Трескучий мороз. Прохожие стараются быстрее пробежать по улице и забраться в теплые помещения. Что же происходит сейчас с грунтами? Если они прикрыты сверху теплым, снежным «одеялом», то возникает лишь небольшое промерзание. Но бывает так, что грунт не защищен снегом.
Может быть, его сдул ветер, или в октябре—ноябре начались сильные морозы, а снежного покрова еще нет. В этом случае в северных районах, где холода могут быть достаточно большими, глубокое промерзание грунта неизбежно.
Прежде всего замерзает вода в крупных порах. Она переходит в твердое кристаллическое состояние, цементируя грунтовые частицы. Слабые глинистые и песчаные водонасыщенные породы превращаются в прочные, похожие на скальные грунты. Если до промерзания их можно было легко копать лопатой, то после него для разработки этих пород необходимы лом, кирка, а иногда и применение взрывчатых веществ.
Весной, когда устанавливается теплая погода, мерзлые грунты тают и часто превращаются в грязеподобную массу. Выяснено, что в ходе зимнего промерзания происходит увеличение объема, занимаемого водой, при превращении ее в лед. Оно составляет примерно 9 %. Однако процесс этим не ограничивается.
Грунтовка после замерзания😯
При длительном промерзании возникает своеобразное явление непрерывного возрастания влажности грунта. Это происходит в результате подсоса воды из нижних горизонтов. Немалое значение имеет перемещение водяных паров в сторону участков с пониженной температурой.
В некоторых случаях в замерзший грунт поступает настолько много воды, что образуются целые ледяные прослойки. Этот процесс сопровождается увеличением объема грунта. Возникающее при этом замерзании давление столь значительно (до 200 МПа), что с легкостью приподнимаются здания, вспучиваются асфальтобетонные покрытия автомобильных дорог, деформируются железнодорожное полотно, взлетные полосы аэродромов и т. д. В разгаре зимы подобное вспучивание может достигать десятков сантиметров.
Этот процесс получил название морозного пучения. Он приносит массу неприятностей дорожникам, строителям, гидротехникам. Пучины развиваются в начале зимы и затем до весны увеличивают свой объем. Когда наступает теплое время, лед начинает таять, грунт разжижается и на месте «вздутия» образуется углубление, заполненное жидкой грязью. Асфальт на автострадах разрушается, а на грунтовых дорогах появляются выбоины и ямы.
В США каждый год из-за пучения выходят из строя сотни километров автомобильных и железных дорог в штатах Висконсин, Небраска, Айдахо и др.
Строителям и специалистам по мерзлым грунтам приходится вести борьбу с зимним пучением. Для этого используют различные способы. Один из них — добавление к грунту соли (хлористого кальция). Если она составляет только 1—2%, то грунт замерзает не при 0°С, а при минус 10—12 °С. Чаще всего этого оказывается достаточно, чтобы пучины не возникали.
Другим методом борьбы может быть осушение пучинистых грунтов. Если удается отвести воду, то процесс пучения либо не возникает, либо протекает значительно слабее.
Остановимся на другом интересном факте. Н. А. Цытович, исследуя мерзлые грунты, обнаружил, что они имеют высокую прочность только тогда, когда давление, прилагаемое к ним, действует лишь кратковременно. В этом случае замерзший грунт может выдерживать давление до 150 МПа. Но все меняется, если нагрузка действует длительное время. В этом случае мерзлый грунт начинает медленно течь, подобно очень вязкому жидкому телу.
Чем же объяснить это, на первый взгляд, странное явление? Оказывается, что в мерзлом грунте замерзает не вся вода. Связанная вода в тончайших пленках, окружающих глинистые частицы, превращается в лед при очень низких температурах (от —30 до — 50 °С). Даже в вечномерзлых породах на севере нашей страны температура обычно держится в пределах от —1 до —15 °С.
Таким образом, в мерзлом грунте, как правило, в жидком виде сохраняется пленочная вода. Она-то и определяет поведение мерзлого грунта при длительном приложении давления.
Если водонасыщенный грунт сначала замораживать, а затем оттаивать, то окажется, что он начнет терять свою начальную прочность. Чем чаще будут повторяться такие циклы, тем больше будет расстраиваться его структура. В конце концов, это приведет к его полному разрушению. Конечно, данный процесс проходит в различных грунтах по-разному. В лабораториях подобное замораживание осуществляется в специальных холодильных установках.
В одних случаях для разрушения достаточно нескольких циклов, в других — десятки и сотни. Наиболее быстро разрушаются глинистые грунты. Поэтому говорят, что они «неморозостойки». Скальные грунты выдерживают сотни циклов. Их разрушение зависит от того, какая у них трещиноватость, величина пористости и какие минералы входят в их состав.
Что же является причиной разрушения пород при таком переменном замерзании и оттаивании? Одну причину мы уже знаем — это расширение воды, содержащейся в порах, в результате перехода ее в лед. Другая причина заключается в разных величинах расширения и сжатия минералов различных типов. Как это происходит, мы покажем ниже на примере естественного выветривания рапакиви.
Процессы такого морозного выветривания грунтов можно хорошо наблюдать на откосах насыпей, карьеров, земляных дамб. Если их вовремя не укрепить травяным покровом или дерном, то неморозостойкий глинистый грунт начинает шелушиться и в нем возникает сетка трещин. А потом дождевые потоки довершают дело. Через 2—3 мес такие откосы потеряют свою форму и покроются глубокими
промоинами.
Почему все же одни грунты разрушаются быстрее, а другие медленнее? Причины такого отношения их к температурным колебаниям многочисленны. Прежде всего это определяется характером связей между частицами. В скальных грунтах, имеющих жесткие связи, разрушение идет значительно медленнее, чем в грунтах без жестких связей.
Наиболее важным фактором, как легко можно догадаться, является присутствие воды, поэтому-то морозостойкость и оценивается в водонасыщенных грунтах. В сухих грунтах, в которых влага не заполняет пор, морозное выветривание протекает очень медленно. Большое значение в этом процессе имеет структура породы: ее пористость (главным образом активная — крупная), размеры, размещение зерен и другие особенности. Если быстро понижать и повышать температуру, то разрушение грунтов будет происходить интенсивнее.
При замерзании водонасыщенных грунтов возникает еще одно интересное явление — их «смерзание» с фундаментами, сваями и другими сооружениями, находящимися в грунтах. Это явление повышает величину давления, которое может выдержать свая. Измерения, проведенные С.С.Вяловым в песчаных влажных грунтах, показали возрастание их несущей способности вследствие смерзания на 25—50 %.
Особенность замерзших грунтов заключается также и в том, что они, в отличие от обычных, имеют не трех-, а четырехкомпонентную систему. В их строении принимает участие кроме твердой, жидкой и газообразной частей еще и лед. Образование последнего происходит при температуре от —0,2 до —1,2°С. Эти обстоятельства требуют применения особых методов исследования, разрабатываемых наукой «мерзлотоведением» (один из разделов инженерной геологии).
Источник: catalogmineralov.ru
Замерзание и оттаивание почвы
Замерзание почвы – широко распространенное явление. Замерзание влаги в почве, как правило, происходит при температурах ниже 0 о С, поскольку она представляет собой не чистую воду, а раствор солей различных концентраций. Поэтому даже при низких температурах не вся влага находящаяся в почве, замерзает. Прочносвязанная влага и некоторая часть рыхлосвязанной влаги замерзнуть не могут вследствие влияния на них сорбционных сил. Остальная часть влаги вплоть до влаги соответствующей максимальной гигроскопичности замерзает в пределах до —10° С.
Глубина промерзания почвы зависит от многих причин. Наиболее важная из них — толщина снегового покрова. Чем она больше, тем меньше глубина промерзания почвы. Все, что влияет на толщину снегового покрова (мощность растительного покрова, микрорельеф и т. п.), влияет на глубину промерзания почвы. Она зависит от наличия торфа и его мощности, от влажности почвы.
Чем больше мощность торфа и чем выше влажность почвы, тем меньше глубина промерзания.
Замерзание почвы начинается обычно с наступлением устойчивых отрицательных температур до образования снежного покрова. Иногда снежный покров устанавливается до наступления температур ниже 0 о С и промерзание почвы начинается уже под тонким снеговым покровом. В дальнейшем мощность промерзшего слоя постепенно нарастает, достигая наибольшей величины в конце января — в феврале.
В феврале или с начала марта, когда снеговой покров еще продолжает оставаться очень мощным или даже нарастает, глубина промерзания начинает уменьшаться вследствие оттаивания почвы снизу. Оттаивание почвы под снегом происходит за счет тепла, находящегося в нижних горизонтах почвы и передаваемого вследствие теплопроводности в верхние ее слои. Такая передача идет непрерывно, но в начале и середине зимы она не может компенсировать потерю тепла, излучаемого из-под тонкого снегового покрова и отдаваемого в сильно охлажденную атмосферу. В конце зимы, когда температуры воздуха становятся выше, а снеговой покров толще и, следовательно, потеря тепла уменьшается, тепло, идущее из нижних слоев почвы, с избытком компенсируя потерю его из верхних слоев, вызывает оттаивание почвы снизу.
По Н. А. Качинскому оттаивание может идти двумя путями.
1. Оттаивание, идущее снизу, заканчивается до того, как сойдет снег. Мерзлая прослойка исчезнет у самой поверхности почвы. Этот случай имеет место при мощном снеговом покрове и неглубоком промерзании почвы.
2. Снеговой покров сходит до того, как полностью оттает почва. Оттаивание почвы начинается также снизу, а затем идет одновременно сверху и снизу, и мерзлая прослойка в конце исчезает на той или иной глубине.
Для районов, где среднегодовая температура почвы близка к 0 о С и ниже, характерен третий вариант оттаивания почвы – только сверху, поскольку здесь в глубоких слоях почвы отсутствует запас тепла, который мог бы вызвать оттаивание почвы снизу.
Особое влияние на глубину снежного покрова оказывает лес. В лесу снежный покров всегда более мощный, чем на безлесных пространствах. Поэтому замерзание почвы под лесом либо не наблюдается совсем, либо бывает менее длительным и менее глубоким, причем почва успевает оттаять еще до начала таяния снега. Благодаря этому, а также более медленному таянию снега поглощение почвой талых вод в лесу идет значительно полнее, чем вне его.
Большое влияние а глубину промерзания почвы оказывает лесная подстилка. В опытах с удалением лесной подстилки, глубина промерзания почвы резко возрастала. Существенно влияет на глубину промерзания и состав древостоя. В густых еловых древостоях, где значительное количество снега задерживается на кронах деревьев, вследствие меньшей мощности снегового покрова и большей его плотности глубина промерзания бывает всегда больше.
Промерзание почвы имеет целый ряд неблагоприятных последствий, в частности: понижение водопроницаемости почв, а следовательно усиление поверхностного стока, снижение теплообеспеченности, вымерзание растений, задержка микробиологических и химических процессов, идущих в почве. В то же время можно отметить и положительные следствия этого процесса, в частности, благоприятное влияние на образование структуры в почве, миграция почвенных животных в нижние слои почвы под влиянием замерзания, способствующая разрыхлению почвы и улучшению ее водопроницаемости.
Источник: studopedia.su
При какой температуре можно хранить масляные краски
Многие интересуются, почему в холодное время года наш интернет-магазин производит доставку акриловых материалов транспортными компаниями с температурным режимом. Проведем небольшой эксперимент по замораживанию акриловых красок и выясним, что с ними случится.
В холодное время года наш интернет-магазин прекращает доставку акриловых материалов Почтой России и производит доставку транспортными компаниями с температурным режимом, потому что акриловые материалы нельзя подвергать воздействию холода. Многие спрашивают, что же произойдет с красками при заморозке? Сегодня проведем небольшой эксперимент.
Выбираем несколько красок в разных емкостях: несколько банок, пару акриловых контуров и одну тубу.
Какие виды лакокрасочной продукции можно хранить на морозе?
На эмали ПФ-115 написано что хранить можно при -20. А другие как? Масляные, алкидные, акриловые?
Состав каждого материала индивидуален, и условия хранения лучше всего читать на этикетке.
Однозначно, нельзя замораживать водные, алкидные и акриловые лаки и краски. Даже при небольшом минусе они кристаллизуются, и при разморозке вещество уже не будет однородным и потеряет свойство впитываться.
С нитра, ПФ и масляно-восковыми ситуация индивидуальна. Самому маслу мороз ни по чем, воску и подавно, но что за пигмент туда добавлен, и какие еще ингридиенты — это нужно смотреть.
На эмали ПФ-115 написано что хранить можно при -20. А другие как? Масляные, алкидные, акриловые?
Чем опасна краска, если у нее истек срок годности
Краску не использовали продолжительное время, может ли она оказаться просроченной.