
Морозное пучение. Как лакокрасочные покрытия облегчают эксплуатацию свай и фундаментов
Морозное пучение грунтов – явление, характерное для северных широт. Суть явления заключается в том, что при замерзании объем грунта увеличивается. Это происходит из-за того, что содержащаяся в грунте вода при замерзании также увеличивается в объеме.
Грунты, объем которых увеличивается при замерзании, называют пучинистыми. Свойствами пучинистости обладают не все типы грунтов: больше всего пучению подвержены глинистые грунты, песчаные грунты проявляют пучинистые свойства в меньшей степени, а скальные и каменистые грунты не являются пучинистыми.
Пучение грунта сопровождается возникновением сил, действующих на конструкции (фундаменты и сваи), погруженные в грунт. В зависимости от направления действия силы могут быть нормальными и касательными. Нормальные силы действуют по нормали к поверхности конструкции, а касательные силы действуют вдоль боковых поверхностей. Как нормальные, так и касательные силы морозного пучения стремятся вытолкнуть фундамент или сваю из грунта.

Касательные силы будут тем выше, чем прочнее смерзание грунта с конструкцией. Задача лакокрасочного покрытия, наносимого на фундамент или сваю, сводится к тому, чтобы уменьшить прочность смерзания грунта с конструкцией и, соответственно, уменьшить касательные силы морозного пучения. На нормальные силы морозного пучения лакокрасочное покрытие влиять не может.
Таким образом, лакокрасочные покрытия, используемые для устанавливаемых в грунтах конструкций, должны выполнять две функции: защита от коррозии и сокращение сил морозного пучения.
Способность лакокрасочного покрытия уменьшать эффект морозного пучения проверяется в лабораторных условиях путем сравнения касательных сил, действующих на окрашенную и неокрашенную конструкцию. Оценку часто проводят для нескольких вариантов эксплуатации: контакт «сталь-грунт» (бурозабивной способ погружения) и контакт «сталь-бетон» (буроопускной способ погружения) с имитацией различных видов грунтов.
Для испытаний используют методики, описанные в СП 25.13330.2020 и ГОСТ 12248-2010. Испытания дорогостоящие, поскольку связаны со сложностями при имитации грунта, процесса смерзания стали с грунтом и выпучивания металлической поверхности.