цемент использовался Белгородского завода, в качестве крупного заполнителя применялся известняковый щебень. Образцы замораживали в течение 3 суток при температурах —2 и —20° С в раннем возрасте После 28 суток нормального твердения и обработки спиртом образцов раствора, взятого из бетона, образцы испытывались методом вдавливания ртути. На основе полученных данных построены интегральные кривые распределения пор по размерам. Из рисунка видно, что пористость бетона уменьшается с увеличением срока предварительного выдерживания его до замораживания. Наибольшую пористость имели образцы, замороженные через 3 ч, т. е. в период схватывания цемента. На основе интегральных кривых произведены расчеты объемов пор по различным радиусам.
5 ноября 2012
