Лекция 11(4 часа)

Морозостойкость — способность горной породы в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. При замерзании вода увеличивается в. объеме примерно на 10% и образующийся лед давит на стенки материала, понижает его прочность, а со временем и разрушает.

Все породы с водопоглощением свыше 0,5% подвергаются испытанию на морозостойкость. Это испытание проводят на образцах кубической формы размером 5x5x5 см или формы цилиндров с высотой и диаметром 5 см. Испытание заключается в попеременном замораживании и оттаивании водонасыщенных образцов при температурах минус 20° и плюс 20°. Количество циклов замораживания и оттаивания принимается до 200 и более в зависимости от класса сооружения и условий работы каменного материала в сооружении. Порода считается выдержавшей испытание на морозостойкость, если на образцах не обнаружено повреждений в виде трещин, расслаиваний, округлений ребер и углов.

Для породы, выдержавшей испытание на морозостойкость, определяют степень снижения прочности, которую выражают коэффициентом морозостойкости.

Коэффициент морозостойкости К_мрз вычисляют по формуле

где; R_мрз — предел прочности при сжатии образца, подвергавшегося замораживанию, МПа;

R_c — предел прочности при сжатии сухого образца, не подвергавшегося замораживанию, МПа.

Морозостойкие горные породы имеют коэффициент морозостойкости, близкий единице. В образцах, не выдержавших испытание на морозостойкость, для большей наглядности определяют потерю массы.

K морозостойким относят породы, коэффициент морозостойкости которых Kмр = 0,75. Mорозостойкость оценивают также количеством циклов промораживания и оттаивания, приводящим к разрушению породы. Так, карбонатные породы выдерживают 100-200 циклов, песчаники и порфириты - до 400. Mорозостойкость снижается при увеличении эффективной пористости пород, степени их насыщения водой (рис.3.?), значительных температурных градиентах. Мелкозернистые однородные породы, как правило, более морозостойкие, чем крупнозернистые полиминеральные горные породы.

Рисунок. Зависимость коэффициента морозостойкости карбонатных пород от насыщения водой.