Почему бетон быстро садится – Почему быстро «садится» цементный раствор, что делать, как исправить, что в него добавить?

Почему бетон быстро садится — Строительный портал №1

Source: www.mukhin.ru

Наверх Обратная засыпка и другие виды земляных работ  Бетон состоит из смеси цемента, заполнителя и воды. Цемент — гидравлическое вяжущее вещество при перемешивании с водой и твердении в течение определенного срока на воздухе или под водой превращается в нерастворимый в воде материал. Заполнитель — песок и щебень (природный или искусственный) различных фракций. Укладывая бетон в форму, ему после твердения придают определенную форму. Для строительства индивидуальных домов бетон готовят различными способами: начиная от замеса вручную или в небольших бетономешалках и кончая изготовлением его в заводских условиях. Вследствие его широкого применения о нем сложились самые различные понятия, в связи с чем в процессе строительства допускают характерные ошибки. На площадке, где ведется строительство хозяйственным способом, нельзя осуществлять надлежащий контроль качества бетона. В большинстве случаев приготовлением, транспортировкой, укладкой и уходом за бетоном занимаются неспециалисты, вследствие чего редко соблюдаются относящиеся к этому виду работ технические требования. Бытует мнение, что рабочие строительной промышленности, выполняя для индивидуального строительства значительный объем работ, обеспечивают такое же их качество, как и у себя на предприятии. Это верно лишь отчасти, поскольку налицо существенная разница между этими работами с точки зрения условий строительства. Государственные предприятия обеспечены машинами, материалами хорошего качества и, что особенно важно, осуществляется постоянный контроль за качеством. На каждой строительной площадке есть мастер, прораб, каждый вид работ проверяется техническим контролером. Тем не менее качество выполнения работ на государственных или кооперативных стройках различное. При строительстве индивидуального дома в большинстве случаев контроль за качеством отсутствует, лишь строительство коллективных кооперативных домов обеспечивается должным контролем. Однако и здесь его задачи чаще всего упрощены. Таким образом, возможность улучшения качества бетона, используемого в индивидуальном строительстве, практически отсутствует. Единственный выход — обучение индивидуальных застройщиков (которым никогда не следует пренебрегать) основам технологии бетонных работ, а также обеспечения индивидуального застройщика товарным бетоном, изготовленным на заводах. Содержание статьи: 3.1.1. Заполнители Из-за недосмотра или неправильного складирования допускают загрязнение заполнителей, что отражается на качестве готового бетона. Прочность его зависит от многих факторов, особенно от прочности заполнителя. Если он не имеет, по крайней мере, двойной прочности бетона, то с ним невозможно получить бетон заданной прочности. Легко понять, почему снижается прочность бетона при засорении его глинистым грунтом. Качество материала снижают также попавшие в гравий отходы древесины, стружка, битый кирпич, куски шлака, снега и льда. Присутствующие сначала в гравии, а затем в бетоне органические вещества могут снизить прочность вследствие образования коррозии в арматуре. Загрязненность — фактор, влияющий не только на прочность. В бетоне ценят не одну только прочность, но ряд других его свойств, таких, как износостойкость (дорожное покрытие), морозостойкость (цокольные стены), водонепроницаемость (очистные колодцы), теплоизоляция и др. Все эти свойства снижаются, если в заполнитель попадает мусор. Следовательно, заполнитель нужно хранить таким образом, чтобы в него не попали различные примеси. Площадку для складирования готовят твердой и ровной, размещают ее таким образом, чтобы дождевая вода стекала из-под кучи гравия. Технические требования ограничивают содержание глинистых примесей до 3% по объему; содержание глинистых частиц в количестве 6 и 16% по объему снижает прочность бетона соответственно на 10 и 50%. Наличие глины может быть определено простым анализом, который может выполнить каждый. Литровую стеклянную банку наполняют песчанистым гравием, а затем до 3/4 объема водой. Через 1 ч после интенсивного взбалтывания поверх гравия виден слой илистых и глинистых частиц, толщину которого можно измерить и соотнести со всем объемом гравия. Излишнее содержание глины может быть снижено многими способами. Одним из них — промывка (рис. 38 ‘Промывка песчанистого гравия от глины’, 1 — песчанистый гравий; 2 — направление потока воды; 3 — сток воды), другой состоит в том, что заранее очищенный от глинистых частиц и пропущенный через грохот заполнитель добавляют в песчанистый гравий. В бетоне с загрязненным илистыми или глинистыми частицами заполнителем чаще образуются усадочные трещины. 3.1.2. Вяжущие Важнейшим составляющим бетона является вяжущее вещество — цемент. Рецептуру, определяющую содержание различных компонентов, и рекомендации по приготовлению бетонной смеси можно найти в любой справочной литературе о бетоне. Без учета этих рекомендаций невозможно приготовить доброкачественный бетон. Допускают ошибку, когда в бетон замешивают больше цемента, чем необходимо. Это не дает значительного прироста прочности, более того, наблюдается определенное снижение прочности. Следовательно, бетон обладает наибольшей прочностью, когда в нем имеется такое количество цементного теста, какое необходимо для заполнения пространства между заполнителем. Если заполнитель как бы «плавает» в цементном тесте, нарушается структура каркаса, который обеспечивает бетону несущую способность. В результате в бетоне происходит чрезмерная усадка, появляется обилие трещин. Также вредно при приготовлении бетонной смеси уменьшение по сравнению с требуемым количества цемента. Это может произойти из-за желания сэкономить вяжущее, а также вследствие использования песчанистого гравия неоптимального гранулометрического состава. В бетоне, приготовленном с малым количеством цемента, частицы заполнителя не обволакиваются вяжущим и «склеиваются» друг с другом только отдельными точками. Бетон не только обладает в этом случае пониженной прочностью, но из-за незаполненности пространства между заполнителем становится водопроницаемым, не защищает арматуру от коррозии, что может привести к разрушению железобетонной конструкции. Большая оплошность — использование «мертвого», «залежалого» цемента. Применение такого комковатого вяжущего обернется источником многих неприятностей. Оставшийся от других строек цемент, покупаемый по сниженным ценам, может стать причиной таких дефектов в конструкциях, устранение которых потребует таких расходов, которые многократно превзойдут сэкономленные средства. Цемент может потерять свои свойства не только вследствие «старения», но и в результате неправильного хранения. Его следует хранить только в сухом, защищенном от ветра и хорошо изолированном от влажного воздуха помещении. В складском помещении мешки с цементом укладывают на деревянный настил, который отстоит от пола не менее чем на 30 см. Даже в сухую погоду цемент не рекомендуется хранить более трех месяцев, но если этого избежать нельзя, то мешки плотно накрывают брезентом, исключая тем самым доступ влажного воздуха (рис. 39 ‘Правильное складирование мешков с цементом’, 1 — брезент; 2 — направление проветривания; 3 — мешки с цементом; 4 — сосновый брус; 5 — дощатый настил М max = 1,8м). Впитывая влагу из воздуха, цемент слеживается, начинаются процессы гидратации (схватывания), образуются комки. С течением времени цемент в определенной степени теряет первоначальную прочность. Так, портландцемент марки 350 при хранении в кирпичном складе при температуре 20oC за месяц теряет до 25% своей прочности, на открытой со всех сторон площадке под навесом — до 50%. Дата изготовления цемента проставляется заводом на внешней стороне мешка. Перед началом замешивания всегда следует убедиться в том, что цемент не залежалый. Если с момента выпуска его прошло более 90 суток, то использовать цемент следует только после заключения специалиста. Цемент в открытом мешке можно хранить в сухую погоду не более недели, в сырую — не более суток. К бетономешалке следует подавать столько вяжущего, сколько можно истратить за рабочий день. При реконструкции старых домов можно обнаружить, что ранее использовали глиноземистые цементы. В обычных цементах оксида алюминия содержится 5-9%, в глиноземистых — 40-50%. Было установлено, что через двое суток бетон набирал такую прочность на излом, какую бетон на обычном цементе приобретал лишь через 28 суток. Однако с течением времени материал быстро терял свою прочность, что явилось в свое время причиной целого ряда разрушений. Снижение прочности происходит из-за процесса кристаллизации, который ускоряется с повышением температуры и влажности. Опыт показывает, что уже при 20 oC начинается процесс кристаллизации. Во всяком случае, следует отметить, что прочность конструкций из глиноземистого цемента постепенно снижается, и при реконструкции нагрузку на них следует рассчитывать с учетом уменьшающейся несущей способности. 3.1.3. Вода для бетона, добавки к бетону Третьей составляющей бетона является вода. Химические процессы схватывания и твердения требуют присутствия воды. Поверхность бетона во время схватывания и твердения необходимо постоянно держать во влажном состоянии. Если этого не делать, бетон «перегорает» и достигает только части расчетной прочности. Для затворения бетона нужна чистая вода. Питьевая водопроводная вода пригодна без дополнительного исследования. Там, где нет водопровода, воду необходимо исследовать в лаборатории, чтобы определить, не содержит ли она вредных для бетона веществ. Иногда вода, пригодная для питья, может оказаться непригодной для затворения (например, термальная, лечебная, питьевая минеральная) из-за содержания в ней различных примесей солей. Вода неизвестного состава может оказаться источником серьезной опасности. Как указывалось выше (см. 2.3), растворенные в воде сульфаты разъедают и разрушают бетон, следовательно, сернокислая вода особенно опасна для приготовления бетона. Наряду с основными составляющими в практике индивидуального строительства все чаще используют при приготовлении бетона добавки. Они призваны улучшать некоторые свойства бетонной смеси — водонепроницаемость, износостойкость, удобоукладываемость и др. Однако в индивидуальном строительстве трудно обеспечить условия для их применения, а неквалифицированное, без знания дела их использование может нанести вред конструкциям. При индивидуальном строительстве обычно применяют добавки, ускоряющие процесс твердения и повышающие морозостойкость, ускоряющие схватывание и повышающие водонепроницаемость. Активным компонентом большинства из них является хлористый кальций, известный как ускоритель твердения и противоморозная добавка. Однако многие не представляют себе, к каким опасным последствиям приводит передозировка этих добавок. Противоморозные добавки действуют на железобетон так же, как соль на шоссейных дорогах на кузова автомобилей, вызывающая ускоренные процессы коррозии. В связи с тем, что соли кальция в виде водного раствора поступают в «тело» конструкции, где они непосредственно соприкасаются с поверхностью арматуры, перенасыщение вызывает электрохимическую коррозию, или, говоря проще, ржавление. Отрицательные свойства противоморозных добавок давно известны специалистам, поэтому к ним добавляют в определенных количествах химические вещества, препятствующие коррозии — ингибиторы. Добавки, если их применять в больших количествах, наносят вред и неармированному бетону, например, появляется поверхностная фильтрация, выступают пятна. Такие дефекты очень трудно устранить. В большинстве случаев прекратить процесс невозможно, следует заменить конструкцию. 3.1.4. Приготовление и укладка бетона Дозированные по объему или массе компоненты бетона подвергают перемешиванию. Это один из важнейших этапов приготовления бетона, когда составляющие в процессе перемешивания необходимо превратить в однородную гомогенную массу. Сухой исходный материал содержит значительный объем воздуха. При перемешивании воздух частично вытесняется из смеси, его место занимают более мелкие частицы заполнителя и цемент в виде пленки; начинается процесс схватывания цемента, или его гидратация. Перемешивание обеспечивает равномерное распределение составляющих бетонной смеси. Недостаточно тщательное перемешивание — одна из причин недобора бетоном расчетной прочности. Материал перемешивают вручную или в бетономешалке. Следствием неравномерного перемешивания может стать снижение прочности бетона, а также ухудшение других его свойств. Наиболее часто повторяющаяся ошибка при приготовлении бетона вручную — добавление воды без перемешивания сухой смеси (рис. 40 ‘Процесс перемешивания бетона вручную’, 1 — песчанистый гравий; 2 — цемент; 3 — лейка; 4 — грабли; 5 — готовая бетонная смесь; 6 — сухая смесь). В этом случае из-за неравномерного распределения цемента между частицами заполнителя нельзя обеспечить гомогенность смеси. Перемешивание бетонной смеси следует осуществлять вчетвером. Двое лопатой набрасывают гравий в направлении перемешивания, третий граблями разравнивает вершину конуса, четвертый дозирует воду в необходимом количестве. Нельзя лить воду из ведра (рис. 41 ‘Правильный (б) и неправильный (а) способ перемешивания бетона’, 1 — грабли; 2 — бетон; 3 — ведро; 4 — лейка), так как потоки воды смывают цемент. Для первого мокрого перемешивания треть необходимой воды заливают в сухую смесь, оставшуюся воду добавляют для второго мокрого перемешивания. Воду льют из лейки с разбрызгивающей насадкой равномерно по всей смеси. Перемешивание вручную следует выполнять на ровной, твердой, очищенной от грязи и увлажненной площадке. Перемешивание в бетономешалке — наиболее распространенный метод приготовления бетона, так как практически невозможно приготовить вручную бетон в больших объемах при соблюдении хорошего качества замесов. По принципу действия бетономешалки делятся на две группы: гравитационные и с принудительным перемешиванием. Наиболее распространены в индивидуальном строительстве различные по объему бетономешалки гравитационного типа. Они состоят из барабана, вращающегося вокруг горизонтальной или слегка наклонной оси, в котором перемешивается бетон, на внутренней поверхности барабана расположены смесительные лопатки, с помощью которых смесь перемешивается (рис. 42 ‘Приготовление бетонной смеси в малой бетономешалке’). Для каждой бетономешалки существует оптимальное время перемешивания, по истечении которого получают гомогенную бетонную смесь. Если сократить время перемешивания, то бетон остается недомешанным. Другая крайность также опасна, поскольку при длительном перемешивании смесь расслаивается, т.е. хорошо перемешанные частицы вновь распадаются и бетонная смесь делится на свои составляющие. Оптимальным сроком перемешивания считают 2-3 минуты в зависимости от объема и типа бетономешалки. В строительной практике наиболее качественный бетон изготовляют на бетонных заводах, поэтому, если застройщик имеет возможность приобрести для строительства дома бетон заводского приготовления, следует этим воспользоваться; более высокая стоимость компенсируется гарантированной прочностью. Товарный бетон готовят в бетономешалках с принудительным перемешиванием, в которых получают более равномерную бетонную смесь с более высокими прочностными показателями, чем в бетономешалках гравитационного типа. Одна из частых ошибок при приготовлении бетона на строительной площадке — неправильный порядок загрузки компонентов в холодное время года, в результате чего может снизиться прочность готовой смеси. Используя для затворения бетона нагретую до 60-70oC воду, следует смешивать ее с незамороженным гравием. При этом смесь будет иметь температуру 20-22oC; в нее можно подмешивать цемент. Смешивать теплую воду сначала с цементом, а затем добавлять гравий — значит совершать ошибку. В этом случае начинается быстрое схватывание цемента, образуются комки, смесь плохо перемешивается, а прочность бетона не достигнет расчетной. 3.1.5. Уплотнение и транспортировка бетона Приготовленную бетонную смесь доставляют к месту укладки на носилках, тачках и на специальных металлических двухколесных тачках «кули» (рис. 43 ‘Наиболее распространенное средство для перевозки бетона — тачка «кули»‘). Неправильно выбранное средство перевозки может снизить качество бетонной смеси, поскольку от тряски она расслаивается (рис. 44 ‘Длительная перевозка бетона ведет к его расслаиванию’, а — равномерная смесь; б — расслаивание; в — расслоенная смесь). Применять такой бетон опасно, так как дефекты в конструкциях могут проявиться неожиданно через определенный промежуток времени. Нередко для подачи бетонной смеси применяют транспортеры. Такое оборудование в случае разницы между уровнями в несколько метров способно обеспечить одновременно вертикальную и горизонтальную транспортировку. Допускают ошибку те, кто старается подавать транспортером пластичный бетон, так как он при этом теряет часть воды и, расслаиваясь, утрачивает свои свойства. Свежий бетон можно подавать на транспортере в жестком или слабопластичном состоянии, но и тогда необходимо следить, чтобы он лежал на транспортере толстым слоем. Бетонную смесь не следует сбрасывать с высоты более 1,5 м. Расслаивание бетона можно предотвратить, если у выгрузочного конца транспортера устроить приемный бункер и отводную трубу; обычного фартука здесь недостаточно (рис. 45 ‘Подача бетона транспортером’, а — верное решение; б и в — неправильная разгрузка, расслаивание). Наиболее прогрессивный способ транспортировки смеси — применение специальных бетоновозов, так называемых миксеров. Бетон подается бетононасосами через рукава, подвешенные к поворотным укосинам (рис. 46 ‘Технологическая цепочка бетонирования подпорной стенки. Транспортировка бетоновозами-миксерами, подача бетононасосами’). Есть необходимость обратить внимание застройщиков на технологические ошибки, допускаемые при транспортировании бетонной смеси бетоновозами и при последующей ее укладке. К сожалению, бетон, перевозимый бетоновозами, тоже можно испортить, например добавляя в него воду. Давно известно, что пластичный бетон легче укладывать в опалубку, чем жесткий, поэтому часто бетон разводят водой. Излишек ее изменяет первоначальное водоцементное отношение, что в значительной степени снижает прочность смеси. В смеситель бетоновоза вода попадает двумя путями: во-первых, после выгрузки материала смесительный барабан промывают водой, часть которой остается внутри; во-вторых, после загрузки компонентов обмывают загрузочное отверстие смесителя (грязный автомобиль не выпустят на маршрут) и вода может попасть в барабан смесителя. В результате прочность бетона снижается. Следующий важнейший этап работы — укладка бетона в опалубку, его уплотнение для получения плотной и прочной конструкции. Уплотнение бетона можно выполнять трамбованием, штыкованием или вибрированием. Трамбованием уплотняют жесткий бетон, вибрированием — более пластичный, штыкование применяют для текучего или пластичного бетона. По данным зарубежных литературных источников, прочность бетона зависит от квалификации бетонщика, который работает с вибратором или другим инструментом для уплотнения. Суть уплотнения бетонной смеси состоит в том, чтобы как можно лучше вытеснить из нее лишний воздух. Бетон должен идеально заполнять место в опалубке, тесно примыкать к арматуре. Наиболее частой ошибкой является укладка бетона, когда он уже начал схватываться или даже схватился. Такая опасность возникает, как правило, при использовании товарного бетона заводского приготовления: привезенный утром бетон в объеме 3-4 м3 медленно, с помощью тачек укладывают в течение дня, а иногда, заботливо укрыв, оставляют на следующее утро. Уложенный таким образом бетон будет иметь низкую прочность, не защищает арматуру от коррозии, и рано или поздно это приводит к образованию трещин или обрушениям. Ошибка состоит в том, что во время укладки не учитывают времени схватывания цемента, не определяют зависящее от него время укладки бетона. Это время следует отсчитывать от начала перемешивания цемента с водой. В зависимости от погодных условий и температуры оно составляет 1-2 ч, но ни в коем случае не половину и не целый день. Исправить такую ошибку можно лишь полной заменой бетонной смеси, которую следует быстро уложить с учетом сказанного выше. Уплотнение бетона вручную возможно только при строительстве второстепенных, в основном без арматурных конструкций при незначительных объемах бетонных работ. Ручная трамбовка представляет собой металлический инструмент с деревянной рукоятью, с плоской площадкой снизу, массой 10-20 кг (рис. 47 ‘Инструменты для уплотнения бетона вручную’, 1 — деревянная трамбовка; 2 — металлическая трамбовка; 3, 4 — металлические штыковки). Трамбовку свободно опускают на бетон с высоты около 25 см так, чтобы следующим ударом перекрывать примерно половину следа от предыдущего удара. Трамбование необходимо продолжать до тех пор, пока не станет видно, что бетон уплотнился и на поверхности его не появился цементный раствор. Деревянными трамбовками удары приходится наносить с большой силой, поэтому применяют их редко. Допускают ошибку, намереваясь уплотнить трамбовкой слой бетона толщиной 30-40 см. Этим способом можно удовлетворительно уплотнить бетон толщиной 10-20 см. Бетонная смесь средней пластичности непригодна для уплотнения трамбованием, поскольку из-за ее «резиноподобной» упругости эффекта уплотнения достичь не удается. Такую смесь толщиной не более 20-30 см следует уплотнять штыкованием с помощью металлического стержня массой 2-4 кг, которым равномерно «прокалывают» бетон. Наибольший эффект уплотнения достигается с помощью вибраторов — электрических машин, способных создавать частые колебания. Под действием колебаний компоненты бетона уплотняются, воздух в виде пузырьков выходит из смеси наружу. В строительной индустрии распространен погружной вибратор, который сообщает свою колебательную энергию непосредственно бетону, поэтому он экономичен в работе. Наиболее распространенная ошибка при пользовании погружным вибратором — соприкосновение и прижим его к арматурному каркасу для передачи вибрации глубинным слоям, поскольку через частую сетку арматуры колебания не передаются нижним слоям железобетона. Под действием вибрации вокруг прутьев арматуры образуется слой слабого раствора, который ухудшает совместную работу бетона и арматуры. Такой же низкий по прочности бетон получают и тогда, когда вынимают из уплотняемой смеси вибратор, оставляя отверстие. Правда, при погружении вибратора рядом с этим участком отверстия заполняются раствором, но равномерного уплотнения получить нельзя, поскольку бетон не достигает расчетной прочности. Бетоном, приготовленным на заводах и бетоносмесительных узлах, удовлетворяется большая часть потребности строительных объектов. Индивидуальный застройщик в основном лишь укладывает бетон, поэтому он имеет слабое представление о его составе и свойствах. При строительстве хозяйственным способом могут применить технологию укладки, которая может нанести непоправимый вред конструкциям. Так, специальный бетон, изготовляемый на основе одной мелкой фракции заполнителя, по технологии «но-файнс», заливают в опалубку без последующего уплотнения. Если его подвергнуть вибрированию, то качество резко ухудшится, особенно ухудшится его теплоизоляция вследствие удаления воздуха из смеси. Обычный бетон необходимо уплотнять даже в том случае, если он имеет пластичную консистенцию, поскольку оставшийся в нем воздух не позволит набрать достаточную прочность. Часто при бетонировании в тоннельной опалубке можно обнаружить такой дефект, как раковины глубиной 4-5 мм на поверхности стены после распалубки. Для их устранения перед наклейкой обоев поверхность затирают (рис. 48 ‘Дефекты поверхности, возникающие от недостаточного уплотнения бетона’, 1 — первый выравнивающий слой; 2 — второй выравнивающий слой; 3 — основание пола; 4 — выравнивающая стяжка; 5 — выравнивающий слой бетонной поверхности; 6 — монолитная железобетонная конструкция; 7 — вертикальная монолитная железобетонная стена). Приведенные примеры обращают внимание на снижение проектной прочности бетона как на результат ошибок при производстве строительных работ. Монтаж арматуры — Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»: © 2000 — 2001 Oleg V. Mukhin.Ru™

Проект I-223-1P

Усадка бетона: виды и причины

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.

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.

Что такое усадка

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. Уменьшение объема редко превышает 1%, что очень незначительно и практически незаметно, но только при условии, что соответствующие данные учитываются в проекте и строительстве.

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.

Коэффициент усадки незначителен

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 1-1.5% будет не заметно.

Тем более, что допустимый коэффициент усадки в соответствии с ГОСТом составляет максимум 3%. Но если конструкция большая, то данный показатель для бетона лучше, все-таки, учитывать.

Виды

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).

Виды усадки в процессе застывания и упрочнения бетона:

1) Пластическая – появляется сразу после заливки, при схватывании, длится 8 часов, потом не учитывается. 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.

2) Аутогенная – происходит в сравнительно «молодом» бетоне в процессе его затвердевания и набора прочности. 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.

3) Усадка при высыхании – ГОСТ допускает минимальные значения, так как правильно приготовленный и уложенный раствор демонстрирует прочность и долговечность. 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. Сегодня проблема решается армированием и правильным определением состава бетонной смеси.

Деформация

В современном строительстве применяют минеральные добавки к бетону, которые позволяют деформации и усадку свести к минимуму. Благодаря применению этих добавок в процессе затвердевания осуществляется увеличение линейных размеров кристаллов цемента. Бетону придают высокую водонепроницаемость, прочность, обеспечивая долговечность конструкции.

Благодаря применению добавок удается уменьшить показатели растяжения на изгиб, проницаемость, устранить деформации. Конкретный тип и объем добавок определяют индивидуально.

Первичная и вторичная стадии

Усадка бетона может происходить на двух стадиях. Первичная – когда раствор находится еще в жидком либо пластичном состоянии и наблюдается уход влаги через опалубку либо посредством впитывания в основание дороги, испарением. Вторичная усадка наблюдается в процессе высыхания и твердения состава.

Первичный тип усадки может быть уменьшен за счет правильной системы ухода за бетоном, выбором основания, корректным монтажом опалубки. Проведя все необходимые мероприятия, первичную усадку можно легко уменьшить. Вторичная же деформация необратима, даже изменение влажности бетона все равно не придаст первоначальных параметров.

Немаловажно помнить о том, что усадка отдельных элементов бетонной конструкции может проходить по-разному. Так, если бетонная панель быстро теряет влагу из-за нагревания внутри, под воздействием атмосферы, то после заливки фундамента массивных конструкций высыхание будет происходить намного медленнее, как и усадка. Это может стать причиной появления внутренних напряжений, ведущих к трещинам.

Из-за прохождения химических реакций в верхних слоях может наблюдаться дополнительная деформация между углекислым газом воздуха и известью. Воздух выделяется в процессе гидратации цементного раствора, а сама реакция элементов называется карбонизацией, что также увеличивает общую усадку поверхности.

Основные виды

Виды усадки бетона зависят напрямую от этапа выполнения работ и состава раствора. Основной причиной появления трещин становится влага, поэтому и виды усадки зависят от того, на каком этапе уходит или появляется влага, как она взаимодействует с входящими в состав материалами. Усадка бывает пластической, аутогенной (молодого бетона), происходящей при высыхании (зрелого бетона).

Причины образования

Усадка может происходить как из-за испарения влаги из раствора, так и по причине действия определенных капиллярных сил в самой структуре цемента. Когда из капилляров диаметром меньше 200 нанометров уходит вода, происходит их сужение, материал уплотняется, деформируется.

Так или иначе, но влага имеет самое важное значение при прохождении процессов усадки. И важна она как в качестве внешнего воздействия, так и как составная часть самого цемента. Стоит помнить, что усыхание в процессе твердения максимально, если в составе есть большая доля алюминатов. Чтобы снизить показатель, используют цементы алитового типа, в которых образуется гидрооксид кальция и усадка минимальна.

Основная причина уменьшения размеров бетонного монолита – химическое взаимодействие между цементом и водой. Логично, что чем меньше этих веществ будет включено в состав, тем меньше будет значение усадки. Поэтому при работе с высокопрочными марками фактор учитывают обязательно.

Обычно все деформации наблюдаются в первые 3-4 месяца – в среднем линейное уменьшение размеров равно 2 миллиметрам на метр. Потом процесс замедляется в несколько раз. Во многом усадка бетона зависит от модуля упругости, который определяется такими моментами: вид вяжущего вещества, тип наполнителя, их соотношение в растворе.

Тяжелые типы дают меньше усадки, чем легкие (они пористые и усадка может достигать 1 сантиметра на метр). Тут работает правило: чем меньшего размера элементы заполнителя, тем меньше усадки даст приготовленный на его базе раствор.

Усадка при обезвоживании раствора: потери в процессе эксплуатации

Одна из главных проблем, связанных с усадкой бетона – усадка при твердении: сначала процесс запускается потерей воды, потом состав садится из-за физических процессов, химической реакции в поверхностных слоях бетона.

Существующие виды

Сначала стоит упомянуть контракционное сжатие бетона, которое имеет место при приготовлении раствора. Образующиеся при взаимодействии цемента и воды гидраты обладают меньшим объемом в сравнении с первоначальным материалом. Такая усадка влияет на пористость бетона, потеря объема небольшая.

Более серьезно обезвоживание раствора, которое может быть двух типов: пластический и гидравлический. Пластическая усадка проходит в первые 3-6 часов после выполнения заливки из-за быстрой потери воды составом. Чем меньший объем воды в растворе, тем меньше он деформируется. Меньше в объеме теряют и правильно армированные конструкции.

После схватывания раствора осаживание постепенно переходит в гидравлическую фазу: проходит менее активно, медленно, менее опасно для конструкции. Бетон сохнет и сжимается неравномерно, могут появляться внутренние напряжения. Нужно помнить, что если заливка бетона осуществляется при высоких значениях температуры воздуха, то недостаток воды спровоцирует трещины даже на первом этапе, а второй пройдет более интенсивно.

Когда бетон полностью застыл и набрал прочность, в нем все равно происходят процессы осаживания. Современные строительные материалы модифицируют разными добавками, но все равно часто фундаменту позволяют выстояться какой-то срок. Многое зависит от качества цемента – в некоторых случаях бетон осаживаться может до двух лет. Карбонизация в условиях сезонных скачков температур также может дать около 5 миллиметров усадки.

Ввиду всех вышеперечисленных факторов, фундамент лучше всего заливать весной или ранним летом, чтобы у бетона было время высохнуть, набрать прочность и зимой его не порвало деформациями.

Нюансы усадки в разных условиях

• Использование специальной вибротехники позволяет сразу убирать воздух с еще незастывшего раствора, уменьшая будущую усадку. Процесс выполняют с использованием специальной техники или самостоятельно (трамбуя, пробивая, стаптывая, протыкая штыком смесь).
• Многие современные составы предполагают использование технологий, которые призваны уменьшить усадку. И хоть полностью устранить явление не удастся, нивелировать его влияние на конструкцию можно. Так, пенобетон, газобетон дают минимальные значения усадки, особенно при условии выполнения армирования.
• Считается, что меньше подвержены усадке плывучие составы, но более жидкие смеси часто демонстрируют ухудшение других свойств.
• Усадка вырастает из-за добавления в бетон специальных смесей, позволяющих работать при морозе, менять еще какие-то характеристики.
• Многое зависит от влажности поверхности – оптимальным показателем считается 55-70%: если влажность ниже, коэффициент усадки увеличится, материал начнет прессоваться.
• Чем меньше масса раствора, тем ниже коэффициент усадки.

Вывод

Если не принимать в расчет усадку, то в процессе эксплуатации здания это может привести к серьезным проблемам. Усадка тем больше, чем крупнее объект, увеличивается при отсутствии армирования, введении пластификаторов, выполнении работ в экстремальных условиях, несоблюдении технологии приготовления и использования раствора.

Рабочие швы

Рабочими называются швы между бетоном, который уже схватился и тем, что только что залит в пределах одного монолита. Холодный шов не приветствуется в строительстве, так как ухудшает прочность монолита, поэтому обычно опалубку стараются залить в один прием. Если же такой возможности нет – опалубку заполняют слоями, накладывая следующий до схватывания предыдущего.

Если же бетонирование выполняют с заметными паузами, следуют некоторым правилам: на схватившийся бетон следующие слоя кладут лишь по достижении им прочности минимум 150 кгс/см, старую поверхность чистят от цементных пленок щеткой или инструментом, пескоструем. Также для обеспечения лучшего сцепления используют битум, разные типы клея, грунта.

Если речь идет о колоннах, расположение усадочного шва должно быть на уровне низа прогона, верха фундамента, балок. Когда заливаются балки, шов делают на несколько сантиметров ниже поверхности плиты перекрытия, в обычных плитах шов должен быть параллельным меньшему из сечений плиты.

Компенсационные

Компенсационные швы выполняют для компенсирования теплового расширения и иных воздействий, становящихся причиной появления трещин. Такие швы рассекают конструкцию, деля ее на несколько отдельных монолитов.

Компенсационные швы нужны в таких случаях:

• Длина монолита составляет больше 50 метров (но в условиях сурового климата советуют вместо 50 принимать 25 метров)
• По периметру большого монолитного пола (чтобы избежать напряжений и трещин из-за усадки фундамента и стен)
• Вокруг колонн, которые стоят на уплотненном грунте или подсыпке

Требования к швам: толщина минимум 6 миллиметров, вокруг колонн можно делать квадратные (развернув на 45 градусов) или круглые швы, полости заполняют герметиком либо изоляционным материалом, чтобы избежать попадания туда грязи, влаги, микроорганизмов.

Усадочные

Задача усадочного шва – компенсировать неоднородность высыхания стяжки после заливки. Толстые слои бетона обычно сохнут неоднородно: сверху усадка больше, внутри меньше и это может деформировать основание. Но принудительное деление поверхности на площади исключит возможность появления трещин.

Основные правила выполнения:

• Фрагмент стяжки внутри швов выполняется прямоугольным либо квадратным, соотношение сторон должно быть максимум 1:1.5
• Только прямые линии, без изгибов
• Внутри помещения максимальный размер фрагмента между швами составляет 6х6 метров, на улице – 3х3. Бетонные дорожки делят продольным швом, если их ширина превышает 3.6 метра
• Г-образные участки делят на прямоугольники или квадраты
• Швы выполняют глубиной четверти/трети толщины стяжки

Технология

Компенсационные и усадочные швы выполняют так: в процессе заливки монолит делят рейками, досками, пластиковой вагонкой или кусками стекла на сектора, после схватывания элементы удаляют, бетон прорезают болгаркой с алмазным кругом.

Заключение

Избежать усадки бетона не удастся, но показатель можно существенно уменьшить, нивелировав его влияние на надежность и долговечность здания. Так, если в строительстве жилых зданий использовать бетон высоких марок, выполнять армирование, замес и заливку осуществлять в оптимальных условиях, с соблюдением пропорций состава, смесь обрабатывать вибратором, а влажность поверхности сохранять на оптимальном уровне, есть шанс сделать усадку практически незаметной. Но учитывать коэффициент усадки в проектировании строительстве здания все равно нужно.

Усадка бетона при разных условиях и как предотвратить

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

Что собой представляет усадка?

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

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

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

Вернуться к оглавлению

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

Как предотвратить процесс оседания бетона?

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

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Нюансы усадки при разных условиях

Метод вибрации

Метод вибрации выгоняет лишний воздух из бетона.

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

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

Вернуться к оглавлению

Использование новых составов

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

Вернуться к оглавлению

Плывучесть состава

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

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

Вернуться к оглавлению

Потери от оседания бетонной смеси

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

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

Усадка бетона: особенности, коэффициент усадки

 

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.

СодержаниеСвернуть

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 + h3O. 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.

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 %.

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 -малоподвижный	10-50
П2- малоподвижный	50-100
П3 – бетон общего назначения	100-150
П4- высокоподвижный	150-200
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.

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.

Заключение

Актуально использовать все способы ускорения созревания и усадки бетона, чтобы уменьшением линейных размеров после 28 дней пренебречь в расчетах. Марки практически безусадочного бетона на основе пластификаторов уже находят применение, растворы называют безусадочными. Их используют на ответственных стройках.

 

Усадка бетона при твердении, вибрировании, заливке: ГОСТ, СНиП (видео)

Усадка бетона — это уменьшение его объемного состава, которое происходит в процессе засыхания и твердения.

По мере засыхания и твердения бетон дает усадку, в связи с чем могут образоваться трещины.

Чаще всего объем сокращается незначительно, а величина этого показателя не превышает 1-2%.

Причины усадки бетона

После приготовления бетонной смеси в ее составе начинается кристаллизация цементных камней и интенсивное испарение воды, вследствие чего происходит усадка бетона. Особенно интенсивно этот процесс происходит в первые 2-3 недели после заливки изделия. Далее его скорость замедляется. Полное окончание процесса усадки наступает через 1-1,5 года после начала твердения. К этому моменту бетонное изделие приобретет свое окончательное состояние.

На конечную величину уменьшения объема влияет несколько причин. Среди них можно перечислить следующие:

• количество цемента в смеси;
• объемная доля воды;
• показатели окружающей среды;
• количество присадок в растворе.

Виды усадки бетона.

Количественное соотношение цемента в составе бетонной смеси играет очень важную роль. Чем выше будет расход цемента на единицу приготовленной бетонной смеси, тем больше будет происходить усадка готового изделия. При этом надо обращать на состав, из которого приготовлен цемент. Высокоактивные глиноземистые цементные порошки дают большее сокращение объема. Усадка бетона на основе портландцемента происходит значительно меньше.

Особое внимание следует обратить на количество добавляемой воды. Чем большее процентное содержание ее будет находиться в готовящемся растворе, тем сильнее произойдет сокращение объема готового изделия. Обусловлено это тем, что в процессе схватывания будет происходить активное испарение воды из верхних бетонных слоев.

Чтобы усадка бетона была меньше, надо в процессе его изготовления использовать заполнители с крупной фракцией.

Мелкозернистые фракции имеют меньшую устойчивость к деформациям, что приводит к большому проседанию материала в процессе его сушки.

Немаловажными факторами, помогающим сохранить целостность структуры бетонного основания, являются показатели температуры и влажности окружающей среды. Если влажность на улице будет достаточно высокой, то усадка будет сравнительно мала. Тот же эффект будет наблюдаться и при низких температурах воздуха.

Вернуться к оглавлению

Борьба с эффектом усадки

Во избежание сильной усадки бетона, при приготовлении бетонной смеси необходимо использовать пластификаторы.

Если в процессе строительства не учесть происходящую усадку, то это может привести к печальным последствиям. Если заложенный коэффициент сокращения объема фундамента не будет соответствовать его конечному показателю, то это приведет к появлению в нем трещин. Подобные трещины приведут к полному или частичному разрушению здания или отдельных его элементов.

Чтобы избежать подобных проблем, нужно обстоятельно подходить к процессу приготовления бетона. Надо правильно определить необходимое количество всех его ингредиентов. Кроме того, нельзя забывать о различных присадках и пластификаторах, которые должны добавляться в готовящуюся смесь. Подобные добавки помогают увеличить показатель прочности бетонной детали, что обеспечивает меньшую усадку.

Присутствие пластификаторов в бетонном растворе помогает предотвратить неравномерные усадки, которые при твердении приводят к появлению более напряженных участков. Присутствия таких перенапряженных участков в изделии следует избегать, поскольку они являются первопричиной образования трещин и приводят к разрушению бетонной детали.

На современном рынке строительных материалов имеются и различные вяжущие вещества. Подобные вещества, вступая во взаимодействие с водой, расширяются, значительно увеличивая объем раствора. С помощью этого процесса происходит равномерное перераспределение напряжений, которое сохраняется при твердении. Более того, вяжущие вещества не изменяют свой объем и после высыхания, что помогает сократить усадку бетона.

Чтобы уменьшить потери объема изделия после его сушки, нужно обязательно проводить качественную вибрационную обработку смеси. Сделать это можно на специальном столе. С помощью вибрационного стола из состава раствора будут выгоняться пузырьки воздуха. Это сделает песчано-цементную смесь более плотной и вязкой, что придет к уменьшению ее конечной усадки.

Как бетон набирает прочность и как ускорить твердение

Во время строительства дома приходится пройти этап сооружения железобетонных конструкций. Узнаем все физико-химические процессы, происходящие в бетоне и можно ли на них повлиять.

После завершения монолитных работ наступает достаточно продолжительный этап выдержки и набора железобетонными конструкциями прочности. Мы расскажем, в каком уходе нуждается бетон во время твердения, как его ускорить и какие физико-химические явления сопровождают этот процесс.

Процесс твердения бетона

 
Химия процесса твердения

Сооружение бетонных конструкций, полностью отвечающих расчётным характеристикам — настоящее искусство, которое невозможно постичь без понимания сложной и непрерывной последовательности преобразований, происходящих в структуре материала. Прообразы строительных вяжущих, отдаленно напоминающих современный цемент, появились ещё во 3–2 тысячелетии до н.э.

Однако состав и соотношение компонентов таких смесей подбирались исключительно экспериментальным путём вплоть до конца XVIII века, когда был запатентован так называемый «романцемент». Это стало первой вехой в научном подходе к развитию строительного бетона.

Химическая природа твердения современного цемента весьма сложна, она включает длинную цепочку перетекающих друг в друга процессов, в ходе которых формируются сначала простейшие химические, а затем всё более прочные физические связи, приводящие к образованию монолитного камнеподобного материала.

Подробно рассматривать эти процессы для человека, неискушённого в химии как науке, нет никакого смысла, гораздо полезнее оценка внешних признаков таких явлений и их практического смысла.

 В современном строительстве используется преимущественно портландская цементная смесь, состоящая из обожжённой глины, гипса и известняка, а с точки зрения химии — из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Первичное сырье проходит термическую обработку и тонкое измельчение, после чего компоненты смешиваются в точно определённой пропорции.

Главная цель обработки в процессе производства — разрушить природные химические и физические связи веществ, которые впоследствии восстанавливаются в присутствии воды. Цемент, в отличие от необработанной глины и извести, твердеет вследствие не высыхания, а гидратации, поэтому его намокание после окончательного отверждения не приводит к размягчению и повышению вязкости.

В отличие от атмосферных вяжущих, быстро отвердевающих на воздухе, цемент твердеет практически весь срок эксплуатации бетонных конструкций. Связано это с тем, что в толще застывшего изделия остаются вещества, не успевшие вступить в реакцию с водой.

В действительности при производстве бетонной смеси воду в нее добавляют в количестве, заведомо недостаточном для реагирования всех частиц минерального вяжущего. Связано это с тем, что повышенное содержание воды в бетоне приводит к его расслоению, значительной усадке при твердении и появлении внутренних напряжений.

Тем не менее, остатки минеральных веществ продолжают реагировать, ведь в толще своей бетон имеет ненулевую влажность. Из-за этого его твердение происходит не мгновенно, а в течение продолжительного времени. Из всего срока твердения можно выделить наиболее интенсивный период, который для бетона на портландцементе составляет 28–30 дней.

Если в течение этого времени бетонное изделие находится в соответствующих условиях, оно принимает 100% расчётной прочности. При этом всего за 6–8 дней твердения прочность бетона достигает 60–70% от марочной, а треть расчётной прочности изделие приобретает уже на 2–3 сутки.

 
Сезонная специфика

Твердение смесей на цементном вяжущем сопровождается двумя процессами — незначительным увеличением объёма и выделением тепла. Из-за этого протекание реакций отверждения может существенно отличаться в зависимости от внешних условий.

Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации.

Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

Выделение тепла может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. Для начала нужно понимать, что нагрев твердеющей бетонной массы наиболее ярко выражен в первые 50 часов после приготовления смеси. Интенсивность нагрева возрастает соразмерно габаритам изделия, ведь из толщи бетона сложнее отводить тепло. Также нужно учесть, что бетон с высоким содержанием цемента будет нагреваться сильнее низкомарочного.

При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру.

Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50–60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо.

Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7–10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

Ускорение схватывания и набора прочности

В зависимости от марки, бетону достаточно 20–30 часов чтобы окончательно принять форму, после чего его можно обильно поливать водой, чтобы сделать процесс набора прочности более интенсивным.

Высокая температура также способствует ускоренному твердению, но только при условии, что нагрев будет однородным по всей толщине отливаемого изделия. Так, на заводах ЖБИ твердение ускоряют, обдавая изделие паром при температуре 70–80 °С, но нужно помнить, что нагрев свыше 90 °С для твердеющего бетона губителен.

Обеспечить максимальную скорость набора прочности можно правильным водоцементным отношением приготовленной смеси, установленным ГОСТ 30515 2013. Также ускорить процесс можно внесением различных добавок: хлорида кальция, сульфата и хлорида натрия, углекислого натрия (соды).

Но нужно помнить, что применение ускорителей схватывания ограничено их предельным содержанием, а также типом бетонной конструкции, маркой бетона и арматуры, типом используемого цемента. Больше ясности в этот вопрос может внести ГОСТ 30459–96.

В заключение следует отметить, что в гражданском строительстве необходимость ускорить твердение бетона возникает крайне редко. Бетон приобретает большую часть марочной прочности достаточно быстро, поэтому в случае заливки перекрытий или армированных поясов продолжать строительные операции можно уже спустя 7–10 дней после выполнения монолитных работ.

Если же речь идёт о фундаменте, то ускорять твердение не имеет практически никакого смысла: основание здания должно пройти усадку в течение года чтобы опорный слой грунта успел стабилизироваться и возможный перекос мог быть устранён корректирующим слоем или в процессе возведения коробки. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Крошится и разрушается бетон: причины и методы предотвращения?

Бетон является строительным материалом, который получают путем перемешивания песка, цемента, щебня и воды и при необходимости может иметь специальные добавки для увеличения прочности раствора. Бетону присуще множество преимуществ: морозостойкость, водонепроницаемость, высокая прочность и долголетие. Из бетонного раствора изготавливают различные строительные элементы, возводят здания и сооружения. Но, как и любой строительный материал, бетон подвергается деформациям, в частности, и крошению. Почему разрушаются бетонированные конструкции и что делать, если крошится бетон? Такими вопросами задаются владельцы недвижимости, у которых раскрошился бетонный раствор, тогда они ищут возможные пути устранения проблемы и предотвращения ее дальнейшего образования.

С чем связано разрушение бетона?

Несмотря на прочность бетона, он поддается разрушениям из-за воздействия на него следующих факторов:

• Влага, которая проникает в поры раствора в период отрицательных температур, расширяется, образуя увеличенные пустоты. Когда температура воздуха поднимается, происходит уменьшение объема пор, что приводит к заполнению влагой образовавшихся пустот. В результате образовываются трещины между пустотами и бетонная поверхность разрушается.
• Перепады температурного режима. Чтобы бетонный состав не портился под воздействие изменений температуры, залитую поверхность защищают утеплительным материалом или морозостойким раствором.

Вернуться к оглавлению

Почему крошатся бетоны?

Бетоны крошатся вследствие следующих причин:

• На этапе заливки конструкции использовался раствор низкого качества. Этому мог послужить плохой цемент или неправильно взятая его часть для приготовления бетонной смеси. Но это маловероятная причина.
• Основной причиной образования деформаций в бетоне является вода. Бетонная смесь отлично впитывает воду, которая при минусовых температурах замерзает и расширяется в объеме, заполняя при этом поры. Когда температура поднимается, происходит оттаивание воды и в порах освобождается место для новой жидкости. Процесс повторяется и в итоге приводит к разрушениям бетонных конструкций.
• В процессе приготовления рабочей смеси было взято большое количество воды. Чрезмерное наличие воды снижает прочность бетонированной поверхности.
• Неправильный уход строительного материала в момент проведения работ. После заливки рабочей смеси ее следует орошать водой в течение первых трех дней. При заливке раствора в опалубку, его нужно тщательно уплотнить, тогда структура смеси приобретет однородность и уменьшится пористость бетона.

Вернуться к оглавлению

Как предотвратить крошение бетона?

Чтобы бетон не раскрошился в процессе эксплуатации, придерживаются следующих рекомендаций:

• при изготовлении бетонного раствора в него добавляют специальные добавки, которые способны отталкивать воду;
• в смесь включают пластификаторы, которые обеспечат раствору однородную структуру и повысят прочность;
• уже залитый раствор пропитывают гидрофобным составом;
• обязательно пропитывают поверхность залитого раствора водоотталкивающими средствами в жаркое время года, не используя при этом специальное оборудование;
• при постоянной влажности конструкции, поверхность пропитывают под давлением с помощью специального оборудования;
• важно обеспечить правильный уход залитой поверхности и не эксплуатировать конструкцию раньше времени, бетонный раствор набирает своих прочностных характеристик спустя 28 дней после укладки.

Вернуться к оглавлению

Раскрошился фундамент, что делать?

Ремонт фундамента.

Важно вовремя обратить внимание, что основание зданий и сооружений начало крошиться. Заметив первые признаки деформаций фундамента, не стоит затягивать с ремонтом, иначе в дальнейшем потребуется гораздо больше средств и времени на его восстановление. Несвоевременное устранение проблемы повлечет за собой разрушение стен. Поэтому нужно периодически осматривать здание и проверять его прочность и надежность. Понять, что раскрошился фундамент, можно по следующим признакам:

• Отслаивается отделочный материал. Такое может произойти, если для возведения фундамента были выбраны материалы низкого качества.
• Трещины на основании и всей поверхности дома могут свидетельствовать о проседании постройки и неравномерном ее усаживании.
• Влажность цоколя.
• Нарушилась горизонтальность уровня пола. Этот дефект дает понять, что начались деформации фундамента дома.
• Изменился уровень почвы.

Перед тем как начать ремонтные работы по восстановлению фундамента, выявляют причины разрушений, от вида которых будет зависеть способ устранения проблемы. После того как причины деформаций фундамента выявлены, приступают к его ремонту. Полная замена основы зданий требуется в случае полного разрушения фундамента с нарушением конструкции стен. Первым делом подлежат замене элементы конструкции, на которые приходится самая большая нагрузка.

Процесс восстановления разрушенной основы включает в себя поэтапную отливку с арматурной привязкой. Такой способ позволит повысить прочность нового основания. Поэтапная отливка выполняется в случае, когда спасти поврежденный фундамент невозможно, во всех остальных случаях не нужно прибегать к такому сложному методу. Достаточно будет просто залить недостающий кусок фундамента и прикрепить его к основанию.

Чтобы фундамент не разрушался в будущем, нужно постоянно осматривать стороны зданий и проводить регулярный грамотный уход за ними. В качестве ухода подразумевают тепловую защиту фундамента и предотвращения его подтопления.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Бетон является прочным строительным материалом, у которого срок службы достигает сотни лет. Однако нет ничего вечного! Также и бетон подвластен различным деформациям, в частности, крошению. Чтобы предотвратить крошение бетона, следует определиться с причиной возникновения дефекта и только после этого приступать к восстановлению основы зданий.

Но будет еще лучше, если бетонный состав и вовсе не раскрошится, для этого нужно выполнять профилактические методы, направленные на сохранение прочности бетона.