Что выделяет бетон при высыхании

Обновлено: 10.01.2025

Уход за бетоном после бетонирования

Уход за бетоном после бетонирования – очень важная операция для обеспечения качества замоноличенных конструкций. От правильного ухода за бетоном зависит и прочность бетона, и появление или не появление трещин, и поведение этой конструкции в дальнейшем при эксплуатации. Поэтому уход за бетоном должен стоять на первом месте после его укладки и уплотнения.

В чем заключается уход за бетоном, и для чего он делается?

Содержание скрыть

Уход за бетоном предполагает создать такие условия твердения, чтобы:

• бетон набирал заданную прочность с необходимой скоростью;

• не было растрескивания бетона от разных причин;

• к концу проектного времени бетонная или железобетонная конструкция имела прочность в том диапазоне, в котором задана.

В чем заключается уход?

Уход за бетоном заключается в:

• обеспечении таких оптимальных условий, при которых бетон способен набрать необходимую прочность (предоставление необходимой влажности и температуры для протекания процессов гидратации цемента);

• защите от вредного воздействия солнца, ветра и атмосферных осадков;

• защите от механических воздействий на конструкцию во время твердения бетона (от ударов, вибрации и др.);

• ограничении термических напряжений, вызванных разницей температур между наружной поверхностью и внутренней частью бетонной конструкции;

Таким образом, уход за бетоном сводится к решению двух важных задач:

1. Предотвращению испарения влаги с поверхности бетонной конструкции и из бетонной смеси.

2. Регулированию тепловыделения массивных бетонных конструкций.

Предотвращение испарения влаги с поверхности бетонной конструкции и из бетонной смеси

Почему вообще возникает необходимость защищать свежезалитую и уплотненную бетонную смесь от испарения влаги не только с ее поверхности, но и из самой бетонной смеси?

Для начала определимся, что такое бетон? В качестве структурных элементов бетонной смеси различают: цементный камень, крупный заполнитель и песок.

После затвердевания бетонной смеси структура тяжелого бетона представляет собой цементный камень с втопленными в него зернами заполнителя, имеющий множество пор и пустот разных размеров и происхождения.

Чтобы получился цементный камень, необходимо цемент смешать с водой. Причем воды должно быть достаточно, чтобы произошла гидратация цемента , а значит и набор прочности бетоном.

Разберем, что же такое гидратация цемента, какую роль она играет в производстве бетона.

Гидратация цемента – химическая реакция цемента с водой, в процессе которой жидкий или пластичный цементный клей (цемент + вода) превращается в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием или схватыванием, вторая – упрочнением или твердением.

Процесс гидратации цемента – самый важный и решающий во всем производстве бетонной конструкции. Изменение любого свойства бетона определяется именно этим процессом. То, в каких условиях происходит процесс гидратации, определяет изменение как структуры бетона, так и его свойств.

При затухании и окончании процесса гидратации, затухают и стабилизируются во времени все изменения свойств бетона.

Само по себе цементное тесто, которое превращается в цементный камень – гигроскопическое вещество (способное поглощать водяные пары из воздуха) так как частицы цемента обладают гидрофильным характером (способностью хорошо впитывать воду), а в самом цементном тесте присутствуют микропоры.

В процессе гидратации цемента в цементном камне возникают крупные капиллярные поры, образовавшиеся при приготовлении цементного теста.

Почему появляются поры в цементном камне?

Дело в том, что для полной гидратации всех цементных минералов, то есть, для того, чтобы цемент полностью прореагировал с водой, воды необходимо примерно 18% от массы цемента (водоцементное отношение В/Ц = 0,18). Но для того, чтобы получить подвижную, а значит и удобоукладываемую смесь, воды добавляется намного больше, и значение водоцементного отношения в большинстве случаев варьируется от 0,4 до 1 (В/Ц = 0,4 ÷ 1). То есть, воды добавляется в 2 ÷ 4 раза больше, чем нужно для нормального затворения цемента.

Что происходит с лишней водой, которая не пошла на гидратацию цемента? Она испаряется, и на месте испаренной воды образуются капиллярные поры, доступные для миграции влаги. А основной закон прочности каменных материалов: кривая зависимости прочности от пористости носит гиперболический характер – чем больше пористость, тем меньше прочность.

К тому же, в процессе гидратации происходит перераспределение качества воды: за счет уменьшения количества свободной или капиллярной воды увеличивается количество химически и физико-химически связанной воды. То есть, для того, чтобы нормально происходила гидратация цемента, необходимо достаточное количество свободной воды.

ГОСТом предусмотрено определять нормативную прочность бетона в возрасте 28 суток. При этом он должен твердеть при нормальной температуре 20 ± 2°С и относительной влажности окружающего воздуха 90-100%.

Фактическое содержание воды в цементном камне зависит от влажности окружающей среды. Если относительная влажность воздуха падает ниже 50%, капиллярные поры быстро осушаются, необходимая для гидратации цемента свободная вода испаряется.

В сухой теплой среде через некоторое время после того, как свободная вода испарится, твердение бетона прекращается, а значит прекращается и набор бетоном проектной прочности.

К тому же, при достаточно жаркой погоде, да еще и с ветром, быстрое испарение воды с поверхности бетона может привести к пластической усадке и образованию усадочных трещин в бетоне. Подробнее об этом можно прочитать в статье «Усадочные трещины в бетоне».

Таким образом, повышенная температура наружного воздуха (более 20°С) и пониженная относительная влажность (менее 50%) вызывают не только быстрое испарение воды с поверхности конструкции, но и “вытягивание” воды из тела бетона через поры, а также ее растрескивание. Следовательно, в таких условиях или не следует бетонировать конструкцию вообще, дождаться более благоприятных условий, либо следует предпринять защитные меры: нужно любым способом сохранить влагу в бетоне.

Защитные меры для предотвращения испарения воды

Для обеспечения сохранности воды в бетонной смеси и в твердеющем бетоне, необходимо забетонированную конструкцию закрыть водонепроницаемым или пароизоляционным материалом. Для предотвращения образования волосных трещин на поверхности при высыхании следует предотвратить потерю воды даже до схватывания бетона.

Поскольку бетон в данное время малопрочен, необходимо покрыть его поверхность. Эта защита требуется только в сухую погоду, но может также применяться для предохранения поверхности свежего бетона от дождя.

В настоящее время для этих целей чаще всего применяют герметические пленки или водонепроницаемую бумагу.

Однако, пленка эффективно предохранит бетон от испарения воды, но не допустит проникания воды для пополнения потери последней в результате самоусыхания.

Поэтому, когда бетон схватился, особенно при бетонировании летом, в жарких условиях, необходимо более интенсивно обеспечить увлажнение бетона в твердеющих конструкциях. Влажное выдерживание обеспечивается контактом бетона непосредственно с водой. Это может быть достигнуто распылением или поливкой, а также покрытием бетона мокрым песком или землей либо древесными опилками или соломой. Можно применять периодически увлажняемые хлопковые маты или маты из пеньки и джута, пропитанные битуминозным составом.

Как поливать бетон

• первый полив делают не позднее, чем через 10-12 часов после заливки и уплотнения бетона в жару и не позднее, чем через 24 часа в прохладную погоду;

• сроки увлажнения напрямую зависят от температуры окружающей среды:

– при температуре +15 и выше полив конструкции продолжают в течении 10-15 дней (до набора конструкцией 70% прочности);

– при температуре +10 полив продолжают в течении 5-10 дней.

• вплоть до шестого дня заливки бетонную поверхность поливать не менее, чем 5 раз в день. Далее полив конструкции сокращают до 2-3 раз в сутки, но только если на улице не очень жарко.

Регулирование тепловыделения массивных бетонных конструкций

Если конструкция массивная, например, монолитная фундаментная плита или монолитное перекрытие, необходимо предусмотреть плавный подъем температуры в бетонной смеси при его твердении.

При твердении, то есть, при гидратации цемента, происходит выделение тепла, так как схватывание и твердение цемента – процессы экзотермические. Из-за того, что теплопроводность бетона сравнительно низкая, то внутри массивных бетонных конструкций гидратация приводит к значительному подъему температуры.

Главная масса тепла выделяется в течение первых 3-7 суток твердения цемента.

В течении 7 суток с момента затворения цемента водой 1 кг цемента марки 300 выделяет в бетоне более 30 Ккал тепла, а цемент марки 500 – более 50 Ккал.

В массивных конструкциях этому теплу деваться некуда. Разогревается вся конструкция, особенно на глубине, в середине, и даже доходит до верха поверхности. Температура может достигать достаточно высоких значений: 50 – 70°С, иногда и 80°С, и может снижаться в течении нескольких месяцев, если не предпринять меры.

Почему нужно предпринять меры, чтобы температура не превышала каких-то значений? Прежде всего это нужно для того, чтобы не допустить градиента температуры между средним слоем и поверхностью.

Градиент температуры : при различной температуре разных участков тела возникает самопроизвольный перенос тепла от участков с более высокой температурой к участкам с низкой температурой. Возникновение процесса вызывается свойством, которое называется теплопроводностью.

Если этот градиент будет превышать 20-30°С, то может произойти разрыв структуры бетона, появление не только внутренних трещин, которые могут впоследствии залечиться, но и внешних трещин. То есть, пойдет интенсивное трещинообразование, что не допустимо ни для каких конструкций.

К тому же, повышение температуры свежеуложенного бетона приводит к более быстрой гидратации цемента, а, следовательно, к ускоренному схватыванию и меньшей прочности затвердевшего бетона.

Каким образом в таких конструкциях добиваются снижения температуры?

При бетонировании в жаркую погоду могут быть применены некоторые меры еще в процессе производства бетона, снижающие его температуру. Так, чтобы снизить теплоту гидратации, необходимо до минимума сократить содержание цемента в бетонной смеси. Также, для замеса можно использовать лед вместо некоторого количества воды. Однако при этом необходимо следить, чтобы до окончания перемешивания бетонной смеси лед полностью растаял.

Способы ухода за бетоном на площадке

Прежде всего, после укрытия поверхности паронепроницаемым материалом, наливают на эту поверхность холодную воду. Либо насыпают опилки и поливают их водой, либо наливают холодную воду и после ее нагрева, меняют снова на холодную.

Не менее важно и предотвратить резкое снижение температуры бетона. Разница в температуре поверхности и в среднем слое не должна превышать 20-30°С , в зависимости от массивности конструкции. Главное обеспечить скорость подъема температуры и скорость снижения температуры.

Скорость снижения температуры не должна быть резкой. Она обычно составляет 1-2°С в час, а для некоторых конструкция – за сутки 12-13°С. Это указывается в технологическом регламенте в зависимости от массивности конструкции, применяемых материалов и т.д.

Для обеспечения медленного снижения температуры применяются различные способы. Если вдруг температура падает слишком быстро, (обычно это бывает, когда температура воздуха резко понизилась, и поверхность остывает очень быстро и разница между температурой на поверхности и температурой внутри конструкции – очень велика, чего нельзя допускать), то на поверхность бетонной конструкции необходимо уложить теплоизоляционные материалы.

Чаще всего это рулонные теплоизоляционные материалы, например, минераловатные плиты. Это позволяет сохранить тепло на поверхности конструкции, и тогда разница между температурами наружного слоя и внутреннего будет стремиться к минимальной. Если не хватает одного слоя теплоизоляции, добавляют следующий слой.

Уход за бетоном предусматривает знание температуры. Каким же образом узнать температуру бетона? Необходимо предусмотреть измерение температуры в процессе твердения бетона в конструкции.

Для измерения температуры бетона используются различные приборы: технические термометры, термопары, электронные приборы. Температура в первые сутки после заливки бетонной смеси измеряется каждый час, но не реже, чем каждые два часа. Последующие сутки измерение производится раз за 8 часов. Эти температуры обязательно записываются, и как только они выходят за пределы допустимого, применяются меры для того, чтобы эту температуру сбить.

Для того, чтобы померять температуру внутри конструкции при бетонировании вставляются специальные отверстие-образователи (полимерные трубочки), в которые затем можно опустить термометр и термопар.

Отверстие-образователь – это полимерные трубочки, в которые можно опустить термометр для замера температуры бетона

Обычно измерение температуры производится в нескольких местах конструкции, но не реже, чем на 8 метрах поверхности. То есть, каждые 8 метров конструкции обязательно должны делать отверстия для измерения температуры.

Если говорить про зимнее время бетонирования, то там главная задача – обеспечить твердение бетона до приобретения критической прочности. Это та прочность, при которой влияние низких температур не будет носить отрицательный характер. Как правило, критическая прочность достигается в течении 3-7 суток. В этот период необходимо обеспечить бетону условия, при которых он твердеет, то есть, обеспечить нужную температуру твердения. А эта температура не ниже +5°С.

При отрицательной температуре наружного воздуха требуется прогрев конструкции. В некоторых случаях обходятся без прогрева, используя внутреннее тепло гидратации цемента. И здесь условия для лета и зимы разнятся. Летом процесс гидратации опасен для бетона, а зимой – играет на руку строителям, поскольку внутреннее тепло можно сохранить, использую термоосмас (наподобие термоса). Благодаря этому конструкция подогревается.

Трещины в бетоне после заливки: причины, рекомендации по устранению.

Все виды современных строительных мероприятий сложно представить без выполнения бетонных работ. Бетон традиционно применяется при заливке монолитных конструкций, железобетонных элементов, оснований. Бетонный массив является несущей частью любого объекта, определяющей его устойчивость, прочность, ресурс эксплуатации. Естественно, серьезная обеспокоенность у застройщиков и собственников жилья возникает, когда появляются трещины в бетоне.

Опасный симптом

Появление трещин сказывается на дальнейшей эксплуатации объекта строительства:

• влияет на способность конструкции воспринимать действующие нагрузки;
• значительно ухудшает внешний вид;
• снижает срок эксплуатации сооружения;
• уменьшает прочностные характеристики.

Зачастую при неправильном приготовлении и заливке, бетон после высыхания трескается и крошится

Образование любых трещин вызывает озабоченность. Ведь они сигнализируют о нарушении прочности постройки, и их результаты не всегда могут быть предсказуемы. В ряде случаев в новых строениях можно не допустить растрескивания монолита, если соблюдать технологический процесс заливки, применять качественные растворы.

Появляются трещины и с учетом возрастных факторов объекта строительства, когда бетонный массив со временем покрывается сетью опасных «паутинок». Они являются результатом внутренних напряжений конструкции или свидетельством деформации под воздействием внешних нагрузок.

Контроль состояния трещин, своевременный ремонт позволяет продлить срок эксплуатации конструкций. Рассмотрим более детально, почему трескается бетон после заливки, как можно заделывать появившиеся на поверхности дефекты, проанализируем причины их возникновения.

Дефекты бетонных конструкций проявляются в результате воздействия со стороны усилий на бетонный монолит и под влиянием внутренних напряжений. Остановимся на этих двух группах более подробно.

Внешние факторы

Основной причиной образования трещин и дефектов на поверхности под влиянием внешних усилий являются деформации.

Такие трещины являются серьезной угрозой для несущей способности конструкции, вплоть до ее разрушения

Трещины в бетоне, возникающие как результат внешних факторов, связаны со следующими процессами:

• Изгибом. Они образуются перпендикулярно к стальным пруткам усиления, которые растягиваются под влиянием изгибающих нагрузок. Следы деформации берут свое начало в середине максимально деформированного участка и прекращаются там, где отсутствует влияние изгибающих процессов.
• Сдвигом, который действует диагонально по отношению к продольной оси стержня. Внешне такие дефекты совпадают по направлению с поперечно приложенным усилием и берут свое начало из следов изгибающих деформаций.
• Растягивающими конструкцию напряжениями, которые могут совпадать с осью арматурных стержней или действовать параллельно им. Следы центрального растяжения носят поперечный характер, расположены перпендикулярно продольной оси конструкции.
• Нарушением требований правильной установки арматурных стержней, расположенных по углам ленточного основания. Установка анкеров, выполненная с отклонениями, приводит к отслоению предохраняющего арматуру защитного слоя, проявляется в виде трещин, расположенных параллельно закладным элементам усиления.

Мнение эксперта: Трещины в бетоне после заливки

Существует много факторов, которые могут повлиять на образование трещин в бетоне после заливки. Чаще всего бетон начинает трескаться из-за жары и резких перепадов температур. Предотвратить проблему возможно если на свежи-залитый бетон разбрызгивать воду температурой, чуть ниже температуры поверхности бетона. Дополнительно, бетон можно накрыть пленкой или слоем влажного песка.

Внутренние процессы

Результатом внутренней деформации бетонного массива является напряжение, связанное со следующими моментами:

• значительным охлаждением бетона в связи с резким перепадом температур в глубине и на поверхности. Такие дефекты возникают, когда быстро производится охлаждение смеси водой, воздухом и, одновременно, при созревании цемента происходит значительное тепловыделение. Если величина внутренних напряжений больше прочностных характеристик бетонного массива, то появляются поверхностные трещины, уходящие в глубину монолита. При изменении температуры они могут исчезать и проявляться вновь;

Усадочные трещины чаще всего являются следствием происходящих внутри затвердевающего бетонного монолита процессов

• ускоренным высыханием под воздействием прямых солнечных лучей, повышенной температуры окружающего воздуха, ветра.

Нормативные документы допускают в бетонных конструкциях при циклическом замораживании и оттаивании наличие поверхностных, усадочных трещин шириной до 0,1 миллиметра. Они не влияют на долговечность, однако нуждаются в своевременной заделке.

Почему трескается бетон?

Основными причинами растрескивания фундамента ленточного типа являются:

• Процессы, происходящие в почве, связанные с ее просадкой или пучением.
• Избыточная концентрация влаги в грунте, вызывающая его подъем.
• Сжатие почвы, связанное с работой дренажной системы.
• Нарушение правил установки опалубки или ошибками при ее расчете.
• Преждевременное приложение усилий к бетонному массиву, не достигшему эксплуатационной прочности.
• Ошибки при выборе оптимального сечения стальной арматуры.
• Нарушение точек размещения стальных стержней.
• Присутствие воздушных полостей, связанное с некачественным уплотнением.
• Несоблюдение времени выдержки раствора.
• Глубокая коррозия арматуры, находящаяся внутри монолита.
• Усадочные и температурные процессы, происходящие в начальной и завершающей стадии твердения раствора.
• Причины сейсмического или техногенного характера.

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

Однозначно квартира! Комфорт, уют и тепло, вокруг люди и инфраструктура 216 ( 5.69 % )

Только частный дом! Вокруг тишина, покой, много места и мало людей! 1724 ( 45.39 % )

Зачем выбирать что-то одно? В городе квартира, а за городом - частный дом. 1723 ( 45.37 % )

Я - свободный Гражданин Планеты Земля! Мне не нужна рукотворная клетка! 135 ( 3.55 % )

В большинстве случаев возникает комбинация группы факторов, способствующих нарушению целостности массива.

Структурные трещины в бетоне – самая распространенная и разнообразная группа трещин бетона

Правила ухода

Чтобы не потрескался бетон после заливки, необходимо обеспечить ему соответствующий уход, представляющий собой комплекс мер, способствующих благоприятному режиму выдержки состава до достижения им эксплуатационной прочности. Пренебрежение этими мероприятиями может вызвать деформацию массива, снизить скорость набора прочности, явиться причиной нарушения целостности.

Комплекс мероприятий, направленных на достижение марочной прочности бетона, обеспечении целостности, состоит в выполнении следующих задач:

• обеспечения минимальной усадки заливаемого состава;
• недопущения ускоренного высыхания смеси;
• нейтрализации температурных перепадов;
• предупреждения механических воздействий и влияния химических реагентов.

Соблюдение этих требований обеспечит повышенный срок эксплуатации бетона, который будет обладать высокой прочностью.

Осуществляя заливку бетона, помните о необходимости выполнения следующих рекомендаций:

• Начинайте работы по уходу за свежезалитой смесью сразу после бетонирования и производите до приобретения массивом не менее 80% эксплуатационной прочности.

Проверьте целостность опалубки, отсутствие протеканий, поломок деревянной конструкции сразу после бетонирования. Устранение дефектов выполните в течение 2-х часов после заливки раствора, до того, как начнется схватывание бетона. При замесе смеси нужно выдерживать рецептуру и строго соблюдать пропорции между ее компонентами Проверьте целостность опалубки, отсутствие протеканий, поломок деревянной конструкции сразу после бетонирования. Устранение дефектов выполните в течение 2-х часов после заливки раствора, до того, как начнется схватывание бетона. При замесе смеси нужно выдерживать рецептуру и строго соблюдать пропорции между ее компонентами

• Оберегайте застывающий состав от механических воздействий (ударов, сотрясений). Накройте поверхность брезентом или полиэтиленовой пленкой, чтобы уменьшить испарение влаги, предотвратить размыв.
• Поддерживайте благоприятную влажность, контролируйте температуру твердения состава. Рекомендуемый уровень влажности для качественной гидратации бетона – не менее 90%, что обеспечивает значительное повышение прочности бетонного монолита.
• Не допускайте обезвоживания состава, которое возникает при вытекании цементного молочка через щели опалубки. Это влияет на уменьшение прочности, отслаивание, пониженную устойчивость к воздействию атмосферных факторов, вызывает образование небольших трещин пластичного состава.
• Обеспечьте необходимый период твердения бетона, который заканчивается одновременно с набором эксплуатационной прочности, способного выдерживать деформации, усадочные напряжения.
• Не допускайте испарения влаги, выветривания, при которых бетонный массив усаживается, уменьшается в объеме, что способствует образованию внутренних напряжений с последующим растрескиванием.
• Применяйте глубинные вибраторы для бетона для уплотнения состава, что затрудняет растрескивание пластичного массива.
• Защищайте залитую поверхность от воздействия ветра и окружающей температуры, которая меньше температуры застывающего массива. Природные факторы способствуют преждевременному высыханию бетона.
• Производите дополнительное увлажнение залитого состава через 8 часов после заливки, применяя рассеянный полив. Прикрывайте поверхность брезентом, мешковиной, расположенными на поверхности, регулярно смачивайте их.
• Увлажняйте массив при температуре окружающей среды выше 5 градусов Цельсия. При невозможности увлажнения поверхности используйте полимерную пленку толщиной 0,2 мм, слои которой укладывайте с перекрытием, обеспечив минимальное количество стыков.

Рекомендации по устранению трещин

Трещины в бетоне, которые образовались в течение не более двух часов после заливки, легко устраняются с использованием дополнительного вибрационного уплотнения.

Растрескивания, которые произошли после схватывания, устраняются методом втирания специального состава для ремонта дефектов бетонной поверхности или раствора цемента, подготовленного в соотношении 3:1 (цемент-вода) с добавлением специального пластификатора или герметика.

Если на протяжении 8 часов после заливки состава на поверхности появилась признаки нарушения целостности, устраняйте их, соблюдая последовательность операций:

• очистите поверхность от наслоений, используя металлическую щетку и, применяя пеностекло, протрите дефекты;
• сдуйте струей воздуха пыль с поверхности;
• используйте смесь для ремонта, с помощью которой заполните дефекты в массиве;
• после затвердевания ремонтного состава повторно затрите поверхность.

Если трещина носит сквозной характер, то ее ремонт осуществляется следующим путем:

• Произведите очистку зоны растрескивания.
• Увеличьте ширину трещины.

Выполните очистку раскрытого дефекта путем удаления пыли, частичек массива, используя сжатый воздух или щетку. Если трещины все же появились, то нужно максимально быстро провести работы по их устранению Выполните очистку раскрытого дефекта путем удаления пыли, частичек массива, используя сжатый воздух или щетку. Если трещины все же появились, то нужно максимально быстро провести работы по их устранению

• Заполните зазор ремонтной смесью на основе мелкого песка и, используя шпатель, спланируйте заподлицо.
• Затрите поверхность, применяя щетку по металлу.

При возникновении дефектов в бетонном массиве, которые возникли под воздействием грунтовых вод, устранение трещин осуществляется с применением специальных гидроизолирующих составов.

Заключение

После ознакомления с материалом статьи, у вас не возникнет вопрос, почему трескается бетон после заливки. Соблюдая приведенные рекомендации, тщательно производя уход за бетонной поверхностью, можно предотвратить растрескивание, обеспечить эксплуатационную прочность бетонного монолита.

Водонепроницаемость бетона: что это, и от чего она зависит

Бетон — один из самых распространенных в строительных работах материалов.

Поскольку он используется для изготовления объектов, которые напрямую контактируют с неблагоприятными условиями окружающей среды, большое значение имеет способность бетона не пропускать воду.

Почему бетон может пропускать воду, и чем это грозит?

Дело в том, что, хотя бетон выглядит очень плотным и неуязвимым, он имеет большое количество пор и капилляров в своей структуре.

По капиллярам в толщу бетона попадает вода. В результате там может развиться жизнедеятельность бактерий и грибков, споры которых всегда есть в воздухе и воде. Эти микроорганизмы и микрофлора способны серьезно навредить бетону, поскольку продукты их жизнедеятельности содержат губительные для него кислоты и щелочи.

В холодные сезоны, когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода в порах бетона замерзает и, согласно законам физики, расширяется. Повторные циклы замораживания и оттаивания приводят к появлению микротрещин, в которые попадает еще больше воды. Так постепенно прочный и крепкий материал разрушается.

Важно!

Водонепроницаемость бетона имеет особенно большое значение для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут намокать: фасады зданий, которые намокают от осадков и могут впитывать влагу из воздуха; фундаменты, особенно на влажных грунтах, в которых вода легко перемещается как вниз так и вверх по грунту возле стен и под полом подвала; гидротехнические сооружения; полы в производственных помещениях и т.д.

Факторы, влияющие на водонепроницаемость бетона

На количество и размер пор и капилляров в толще бетона напрямую влияет его плотность, поскольку, чем выше плотность, тем меньше в бетоне пор, и меньше их диаметр.

Факторы, которые приводят к снижению плотности бетона:

1. некачественное перемешивание смеси;
2. плохое уплотнение бетона;
3. излишек или недостаток воды затворения;
4. несоблюдение условий, необходимых для отвердевания бетона.

Эти факторы связаны друг с другом.

Для получения бетона вяжущее вещество водного твердения — цемент — смешивают с водой и заполнителями. Чтобы запустить реакции гидратации, продуктом которых и является прочный материал с кристаллической структурой (бетон), достаточно водоцементного соотношения, равного 0,3.

На практике такое в/ц обычно не используется; нужно 0,45–0,55, чтобы у бетонной смеси была нормальная для работы консистенция. Тем не менее, чем ниже в/ц, тем плотнее будет бетон, но низкое водоцеменное соотношение приводит к снижению подвижности бетона (смесь становится «жесткой»), и укладка его становится очень трудоемкой. Без виброобработки при укладке бетона в нем возможно появление каверн и полостей, что впоследствии плохо скажется на плотности и водонепроницаемости.

Казалось бы, проблему легко решить, добавив воды. Но это ошибочный ход мыслей; при излишнем добавлении воды в смесь не вся вода вступает в реакцию с цементом. Излишки воды впоследствии высыхают, но они оставляют полости, из-за чего прочность бетона снижается.

Важно!

Трудоемкие процедуры по уплотнению бетона можно заменить добавлением в бетонную смесь пластификаторов. Эти добавки разработаны таким образом, чтобы минимизировать размер пор и улучшить удобоукладываемость бетона, вследствие чего бетонное изделие получится более плотным, а значит, и менее проницаемым для воды.

Дополнительные преимущества использования пластификаторов:

1. экономия цемента и воды;
2. экономия времени и электроэнергии благодаря отсутствию виброобработки;
3. увеличение срока жизни бетонной смеси.

Советуем изучить: Пластификаторы

Еще один фактор снижения водонепроницаемости бетона — большая усадка, из-за которой появляются трещины.

Причины усадки:

1. отсутствие или недостаток армирования;
2. неправильные условия, в которых бетон отвердевает.

Важно!

Оптимальные условия твердения бетона — температура около 18° С и почти стопроцентная влажность. При снижении температуры скорость набора прочности снижается вплоть до полной остановки при температуре ниже +5° С. С другой стороны, при повышении температуры воздуха появляется риск высыхания бетона, а поскольку цемент — это вяжущее водного твердения, высыхание приводит к снижению прочности.

Чтобы набор прочности происходил оптимально, используются специальные химические противоморозные добавки, которые позволяют вести бетонные работы даже в морозы, а также используют другие методы (укрывание и обогрев бетона). В жаркую погоду бетон укрывают и поливают водой. Для предотвращения усадки бетон армируют не только металлической арматурой, но и специальными волокнами, к примеру, фиброволокном.

Советуем изучить: Фиброволокно

Как возраст бетона влияет на его водонепроницаемость

Вот почему водонепроницаемость бетона с возрастом увеличивается, особенно в тех случаях, когда набор прочности происходил в условиях повышенной влажности.

Способы определения водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона имеет большое значение для конструкций, которые эксплуатируются в условиях высокой влажности, а также при низких температурах. Вот почему необходимы критерии ее оценки и способы определения.

ГОСТ 12730.5-84 рекомендует следующие методы оценки водонепроницаемости бетона:

1. По «мокрому пятну». На образец в специальной установке под давлением подается вода, пока она не просочится на обратную сторону. Давление постепенно повышают и регистрируют ту его величину, при которой вода просочится сквозь бетон.
2. По коэффициенту фильтрации. Через образец пропускают воду и измеряют количество фильтрата и время фильтрации.

Оба этих метода очень длительные, поэтому разработаны ускоренные способы, которые применяются чаще:

1. По воздухопроницаемости.
2. Измерение коэффициента фильтрации фильтратометром.

Характеристика марок бетона по водонепроницаемости

Водонепроницаемость в маркировке бетонов обозначается литерой W с числовым показателем от 2 до 20 в соответствии с ГОСТ 26633 и обозначает максимальное давление воды, которое выдерживает бетонный образец цилиндрической формы высотой 150 мм в ходе стандартных испытаний (в МПА*10 -1 ).

Повышенная водонепроницаемость начинается с W6 и выше. Для большинства конструкций такой водонепроницаемости бетона достаточно.

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Водонепроницаемость бетона можно повысить различными способами, выбор оптимального метода или их комбинаций зависит от конкретных целей и требований:

1. Применение пластифицирующих добавок с одновременным снижением водоцементного соотнощения с целью получить более плотный, а значит, более водонепроницаемый бетон.
2. Использование глиноземистого цемента.
3. Добавление сульфатов железа или алюминия в бетонную смесь.
4. Добавление в смесь гидрофобизаторов (объемный метод гидрофобизации).
5. Использование пропиток и обмазочных материалов.

Гидрофобизаторы делятся на группы по типу активного вещества:

1. кремнийорганические полимеры (силоксаны);
2. кремнийорганические олигомеры (силиконы);
3. алкинсиликонаты калия;
4. алкилалкоксисиланы и силоксаны;
5. алюминат натрия.

Если старые гидрофобизаторы отличались токсичностью, современные добавки достаточно безопасны.

Преимущества гидрофобизаторов:

1. повышают прочности бетона;
2. в некоторых случаях увеличивают подвижность бетонной смеси, позволяя обойтись без пластификатора;
3. повышают морозостойкость;
4. защищают арматуру;
5. безопасны.

Основной их недостаток — повышение теплопроводности бетона и снижение его теплоизолирующих свойств.

Какой бетон использовать для фундамента

Для фундамента прежде всего выбирают бетон по прочности. Дома бывают разные: легкие деревянные, более тяжелые кирпичные или из других материалов, одно-, двух и многоэтажные. Соответственно, они требуют разных показателей прочности бетона. Бетон низкой прочности не выдержит нагрузку, что может закончиться фатально, а избыточная прочность приведет к нерациональному расходованию средств.

При выборе бетона учитывается и характер грунта. Большое значение имеет водонепроницаемость бетона, поскольку он будет контактировать с грунтом.

Важно!

Если дом строится в местности с высоким залеганием грунтовых вод, выбирают более высокий класс бетона и используют гидрофобизирующие добавки.

Для строительства зданий не выше двух этажей, а также бань, деревянных домов применяют бетон В15. Для многоэтажных кирпичных домов — В22,5.

В20 считается универсальным классом бетона для фундаментов в частном строительстве.

Важно!

Чтобы обеспечить необходимую прочность, подвижность П3—П4, морозостойкость F150 и водостойкость W6, используют, как минимум, 310 кг цемента на 1 куб бетонной смеси.

Принимаясь за самостоятельные строительные работы, следует понимать их объем и трудоемкость. Возможно, имеет смысл закупать готовый бетон. Если же бетонная смесь замешивается и укладывается собственными силами, огромным подспорьем в работе будут специальные добавки для бетона, такие, как пластификаторы и гидрофобизаторы. Они позволяют экономить средства на оплату цемента, воды, электроэнергии, затраты времени и труда на замес, укладку и обработку бетона и при этом получать изделия безупречного качества.

Тепловыделение при твердении бетона

Набор прочности в результате протекания процесса гидратации неизбежно связан с выделением в окружающую среду тепла. В различных составах этот процесс протекает по-разному. Меньше всего влияния на бетон производит медленное затворение смеси, при котором тепловая энергия выделяется незначительно в течении продолжительного периода времени. Гораздо сложнее ситуация обстоит с быстротвердеющими составами, выделяющими большое количество тепла за короткий промежуток времени.

На протекание процесса в целом влияет скорость гидратации цементного вяжущего. Чем быстрее происходит связывание цемента с водой, тем большее количество тепловой энергии отводится в окружающую среду. Вяжущие, содержащие в своем составе трехкальциевые силикаты, имеют большее тепловыделение, чем двухкальциевые. Но во втором случае прочностные характеристики значительно ниже. Именно поэтому данная проблема актуальна для всех конструкций из высокопрочных бетонов.

Выделяют следующие факторы способные повлиять на количество выделяемого бетоном тепла:

• Степень обжига и тонкость помола цемента.
• Количество воды затворения.
• Присутствие в составе химических добавок.
• Условия окружающей среды.
• Количество цемента и его теплоемкость.

Следует отметить, что любые способы ускорить процесс твердения увеличивают тепловыделение. Снижение скорости схватывания напротив приводит к уменьшению количества выделенного тепла.

Устройство массивных конструкций

Тонкостенные бетонные конструкции имеют достаточно большую поверхность испарения, поэтому выделяемая энергия не ощутима. Она рассеивается в теле бетона и отводится с поверхности. Совсем иначе ситуация обстоит в массивных бетонных элементах. Наружная часть прекрасно отдает тепло и охлаждается, при этом внутренний массив не имеет возможности должным образом взаимодействовать с атмосферой и сильно перегревается.

Температура внутренней части значительно превосходит температуру на поверхности. Это служит причиной возникновения напряжений в цементном камне. Если не принять мер, это неизбежно приведет к образованию трещин. Контраст еще больше увеличивается при попытках охлаждения бетона снаружи. Разность температур возрастает, что приводит к большим деформациям.

Методы противодействия тепловыделению

Основной задачей в борьбе с излишком тепловой энергии в толще бетона является выравнивание поверхностных и внутренних температур. Нужно убрать охлаждение с поверхности бетона. Это актуально для возведения гидротехнических сооружений, в которых даже на этапе заливки опалубка может омываться жидкостью. Из бетонного массива напротив, обеспечивается дополнительный теплоотвод. Это осуществляется прокладкой в сердечнике труб по которым постоянно циркулирует охлажденная вода.

Для получения одной и той же марки бетонной смеси может потребоваться разное количество цемента. Высокомарочное вяжущее позволяет снизить расход, в то время как пуццолановые и шлакопортландцементы нужно применять в большем объеме. Учитывая то, что увеличение количества цемента приводит к линейному повышению тепловыделения, для массивных конструкций следует применять только вяжущие высокой марки.

Уменьшение количества воды и соответственно водоцементного отношения также положительно сказывается на равномерном твердении бетонной конструкции. Это приводит к использованию жестких смесей для бетонирования. При необходимости использования подвижного состава применяют белитовое вяжущее. Оно в меньшей степени подвержено влиянию количества жидкости на отдачу тепла.

Почему бетон трескается сразу после заливки?

Основной причиной образования трещин и дефектов на поверхности под влиянием внешних усилий являются деформации.

Трещины в бетоне, возникающие как результат внешних факторов, связаны со следующими процессами:

• Изгибом. Они образуются перпендикулярно к стальным пруткам усиления, которые растягиваются под влиянием изгибающих нагрузок. Следы деформации берут свое начало в середине максимально деформированного участка и прекращаются там, где отсутствует влияние изгибающих процессов.
• Сдвигом, который действует диагонально по отношению к продольной оси стержня. Внешне такие дефекты совпадают по направлению с поперечно приложенным усилием и берут свое начало из следов изгибающих деформаций.
• Растягивающими конструкцию напряжениями, которые могут совпадать с осью арматурных стержней или действовать параллельно им. Следы центрального растяжения носят поперечный характер, расположены перпендикулярно продольной оси конструкции.
• Нарушением требований правильной установки арматурных стержней, расположенных по углам ленточного основания. Установка анкеров, выполненная с отклонениями, приводит к отслоению предохраняющего арматуру защитного слоя, проявляется в виде трещин, расположенных параллельно закладным элементам усиления.

Результатом внутренней деформации бетонного массива является напряжение, связанное со следующими моментами:

• значительным охлаждением бетона в связи с резким перепадом температур в глубине и на поверхности. Такие дефекты возникают, когда быстро производится охлаждение смеси водой, воздухом и, одновременно, при созревании цемента происходит значительное тепловыделение. Если величина внутренних напряжений больше прочностных характеристик бетонного массива, то появляются поверхностные трещины, уходящие в глубину монолита. При изменении температуры они могут исчезать и проявляться вновь;
• ускоренным высыханием под воздействием прямых солнечных лучей, повышенной температуры окружающего воздуха, ветра.

Основными причинами растрескивания фундамента ленточного типа являются:

• Процессы, происходящие в почве, связанные с ее просадкой или пучением.
• Избыточная концентрация влаги в грунте, вызывающая его подъем.
• Сжатие почвы, связанное с работой дренажной системы.
• Нарушение правил установки опалубки или ошибками при ее расчете.
• Преждевременное приложение усилий к бетонному массиву, не достигшему эксплуатационной прочности.
• Ошибки при выборе оптимального сечения стальной арматуры.
• Нарушение точек размещения стальных стержней.
• Присутствие воздушных полостей, связанное с некачественным уплотнением.
• Несоблюдение времени выдержки раствора.
• Глубокая коррозия арматуры, находящаяся внутри монолита.
• Усадочные и температурные процессы, происходящие в начальной и завершающей стадии твердения раствора.
• Причины сейсмического или техногенного характера.

В большинстве случаев возникает комбинация группы факторов, способствующих нарушению целостности массива.

Чтобы не потрескался бетон после заливки, необходимо обеспечить ему соответствующий уход, представляющий собой комплекс мер, способствующих благоприятному режиму выдержки состава до достижения им эксплуатационной прочности. Пренебрежение этими мероприятиями может вызвать деформацию массива, снизить скорость набора прочности, явиться причиной нарушения целостности.

Уход за твердеющим бетоном - это важное условие для обеспечения его качества и долговечности.

Пластическая усадка.
Трещины появляются когда бетон еще в пластическом состоянии. Быстрое высыхание поверхности ведет к усадке и образованию трещин. Такие трещины очень часто не видны в процессе затирки и могут быть обнаружены только на следующий день. Трещины могут быть разбросаны беспорядочно или располагаться концентрированно (обычно 300- 600 мм длиной). Ширина трещин может быть до 3 мм, но как правило не глубокие. Эти трещины создают «слабые» места в бетоне и могут увеличиваться в следствии последующей усыхании и/или тепловой динамики.

Увеличение пластической усадки происходит в результате:
Низкого соотношения между водой и дисперсной составляющей, высокого содержания мелкого заполнителя, низкой относительной влажности воздуха, высоких температур, температурных перепадов между бетоном и внешней средой, высокой скорости ветра, сильного облучения поверхности солнечным светом. Большинство трещин от пластической усадки могут ожидаться близко к началу времени схватывания бетона и растрескивание оканчивается после конечного времени схватывания бетона.

Читайте также:

  
• Грунтовки автомобильные антикоррозийные рейтинг
  
• Профлист с полимерным покрытием
  
• Укладка тротуарной плитки фэм
  
• Лестница из пенопласта своими руками
  
• Укладка плитки шов в шов