Усадка бетона

Усадкой бетона называют естественное уменьшение объемов застывшего или застывающего бетонного раствора. Усадка является одной из основных проблем, с которыми сталкиваются инженеры и строители при проектировании и строительстве зданий и сооружений. В данной статье рассмотрим причины усадки, стадии этого процесса, коэффициенты усадки и способы ее предотвращения.

Причины усадки

Усадка бетона представляет собой последствие физико-химических явлений, происходящих в процессе затвердевании бетонной массы. Существует несколько основных причин, по которым залитый вами бетон дает усадку, рассмотрим их подробнее:  

• Испарение воды. В процессе затвердевания бетона вода испаряется, что приводит к уменьшению объема бетонной смеси и, соответственно, к усадке.
• Карбонизация. В результате контакта бетона с кислородом, влагой и углекислым газом, которые содержатся в атмосфере, микропоры в твердеющем растворе исчезают, а вода выводится в грунт. Из-за исчезновения пор происходит уменьшение объемов бетона.
• Контракционная усадка. Это также последствие испарения воды, которое завершается на этапе «схватывания» раствора во время активного взаимодействия воды и минералов в бетонной смеси.

Виды усадки

Различают следующие виды усадочных процессов: 

• Пластичная усадка бетона. Начинается вскоре после заливки и схватывания бетонной смеси и длится от двух до восьми часов. Возникает вследствие испарения влаги из рабочего раствора под действием факторов окружающей среды (температура, солнце, влажность, ветер и т. п.). При этом максимальные показатели усадки могут достигать 4 мм на 1 м высоты.
• Аутогенная усадка бетона. Процесс начинается в «свежем» бетоне в процессе его схватывания, затвердевания и набора прочности и продолжается на протяжении нескольких дней (или нескольких недель). Ее показатели составляют 1 мм на 1 м высоты, поэтому часто остаются без внимания.
• Усадка бетона при высыхании. Процесс начинает отсчитываться от момента остановки ухода за бетонным монолитом и продолжается в период от нескольких недель до нескольких лет. ГОСТ усадку бетона указывает незначительную, но с «возрастом» материал может терять до 5 мм на каждый метр высоты.

Коэффициент усадки

Коэффициент усадки бетона (или коэффициент усадки) - это величина, которая характеризует относительное изменение объема бетонной смеси в процессе усадки. Коэффициент усадки обычно обозначается как штамповка (S), которая определяется как отношение изменения объема бетона к его исходному объему.

Коэффициент усадки зависит от многих факторов, таких как состав бетонной смеси, влажность, температура, размер и форма конструкции, а также другие параметры процесса заливки и затвердевания бетона. Различные типы бетона могут иметь разные коэффициенты усадки.

Коэффициент усадки используется при проектировании бетонных конструкций для учета усадочных деформаций и предотвращения появления трещин и других повреждений из-за усадки бетона.

При проведении расчетов и проектировании бетонных конструкций инженеры обычно учитывают коэффициент усадки для определения необходимого компенсации усадочных деформаций, например, путем использования компенсационных швов или арматуры.

Как избежать усадки

Существует несколько способов предотвращения или минимизации усадки бетона:

• Использование специальных добавок в бетонную смесь, которые позволяют контролировать скорость и величину усадки.
• Использование арматуры для уменьшения влияния усадки на прочность и деформации бетонных конструкций.
• Управление влажностью и температурой во время заливки и затвердевания бетона.
• Использование гидроизоляции для предотвращения оттока воды в грунт и испарение.
• Применение цементов алитового типа, которые обеспечивают меньшую усадку, по сравнению с алюминатными цементами.