12.1 : פעולת כפור על בטון

Concrete structures in cold climates, like wet roadside curbs, retain moisture, making them vulnerable to frost action and subsequent damage.

The de-icing salts used in curbs draw more water into the concrete, worsening the damage during freeze-thaw cycles as temperatures fluctuate.

The primary issue arising from frost action is surface scaling, where water penetrates the porous structure of the concrete and remains inside.

As the temperatures drop and the water freezes, the expansion of frozen water exerts pressure on the concrete. This pressure can cause the outer layer of the concrete to crack and chip off.

Another significant problem is D-cracking, a type of damage near the edges and joints. These D-shaped cracks indicate deeper structural problems, threatening the concrete's strength.

Concrete lacking air-entrained voids, which provide space for water expansion during freezing, suffers severe damage from repeated freeze-thaw cycles.

Each cycle causes the concrete to expand, leading to further cracking and eventually to spalling, which is a destructive process, that detaches concrete fragments from the structure and significantly reduces the structural strength of the concrete.

מבני בטון באקלים קר, כמו אלו הממוקמים לצד דרכים, עשויים לשמור על לחות, מה שהופך אותם לרגישים לנזקי כפור כאשר הטמפרטורות יורדות מתחת לנקודת הקיפאון. נוכחות הלחות מחמירה את הנזק במהלך תנודות הטמפרטורה, כאשר היא גורמת להקפאה והפשרה חוזרות ונשנות. מלחי הפשרה, הנפוצים בפיזור על מבנים אלו כדי להמיס קרח, מחזקים את מחזורי ההקפאה-הפשרה ומושכים עוד יותר לחות אל תוך הבטון.

מחזור ההקפאה-הפשרה גורם בעיקר להתקלפות של פני השטח, כאשר מים חודרים לתוך הבטון וקופאים, מתפשטים ומפעילים לחץ. לחץ זה עלול לגרום להיווצרות סדקים בשכבת פני השטח של הבטון, וכתוצאה מכך לשברים ולקילופים. כאשר המים שבנקבוביות הבטון קופאים, הם עלולים ליצור חוסר איזון תרמודינמי עם המים שבג'ל שמסביב, מה שמביא לתנועה נוספת של מים אל תוך הבטון ולהקפאתם, ובכך מגביר את הלחץ. בנוסף, הלחץ האוסמוטי הנגרם ממלחים שבמים עלול להחדיר מים נוספים לנקבוביות, ולהגביר את הלחץ במהלך מחזורי ההקפאה-הפשרה.

עמוק בתוך הבטון עלולות להיווצר סדקי D (D-cracking) ליד קצוות וחיבורים. סדקים עמוקים אלו, בעלי צורה דמוית D, מצביעים על בעיות עמידות חמורות בבטון. בטון שאינו מכיל חללי סחיפת אוויר, רגיש במיוחד לנזקי מחזורי הקפאה-הפשרה. חללי האוויר הללו הם מרחבים זעירים בתוך הבטון הפועלים כמעין כרית המאפשרת למים הקופאים להתפשט מבלי לגרום נזק. בהיעדר חללים אלו, ההתפשטות גורמת ליותר סדקים ובסופו של דבר לתופעת 'התנתזות' (Spalling), שבה חלקי בטון נשברים ונפרדים, מה שמחליש את המבנה כולו.

Tags

Frost Action Concrete Structures Cold Climates Moisture Susceptibility Freeze thaw Cycle Surface Scaling Thermodynamic Imbalance Osmotic Pressure D cracking Durability Issues Air entrained Voids Spalling Concrete Damage

From Chapter 12:

article

Now Playing

12.1 : פעולת כפור על בטון

Freezing and Thawing in Concrete

92 Views

article

12.2 : בטון עמיד בפני כפור

Freezing and Thawing in Concrete

75 Views

article

12.3 : סוכני אימון אווירי

Freezing and Thawing in Concrete

76 Views

article

12.4 : מדידת תכולת האוויר בבטון

Freezing and Thawing in Concrete

122 Views

article

12.5 : השפעות ריסון אוויר בבטון

Freezing and Thawing in Concrete

80 Views

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved