""

Содержание

Коэффициент усадки бетона при заливке

Виды и коэффициент усадки бетона — неизбежен ли процесс?

Независимо от прочности строительных материалов, усадка бетона все же неизбежна. Неучет застройщиком такого процесса приводит к негативным результатам. Появление трещин, ползучесть бетона провоцирует несоответствие заложенного в смете коэффициента сокращения объема фундамента и величины конечной. Это приводит к разрушению конструкции.

Строительный регламент

Среди нормативных документов, регулирующих расчет усадки, выделяют:

  • СНиП 52—01—2003, в котором изложены основные положения о бетонных конструкциях;
  • ГОСТ 24544–81 — о методах определения деформаций усадки и ползучести.

Что такое усадка?

Процесс засыхания и затвердения, в результате которого происходит уменьшение объема цементного состава. Конечно, отсутствие такого процесса является невозможным. В практике строительства показатель усадки небольшой — 1%, но и этой цифры достаточно, чтобы внести изменения в строительную документацию. Но с помощью ряда методик можно добиться минимизации показателя. Застывание бетонного раствора — это процесс, в ходе которого и происходит усадка. Время зависит, в большей мере, от состава и параметров цемента, и составляет диапазон от получаса или несколько часов.

Почему возникает?

Появление связывают с испарением воды цементного состава, при котором немаловажное место отводится действию сил капилляров структуры смеси. В результате их сужения изделие уплотняется, а это и вызывает усадку. Роль влаги в этом — основная, а появление ее зависит не только от условий среды, но и от особенностей цемента, используемого при замешивании. Высокий показатель усыхания возможен только при наличии большого количества алюминатов в материале. А чтобы снизить этот параметр используют алитовые цементы. Следовательно, усадка бетона связана с такими факторами:

  • погодные условия;
  • количественные показатели составляющих раствора;
  • объем влаги;
  • наличие армирующих элементов.

Коэффициент

Его считают величиной относительной, которая обозначается в процентах. Показатель указывает на изменения в объеме по сравнению с первоначальными измерениями. Чтобы уменьшить коэффициент усадки бетона, формируя строительную смесь, используют пористые низкомодульные заполнители, вибратор при уплотнении, дополнительную тепловлажную обработку. Средняя величина усадки бетонного изделия согласно ГОСТам — 1,5%.

Виды усадки

Пластическая

Возникновение трещин происходит в жидком состоянии при быстром высыхании раствора. Это происходит, когда испарение на поверхности больше, чем количество выделения влаги внутри. Хотя такие трещины неглубокие, все же ширина их достигает 3 мм. Факторы появления:

  • небольшой показатель влажности воздуха;
  • жаркая температура;
  • большие порывы ветра;
  • температурные перепады;
  • сильный обогрев поверхности солнцем.

Аутогенная

Его называют «внутренним высыханием», являющимся следствием химических процессов. Объем изменяется при помещении изделия в герметическую среду, где нет обмена влагой. Около половины такого процесса наблюдается в течение суток. Аутогенная усадка бетона возникает при наличии меньшего объема продуктов гидратации, чем был до этого.

Поскольку процессы присутствуют в середине конструкции, проблемы внешним уходом не решаются.

При высыхании

Происходит после того, как бетонная смесь схватилась. Но это продолжительный процесс, результатом которого наблюдается сокращение объема бетонного изделия от нехватки влаги. Усадка происходит при хранении конструкции не в помещении, а на открытом воздухе. На скорость формирования усадочных растяжений влияет продолжительность ухода, а это помогает предупредить трещинообразование на раннем этапе.

Стадии усадочного процесса

Возникает в период, когда еще жидкий, пластический бетон находится в процессе схватывания. А причиной этого может быть опалубка, через которую происходит утечка влаги или, наоборот, ее поглощение, а также испарение. На объем усадочного процесса влияют виды ухода, степень всасывания воды. На основании этого проводят соответствующие действия на уменьшение уровня.

Это усадка бетона при твердении и в процессе высыхания. Она считается частично безвозвратным процессом, так как при увлажнении происходит расширение объема бетона, хотя возвращение в первоначальное состояние уже невозможно. Факторы, влияющие на величину усадки:

  • вид используемого цемента;
  • жирность бетонного раствора;
  • количество содержания воды;
  • типы заполнителей.

Профилактика усадки

Во избежание такой проблемы подходят ответственно к технологии замешивания бетона, не ошибиться в расчетах количества всех составляющих веществ. Качественное получение строительного раствора при заливке бетона — основная задача строителя. А также обязательно добавлять присадки и пластификаторы. Они помогут с увеличением показателя прочности бетонной конструкции, обеспечив меньшие потери. Продукция современного строительного рынка представлена разными вяжущими веществами, которые за счет расширения, вступив в реакцию с водой, увеличивают объем раствора. Кроме того, важно, что изменения сохраняются по истечении времени высыхания.

Рассчитать объем бетона для фундамента

Сколько нужно бетона для заливки фундамента – один из самых популярных вопросов при проектировании строительных объектов любого назначения. Эта задача является поистине одним из фундаментальных условий успешного расчета, от которого зависит прочность и долговечность всего сооружения.

Важно помнить, что для каждого вида фундамента есть специально разработанные рецептуры раствора (марка бетона) и рекомендации по кубатуре.

Исходя из типа фундамента, который выбран и его конфигурации определяется путь расчета бетона на фундамент, при этом важными показателями при проектировании фундамента являются тип здания и особенности несущего грунта, поэтому в любом случае просчитывается фундамент на прочностные нагрузки. Для вычисления кубатуры заливаемого основания дома используются расчетные показатели габаритов проектируемого фундамента.

В случаях необходимости заливки неответственного фундамента для сверхлегких подсобных сооружений часто фундаментная опора отливается на основании практических навыков без точных расчетов по предельным нагрузкам от здания, т.е. канава и опалубка устанавливаются «на глазок». В таких случаях удобнее всего точно вымерять кубатуру по готовой установленной опалубке.

Иногда цифровые данные в проектной документации не совпадают с реальными измерениями объема, изготавливаемого фундамента, т.е. существует погрешность в установке опалубки. Даже небольшие отличия размеров могут сыграть значительную роль на показатель крепости фундамента, поэтому стараются устанавливать щиты опалубки с увеличением размера отливки, а при расчете необходимого объема бетона учитывают два коэффициента: отклонения геометрии и усадка раствора. Самым точным способом расчета бетона на фундамент является учет всех коэффициентов с вычетом объема инженерных коммуникаций.

Коррекционные коэффициенты для расчета объема бетона

Коэффициент усадки обязательно учитывается, т.к. любая бетонная смесь уменьшается в объеме при высыхании. Соответственно чем ниже содержание воды, тем меньше будет усадка. Поэтому любую формулу обязательно нужно откорректировать путем умножения показателя кубатуры на коэффициент усадки используемой марки бетона.
Близость залегания грунтовых вод и общий уровень влажности почвы влияет на использование определенной марки бетона.
Тип грунта является одним из самых важных показателей, который аргументирует выбор марки бетона для отливки и коррекцию габаритов фундамента (его усиление), который будет надежным основанием в данных условиях:

  • Пучинистость грунта – показатель уровня деформации грунта после циклов заморозки/оттаивания. Более подвержены эрозии грунты, которые способны сильно задерживать влагу.
  • Наиболее прочными являются скальные основания без трещин и пустот.
  • Крупнообломочные грунты сами по себе служат довольно прочным основанием и могут применяться в качестве «подушки» под фундамент.
  • Самые ненадежные основания, которые обязательно нуждаются в искусственной насыпи под фундамент или полной замене на прочный вид грунта: пучинистые обломочные грунты с мелкой фракцией, песчаные, суглинки, супесь, торфяные грунты.

Беря во внимание указанные факторы, негативно влияющие на фундамент и требующие усиления его конструкции, рассчитать количество бетона на фундамент окончательно можно только после просчета основания на предельные нагрузки с учетом грунтового воздействия.

Читать еще:  Можно ли штукатурить гипсовой штукатуркой в ванной

Формулы предварительного расчета для разных типов фундамента

При выборе способа расчета объема бетона необходимо знать тип фундамента и иметь его точные геометрические расчеты:

  • Для плитного («плавающая плита») фундамента достаточно знать показатели площади здания и толщины плиты, которые перемножаются для получения объема отливки. В случаях, если фундамент имеет дополнительные ребра жесткости, то необходимо найти объем каждого ребра жесткости и прибавить их к общему объему плиты.
  • Свайный фундамент имеет самую широкую область применения, т.к. благодаря распределению веса и надежной установке свай есть возможность успешного возведения сооружений на сложных пучинистых грунтах. Расчет бетона на фундамент из свай представляет собой вычисление объема одного столба с умножением на их количество. Самым проблематичным в расчете является вычисление объема сваи, т.к. форма может быть различной: параллелепипед, простой цилиндр, с пятой у основания, которая может быть цилиндрической, кубической или конической. Для простых свай цилиндрической формы расчет объема очень прост: площадь круга (3,14*R^2, где R – это радиус сваи, половина его диаметра) основания столба умножается на его высоту.
  • Ленточный фундамент имеет большую популярность из-за простоты изготовления и расчета. Чтобы знать, как рассчитать бетон для фундамента такого типа, необходимо его «виртуально» разделить на отдельные «стены», объем которых вычисляется перемножением высоты, ширины и длины. Зная объем каждой стороны фундамента, общий объем необходимого бетона определяется их сложением.
  • Существуют и более сложные типы фундаментов (комбинированные). Расчет их объема производится суммированием объемов отдельных участков конструкции. В данном случае поможет воспоминания курса геометрии для вычисления различных фигур.

Поиск более точных показателей объема фундамента

Математические расчеты объема фундамента обязательно будут отличаться от необходимого объема бетона, т.к. полученные показатели необходимо откорректировать:

  • Измеряются размеры установленной опалубки или изготовленной (в случаях отливки непосредственно в грунт) траншеи, отверстий под столбы. Отклонения показателей от расчетных обязуют произвести новый расчет по реальным размерам или использовать увеличивающий объем коэффициент. Он рассчитывается по отдельному элементу фундамента: к примеру, реальный объем одной стороны фундамента 12, а расчетный 10, то коэффициент получиться 1,2=12/10.
  • Любой бетон в процессе высыхания дает усадку, при этом на практике она не может превышать 10%. Чтобы правильно рассчитать количество бетона на фундамент, необходимо обязательно умножать объем фундамента на коэффициент 1,1.

Нехватка бетона при заливке опалубки – из-за нарушения целостности отливки настоящая катастрофа, поэтому принято всегда использовать максимальный объем, для чего расчетный объем фундамента умножается на коэффициент отклонения реальной формы (1,05 – 1,1) и умножается на коэффициент усадки бетона (обычно 1,1). К примеру: расчетный объем фундамента 50 м3, тогда 50*1,1*1,1=60,5 (м3). В итоге разница очень существенная, при этом для того, чтобы приобретаемый объем раствора обязательно вместился в опалубку, она изготавливается значительно выше расчетных размеров.

Почему происходит усадка бетона при твердении

Усадка бетона – явление довольно распространенное, несмотря на то, что бетон демонстрирует великолепные характеристики стойкости к внешней среде и прочности. Многие новички вообще не учитывают данный фактор из-за незначительности коэффициента усадки, но это в будущем может сказаться на сроке службы здания и особенностях его эксплуатации.

Принято считать, что бетон не усаживается, в отличие от деревянных строений, домов из менее плотных и прочных материалов. И это утверждение близко к истине – упрочненный арматурным каркасом бетон демонстрирует минимальный показатель изменения объемов материала конструкций с течением времени. Но минимальная усадка бетона при твердении – не равно полному ее отсутствию, поэтому до начала проектирования и возведения здания необходимо тщательно изучить этот вопрос.

Что такое усадка

Усадка бетона – это уменьшение его размеров и объема из-за таких изменений, как потеря влаги материалом, уплотнение, затвердевание в результате прохождения химических, физических, физико-химических процессов. Уменьшение объема редко превышает 1%, что очень незначительно и практически незаметно, но только при условии, что соответствующие данные учитываются в проекте и строительстве.

Если фундамент или монолит обладают низкими прочностными характеристиками, то и такой незначительной усадки будет достаточно для появления трещин, отслаивания поверхности, разнообразных деформаций, что существенно уменьшает срок эксплуатации конструкции.

Коэффициент усадки незначителен

Современные производители стараются вводить в цемент различные добавки, пластификаторы, присадки, чтобы добиться наиболее оптимального соотношения компонентов для сохранения первоначальных параметров здания через многие годы. Если фундамент небольшой, то коэффициента осаждения на уровне 1-1.5% будет не заметно.

Тем более, что допустимый коэффициент усадки в соответствии с ГОСТом составляет максимум 3%. Но если конструкция большая, то данный показатель для бетона лучше, все-таки, учитывать.

В соответствии со временем усадка бетона может быть: произошедшей до застывания раствора, параллельно со схватыванием смеси, уже после затвердевания бетона. По причинам появления усадка может быть такой, что произошла из-за прохождения внутри цемента химической реакции между компонентами (гидратация) или появилась вследствие физико-химического, физического воздействия (например, когда в процессе высыхания бетон теряет влагу).

Виды усадки в процессе застывания и упрочнения бетона:

1) Пластическая – появляется сразу после заливки, при схватывании, длится 8 часов, потом не учитывается. Происходит из-за испарения воды из раствора, максимальный показатель может быть равен 4 миллиметрам на метр. Чтобы избежать негативных последствий, бетон увлажняют водой на протяжении всего времени высыхания, в первые часы особенно часто.

2) Аутогенная – происходит в сравнительно «молодом» бетоне в процессе его затвердевания и набора прочности. Равна 1 миллиметру на метр, часто вообще не учитывается, но важна при проектировании крупных объектов, где изменение геометрии даже в таких небольших пределах становится причиной появления микротрещин.

3) Усадка при высыхании – ГОСТ допускает минимальные значения, так как правильно приготовленный и уложенный раствор демонстрирует прочность и долговечность. Но в некоторых случаях усадка бетона через несколько лет может давать даже 5 миллиметров на метр. Из-за этого раньше бетонному фундаменту позволяли год выстояться, а потом продолжали работы. Сегодня проблема решается армированием и правильным определением состава бетонной смеси.

Деформация

В современном строительстве применяют минеральные добавки к бетону, которые позволяют деформации и усадку свести к минимуму. Благодаря применению этих добавок в процессе затвердевания осуществляется увеличение линейных размеров кристаллов цемента. Бетону придают высокую водонепроницаемость, прочность, обеспечивая долговечность конструкции.

Благодаря применению добавок удается уменьшить показатели растяжения на изгиб, проницаемость, устранить деформации. Конкретный тип и объем добавок определяют индивидуально.

Первичная и вторичная стадии

Усадка бетона может происходить на двух стадиях. Первичная – когда раствор находится еще в жидком либо пластичном состоянии и наблюдается уход влаги через опалубку либо посредством впитывания в основание дороги, испарением. Вторичная усадка наблюдается в процессе высыхания и твердения состава.

Первичный тип усадки может быть уменьшен за счет правильной системы ухода за бетоном, выбором основания, корректным монтажом опалубки. Проведя все необходимые мероприятия, первичную усадку можно легко уменьшить. Вторичная же деформация необратима, даже изменение влажности бетона все равно не придаст первоначальных параметров.

Немаловажно помнить о том, что усадка отдельных элементов бетонной конструкции может проходить по-разному. Так, если бетонная панель быстро теряет влагу из-за нагревания внутри, под воздействием атмосферы, то после заливки фундамента массивных конструкций высыхание будет происходить намного медленнее, как и усадка. Это может стать причиной появления внутренних напряжений, ведущих к трещинам.

Из-за прохождения химических реакций в верхних слоях может наблюдаться дополнительная деформация между углекислым газом воздуха и известью. Воздух выделяется в процессе гидратации цементного раствора, а сама реакция элементов называется карбонизацией, что также увеличивает общую усадку поверхности.

Основные виды

Виды усадки бетона зависят напрямую от этапа выполнения работ и состава раствора. Основной причиной появления трещин становится влага, поэтому и виды усадки зависят от того, на каком этапе уходит или появляется влага, как она взаимодействует с входящими в состав материалами. Усадка бывает пластической, аутогенной (молодого бетона), происходящей при высыхании (зрелого бетона).

Читать еще:  Перемычки над окнами в доме из газобетона

Причины образования

Усадка может происходить как из-за испарения влаги из раствора, так и по причине действия определенных капиллярных сил в самой структуре цемента. Когда из капилляров диаметром меньше 200 нанометров уходит вода, происходит их сужение, материал уплотняется, деформируется.

Так или иначе, но влага имеет самое важное значение при прохождении процессов усадки. И важна она как в качестве внешнего воздействия, так и как составная часть самого цемента. Стоит помнить, что усыхание в процессе твердения максимально, если в составе есть большая доля алюминатов. Чтобы снизить показатель, используют цементы алитового типа, в которых образуется гидрооксид кальция и усадка минимальна.

Основная причина уменьшения размеров бетонного монолита – химическое взаимодействие между цементом и водой. Логично, что чем меньше этих веществ будет включено в состав, тем меньше будет значение усадки. Поэтому при работе с высокопрочными марками фактор учитывают обязательно.

Обычно все деформации наблюдаются в первые 3-4 месяца – в среднем линейное уменьшение размеров равно 2 миллиметрам на метр. Потом процесс замедляется в несколько раз. Во многом усадка бетона зависит от модуля упругости, который определяется такими моментами: вид вяжущего вещества, тип наполнителя, их соотношение в растворе.

Тяжелые типы дают меньше усадки, чем легкие (они пористые и усадка может достигать 1 сантиметра на метр). Тут работает правило: чем меньшего размера элементы заполнителя, тем меньше усадки даст приготовленный на его базе раствор.

Усадка при обезвоживании раствора: потери в процессе эксплуатации

Одна из главных проблем, связанных с усадкой бетона – усадка при твердении: сначала процесс запускается потерей воды, потом состав садится из-за физических процессов, химической реакции в поверхностных слоях бетона.

Существующие виды

Сначала стоит упомянуть контракционное сжатие бетона, которое имеет место при приготовлении раствора. Образующиеся при взаимодействии цемента и воды гидраты обладают меньшим объемом в сравнении с первоначальным материалом. Такая усадка влияет на пористость бетона, потеря объема небольшая.

Более серьезно обезвоживание раствора, которое может быть двух типов: пластический и гидравлический. Пластическая усадка проходит в первые 3-6 часов после выполнения заливки из-за быстрой потери воды составом. Чем меньший объем воды в растворе, тем меньше он деформируется. Меньше в объеме теряют и правильно армированные конструкции.

После схватывания раствора осаживание постепенно переходит в гидравлическую фазу: проходит менее активно, медленно, менее опасно для конструкции. Бетон сохнет и сжимается неравномерно, могут появляться внутренние напряжения. Нужно помнить, что если заливка бетона осуществляется при высоких значениях температуры воздуха, то недостаток воды спровоцирует трещины даже на первом этапе, а второй пройдет более интенсивно.

Когда бетон полностью застыл и набрал прочность, в нем все равно происходят процессы осаживания. Современные строительные материалы модифицируют разными добавками, но все равно часто фундаменту позволяют выстояться какой-то срок. Многое зависит от качества цемента – в некоторых случаях бетон осаживаться может до двух лет. Карбонизация в условиях сезонных скачков температур также может дать около 5 миллиметров усадки.

Ввиду всех вышеперечисленных факторов, фундамент лучше всего заливать весной или ранним летом, чтобы у бетона было время высохнуть, набрать прочность и зимой его не порвало деформациями.

Нюансы усадки в разных условиях

  • Использование специальной вибротехники позволяет сразу убирать воздух с еще незастывшего раствора, уменьшая будущую усадку. Процесс выполняют с использованием специальной техники или самостоятельно (трамбуя, пробивая, стаптывая, протыкая штыком смесь).
  • Многие современные составы предполагают использование технологий, которые призваны уменьшить усадку. И хоть полностью устранить явление не удастся, нивелировать его влияние на конструкцию можно. Так, пенобетон, газобетон дают минимальные значения усадки, особенно при условии выполнения армирования.
  • Считается, что меньше подвержены усадке плывучие составы, но более жидкие смеси часто демонстрируют ухудшение других свойств.
  • Усадка вырастает из-за добавления в бетон специальных смесей, позволяющих работать при морозе, менять еще какие-то характеристики.
  • Многое зависит от влажности поверхности – оптимальным показателем считается 55-70%: если влажность ниже, коэффициент усадки увеличится, материал начнет прессоваться.
  • Чем меньше масса раствора, тем ниже коэффициент усадки.

Если не принимать в расчет усадку, то в процессе эксплуатации здания это может привести к серьезным проблемам. Усадка тем больше, чем крупнее объект, увеличивается при отсутствии армирования, введении пластификаторов, выполнении работ в экстремальных условиях, несоблюдении технологии приготовления и использования раствора.

Рабочие швы

Рабочими называются швы между бетоном, который уже схватился и тем, что только что залит в пределах одного монолита. Холодный шов не приветствуется в строительстве, так как ухудшает прочность монолита, поэтому обычно опалубку стараются залить в один прием. Если же такой возможности нет – опалубку заполняют слоями, накладывая следующий до схватывания предыдущего.

Если же бетонирование выполняют с заметными паузами, следуют некоторым правилам: на схватившийся бетон следующие слоя кладут лишь по достижении им прочности минимум 150 кгс/см, старую поверхность чистят от цементных пленок щеткой или инструментом, пескоструем. Также для обеспечения лучшего сцепления используют битум, разные типы клея, грунта.

Если речь идет о колоннах, расположение усадочного шва должно быть на уровне низа прогона, верха фундамента, балок. Когда заливаются балки, шов делают на несколько сантиметров ниже поверхности плиты перекрытия, в обычных плитах шов должен быть параллельным меньшему из сечений плиты.

Компенсационные

Компенсационные швы выполняют для компенсирования теплового расширения и иных воздействий, становящихся причиной появления трещин. Такие швы рассекают конструкцию, деля ее на несколько отдельных монолитов.

Компенсационные швы нужны в таких случаях:

  • Длина монолита составляет больше 50 метров (но в условиях сурового климата советуют вместо 50 принимать 25 метров)
  • По периметру большого монолитного пола (чтобы избежать напряжений и трещин из-за усадки фундамента и стен)
  • Вокруг колонн, которые стоят на уплотненном грунте или подсыпке

Требования к швам: толщина минимум 6 миллиметров, вокруг колонн можно делать квадратные (развернув на 45 градусов) или круглые швы, полости заполняют герметиком либо изоляционным материалом, чтобы избежать попадания туда грязи, влаги, микроорганизмов.

Задача усадочного шва – компенсировать неоднородность высыхания стяжки после заливки. Толстые слои бетона обычно сохнут неоднородно: сверху усадка больше, внутри меньше и это может деформировать основание. Но принудительное деление поверхности на площади исключит возможность появления трещин.

Основные правила выполнения:

  • Фрагмент стяжки внутри швов выполняется прямоугольным либо квадратным, соотношение сторон должно быть максимум 1:1.5
  • Только прямые линии, без изгибов
  • Внутри помещения максимальный размер фрагмента между швами составляет 6х6 метров, на улице – 3х3. Бетонные дорожки делят продольным швом, если их ширина превышает 3.6 метра
  • Г-образные участки делят на прямоугольники или квадраты
  • Швы выполняют глубиной четверти/трети толщины стяжки

Технология

Компенсационные и усадочные швы выполняют так: в процессе заливки монолит делят рейками, досками, пластиковой вагонкой или кусками стекла на сектора, после схватывания элементы удаляют, бетон прорезают болгаркой с алмазным кругом.

Заключение

Избежать усадки бетона не удастся, но показатель можно существенно уменьшить, нивелировав его влияние на надежность и долговечность здания. Так, если в строительстве жилых зданий использовать бетон высоких марок, выполнять армирование, замес и заливку осуществлять в оптимальных условиях, с соблюдением пропорций состава, смесь обрабатывать вибратором, а влажность поверхности сохранять на оптимальном уровне, есть шанс сделать усадку практически незаметной. Но учитывать коэффициент усадки в проектировании строительстве здания все равно нужно.

Процесс усадки бетона

Усадка бетона — это уменьшение его объемного состава, которое происходит в процессе засыхания и твердения.

По мере засыхания и твердения бетон дает усадку, в связи с чем могут образоваться трещины.

Чаще всего объем сокращается незначительно, а величина этого показателя не превышает 1-2%.

Читать еще:  Как укрепить фундамент и обвязать цоколь дома

Причины усадки бетона

После приготовления бетонной смеси в ее составе начинается кристаллизация цементных камней и интенсивное испарение воды, вследствие чего происходит усадка бетона. Особенно интенсивно этот процесс происходит в первые 2-3 недели после заливки изделия. Далее его скорость замедляется. Полное окончание процесса усадки наступает через 1-1,5 года после начала твердения. К этому моменту бетонное изделие приобретет свое окончательное состояние.

На конечную величину уменьшения объема влияет несколько причин. Среди них можно перечислить следующие:

  • количество цемента в смеси;
  • объемная доля воды;
  • показатели окружающей среды;
  • количество присадок в растворе.

Виды усадки бетона.

Количественное соотношение цемента в составе бетонной смеси играет очень важную роль. Чем выше будет расход цемента на единицу приготовленной бетонной смеси, тем больше будет происходить усадка готового изделия. При этом надо обращать на состав, из которого приготовлен цемент. Высокоактивные глиноземистые цементные порошки дают большее сокращение объема. Усадка бетона на основе портландцемента происходит значительно меньше.

Особое внимание следует обратить на количество добавляемой воды. Чем большее процентное содержание ее будет находиться в готовящемся растворе, тем сильнее произойдет сокращение объема готового изделия. Обусловлено это тем, что в процессе схватывания будет происходить активное испарение воды из верхних бетонных слоев.

Чтобы усадка бетона была меньше, надо в процессе его изготовления использовать заполнители с крупной фракцией.

Мелкозернистые фракции имеют меньшую устойчивость к деформациям, что приводит к большому проседанию материала в процессе его сушки.

Немаловажными факторами, помогающим сохранить целостность структуры бетонного основания, являются показатели температуры и влажности окружающей среды. Если влажность на улице будет достаточно высокой, то усадка будет сравнительно мала. Тот же эффект будет наблюдаться и при низких температурах воздуха.

Борьба с эффектом усадки

Во избежание сильной усадки бетона, при приготовлении бетонной смеси необходимо использовать пластификаторы.

Если в процессе строительства не учесть происходящую усадку, то это может привести к печальным последствиям. Если заложенный коэффициент сокращения объема фундамента не будет соответствовать его конечному показателю, то это приведет к появлению в нем трещин. Подобные трещины приведут к полному или частичному разрушению здания или отдельных его элементов.

Чтобы избежать подобных проблем, нужно обстоятельно подходить к процессу приготовления бетона. Надо правильно определить необходимое количество всех его ингредиентов. Кроме того, нельзя забывать о различных присадках и пластификаторах, которые должны добавляться в готовящуюся смесь. Подобные добавки помогают увеличить показатель прочности бетонной детали, что обеспечивает меньшую усадку.

Присутствие пластификаторов в бетонном растворе помогает предотвратить неравномерные усадки, которые при твердении приводят к появлению более напряженных участков. Присутствия таких перенапряженных участков в изделии следует избегать, поскольку они являются первопричиной образования трещин и приводят к разрушению бетонной детали.

На современном рынке строительных материалов имеются и различные вяжущие вещества. Подобные вещества, вступая во взаимодействие с водой, расширяются, значительно увеличивая объем раствора. С помощью этого процесса происходит равномерное перераспределение напряжений, которое сохраняется при твердении. Более того, вяжущие вещества не изменяют свой объем и после высыхания, что помогает сократить усадку бетона.

Чтобы уменьшить потери объема изделия после его сушки, нужно обязательно проводить качественную вибрационную обработку смеси. Сделать это можно на специальном столе. С помощью вибрационного стола из состава раствора будут выгоняться пузырьки воздуха. Это сделает песчано-цементную смесь более плотной и вязкой, что придет к уменьшению ее конечной усадки.

Что такое усадка бетона, каковы ее последствия?

Процесс трансформации бетонного раствора в монолит сопровождается сложным комплексом внутренних взаимодействий между компонентами состава. Один из опасных факторов для любой бетонной конструкции — усадка бетона, которая происходит в несколько стадий и вызывает разные последствия при эксплуатации здания. Особенно заметно это проявляется в монолитных конструкциях, так как взаимосвязанные силовые элементы могут деформироваться и разрушаться при возникновении непредусмотренных проектом усилий.

В строительной практике принято различать несколько видов усадки бетона — первичная, происходящая в течение первых часов после заливки, вторичная, гигрометрическая, связанная с твердением монолита, а третий вид характерен для огромных конструкций, которые высыхают годами, постепенно теряя влагу. Правильный расчет процесса усадки и тщательно подобранный бетон от производителя позволяют избежать опасных для строения последствий.

Причины усадки бетона

Причины усадки бетона — это в первую очередь потеря воды, составляющей немалую часть исходной массы раствора. Процесс начинается сразу же после заливки в опалубку, и на этой стадии он считается наиболее опасным для будущей конструкции. Свести к минимуму или вовсе исключить пластическую усадку следует сразу же, на первом этапе, для чего применяются специальные добавки в раствор.

Большое значение имеет и выбор цемента для ответственных конструкций. Бетон марки М400, применяемый в проектном строительстве, изготавливается на основе цементов алитового типа, в процессе гидратации образуется гидроксид кальция, который позволяет свести к минимуму потерю объема.

Последствия потери объема бетонным монолитом

Говорить о последствиях усадки можно, разобравшись в особенностях процесса. Суть его — уменьшение объема бетона, которое начинается с потери воды и сужения внутренних капиллярных канальцев в монолите. Впоследствии усадка на разных этапах может дать ряд опасных эффектов:

  • уменьшается объем, а значит и линейные размеры конструкции, что приводит к изменениям в распределении усилий внутри конструкции;
  • если в конструкции связано несколько деталей, то их связь по нагрузке будет изменяться, что может привести к разрушению силовых узлов;
  • по мере усадки бетона в массивном монолите возможно появление трещин, которые будут идти от поверхности в глубину конструкции;
  • длительность процесса зависит от объема монолита — чем больше по размерам деталь, тем больше времени требуется на выход из нее влаги, а это означает, что усадка будет происходить неравномерно.

Считается допустимой усадка, которая происходит в течение примерно 3 — 4 месяцев после заливки, когда активно идет процесс твердения бетона. Масштабы изменения объема составляют от 1 до 3 мм на метр монолита. При таких изменениях последствия не критичны для конструкции.

Опасность усадки для ответственных бетонных конструкций

Опасность усадки проявляется в конструкциях, где используются элементы различного объема, так как скорость изменений будет разной. Вполне вероятно, что при таком развитии событий произойдет разнонаправленное изменение размеров связанных деталей, а это станет причиной значительного смещения. Учитывая, что бетонный монолит чувствителен к нагрузкам на растяжение и перекручивающую деформацию, вероятность разрушения связей между деталями и растрескивания монолита становится очень большой.

По наблюдениям специалистов, возникшая на первом этапе пластичная усадка раствора в опалубке представляет собой наибольшую опасность для строительной конструкции. Устранить последствия значительного уменьшения объема из-за потери воды оказывается практически невозможно, так как процесс протекает по нескольким направлениям. Это и испарение, и частичное проникновение воды в другие части конструкции, что типично для дорожного строительства, и характер взаимодействия воды с наполнителем.

Как предотвратить усадку бетона

Практика показывает, что в случае применения тяжелых бетонов с крупными наполнителями величина усадки будет небольшой, поэтому важно на подготовительном этапе правильно подобрать тип материала и купить бетон у добросовестного поставщика. Непосредственно от исполнителей зависит правильность укладки и соблюдение графика заливки. Если потери воды из раствора связаны с нарушением температурного режима или затягиванием процесса уплотнения в опалубке, то усадка может составить до 10 см на метр, что станет причиной полной непригодности конструкции. Компенсировать уменьшение размеров невозможно.

Нормальная эксплуатационная усадка бетона в зависимости от конструкции и марки бетона находится в пределах, не влияющих на связи между деталями и прочность монолита. Для расчетов используются коэффициенты, которые подбираются для каждого конкретного случая. Потеря воды бетоном компенсируется в процессе достижения равновесия, которое обычно достигается при влажности воздуха в пределах 60 — 70 % в период первичного твердения монолита.

Ссылка на основную публикацию
"
×
×
"
Adblock
detector