Каков коэффициент усадки бетона и как его увеличить. Коэффициент усадки бетона


Каков коэффициент усадки бетона и как его увеличить

Оглавление:
  • Что представляет собой осаждение
    • Какой бывает усадка бетона
    • Коэффициент усадки материала
    • Абсолютная величина усадки
    • Причины повышения коэффициента усадки
  • Профилактические мероприятия
  • Заключение, рекомендации

В настоящее время не существует идеального строительного материала. Любой, даже самый современный строительный материал имеет свои преимущества и недостатки. В строительстве очень широко применяется бетон. Он обладает высокой прочностью, устойчивостью к механическим и химическим воздействиям, большим сроком эксплуатации. Существует такое понятие, как коэффициент усадки бетона. Несмотря на высокую прочность, бетон непосредственно после застывания способен изменять свои размеры. Все это может негативно сказаться на внешнем виде конструкции. Интересен тот факт, что со временем данный показатель увеличивается.

Усадка бетона

Усадка бетона представляет собой явление, в котором залитая масса изменяет свои размеры и конфигурацию в процессе схватывания.

Некоторые полагают, что усадка бетона зависит только от внешних факторов. Это не совсем верно. Необходимо помнить, что осаждение это естественный процесс. При этом основная задача строителей при заливке бетона сделать его более качественным путем внесения различных добавок и снизить тем самым коэффициент усадки. Рассмотрим более подробно значение данного показателя в строительстве, величину усадки бетона при нормальных условиях.

Что представляет собой осаждение

Даже самый качественный бетон склонен осаждаться. Полностью избежать этого явления невозможно. Усадка бетона это явление, при котором залитая масса изменяет в процессе схватывания свои размеры и конфигурацию. В процессе ее происходит уплотнение и затвердевание бетона. Большое значение имеет то, что на интенсивность и величину ее могут влиять факторы физической и химической природы.

Схватывание бетона

Схватывание бетона.

Схватывание бетона в зависимости от его марки и наличия специальных добавок происходит в течение нескольких десятков минут или часов. Зачем же требуется определять возможную величину усадки бетона в ходе строительных работ?

Ответ довольно прост. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать толщину бетона. Последний используется главным образом при заливке фундаментов, строительстве дорог, бетонных дорожек. Во всех случаях залитая поверхность должна иметь определенную толщину и форму. От этого зависит прочность и долговечность конструкции. В силу всего этого расчет коэффициента осаждения нужен для того, чтобы правильно залить бетон. В этом случае он должен быть с запасом. Расчетный и фактический показатель толщины и формы бетона должны совпадать. В противном случае избыток бетона будет непросто убрать, а недостаток сложно восполнить.

Вернуться к оглавлению

Какой бывает усадка бетона

Коэффициент осаждения это величина, которая указывается в нормативных документах по строительству. Рассматриваемый коэффициент во многом зависит от качества приготовления бетонной смеси. Усадка бетона в зависимости от временных параметров бывает следующих типов:

  • пластическая,
  • молодого бетона,
  • зрелого бетона.
Пластическая усадка бетона

Пластическая усадка бетона.

В первом случае усадка наблюдается еще до момента полного затвердения. В строительной сфере имеется такое понятие, как проектный возраст бетона. Эта величина составляет 28 дней и свидетельствует о полном его затвердении и пригодности для дальнейших строительных работ. Усадка молодого (твердеющего) бетона появляется до этого срока. Кроме того, изменение размеров материала может проявляться и в более поздние сроки (позднее 28 дня).

Немаловажное значение имеет классификация в зависимости от этиологического фактора. В данной ситуации выделяют контракционную и влажностную. Что же касается пластической усадки, то она входит в понятие влажностной. Контракционный тип еще называют стяжением бетона. Основная причина этого явления химическое взаимодействие компонентов (воды и минеральных веществ). Важно то, что подобная усадка приводит к повышению количества пор в материале, что снижает его эксплуатационные характеристики.

Влажностный тип имеет свои отличительные черты. Она развивается в процессе высушивания бетонной смеси. В результате всего этого количество воды в бетоне резко уменьшается и он дает усадку. Она имеет наибольшее значение, нежели предыдущая. На самом раннем этапе уменьшения количества влаги можно наблюдать пластическую усадку. Она в большинстве случаев наблюдается в первые полчаса с момента заливки бетона. Важно, что на величину коэффициента усадки влияет наличие или отсутствие арматуры, количество в жидком бетоне воды.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент усадки материала

Коэффициент это показатель, отражающий изменение объема относительно первоначального в процессе заливки.

Усадка молодого бетона

Усадка молодого бетона.

Измеряется он в процентах. Оптимальным считается коэффициент менее 1,5%. Во всех остальных случаях подобный коэффициент указывает на значительные изменения в структуре бетона. В ряде случаев высокий коэффициент усадки является фактором риска появления трещин и других дефектов в залитом строительном материале. Нужно помнить, что коэффициент зависит и от марки бетонной смеси. Чем выше последняя, тем меньше будет коэффициент.

Среднее значение коэффициента на сегодняшний день находится в пределах от 0,97 до 1. Подобных цифр довольно сложно добиться непрофессионалу, который не имеет большого опыта в приготовлении бетонного раствора. Высокий коэффициент может быть следствием неправильного вибрирования смеси. Нередко коэффициент увеличивается настолько, что в последующем приходится наращивать бетон в месте усадки. Все это чревато снижением его несущей способности и порчей. Кроме того, процесс наращивания занимает значительное количество времени, что очень важно при возведении зданий и сооружений.

Вернуться к оглавлению

Абсолютная величина усадки

Абсолютная величина усадки бетона

Абсолютная величина усадки бетона.

Коэффициент усадки позволяет оценить возможные потери. Наряду с ним строителям необходимо знать точные цифры в перерасчете на толщину залитого бетона. В нормальных условиях величина усадки бетонной смеси составляет около 0,2-0,4 мм/м. На первый взгляд, показатели очень незначительны. Но если учесть площадь залитой смеси и ее полную толщину (нередко она достигает нескольких метров), то величина будет ощутимой. В отношении жидкого цемента цифры будут совсем другие. В обычных условиях при твердении цемента усадка составляет 3-5 мм/м.

В процессе возведения того или иного здания работниками должна составляться смета. Она включает в себя различные расчеты, в том числе расчет коэффициента усадки. Не нужно забывать про то, что даже при полном твердении смеси усадка имеет место. В процессе эксплуатации сооружений на материал оказывает влияние атмосферный воздух (углекислота) и атмосферные осадки. Большое значение имеет резкое изменение температуры. Коэффициент повышается чаше при отрицательных температурах. При этом может изменяться длина залитого бетона. Абсолютные величины усадки могут достигать нескольких сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Причины повышения коэффициента усадки

Коэффициент изменения объема бетона

Коэффициент изменения объема бетона.

Коэффициент изменения объема залитого материала может увеличиваться вследствие нескольких причин. Во-первых, основным предрасполагающим фактором является некачественное приготовление бетонной смеси. Здесь учитывается показатель пропорции цементного порошка, щебня (гравия), песка и воды. Во-вторых, большое значение имеет марка приготовленного бетона. В-третьих, еще одним фактором, влияющим на покрытие при его затвердении, является влажность поверхности. Установлено, что оптимальная величина влажности составляет 55-70%. Если влажность низкая, то коэффициент будет более высоким, а материал начнет постепенно прессоваться.

В-четвертых, имеется определенная зависимость между плотностью (тяжестью) смеси и коэффициентом усадки. Коэффициент тем выше, чем меньше масса бетонного раствора. В-пятых, усадка в большей степени выражена у тех конструкций, где отсутствует армирование, то есть нет жесткого каркаса внутри бетонного раствора. Опытные застройщики знают, что одним из этапов приготовление бетонной смеси является обработка его специальной вибрирующей установкой. Она необходима для того, чтобы убрать излишки воздуха из раствора. При ее отсутствии повышается пористость материала и снижается его прочность, что в результате и дает усадку.

Вернуться к оглавлению

Профилактические мероприятия

Во избежание получения некачественного бетона и высокого коэффициента усадки требуется соблюдать несколько важных правил:

Изменение коэффициента поперечных деформаций бетона при испытании на внецентренное сжатие

Изменение коэффициента поперечных деформаций бетона при испытании на внецентренное сжатие.

  • не использовать для строительства жилых зданий бетон низкой марки,
  • использовать металлический каркас с целью укрепления бетона,
  • производить замес в оптимальных условиях,
  • соблюдать пропорции в процессе приготовления рабочего раствора,
  • осуществлять обработку смеси вибратором,
  • обеспечивать необходимую влажность поверхности материала.

Особое внимание необходимо уделить специально вносимым добавкам. Если оценивать важность всех компонентов бетона, то наибольшую роль для получения нужного коэффициента усадки играет вода и наполнители. Нередко при проведении сложных и объемных строительных работ используется бетон на основе специальных добавок. Иначе такие смеси называются с компенсированной усадкой. Добавки, которые вносят в раствор, способствуют его расширению, в результате чего снижается рассматриваемый коэффициент и уменьшается риск образования трещин.

Вернуться к оглавлению

Заключение, рекомендации

Таким образом, усадка бетона наблюдается практически всегда. Разница лишь в степени ее выраженности. В одних случаях (при нормальных условиях) она составляет несколько миллиметров, а в других сантиметры. Все это не только ухудшает внешний вид покрытия, но и требует проведения ремонтных работ (заливки нового слоя раствора). В последнем случае не удается получить однородную смесь, так как нижний слой бывает значительно плотнее и прочнее, нежели вновь залитый.

Задача строителя предупредить резкое увеличение коэффициента оседания смеси. Важно, что данная величина не всегда указывается и рассчитывается при стройке. Делается это в большей степени тогда, когда приходится заливать большие объемы бетона или требуется высокое качество покрытия. Во многом получение высококачественной смеси зависит от самого работника. Если соблюдать все вышеперечисленные правила, то усадка раствора будет незначительной, не будут формироваться трещины, а покрытие прослужит долгие годы.

www.vsebloki.ru

особенности усаживания дома при твердении

В строительстве одной из серьезных проблем является усадка бетона при твердении. С того времени как появился этот прекрасный материал, строители всего мира пытаются уменьшить показатель осаживания цементного состава. Зависит это от целого ряда факторов.

Первоначально усадка железобетона происходит из-за потери воды, с течением времени состав усаживается в виду происходящих в нем физических и химических процессов.

Фото механической заливки бетона.

Фото механической заливки бетона.

Существующие виды усадки

Если идти с самого начала то, прежде всего, стоит сказать о контракционном сжатии бетона.

  • Данный вид сжатия возникает в процессе замешивания раствора. Гидраты, которые образуются в результате взаимодействия воды с цементом, имеют меньший объем, нежели первоначальный материал.
  • Данный вид усадки больше влияет на пористость состава, чем на его объем. Более значительные потери объема происходят при обезвоживании.

Обезвоживание раствора

Обезвоживание или влажная усадка железобетона превышает показатели контракционной в 7 – 12 раз. Специалисты разделяют ее на 2 этапа.

Первый этап условно называют пластическим, второй гидравлическим.

  • Процессы пластического осаживания раствора интенсивно проходят в течение 3 – 6 часов после заливки. Вызвано это активной потерей влаги при испарении, большой процент на себя забирает опалубка и основание. Чем меньше в составе воды, тем ниже показатель усаживания. Также изделие с хорошим армированием теряет в объеме меньше.
  • После того как раствор схватился, пластическое осаживание плавно переходит в гидравлическое. Происходит оно уже не так быстро и интенсивно, но с учетом объема фундамента может быть намного более опасным. Бетон высыхает неравномерно, в результате чего цементный камень также сжимается неравномерно. Отсюда возникают внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам.
Трещина в результате осаживания.

Трещина в результате осаживания.

Важно: если заливка ведется при высоких температурах в жарком климате, то из-за недостатка воды возможно образование трещин уже на первом, пластическом этапе осаживания раствора.

  • На 1 м заливки, общее осаживание раствора может доходить до 3 – 5 мм. На первый взгляд может показаться, что цифры не значительные, но при пересчете на объемы большой стройки, потери могут быть достаточно серьезными.
Контроль прочности изделия.

Контроль прочности изделия.

Потери в процессе эксплуатации

После полного застывания бетонного раствора, процессы осаживания в нем не останавливаются. Не зря ведь специалисты рекомендуют давать выстоятся фундаменту перед началом строительства.

В зависимости от качества цемента время осаживания фундамента может колебаться от полугода, до 2 лет.

  • В результате карбонизации, под влиянием углекислого газа находящегося в атмосфере, а также из-за сезонных перепадов температур, бетонные изделия могут гулять еще до 5 мм.
  • Именно по этой причине фундаменты заливаются весной или в первой половине лета, чтобы до морозов бетон как можно лучше высох и его не порвало зимой.
Заливка раствора по желобу.

Заливка раствора по желобу.

Нюансы усадки в разных условиях

Вибрационные работы

Данный способ является наиболее распространенным и используется уже более 100 лет. Суть его заключается в то, чтобы как можно лучше выдавить излишки воздуха из раствора. В специальной литературе такие действия могут называться уплотнением бетонной массы.

Действовать можно вручную или при помощи технических средств.

  • Уплотнение своими руками делается подручными средствами, путем многократного пробивания, штыкования и трамбования общей массы раствора. Он может быть достаточно эффективным, но требует квалификации и значительных трудозатрат.
  • При использовании вибромашин квалификация уже не настолько важна, качество работ также многократно увеличивается, единственным существенным минусом здесь считается высокая цена самой вибромашины.
Глубинный вибратор.

Глубинный вибратор.

На видео в этой статье показана заливка раствора и работа глубинным вибратором.

Важно: коэффициент усадки бетона при вибрировании колеблется от 0,8, до 0,6%. Что позволяет использовать гораздо более сухие смеси и смеси с повышенной жесткостью. Усадка бетона в процентах регламентируется по ГОСТу 24544-81.

  • После проведения вибрационной укладки стяжки на больших площадях, чтобы она не потрескалась из-за внутренних напряжений и деформаций, применяется резка железобетона алмазными кругами. Для компенсации напряжений при заливке объемных фундаментов используется алмазное бурение отверстий в бетоне.

На видео в этой статье показан процесс нарезания алмазным кругом усадочных швов.

Использование новых составов

Строительство из пористых блоков.

Строительство из пористых блоков.

В настоящее время широко используются новые виды бетонов, это пено- и газобетон.

Производители утверждают, что они вообще не имеют усадки, но специалисты говорят об обратном:

  • Любой состав, в котором присутствует цемент, дает определенную усадку. Так усадка дома из газобетона по ГОСТу 25485 должна быть в пределах 0,3 мм. (См. также статью Облицовка газобетона: как сделать.)
  • Усадка пенобетона также может колебаться от 0,55, до 3 мм. В зависимости от способа производства блоков. Для частного строительства цифры конечно мизерные и на конечный результат влияют мало, но при строительстве их все же лучше учитывать.
Структура пено- и газобетона.

Структура пено- и газобетона.

Текучесть состава

Безусловно, растворы, обладающие повышенной текучестью, значительно облегчают жизнь большинству строителей. Но добавление большого количества воды влечет за собой изменение характеристик бетона далеко не в лучшую сторону.

Поэтому очень важно соблюдать правильность пропорций.

  • Для цементосодержащих составов введены параметры, которые определяют способность состава растекаться под действием вибрации. В разных источниках они называются по-разному, подвижность раствора, удобоукрываемость или усадка конуса бетона.
  • В документах, как правило, данное значение обозначается литерой «П», после которой следует значение коэффициента, определяемое по пятибалльной шкале. Реже, в старых накладных, встречается название «осадка конуса» и коэффициент колеблется от 10, до 15.
Трещина в фундаменте из-за низкого качества раствора.

Трещина в фундаменте из-за низкого качества раствора.

  • Для большинства традиционных монолитных работ используется раствор с коэффициентом текучести П-1 или П-3. Для изделий с густым армированием, заливки узких проходов или высоких колон, положено брать состав повышенной текучести который маркируется как П-4. Здесь осадка конуса может доходить до 20 см.
  • Смесь с осадкой конуса порядка 12 см в современных условиях маркируется как П-2. Для работы с большими, густо заармированными площадями и особенно там, где подразумевается использование бетононасоса, применяется раствор не ниже П-4. Такая смесь еще хороша тем, что для нее не требуется вибрационное уплотнение.
  • Разбавлять раствор водой непосредственно в бетономешалке крайне не рекомендуется. Но, несмотря на то, что инструкция запрещает, на просторах нашей необъятной родины в процессе строительства, это делается часто. Смесь в таком случае, конечно застынет, но значительно потеряет в крепости. Так при разбавлении водой цемента марки М300, по факту получаем качество М200 или даже М100.
  • В современных условиях усадка конуса бетона может увеличиваться путем добавления синтетических пластификаторов. С такими добавками можно легко довести текучесть состава до характеристик П-4 и даже П-5. Они позволяют вести строительство круглый год, работать как в жаре, так и при минусовых температурах без потери качественных характеристик.
Пластификатор для раствора.

Пластификатор для раствора.

На видео в этой статье показан способ определения текучести состава.

Вывод

Как говорилось ранее усадка бетона при заливке процесс неизбежный. Весь вопрос в том, насколько сильно смесь может осесть. Современная наука уже изобрела пластификаторы, которые сводят эти процессы практически к нулю, такие растворы называют безусадочными.

На западе они применяются повсеместно. У нас, так как цена на них высокая, используются лишь при ремонтных работах и в дорожном строительстве.

Заливка из бетономешалки.

Заливка из бетономешалки.

masterabetona.ru

Усадка бетона при заливке

Усадка бетона при заливке17.03.2017

Усадка бетона при заливке

Обобщенным термином «усадка» принято называть эффект уменьшения объема бетонной массы в процессе ее схватывания и последующего твердения при отсутствии внешней нагрузки. Усадка бетона относится к категории собственных деформаций (линейных и объемных), связанных с температурными, влажностными и иными воздействиями на бетонную массу, и является естественным процессом. Эффект естественной усадки сопровождает твердение бетона в любых условиях окружающей среды, включая стабильную температуру и влажность воздуха. Визуально последствия усадки проявляются в виде трещин и других дефектов, вызванных уменьшением линейных размеров и изменением конфигурации бетонной конструкции.

Методики классификации усадки бетона

Усадку бетона классифицируют по двум основным факторам:

  • по временному фактору, согласно которому определяется усадка бетона на разных этапах его твердения;
  • по причинному фактору, разделяющему усадку бетона по физико-химическим причинам изменения объема бетонной конструкции.
      1. Классификация усадки бетона по временному фактору

Согласно строительным канонам, проектный возраст бетона, свидетельствующий о его полном затвердении и пригодности для проведения дальнейших плановых строительных работ, составляет 28 суток. В соответствии с временным фактором различают следующие фазы усадки:

  • усадку пластическую, длящуюся в течение первых часов твердения;
  • усадку молодого (твердеющего) бетона, отмечаемую до завершения 28-суточного проектного возраста бетона;
  • усадку зрелого бетона, проявляющуюся после проектных 28 суток твердения.
      2. Классификация усадки по причинному фактору

В зависимости от вида физико-химических процессов в бетоне развиваются следующие типы усадок:

  • контракционная усадка, называемая также стяжением бетона. Контракционная усадка является результатом химического взаимодействия воды с минеральной составляющей цементного вяжущего и развивается в самом раннем возрасте бетона в период наибольшей интенсивности протекающих химических реакций. Образующиеся гидраты отличаются меньшим объемом, чем первоначальная бетонная масс;
  • влажностная усадка, развивающаяся при интенсивном испарении влаги в цементном камне;
  • карбонизационная усадка, вызванная изменениями объема цементного камня при его кристаллизации в процессе образования карбонатов.

Это важно! Современные воззрения на усадочные процессы определяют изменение объема бетонной конструкции как результат суммарных деформаций от вышеназванных типов усадок. Усадка бетонной строительной конструкции проявляется на протяжении всего времени затвердения бетона и его усыхания. Наиболее сильно бетон усаживается в первые две-три недели после заливки. Полное завершение усадки бетонного изделия наступает через год-полтора после начала процесса твердения. Лишь тогда бетонное изделие приобретает свое окончательное состояние

Учет усадки бетона при расчетах бетонных конструкций

Каждый из типов усадок максимально проявляется на разных временных этапах твердения бетонной смеси, поэтому неодинаково влияют на структуру и размеры элементов бетонного изделия. Контракционное усаживание, проистекающее в наиболее раннем возрасте бетонной смеси, менее всего сказывается на работе строительных конструкций. Основная доля усадочных изменений приходится на процессы, связанные с потерей влаги бетонной массой. Развитие усадочных деформаций может существенно сказаться на внутреннем напряженном состоянии конструктивных элементов, способствуя возникновению трещин в теле бетонного сооружения. И хотя значение усадки редко превышает 1,0-1,5% от первоначальных линейных размеров и объема, этого достаточно, чтобы повысилась деформативность изделия и снизилась эксплуатационная долговечность конструкции.

Чтобы предупредить негативные последствия усадочных изменений в объеме и внутреннем напряженном состоянии бетонных изделий, рекомендуется работать с расчетным упреждением, которое методически позволяет заранее, расчетным путем, оценить возможные потери объема. С этой целью введено понятие коэффициента усадки бетона, количественно отражающего изменение фактического объема бетонной массы относительно первоначального объема заливки. В современных условиях коэффициент усадки составляет 0,97-1,0. При условии соблюдения данного показателя для используемых марок бетона величина усадки бетонной смеси составит 0,2-0,4 мм/м.

Трещины в бетоне

В числе нормативных документов, регламентирующих расчетные показатели по учету усадок бетона, наиболее актуальными являются следующие:

  • СП 63.13330.2012. «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003»;
  • ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести»;
  • «Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций», принятые Ученым советом НИИЖБ в 2014г.

Факторы влияния на коэффициент усадки бетона

На коэффициент усадки бетонных материалов влияют следующие основные факторы:

1. Тип цемента, его минералогический состав, марка и долевое соотношение в составе бетонной смеси.

При равенстве рецептурных показателей для компонентов бетонной смеси увеличение массы цемента в единичном условном объеме готового бетона дает большую усадку. При этом портландцемент дает меньшую усадку, а глиноземный или высокоактивный сорта цемента повышают усадочные деформации.

2. Тип заполнителей и их процентное соотношение в рецептуре смеси.

    Увеличение объемной доли заполнителей по сравнению с содержанием цементного вяжущего способствует снижению усадки. Тяжелые типы бетона меньше усаживаются по сравнению с легкими типами бетона. Для сравнения – усадка легкого бетона составляет 0,4-0,9 мм/м, у тяжелого бетона усадка не превышает 0,5 мм/м. Тяжелый бетон с доставкой в Москве (цена по каталогу от ООО «Ямское поле») будет иметь меньший показатель усадки, если купить щебень с доставкой (цена по каталогу) и купить песок с доставкой (цена по каталогу) крупных зерновых фракций.

    3. Величина водоцементного соотношения – чем меньше доля воды в бетонной смеси, тем меньше показатели усадки.

    4. Наличие, тип армирующих элементов, их сортамент и количество. Усадка более выражена в конструкциях, в которых нет жесткого армирующего каркаса.

    Заключение

    Бороться с проявлениями усадки в твердеющей бетонной массе бессмысленно – это естественный физико-химический процесс. Однако умение пользоваться расчетными рекомендациями по учету уменьшения объема позволит залить столько бетонной смеси, сколько нужно для получения точных размеров и конфигурации бетонного изделия.

    yam-pole.ru


    Смотрите также