Практика показала и исследования подтвердили, что бетонные и железобетонные конструкции и сооружения испытывают наибольшее разрушающее действие от многократного замораживания их в водонасыщенном состоянии. Интенсивность разрушения (физической коррозии) зависит от плотности и характера пористости, условий твердения, набора прочности, а также возраста бетона до начала попеременного замораживания и оттаивания, если же лист 12х18н10т покрывает бетон разрушение его будет не таким интенсивным.
Особенно сильное разрушающее действие испытывает бетон в гидротехнических, дорожных, аэродромных, ирригационных и других сооружениях, подверженных многократному замораживанию и оттаиванию. Это вредное действие на бетон усиливается в суровых климатических условиях за счет низких отрицательных температур, в районах с частым переходом температуры через 0° С, при насыщении его водными растворами солей. Механизм разрушающего действия связан с фазовым переходом воды в лед и выкристаллизовыванием солей при высыхании в порах бетона.
Многие авторы объясняют разрушения гидравлическим давлением отжимаемой льдом воды, кристаллизационным давлением льда и солей, спецификой сегрегации льда в микропорах и капиллярах, образованием ледяных линз по мере послойного замерзания бетона и другими причинами.
Внешним признаком разрушения бетона является увеличение объема вследствие расширения его при замерзании и насыщении, а также сжатия при оттаивании и высыхании. При этом образуется система микро- и макротрещин, возникают собственные структурные растягивающие напряжения.
В отличие от однородных каменных материалов бетон, как конгломератный материал, содержит заполнители и цементный камень, обладающие различными модулями упругости. Наряду с поровой структурой это также является основным фактором влияния на морозостойкость. Коэффициенты температурного расширения составляющих у бетона разные.
Быстрое разрушение бетонных и каменных сооружений, испытывающих воздействие низких отрицательных температур северных климатических условий, можно наблюдать в районах Магадана и Якутска, а влияние частых переходов температуры через 0° С в районе Мурманска. В качестве примеров хорошей сохранности сооружений, построенных сотни и тысячи лет тому назад в сухих климатических условиях юга, можно привести пирамиды Хеопса, Хефрена и Менкуара, которые были воздвигнуты более 4 тыс. лет назад в Египте. Известняковые блоки, массой по 2,5 т каждый, хорошо сохранились до сих пор. То же самое можно сказать о сохранности самых крупных блоков в г. Баолбеке (Ливан), колоннах г. Пальмиры и др. Благодаря сухому и умеренно холодному климату Средней Азии (Самарканд, Бухара), Кавказа (города Армении, Грузии) и Крыма (Херсонес, Феодосия) можно наблюдать многие, построенные десятки и сотни лет назад, здания и портовые сооружения в хорошо сохранившемся состоянии. В Италии, Франции, Испании до настоящего времени сохранились в хорошем состоянии водопроводы и виадуки, построенные в начале нашей эры и в средние века с применением бетона на основе известково-пуццолановых вяжущих веществ. В помещениях захоронения Тутанхамона (Египет), построенных более 3,5 тысяч лет назад, сохранились без видимых разрушений 1350 предметов, в том числе такие предметы, как гипсовая ваза с рисунками тонкого художественного исполнения. Без изменения температуры и влажности, т. е. при постоянном режиме, все материалы хорошо сохраняются, являются долговечными. Бетон в таких условиях является стойким и долговечным материалом.
18 июля 2012
