Виды трещин в бетоне из-за изменения влажности

Виды трещин в бетоне из-за изменения влажности – это начальные усадочные трещины, пластическая усадка, пластическая осадка и начальное расширение бетона. Эти типы трещин возникают из-за изменения влажности бетона, которые рассматриваются подробно.
Строительные материалы, такие как бетон, раствор, кирпич, дерево и т.д., являются пористыми по своей природе и расширяются, поглощая влагу из атмосферы, и сжимаются при высыхании. Эти изменения в строительных материалах носят циклический характер и происходят при изменении влажности.
Но строительные материалы претерпевают необратимые изменения из-за изменения содержания влаги в начальных условиях. Эти начальные изменения вызывают усадку или расширение материалов.
Например, необратимым движением в материалах является усадка материалов на основе цемента и извести при первоначальном высыхании, т.е. начальная усадка/пластическая усадка и расширение обожженного глиняного кирпича и других изделий из глины при извлечении из печей, т.е. начальное расширение.

Начальная усадка в бетоне и кирпичной кладке

Начальная усадка строительных материалов, которая является частично необратимой, происходит во всех строительных материалах на основе цемента/извести, таких как бетон, раствор, кладочные блоки, каменная кладка, штукатурка и т.д. Эта начальная усадка является одной из основных причин образования трещин в строительных конструкциях.
Начальная усадка, как следует из названия, происходит только один раз в жизни бетона и раствора, т.е. во время строительства, когда влага высыхает в процессе схватывания. Начальная усадка является наиболее существенной причиной появления трещин в конструкциях.
Эффект начальной усадки в бетоне и растворе зависит от следующих факторов:
Содержание цемента – Усадка бетона и раствора увеличивается по мере насыщения смеси.
Содержание воды – Увеличение количества воды, используемой в смеси, увеличивает усадку.
Максимальный размер, градация и качество заполнителя -С увеличением максимального размера заполнителя с хорошей сортировкой водоцементное отношение уменьшается при одинаковых требованиях к обрабатываемости бетона. Использование меньшего количества воды снижает начальную усадку бетона из-за уменьшения пористости.
Например, усадка цементно-песчаного раствора в 2 – 3 раза больше, чем у цементного бетона с максимальным размером заполнителя 20 мм, и в 3 – 4 раза больше, чем у цементного бетона с максимальным размером заполнителя 40 мм.
Отверждение бетона и каменной кладки – Правильное твердение с момента начала схватывания до, по крайней мере, 7-10 дней помогает уменьшить начальную усадку. Влага, полученная в процессе твердения, помогает бетону и каменной кладке расширяться, и поэтому, когда они высыхают, конечная усадка становится меньше.
Площадь поверхности заполнителей -Площадь поверхности бетона увеличивается с увеличением количества мелких заполнителей, что требует большого количества воды для обеспечения требуемой обрабатываемости. С увеличением количества воды увеличивается усадка бетона и каменной кладки при высыхании.
Химический состав цемента – Усадка меньше у цемента с большей долей трикальцийсиликата и меньшей долей щелочей, т.е. быстротвердеющий цемент имеет большую усадку, чем обычный портландцемент.
Температура свежего бетона и относительная влажность окружающей среды – При снижении температуры окружающей среды потребность в воде для получения одинаковой просадки/работоспособности снижается с последующим снижением температуры.
Бетонирование, выполненное мягкой зимой, имеет гораздо меньшую склонность к растрескиванию, чем бетонирование, выполненное в жаркие летние месяцы.
В цементном бетоне 1/3 усадки происходит в первые 10 дней, ½ – в течение месяца и оставшаяся ½ – в течение года. Поэтому усадочные трещины в бетоне продолжают возникать и увеличиваться до года.

Пластическая усадка бетона

Появление трещин на поверхности бетона до его схватывания связано с пластической усадкой бетона. Причиной появления усадочных трещин в бетоне является оседание тяжелых заполнителей на дно бетона и подъем воды на поверхность. Этот процесс продолжается до тех пор, пока бетон не затвердеет, и называется кровотечением бетона.
Пока скорость испарения ниже скорости вытекания, на поверхности остается непрерывный слой воды, известный как “водяной блеск”, и усадка не происходит. Когда поверхность бетона теряет воду быстрее, чем кровотечение доставляет ее наверх, происходит усадка верхнего слоя, а поскольку бетон в пластичном состоянии не может сопротивляться никакому напряжению, на поверхности образуются трещины. Такие трещины часто встречаются в перекрытиях.

Степень пластической усадки бетона зависит от:

Температуры бетона,
Воздействие тепла от солнечного излучения,
относительной влажности окружающего воздуха и скорости ветра.

Трещины пластического оседания

Трещины пластической усадки возникают на поверхности бетона из-за оседания крупных заполнителей. В случае железобетона, иногда оседанию заполнителей препятствует арматура. Эти препятствия разрушают заднюю часть бетона над ними, образуя пустоты под их брюхом.

Обычно наблюдаются трещины пластического оседания:

над стяжными болтами опалубки или над арматурой вблизи верха секции.

В узких колоннах и стенах из-за препятствия осаждению в результате арочного действия бетона из-за узкого прохода.

При изменении глубины сечения.

Начальное расширение бетона:

Когда глиняные кирпичи обжигаются в процессе производства, под воздействием высокой температуры из них выгоняется не только межмолекулярная вода, но и вода, входящая в молекулярную структуру глины. После обжига, когда температура кирпича снижается, влажный кирпич начинает поглощать влагу из окружающей среды и подвергается постепенному расширению, причем большая часть этого расширения необратима.
Для практических целей считается, что это первоначальное расширение прекращается после первых трех месяцев.
Использование такого кирпича до прекращения первоначального расширения в кирпичной кладке, вызовет необратимое расширение и может привести к образованию трещин в кладке.

Читайте далее: