усадка бетона

Информация о бетоне, бетон, марки бетона, маркировки бетонных смесей, класс бетона, подвижность бетона, гост 7473-2010

усадка бетона

УСАДКА БЕТОНА

Твердение и высыхание цементного камня сопровождаются усадкой, проявляющейся в уменьшении его объема. Линейные размеры образцов из цементного камня за год или несколько лет уменьшаются примерно на 2 мм/м.

Заполнители в бетоне, препятствуя усадочным деформациям цементного камня, сопротивляются им и в результате оказываются обжатыми, тогда как цементный камень испытывает растяжение.

При обжатии зерен заполнителя их деформации обратно пропорциональны модулю упругости. Так, пористые заполнители деформируются значительнее, чем плотные; их сопротивление силам, возникающим при уменьшении объема цементного камня, меньше. Поэтому усадка легких бетонов на пористых заполнителях больше и составляет примерно 0,5. 0,7 мм/м, иногда до 1 мм/м. Тяжелый бетон на плотных жестких заполнителях дает усадку не более 0,2. 0,4 мм/м.

На усадочные деформации бетона влияет не только качество, но и содержание заполнителей. Чем больше заполнителей в бетоне и меньше цементного камня, тем меньше усадка. Наибольшее насыщение объема бетона заполнителем достигается при оптимальном его зерновом составе и наибольшей предельной крупности. Заполнители с прерывистым зерновым составом обеспечивают наименьшую усадку бетона. Мелкозернистые бетоны отличаются повышенной усадкой (как и повышенной ползучестью).

Необходимо различать два проявления усадки: усадочные деформации и усадочные напряжения. Последние возникают в том случае, когда осуществлению усадочных деформаций что-то препятствует. Как указано выше, в бетоне цементный камень вследствие его усадки и сопротивления заполнителя оказывается растянутым. Предварительное растяжение цементного камня в бетоне до приложения внешней нагрузки — явление нежелательное, так как уменьшает прочность бетона.

Однако если учесть, что усадка — процесс длительный, растягивающие усадочные напряжения в цементном камне могут быть не столь опасны: постепенно происходит их релаксация вследствие ползучести цементного камня (это один из примеров того, как нежелательное явление ползучести может оказаться полезным). Благодаря пластическим деформациям усадочные напряжения в бетоне носят временный характер и постепенно затухают.

Иное дело, когда усадочные напряжения оказываются столь большими, что достигают предела прочности цементного камня при растяжении. Тогда в цементном камне образуются микротрещины, прочность бетона (особенно при растяжении), его водонепроницаемость, стойкость в агрессивных средах снижаются. Это нередко наблюдается при применении высокомодульного (жесткого) крупного заполнителя, особенно если последний расположен контактно (зерно впритык к зерну), например при раздельном бетонировании, когда в опалубку сначала укладывается крупный заполнитель, а затем нагнетается раствор. Если такой бетон эксплуатируется в сухой среде, то хотя наблюдаемая усадка очень мала, необходимо учитывать внутреннее напряженное состояние, чтобы исключить трещинообразование.

Раздельное бетонирование применяется обычно в гидротехническом строительстве, когда сооружения эксплуатируются в водной среде, и усадка там не происходит.

Из вышеизложенного следует, что для предупреждения проявления внутренних усадочных напряжений и трещинообразования предпочтительно применение низкомодульных, в частности пористых, заполнителей. При таких заполнителях обеспечивается целостность цементного камня, что благоприятно сказывается на долговечности бетона, его водонепроницаемости, стойкости в агрессивных средах.

Описанные положения подтверждаются результатами изучения свойств различных бетонов на моделях, проведенного в Московском инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева (Л. П. Орентлихер и И. П. Новиковой), и многочисленных опытов других исследователей. Опыты, проведенные в Пензенском инженерно-строительном институте (И. А. Ивановым и Н. И. Макриди-ным), показали, что обжатие пористых заполнителей в бетоне при усадке цементного камня может повысить их последующую деформативность при растяжении.

В последние годы растет производство и применение в бетонах расширяющихся, в том числе напрягающих, цементов. Вопрос выбора заполнителей для таких бетонов изучен мало.

Если бетоны на обычном цементе претерпевают при твердении усадочные деформации, то деформации бетонов на расширяющемся цементе носят обратный характер. В этом случае расширяющийся цементный камень, встречая сопротивление заполнителя, оказывается сжатым, а заполнитель — растянутым. Но главное не в перемене знака напряжений в компонентах бетона, а в том, что новое напряженное состояние скажется на их сцеплении. Если усадка цементного камня способствует сцеплению его с заполнителем (по крайней мере, до образования усадочных трещин), то расширение может нарушить контакт, особенно при применении плотных заполнителей с высоким модулем упругости. В этом случае еще в большей степени должны проявиться преимущества пористых заполнителей; сцепление их с цементным камнем надежнее, модуль упругости меньше. Следовательно, меньше будут растягивающие напряжения в контактной зоне, больше объемное расширение бетона, т. е. полнее будут использованы свойства расширяющегося цемента. Это, по нашему мнению, должно способствовать также сохранению высокой прочности расширяющегося легкого бетона на пористых заполнителях.

Что такое усадка бетона?

Коэффициент усадки бетона – один из показателей, редко учитываемый новичками. Считается, что этот материал за счет своей прочности практически не меняется в объеме со временем. Такая ошибка приводит к неправильному заказу нужного объема и незначительным неточностям в последующих строительных работах.

Коэффициент усадки бетона незначителен

Производитель бетона добивается оптимального соотношения компонентов и сохраняет нужную консистенцию при доставке. За счет этого материал сохраняет собственные особенности, которые минимизируют процент усадки. Усредненный показатель составляет всего 1,5%, который при небольшой площади фундамента остается незаметным.

Обратившись к данным ГОСТов, можно указать разрешенный показатель усадки. Он может достигать 3-х%, так что качественная строительная смесь не нарушает оптимальных данных. Это позволяет заранее правильно подсчитать требующийся объем, а также правильно составить проект заливки фундамента.

Виды усадки

Коэффициент усадки отличается для различных периодов «старения» бетона. Специалисты выделяют 3 вида, отличающиеся собственными особенностями:

  • Пластическая;
  • Аутогенная;
  • Усадка при высыхании.

Особенности каждого вида предусматривают подробное рассмотрение. С его помощью даже новичок разберется в сложных моментах, с которыми приходится столкнуться во время работы.

Пластическая

В процессе схватывания сразу проявляется пластическая усадка. Она протекает всего на протяжении 8 часов после укладки, а впоследствии не учитывается. Ее причина постепенное удаление воды из толщи строительной смеси. При этом максимальные показатели усадки могут достигать 4 мм на 1 м высоты. Такие данные заставляют заранее пересчитывать объем при заливке фундамента большой площади.

Аутогенная

Аутогенная усадка свойственная для «молодого» бетона. Она проявляется в процессе затвердевания, пока материал набирает прочность. Ее показатели составляют 1 мм на 1 м высоты, поэтому часто остаются без внимания. Самовысыхание происходит медленно, так что разница остается без внимания. При работе с крупными объектами такое невнимание недопустимо. Изменение основных геометрических характеристик может привести к микротрещинам, которые необходимо учитывать в строительстве.

Усадка при высыхании

ГОСТ усадку бетона указывает незначительную, но с «возрастом» материал может терять до 5 мм на каждый метр высоты. Причиной этого является постепенная усадка, длящаяся годами. Раньше из-за нее специалисты предлагали оставлять фундамент на 1 год, а потом приступать к строительству здания. Сегодня тратить столько времени не нужно, полезнее правильно выполнить армирование и заказать качественную смесь напрямую от производителя.

Конус усадки бетона обязательно нужно оценивать. Этот показатель позволяет оценить возможные потери в размерах фундамента, способные повлиять на возведение здания. ГОСТы указывают определенные данные, влияющие на расчеты профессионалов. Так что на них нужно обратить внимание, учитывая возможные потери, связанные с иными факторами.

Наш адрес: г. Санкт-Петербург , пос. Белоостров , ул. Центральная (Дюны), д.1.

Усадка бетона

Усадка бетона – медленное уменьшение объёма состава в процессе его усыхания и затвердевания. Зная, что процент такого усыхания (посредством испарения воды) совсем незначительный (порядка 1%), можно сделать вывод, что это не оказывает существенного влияния на строительный процесс, но это не так. Свойство усадки бетона в обязательном порядке учитывается в проектных решениях к объекту стройки, особенно, если масштабы работы с бетонной смеси большие. Она может существенно поменять конструкцию бетонных сооружений, поэтому этот показатель всегда стараются уменьшить.

Причины возникновения усадки и методы её определения

Так как бетонный раствор имеет в своем составе некие пустоты в виде частиц растворимой в нём воды, при высыхании смеси и испарении воды на воздухе образуются пустоты, в которые распределяется раствор под действием собственной массы (то есть происходит самоуплотнение). В результате мы получаем осевший бетон. Но причиной усадки может являться не только вода в составе. Каппилярные силы в структуре цемента также могут повлиять. Когда жидкость испаряется из каппиляров материала, они сужаются, уплотняя при этом структуру бетона. Обобщая эти причины, можно утверждать, что влага – это основной компонент эффекта усадки и при измерении последнего важно учитывать именно водные показатели. Так, все измерения должны быть в диапазоне допустимой влажности 50-60%. Заметим, что присутствие в бетонной смеси аллюминатов также влияет на усадку.

Типы усадки бетона

Выделяют два вида – это усадочная деформация и усадочное напряжение. Если присутствуют условия, препятствующие свободной деформации, возникает усадочное напряжение (например, ограниченность пространства заливки). Чтобы деформация не явилась причиной разрушения конструкции, следует регулировать такой параметр как растяжение цементного камня и не превышать предела растяжения.

Методы устранения или уменьшения усадки

Так как же повлиять на это свойство и не допустить разрушения или брака конструкции. Существует ряд методов:

  • качественный контроль состава бетонной смеси (наличие плотных заполнителей и уменьшение количества пористых снижают возможность усадки бетона)
  • количественный контроль состава (чем больше заполнителей и меньше цементного камня, тем меньше усадка)
  • применение цементов алитового типа (влияют на химическое взаимодействие цемента и воды, уменьшая усадку)

Однако по качественному составу заполнителей есть момент, который нужно учесть. В случае если вероятно появление усадочных напряжений, желательно использовать именно пористые заполнители в поддержание целостности цементного камня и во избежание трещин. Сейчас также применяются особые составы цементов, которые при реакции с водой начинают расширяться, тем самым компенсируя уплотнение, уменьшение объёма и сводят усадку к минимуму.

Учёт усадки бетона при обработке и укладке

Важнейшим фактором, который может повлиять на качество и долговечность бетонной обработки является наличие усадочных деформаций и напряжений. Они могут послужить причиной образования в бетоне трещин и сколов не только спустя «заветные» 28 суток, но и «вылезти» спустя какое-то время. Путём расчётов следует внимательно изучить степень влияния возможной усадки на конструкцию, и если последняя не допускает отклонений, максимально уменьшать уплотнение, используя вышеуказанные методы.

Процесс усадки бетона

Какой бы прочностью не обладали бетонные строительные материалы, используемые для возведения зданий, от оседания им никуда не деться. Рассмотрим проблему более детально, выясним, что нужно делать, чтобы не допустить усадки бетона.

Что собой представляет усадка?

Усадка бетона – это процесс, при котором изменяются размеры жидкой строительной смеси во время твердения. Присутствующие в бетоне вещества уплотняются, «притираются» друг к другу, за счет чего происходит его сужение. Застывать бетон может от получаса до нескольких часов. Сроки схватки зависят от составляющих бетонной смеси, а также от параметров, заложенных производителем.

Следует правильно рассчитать количество необходимой смеси с учетом будущей усадки. Неважно, что вы решили делать — фундамент под дом или заливку дорожек, при любом варианте готовая работа должна быть конкретной толщины, формы, обеспечивая тем самым прочность на долгие годы службы.

Чтобы точно осуществить заливку, следует вычислить коэффициент усадки бетона. При этом рассчитывайте большее значение коэффициента. При подобной ситуации коэффициенты плотности и формы бетонной смеси должны уравниваться. Иначе лишний бетон будет тяжело удалить, а недостающую часть — трудно компенсировать.

Основные виды

В зависимости от времени усадка бетона происходит:

  • до застывания смеси;
  • параллельно со схваткой;
  • после затвердения работы.

По факту причин возникновения усадку подразделяют на:

  • происходящую в результате гидратации, когда внутри цементного камня возникает химическая реакция между исходными составляющими;
  • проявляющуюся посредством физического, а также физико-химического воздействия, которые способствуют испарению влаги в процессе сушки строительной смеси.

До застывания раствора усадка осуществляется за первые 4-6 часов после заливания смеси. Данный процесс происходит, если влага способна быстро улетучиться из свежезалитой смеси. Толщина деформирования составляет около 3 мм на 1 м, и соответствует объему испарившейся влаги. Такого рода оседание нельзя допускать, потому как такой процесс приведет к перемене качеств бетонной строительной смеси в худшую сторону.

Когда не происходит никаких изменений в погодных условиях, бетон оседает довольно долго.

Как предотвратить процесс оседания бетона?

Усадка бетона считается естественным процессом, избежать которого невозможно. Единственным вариантом решения данной проблемы является ее предотвращение посредством точного просчета усадки раствора, а также закладки материала с запасом, учитывая объемы деформации. Тогда вы получите необходимую конечную плотность.

Самостоятельно, без профессиональной помощи рассчитать процент оседания бетонной смеси практически невозможно. Если строится одноэтажное здание, усадка бетона не несет серьезных проблем. Но при возведении многоуровневых высоток этим фактором пренебрегать нельзя. Ведь чем больше высота здания, тем сильнее проявится погрешность не рассчитанной прежде усадки.

Здесь необходимо быть предельно точным в расчетах, делать это нужно до начала стройки, ведь потом возмещать недостающее количество строительной смеси или удалять ее излишки невероятно сложно. Производители бетонов немного облегчили задачу строителям, указав в инструкции к строительным смесям коэффициенты их усаживания. Главное – правильно приготовить раствор, а также учесть погрешности, исходя из опыта других.

Также на процесс оседания бетонной смеси влияет процент влажности. Чтобы избежать оседания, коэффициент влаги на поверхности бетона при заливке должен быть более 55, но не выше 70%. Этого можно достичь, при твердении покрыв верх бетонной конструкции водой.

Нюансы усадки при разных условиях

Метод вибрации

Данный способ направлен на то, чтобы моментально выгнать лишний воздух с незастывшего еще бетонного раствора. Он позволит предотвратить будущую усадку. Практикуется подобная методика давно, и наиболее востребована у строителей. Осуществлять процесс можно собственноручно или посредством вспомогательной техники.

При самостоятельной работе пригодится все, что способно трамбовать, пробивать, утаптывать строительную смесь. К сожалению, этот метод — довольно трудоемкий, требует специальных умений. Если прибегать к специальной вибротехнике, профессиональных навыков не требуется. Возрастает также эффективность выполненной работы. Единственная загвоздка заключается в дороговизне применения вибромашины.

Использование новых составов

На сегодняшний день производители бетонов предлагают новые, усовершенствованные виды строительных смесей, которые, по их мнению, не склонны к усадке. Это — газо- и пенобетон. Но практика показывает, что даже эти строительные растворы способны усаживаться, ведь одной из их составляющих является цемент, который оседает при любых условиях. Единственное – в зависимости от типа бетона процент усадки может варьироваться. Современные строительные растворы имеют меньший коэффициент оседания, чем смеси старого образца. Но учитывать его все равно нужно.

Плывучесть состава

Строительные смеси с высокой плывучестью более практичны в отношении усадки. Но слишком жидкая консистенция раствора пагубно влияет на другие его свойства, поэтому во время его приготовления четко следуйте рецептуре.

Размешивать бетон с водой посредством бетоносмесителя нежелательно — такой раствор теряет прочность. Многие строители пренебрегают этим советом. Усадка бетона может расти за счет присутствия внутри смеси пластификаторов искусственного происхождения, которые разрешают проводить стройку круглогодично при любой температуре воздуха, не теряя при этом своих свойств.

Потери от оседания бетонной смеси

Если строители вовремя не заметили усадку, это чревато серьезными последствиями. Когда не применялась вибрационная утряска смеси, данное условие приведет к ее усадке на несколько сантиметров. Более того, данный процесс протекает неравномерно, грозит искривлением постройки, от чего возникают трещины в стенах.

Бетон может усаживаться при воздействии внешних вибрирующих процессов. Виной тому — обилие воздуха, который попадает внутрь раствора из-за неисправной бетономешалки или другого смесительного инструмента. Строительная практика показывает, что подобное явление встречается очень часто.

Процесс усадки бетона

Какой бы прочностью не обладали бетонные строительные материалы, используемые для возведения зданий, от оседания им никуда не деться. Рассмотрим проблему более детально, выясним, что нужно делать, чтобы не допустить усадки бетона.

Что собой представляет усадка?

Усадка бетона – это процесс, при котором изменяются размеры жидкой строительной смеси во время твердения. Присутствующие в бетоне вещества уплотняются, «притираются» друг к другу, за счет чего происходит его сужение. Застывать бетон может от получаса до нескольких часов. Сроки схватки зависят от составляющих бетонной смеси, а также от параметров, заложенных производителем.

Следует правильно рассчитать количество необходимой смеси с учетом будущей усадки. Неважно, что вы решили делать — фундамент под дом или заливку дорожек, при любом варианте готовая работа должна быть конкретной толщины, формы, обеспечивая тем самым прочность на долгие годы службы.

Чтобы точно осуществить заливку, следует вычислить коэффициент усадки бетона. При этом рассчитывайте большее значение коэффициента. При подобной ситуации коэффициенты плотности и формы бетонной смеси должны уравниваться. Иначе лишний бетон будет тяжело удалить, а недостающую часть — трудно компенсировать.

Основные виды

В зависимости от времени усадка бетона происходит:

  • до застывания смеси;
  • параллельно со схваткой;
  • после затвердения работы.

По факту причин возникновения усадку подразделяют на:

  • происходящую в результате гидратации, когда внутри цементного камня возникает химическая реакция между исходными составляющими;
  • проявляющуюся посредством физического, а также физико-химического воздействия, которые способствуют испарению влаги в процессе сушки строительной смеси.

До застывания раствора усадка осуществляется за первые 4-6 часов после заливания смеси. Данный процесс происходит, если влага способна быстро улетучиться из свежезалитой смеси. Толщина деформирования составляет около 3 мм на 1 м, и соответствует объему испарившейся влаги. Такого рода оседание нельзя допускать, потому как такой процесс приведет к перемене качеств бетонной строительной смеси в худшую сторону.

Когда не происходит никаких изменений в погодных условиях, бетон оседает довольно долго.

Как предотвратить процесс оседания бетона?

Усадка бетона считается естественным процессом, избежать которого невозможно. Единственным вариантом решения данной проблемы является ее предотвращение посредством точного просчета усадки раствора, а также закладки материала с запасом, учитывая объемы деформации. Тогда вы получите необходимую конечную плотность.

Самостоятельно, без профессиональной помощи рассчитать процент оседания бетонной смеси практически невозможно. Если строится одноэтажное здание, усадка бетона не несет серьезных проблем. Но при возведении многоуровневых высоток этим фактором пренебрегать нельзя. Ведь чем больше высота здания, тем сильнее проявится погрешность не рассчитанной прежде усадки.

Здесь необходимо быть предельно точным в расчетах, делать это нужно до начала стройки, ведь потом возмещать недостающее количество строительной смеси или удалять ее излишки невероятно сложно. Производители бетонов немного облегчили задачу строителям, указав в инструкции к строительным смесям коэффициенты их усаживания. Главное – правильно приготовить раствор, а также учесть погрешности, исходя из опыта других.

Также на процесс оседания бетонной смеси влияет процент влажности. Чтобы избежать оседания, коэффициент влаги на поверхности бетона при заливке должен быть более 55, но не выше 70%. Этого можно достичь, при твердении покрыв верх бетонной конструкции водой.

Нюансы усадки при разных условиях

Метод вибрации

Данный способ направлен на то, чтобы моментально выгнать лишний воздух с незастывшего еще бетонного раствора. Он позволит предотвратить будущую усадку. Практикуется подобная методика давно, и наиболее востребована у строителей. Осуществлять процесс можно собственноручно или посредством вспомогательной техники.

При самостоятельной работе пригодится все, что способно трамбовать, пробивать, утаптывать строительную смесь. К сожалению, этот метод — довольно трудоемкий, требует специальных умений. Если прибегать к специальной вибротехнике, профессиональных навыков не требуется. Возрастает также эффективность выполненной работы. Единственная загвоздка заключается в дороговизне применения вибромашины.

Использование новых составов

На сегодняшний день производители бетонов предлагают новые, усовершенствованные виды строительных смесей, которые, по их мнению, не склонны к усадке. Это — газо- и пенобетон. Но практика показывает, что даже эти строительные растворы способны усаживаться, ведь одной из их составляющих является цемент, который оседает при любых условиях. Единственное – в зависимости от типа бетона процент усадки может варьироваться. Современные строительные растворы имеют меньший коэффициент оседания, чем смеси старого образца. Но учитывать его все равно нужно.

Плывучесть состава

Строительные смеси с высокой плывучестью более практичны в отношении усадки. Но слишком жидкая консистенция раствора пагубно влияет на другие его свойства, поэтому во время его приготовления четко следуйте рецептуре.

Размешивать бетон с водой посредством бетоносмесителя нежелательно — такой раствор теряет прочность. Многие строители пренебрегают этим советом. Усадка бетона может расти за счет присутствия внутри смеси пластификаторов искусственного происхождения, которые разрешают проводить стройку круглогодично при любой температуре воздуха, не теряя при этом своих свойств.

Потери от оседания бетонной смеси

Если строители вовремя не заметили усадку, это чревато серьезными последствиями. Когда не применялась вибрационная утряска смеси, данное условие приведет к ее усадке на несколько сантиметров. Более того, данный процесс протекает неравномерно, грозит искривлением постройки, от чего возникают трещины в стенах.

Бетон может усаживаться при воздействии внешних вибрирующих процессов. Виной тому — обилие воздуха, который попадает внутрь раствора из-за неисправной бетономешалки или другого смесительного инструмента. Строительная практика показывает, что подобное явление встречается очень часто.

Каков коэффициент усадки бетона и как его увеличить

В настоящее время не существует идеального строительного материала. Любой, даже самый современный строительный материал имеет свои преимущества и недостатки. В строительстве очень широко применяется бетон. Он обладает высокой прочностью, устойчивостью к механическим и химическим воздействиям, большим сроком эксплуатации. Существует такое понятие, как коэффициент усадки бетона. Несмотря на высокую прочность, бетон непосредственно после застывания способен изменять свои размеры. Все это может негативно сказаться на внешнем виде конструкции. Интересен тот факт, что со временем данный показатель увеличивается.

Усадка бетона представляет собой явление, в котором залитая масса изменяет свои размеры и конфигурацию в процессе схватывания.

Некоторые полагают, что усадка бетона зависит только от внешних факторов. Это не совсем верно. Необходимо помнить, что осаждение — это естественный процесс. При этом основная задача строителей при заливке бетона — сделать его более качественным путем внесения различных добавок и снизить тем самым коэффициент усадки. Рассмотрим более подробно значение данного показателя в строительстве, величину усадки бетона при нормальных условиях.

Что представляет собой осаждение

Даже самый качественный бетон склонен осаждаться. Полностью избежать этого явления невозможно. Усадка бетона — это явление, при котором залитая масса изменяет в процессе схватывания свои размеры и конфигурацию. В процессе ее происходит уплотнение и затвердевание бетона. Большое значение имеет то, что на интенсивность и величину ее могут влиять факторы физической и химической природы.

Схватывание бетона в зависимости от его марки и наличия специальных добавок происходит в течение нескольких десятков минут или часов. Зачем же требуется определять возможную величину усадки бетона в ходе строительных работ?

Ответ довольно прост. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать толщину бетона. Последний используется главным образом при заливке фундаментов, строительстве дорог, бетонных дорожек. Во всех случаях залитая поверхность должна иметь определенную толщину и форму. От этого зависит прочность и долговечность конструкции. В силу всего этого расчет коэффициента осаждения нужен для того, чтобы правильно залить бетон. В этом случае он должен быть с запасом. Расчетный и фактический показатель толщины и формы бетона должны совпадать. В противном случае избыток бетона будет непросто убрать, а недостаток сложно восполнить.

Какой бывает усадка бетона

Коэффициент осаждения — это величина, которая указывается в нормативных документах по строительству. Рассматриваемый коэффициент во многом зависит от качества приготовления бетонной смеси. Усадка бетона в зависимости от временных параметров бывает следующих типов:

  • пластическая;
  • молодого бетона;
  • зрелого бетона.

Пластическая усадка бетона.

В первом случае усадка наблюдается еще до момента полного затвердения. В строительной сфере имеется такое понятие, как проектный возраст бетона. Эта величина составляет 28 дней и свидетельствует о полном его затвердении и пригодности для дальнейших строительных работ. Усадка молодого (твердеющего) бетона появляется до этого срока. Кроме того, изменение размеров материала может проявляться и в более поздние сроки (позднее 28 дня).

Немаловажное значение имеет классификация в зависимости от этиологического фактора. В данной ситуации выделяют контракционную и влажностную. Что же касается пластической усадки, то она входит в понятие влажностной. Контракционный тип еще называют стяжением бетона. Основная причина этого явления — химическое взаимодействие компонентов (воды и минеральных веществ). Важно то, что подобная усадка приводит к повышению количества пор в материале, что снижает его эксплуатационные характеристики.

Влажностный тип имеет свои отличительные черты. Она развивается в процессе высушивания бетонной смеси. В результате всего этого количество воды в бетоне резко уменьшается и он дает усадку. Она имеет наибольшее значение, нежели предыдущая. На самом раннем этапе уменьшения количества влаги можно наблюдать пластическую усадку. Она в большинстве случаев наблюдается в первые полчаса с момента заливки бетона. Важно, что на величину коэффициента усадки влияет наличие или отсутствие арматуры, количество в жидком бетоне воды.

Коэффициент усадки материала

Коэффициент — это показатель, отражающий изменение объема относительно первоначального в процессе заливки.

Усадка молодого бетона.

Измеряется он в процентах. Оптимальным считается коэффициент менее 1,5%. Во всех остальных случаях подобный коэффициент указывает на значительные изменения в структуре бетона. В ряде случаев высокий коэффициент усадки является фактором риска появления трещин и других дефектов в залитом строительном материале. Нужно помнить, что коэффициент зависит и от марки бетонной смеси. Чем выше последняя, тем меньше будет коэффициент.

Среднее значение коэффициента на сегодняшний день находится в пределах от 0,97 до 1. Подобных цифр довольно сложно добиться непрофессионалу, который не имеет большого опыта в приготовлении бетонного раствора. Высокий коэффициент может быть следствием неправильного вибрирования смеси. Нередко коэффициент увеличивается настолько, что в последующем приходится наращивать бетон в месте усадки. Все это чревато снижением его несущей способности и порчей. Кроме того, процесс наращивания занимает значительное количество времени, что очень важно при возведении зданий и сооружений.

Абсолютная величина усадки

Абсолютная величина усадки бетона.

Коэффициент усадки позволяет оценить возможные потери. Наряду с ним строителям необходимо знать точные цифры в перерасчете на толщину залитого бетона. В нормальных условиях величина усадки бетонной смеси составляет около 0,2-0,4 мм/м. На первый взгляд, показатели очень незначительны. Но если учесть площадь залитой смеси и ее полную толщину (нередко она достигает нескольких метров), то величина будет ощутимой. В отношении жидкого цемента цифры будут совсем другие. В обычных условиях при твердении цемента усадка составляет 3-5 мм/м.

В процессе возведения того или иного здания работниками должна составляться смета. Она включает в себя различные расчеты, в том числе расчет коэффициента усадки. Не нужно забывать про то, что даже при полном твердении смеси усадка имеет место. В процессе эксплуатации сооружений на материал оказывает влияние атмосферный воздух (углекислота) и атмосферные осадки. Большое значение имеет резкое изменение температуры. Коэффициент повышается чаше при отрицательных температурах. При этом может изменяться длина залитого бетона. Абсолютные величины усадки могут достигать нескольких сантиметров.

Причины повышения коэффициента усадки

Коэффициент изменения объема бетона.

Коэффициент изменения объема залитого материала может увеличиваться вследствие нескольких причин. Во-первых, основным предрасполагающим фактором является некачественное приготовление бетонной смеси. Здесь учитывается показатель пропорции цементного порошка, щебня (гравия), песка и воды. Во-вторых, большое значение имеет марка приготовленного бетона. В-третьих, еще одним фактором, влияющим на покрытие при его затвердении, является влажность поверхности. Установлено, что оптимальная величина влажности составляет 55-70%. Если влажность низкая, то коэффициент будет более высоким, а материал начнет постепенно прессоваться.

В-четвертых, имеется определенная зависимость между плотностью (тяжестью) смеси и коэффициентом усадки. Коэффициент тем выше, чем меньше масса бетонного раствора. В-пятых, усадка в большей степени выражена у тех конструкций, где отсутствует армирование, то есть нет жесткого каркаса внутри бетонного раствора. Опытные застройщики знают, что одним из этапов приготовление бетонной смеси является обработка его специальной вибрирующей установкой. Она необходима для того, чтобы убрать излишки воздуха из раствора. При ее отсутствии повышается пористость материала и снижается его прочность, что в результате и дает усадку.

Профилактические мероприятия

Во избежание получения некачественного бетона и высокого коэффициента усадки требуется соблюдать несколько важных правил:

Изменение коэффициента поперечных деформаций бетона при испытании на внецентренное сжатие.

  • не использовать для строительства жилых зданий бетон низкой марки;
  • использовать металлический каркас с целью укрепления бетона;
  • производить замес в оптимальных условиях;
  • соблюдать пропорции в процессе приготовления рабочего раствора;
  • осуществлять обработку смеси вибратором;
  • обеспечивать необходимую влажность поверхности материала.

Особое внимание необходимо уделить специально вносимым добавкам. Если оценивать важность всех компонентов бетона, то наибольшую роль для получения нужного коэффициента усадки играет вода и наполнители. Нередко при проведении сложных и объемных строительных работ используется бетон на основе специальных добавок. Иначе такие смеси называются с компенсированной усадкой. Добавки, которые вносят в раствор, способствуют его расширению, в результате чего снижается рассматриваемый коэффициент и уменьшается риск образования трещин.

Заключение, рекомендации

Таким образом, усадка бетона наблюдается практически всегда. Разница лишь в степени ее выраженности. В одних случаях (при нормальных условиях) она составляет несколько миллиметров, а в других — сантиметры. Все это не только ухудшает внешний вид покрытия, но и требует проведения ремонтных работ (заливки нового слоя раствора). В последнем случае не удается получить однородную смесь, так как нижний слой бывает значительно плотнее и прочнее, нежели вновь залитый.

Задача строителя — предупредить резкое увеличение коэффициента оседания смеси. Важно, что данная величина не всегда указывается и рассчитывается при стройке. Делается это в большей степени тогда, когда приходится заливать большие объемы бетона или требуется высокое качество покрытия. Во многом получение высококачественной смеси зависит от самого работника. Если соблюдать все вышеперечисленные правила, то усадка раствора будет незначительной, не будут формироваться трещины, а покрытие прослужит долгие годы.

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%.

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.

Деформация и усадка бетона

Понятие усадки

Усадка бетона — это уменьшение объема и размеров вследствие уплотнения, потери влаги, затвердевания в результате химических, физических и физико-химических процессов.

В зависимости от причин различают усадку в результате происходящих:химических,физико-химических и физических процессов.

Как показывает практика, она редко превышает 1 % и является незначительной. Но даже этого будет достаточно для внесения существенных изменений в проекте строительства.
Как правило, в сочетании с низкой прочностью деформации на растяжение всегда приводят к появлению трещин в железобетонных конструкциях, преимущественно в поверхностном слое, снижают долговечность конструкций и повышают деформативность.

Лучший вариант — полное отсутствие усадки, но это считается невозможным. Поэтому необходимо, чтобы данный показатель был минимален.
Для решения данной проблемы существует несколько методик, каждая из которых обладает своими преимуществами. Нужно понимать, что без учета присутствующих отрицательных составляющих будет очень сложно получить качественный результат.

Схема усадочного шва.

Для повышения характеристик в настоящее время применяют минеральные добавки, с помощью которых регулируется деформация. В процессе затвердевания с применением данных добавок происходит увеличение линейных размеров кристаллов цемента. Применение таких добавок обеспечивает бетону высокую водонепроницаемость, прочность, а также долговечность конструкции. Применение этих добавок позволяет уменьшить низкие показатели растяжения при изгибе, его проницаемость и большие деформации.
Подбор методов производится для каждого конкретного случая, причем методы борьбы должны определяться специалистами. Причиной этому служит то, что только профессионал имеет умения и навыки, которые способствуют решению данной проблемы с максимальной эффективностью.

Первичная и вторичная стадии

Как установлено практикой, существует 2 стадии:

  • первичная, когда он находится еще в пластичном или жидком состоянии, которая вызвана утечкой влаги через опалубку, поглощением ей влаги или поглощением влаги основанием дороги в дорожном строительстве, а также испарением;
  • вторичная, которая происходит при его высыхании и твердении.

Схема структуры пола.

Зависит величина первичной усадки до его схватывания как от системы ухода, так и от степени поглощения воды основанием или опалубкой. Следовательно, она может быть уменьшена с помощью проведения данных мероприятий.

Вторичная происходит при твердении, вследствие усадки цементного геля. Она является частично необратимым процессом, так как при последующем увлажнении бетон расширяется, однако этот образец не сможет достичь первоначального объема. При дальнейших высыхании или увлажнении расширение и усадка являются практически обратимыми. При длительном погружении в воду после укладки происходит его небольшое расширение, но после высыхания деформация станет такой же, как и раньше.

Необходимо отметить, что в бетонной конструкции усадка отдельных ее элементов может происходить неодинаково. К примеру, массивное основание практически никогда не высыхает полностью, в то время как бетонная панель стены под воздействием атмосферы и нагревания изнутри быстро теряет влагу. Такая разница приводит к созданию внутренних напряжений и в последующем к растрескиванию. На поверхности бетонного массива она происходит быстрее, нежели в его глубине, так как высыхание начинается с поверхности.

Вследствие химической реакции в поверхностных слоях происходит дополнительная деформация между известью и углекислым газом воздуха, который выделяется при гидратации цемента. Данная реакция называется карбонизацией. Вследствие этого общая усадка на поверхности бетона увеличивается.

Основные виды

В зависимости от времени различают:

  • до затвердевания, или пластическую (свежеуложенная уплотненная смесь);
  • при твердении;
  • послепроектную, зрелого возраста.

В зависимости от причин различают:

  • усадку в результате происходящих химических процессов при взаимодействии исходных материалов в цементном камне (гидратация). Бывает контракционная и карбонизационная усадка — химические процессы взаимодействия проникающих из внешней среды компонентов и продуктов гидратации;
  • деформацию в результате физико-химических и физических процессов, которые вызывают удаление воды из структуры (обезвоживание) — радиационную и влажностную усадки при высыхании.

Схема первоначальной усадки бетона.

Пластическая развивается в течение первых 4-6 часов после укладки и уплотнения бетонной смеси при условии того, что будет возможность испарения воды из свежеуложенного бетона. Деформации могут достигать 2 -3 мм/м. Они пропорциональны количеству испарившейся из бетона воды. Появление пластической усадки недопустимо, так как она ведет к катастрофическому и необратимому ухудшению всех свойств.
Деформации усадки при неизменных условиях внешней среды развиваются в течение длительного времени и до установления гигрометрического равновесия промежуточных значений.
Уменьшение объема новообразований, вступающих в реакцию веществ относительно суммарного объема, и есть контракция.
Состоит общая контракция из контракционной пористости — образование равномерно распределенных и практически сферических пор внутри гидратирующегося цементного камня — и контракционной усадки, которая представляет собой внешнее уменьшение объема гидратирующегося цементного камня.

Причины образования

Усадка бетона возникает при испарении воды из капилляров с диаметром менее 200 нанометров.

Усадка возникает не только вследствие испарения воды из состава. Кроме того, в данном процессе немалую роль играет действие капиллярных сил в структуре цемента. При испарении воды из капилляров с диаметром менее 200 нанометров происходит их сужение. Это приводит к последствиям, одним из которых является уплотнение материала, что и вызовет процесс. Следовательно, можно отметить, что в качестве причины возникновения данного процесса влага играет ключевую роль.

Но все же она определяется не только внешними условиями, но и особенностями цемента, применяемого в процессе замешивания. Усыхание при твердении является максимальным, если присутствует материал, который имеет высокий процент алюминатов. Для снижения данного параметра необходимо использовать цементы алитового типа. Они за счет образования гидрооксида кальция обладают незначительно выраженной усадкой в количественном плане. Как уже упоминалось выше, основной причиной уменьшения размеров является химическое взаимодействие между водой и цементом. Значит, чем больше данных компонентов будет в составе, тем серьезнее образуется усадка. Таким образом, при строительстве с использованием высоких марок данное явление должно особенно учитываться.

При рассмотрении сроков деформаций можно сделать вывод, что их подавляющая часть происходит в течение первых 3-4 месяцев. За первые несколько лет линейное уменьшение размеров конструкций составляет в среднем 2 мм на 1 м. Затем данный процесс в несколько раз снижается. Это связано с особенностями состава.
Усадка зависит еще и от модуля упругости, определяющегося большим количеством факторов. К ним можно отнести вид вяжущегося вещества, тип заполнителя и пропорции между ними. Меньшую дают тяжелые типы в отличие от их легких аналогов. Причиной является пористость заполнителя, который применяется для создания основы смеси. Около 0,5-0,7 мм составляет усадка бетона легкого типа, но в некоторых случаях она достигает 1 см на 1 м. Данный показатель снижается в несколько раз тяжелыми заполнителями. Это является одним из их преимуществ. В общем, можно вывести простое правило, которое характеризует данный фактор: чем меньше элементы заполнителя, тем меньшую усадку даст бетон, выполненный на его основе.

Процесс усадки бетона

Какой бы прочностью не обладали бетонные строительные материалы, используемые для возведения зданий, от оседания им никуда не деться. Рассмотрим проблему более детально, выясним, что нужно делать, чтобы не допустить усадки бетона.

Что собой представляет усадка?

Усадка бетона – это процесс, при котором изменяются размеры жидкой строительной смеси во время твердения. Присутствующие в бетоне вещества уплотняются, «притираются» друг к другу, за счет чего происходит его сужение. Застывать бетон может от получаса до нескольких часов. Сроки схватки зависят от составляющих бетонной смеси, а также от параметров, заложенных производителем.

Следует правильно рассчитать количество необходимой смеси с учетом будущей усадки. Неважно, что вы решили делать — фундамент под дом или заливку дорожек, при любом варианте готовая работа должна быть конкретной толщины, формы, обеспечивая тем самым прочность на долгие годы службы.

Чтобы точно осуществить заливку, следует вычислить коэффициент усадки бетона. При этом рассчитывайте большее значение коэффициента. При подобной ситуации коэффициенты плотности и формы бетонной смеси должны уравниваться. Иначе лишний бетон будет тяжело удалить, а недостающую часть — трудно компенсировать.

Основные виды

В зависимости от времени усадка бетона происходит:

  • до застывания смеси;
  • параллельно со схваткой;
  • после затвердения работы.

По факту причин возникновения усадку подразделяют на:

  • происходящую в результате гидратации, когда внутри цементного камня возникает химическая реакция между исходными составляющими;
  • проявляющуюся посредством физического, а также физико-химического воздействия, которые способствуют испарению влаги в процессе сушки строительной смеси.

До застывания раствора усадка осуществляется за первые 4-6 часов после заливания смеси. Данный процесс происходит, если влага способна быстро улетучиться из свежезалитой смеси. Толщина деформирования составляет около 3 мм на 1 м, и соответствует объему испарившейся влаги. Такого рода оседание нельзя допускать, потому как такой процесс приведет к перемене качеств бетонной строительной смеси в худшую сторону.

Когда не происходит никаких изменений в погодных условиях, бетон оседает довольно долго.

Как предотвратить процесс оседания бетона?

Усадка бетона считается естественным процессом, избежать которого невозможно. Единственным вариантом решения данной проблемы является ее предотвращение посредством точного просчета усадки раствора, а также закладки материала с запасом, учитывая объемы деформации. Тогда вы получите необходимую конечную плотность.

Самостоятельно, без профессиональной помощи рассчитать процент оседания бетонной смеси практически невозможно. Если строится одноэтажное здание, усадка бетона не несет серьезных проблем. Но при возведении многоуровневых высоток этим фактором пренебрегать нельзя. Ведь чем больше высота здания, тем сильнее проявится погрешность не рассчитанной прежде усадки.

Здесь необходимо быть предельно точным в расчетах, делать это нужно до начала стройки, ведь потом возмещать недостающее количество строительной смеси или удалять ее излишки невероятно сложно. Производители бетонов немного облегчили задачу строителям, указав в инструкции к строительным смесям коэффициенты их усаживания. Главное – правильно приготовить раствор, а также учесть погрешности, исходя из опыта других.

Также на процесс оседания бетонной смеси влияет процент влажности. Чтобы избежать оседания, коэффициент влаги на поверхности бетона при заливке должен быть более 55, но не выше 70%. Этого можно достичь, при твердении покрыв верх бетонной конструкции водой.

Нюансы усадки при разных условиях

Метод вибрации

Данный способ направлен на то, чтобы моментально выгнать лишний воздух с незастывшего еще бетонного раствора. Он позволит предотвратить будущую усадку. Практикуется подобная методика давно, и наиболее востребована у строителей. Осуществлять процесс можно собственноручно или посредством вспомогательной техники.

При самостоятельной работе пригодится все, что способно трамбовать, пробивать, утаптывать строительную смесь. К сожалению, этот метод — довольно трудоемкий, требует специальных умений. Если прибегать к специальной вибротехнике, профессиональных навыков не требуется. Возрастает также эффективность выполненной работы. Единственная загвоздка заключается в дороговизне применения вибромашины.

Использование новых составов

На сегодняшний день производители бетонов предлагают новые, усовершенствованные виды строительных смесей, которые, по их мнению, не склонны к усадке. Это — газо- и пенобетон. Но практика показывает, что даже эти строительные растворы способны усаживаться, ведь одной из их составляющих является цемент, который оседает при любых условиях. Единственное – в зависимости от типа бетона процент усадки может варьироваться. Современные строительные растворы имеют меньший коэффициент оседания, чем смеси старого образца. Но учитывать его все равно нужно.

Плывучесть состава

Строительные смеси с высокой плывучестью более практичны в отношении усадки. Но слишком жидкая консистенция раствора пагубно влияет на другие его свойства, поэтому во время его приготовления четко следуйте рецептуре.

Размешивать бетон с водой посредством бетоносмесителя нежелательно — такой раствор теряет прочность. Многие строители пренебрегают этим советом. Усадка бетона может расти за счет присутствия внутри смеси пластификаторов искусственного происхождения, которые разрешают проводить стройку круглогодично при любой температуре воздуха, не теряя при этом своих свойств.

Потери от оседания бетонной смеси

Если строители вовремя не заметили усадку, это чревато серьезными последствиями. Когда не применялась вибрационная утряска смеси, данное условие приведет к ее усадке на несколько сантиметров. Более того, данный процесс протекает неравномерно, грозит искривлением постройки, от чего возникают трещины в стенах.

Бетон может усаживаться при воздействии внешних вибрирующих процессов. Виной тому — обилие воздуха, который попадает внутрь раствора из-за неисправной бетономешалки или другого смесительного инструмента. Строительная практика показывает, что подобное явление встречается очень часто.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительство и ремонт
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector