Moto-pomp.ru

Стройка и ремонт
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент усадки бетона СНИП

Усадка бетона

Усадка бетона – явление, которое возникает при твердении бетонной смеси и заключается в уменьшении объема элемента или конструкции. Оно происходит из-за потери материалом влаги, уплотнения, протекания различных химических реакций и физических процессов. Чаще всего коэффициент усадки бетона небольшой, но пренебрегать эти фактором не рекомендуется, поскольку в будущем это может сказаться на эксплуатационных характеристиках здания, в том числе на его долговечности.

Виды усадки бетона и причины их возникновения

По времени появления и развития различают следующие виды усадочных процессов:

  • Ранний (капиллярный, пластический). Этот вид усадки протекает в течение 2-8 часов после заливки и уплотнения бетона. Происходит из-за потери бетонной смесью воды под воздействием яркого солнца, ветра, высоких температур окружающей среды. Вода из бетонной смеси может вытекать через неплотно соединенные элементы опалубки. Величина ранней усадки – 0-4 мм/метр. Для снижения усадки бетона после вибрирования бетонную поверхность во время высыхания увлажняют. Особенно часто это делают в первые часы после заливки. Уменьшить раннюю усадку позволяет корректный монтаж опалубки.
  • Аутогенный. Его начало совпадает с началом схватывания. Процесс возникает в «молодом» бетоне и может длиться от нескольких дней до нескольких недель, пока материал затвердевает и набирает марочную прочность. Происходит в результате гидратации цемента в смесях с водоцементным соотношением ниже 0,45. Величина усадки небольшая – 0-1 мм/м.
  • При высыхании. Начинается в момент прекращения ухода за бетонной конструкцией, может длиться от нескольких недель до нескольких лет. Причиной протекания процесса является низкая относительная влажность окружающего воздуха. В зависимости от ее значения усадка бетона при высыхании составляет – 0-5 мм/м. В современном строительстве проблема возникновения и протекания этого процесса решается введением минеральных добавок и грамотным армированием.

Уменьшение линейных размеров конструкции может продолжаться до полутора лет. Но наиболее интенсивно этот процесс проходит в первые 3-4 месяца, а затем значительно замедляется.

Определение коэффициента усадки бетона

Коэффициент усадки бетона – относительная величина, измеряемая в процентах в соответствии с ГОСТом 24544-81, СНиПами, среднее значение – 1,5%, максимально допустимое – 3%. Усадочный коэффициент определяется изменением объема (или линейного размера) относительно исходной величины.

Способы снижения усадки

Значительные усадочные процессы крайне негативно влияют на эксплуатационные характеристики зданий и сооружений – приводят к образованию трещин и разрушению строительных конструкций.

Поэтому в современном строительстве принимаются эффективные меры, сводящие усадочные процессы к минимуму:

  • Оптимизация состава бетонной смеси. Использование алитовых цементов обеспечивает меньшие усадочные процессы по сравнению с алюминатными вяжущими. Усадочный коэффициент снижает использование портландцемента (а не глиноземных или высокоактивных цементов), крупнофракционных тяжелых заполнителей.
  • Обеспечение нормативных условий набора прочности бетонной конструкцией.
  • Использование расширяющихся цементов и добавок, сводящих к минимуму усадочные процессы.
  • Качественное усиление бетонной конструкции с помощью арматурной стали или композитной арматуры. Наличие объемного или плоского каркаса положительно влияет на снижение усадочных процессов.

Увеличивают усадочные процессы: низкая относительная влажность воздуха, нарушение нормативных условий твердения, применение ускорителей твердения бетона, использование легких заполнителей.

Коэффициент усадки бетона

Усадка бетона – это явление, которое частные застройщики часто не принимают во внимание. Они либо вообще не знают о нем, либо считают его несущественным и не влияющим на общую прочность строения. Усадкой называют процесс, при котором размеры бетонной смеси медленно уменьшаются на разных этапах: при схватывании, твердении – до и после набора марочной прочности.

Для правильной заливки смеси необходимо рассчитать коэффициент усадки бетона, который в соответствии с установленными нормами не должен превышать 3 %.

Особенно это актуально при строительстве массивных зданий. Для снижения этого показателя существует ряд технологических приемов.

Виды усадки

Усадка бетона классифицируется по двум основным факторам:

  • Временному. Характеризует усадочные процессы по периоду их протекания – сразу после заливки, до набора марочной прочности, после твердения.
  • Причинному. Характеризует разные виды усадочных процессов по физико-химическим параметрам, вызывающим изменение объема бетонного элемента.

Классификация по временному фактору

В процессе схватывания и твердения бетона можно выделить следующие варианты усадки:

  • Пластическая усадка бетона. Происходит в течение 8 часов после заливки. После этого периода не учитывается. Ее причина – уход воды из залитой смеси. Эта проблема возникает из-за выхода воды из цементного молочка через опалубку, основание, испарение в окружающую среду. Для минимизации этого процесса необходимо правильно установить опалубку, гидроизолировать ее, устроить подушку из тощего бетона под бетонный элемент, обеспечить оптимальные условия для схватывания и твердения смеси до набора критической прочности (50-70 % от марочной). Чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха, тем чаще необходимо осуществлять увлажнение бетонного элемента, особенно в первые дни после заливки. Максимально допустимая величина линейной пластической усадки – 4 мм на 1 метр. Этот процесс является первичным и относится к обратимым.
  • Аутогенная. Протекает в молодом бетоне до достижения марочной прочности, которая в стандартных условиях наступает в возрасте 28 дней. Обычно линейное изменение размеров равно 1 мм на 1 м и в строительстве малоэтажных строений не учитывается. В крупногабаритных бетонных элементах провоцирует появление микротрещин.

  • Изменение размеров зрелого бетона. Длится в течение трех-четырех месяцев после заливки. В дальнейшем, оно, если и присутствует, то протекает крайне медленно. Ранее для обеспечения прочности строения, фундамент, залитый по монолитной технологии, выстаивался в течение длительного периода – до года. Сегодня эту проблему решают использованием определенных типов цемента и введением специальных присадок, а также с помощью рационального армирования.

Виды усадки бетона по причинам ее возникновения

Коэффициент усадки бетонной конструкции может быть вызван следующими физико-химическими процессами, происходящими в бетоне после его заливки:

  • Контракционная усадка. Иначе она называется «стяжением бетона». Возникает из-за химического взаимодействия воды с минеральными компонентами вяжущего. Развивается в начальный период схватывания и твердения смеси, когда реакции гидратации протекают особенно бурно. Образующиеся гидраты имеют меньший объем, по сравнению с суммарным объемом используемых компонентов. Этот вид усадочных процессов меньше всего сказывается на рабочих характеристиках строительной конструкции.
  • Влажностная. Происходит из-за интенсивного ухода влаги из бетонной смеси в процессе схватывания и твердения через опалубку, основание, из-за испарения в окружающую среду.
  • Карбонизационная. Объем цементного камня меняется уже после приобретения им марочной прочности из-за продолжения образования карбонатов.

Определение коэффициента усадки бетона

При проектировании крупногабаритных строений учитываются все типы усадочных процессов, которые наиболее интенсивно проходят в первые 2-3 недели. Далее они замедляются в разы и полностью прекращаются через год-полтора после заливки. Основная доля усадочных изменений связана с потерей бетоном влаги.

Негативное последствие усадочных процессов: деформация бетонной конструкции, которая со временем приводит к трещинообразованию и постепенно – к полной потере рабочих характеристик зданий и сооружений.

Чтобы его предупредить, инженеры-строители проводят расчеты в соответствии с методическими указаниями. При использовании современных материалов и технологий величина коэффициента усадки бетона составляет 0,97-1. Этому показателю соответствует линейное изменение размеров бетонного элемента 0,2-0,4 мм/м.

Нормативная документация, используемая при прогнозировании усадочных процессов:

  • СП 63.1330.2012, актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
  • ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести».
  • «Рекомендации по учету ползучести усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций», принятые ученым советом НИИЖБ, 2014 г.

Какие факторы влияют на коэффициент усадки бетона? Способы его снижения

На этот параметр влияют следующие факторы:

  • Минералогический состав цемента, его марка, процентное содержание в смеси. Повышение доли цемента в единичном объеме бетонной смеси приводит к повышению усадочного коэффициента. Портландцемент обеспечивает меньшие усадочные процессы, по сравнению с глиноземным и высокоактивными сортами цемента.
  • Тип заполнителей и их процентное соотношение в смеси. Чем выше доля крупного заполнителя в смеси, тем ниже коэффициент усадки. Смеси на тяжелых заполнителях в общем случае усаживаются меньше, чем бетонные продукты на легких заполнителях. Для бетонов на легких заполнителях характерно линейное изменение размеров в 0,4-0,9 мм/м, на тяжелых – не более 0,5 мм/м.
  • Водоцементное соотношение. Чем меньше количество воды в смеси, тем меньше усадочный коэффициент.
  • Качество армирования. Наличие жесткого арматурного каркаса значительно снижает усадочные процессы.
  • Относительная влажность воздуха. Чем она ниже, тем интенсивнее усаживается бетонный элемент.
  • Ускорители твердения увеличивают усадочные процессы.
  • Влияние пропаривания на усадочные процессы в достаточной мере не изучены. Но, по некоторым данным, пропаривание их снижает в 1,5 раза.

Способы устранения или уменьшения усадки бетонной конструкции

Меры, позволяющие снизить усадочные процессы и предотвратить их негативные последствия:

  • Определение оптимального состава бетонной смеси – номенклатуры используемых компонентов, водоцементного соотношения, процентного содержания вяжущего и заполнителей.
  • Применение цементов алитового типа, которые обеспечивают меньшую усадку, по сравнению с алюминатными цементами.
  • Обеспечение нормальных температурно-влажностных условий твердения бетонного элемента.
  • Вибрирование бетонной смеси после заливки, позволяющее избавиться от лишнего воздуха.

  • Применение расширяющих цементов и присадок, снижающих усадочные процессы. К таким присадкам относятся пластификаторы, которые вступают в реакцию с водой, расширяются и равномерно распределяют напряжения.

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Усадка бетона

Усадка бетона возникает по причине испарения влаги из состава в процессе его твердения, в следствии чего объем уложенного бетона уменьшается. Большую роль играет воздействие капиллярных сил в структуре. В материале имеется большое количество мельчайших путей, по которым вода внутри может перемещаться. В тех случаях, когда испарение происходит из капилляров, диаметр которых менее 200 нанометров, то они усыхают, что приводит к уменьшению размеров.

Читать еще:  Глубина подрозетника для бетона

Таким образом, на основании указанной информации можно говорить о том, что влага является ключевым фактором, приводящим к подобному процессу. Чтобы избежать негативных последствий, рекомендуется использовать проверенные методы. Все они направлены на поддержание водного баланса, а также оптимальных условий твердения. Следует рассмотреть подробнее то, какие факторы окружающей среды лучше всего подходят для обеспечения задачной цели. В первую очередь, требуется предохранить конструкцию от воздействия высоких температур, особенно, если присутствует солнечное излучение. Достаточно поместить монолитный объект в тень, чтобы с него не происходило ускоренного испарения. Немалую роль играет такой фактор, как влажность воздуха. Чем она выше, тем меньше будет в процессе застывания беспокоить проблема растрескивания.

Усадка бетона формируется в результате многих факторов и окружающая среда не полностью на неё влияет. Немалую роль в данном процессе играет непосредственный состав, а также пропорции цементного песка, относительно общего объема. Чем большая доля алюминатов присутствует в смеси, тем значительнее будет усадка. Именно по этой причине рекомендуется применять цементы алитового типа. Они дают минимальную усадку и обладают большим количеством других преимуществ. Большая часть от общего объёма усыхания происходит в первые дни, когда осуществляется химическая реакция между цементом и водой. Потом этот процесс серьёзно замедляется и в итоге становится настолько малым, что его можно не принимать во внимание.

Если рассматривать уменьшение объёмов, то следует отметить два основных типа подобного процесса: деформация и усадочное напряжение. Каждый из них определяется своими физико-механическими особенностями. Дополнительно, для борьбы используются определённые способы, что должно учитываться в процессе создания бетонных конструкций. Как правило, усадка является проблемой только при строительстве больших объектов, где несколько сантиметров разницы уже способны сыграть свою роль.

Коэффициент усадки бетона при заливке

Бетоном называют строительную смесь из цемента, инертных материалов и воды. Застывая, масса превращается в камень. Твердение происходит за счет внутренних процессов кристаллизации и испарения воды.

В результате меняется объем монолита, а также требуется учитывать коэффициент усадки бетона. Величина зависит от марки цемента, текучести теста и способа уплотнения.

Факторы, вызывающие усадку бетона

В процессе твердения бетонной массы в ней происходят физико-химические процессы, меняющие структуру. Усадка – следствие этих изменений. Она продолжается во время и после затвердения бетона, что необходимо учитывать, создавая конструкции.

Виды процессов, приводящих к усадке бетона при высыхании:

  • удаление влаги;
  • карбонизация;
  • контракционная усадка.

Установлено, у цемента зернистая основа и вода проникает вглубь постепенно, образуя гидросиликаты. Для гидратации требуется длительный период, исчисляемый неделями. В это время вода из поверхностного слоя испаряется, и появляются усадочные трещины, снижающие прочность бетона. Испарение влаги из внутренних слоев происходит, если капилляры между зернами меньше 0,1 мкм.

Контракционная усадка – стягивание массы, в результате гидратации. Происходит в свежем бетоне, за счет образования годрогеля кальция.

Карбонизация – химическая реакция Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3 + H2O. В результате получается известняк, а вода вытесняется по капиллярам. Материал уплотняется, что приводит к воздушной усадке бетона.

Уменьшение линейных размеров продолжается до полутора лет, что следует учитывать при строительстве. Чтобы стабилизировать процесс, уменьшить время усадки бетона, массу армируют, увеличивая прочностные качества монолита. Одновременно используется смесь с присадками, заливка массы под давлением с вибрацией для сведения усадки до ничтожного.

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.

Коэффициент усадки бетона

Показатель определяет, на сколько процентов снижен первоначальный объем или линейность конструкции за период, отведенный на набор прочности. Допустимая усадка бетона по ГОСТу 24544-81 до 3 %, средняя около 1,5 %.

Показатель определяют, суммируя периоды застывания массы и набора прочности.

  • Пластическая усадка бетона при заливке, 4 мм/м
  • Аутогенная усадка – первая неделя, «молодой» бетон садится на 1 мм/м.
  • Бетон дает усадку в течение года до 5мм/м.

Линейные размеры при суммировании и переводе в объемные устанавливаются для разных марок бетона. На основании испытаний регламентируется коэффициент усадки бетона в ГОСТ.

Расчет потребности смеси с учетом усадки бетона ведут по формуле V=H*S*K, где:

  • V – объем изделия,
  • S – площадь поверхности,
  • Кус –коэффициент усадки бетона.

Принято коэффициент принимать 1,1. Это означает, расход раствора бетона на 10 % больше чем объем готового изделия, с учетом потерь и усадки.

Способы снижения усадки

Предупредить быстрое высыхание верхнего слоя бетона можно периодическим смачиванием поверхности. При температуре 20-30 градусов и влажности воздуха 90 % поверхность застывает без образования трещин. Для этого требуется увлажнение поверхности или подогрев плиты в паровой среде.

Нормы усадки бетона уменьшаются, если использовать в замесе:

  • расширяющиеся цементы;
  • добавки в бетон, компенсирующие усадку;
  • снизить содержание цемента;
  • снизить содержание песка.

Замес должен быть пластичным, но содержать минимальное количество воды. Для этого используют специальные добавки и расширяющиеся портландцементы марок ОБТЦ, БТЦ.

Усадку бетона при твердении можно уменьшить введением пластификаторов, добавкой извести, солей алюминия, арматурой, но полностью исключить невозможно. Введение пористых наполнителей уменьшает показатель в 2,5 раза. Формовка с использованием уплотнения вибрацией снижает величину усадки бетона на 0,6-0 8 %.

Что влияет на величину

На практике процесс интенсивно проходит в первые недели после заливки раствора. Затем замедляется и окончательно останавливается через полтора года после отвердевания.

На процесс оказывают влияние следующие факторы:

  • содержание вяжущего вещества в смеси (чем больше цемента, тем больше показатель). Необходимо отметить, что использование высококачественного портландцемента уменьшает показатель;
  • количество воды (чем больше воды, тем сильнее проявит себя)процесс;
  • размер зерна заполнителя (крупнофракционные снижают показатель);
  • погодные условия, при которых происходит заливка (при высокой влажности воздуха и низкой температуре усадка будет меньше).

Усадка – это естественное явление, избежать его не удастся. Но минимизировать и предотвратить негативное влияние на будущее постройки можно.

Наличие различных добавок в бетон (пластификаторов) способно минимизировать последствия.

Как рассчитать усадку бетона в замесе

Лабораторные исследования позволяют определить текучесть массы и ее усадку. Основными методами является осаждение бетона в конусе и испытание стандартного куба после затвердевания. Текучесть бетона – способность состава растекаться при уплотнении вибратором, заполняя пустоты.

Показатель стандартный, обозначается буквой «П» и литерой 1,…5. Чем больше коэффициент текучести, тем больше в замесе воды. Для монолитной заливки используют смеси П1, П2, П3. их готовят по месту, бетон жесткий, быстро схватывающийся. В бетоновозе доставляют только П4 и П5.

Определение «П» выполняется емкостью в виде усеченного конуса объемом 6 л и высотой 30 см. Определяется, на сколько см опустился бетон, после того, как с него сняли конус.

Таблица текучести по усадке конуса

Показатель «Подвижность»Усадка пробы, мм
П1 -малоподвижный10-50
П2- малоподвижный50-100
П3 – бетон общего назначения100-150
П4- высокоподвижный150-200
П5- высокоподвижный>200

Исследование куба – монолита служит для более глубоких исследований с точными замерами усадки. Но чем большее число П, нем усадка больше, это закономерность. По усадке бетона в конусе можно судить, насколько осядет масса при заливке фундамента, рассчитать необходимый объем раствора.

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.

Читать еще:  Шурупы по бетону применение

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.

Усадочные швы в монолите

Заливая монолитную плиту или ленту, необходимо выполнить усадочные швы. Небольшие зазоры, нарезанные в теле плиты, позволяют создать условия для равномерной усадки, без разрыва монолита. Линии разрыва наносят по правилам, подтвержденным расчетом усадки бетона.

Карта стяжки составляется из квадратов или прямоугольников с соотношением сторон 1:1,5. Линии должны быть без изгибов. Расстояние для нарезки выбирают, исходя из допустимых температурных изменений.

В помещении создают швы через 6 метров, на открытой площадке не более чем 3*3 м. Для дорожек достаточно расстояния 3,6 м. Шов не прорезает всю толщу монолита, он составляет 1/3 или 1/4 от толщины стяжки.

Если монолит представляет мощный фундамент, то используется бурение сверлом с алмазной насадкой, не разрушающее стенки, прорезающее бетон, как нож масло.

Нормативы созревания бетона

Как только цемент вступает в контакт с водой, начинается реакция образования гидрогеля – связующего вещества. Период пластической усадки длится 8 часов, начиная от замеса. Поэтому жесткую смесь укладывают тотчас, а для доставки на расстояние изготавливают высокоподвижные составы.

В течение 7 дней, завершается гидратация в бетонной массе, и формируются кристаллы известняка. Набирается 70 % прочности.Через 28 дней раствор бетона должен превратиться в монолит, на 100 % отвечать требованиям по прочности.

Усадка бетона и коэффициент усадки бетона

Бетоном называют строительную смесь из цемента, инертных материалов и воды. Застывая, масса превращается в камень. Твердение происходит за счет внутренних процессов кристаллизации и испарения воды.

В результате меняется объем монолита, а также требуется учитывать коэффициент усадки бетона. Величина зависит от марки цемента, текучести теста и способа уплотнения.

Факторы, вызывающие усадку бетона

В процессе твердения бетонной массы в ней происходят физико-химические процессы, меняющие структуру. Усадка – следствие этих изменений. Она продолжается во время и после затвердения бетона, что необходимо учитывать, создавая конструкции.

Виды процессов, приводящих к усадке бетона при высыхании:

  • удаление влаги;
  • карбонизация;
  • контракционная усадка.

Установлено, у цемента зернистая основа и вода проникает вглубь постепенно, образуя гидросиликаты. Для гидратации требуется длительный период, исчисляемый неделями. В это время вода из поверхностного слоя испаряется, и появляются усадочные трещины, снижающие прочность бетона. Испарение влаги из внутренних слоев происходит, если капилляры между зернами меньше 0,1 мкм.

Контракционная усадка – стягивание массы, в результате гидратации. Происходит в свежем бетоне, за счет образования годрогеля кальция.

Карбонизация – химическая реакция Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3 + H2O. В результате получается известняк, а вода вытесняется по капиллярам. Материал уплотняется, что приводит к воздушной усадке бетона.

Уменьшение линейных размеров продолжается до полутора лет, что следует учитывать при строительстве. Чтобы стабилизировать процесс, уменьшить время усадки бетона, массу армируют, увеличивая прочностные качества монолита. Одновременно используется смесь с присадками, заливка массы под давлением с вибрацией для сведения усадки до ничтожного.

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.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент усадки бетона

Показатель определяет, на сколько процентов снижен первоначальный объем или линейность конструкции за период, отведенный на набор прочности. Допустимая усадка бетона по ГОСТу 24544-81 до 3 %, средняя около 1,5 %.

Показатель определяют, суммируя периоды застывания массы и набора прочности.

  • Пластическая усадка бетона при заливке, 4 мм/м
  • Аутогенная усадка – первая неделя, «молодой» бетон садится на 1 мм/м.
  • Бетон дает усадку в течение года до 5мм/м.

Линейные размеры при суммировании и переводе в объемные устанавливаются для разных марок бетона. На основании испытаний регламентируется коэффициент усадки бетона в ГОСТ.

Расчет потребности смеси с учетом усадки бетона ведут по формуле V=H*S*K, где:

  • V – объем изделия,
  • S – площадь поверхности,
  • Кус –коэффициент усадки бетона.

Принято коэффициент принимать 1,1. Это означает, расход раствора бетона на 10 % больше чем объем готового изделия, с учетом потерь и усадки.

Усадка бетона при твердении и заливке

Бетонная смесь, затвердев после заливки, постепенно уменьшается в объёме, а конструкция становится меньше в размерах. Общее название явления — усадка бетона, и ему уделяют много внимания в современном строительстве.

Даже если конструкция усаживается на 1 % или меньше, из-за этого в ней уже могут образоваться трещины. Чем массивнее архитектурный объект, тем важнее следить, чтобы он не трескался и не деформировался. Полностью избежать усадки невозможно, поэтому её стараются свести к минимуму за счёт минеральных добавок в составе бетонной смеси.

Первичная и вторичная усадка

Когда происходит данный процесс, выделяют две стадии:

  • Первичная — бетон ещё не затвердел окончательно, сохраняет жидкое или мягкое состояние. Влага испаряется, впитывается в опалубку, в грунт, в другие внешние слои.
  • Вторичная — происходит, когда смесь окончательно высыхает и затвердевает.

Обе стадии учитывают, планируя строительство. Большое значение имеет коэффициент усадки бетона — показатель, который выражает отношение реального объёма к расчётному. Например, коэффициент 1,05 означает, что, усаживаясь, каждый метр фундамента потеряет 5 сантиметров высоты. Такой получается расчёт – либо 5% от общего объема.

Классификация, причины, предотвращение

Чтобы определить, какие добавки использовать для снижения усадочного коэффициента, исследуют разные виды процесса. Усадка бетона при твердении и заливке идёт неодинаково — в зависимости от условий, температуры, времени работ. Выделяют несколько видов усадки:

  • пластическая — до того, как смесь затвердела;
  • проектная — когда бетонный объём твердеет;
  • послепроектная — в следующие месяцы и годы.

Различают несколько факторов, которые провоцируют процесс: гидратация (химическая реакция внутри залитой смеси), обезвоживание, давление, нагрев или охлаждение, другие химические и физические причины.

Законодательные документы указывают, в каких пределах допустима усадка бетона — СНиП в процентах фиксирует эти показатели для разных ситуаций. Для возведения, ремонта зданий и сооружений разрешается использовать только смеси, показатели которых лежат в установленных пределах и подтверждены сертификационными испытаниями.

Способы снижения усадки

Предупредить быстрое высыхание верхнего слоя бетона можно периодическим смачиванием поверхности. При температуре 20-30 градусов и влажности воздуха 90 % поверхность застывает без образования трещин. Для этого требуется увлажнение поверхности или подогрев плиты в паровой среде.

Нормы усадки бетона уменьшаются, если использовать в замесе:

  • расширяющиеся цементы;
  • добавки в бетон, компенсирующие усадку;
  • снизить содержание цемента;
  • снизить содержание песка.

Замес должен быть пластичным, но содержать минимальное количество воды. Для этого используют специальные добавки и расширяющиеся портландцементы марок ОБТЦ, БТЦ.

Усадку бетона при твердении можно уменьшить введением пластификаторов, добавкой извести, солей алюминия, арматурой, но полностью исключить невозможно. Введение пористых наполнителей уменьшает показатель в 2,5 раза. Формовка с использованием уплотнения вибрацией снижает величину усадки бетона на 0,6-0 8 %.

Сборник типовых норм потерь

Однако на строительной площадке гораздо удобнее отмерять материалы как сыпучие, так и воду объемом, а не по весу. С помощью приведенных ниже цифр несложно рассчитать потребность в строительных материалах в литрах.

Литры при необходимости легко перевести в кубометры:. Зная объёмы необходимых строительных материалов, стоит перевести полученные данные в весовые значения. Ведь продаются они именно по весу.

Усадка бетона — явление довольно распространенное, несмотря на то, что бетон демонстрирует великолепные характеристики стойкости к внешней среде и прочности.

Многие новички вообще не учитывают данный фактор из-за незначительности коэффициента усадки, но это в будущем может сказаться на сроке службы здания и особенностях его эксплуатации.

Читать еще:  Окраска бетона технология

Принято считать, что бетон не усаживается, в отличие от деревянных строений, домов из менее плотных и прочных материалов. И это утверждение близко к истине — упрочненный арматурным каркасом бетон демонстрирует минимальный показатель изменения объемов материала конструкций с течением времени.

Но минимальная усадка бетона при твердении — не равно полному ее отсутствию, поэтому до начала проектирования и возведения здания необходимо тщательно изучить этот вопрос.

Усадка бетона — это уменьшение его размеров и объема из-за таких изменений, как потеря влаги материалом, уплотнение, затвердевание в результате прохождения химических, физических, физико-химических процессов. Если фундамент или монолит обладают низкими прочностными характеристиками, то и такой незначительной усадки будет достаточно для появления трещин, отслаивания поверхности, разнообразных деформаций, что существенно уменьшает срок эксплуатации конструкции. Современные производители стараются вводить в цемент различные добавки, пластификаторы, присадки, чтобы добиться наиболее оптимального соотношения компонентов для сохранения первоначальных параметров здания через многие годы.

Если фундамент небольшой, то коэффициента осаждения на уровне Но если конструкция большая, то данный показатель для бетона лучше, все-таки, учитывать.

В соответствии со временем усадка бетона может быть: произошедшей до застывания раствора, параллельно со схватыванием смеси, уже после затвердевания бетона. По причинам появления усадка может быть такой, что произошла из-за прохождения внутри цемента химической реакции между компонентами гидратация или появилась вследствие физико-химического, физического воздействия например, когда в процессе высыхания бетон теряет влагу. Происходит из-за испарения воды из раствора, максимальный показатель может быть равен 4 миллиметрам на метр.

Чтобы избежать негативных последствий, бетон увлажняют водой на протяжении всего времени высыхания, в первые часы особенно часто. Равна 1 миллиметру на метр, часто вообще не учитывается, но важна при проектировании крупных объектов, где изменение геометрии даже в таких небольших пределах становится причиной появления микротрещин.

Но в некоторых случаях усадка бетона через несколько лет может давать даже 5 миллиметров на метр. Из-за этого раньше бетонному фундаменту позволяли год выстояться, а потом продолжали работы.

Как рассчитать усадку бетона в замесе

Лабораторные исследования позволяют определить текучесть массы и ее усадку. Основными методами является осаждение бетона в конусе и испытание стандартного куба после затвердевания. Текучесть бетона – способность состава растекаться при уплотнении вибратором, заполняя пустоты.

Показатель стандартный, обозначается буквой «П» и литерой 1,…5. Чем больше коэффициент текучести, тем больше в замесе воды. Для монолитной заливки используют смеси П1, П2, П3. их готовят по месту, бетон жесткий, быстро схватывающийся. В бетоновозе доставляют только П4 и П5.

Определение «П» выполняется емкостью в виде усеченного конуса объемом 6 л и высотой 30 см. Определяется, на сколько см опустился бетон, после того, как с него сняли конус.

Таблица текучести по усадке конуса

Показатель «Подвижность»Усадка пробы, мм
П1 -малоподвижный10-50
П2- малоподвижный50-100
П3 – бетон общего назначения100-150
П4- высокоподвижный150-200
П5- высокоподвижный>200

Исследование куба – монолита служит для более глубоких исследований с точными замерами усадки. Но чем большее число П, нем усадка больше, это закономерность. По усадке бетона в конусе можно судить, насколько осядет масса при заливке фундамента, рассчитать необходимый объем раствора.

Профилактика усадки

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

Усадочные швы в монолите

Заливая монолитную плиту или ленту, необходимо выполнить усадочные швы. Небольшие зазоры, нарезанные в теле плиты, позволяют создать условия для равномерной усадки, без разрыва монолита. Линии разрыва наносят по правилам, подтвержденным расчетом усадки бетона.

Карта стяжки составляется из квадратов или прямоугольников с соотношением сторон 1:1,5. Линии должны быть без изгибов. Расстояние для нарезки выбирают, исходя из допустимых температурных изменений.

В помещении создают швы через 6 метров, на открытой площадке не более чем 3*3 м. Для дорожек достаточно расстояния 3,6 м. Шов не прорезает всю толщу монолита, он составляет 1/3 или 1/4 от толщины стяжки.

Если монолит представляет мощный фундамент, то используется бурение сверлом с алмазной насадкой, не разрушающее стенки, прорезающее бетон, как нож масло.

Нормативы созревания бетона

Как только цемент вступает в контакт с водой, начинается реакция образования гидрогеля – связующего вещества. Период пластической усадки длится 8 часов, начиная от замеса. Поэтому жесткую смесь укладывают тотчас, а для доставки на расстояние изготавливают высокоподвижные составы.

В течение 7 дней, завершается гидратация в бетонной массе, и формируются кристаллы известняка. Набирается 70 % прочности.Через 28 дней раствор бетона должен превратиться в монолит, на 100 % отвечать требованиям по прочности.

Усадка бетона

Строительные растворы при застывании изменяют объем в сторону снижения, что приводит к образованию трещин. Параметр зависит от марки использованного цемента, количества воды в смеси и способа уплотнения. Разработаны методики, позволяющие снизить усадку и предотвратить разрушение бетонной подушки, но полностью нейтрализовать процесс невозможно.

При воздействии на материал некоторых факторов, может происходить его изменение.

Что такое усадка бетона

Усадка бетона — это естественный процесс падения объема смеси на базе цемента по мере испарения воды и полимеризации пластификаторов. Из-за выхода жидкости происходит сближение частиц раствора, процесс продолжается вплоть до полного схватывания бетона. На время застывания влияют внешние факторы и характеристики компонентов, использованных при получении смеси. Усадка бетона при твердении регламентируется стандартом ГОСТ 24544-81, который допускает предельный коэффициент 3 % (медианное значение для цементных смесей установлено на уровне 1,5 %).

Коэффициент усадки бетона

Базовые причины, вызывающие изменение объема строительных смесей:

  • испарение воды из поверхностного слоя и толщи раствора;
  • контракционное стягивание, возникающее при взаимодействии компонентов цементной смеси с водой;
  • карбонизация, происходящая из-за взаимодействия раствора с углекислым газом и приводящая к формированию карбоната кальция.

Из-за естественных, природных причин и химических реакций происходят изменения.

Существует градация усадки по времени возникновения:

  1. Пластическая усадка, происходящая на протяжении 8 часов после заполнения опалубки. Затем снижающаяся до значений, не оказывающих влияния на прочность бетонного основания. Возникает из-за удаления воды в атмосферу, грунт и опалубку из дерева. Для устранения негативного явления монтируют гидроизоляционный слой и предусматривают опорную плиту из тощего бетона. Показатель измеряется в процентах, но застройщики принимают допустимое значение на уровне 4 мм на 1 м бетонной конструкции.
  2. После затвердевания раствора до прочности, составляющей 50-70% от марочного значения, начинается усадка бетона со временем или аутогенный процесс. Деформации достигают до 1 мм на 1 м, при строительстве частных домов параметр не учитывают. Усадка продолжается на протяжении 28 суток при соблюдении стандартных внешних условий, вызывает образование микроскопических трещин в массивных конструкциях.
  3. Корректировка объема застывшего бетона продолжается на протяжении 90-120 суток после заполнения опалубки. Ранее при использовании стандартной цементной смеси монолитную плиту выдерживали до 6-8 месяцев, а затем начинали возводить фундамент и стены. Применение специальных присадок и установка армирующей сетки позволяют минимизировать коэффициент усадки застывшего материала, ускоряя постройку дома.

Применяя специальное оборудование при заливке можно снизить усадку.

Расчет усадки бетона осуществляют на основании нормативов и методических алгоритмов, имеющихся в стандартах ГОСТ 24544-81 и СП 63.1330.2012 (развитие документа СНиП 52-01 в редакции от 2003 г.). Для расчета коэффициента усадки бетона при заливке по СНИП используют брошюру, разработанную и принятую НИИ бетона и железобетона в 2014 г, посвященную ползучести бетонных смесей,

Поскольку методики требуют проведения анализа грунта и определения внешних факторов, то научные расчеты производят перед началом строительства многоэтажных домов. Для грубой оценки (например при возведении коттеджа) принимают коэффициент в пределах 0,97-1,0%, соответствующий линейной деформации бетонной подушки в диапазоне от 0,2 до 0,4 мм на каждый метр.

Как уменьшить усадку бетона

Чтобы снизить финансовые потери от усадки бетона, следует заранее просчитывать коэффициенты, и заливать раствор с запасом. При возведении малоэтажных объектов деформация цементной подушки не оказывает большого влияния на долговечность дома. Но при строительстве многоквартирных жилых домов, возникающая деформация от усадки бетона приводит к трещинам стен и перекрытий.

Для снижения усадки в смесь вводят присадки на основе волокон из полипропилена, которые армируют материал и предотвращают формирование трещин. Альтернативный метод основан на применении пластификаторов, которые под воздействием воды расширяются, обеспечивая распределение начальных напряжений в находящейся в опалубке бетонной смеси. Минимальные деформации возникают при температуре воздуха +20°…+30°С и относительной влажности не выше 90%. Для снижения риска растрескивания поверхность орошают водой или применяют паровой обогрев.

Химические присадки уменьшают показатель снижения объема в 2-2,5 раза, механизация процесса уплотнения позволяет повысить качество цементной подушки. Например, усадка бетона при вибрировании падает на 0,6-0,8%, методика обеспечивает заполнение мелких пустот и удаление воздушных пузырей, негативно влияющих на прочность. Коэффициент зависит от процентного соотношения цемента и песка или условий сушки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector