6. Усадка бетона при наличии арматуры. Процент усадки бетона


Каков коэффициент усадки бетона и как его увеличить

Оглавление:
  • Что представляет собой осаждение
    • Какой бывает усадка бетона
    • Коэффициент усадки материала
    • Абсолютная величина усадки
    • Причины повышения коэффициента усадки
  • Профилактические мероприятия
  • Заключение, рекомендации

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

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

Схватывание бетона.

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.

Вернуться к оглавлению

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

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.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент усадки материала

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

Усадка молодого бетона

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.

Вернуться к оглавлению

Абсолютная величина усадки

Абсолютная величина усадки бетона

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.

Вернуться к оглавлению

Причины повышения коэффициента усадки

Коэффициент изменения объема бетона

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.

Вернуться к оглавлению

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

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.

Вернуться к оглавлению

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.

www.vsebloki.ru

Усадка бетона при твердении

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

Усадка возможна на стадии застывания бетона.

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?

В бетон добавляются полипропиленовые волокна, предотвращающие образование трещин в процессе усадки.

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

Метод вибрации выгоняет лишний воздух из бетона.

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.

beton-stroyka.ru

6. Усадка бетона при наличии арматуры

Наличие арматуры существенно уменьшает усадку и набухание бе­тона. Это объясняется тем, что арматура вследствие сцепления с бетоном становится внутренней связью, препятствующей свободной усадке бетона (рис. 4).

Рисунок 4.4 – Деформации усадки образцов: а - бетонного; б - желе­зобетонного

Опыты показали, что при р = 2% (р – процент армирования сечения) деформации усадки железобе­тонных элементов уменьшаются в 1,5...2 раза, при р = 5% — более чем в 3 раза по сравнению со свободной усадкой бетона .

Стеснение (ограничение) арматурой деформаций усадки бетона приводит к возникновению в железобетонном элементе собственных или начальных внутренне уравновешенных напряжений: растяже­ния в бетоне и сжатия в арматуре.

Начальные растягивающие напряжения в бетоне от усадки спо­собствуют более раннему образованию трещин в тех зонах железо­бетонных элементов, которые испытывают растяжение от нагрузки.

В статически неопределимых железобетонных конструкциях (ар­ках, рамах и т.п.) лишние связи препятствуют усадке железобетона, вызывая появление дополнительных внутренних усилий.

Влияние усадки эквивалентно понижению температуры на опре­деленное число градусов. Это позволяет заменять расчёт на дей­ствие усадки расчётом на температурные воздействия. Для практи­ческих расчетов при р = 2...3% среднюю величину усадки железо­бетона часто принимают равной

= 1,5 • 10-4,

что равносильно понижению температуры на 15°С (так как коэффициент линейной температурной деформации бетона ).

7. Ползучесть бетона при наличии арматуры

В результате стеснённого деформирования бетона ползучесть же­лезобетонных элементов при обычных процентах армирования при­мерно в 1,5...2 раза меньше, чем неармированных.

Вследствие ползучести бетона напряжённое состояние железобе­тонного элемента, находящегося под постоянной нагрузкой, изменя­ется в течение времени за счёт перераспределения усилий между бетоном и арматурой. Процесс перераспределения усилий особенно интенсивно протекает в течение первых 3...4 месяцев после нагружения, а затем в течение длительного времени (более года) затухает.

Количественный анализ перераспределения напряжений (уси­лий) вследствие ползучести бетона можно дать, рассмотрев работу железобетонной призмы (короткой, в которой не ощущается сильно влияние продольного изгиба) с симметрично расположенной арма­турой на осевое сжатие при действии постоянной длительной на­грузки.

В статически неопределимых конструкциях вследствие ползуче­сти бетона может происходить выгодное перераспределение усилий (главным образом изгибающих моментов) между отдельными попе­речными сечениями.

В некоторых других случаях ползучесть бетона может приво­дить к ухудшению работы железобетонной конструкции. Например, в изгибаемых элементах (балки, плиты) со временем значительно увеличиваются прогибы (примерно в 2...3 раза по сравнению с пер­воначальным), особенно при загружении бетона в раннем возрасте.

8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё

Под коррозией железобетона следует понимать неблагоприятное воздействие на него жидкой или газообразной агрессивной среды, которое может привести к серьёзным повреждениям или снизить долговечность конструкции.

Процессы коррозии могут протекать как в бетоне, так, при неко­торых условиях, и в арматуре.

Степень склонности железобетона к коррозии зависит от

  • характера агрессивной среды;

  • плотности бетона;

  • вида цемента;

  • скорости поступления агрессивной среды к поверхности бетона.

Различают три вида коррозии бетона.

При недостаточно плотных бетонах под действием фильтрую­щейся воды с малой жёсткостью растворяется основная часть це­ментного камня — гидрат окиси кальция [Са(ОН)2 — гашёная из­весть]. Этот раствор выносится на поверхность бетона, образуя на ней белые хлопья. Наиболее опасными являются мягкие воды с ма­лым содержанием солей кальция. Наибольшее количество Са(ОН)2 содержится в портландцементе, поэтому он наименее стоек к этому виду коррозии (выщелачиванию).

Другой вид коррозии может происходить в результате химиче­ского взаимодействия Са(ОН)2 и агрессивной среды (водной или га­зообразной), которая содержит некоторые кислоты и соли (серную кислоту, её соли, соли Mg, СОз). Продукты обменных реакций этих веществ с составляющими цементного камня либо остаются на ме­сте в виде аморфной массы, не обладающей прочностью, либо в рас­творённом виде уносятся с водой. Могут появляться потёки в виде белой слизи на поверхности бетона.

Разрушение бетона может происходить и оттого, что продукты взаимодействия агрессивной среды и цементного камня, кристалли­зуясь, постепенно заполняют поры и каналы последнего. По мере накопления этих отложений сначала цементный камень уплотняет­ся, а затем начинает разрушаться, так как накопление кристаллов приводит к разрыву стенок пор. Например, при действии на цемент­ный камень сернокислых солей.

В реальных условиях обычно наблюдается одновременно корро­зия всех трёх видов с преобладанием одного из них. Из кислот для бетона наиболее опасны: соляная и азотная, серная и сернистая. Мор­ская вода и раствор сахара также вредно воздействуют на бетон.

Коррозия (ржавление) арматуры обычно протекает одновремен­но с коррозией бетона. Арматура защищается от коррозии бетонной оболочкой из щелочной среды, создаваемой наличием Са(ОН)2 в цементном камне. При эксплуатации углекислый газ, имеющийся в воздухе, диффундирует, проникая через поверхность и систему пор в глубь железобетонной конструкции. Углекислый газ вступает в реакцию с цементным камнем, и в результате протекающего про­цесса карбонизации утрачиваются щёлочность и защитное действие бетона по отношению к арматуре.

При хорошей водо- и газопроницаемости бетона, а также при наличии в нём трещин шириной 0,2...0,25 мм и более может начать­ся коррозия арматуры независимо от коррозии бетона. Продукты коррозии арматуры имеют больший объём по сравнению с первона­чальным объёмом стали. Они создают отпор и откалывание участ­ков защитного слоя бетона, после чего процесс коррозии протекает ещё быстрее. Чаще всего коррозия арматуры начинается при недо­статочной толщине защитного слоя бетона и в местах с дефектами укладки бетона. Развитию коррозии в арматуре способствуют блуж­дающие токи.

Мероприятия по защите железобетона от коррозии:

  1. Повышение плотности бетона.

  2. Расход цемента на 1 м3 бетона для наружных конструкций дол­жен быть не менее 250 кг, для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях — не менее 220 кг.

  3. Применение бетонов, приготавливаемых на шлакопортландцементе и глинозёмистом цементе (в них мало СаО).

  4. Применение битумных и асфальтовых покрытий.

  5. Применение керамической кислотоупорной облицовки или оклеечной изоляции.

  6. Применение полимербетонов.

studfiles.net

Усадка бетона при заливке

Усадка бетона при заливке17.03.2017

Усадка бетона при заливке

Обобщенным термином «усадка» принято называть эффект уменьшения объема бетонной массы в процессе ее схватывания и последующего твердения при отсутствии внешней нагрузки. Усадка бетона относится к категории собственных деформаций (линейных и объемных), связанных с температурными, влажностными и иными воздействиями на бетонную массу, и является естественным процессом. Эффект естественной усадки сопровождает твердение бетона в любых условиях окружающей среды, включая стабильную температуру и влажность воздуха. Визуально последствия усадки проявляются в виде трещин и других дефектов, вызванных уменьшением линейных размеров и изменением конфигурации бетонной конструкции.

Методики классификации усадки бетона

Усадку бетона классифицируют по двум основным факторам:

  • по временному фактору, согласно которому определяется усадка бетона на разных этапах его твердения;
  • по причинному фактору, разделяющему усадку бетона по физико-химическим причинам изменения объема бетонной конструкции.
      1. Классификация усадки бетона по временному фактору

Согласно строительным канонам, проектный возраст бетона, свидетельствующий о его полном затвердении и пригодности для проведения дальнейших плановых строительных работ, составляет 28 суток. В соответствии с временным фактором различают следующие фазы усадки:

  • усадку пластическую, длящуюся в течение первых часов твердения;
  • усадку молодого (твердеющего) бетона, отмечаемую до завершения 28-суточного проектного возраста бетона;
  • усадку зрелого бетона, проявляющуюся после проектных 28 суток твердения.
      2. Классификация усадки по причинному фактору

В зависимости от вида физико-химических процессов в бетоне развиваются следующие типы усадок:

  • контракционная усадка, называемая также стяжением бетона. Контракционная усадка является результатом химического взаимодействия воды с минеральной составляющей цементного вяжущего и развивается в самом раннем возрасте бетона в период наибольшей интенсивности протекающих химических реакций. Образующиеся гидраты отличаются меньшим объемом, чем первоначальная бетонная масс;
  • влажностная усадка, развивающаяся при интенсивном испарении влаги в цементном камне;
  • карбонизационная усадка, вызванная изменениями объема цементного камня при его кристаллизации в процессе образования карбонатов.

Это важно! Современные воззрения на усадочные процессы определяют изменение объема бетонной конструкции как результат суммарных деформаций от вышеназванных типов усадок. Усадка бетонной строительной конструкции проявляется на протяжении всего времени затвердения бетона и его усыхания. Наиболее сильно бетон усаживается в первые две-три недели после заливки. Полное завершение усадки бетонного изделия наступает через год-полтора после начала процесса твердения. Лишь тогда бетонное изделие приобретает свое окончательное состояние

Учет усадки бетона при расчетах бетонных конструкций

Каждый из типов усадок максимально проявляется на разных временных этапах твердения бетонной смеси, поэтому неодинаково влияют на структуру и размеры элементов бетонного изделия. Контракционное усаживание, проистекающее в наиболее раннем возрасте бетонной смеси, менее всего сказывается на работе строительных конструкций. Основная доля усадочных изменений приходится на процессы, связанные с потерей влаги бетонной массой. Развитие усадочных деформаций может существенно сказаться на внутреннем напряженном состоянии конструктивных элементов, способствуя возникновению трещин в теле бетонного сооружения. И хотя значение усадки редко превышает 1,0-1,5% от первоначальных линейных размеров и объема, этого достаточно, чтобы повысилась деформативность изделия и снизилась эксплуатационная долговечность конструкции.

Чтобы предупредить негативные последствия усадочных изменений в объеме и внутреннем напряженном состоянии бетонных изделий, рекомендуется работать с расчетным упреждением, которое методически позволяет заранее, расчетным путем, оценить возможные потери объема. С этой целью введено понятие коэффициента усадки бетона, количественно отражающего изменение фактического объема бетонной массы относительно первоначального объема заливки. В современных условиях коэффициент усадки составляет 0,97-1,0. При условии соблюдения данного показателя для используемых марок бетона величина усадки бетонной смеси составит 0,2-0,4 мм/м.

Трещины в бетоне

В числе нормативных документов, регламентирующих расчетные показатели по учету усадок бетона, наиболее актуальными являются следующие:

  • СП 63.13330.2012. «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003»;
  • ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести»;
  • «Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций», принятые Ученым советом НИИЖБ в 2014г.

Факторы влияния на коэффициент усадки бетона

На коэффициент усадки бетонных материалов влияют следующие основные факторы:

1. Тип цемента, его минералогический состав, марка и долевое соотношение в составе бетонной смеси.

При равенстве рецептурных показателей для компонентов бетонной смеси увеличение массы цемента в единичном условном объеме готового бетона дает большую усадку. При этом портландцемент дает меньшую усадку, а глиноземный или высокоактивный сорта цемента повышают усадочные деформации.

2. Тип заполнителей и их процентное соотношение в рецептуре смеси.

    Увеличение объемной доли заполнителей по сравнению с содержанием цементного вяжущего способствует снижению усадки. Тяжелые типы бетона меньше усаживаются по сравнению с легкими типами бетона. Для сравнения – усадка легкого бетона составляет 0,4-0,9 мм/м, у тяжелого бетона усадка не превышает 0,5 мм/м. Тяжелый бетон с доставкой в Москве (цена по каталогу от ООО «Ямское поле») будет иметь меньший показатель усадки, если купить щебень с доставкой (цена по каталогу) и купить песок с доставкой (цена по каталогу) крупных зерновых фракций.

    3. Величина водоцементного соотношения – чем меньше доля воды в бетонной смеси, тем меньше показатели усадки.

    4. Наличие, тип армирующих элементов, их сортамент и количество. Усадка более выражена в конструкциях, в которых нет жесткого армирующего каркаса.

    Заключение

    Бороться с проявлениями усадки в твердеющей бетонной массе бессмысленно – это естественный физико-химический процесс. Однако умение пользоваться расчетными рекомендациями по учету уменьшения объема позволит залить столько бетонной смеси, сколько нужно для получения точных размеров и конфигурации бетонного изделия.

    yam-pole.ru

    Усадка и деформация бетона - Завод ЖБИ

    Усадкой бетона называется уменьшение его объема при полном высыхании и твердении входящего в состав вяжущего материала. В год такая деформация может достигать около 2 мм на м. Линейное измерение этих показателей будет достоверней, если высыхание и твердение будет проведено при относительной влажности до 60 процентов. Усадка может зависеть как при испарении жидкости в составе бетона, так и при неправильном выборе заполнителя и вяжущего материала. Выбор последнего обычно падает на цементный камень. 

    Однако при правильном подборе заполнителя показатели усадки можно значительно уменьшить. Так же на деформацию влияет процентное соотношение заполнителя к цементу. Количество цемента прямо пропорционально влияет на усадку бетона. Проще говоря, чем больше качественно подобранного заполнителя – тем меньше будет уменьшаться объем при высыхании цементного камня. 

    Например, для "тяжелого" бетона лучше использовать жесткий наполнитель, а для более "легкого" подойдет более пористый. Тяжелый тип бетона обычно всегда подвергается меньшей деформации. Коэффициент усадки при таких условиях составит: для легкого бетона – от 0,4 до 0,9 мм на м, а для тяжелого – не более 0,5 мм на м. Зернистость выбранного заполнителя также влияет на усадку. Оптимальным вариантом будет, если заполнитель подобран с пористым зерновым составом, так как бетон с мелким зерном, кроме повышенной усадки отличается еще и излишней ползучестью.

    Усадочные напряжения проявляются, когда что-то мешает деформации бетона. В таком случае, ползучесть бетона может только улучшить его качество. Если предварительно происходило растяжение цементного камня, то усадка бетона впоследствии значительно уменьшиться. Усадочное напряжение – свойство, отличающееся от усадочной деформации. Оно напрямую влияет на коэффициент усадки.

    Нередко из-за использования заполнителя с менее прерывистым зерном – возникают большие усадочные напряжения и в бетоне образуются мелкие трещины. В этом случае прочность бетона существенно снижается. Такие дефекты приводят к тому, что бетон утрачивает свою стойкость к агрессивным температурам, (ухудшается морозостойкость и огнестойкость) а также, уменьшается его водонепроницаемость. Подразделяется бетон на несколько видов: 

    Обычный, для подземных сооружений, для дорожных покрытий, гидротехнический, а так же бетон для спецназначения (сталебетон, кислотостойкий, жаростойкий и др.). Если при укладке бетона в опалубку сначала засыпается заполнитель, а потом нагнетают раствор – вероятность образования трещин увеличивается. Когда раздельное бетонирование применяется при условии, что эксплуатация сооружений будет использоваться в воде – это не повлияет на качество бетона. 

    В остальных случаях лучше использовать более пористые заполнители с низким модулем. Водонепроницаемость, морозостойкость и огнестойкость такого бетона увеличивается, а также увеличивается срок эксплуатации сооружений. Кстати, такое свойство, как огнестойкость появилось за счет его теплопроводности, которая выше, чем у кирпича, но ниже чем у стали. Бетон способен выдержать температуру до 1000 градусов и не разрушиться. Важна так же проверка качества бетона. 

    Измеряют прочность бетона путем сжатия образцов. Климатические показатели измеряются в специальной камере. Правильно подобранный состав материалов бетона прямо пропорционально влияет на его удобство его укладки. Так же нужно понимать, что гидрирование после полного высыхания бетона не поможет восстановить последствия усадки.

    Прочность и плотность – одни из самых важных свойств бетона. Последнее влияет на первое. Прочность же зависит от консистенции изготовляемой смеси и определяется прочностью гравия и щебня, входящих в состав. Так же важен цементный раствор.

    На данный момент в строительстве популярно использование напрягающего (расширяющего) цементного камня. По некоторым данным при использовании такого камня вкупе с пористым заполнителем приводит к понижению модуля упругости, соответственно, влияет на повышение качества бетона. Такое сцепление компонентов будет надежнее. Обычный цементный камень при высыхании терпит усадочную деформацию, тогда как расширяющий дает обратный эффект.

    Если рассмотреть подробнее: до полного затвердевания цементного камня и появления в бетоне микротрещин - заполнитель с пористым зерном «сужается» за счет расширения цемента. Таким образом, все компоненты бетона надежно сцепляются и усадочное напряжение уменьшается. А значит, повышается прочность и долголетие конструкций.

    www.domplitki.net


    Смотрите также