Главная
Бетон
Блог
Виды бетона
Прочность бетона
Деформации бетона
Строительные решения
Добавки для бетона
Бетонная смесь
Твердение бетона
Информация о цементе




Вход на сайт

Усадка бетона

Автор: admin от 25-01-2012, 00:35

Усадка твердеющего цементного камня и бетона является следствием выведение воды из системы, высыхания (при отсутствии герметичной равновесия с окружающей средой), что приводит к уменьшению объема. Происходит так называемая влажная усадка, которую вызывают в основном:
- Действие капиллярных сил в цементном камне при испарении воды из капилляров радиусом менее 100 нм;
- Выведение воды из тоберморитового геля.

В первый период после замешивания объем цементного камня в бетоне несколько уменьшается вследствие испарения воды и седиментации. Затем он набухает. В дальнейшем объемные деформации цементного камня определяются относительной влажностью среды, в которой происходит твердения. Цементный камень набухает при хранении в воде, причем линейные деформации составляют 0,1 ... 0,3 мм / м. Через несколько лет набухание стабилизируется. Если же образец цементного камня высушивают, то он дает усадку.

Усадка обратно пропорционально зависит от влажности среды. Как правило, усадку определяют при относительной влажности 50 ... 60%. Если же полностью высушен цементный камень снова поместить в воду, то первоначального объема он не достигнет, хотя и набухнет.

Усадочные деформации цементного камня в бетоне в основном определяются гелеобразные составляющей. Усадка цементного камня зависит и от минералогического состава цемента. Наибольшую усадку имеют высокоалюминатные цементы, значительно меньшую - алитовые цементы, что объясняется образованием значительного количества крупнокристаллического Са (ОН) 2 .

При повышении В / Ц увеличивается усадка. Повышение дисперсности цемента увеличивает усадку только в начальные сроки твердения. Добавка ускорителя твердения, например СаС12, также увеличивает усадку.
Резкое уменьшение способности к усадке (вдвое и более) вызывает автоклавная обработка, что объясняется "огрубением" тонкой структуры камня, т.е. кристаллизацией геля.

Усадка цементного камня обычно колеблется в пределах с, .. 5, цементных растворов 0,6 ... 1,4, тяжелых бетонов - 0,3 ... 0 5 мм / м. В ячеистых бетонах величина усадки такая же, как и в цементном камне.

Основная часть усадочных деформаций приходится на срок в три - четыре месяца твердения, полная стабилизация наступает через один - два года.
На усадочные деформации существенно влияет и карбонизация бетона под действием углекислого газа воздуха. Этот процесс интенсивно только при определенной относительной влажности и заканчивается при влажности воздуха 40% и ниже, а также при полном вода насыщении.

В ходе карбонизации сначала карбонизируются Са (ОН) 2, а потом разлагаются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидрофериты кальция. При карбонизации происходит дополнительная необратимая усадка под действием причин, которые еще недостаточно выяснены.

Попеременное увлажнение и высушивание при эксплуатации бетонных сооружений сопровождается процессами усадки и набухания. При таких условиях в изделиях накапливаются остаточные деформации, расшатывают структуру, вследствие чего их долго вечность и прочность снижаются.

С усадкой цементного камня и бетона тесно связана стойкость к трещинам при высыхании. Появление трещин зависит не только от значения величины усадки, но и от других факторов: предельной растяжимости материала, модуля упругости, величины и формы изделия и тому подобное. Как правило, цементы с пониженной скоростью твердения обладают большей устойчивостью к трещинам, хотя величина их усадки может быть и значительной. Введение в бетон значительного количества добавок осадочного происхождения, повышение тонкости помола цемента снижают трещиностойкость добавкой доменных гранулированных шлаков, наоборот, увеличивает ее.

Усадочные деформации вызывают внутреннее напряженное состояние в бетоне - в заполнители и арматуре возникают сжимающие напряжения, а в цементном камне - растягивающие. В целом это положительно влияет на степень монолитности и прочность бетона, так как увеличивается сцепление между элементами его макроструктуры. Однако, при высокой интенсивности удаления влаги из бетона возникают значительные градиенты в распределении влаги по сечению бетона и в поверхностных его слоях возникают трещины и другие дефекты структуры, понижающие прочность и стойкость бетона к воздействию агрессивных сред. Особенно опасны усадочные трещины в защитном слое бетона железобетонных конструкций. Кроме того, усадка снижает эффективность предыдущего напряжения арматуры.

На величину усадки цементного камня и бетона влияют многие факторы - вид и минералогический состав цемента, тонина его помола, его содержание в бетоне, водоцементное отношения, условия твердения бетона - температура и влажность воздуха. Увеличение содержания заполнителей в бетоне уменьшает усадку. Так, например, линейная усадка цементного камня в составе до 3 мм / п.м., А бетона - 0,15 ... 0,30 мм / п.м. Пропаривание и обработка бетона существенно (на 50 ... 100%) снижает усадку при эксплуатации конструкций. Введение в бетонную смесь тонко меленых добавок увеличивает усадку.

Усадка бетона является частично обратимым процессом - при погружении в воду происходит некоторое увеличение его объема (набухание); однако, деформации набухания значительно меньше деформации усадки. Развитие, как усадки, так и набухания со временем имеет затухающий характер.

Категория: Деформации бетона