Усадка бетона

Строительные растворы при застывании изменяют объем в сторону снижения, что приводит к образованию трещин. Параметр зависит от марки использованного цемента, количества воды в смеси и способа уплотнения. Разработаны методики, позволяющие снизить усадку и предотвратить разрушение бетонной подушки, но полностью нейтрализовать процесс невозможно.

Что такое усадка бетона

Усадка бетона — это естественный процесс падения объема смеси на базе цемента по мере испарения воды и полимеризации пластификаторов. Из-за выхода жидкости происходит сближение частиц раствора, процесс продолжается вплоть до полного схватывания бетона. На время застывания влияют внешние факторы и характеристики компонентов, использованных при получении смеси. Усадка бетона при твердении регламентируется стандартом ГОСТ 24544-81, который допускает предельный коэффициент 3 % (медианное значение для цементных смесей установлено на уровне 1,5 %).

Коэффициент усадки бетона

Базовые причины, вызывающие изменение объема строительных смесей:

• испарение воды из поверхностного слоя и толщи раствора;
• контракционное стягивание, возникающее при взаимодействии компонентов цементной смеси с водой;
• карбонизация, происходящая из-за взаимодействия раствора с углекислым газом и приводящая к формированию карбоната кальция.

Существует градация усадки по времени возникновения:

1. Пластическая усадка, происходящая на протяжении 8 часов после заполнения опалубки. Затем снижающаяся до значений, не оказывающих влияния на прочность бетонного основания. Возникает из-за удаления воды в атмосферу, грунт и опалубку из дерева. Для устранения негативного явления монтируют гидроизоляционный слой и предусматривают опорную плиту из тощего бетона. Показатель измеряется в процентах, но застройщики принимают допустимое значение на уровне 4 мм на 1 м бетонной конструкции.
2. После затвердевания раствора до прочности, составляющей 50-70% от марочного значения, начинается усадка бетона со временем или аутогенный процесс. Деформации достигают до 1 мм на 1 м, при строительстве частных домов параметр не учитывают. Усадка продолжается на протяжении 28 суток при соблюдении стандартных внешних условий, вызывает образование микроскопических трещин в массивных конструкциях.
3. Корректировка объема застывшего бетона продолжается на протяжении 90-120 суток после заполнения опалубки. Ранее при использовании стандартной цементной смеси монолитную плиту выдерживали до 6-8 месяцев, а затем начинали возводить фундамент и стены. Применение специальных присадок и установка армирующей сетки позволяют минимизировать коэффициент усадки застывшего материала, ускоряя постройку дома.

Расчет усадки бетона осуществляют на основании нормативов и методических алгоритмов, имеющихся в стандартах ГОСТ 24544-81 и СП 63.1330.2012 (развитие документа СНиП 52-01 в редакции от 2003 г.). Для расчета коэффициента усадки бетона при заливке по СНИП используют брошюру, разработанную и принятую НИИ бетона и железобетона в 2014 г, посвященную ползучести бетонных смесей,

Поскольку методики требуют проведения анализа грунта и определения внешних факторов, то научные расчеты производят перед началом строительства многоэтажных домов. Для грубой оценки (например при возведении коттеджа) принимают коэффициент в пределах 0,97-1,0%, соответствующий линейной деформации бетонной подушки в диапазоне от 0,2 до 0,4 мм на каждый метр.

Как уменьшить усадку бетона

Чтобы снизить финансовые потери от усадки бетона, следует заранее просчитывать коэффициенты, и заливать раствор с запасом. При возведении малоэтажных объектов деформация цементной подушки не оказывает большого влияния на долговечность дома. Но при строительстве многоквартирных жилых домов, возникающая деформация от усадки бетона приводит к трещинам стен и перекрытий.

Для снижения усадки в смесь вводят присадки на основе волокон из полипропилена, которые армируют материал и предотвращают формирование трещин. Альтернативный метод основан на применении пластификаторов, которые под воздействием воды расширяются, обеспечивая распределение начальных напряжений в находящейся в опалубке бетонной смеси. Минимальные деформации возникают при температуре воздуха +20°…+30°С и относительной влажности не выше 90%. Для снижения риска растрескивания поверхность орошают водой или применяют паровой обогрев.

Химические присадки уменьшают показатель снижения объема в 2-2,5 раза, механизация процесса уплотнения позволяет повысить качество цементной подушки. Например, усадка бетона при вибрировании падает на 0,6-0,8%, методика обеспечивает заполнение мелких пустот и удаление воздушных пузырей, негативно влияющих на прочность. Коэффициент зависит от процентного соотношения цемента и песка или условий сушки.