- Коэффициент усадки бетона СНИП
- Усадка бетона и влияние на прочность
- Факторы, вызывающие усадку бетона
- Коэффициент усадки бетона
- Способы снижения усадки
- Как рассчитать усадку бетона в замесе
- Нормативы созревания бетона
- Заключение
- Коэффициент усадки бетона
- Виды усадки
- Классификация по временному фактору
- Виды усадки бетона по причинам ее возникновения
- Определение коэффициента усадки бетона
- Какие факторы влияют на коэффициент усадки бетона? Способы его снижения
- Способы устранения или уменьшения усадки бетонной конструкции
- Усадка бетона при заливке
- Усадка бетона при заливке
- Методики классификации усадки бетона
- Учет усадки бетона при расчетах бетонных конструкций
- Факторы влияния на коэффициент усадки бетона
- Заключение
- Нормативные документы
- Главное меню
- Процесс усадки бетона
- Причины усадки бетона
- Борьба с эффектом усадки
Коэффициент усадки бетона СНИП
Усадка бетона и влияние на прочность
Бетоном называют строительную смесь из цемента, инертных материалов и воды. Застывая, масса превращается в камень. Твердение происходит за счет внутренних процессов кристаллизации и испарения воды.
В результате меняется объем монолита, а также требуется учитывать коэффициент усадки бетона. Величина зависит от марки цемента, текучести теста и способа уплотнения.
Факторы, вызывающие усадку бетона
В процессе твердения бетонной массы в ней происходят физико-химические процессы, меняющие структуру. Усадка – следствие этих изменений. Она продолжается во время и после затвердения бетона, что необходимо учитывать, создавая конструкции.
Виды процессов, приводящих к усадке бетона при высыхании:
- удаление влаги;
- карбонизация;
- контракционная усадка.
Установлено, у цемента зернистая основа и вода проникает вглубь постепенно, образуя гидросиликаты. Для гидратации требуется длительный период, исчисляемый неделями. В это время вода из поверхностного слоя испаряется, и появляются усадочные трещины, снижающие прочность бетона. Испарение влаги из внутренних слоев происходит, если капилляры между зернами меньше 0,1 мкм.
Контракционная усадка – стягивание массы, в результате гидратации. Происходит в свежем бетоне, за счет образования годрогеля кальция.
Карбонизация – химическая реакция Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3 + H2O. В результате получается известняк, а вода вытесняется по капиллярам. Материал уплотняется, что приводит к воздушной усадке бетона.
Уменьшение линейных размеров продолжается до полутора лет, что следует учитывать при строительстве. Чтобы стабилизировать процесс, уменьшить время усадки бетона, массу армируют, увеличивая прочностные качества монолита. Одновременно используется смесь с присадками, заливка массы под давлением с вибрацией для сведения усадки до ничтожного.
Коэффициент усадки бетона
Показатель определяет, на сколько процентов снижен первоначальный объем или линейность конструкции за период, отведенный на набор прочности. Допустимая усадка бетона по ГОСТу 24544-81 до 3 %, средняя около 1,5 %.
Показатель определяют, суммируя периоды застывания массы и набора прочности.
- Пластическая усадка бетона при заливке, 4 мм/м
- Аутогенная усадка – первая неделя, «молодой» бетон садится на 1 мм/м.
- Бетон дает усадку в течение года до 5мм/м.
Линейные размеры при суммировании и переводе в объемные устанавливаются для разных марок бетона. На основании испытаний регламентируется коэффициент усадки бетона в ГОСТ.
Расчет потребности смеси с учетом усадки бетона ведут по формуле V=H*S*K, где:
- V – объем изделия,
- S – площадь поверхности,
- Кус –коэффициент усадки бетона.
Принято коэффициент принимать 1,1. Это означает, расход раствора бетона на 10 % больше чем объем готового изделия, с учетом потерь и усадки.
Способы снижения усадки
Предупредить быстрое высыхание верхнего слоя бетона можно периодическим смачиванием поверхности. При температуре 20-30 градусов и влажности воздуха 90 % поверхность застывает без образования трещин. Для этого требуется увлажнение поверхности или подогрев плиты в паровой среде.
Нормы усадки бетона уменьшаются, если использовать в замесе:
- расширяющиеся цементы;
- добавки в бетон, компенсирующие усадку;
- снизить содержание цемента;
- снизить содержание песка.
Замес должен быть пластичным, но содержать минимальное количество воды. Для этого используют специальные добавки и расширяющиеся портландцементы марок ОБТЦ, БТЦ.
Усадку бетона при твердении можно уменьшить введением пластификаторов, добавкой извести, солей алюминия, арматурой, но полностью исключить невозможно. Введение пористых наполнителей уменьшает показатель в 2,5 раза. Формовка с использованием уплотнения вибрацией снижает величину усадки бетона на 0,6-0 8 %.
Как рассчитать усадку бетона в замесе
Лабораторные исследования позволяют определить текучесть массы и ее усадку. Основными методами является осаждение бетона в конусе и испытание стандартного куба после затвердевания. Текучесть бетона – способность состава растекаться при уплотнении вибратором, заполняя пустоты.
Показатель стандартный, обозначается буквой «П» и литерой 1,…5. Чем больше коэффициент текучести, тем больше в замесе воды. Для монолитной заливки используют смеси П1, П2, П3. их готовят по месту, бетон жесткий, быстро схватывающийся. В бетоновозе доставляют только П4 и П5.
Определение «П» выполняется емкостью в виде усеченного конуса объемом 6 л и высотой 30 см. Определяется, на сколько см опустился бетон, после того, как с него сняли конус.
Таблица текучести по усадке конуса
СНиП 2.03.04-84 БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ ВОЗД. |
Автор Редактор контента | |
22.08.2008 г. | |
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА 2.6. Расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt для предельных состояний первой и второй групп в зависимости от его класса по прочности на сжатие принимают по СНиП 2.03.01-84 для составов (см. табл. 9): № 1 — 3, 6, 7, 10 — 15, 19 — 21 — как для тяжелого бетона; № 4, 5, 8, 9, 16 — 18, 23, 24, 29 и 30 — как для легкого бетона на пористом мелком заполнителе. Расчетные сопротивления обычного бетона Rbt для предельных состояний первой группы в зависимости от класса бетона по прочности на осевое растяжение (состава № 1 по табл. 9) принимают по СНиП 2.03.01-84. Расчетные сопротивления бетона в соответствующих случаях следует умножать на коэффициент условий работы по СНиП 2.03.01-84. При расчете элементов конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, расчетные сопротивления бетона Rb и Rb,ser необходимо дополнительно умножать на коэффициент условий работы бетона при сжатии gbt, а расчетные сопротивления бетона Rbt и Rbt,ser — на коэффициент условий работы бетона при растяжении gtt. Коэффициенты условий работы бетона при сжатии gbt и растяжении gtt принимают по табл. 10 в зависимости от температуры бетона и длительности ее действия. Примечания: 1. При расчете на длительный нагрев несущих конструкций, срок службы которых не превышает 5 лет, коэффициент gbt следует увеличить на 15 %, но он не должен превышать величины gbt при расчете на кратковременный нагрев. 2. Для конструкций, которые во время эксплуатации подвергаются циклическому нагреву, коэффициенты gbt и bb следует снизить на 15 % и коэффициент gtt — на 20 %. 3. Коэффициенты gbt, gtt и bb для промежуточных значений температур определяются интерполяцией. 2.7. Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении Еb принимают по табл. 11. Коэффициент bb, учитывающий снижение модуля упругости обычного и жаростойкого бетонов при нагреве, следует принимать по табл. 10 в зависимости от температуры бетона. 2.8. Коэффициент упругости Коэффициент упругости v, характеризующий упруго-пластическое состояние бетона сжатой зоны при расчете деформаций и закладных деталей, — по табл. 13 в зависимости от температуры и длительности ее воздействия. Примечание. Над чертой указаны значения в МПа, а под чертой — кгс/см 2 . * D900; ** D1000; *** D1100; **** D1200 — 1400. Примечания: 1. Над чертой приведен коэффициент упругости 2. В таблице даны значения 3. Коэффициент 4. При длительном нагреве 50 — 200 °С и средней относительной влажности воздуха до 40 % значение коэффициента 5. При длительном нагреве и увлажнении бетона составов № 1 — 3 значения коэффициента 6. При двухосном напряженном состоянии значение коэффициента 7. При наличии в элементе сжатой арматуры с m’ ³ 0,7 % значение коэффициента Примечания: 1. Над чертой приведен коэффициент v для кратковременного нагрева, под чертой — для длительного нагрева. 2. В таблице даны значения v для кратковременного нагрева при подъеме температуры на 10 °С/ч и более. При подъеме температуры менее чем на 10 °С/ч значение v = a — 0,075 (a — b) (10 — v); где a и b — значения коэффициента v при кратковременном и длительном нагреве; v — скорость подъема температуры, °С/ч. 3. Коэффициент v для промежуточных значений температур определяется по интерполяции. 4. При длительном нагреве 50 — 200 °С и средней относительной влажности воздуха до 40 % значение коэффициента v = 0,1. 5. При длительном нагреве и увлажнении бетона составов № 1 — 3 значения коэффициента v умножают на 0,5. 2.9. Коэффициент линейной температурной деформации бетона abt в зависимости от температуры и скорости подъема температуры следует принимать по табл. 14. Коэффициент abt определен с учетом температурной усадки бетона при кратковременном и длительном его нагреве. При необходимости определения температурного расширения бетона при повторном воздействии температуры после кратковременного или длительного нагрева к коэффициенту линейной температурной деформации abt следует прибавить абсолютное значение коэффициента температурной усадки бетона acs соответственно для кратковременного или длительного нагрева. Коэффициент температурной усадки бетона acs принимают по табл. 15. Примечания: 1. Над чертой приведен коэффициент линейной температурной деформации бетона abt × 10 — 6 × град — 1 для кратковременного нагрева, под чертой — для длительного нагрева. 2. Значение коэффициента abt для кратковременного нагрева дано при подъеме температуры на 10 -С/ч и более. Для кратковременного нагрева при подъеме температуры менее чем на 10 -С/ч от значения abt следует отнять 0,075 (a — b) (10 — v), где а и b значения коэффициентов abt при кратковременном и длительном нагреве; v — скорость подъема температуры, °С/ч. 3. Коэффициент abt для промежуточных значений температуры определяется интерполяцией. 4. Для бетонов состава № 1 с карбонатным щебнем (доломит, известняк) коэффициент abt увеличивается на 1 × 10 — 6 × град — 1 . Примечания: 1. Над чертой приведен коэффициент температурной усадки бетона acs × 10 — 6 × град — 1 для кратковременного нагрева, под чертой — для длительного нагрева. 2. Значение коэффициента acs для кратковременного нагрева дано при подъеме температуры на 10 °С/ч и более. Для кратковременного нагрева при подъеме температуры менее чем на 10 °С/ч к значению acs следует прибавить 0,075 (b — a) (10 — v), где a и b — значения коэффициентов acs для кратковременного и длительного нагрева; v — скорость подъема температуры, °С. 3. Коэффициент acs для промежуточных значений температур определяется интерполяцией. 4. Значения коэффициента acs принимают со знаком минус. Коэффициент температурной усадки бетона принят: при кратковременном нагреве для подъема температуры на 10 °С/ч и более; при длительном нагреве — в зависимости от воздействия температуры во время эксплуатации. 2.10. Марку по средней плотности бетона естественной влажности принимают по табл. 9. Среднюю плотность бетона а сухом состоянии при его нагреве выше 100 °С уменьшают на 150 кгс/м 3 . Среднюю плотность железобетона (при m £ 3 %) принимают на 100 кгс/м 3 больше средней плотности соответствующего состояния бетона. 2.11. При расчете железобетонных конструкций на выносливость, а также по образованию трещин при многократно повторяющейся нагрузке в условиях воздействия температур выше 50 °С расчетные сопротивления обычного бетона должны дополнительно умножаться на коэффициент условий его работы gb1t, принимаемый по табл. 16. При применении жаростойкого бетона в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию высоких температур и многократно повторяющейся нагрузки, расчетные сопротивления бетона должны быть специально обоснованы. Примечание. Величины gb1t для промежуточных значений температур определяются по интерполяции. Процесс усадки бетонаУсадка бетона — это уменьшение его объемного состава, которое происходит в процессе засыхания и твердения. По мере засыхания и твердения бетон дает усадку, в связи с чем могут образоваться трещины. Чаще всего объем сокращается незначительно, а величина этого показателя не превышает 1-2%. Причины усадки бетонаПосле приготовления бетонной смеси в ее составе начинается кристаллизация цементных камней и интенсивное испарение воды, вследствие чего происходит усадка бетона. Особенно интенсивно этот процесс происходит в первые 2-3 недели после заливки изделия. Далее его скорость замедляется. Полное окончание процесса усадки наступает через 1-1,5 года после начала твердения. К этому моменту бетонное изделие приобретет свое окончательное состояние. На конечную величину уменьшения объема влияет несколько причин. Среди них можно перечислить следующие:
Виды усадки бетона. Количественное соотношение цемента в составе бетонной смеси играет очень важную роль. Чем выше будет расход цемента на единицу приготовленной бетонной смеси, тем больше будет происходить усадка готового изделия. При этом надо обращать на состав, из которого приготовлен цемент. Высокоактивные глиноземистые цементные порошки дают большее сокращение объема. Усадка бетона на основе портландцемента происходит значительно меньше. Особое внимание следует обратить на количество добавляемой воды. Чем большее процентное содержание ее будет находиться в готовящемся растворе, тем сильнее произойдет сокращение объема готового изделия. Обусловлено это тем, что в процессе схватывания будет происходить активное испарение воды из верхних бетонных слоев.
Мелкозернистые фракции имеют меньшую устойчивость к деформациям, что приводит к большому проседанию материала в процессе его сушки. Немаловажными факторами, помогающим сохранить целостность структуры бетонного основания, являются показатели температуры и влажности окружающей среды. Если влажность на улице будет достаточно высокой, то усадка будет сравнительно мала. Тот же эффект будет наблюдаться и при низких температурах воздуха. Борьба с эффектом усадкиВо избежание сильной усадки бетона, при приготовлении бетонной смеси необходимо использовать пластификаторы. Если в процессе строительства не учесть происходящую усадку, то это может привести к печальным последствиям. Если заложенный коэффициент сокращения объема фундамента не будет соответствовать его конечному показателю, то это приведет к появлению в нем трещин. Подобные трещины приведут к полному или частичному разрушению здания или отдельных его элементов. Чтобы избежать подобных проблем, нужно обстоятельно подходить к процессу приготовления бетона. Надо правильно определить необходимое количество всех его ингредиентов. Кроме того, нельзя забывать о различных присадках и пластификаторах, которые должны добавляться в готовящуюся смесь. Подобные добавки помогают увеличить показатель прочности бетонной детали, что обеспечивает меньшую усадку. Присутствие пластификаторов в бетонном растворе помогает предотвратить неравномерные усадки, которые при твердении приводят к появлению более напряженных участков. Присутствия таких перенапряженных участков в изделии следует избегать, поскольку они являются первопричиной образования трещин и приводят к разрушению бетонной детали. На современном рынке строительных материалов имеются и различные вяжущие вещества. Подобные вещества, вступая во взаимодействие с водой, расширяются, значительно увеличивая объем раствора. С помощью этого процесса происходит равномерное перераспределение напряжений, которое сохраняется при твердении. Более того, вяжущие вещества не изменяют свой объем и после высыхания, что помогает сократить усадку бетона. Чтобы уменьшить потери объема изделия после его сушки, нужно обязательно проводить качественную вибрационную обработку смеси. Сделать это можно на специальном столе. С помощью вибрационного стола из состава раствора будут выгоняться пузырьки воздуха. Это сделает песчано-цементную смесь более плотной и вязкой, что придет к уменьшению ее конечной усадки. |