Развитие усадочных деформаций во времени

τ

φ1

φ2

Esh

Esh = Esh,120 *(alh*τ+b)

Усадка длится 120 суток при φ₁=60%, т.е. в процессе испытаний из бетона испаряется вода. Следовательно, бетон приходит в гигрометрическое равновесие со средой (прекращаются моменты усадки бетона). Если условия изменяются, то в процессе усадки возобновится и будет продолжаться до гигрометрического равновесия с другими условиями.

Диаграмма Цилосани:

0 φ~30% φ~40% φ~70% 100%

~0,5

W

Esh Esh,max

Устанавливает связь между влажностным состоянием бетона и величиной усадки.

W – влажность бетона в %:

- на 1 участке удаляется вода из крупных капилляров;

- на 2 участке – удаляется вода из мелких капилляров, происходит усадка за короткий промежуток времени;

- на 3 участке – удаляется вода из более мелких пор, усадки не происходит;

- на 4 участке – происходит опять большая усадка за короткий промежуток времени.

Усадка определяется влажностным состоянием бетона. Усадочные деформации бетона резко возрастают при увеличении водосодержания бетонной смеси. В связи с этим все мероприятия, направленные на снижение водосодержания бетонной смеси ( применение жестких бетонных смесей, суперпластификаторов, вакуумирования), способствуют снижению усадки бетона.

Основные факторы, определяющие усадку бетона

Esh,Б = f (Esh,з)* f (В/Ц) * (1-V3)x * Esh,цк

Усадка бетона зависит:

- усадка заполнителя f (E_sh,з);

- величина В/Ц (f(В/Ц));

- от объемной концентрации цементного камня V_цк : V_цк = (1-V_З);

- от свойств цемента или базовой усадки цементного камня (E_sh,цк), Х=1,4 – 1,8.

Esh,Б=(0,1 … 0,3) * Esh,цк

Базовая усадка бетона составляет 10-30% от базовой усадки цементного камня.

Зависимость усадки от В/Ц

В/Ц

f(В/Ц)

1 – усадка при высыхании (прямая зависимость от В/Ц);

2 – усадка контракционная (обратная зависимость от В/Ц), Е_sh,ch=2,5 (R-10) – в EN.

Методы борьбы с контракционной усадкой:

- замедление темпов твердения в ранний период;

- применение расширяющихся цементов ;

Уменьшение объемной концентрации цементного камня приводит к уменьшению усадки бетона.

Базовая усадка цемента зависит от:

- минералогигеческого состава цемента (C₃F и C₂S имеют большую усадку цемента);

- тонкость помола цемента (увеличение тонкости помола, повышает усадку);

- содержание гипсового камня (должно быть оптимального значения увеличивает усадку).

Цементы делятся на 5 групп:

1. ОН <1мм/м – очень низкая усадка

2. Н 1-2 мм/м – низкая усадка

3. С 2-3 мм/м – средняя усадка

4. В 3-3,5 мм/м – высокая усадка

5. ОВ >3,5 мм/м – очень высокая усадка

Базовая усадка изменяется по методике ОРГ ЭНЕРГОСТРОЙ.

Испытания проводятся на образцах из цементного теста нормальной густоты размером 40х40х160 мм. Усадка максимально составляет E_sh,Б≈0,3 E_sh,цк (0,3; 0,6; 0,9; 1,05 мм/м)

Набухание бетона

При увеличении влажности бетона происходит увеличение его объема (набухание). Набухание наиболее интенсивно развивается в первые 5 суток увеличения влажности. Значение деформации набухания для бетона ≈0,1 … 0,3 мм/м. В результате явления усадки и набухания реальные конструкции в процессе эксплуатации постоянно испытывают влажностные деформации.

Чередующиеся процессы усадки и набухания расшатывают структуру бетона, что проявляется прежде всего в ухудшении его деформативных свойств. Усадка бетона может быть причиной поверхностных усадочных трещин, распространяющихся в глубь конструкции до 10 мм. Такие трещины могут стать очагом разрушения при замораживании бетона в водонасыщенном состоянии.

τ

Ew