Влияние отрицательных температур на конструкции

В условиях низких температур рекомендуют применять бетоны плотной структуры и повышенной морозостойкости.

Причинами деструкции бетона при низких температурах являются: 

1) различие коэффициентов деформаций между составными частями бетона, а также замерзание воды в замкнутых пространствах, когда она заполняет не менее 92% объема пор;

2) гидравлическое давление от перемещения фронта холода от поверхности вглубь конструкции, предельная величина которого зависит от прочности бетона на растяжение и скорости замерзания бетона;

3) образование ледяных линз в порах бетона при стабильном фронте холода вследствие капиллярного поднятия и конденсации паров воды у холодной поверхности льда.

В тонкостенных конструкциях основной причиной разрушения бетона является замерзание воды в капиллярах и порах бетона. В толстостенных конструкциях морозостойкость бетона в значительной степени зависит от его сопротивления гидравлическому давлению, поэтому при подборе марок бетона по морозостойкости и водонепроницаемости следует учитывать размеры бетонных и железобетонных конструкций, а не только агрессивность режима окружающей среды, как это рекомендуется самими нормами проектирования.
Многократное циклическое замораживание до – 50ºС и оттаивание бетона без увлажнения практически не влияет на его прочность. Однако в тех случаях, когда оттаивание бетона происходит во влажных условиях, прочность его может сильно снижаться, поэтому в особо суровых условиях эксплуатации железобетонных конструкций рекомендуют применять бетон на напрягающемся цементе с добавкой суперпластификатора.
Причем суперпластификаторы следует использовать при приготовлении смесей для сборных и монолитных железобетонных конструкций, эксплуатируемых при низких температурах, в том числе в агрессивных грунтах. 

Отрицательные температуры будут оказывать вредное влияние на деформативные свойства арматурных сталей. Хотя предел текучести (предел текучести – это напряжение, при котором уже начинает развиваться пластическая деформация) и временное сопротивление сталей при замораживании несколько повышаются, причем им характерна склонность к хладноломкости (хладноломкость - это потеря материалами пластичности при понижении температуры) при ударе. Наибольшую склонность к хрупкому разрушению имеют кипящие и термически упрочненные стали. 

При проектировании конструкций следует иметь в виду, что при низких температурах может меняться интенсивность некоторых нагрузок. Например, вследствие изменения температур окружающей среды и грунта давление последнего на подпорную стену увеличивается на 50 - 100%.