Усадка бетона

3. Усадка бетона и начальные напряжении

Бетон обладает свойством уменьшаться в объеме при твердении в обычной воздушной среде (усадка бетона) и увеличиваться в объеме при твердении в воде (набухание бетона). Бетоны, приготовленные на специальном це­менте (расширяющемся или безусадочном), не дают усадки. Усадка бетона, как показывают опыты, зависит от ряда причин: 1) количества и вида цемента — чем больше цемента на единицу объема бетона, тем больше усадка, при этом высокоактивные и глиноземистые це­менты дают большую усадку: 2) количества воды — чем больше W/С, тем больше усадка; 3) крупности заполни­телей— при мелкозернистых песках и пористом щебне усадка больше.

Влияние заполнителей на уменьшение усадки тем сильнее, чем выше их способность сопротивляться дефор­мированию, т. е. чем выше их модуль упругости. При разной крупности зерен заполнителей и меньшем объеме пустот меньше и усадка. Различные гидравлические до­бавки и ускорители твердения (например, хлористый кальций), как правило, увеличивают усадку.

Обычно усадка бетона происходит наиболее интенсив­но в начальный период твердения и в течение первого года, в дальнейшем она постепенно затухает. Скорость усадки зависит от влажности окружающей среды — чем меньше влажность, тем больше усадочные деформации и выше скорость их роста. Усадка бетона под нагрузкой при длительном сжатии ускоряется, а при длительном растяжении, наоборот, замедляется.

Усадка бетона связана с физико-химическими про­цессами твердения и уменьшения объема цементного ге­ля, потерей избыточной воды на испарение во внешнюю среду, на гидратацию с еще непрореагировавшими час­тицами цемента. По мере твердения цементного геля, уменьшения его объема и образования кристаллических сростков усадка бетона затухает. Капиллярные явления в цементном камне, вызванные избыточной водой, также влияют на усадку бетона — поверхностные натяжения менисков вызывают давление на стенки капилляров, и происходят объемные деформации.

Усадке цементного камня в период твердения бетона препятствуют заполнители, которые становятся внутрен­ними связями, вызывающими в цементном камне началь­ные растягивающие напряжения. По мере твердения геля, образующиеся в нем кристаллические сростки становят­ся такого же рода связями. Неравномерное высыхание бетона приводит к неравномерной его усадке, что в свою очередь, ведет к возникновению начальных усадочных напряжений.

Усадка бетона при обезвоживании раствора. Потери в процессе эксплуатации

Открытые, быстрее высыхающие поверхностные слои бетона испытывают растяжение, в то время как внутренние, более влажные зоны, препятствующие усадке поверхностных слоев, , оказываются сжатыми. Следствием таких начальных растягивающих напряже­ний являются усадочные трещины в бетоне.

Начальные напряжения, возникающие под влиянием усадки бетона, не учитывают непосредственно в расчете прочности железобетонных конструкций; их учитывают расчетными коэффициентами, охватывающими совокуп­ность характеристик прочности, а также конструктивны­ми мерами — армированием элементов. Уменьшить на­чальные усадочные напряжения в бетоне можно техно­логическими мерами — подбором состава, увлажнением среды при тепловой обработке твердеющего бетона, ув­лажнением поверхности бетона и др., а также конструк­тивными мерами — устройством усадочных швов в конструкциях.

Усадка бетона: причины влияющие на усадку

Усадка бетона — это эффект, возникающий в процессе усыхания и твердения бетона, в результате чего происходит медленное уменьшение объёма состава.

Как показывает практика, оно незначительно и редко превышает один процент. Но даже этого достаточно для того, чтобы внести существенные изменения в проект строительства. Наилучшим вариантом является полное отсутствие усадки, но это не считается возможным. Именно по этой причине, данный показатель должен быть минимальным. Чтобы это обеспечить, существует несколько методик и каждый из имеющихся способов обладает своими преимуществами. Следует понимать, что присутствуют отрицательные составляющие и без их учёта довольно сложно получить качественный результат. Подбор осуществляется для каждого конкретного случая. Усадка бетона и методы борьбы с ней должны определяться специалистами. Поскольку только профессионал имеет навыки, а также умения, способствующие решению проблемы с максимальной эффективностью. Если Вас необходимы качественные услуги в области правильной укладки бетона, то свою работу могут предложить многочисленные компании, занятые в данной сфере. Наша фирма является только одной из организаций, но она заметно выделяется на общем фоне за счёт того, что предлагает удачные условия сотрудничества. Мы гарантируем, что усадка бетона не повлияет на эксплуатационные качества сооружения, возводимого специалистами.

Усадка бетона может возникнуть не только вследствие испарения воды из состава.

Деформация и усадка бетона

Немалую роль в данном процессе играет действие капиллярных сил в структуре цементного камня. Когда испарение воды происходит из капилляров, диаметр которых менее 200 нанометров, они сужаются, что приводит к ряду последствий. Одним из них является уплотнение материала, что и вызывает усадку бетона. Таким образом, можно отметить, что влага играет ключевую роль в качестве причины возникновения данного процесса.  Чтобы усадка бетона могла быть определена количественно, можно использовать проверенные методики, отработанные годами. В первую очередь, следует обеспечить измерение всех параметров, опираясь на оптимальные условия. Усадка бетона определяется при относительно небольшом показателе влажности окружающей среды. Её значение должно лежать в диапазоне от 50 до 60 процентов. Следует сказать, что даже если полностью высушенный цементный камень положить в водную среду, то он впитает часть влаги, но его размеры не могут принять прежнее значение.

Усадка бетона определяется не только внешними условиями, но и особенностями применяемого в процессе замешивания состава цемента. Если присутствует материал, имеющий высокий процент алюминатов, то усыхание в процессе твердения является максимальным. Для снижения подобного параметра следует использовать цементы алитового типа. За счёт образования гидроксида кальция, они обладают незначительно выраженной в количественном плане усадкой бетона.  Как уже упоминалось, основную причину уменьшения размеров играет химическое взаимодействие между цементом и водой. Соответственно, чем больше данных компонентов в составе, тем серьёзнее будет усадка бетона. Таким образом, данное явление должно особенно учитываться при строительстве с использованием высоких марок. Если рассматривать сроки деформаций, то подавляющая их часть происходит в первые 3-4 месяца с момента укладки. Как показывает практика, линейное уменьшение размеров бетонных конструкций, в среднем, составляет около 2 миллиметров на один метр за первые несколько лет. Потом данный процесс снижается в несколько раз, что связано с некоторыми особенностями состава. Усадка бетона зависит от модуля упругости, который определяется большим количеством факторов. Сюда следует отнести тип заполнителя, вид вяжущего вещества (в большинстве случаев это цемент), а также пропорции между ними. Тяжёлые типы бетонов дают меньшую усадку, чем их лёгкие аналоги. Причина заключается в пористости заполнителя, применяемого для создания основы смеси. Усадка бетона лёгкого типа составляет около 0,5-0,7 миллиметра, но в отдельных случаях, достигает одного сантиметра на метр. Тяжёлые заполнители снижают данный показатель в несколько раз, что является одним из их преимуществ. В целом, можно вывести довольно простое правило, характеризующее данный фактор. Чем мельче элементы заполнителя, тем меньшую усадку даёт бетон, выполненный на его основе.

Усадка бетона бывает двух типов, которые нуждаются в более подробном рассмотрении усадочная деформация и усадочное напряжение. Второй вид возникает в те случаях, когда первому варианту мешают те или иные факторы. Предварительный процесс растяжения цементного камня до того, как происходит реальная нагрузка на конструкцию — негативный процесс от которого следует избавляться. Самой большой проблемой будет превышение пределов растяжения. В таком случае, произойдёт непоправимая деформация, ведущая к разрушению. Эффективный метод борьбы с таким фактором, как усадка бетона, был разработан несколько лет назад. Он подразумевает примирение вяжущего вещества, в роли которого выступает цемент, специального типа. При начале химической реакции с водой, происходит некоторое его расширение. Таким образом, происходит перемена знаков у сил напряжения в смеси при её схватывании и последующем твердении. Подобные цементы пока ещё мало представлены на рынке строительных материалов, но уже завоёвывают популярность.

Существует и другая методика обеспечения всех необходимых показателей. Усадка бетона может не играть столь негативной роли, поскольку её параметры прописаны в специализированных документах на каждый тип состава. Если их принять во внимание, то можно внести некоторые корректировки в конструкцию. Таким образом, после своего изготовления она будет строго соответствовать изначальным габаритам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *