Микроструктурные трещины в бетоне

Исследованиями Н. А. Попова и О. Я. Берга доказано, что пределу выносливости соответствует момент появления в бетоне микротрещин. Разрыхление бетона микротрещинами проявляется в виде необратимого приращения размеров образца при многократном воздействии замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания.

Микроструктурные трещины обнаруживаются по увеличению водопроницаемости бетона и по понижению его морозостойкости. В условиях переменных воздействий среды (замораживание и оттаивание, высыхание и увлажнение) внутренние трещины развиваются и быстро разрушают бетон. Трещины, вызванные микроструктурными напряжениями, целесообразно назвать микроструктурными. Этот термин является более точным, нежели термин «внутреннее растрескивание» (который часто употребляется в зарубежных работах), так как микроструктурные трещины могут выходить на поверхность бетона.

Было экспериментально изучено влияние на трещиностойкость цементного раствора химико-минералогического состава портландцемента, добавок сульфитно-спиртовой барды и мылонафта, а также величины водоцементного отношения.

Клинкеры были размолоты в лабораторной шаровой мельнице с 3-4% двуводного гипса и полученные портландцемента имели следующую удельную поверхность: №1 - 3160 см2/г, №2 - 3552 см2/г и №3 - 3040 см2/г.

Относительную трещиностойкость определяли испытанием образцов-колец, изготовленных из цементно-песчаного раствора 1:2 (по весу) на нормальном Вольском песке. Кольца имели стальной сердечник, препятствующий усадке раствора. Внутренний и наружный диаметры кольца соответственно равны 100 и 140 мм, высота 25 мм. После изготовления образцы в течение суток находились в формах во влажных условиях.

Через сутки кольцо вместе с сердечником извлекали из формы и хранили в помещении с относительной влажностью воздуха около 70% при температуре 18-22°С. Показателем относительной трещиностойкости являлось время от изготовления образца до появления первой трещины.

Раствор из цемента №2, который отличался от других большим содержанием трехкальциевого алюмината и более тонким помолом, растрескался раньше всех. После введения с. с. б. и мылонафта при изготовлении раствора из цементов №1 и 2 относительная трещино-стойкость образцов существенно увеличилась.

Это объясняется улучшением структуры раствора, содержащего органическую добавку, и уменьшением его усадочных деформаций. Трещиностойкость намного улучшается при снижении водоцементного отношения. Один образец из раствора с В/Ц = 0,30 растрескался через 320 дней, а второй даже через год не имел трещин.

В период оттаивания бетона происходит самопроизвольное затягивание («самозалечивание») внутренних трещин, тормозящее коррозию. Затягивание в «молодом» бетоне идет интенсивно при выдерживании его во влажных условиях.