Giriş Giriş Giriş
Beton, gezegendeki en yaygın kullanılan inşaat malzemesidir, küresel üretim yılda 30 milyar tonluk bir yanar. Onun ayak izi, köprüler, otoyollar, barajlar ve binalar gibi altyapı için vazgeçilmez hale getirir. Ancak, soğuk iklimlerde betonlar sürekli bir tehditle karşılanır: betonun içindeki suların fiziksel genişlemesi, iç içe geçmiş ısı geçişinin bozulmasına ve en sonunda yapısal başarısızlığın azaltılmasına neden olabilir.
Mikroyapının rolünü anlamak önemlidir, çünkü su inmeine veya karmaşık katkı şemalarına uymayan betonun dağılımını yönetir ve daha yoğun ve sık donmuş döngülerin meydana gelebileceği gelecekteki iklimlerin daha yoğun ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık
Freeze-Thaw Hasarının Mechanism
Mikroyapının neden önemli olduğunu anlamak için, beton donduğunda meydana gelen fiziksel ve kimyasal süreçleri ilk olarak incelemek gerekir. Hasar sadece su donduruyor çünkü su donduruyor; çünkü suların buzun dönüşümü, çimento salımındaki ısınışını aşan içsel stresler yaratır.
Buz Formasyon ve Genişleme
Su, donmuş olan birkaç maddeden biridir, çevredeki hamurların gücünü aşabilir, betonda bu genişleme, kapillary gözenekleri ve daha büyük boşluklar içinde gerçekleşir.Eğer gözenekler tamamen ya da neredeyse doymamışsa, genişleyen buzun çoğu zaman yok olur.
Hidro ve Osmotic Basınçları
Basit hacim genişlemesinin ötesinde, iki ek mekanizma hasarını bileşiktir.Demirli su, donmuş su ile ilerleyen buz cephesinden dışarıya zorlanır.Suların tükenmesi, tuz ve alkalilerin korunmasıyla zenginleşebilir.Bu konsantrasyon, doğrudan mikroyapımına bağlanır, daha fazla buz büyümesi ve ek baskı mekanizmalarının iki katın da artmasıyla birlikte, buzun dazenine bağlı olarak suların arttırılmasına bağlıdır.
Saturation eleştirelliği
Araştırma, donmuş hasarın zararlı baskılar yaratmadan genişlediğini göstermiştir.Süresel olarak yaklaşık% 80-% 90'ı toplam porselen hacminin yaklaşık% 90'ı.Bu eşin altında, hava boşlukları ve donmuş jel gözenekleri, zarar veren baskılar üretmek için yeterince yer sağlar. kritik bir şekilde doygunluk seviyesi, soğuk havalarda bile, soğuk havalarda bile, aynı karışımın hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen yıkanması gereken betonun ısıtılması için gereken zamanı fark eder.
Mikrostructural Etkileri Freeze-Thaw Durability
Betonun mikro yapısı, çimento hidrasyon ürünlerinin karmaşık bir kompozitidir, uyuşmaz çimento, agresyon, gözenekler ve çatlaklar.En çok donmuş dirençlerin reflektif dağılımı, total porosity, çimento matrisinin kalitesi ve kontrafaksiyon ve yapıştırma arasındaki özellik.
Pore Boyut Dağıtımı ve Porosity
Tüm gözenekler eşit derecede zararlı değildir. Gel gözenekler, genellikle 10 μm'den daha az, normal sıcaklıklarda ücretsiz su tutmak için çok küçüktir; bu gözeneklerdeki su büyük ölçüde düşük sıcaklıklara kadar donduramaz. Capillary gözenekler, 10 nm'den 10 μm'ye kadar değişen, iyi bir su ile dolu bir su için sürekli bir su sağlar.
Hava eneği, üçüncü bir gözlüğü tanıtıyor: amacı ile genişletilen hava boşlukları, genellikle 50-500 μm uzunluğundaki su ile normal koşullarda dolu değildir ve su için genişleme odaları olarak hizmet eder.Bu boşlukların ısıtılması ve büyüklüğü kritiktir; eğer çok fazla ya da çok az miktarda, donmuş durumda üretilen hidrolik basıncı rahatlatamazlarsa.
Çimento Paste Matrix ve Hydration Ürünleri
Çimento salımı, birlikte agregayı tutan bağlayıcı bir aşamadır. Yoğun bir hamur, sadece yüksek çözünürlükte değil, aynı zamanda yüksek çözünürlükte bulunan su tüketiminin (C-S-H) kullanımı, özellikle de düşük permeability ve yüksek özel yüzey alanı gibi.
Interfacial Transition Zone
Bölge hemen tümleşik geçiş bölgesi olarak bilinen toplam partikülleri çevreleyen bölge (ITZ), genellikle daha kalın ve daha yüksek miktarda kalsiyum hidroxide (portlandite) ve bu bölgelerde daha yüksek bir miktar çimento toplaması nedeniyle, onları donmuş su birikimine sahip olmak, ITZ'ye kadar 50 μm kalın ve genellikle daha küçük parçacık parçaları kullanılarak elde edilebilir.
Air Void System Özellikleri
Dikkate alındığında, genişletilmiş hava boşlukları, hava içeriğini önlemek için en güçlü araçtır. Ancak, bu boşlukların mikro yapısı - boyut, şekli ve dağıtım - pervaneler etkinliği.S.S. Air blanks, karıştırma sırasında çökebilir ve havadan vazgeçilir veya havadan gelen aşırı derecede yüksekse, sentetik sörf veya Vinsol ağırlığı gibi, toplam yüzeysel maruz kalma tekniklerinin toplamı için toplam 19 inçlik bir miktara karşı dayanıklı.
Freeze-Thaw Direnişi Geliştirmek için Stratejiler
Mikroyapısal anlayışa dayanarak, birkaç tasarım ve inşaat stratejileri, donmuş dayanıklılıklarını dramatik bir şekilde geliştirebiliyor; uygun malzeme seçimi, mix tasarımı, yerleştirme ve en iyi sonuçları tedavi etmek.
Su-to-Cement Oranını Yeniden Üretmek
W/c oranı, yüksek performanslı betonun donması için en doğrudan yöntemdir.40.40.000 veya daha düşük bir su basıncının aşırı derecede azaltılmasına yardımcı olacaktır. Ancak, işlenebilirliği su azaltıcı veya yüksek ayarlı su azaltıcısı (sürekli su içeriği) kullanımı ile muhafaza edilmelidir.
Hava Entrainment
Hava eneği, soğuk bölgelerde betonun ve en çok bina kodlarına karşı istinaden değildir.Ücretsiz hava içeriği düzenli olarak test edilmelidir ve sıcaklık için yapılan düzeltmeler için yapılan düzenlemelere değer verir.[Dönemli zaman ve arsalar).
Tamamlayıcı Çimento Malzemeleri (SCMs)
Uçucu, beton çimento ve silik fume hem fiziksel dolgu etkileri ile yoğun bir mikroyapıya katkıda bulunur ve düşük kalsiyum içeriği nedeniyle dayanıklılık tercih edilir (tipik olarak% 10-30), çimento tahılları arasındaki boşlukları azaltır, etkili bir şekilde ısıtılabilir ve ısıtılabilirliği azaltır.F F F uçları genellikle düşük kalsiyum içeriği nedeniyle yüksek oranda tercih edilir. Slag çimento (tipik olarak% 20-50)
Proper Curing
EĞİTİM, yeterli nem ve sıcaklık bakımı için devam etmek için süreçtir. Neglecting curing betonu bir koarse ile, değiştirilebilir yüzey katmanı ile ölçeklendirmeye eğilimlidir. Donmuş direnç için, minimum 7 gün boyunca moist curing sıradan Portland çimento beton için önerilir ve daha uzun süre boyunca, dışlama ve baskı için, ıslak bir tedavi için, ancak sıvı bir drenaj bileşik için, yaygın yöntemlerdir.
Dayanıklı Aggregates'i seçin
Ağlatmalar kendilerini donmuş gibi donmuşlardır. Bazı göz ardışık agresyonlar ve haplar gibi, su absorbe edebilir ve donmuş agresyonlara neden olur.1925 mm maksimum büyüklüğüne sahip olan yüksek çözünürlükte, ASTM C88 veya donmuş kanamayı test etmek önemlidir.
Fibers Kullanımı
Makro- ve mikro-fiberler (kömükemmel, cam) doğrudan pore yapısını geliştirmez, ancak su tasarrufu sırasında gelişen mikroklavuzları da azaltarak, fiberler hasarın yayılımını geciktirebilir ve betonun genel yorgunluk direncini artırabilirler.
Freeze-Thaw Durability'in Test ve Değerlendirmesi
Güvenilir test yöntemleri, beton karışımının soğuk iklimlerde gerçekleştirileceğini doğrulamak için gereklidir. Standart test israf:0ConASTM C666/C666M), bu test, örneklerin tekrarlanan bir ortamda, örnek boyut ve sıcaklık seviyesi nedeniyle mükemmel bir şekilde ilişkili olmadığını ölçmek için gereklidir.
Diğer testler, ASTM C672'yi ölçeklendirme direnci (yüzlü bozulma) ve ASTM C457'yi hava boşluk karakterizasyonu için süzme testi veya donmuş bisikletin altında tuz çözümü (ASTM C672) de kullanılır. İnşaat sırasında kaliteli kontrol için, taze beton hava metre (basıntılı hava boşluk analizi) uygulanır ve anlaşmazlıkların ortaya çıktığı zaman temeller üzerinde sertleştirilmiş beton hava boşluk analizi yapılır.
Yüksek w/c ile yapılan betonun (above 0,50) yüksek hava içeriği ile bile yeterli dayanıklılık elde etmesi mümkün değildir, çünkü capillary porosity hava kirliliğine hakimdir. Tersine, düşük-w /c beton daha iyi performans gösterebilir.
| Parameter | Target Value | Standard |
|---|---|---|
| Water-to-cement ratio | ≤ 0.40 | ACI 201.2R |
| Total air content (19 mm agg) | 6 ± 1.5% | ASTM C94 |
| Air void spacing factor | ≤ 0.20 mm | ASTM C457 |
| Specific surface of air voids | ≥ 25 mm⁻¹ | ASTM C457 |
| Degree of saturation at freezing | < 80% | Field monitoring |
Vaka Çalışmaları ve Pratik Yönleri
Birkaç yüksek profilli proje mikroyapının önemini göstermiştir. Alaskan Way Viaduct in Seattle, w/c of 0.35,% 6 hava, silik ve 15 gün boyunca donmuş büyük onarımlar yaptı. Farkın aksine, mikrotural tasarım ve uygun şekilde ölçeklendirmek için neredeyse tamamen tahsis edilebilir bir şekilde yapılır.
Alan uygulamaları ayrıca mikroyapısal faydaların kötü inşaat detaylarıyla zayıflatılabileceğini ve tüm drenajın yetersiz kalmasına ve betona ulaşmalarına izin verdiğini ve iyi tasarlanmış karışımlarda bile yetersiz bir şekilde azaltılabileceğini ortaya koyuyor.Bu nedenle, düzgün bir şekilde ayrıntılı ve bakım ile iyi mikroyapım - uzun süreli dayanıklılık için gerekli olan suyu azaltın.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Betonun mikro yapısı, donmuş döngülerine tepkisini yöneten görünmez altyapıdır. Pore büyüklüğü dağılımı, çimento salımının yoğunluğu, interfacial geçiş bölgesinin kalitesi ve en iyi betonun 50 yıl veya daha zorlu kış ortamları ile bu özellikleri kontrol ederek, betonun kalitesi.
Modern test yöntemleri yerleştirmeden önce tasarımların doğrulanmasına izin verir ve alan kalitesi kontrolü gerekli mikro yapının elde edilmesini sağlar. İklim değişikliği daha değişken ve aşırı havalar getiriyor, dondurma ihtiyacı olan beton için talep etmek sadece mikroyapı optimizasyonuna yatırım yapmak sadece teknik bir zorunluluktur, aynı zamanda ekonomik ve çevresel bir zorunluluktur, çünkü onarım ve hizmet ömrünü azaltır.