Усадка и набухание бетона

При твердении бетон неизбежно подвержен образованию деформаций усадки. Особенно активно этот процесс происходит в первые сутки и может достигать 70% от общей величины. Однако это иногда затягиваться и до года. Впоследствии процесс замедляется и в пассивном режиме протекает на протяжении всего периода твердения.

Наибольшую усадку дает бетонная смесь в атмосферных условиях твердения. Она обусловлена скоростью испарения влаги, необходимой для протекания гидратации и твердением цементного камня. По мере набора прочности в структуре бетона образуются цементные сростки, которые приводят к затуханию усадки.

В целом выделяют три составляющие:

  • Влажностную. Протекает при испарении влаги из капилляров монолита.
  • Карбонизационную. Связана с уменьшением цементного камня в объеме.
  • Контракционную. Характеризуется уменьшением объема в общем, протекает в процессе гидратации и связывании цемента с водой.

Параметры, влияющие на усадку

Существует несколько факторов, способных оказать влияние на протекание усадки:

  • Марка и количество гидравлического вяжущего. Применение высокой марки и большого количества цемента в составе способствует увеличению усадки.
  • Количество влаги. Чем выше показатель водоцементного отношения, тем выше усадка.
  • Фракция заполнителей. Крупный заполнитель создает своеобразный скелет, препятствующий осаживанию бетонной смесь. Для более прочного построения такой структуры лучше всего применять разно фракционный щебень, который позволит добиться равномерной структуры и заполнит все пустоты.
  • Химические добавки. Применение ускорителей схватывания приводит к увеличению усадки, в то время, как пластификаторы напротив делают смесь более уплотненной и максимально сокращают деформативные процессы.

Скорость протекания усадочных процессов тесно связана с влажностью окружающей среды. Чем выше количество влаги, тем меньше деформация. Для предотвращения появления трещин, бетону нужно обеспечить должный уход сразу после заливки. С целью сохранения влаги, его накрывают пленкой и периодически увлажняют.

В протяженных линейно конструкциях для избегания трещинообразования конструктивно устраивают деформационно-усадочные швы. Они компенсируют перемещения и позволяют сохранить целостность конструкции.

Набухание бетона

Набухание, процесс обратный усадке, который характеризуется расширением и увеличением бетона в объеме. Протекает за счет увеличения влагосодержания в готовом изделии. Во время эксплуатации изделия на открытом воздухе этот процесс может протекать неоднократно. Развиваться во время увлажнения, в момент выпадения осадков, и восстанавливаться при высушивании и испарении влаги.

Особо остро вопрос набухания стоит в различных гидротехнических сооружениях, таких как тоннели, дамбы, резервуары для воды. Они подвержены попеременному увлажнению и высушиванию. С течением времени это неизбежно ведет к образованию трещин. Первой мерой, позволяющей это исключить, является применение бетонных составов с высоким показателем водонепроницаемости.

По сравнению с усадкой, набухание протекает значительно медленнее и несет за собой гораздо меньшие деформации В количественном выражении он может доходить до 10%. Обусловлен процесс наличием в толще смеси микропор, способных при эксплуатации напитывать в себя жидкость. Первым и главным способом улучшить качество бетона по всему объему, и избежать образования капилляров является качественное уплотнение. Оно может производится как механическим вибрированием, так и введением химических добавок в состав.