1. Замерзание и оттаивание
2. Высокие температуры
3. Усадка и растрескивание

1. Замерзание и оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Это означает, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Фото: Разрушение, вызванное циклами замораживания/оттаивания.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Ущерб в результате циклов замерзания и оттаивания наблюдается только при сочетании следующих условий:

1) Низкие температуры.

2)  Отсутствие макропористости. Масштабы ущерба пропорциональны:

- уровню пористости;

- степени насыщения влагой;

- количеству циклов замерзания-оттаивания;

- объему вовлеченного воздуха (около 4-6 % для фракции заполнителей с диаметром 20-50 мм и до 8 %, если меньше).

2. Высокие температуры.

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500 °С, а бетон - до 650 °С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни в этом случае носит фундаментальный характер, он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500 "С, при которой арматурные стержни теряют прочность.
Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.
• Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
• Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
• Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации окисид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
• На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым
расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
• Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

3. Усадка и растрескивание.

В этом разделе обсуждается два типа усадки, - пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон. При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона, на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения. Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры, чтобы избежать слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:
1) Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
2) Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких суток после укладки.
3) На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным.

В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом. 

 Предоставлено компанией МАПЕИ