Усадка бетона при изменении влажности
Практикой установлено, что усадка бетона происходит в две стадии:
1) первичная усадка бетона, когда он находится еще в жидком или пластичном состоянии, вызванная утечкой влаги через опалубку, поглощением влаги опалубкой или, в дорожном строительстве, поглощением влаги основанием дороги, а также испарением;
2) последующая усадка бетона по мере его твердения и высыхания.
Величина первичной усадки, до того как бетон схватился, зависит от системы ухода за бетоном и от степени поглощения воды опалубкой или основанием. Следовательно, ее можно уменьшить путем проведения соответствующих мероприятий.
Вторичная усадка бетона по мере его твердения происходит вследствие усадки цементного геля и является частично необратимым процессом. Он необратим только частично, так как при последующем увлажнении происходит расширение бетона, однако образец не достигает первоначального объема. При дальнейших высыханий или увлажнений усадка и расширение практически обратимы. Длительное погружение бетона в воду после укладки вызывает небольшое его расширение, однако после высыхания усадка бетона становится такой же, как прежде.
Важно отметить, что в бетонной конструкции может происходить неодинаковая усадка отдельных ее элементов. Например, массивное основание практически никогда полностью не высыхает, тогда как бетонная панель стены быстро теряет влагу под воздействием атмосферы и нагревания изнутри. Подобная разница в усадке может привести к созданию внутренних напряжений в бетоне и вследствие этого к его растрескиванию. Усадка бетона также происходит быстрее на поверхности бетонного массива, чем в его глубине, поскольку высыхание начинается с поверхности.
В поверхностных слоях происходит дополнительная усадка вследствие химической реакции между углекислым газом воздуха и известью, выделяющейся при гидратации цемента. Эта реакция известна под названием карбонизации. Общая усадка на поверхности бетона вследствие этого увеличивается. Дополнительная усадка связана с образованием волосных трещин на поверхности бетона.
Величина усадки бетона при высыхании зависит от вида цемента, от жирности бетонной смеси и от содержания в ней воды. Средние значения усадки при высыхании для малых образцов, приготовленных из бетонов с водоцементными отношениями в пределах 0,3—0,7 и содержанием цемента от 178 до 593 кг/м3. Необходимо заметить, что избыток воды в бетонной смеси приводит к значительной усадке бетона.
Минералогический состав заполнителей также влияет на величину усадки бетона при высыхании. Установлено, что наименьшую усадку дают песчаники и породы вулканического происхождения, наибольшую — кремневая галька. Однако эти различия незначительны по сравнению с влиянием на усадку водо-цементного отношения и содержания цемента.
Скорость протекания процесса усадки уменьшается по мере увеличения размеров образца. Например, в малом образце сечением 13—19 см2 усадка в условиях постоянной влажности и температуры практически заканчивается менее чем через месяц, тогда как в бетонном элементе сечением, например, 1860 см2 при тех же условиях усадка может продолжаться несколько лет. Обычно скорость усадки наиболее высока в течение первых нескольких дней и затем постепенно уменьшается. Например, в бетонной неармированной колонне сечением 77,5 см2, изготовленной из бетона состава 1:6 водоцементным отношением 0,6, усадка при температуре 17,8°С и относительной влажности 65% в первые 2 дня составила 0,015%. На графике с логарифмической шкалой времени усадка выразилась в виде прямой линии. Через два года она составила 0,04% и продолжалась далее.
Усадка и изменение влажности бетона имеют большое значение, так как они вызывают растрескивание бетона в случае, если оно не предотвращается его ползучестью или, в больших поверхностях, устройством соответствующих швов.
Чтобы избежать растрескивания в результате усадки, изменения влажности и температурных напряжений, бетонные полы, дорожные покрытия, перекрытия и длинные стены разделяют на панели или секции.
При медленном высыхании бетона трещинообразование меньше, чем при быстром. Это объясняется более полным использованием свойств ползучести бетона, а также его большей прочностью в результате длительного сохранения в нем влаги.
Размещено: 23.03.2010
|
