В замороженном состоянии бетон имеет очень высокую прочность, которая даже в случае замораживания сейчас же после изготовления достигает 8—16 МПа. При увеличении срока выдерживания бетона до замораживания в нормальных условиях до 3—5 суток с понижением температуры временная прочность бетона в замороженном состоянии повышается. После 5 суток нормального твердения бетон, замороженный при температуре —20° С, имел прочность при сжатии: на портландцементе Чернореченского завода — 27,6 МПа, на портландцементе, доставленном со стройки, — 23,3 МПа и на портландцементе Воскресенского завода — 23,6 МПа. Первые опыты показали, что с повышением температуры замораживания от —20 до 0° С прочность бетона падает.
Влияние температуры замораживания на прочность бетона было выявлено более полно в опытах. Как видно при замораживании в первые 3 суток при температуре —5° С бетон имеет прочность в 1,5 раза меньшую, чем при температуре —20° С. Более высокие температуры, чем —5° С, являются недостаточно надежными для использования прочности замороженного бетона. Кстати, за перевозку цемента с охотой берутся транспортные компании, а многие из них даже специализируются на перевозки бетона.
Интересно отметить, что во время испытания бетонных образцов после замораживания в возрасте до 5 сут не наблюдалось обычного разрушения и раздробления сжатого бетона. Бетонные образцы при сжатии вели себя так же, как образцы из материала, обладающего повышенными пластическими свойствами и большой вязкостью. При испытании, начиная с 10-суточного возраста, обнаруживается хрупкое разрушение бетона, что еще больше проявляется к 30 суток; при сжатии образцы раскалываются по вертикальным плоскостям.
Интересно также отметить, что кубик, оставленный после испытания, будучи замороженным в суточном возрасте, имел прочность 17,7 МПа, а через 5 месяцев последующего нормального твердения —27,5 МПа. Это говорит о том, что прочность деформированного бетона в замороженном состоянии (молодого возраста) в последующем способна увеличиваться. Это вполне понятно, поскольку структура такого бетона в замороженном состоянии не нарушается (происходит смятие), а после оттаивания он может снова твердеть.
Опыты с образцами из песка и гравелисто-песчаной смеси с полным заполнением пустот водой показали, что в замороженном состоянии они приобретают достаточно высокую прочность. При этом существенную роль играет гранулометрия смеси и плотность ее укладки. Как видно из данных, применение вместо песка гравелисто-песчаной смеси повышает прочность образцов в 1,5 раза.
Возможность получения высокой прочности бесцементных льдобетонов может быть использована при сооружении временных дорог, заграждений и некоторых конструкций в вечномерзлом грунте и в зимний период.
Для получения характеристики замороженного бетона в части сопротивления его ударной нагрузке (что также является очень важным) в лаборатории были испытаны стандартные плитки на разрушение (на приборе Мартенса). Кроме получения характеристики сопротивляемости замороженного бетона удару необходимо было сравнить замороженный бетон с бетоном, твердеющим в нормальных условиях. Поэтому на удар были испытаны плитки, хранившиеся в нормальных условиях в возрасте 1, 3, 5 и 30 суток и затем замороженные. На мороз плитки выносили (так же как и кубы) через 1 —1,5 ч и через 1,3 и 5 суток хранения в нормальных условиях после изготовления.
9 января 2013
