Температурно-влажностные деформации

Объемные деформации бетона связаны с изменением влажности бетона и окружающей среды. Деформации бетона можно условно разделить:

• 1) на первоначальную усадку бетонной смеси;
• 2) влажностную усадку - расширение или набухание самого бетона;
• 3) усадку цементного камня;
• 4) деформации температурные;
• 5) деформации от механических нагрузок.

Первоначальная усадка бетонной смеси

Данный вид усадки возникает в период укладки до момента схватывания бетонной смеси. Причины усадки:

• - седиментационное осаждение или уплотнение бетонной смеси. Особенно характерно для пластичных и литых смесей;
• - уменьшение физической (свободной) воды в смеси за счет химического связывания и испарения, в результате чего частицы сближаются и бетонная смесь уплотняется. Эта усадка носит необратимый характер. Усадка бетонной смеси протекает интенсивно в первые 20-30 мин. Цементное тесто еще пластично, т.с. способно деформироваться. Заметных внутренних напряжений не возникает.

Величина усадки бетонной смеси зависит:

• - от количества воды в смеси (чем больше содержание воды, тем усадка больше);
• - количества цементного теста (чем больше цементного теста, тем усадка больше);
• - содержания тонкомолотых минеральных добавок, т.к. они способны удерживать воду (чем больше содержание добавок, тем усадка меньше);
• - наличия жесткого каркаса (крупный заполнитель, густое армирование). При наличии жесткого каркаса усадка снижается, т.е. внешние размеры не изменяются, но при этом возможна скрытая усадка за счет седиментации цементного теста между зернами крупного заполнителя.

Объемные изменения бетона

Данные изменения связаны с физико-химическими процессами, происходящими в бетоне при твердении и изменении его влажности. Виды усадки:

- влажностная усадка - происходит за счет снижения свободной воды, снижения воды в ходе химических процессов и испарения. Таким образом, объемная усадка - это усадка геля. Чем ниже влажность окружающей среды, тем усадка выше за счет процессов испарения;

• - контракционная усадка - приводит не к изменению внешних размеров, а перераспределению (изменению) пористой структуры бетона, появлению воздушных пор;
• - карбонизационная усадка - связана с процессами карбонизации Са(ОН)2 и приводит к уплотнению структуры бетона.

Из всех вышеприведенных видов усадки наибольшая -влажностная. Усадке цементного геля противостоит кристаллический сросток и каркас из зерен заполнителя. В результате чего возникают внутренние напряжения.

Цементный камень испытывает растягивающие напряжения, арматура и заполнитель - сжимающие. При этом упрочняется контактная зона, усиливается сцепление цементного камня и заполнителя. Если напряжение в цементном камне превышает его растяжимость, то возникают усадочные трещины. В ходе усадки бетона может снизиться прочность, измениться линейные размеры, ухудшиться сцепление между ранее и вновь уложенным бетоном.

Усадка бетона зависит от влажности среды и большей частью носит обратимый характер. При увеличении влажности происходит набухание по величине меньшее, чем усадка.