Πώς καθορίζεται η αντοχή στον πάγο του σκυροδέματος;

Η αντοχή στον πάγο των δομικών υλικών δείχνει πόσο ένα συγκεκριμένο δείγμα είναι σε θέση να διατηρήσει τις ιδιότητές του μετά από διάφορους διαδοχικούς κύκλους κατάψυξης και απόψυξης. Στην περίπτωση του σκυροδέματος, η κύρια αιτία της καταστροφής του κατά τη διάρκεια αυτών των διεργασιών είναι το νερό στη στερεά κατάσταση, το οποίο ασκεί σημαντική πίεση στα τοιχώματα των μικροσυσσωμάτων και των πόρων του υλικού.

Με τη σειρά του, η υψηλή σκληρότητα του σκυροδέματος δεν επιτρέπει στο νερό να διαστέλλεται ελεύθερα, οπότε μια δοκιμή αντοχής στον πάγο του σκυροδέματος δημιουργεί μεγάλες καταπονήσεις. Η καταστροφή ξεκινά με τα προεξέχοντα μέρη και μετά συνεχίζεται στα ανώτερα στρώματα και τελικά διεισδύει βαθύτερα.

Ο παράγοντας, ο οποίος επιταχύνει την καταστροφή του σκυροδέματος, είναι επίσης ένας διαφορετικός συντελεστής διαστολής θερμοκρασίας των στοιχείων του οποίου αποτελείται το δομικό υλικό. Αυτό δημιουργεί πρόσθετο άγχος.

Η αντοχή στον παγετό του σκυροδέματος μετριέται με μεθόδους που ελέγχουν τις διαδικασίες κατάψυξης και απόψυξης. Οι παράμετροι της παραμέτρου που εξετάζεται εξαρτώνται από τους ακόλουθους παράγοντες: τη θερμοκρασία ψύξης, τη διάρκεια των κύκλων, τις διαστάσεις του δείγματος δοκιμής, τη μέθοδο κορεσμού νερού. Για παράδειγμα, η διαδικασία καταστροφής του σκυροδέματος συμβαίνει ταχύτερα εάν η ψύξη πραγματοποιείται στις χαμηλότερες δυνατές θερμοκρασίες σε διαλύματα αλατιού.

Η αντοχή σε πάγο του σκυροδέματος υπολογίζεται μέχρις ότου ένας ορισμένος αριθμός επαναλαμβανόμενων κύκλων δεν μειώσει τη μάζα του δείγματος κατά 5% και δεν θα μειώσει τη δύναμή του κατά 25%. Είναι ο αριθμός των διαδικασιών που αντέχει το δομικό υλικό, καθορίζει το εμπορικό του σήμα. Ο βαθμός αντοχής στον παγετό καθορίζεται επίσης ανάλογα με το ποια σφαίρα πρόκειται να χρησιμοποιηθεί το συγκεκριμένο σκυρόδεμα.

Το ανθεκτικό στο παγετό σκυρόδεμα έχει μια ειδική δομή. Η φύση του πορώδους του δεν επιτρέπει στον όγκο του πάγου να δημιουργήσει υπερβολική πίεση και να επιβραδύνει τη διαδικασία καταστροφής.

Η αντοχή στον παγετό του σκυροδέματος εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των μακροπόρων, καθώς το νερό στους λεπτές πόρους δεν παγώνει ακόμη και στις χαμηλότερες δυνατές θερμοκρασίες, έτσι δεν δημιουργεί πρόσθετη τάση. Έτσι, η φύση, το σχήμα και ο όγκος των μεγάλων πόρων έχουν μεγάλη επιρροή.

Η αντοχή στον παγετό του σκυροδέματος μπορεί να βελτιωθεί με τους ακόλουθους τρόπους:

• Μείωση μεγάλων πόρων με αύξηση της πυκνότητας σκυροδέματος.
• Δημιουργία πρόσθετων πόρων αέρα στο σκυρόδεμα με την εισαγωγή ορισμένων προσθέτων. Εάν ο όγκος τέτοιων πόρων είναι ένα τέταρτο του όγκου του κατεψυγμένου νερού, δεν θα πληρωθεί στη διαδικασία του συνηθισμένου κορεσμού νερού. Σε αυτή την περίπτωση, το παγωμένο νερό, που μετατοπίζεται από τον πάγο, θα εισχωρήσει στον ελεύθερο χώρο και στη συνέχεια η πίεση θα εξασθενίσει.

Ο εσωτερικός όγκος αέρα στο ανθεκτικό στο παγετό σκυρόδεμα πρέπει να είναι από τέσσερα έως έξι τοις εκατό. Η ποσότητα του αέρα εξαρτάται όχι μόνο από την κατανάλωση τσιμέντου και νερού, αλλά και από ένα μεγάλο σύνολο. Ο όγκος του αέρα στους εσωτερικούς πόρους του σκυροδέματος αυξάνεται όταν η ροή του νερού και του τσιμέντου αυξάνεται και το μέγεθος των συσσωματωμένων κλασμάτων, αντίθετα, μειώνεται.