Твердение бетонов при отрицательных и знакопеременных температурах
Значительное влияние на физико-химические процессы, протекающие при твердении бетона, оказывает температура. Особенно заметно ее влияние на ранней стадии твердения, когда происходит химическое взаимодействие цемента с водой. При действии на бетон отрицательных температур вода, содержащаяся в нем, замерзает при температуре ниже О °С. Объясняется это тем, что она растворяет щелочи, содержащиеся в составляющих цемента. Часть воды содержится в тонких капиллярах бетона и также замерзает при температуре ниже О С.
Химически связанная вода фазовым превращениям не подвергается, а физически связанная имеет значительные силы сцепления на поверхности кристаллов и не поддается замерзанию даже при очень низких температурах $=—60° С.
При этом образуется около 20 % льда, а прочность при таких условиях твердения в течение 28 сут может достигать 70 % марочной. По мере охлаждения воды и превращения ее в лед скорость гидратации цемента замедляется, наблюдается резкое снижение химической активности воды.
При низких положительных и отрицательных температурах на поверхности цементных зерен образуются более дисперсные новообразования, которые удерживают значительно большее количество воды. По мере понижения температуры вода замерзает сначала в порах и макрокапиллярах, а затем в более тонких капиллярах и новообразованиях гидросиликата кальция. Вокруг новообразований создается повышенное давление вследствие превращения воды в лед, увеличивается ее объем на 9,81 %, что обуславливает микродеформацию этих оболочек.