0

Усадка бетона

Содержание

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.

Существующие виды усадки

Если идти с самого начала то, прежде всего, стоит сказать о контракционном сжатии бетона.

  • Данный вид сжатия возникает в процессе замешивания раствора. Гидраты, которые образуются в результате взаимодействия воды с цементом, имеют меньший объем, нежели первоначальный материал.
  • Данный вид усадки больше влияет на пористость состава, чем на его объем. Более значительные потери объема происходят при обезвоживании.

Обезвоживание раствора

Обезвоживание или влажная усадка железобетона превышает показатели контракционной в 7 – 12 раз. Специалисты разделяют ее на 2 этапа.

Первый этап условно называют пластическим, второй гидравлическим.

  • Процессы пластического осаживания раствора интенсивно проходят в течение 3 – 6 часов после заливки. Вызвано это активной потерей влаги при испарении, большой процент на себя забирает опалубка и основание. Чем меньше в составе воды, тем ниже показатель усаживания. Также изделие с хорошим армированием теряет в объеме меньше.
  • После того как раствор схватился, пластическое осаживание плавно переходит в гидравлическое. Происходит оно уже не так быстро и интенсивно, но с учетом объема фундамента может быть намного более опасным. Бетон высыхает неравномерно, в результате чего цементный камень также сжимается неравномерно. Отсюда возникают внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам.

Трещина в результате осаживания.

Важно: если заливка ведется при высоких температурах в жарком климате, то из-за недостатка воды возможно образование трещин уже на первом, пластическом этапе осаживания раствора.

  • На 1 м заливки, общее осаживание раствора может доходить до 3 – 5 мм. На первый взгляд может показаться, что цифры не значительные, но при пересчете на объемы большой стройки, потери могут быть достаточно серьезными.

Контроль прочности изделия.

Потери в процессе эксплуатации

После полного застывания бетонного раствора, процессы осаживания в нем не останавливаются. Не зря ведь специалисты рекомендуют давать выстоятся фундаменту перед началом строительства.

В зависимости от качества цемента время осаживания фундамента может колебаться от полугода, до 2 лет.

  • В результате карбонизации, под влиянием углекислого газа находящегося в атмосфере, а также из-за сезонных перепадов температур, бетонные изделия могут гулять еще до 5 мм.
  • Именно по этой причине фундаменты заливаются весной или в первой половине лета, чтобы до морозов бетон как можно лучше высох и его не порвало зимой.

Заливка раствора по желобу.

Нюансы усадки в разных условиях

Вибрационные работы

Данный способ является наиболее распространенным и используется уже более 100 лет. Суть его заключается в то, чтобы как можно лучше выдавить излишки воздуха из раствора. В специальной литературе такие действия могут называться уплотнением бетонной массы.

Действовать можно вручную или при помощи технических средств.

  • Уплотнение своими руками делается подручными средствами, путем многократного пробивания, штыкования и трамбования общей массы раствора. Он может быть достаточно эффективным, но требует квалификации и значительных трудозатрат.
  • При использовании вибромашин квалификация уже не настолько важна, качество работ также многократно увеличивается, единственным существенным минусом здесь считается высокая цена самой вибромашины.

Глубинный вибратор.

На видео в этой статье показана заливка раствора и работа глубинным вибратором.

Важно: коэффициент усадки бетона при вибрировании колеблется от 0,8, до 0,6%. Что позволяет использовать гораздо более сухие смеси и смеси с повышенной жесткостью. Усадка бетона в процентах регламентируется по ГОСТу 24544-81.

  • После проведения вибрационной укладки стяжки на больших площадях, чтобы она не потрескалась из-за внутренних напряжений и деформаций, применяется резка железобетона алмазными кругами. Для компенсации напряжений при заливке объемных фундаментов используется алмазное бурение отверстий в бетоне.

На видео в этой статье показан процесс нарезания алмазным кругом усадочных швов.

Использование новых составов

Строительство из пористых блоков.

В настоящее время широко используются новые виды бетонов, это пено- и газобетон.

Производители утверждают, что они вообще не имеют усадки, но специалисты говорят об обратном:

  • Любой состав, в котором присутствует цемент, дает определенную усадку. Так усадка дома из газобетона по ГОСТу 25485 должна быть в пределах 0,3 мм. (См. также статью Облицовка газобетона: как сделать.)
  • Усадка пенобетона также может колебаться от 0,55, до 3 мм. В зависимости от способа производства блоков. Для частного строительства цифры конечно мизерные и на конечный результат влияют мало, но при строительстве их все же лучше учитывать.

Структура пено- и газобетона.

Текучесть состава

Безусловно, растворы, обладающие повышенной текучестью, значительно облегчают жизнь большинству строителей. Но добавление большого количества воды влечет за собой изменение характеристик бетона далеко не в лучшую сторону.

Поэтому очень важно соблюдать правильность пропорций.

  • Для цементосодержащих составов введены параметры, которые определяют способность состава растекаться под действием вибрации. В разных источниках они называются по-разному, подвижность раствора, удобоукрываемость или усадка конуса бетона.
  • В документах, как правило, данное значение обозначается литерой «П», после которой следует значение коэффициента, определяемое по пятибалльной шкале. Реже, в старых накладных, встречается название «осадка конуса» и коэффициент колеблется от 10, до 15.

Трещина в фундаменте из-за низкого качества раствора.

  • Для большинства традиционных монолитных работ используется раствор с коэффициентом текучести П-1 или П-3. Для изделий с густым армированием, заливки узких проходов или высоких колон, положено брать состав повышенной текучести который маркируется как П-4. Здесь осадка конуса может доходить до 20 см.
  • Смесь с осадкой конуса порядка 12 см в современных условиях маркируется как П-2. Для работы с большими, густо заармированными площадями и особенно там, где подразумевается использование бетононасоса, применяется раствор не ниже П-4. Такая смесь еще хороша тем, что для нее не требуется вибрационное уплотнение.
  • Разбавлять раствор водой непосредственно в бетономешалке крайне не рекомендуется. Но, несмотря на то, что инструкция запрещает, на просторах нашей необъятной родины в процессе строительства, это делается часто. Смесь в таком случае, конечно застынет, но значительно потеряет в крепости. Так при разбавлении водой цемента марки М300, по факту получаем качество М200 или даже М100.
  • В современных условиях усадка конуса бетона может увеличиваться путем добавления синтетических пластификаторов. С такими добавками можно легко довести текучесть состава до характеристик П-4 и даже П-5. Они позволяют вести строительство круглый год, работать как в жаре, так и при минусовых температурах без потери качественных характеристик.

Пластификатор для раствора.

На видео в этой статье показан способ определения текучести состава.

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.

Деформация и усадка бетона

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.

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.

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.

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.

В строительстве одной из серьезных проблем является усадка бетона при твердении. С того времени как появился этот прекрасный материал, строители всего мира пытаются уменьшить показатель осаживания цементного состава. Зависит это от целого ряда факторов.

Первоначально усадка железобетона происходит из-за потери воды, с течением времени состав усаживается в виду происходящих в нем физических и химических процессов.

Фото механической заливки бетона.

Если идти с самого начала то, прежде всего, стоит сказать о контракционном сжатии бетона.

  • Данный вид сжатия возникает в процессе замешивания раствора. Гидраты, которые образуются в результате взаимодействия воды с цементом, имеют меньший объем, нежели первоначальный материал.
  • Данный вид усадки больше влияет на пористость состава, чем на его объем. Более значительные потери объема происходят при обезвоживании.

Обезвоживание или влажная усадка железобетона превышает показатели контракционной в 7 – 12 раз. Специалисты разделяют ее на 2 этапа.

Первый этап условно называют пластическим, второй гидравлическим.

  • Процессы пластического осаживания раствора интенсивно проходят в течение 3 – 6 часов после заливки. Вызвано это активной потерей влаги при испарении, большой процент на себя забирает опалубка и основание. Чем меньше в составе воды, тем ниже показатель усаживания. Также изделие с хорошим армированием теряет в объеме меньше.
  • После того как раствор схватился, пластическое осаживание плавно переходит в гидравлическое. Происходит оно уже не так быстро и интенсивно, но с учетом объема фундамента может быть намного более опасным. Бетон высыхает неравномерно, в результате чего цементный камень также сжимается неравномерно. Отсюда возникают внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам.

Трещина в результате осаживания.

Важно: если заливка ведется при высоких температурах в жарком климате, то из-за недостатка воды возможно образование трещин уже на первом, пластическом этапе осаживания раствора.

  • На 1 м заливки, общее осаживание раствора может доходить до 3 – 5 мм. На первый взгляд может показаться, что цифры не значительные, но при пересчете на объемы большой стройки, потери могут быть достаточно серьезными.

Контроль прочности изделия.

После полного застывания бетонного раствора, процессы осаживания в нем не останавливаются. Не зря ведь специалисты рекомендуют давать выстоятся фундаменту перед началом строительства.

В зависимости от качества цемента время осаживания фундамента может колебаться от полугода, до 2 лет.

  • В результате карбонизации, под влиянием углекислого газа находящегося в атмосфере, а также из-за сезонных перепадов температур, бетонные изделия могут гулять еще до 5 мм.
  • Именно по этой причине фундаменты заливаются весной или в первой половине лета, чтобы до морозов бетон как можно лучше высох и его не порвало зимой.

Заливка раствора по желобу.

Данный способ является наиболее распространенным и используется уже более 100 лет. Суть его заключается в то, чтобы как можно лучше выдавить излишки воздуха из раствора. В специальной литературе такие действия могут называться уплотнением бетонной массы.

Действовать можно вручную или при помощи технических средств.

  • Уплотнение своими руками делается подручными средствами, путем многократного пробивания, штыкования и трамбования общей массы раствора. Он может быть достаточно эффективным, но требует квалификации и значительных трудозатрат.
  • При использовании вибромашин квалификация уже не настолько важна, качество работ также многократно увеличивается, единственным существенным минусом здесь считается высокая цена самой вибромашины.

Глубинный вибратор.

На видео в этой статье показана заливка раствора и работа глубинным вибратором.

Важно: коэффициент усадки бетона при вибрировании колеблется от 0,8, до 0,6%. Что позволяет использовать гораздо более сухие смеси и смеси с повышенной жесткостью. Усадка бетона в процентах регламентируется по ГОСТу 24544-81.

  • После проведения вибрационной укладки стяжки на больших площадях, чтобы она не потрескалась из-за внутренних напряжений и деформаций, применяется резка железобетона алмазными кругами. Для компенсации напряжений при заливке объемных фундаментов используется алмазное бурение отверстий в бетоне.

На видео в этой статье показан процесс нарезания алмазным кругом усадочных швов.

Строительство из пористых блоков.

В настоящее время широко используются новые виды бетонов, это пено- и газобетон.

Производители утверждают, что они вообще не имеют усадки, но специалисты говорят об обратном:

  • Любой состав, в котором присутствует цемент, дает определенную усадку. Так усадка дома из газобетона по ГОСТу 25485 должна быть в пределах 0,3 мм. (См. также статью Облицовка газобетона: как сделать.)
  • Усадка пенобетона также может колебаться от 0,55, до 3 мм. В зависимости от способа производства блоков. Для частного строительства цифры конечно мизерные и на конечный результат влияют мало, но при строительстве их все же лучше учитывать.

Структура пено- и газобетона.

Безусловно, растворы, обладающие повышенной текучестью, значительно облегчают жизнь большинству строителей. Но добавление большого количества воды влечет за собой изменение характеристик бетона далеко не в лучшую сторону.

Поэтому очень важно соблюдать правильность пропорций.

  • Для цементосодержащих составов введены параметры, которые определяют способность состава растекаться под действием вибрации. В разных источниках они называются по-разному, подвижность раствора, удобоукрываемость или усадка конуса бетона.
  • В документах, как правило, данное значение обозначается литерой «П», после которой следует значение коэффициента, определяемое по пятибалльной шкале. Реже, в старых накладных, встречается название «осадка конуса» и коэффициент колеблется от 10, до 15.

Трещина в фундаменте из-за низкого качества раствора.

  • Для большинства традиционных монолитных работ используется раствор с коэффициентом текучести П-1 или П-3. Для изделий с густым армированием, заливки узких проходов или высоких колон, положено брать состав повышенной текучести который маркируется как П-4. Здесь осадка конуса может доходить до 20 см.
  • Смесь с осадкой конуса порядка 12 см в современных условиях маркируется как П-2. Для работы с большими, густо заармированными площадями и особенно там, где подразумевается использование бетононасоса, применяется раствор не ниже П-4. Такая смесь еще хороша тем, что для нее не требуется вибрационное уплотнение.
  • Разбавлять раствор водой непосредственно в бетономешалке крайне не рекомендуется. Но, несмотря на то, что инструкция запрещает, на просторах нашей необъятной родины в процессе строительства, это делается часто. Смесь в таком случае, конечно застынет, но значительно потеряет в крепости. Так при разбавлении водой цемента марки М300, по факту получаем качество М200 или даже М100.
  • В современных условиях усадка конуса бетона может увеличиваться путем добавления синтетических пластификаторов. С такими добавками можно легко довести текучесть состава до характеристик П-4 и даже П-5. Они позволяют вести строительство круглый год, работать как в жаре, так и при минусовых температурах без потери качественных характеристик.

Пластификатор для раствора.

На видео в этой статье показан способ определения текучести состава.

Как говорилось ранее усадка бетона при заливке процесс неизбежный. Весь вопрос в том, насколько сильно смесь может осесть. Современная наука уже изобрела пластификаторы, которые сводят эти процессы практически к нулю, такие растворы называют безусадочными.

На западе они применяются повсеместно. У нас, так как цена на них высокая, используются лишь при ремонтных работах и в дорожном строительстве.

Заливка из бетономешалки.

Page 2

Немногие из нас знают, что представляют собой рабочие швы бетонирования. Или для чего нужны швы сжатия и расширения в бетоне и есть ли какие-то правила относительно их устройства в разных случаях. Давайте попробуем разобраться в данном вопросе.

Один из видов швов делит монолит на участки с четко очерченными границами.

Рабочие швы

Определение

Рабочим (холодным, строительным) называется шов между схватившимся и новым бетоном внутри монолитной конструкции.

Обратите внимание: холодный шов — явление негативное, поскольку снижает итоговую прочность монолита. Идеальный случай — когда весь объем опалубки заполняется в один прием. Однако в силу технологических, финансовых или организационных причин это не всегда возможно.

Компромиссное решение, позволяющее избежать падения прочности — послойное заполнение опалубки, при котором новый слой выкладывается до схватывания старого.

Правила устройства

Что делать, если бетонирование все-таки приходится выполнять со значительными перерывами? Как сделать максимально прочными, к примеру, рабочие швы при бетонировании фундамента?

По СНиПу за номером 3.03.01-87 в этом случае стоит придерживаться ряда несложных правил.

  • Первое и основное: если бетон успел схватиться, дальнейшие работы по бетонированию выполняются лишь при достижении им прочности не менее 1,5 МПа (150 кгс/см2).
  • Поверхность старого бетона перед возобновлением работ обязательно очищается от цементных пленок. Эта работа может быть выполнена как своими руками (металлической щеткой или ручным инструментом), так и с использованием пескоструйной техники.
  • Для лучшего сцепления настоятельно рекомендуется использовать грунты, клеи или битум.

С фундаментом разобрались. Есть ли какие-то тонкости в устройстве швов более сложных нагруженных конструкций?

КонструкцияТребования
КолонныШов располагается на уровне низа прогона, балок или верха фундамента.
Балки, залитые заодно с перекрытиемШов на 2 — 3 сантиметра ниже нижней поверхности плиты перекрытия.
Плиты любого типа (включая перекрытия)Шов параллелен меньшему из сечений плиты.

Рабочие швы расположатся на уровне низа несущих балок.

Компенсационные

Компенсационные швы в бетоне, как несложно догадаться по их названию, предназначены для компенсации теплового расширения и прочих воздействий, способных привести к появлению трещин. Они полностью рассекают бетонную конструкцию (включая армирование), фактически разделяя ее на несколько независимых монолитов.

Они необходимы:

  • При длине монолитной конструкции свыше 50 метров.

Любопытно: законодателем в области максимального размера монолита является Британская Энциклопедия бетонщика. Однако на Британских островах климат куда теплее российского, а, значит, и меньше максимальное тепловое расширение. С учетом этого будет куда более разумным придерживаться как минимум вдвое меньших размеров.

  • По периметру монолитного пола (цель — не дать усадке стен и фундамента вызвать растрескивание его поверхности).
  • Вокруг колонн, опирающихся на подсыпку или уплотненный грунт.

На фото хорошо виден шов вокруг опорного элемента металлоконструкции.

И в этом случае, разумеется, есть несколько правил.

  • Термошвы в бетоне должны иметь ширину не менее 6 миллиметров. Инструкция связана с температурным расширением материала: при меньшей ширине ее может банально не хватить при нагреве.
  • Вокруг колонн опоясывающие их швы могут быть как квадратными, так и круглыми. Квадратный разворачивается относительно колонны на 45 градусов (таким образом, чтобы напротив угла колонны он был прямым).

На первых двух рисунках колонны изолированы правильно. На третьем изоляция колонны от стяжки не выполнена. Цена ошибки — трещины в монолите.

  • Получившиеся полости обязательно заполняются герметиком или каким-либо другим изоляционным материалом. Скопление воды, грязи и микроорганизмов приведет к ускоренному разрушению бетона.

Усадочные

Усадочные швы в бетонных полах призваны компенсировать неравномерность высыхания стяжки после ее заливки. Дело в том, что толстый слой бетона сохнет не сразу по всей толщине; верхний слой дает более сильную усадку, в результате чего стяжка пытается деформироваться. Благодаря принудительному делению поверхности на сравнительно небольшие по площади элементы трещины либо не образуются вовсе, либо образуются по уже намеченным линиям (читайте также статью «Армированный бетон: особенности изготовления»).

Правила?

Они есть и здесь:

  • Карта (фрагмент стяжки, ограниченный усадочными швами) делается квадратной или прямоугольной, с соотношением сторон не более чем 1:1,5.
  • Линии должны быть прямыми, без изгибов и ветвления. В противном случае есть вероятность получить трещину в произвольном месте, а не по размеченной линии.
  • Для внутренних помещений максимальный размер сектора, ограниченного швами, составляет 6х6 метров. Бетонный двор с куда большей дельтой температур и, соответственно, большими колебаниями линейных размеров делится на сектора не более чем 3х3 метра. Бетонная дорожка делится продольным швом при ширине от 3,6 м.

Бетонная площадка поделена на квадратные участки.

  • Г-образные участки пола рассекаются на квадраты и/или прямоугольники.
  • Глубина швов должна составлять 1/4 — 1/3 от толщины стяжки.

Технология

Мы разобрались с технологией устройства рабочих швов, но не затронули способы выполнения компенсационных и усадочных.

Собственно, метода всего два.

ПринципОписание
ЗакладкаПри заливке стяжки или монолита он делится на сектора заложенными досками, рейками, пластиковой вагонкой или отрезками стекла. После схватывания бетона разделяющие его элементы смогут быть удалены или оставлены — все зависит от их материала.
РезкаБетон прорезается на нужную глубину обычной болгаркой с абразивным кругом. Впрочем, резка железобетона алмазными кругами куда удобнее — уже хотя бы потому, что для прохождения арматуры не нужно менять круг.

Полезно: при необходимости сделать отверстие под коммуникации столь же удобным и практичным будет алмазное бурение отверстий в бетоне. Алмазная коронка не требует использования ударного режима; в результате края отверстия остаются идеальными.

Нарезка усадочных швов алмазной пилой.

Заключение

Надеемся, что предложенная информация будет полезной читателю при ремонте или строительстве (см.также статью «Цветной бетон – все, что нужно знать о данной группе материалов»).

Видео в этой статье традиционно содержит дополнительные тематические материалы. Успехов!

Усадка бетона и коэффициент усадки бетона

Усадка бетона представляет из-себя происходящий на протяжении определенного времени процесс уменьшения данного материала в объеме (снижение линейных размеров застывшей смеси), вызванный рядом физических и химических процессов внутри структуры бетона. Стоит иметь в виду, что совершенно безусадочный бетон не существует, но существуют технологии и методы воздействия на бетонную заливку, обеспечивающие ей незначительную усадку, которой в ряде расчетов можно пренебречь.

Классификация усадки бетона исходя из фактора времени

Исходя из времени подобных процессов, результатом которых является образование усадки бетона, различают:

  • Пластическую усадку бетона (происходит до момента затвердевания смеси);
  • Усадку твердеющего бетона (от момента затвердевания до проектного возраста бетона, т.е. 28 дней);
  • Усадку бетона зрелого возраста (свыше 28 дней).

Классификация усадки бетона, исходя из причин изменения объема

Кроме этого, усадку бетона принято разделять и по причинам, вызывающим изменение объема строительного материала:

  • Контракционная усадка – усадка бетона, являющаяся результатом химического взаимодействия компонентов бетона с водой
  • Влажностная усадка – усадка бетона, вызванная удалением излишков непрореагировавшей с цементом воды из структуры бетонной смеси.

Стоит понимать, что влажностная усадка имеет две стадии – пластическую и гидравлическую. Пластическая усадка, механизм протекания которой обусловлен впитыванием воды основанием заливки с ее последующим выделением и испарением из бетонной смеси, протекает до момента схватывания бетона. Пластическая усадка часто заметна при больших площадях заливки и минимуме армирующих элементов в бетонной смеси.

По завершению схватывания бетон начинает отвердевать, что сопровождается и гидравлической усадкой. При том, что в абсолютных величинах изменения габаритов при гидравлической усадке меньше в 5-10 раз, чем при пластической, их влияние на показатели конечного бетонного изделия куда важнее. В процессе гидравлической усадки изменения объема происходят во всех слоях затвердевающего бетона, что чревато возникновение внутренних напряжений, трещин, снижению морозостойкости, прочности и срока службы при высоких нагрузках.

Коэффициент усадки бетона

Коэффициент усадки – величина относительная, обозначаемая в процентах изменения объема либо линейных размеров относительно первоначальных величин. Средние значения усадки бетона не превышают 1,5% — в обратном случае, структурные изменения в заливке слишком велики, чтобы можно было рассчитывать на соблюдение проектных значений прочности и других характеристик.

Для того, чтобы коэффициент усадки бетона был как можно меньше, а в структуре заливки внутренние усадочные напряжение и образование микротрещин были минимальными, предпринимаются различные способы. В их числе – использование пористых низкомодульных заполнителей при формировании состава бетонной смеси, методы уплотнения бетона (вибромашины и другие), а также дополнительная тепловлажностная обработка, снижающая действие вредных факторов на этапе гидравлической усадки смеси.

Более подробную консультацию по характеристикам бетона и способах его оптимального применения вы можете получить, позвонив нашему специалисту по тел.: 8 910 133 46 52. Для вашего объекта будет подобрана оптимальная смесь бетона, доставка до места в Нижнем Новгороде и области, способ заливки.

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.

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.

Читайте также: Блоки из пенополистирола
Пеноблок или газоблок — что лучше
О размерах перегородочного блока — .

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.

Добавить комментарий

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