Морозостойкость каменных пород —

Морозостойкость — одно из главных требований, предъявляемых к качеству строительных каменных материалов. Для определения ее необходимо иметь сложное оборудование, а сам процесс испытаний весьма продолжи селен (один цикл замораживания и оттаивания занимает оною 12 ч). При требованиях, например, к каменному материалу МрзЗОО, испытание занимает около полугода.

Многие строительные и геологоразведочные организации прибегают к паллиативным испытаниям (насыщение в растворе сернокислого иатрня) или оценивают морозостойкость по степени во- допоглошенин, полагая, что морозостойкость всех видов каменных горных пород находится в прямой зависимости от количества замерзающей воды.

В НИСегидропроекта имени С. Я. Жук проведены исследования свыше 7 тыс. образцов на водопоглощение и около 1800 образцов на морозостойкость 25 различных групп каменных пород. Исследования позволили сделать достаточно обоснованные выводы о взаимозависимости структуры пород, их водопоглощения от морозостойкости, выделив группы, для которых испытания на морозостойкость являются обязательными. и пород, для которых они исключаются. Данные результатов исследования приведены в таблице.

Структурная разновидность карбонатных пород — афанитивые (скрытокристаллическне) и тонкокристал известняки и доломиты — характеризуются очень малым водооглощением (0.2—0,7%) для преобладающего количества образцов (рис. 1, группы I, II, III), и тем не менее эти породы оказываются наименее морозостойкими, разрушаясь при 100—200 циклах испытания (до 30% количества испытанных на морозостойкость образцов). Объясняется это следующим. При начальных 30— 50 циклах замораживания и оттаивания многие образцы известняков афанитовой структуры с поверхности покрываются густой сетью волосных, слабозаметных трещин, появляющихся вследствие неравномерного расширения, свойственного телам аморфного скрытокристаллического строения. В последующих циклах испытания на морозостойкость воздействие мороза на образец камня идет обычным порядком: водой заполняются свежие, замкнутые, плоские капиллярные трещины с гидравлическим разрушением камня при замораживании. Такие образцы камня, внешне сохраняя целостность после 100—150 циклов испытаний, рассыпаются иа остроугольные обломки при небольшом нажиме на них рукой.

Известняки и доломиты кристаллической неоднородной структуры (рис. I, группы IV н V) имеют разное водопоглощенне с величин от I до 5%. при которой лишь до 8% образцов не выдерживают 200 циклов испытаний на замораживание и оттаивание

Породы того же типа, но кавернозные. а также пористые (рнс. I, группы VI. VII, VIII, IX и X) характеризуются значительным водопоглошением (бо iee 6%). с которым связана их низкая морозостойкость

Водопоглощение мелко- и среднезернистых кварцево-полевошпатовых и туфогенных песчаников для большинства образцов составляет 0.3—1%, и только у кварцево-карбонатных песчаников возрастает до 2% Большее количество этих образцов выдерживает 200 циклов замораживания н оттаивания, ма ю изменяя свою упругость и прочность (рис. 2. группы XI —XVI).

Метаморфическим породам — сланцам и гнейсам—присуща малая водопоглощаемость (от 0.2 до 1%) при достаточной морозостойкости, причем сланцы ослабляют упругость и прочность в процессе испытаний (рис. 3, группы XVII—XX).

Породы изверженные (граниты, порфириты, пегматиты, туфы) отличаются малым водопоглощением (0,2—0.7%), и только для выветрелых разностей этих пород оно возрастает до 1.2—1,8%. С увеличением водопоглощения взаимосвязано разрушение таких образцов при испытании на морозостойкость (рис. 3, группы XXI—XXV)

Таким образом, оценка морозостойкости каменных пород по ветчине водопоглощения возможна только для изверженных пород и песчаников; изверженные породы, имеющие водопоголощение менее 0.7%. а песчаники менее 2%, можно считать морозостойкими в пределах 200 циклов, без проведения испытаний. Все карбонатные породы вне зависимости от величины водопоглощения (даже самой малой), для установления морозостойкости должны испытываться в морозильных камерах. Это требование особенно относится к известнякам афалитовой арматуры.