Структура бетона. Усадка бетона и факторы, влияющие на величину усадки. Меры борьбы с усадочными трещинами

1- цементный камень; 2-крупный заполнитель; 3 – микротрещины; 4-поры и капилляры; 5-6- пустоты и локальные разрыхленные зоны

Структура бетона – это пространственная решетка из цементного камня, заполненная зернами песка и щебня, пронизанная большим числом пор и капилляров.

В бетоне присутствуют все три среды – твердая, жидкая и газообразная.

Существенным фактором является количество воды или W/C. Для химической реакции достаточно W/C0,15 0,2, но это очень жесткая смесь. Практически W = 0,3 0,4 (жесткая), W = 0,5 0,7 (пластичная). Таким образом, остается химически несвязанная вода, которая заполняет поры и капилляры.

Требования к бетону:

прочность — обеспечение несущей способности конструкции;

плотность - защита арматуры от коррозии;

морозостойкость – использование в наружных конструкциях;

жаростойкостью – при воздействии высоких температур;

коррозионной стойкостью – при эксплуатации в агрессивных средах.

Бетон упруго пластический материал – одновременно с упругими деформациями, которые восстанавливаются после снятия нагрузки, развиваются неупругие практически с момента нагружения.

Объемные деформации:

Усадка - свойство бетона уменьшаться в объеме при твердении.

Набухание - увеличение в объеме при твердении в воде.

Усадка зависит от следующих факторов:

1) количества и вида цемента: чем больше цемента, тем больше усадка (глиноземистый цемент усадка);

2) W/C : чем больше это соотношение, тем больше усадка;

3) крупности заполнителя: чем мельче заполнитель, тем больше усадка.

Деформации и напряженное состояние, вызванное усадкой:

а - в массиве;

б-в железобетонной раме

Усадка связана с физико-химическим процессом:

-уменьшением объема цементного геля – потеря избыточной воды на испарение.

Усадка наиболее интенсивно происходит в начальный период твердения, затем затухает.

Чем меньше влажность, тем быстрее усадка. При сжатии усадка ускоряется.

При неравномерном высыхании происходит неравномерная усадка, тогда возникают начальные напряжения.

На поверхности быстрее высыхает – усадка больше; внутри – усадка медленнее, получается, что внешние слои растянуты, вследствие этого появляются усадочные трещины.

Уменьшить усадку:

- конструктивные меры: устройство усадочных швов – снижение размеров единовременно заливаемых конструкций; установка дополнительной арматуры;

- технологические меры: подбор состава бетона; использование специальных цементов; увлажнение поверхности.

Величина объемных деформаций – усадка имеет предельное значение _s₁ = 3 10^-4 , при набухании деформации в 2 – 5 раз меньше.