Усадка и деформация бетона

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

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

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

Усадочные напряжения и свойства бетона

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

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

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

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

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

Применение расширяющего цемента

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

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

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

Статьи по теме: