Морозостойкость сталефибробетона (СФБ).
Реакция сталефибробетона на воздействия отрицательных температур на структурном уровне имеет существенные различия по сравнению с воздействием их на бетоны без фибры. На рисунке приведена зависимость относительных деформаций в стальной фибре и бетонной матрице от температуры.
Зависимость относительных деформаций в стальной фибре и бетонной матрице от температуры.
Как видно из рисунка, при положительных температурах температурные деформации у бетона и стальной фибры одинаковые.
При отрицательной температуре характер температурных деформаций у фибры и бетона, как видно из графика, существенно изменяются. Уже при минус 10˚С относительные деформации сжатия для бетонной матрицы более, чем в 2 раза меньше по сравнению с относительными деформациями сжатия для стальной фибры. Это явление происходит из-за замерзания воды в бетонной матрице.
Таким образом, в стальной фибре появляются растягивающие напряжения, которые сжимают бетонную матрицу и препятствуют негативному воздействию замёрзшей в матрице воды (эффект обоймы).
Это первая стадия работы сталефибробетона при воздействии замораживания-оттаивания, при этом относительные деформации матрицы не превышают предельных, т.е. E≤20 ∙ 10, при которых не нарушается её целостность.
На второй стадии при относительных деформациях в матрице, превышающих предельные, когда начинает образовываться большое количество микротрещин, которые заполняются дополнительным количеством воды при оттаивании, фибры ещё в большей степени включаются в работу: при замерзании воды в трещинах и порах фибры напрягаются, воспринимая растягивающие усилия. После оттаивания за счёт полученного фибрами преднапряжения, трещины сужаются. Иными словами, при последующем оттаивании фибры препятствуют нагнетанию в трещины и поры большего количества воды, чем при предыдущем. Тем самым предотвращается лавинообразное разрушение материала, характерное для обычных бетонов, подверженных многократному замораживанию-оттаиванию.
Благодаря такому характеру работы фибр, в сталефибробетоне развивается значительно большее количество микротрещин, чем у обычного бетона, для равного уровня потери прочности у обоих. Этот факт подтверждается экспериментально по показаниям измерения скорости ультразвука в исследуемом материале.
При работе сталефибробетона на морозостойкость также, как и при испытаниях на прочность, наблюдается закономерность: чем меньше диаметр фибры, тем выше морозостойкость сталефибробетона.
