Постепенное развитие изменений структуры
Постепенное развитие изменений структуры является характерным для физического состояния материала при периодических воздействиях, энергетический уровень которых не вызывает предельно напряженного состояния, приводящего к немедленному разрушению.
По П. А. Ребиндеру [72] постепенное разрушение материала в дефектных местах и зародышах трещин облегчается при адсорбции на вновь возникающих поверхностях первых слоев молекул из окружающей среды (обычно молекул влаги). Энергетический уровень адсорбционных сил, под действием которых образуется такой слой, настолько высок, что приводит к существенному понижению работы, необходимой для образования новых поверхностей внутри постепенно разрушающейся конструкции.
При ограниченной прочности материала и относительно больших полостях (трещинах) внутри него, заполняемых свободной влагой или при низкой температуре ее кристаллами, в зоне зародышей разрушения возникают расклинивающие давления, способствующие дальнейшему раскрытию трещин.
Такие же или еще большие давления возникают при кристаллизации новых химических веществ на стенках каверн, пор и капилляров материала.
Соответственно возрастает и разрушение материала при периодических увлажнениях и охлаждениях, сменяющихся повышениями температуры и испарением влаги *(рис. VII.1). Развитие разрушения приводит к перемещению контура (О, О, О) расширяющихся в толще материала трещин, линз и полостей по направлению к поверхностным слоям конструкции и к появлению внешних признаков ее разрушения. Обычно наибольшему разрушению подвергаются те участки, в которых область развития микротрещин легче всего достигает поверхности конструкции или изделия (рис. VI 1.1, б), например, углы, кромки, выступающие части и т. д.
Вдали от этих участков процесс разрушения увлажненного материала часто выражается в постепенном отслаивании (шелушении) поверхностных слоев.
Материалы с открытой пористостью наиболее подвержены физико-химическому разрушению и особенно быстро утрачивают необходимые механические свойства во влажных условиях.
Повышение долговечности во всех случаях связано с ограничен нием и замедлением физико-химико-механических процессов, вызывающих постепенное разрушение материалов, входящих в состав ограждающих конструкций. Если отсутствует агрессивная среда, при которой процессы разрушения являются следствием быстро развивающихся химических реакций, такие процессы зависят главным образом от тех внешних воздействий, которые вызывают резкие периодические изменения теплового и влажностного состояния наружных ограждающих конструкций, что связано с развитием термических и усадочных напряжений, превышающих по своему уровню напряжения, учитываемые расчетом статической прочности конструкции.