Усадка бетону — це явище, яке приватні забудовники часто не беруть до уваги. Вони або взагалі не знають про нього, або вважають його несуттєвим і не впливає на загальну міцність будівлі. Усадкою називають процес, при якому розміри бетонної суміші повільно зменшуються на різних етапах: при схоплюванні, твердінні – до і після набору марочної міцності.
Для правильної заливки суміші необхідно розрахувати коефіцієнт усадки бетону, який відповідно до встановлених норм не повинен перевищувати 3 %.
Особливо це актуально при будівництві масивних будівель. Для зниження цього показника існує ряд технологічних прийомів.
Види усадки
Усадка бетону класифікується за двома основними факторами:
- Часовий. Характеризує усадочні процеси по періоду їх протікання-відразу після заливки, до набору марочної міцності, після твердіння.
- Причинний. Характеризує різні види усадочних процесів за фізико-хімічними параметрами, що викликають зміну обсягу бетонного елемента.
Класифікація за тимчасовим фактором
В процесі схоплювання і твердіння бетону можна виділити наступні варіанти усадки:
- Пластична усадка бетону. Відбувається протягом 8 годин після заливки. Після цього періоду не враховується. Її причина-відхід води з залитої суміші. Ця проблема виникає через вихід води з цементного молочка через опалубку, підставу, випаровування в навколишнє середовище. Для мінімізації цього процесу необхідно правильно встановити опалубку, гідроізолювати її, влаштувати подушку з худого бетону під бетонний елемент, забезпечити оптимальні умови для схоплювання і твердіння суміші до набору критичної міцності (50-70% від марочної). Чим вище температура і нижче відносна вологість повітря, тим частіше необхідно здійснювати зволоження бетонного елемента, особливо в перші дні після заливки. Максимально допустима величина лінійної пластичної усадки — 4 мм на 1 метр. Цей процес є первинним і відноситься до оборотних.
- Аутогенний. Протікає в молодому бетоні до досягнення марочної міцності, яка в стандартних умовах настає у віці 28 днів. Зазвичай лінійне зміна розмірів дорівнює 1 мм на 1 м і в будівництві малоповерхових будівель не враховується. У великогабаритних бетонних елементах провокує появу мікротріщин.
- Зміна розмірів зрілого бетону. Триває протягом трьох-чотирьох місяців після заливки. Надалі, воно, якщо і присутній, то протікає вкрай повільно. Раніше для забезпечення міцності будівлі, фундамент, залитий за монолітною технологією, вистоювався протягом тривалого періоду – до року. Сьогодні цю проблему вирішують використанням певних типів цементу і введенням спеціальних присадок, а також за допомогою раціонального армування.
Види усадки бетону з причин її виникнення
Коефіцієнт усадки бетонної конструкції може бути викликаний наступними фізико-хімічними процесами, що відбуваються в бетоні після його заливки:
- Контракціонная усадка. Інакше вона називається»стяжением бетону». Виникає через хімічної взаємодії води з мінеральними компонентами в’яжучого. Розвивається в початковий період схоплювання і твердіння суміші, коли реакції гідратації протікають особливо бурхливо. Утворені гідрати мають менший обсяг, в порівнянні з сумарним обсягом використовуваних компонентів. Цей вид усадочних процесів найменше позначається на робочих характеристиках будівельної конструкції.
- Вологісна. Відбувається через інтенсивного догляду вологи з бетонної суміші в процесі схоплювання і твердіння через опалубку, підстава, через випаровування в навколишнє середовище.
- Карбонізаційна. Обсяг цементного каменю змінюється вже після придбання ним марочної міцності через продовження утворення карбонатів.
Визначення коефіцієнта усадки бетону
При проектуванні великогабаритних будівель враховуються всі типи усадочних процесів, які найбільш інтенсивно проходять в перші 2-3 тижні. Далі вони сповільнюються в рази і повністю припиняються через рік-півтора після заливки. Основна частка усадочних змін пов’язана з втратою бетоном вологи.
Негативний наслідок усадочних процесів: деформація бетонної конструкції, яка з часом призводить до тріщиноутворення і поступово – до повної втрати робочих характеристик будівель і споруд.
Щоб його попередити, інженери-будівельники проводять розрахунки відповідно до Методичних вказівок. При використанні сучасних матеріалів і технологій величина коефіцієнта усадки бетону становить 0,97-1. Цьому показнику відповідає лінійна зміна розмірів бетонного елемента 0,2-0,4 мм/м.
Нормативна документація, яка використовується при прогнозуванні усадочних процесів:
- СП 63.1330.2012, актуалізована редакція СНиП 52-01-2003.
- ГОСТ 24544-81 » бетони. Методи визначення деформацій усадки і повзучості».
- «Рекомендації з обліку повзучості усадки бетону при розрахунку бетонних і залізобетонних конструкцій», прийняті Вченою радою НІІЖБ, 2014 р.
Які фактори впливають на коефіцієнт усадки бетону? Способи його зниження
На цей параметр впливають наступні фактори:
- Мінералогічний склад цементу, його марка, процентний вміст в суміші. Підвищення частки цементу в одиничному обсязі бетонної суміші призводить до підвищення усадочного коефіцієнта. Портландцемент забезпечує менші усадочні процеси, в порівнянні з глиноземним і високоактивними сортами цементу.
- Тип заповнювачів і їх процентне співвідношення в суміші. Чим вище частка крупного заповнювача в суміші, тим нижче коефіцієнт усадки. Суміші на важких заповнювачах в загальному випадку сідають менше, ніж бетонні продукти на легких заповнювачах. Для бетонів на легких заповнювачах характерно лінійне зміна розмірів в 0,4 – 0,9 мм/м, на важких-не більше 0,5 мм/м.
- Водоцементне співвідношення. Чим менше кількість води в суміші, тим менше усадочний коефіцієнт.
- Якість армування. Наявність жорсткого арматурного каркаса значно знижує усадочні процеси.
- Відносна вологість повітря. Чим вона нижче, тим інтенсивніше вмощується бетонний елемент.
- Прискорювачі твердіння збільшують усадочні процеси.
- Вплив пропарювання на усадочні процеси в достатній мірі не вивчені. Але, за деякими даними, пропарювання їх знижує в 1,5 рази.
Способи усунення або зменшення усадки бетонної конструкції
Заходи, що дозволяють знизити усадочні процеси і запобігти їх негативні наслідки:
- Визначення оптимального складу бетонної суміші-номенклатури використовуваних компонентів, водоцементного співвідношення, процентного вмісту в’яжучого і заповнювачів.
- Застосування цементів алітового типу, які забезпечують меншу усадку, в порівнянні з алюмінатними цементами.
- Забезпечення нормальних температурно-вологісних умов твердіння бетонного елемента.
- Вібрація бетонної суміші після заливки, що дозволяє позбутися зайвого повітря.
- Застосування розширюють цементів і присадок, що знижують усадочні процеси. До таких присадкам відносяться пластифікатори, які вступають в реакцію з водою, розширюються і рівномірно розподіляють напруги.
