Skurcz betonu – to zjawisko, które prywatni deweloperzy często przeoczają. Albo w ogóle o tym nie wiedzą, albo uważają to za nieistotne i nie wpływa na ogólną wytrzymałość budynku. Skurcz to proces, w którym wymiary mieszanki betonowej powoli zmniejszają się na różnych etapach: podczas wiązania, utwardzania – przed i po uzyskaniu wytrzymałości.
Aby prawidłowo wylać mieszaninę, należy obliczyć współczynnik skurczu betonu, który zgodnie z ustalonymi normami nie powinien przekraczać 3 %.
Jest to szczególnie ważne przy budowie masywnych budynków. Aby zmniejszyć ten wskaźnik, istnieje wiele technik technologicznych.
Rodzaje skurczu
Skurcz betonu dzieli się na dwa główne czynniki:
- Tymczasowy. Charakteryzuje procesy skurczowe w okresie ich przepływu-natychmiast po wylaniu, przed uzyskaniem wytrzymałości na rozciąganie, po utwardzeniu.
- Przyczynowy. Charakteryzuje różne rodzaje procesów skurczowych według parametrów fizykochemicznych, które powodują zmianę objętości elementu betonowego.
Klasyfikacja według czynnika czasu
W procesie wiązania i utwardzania betonu można wyróżnić następujące opcje skurczu:
- Plastyczny skurcz betonu. Występuje w ciągu 8 godzin od wylania. Po tym okresie nie jest brane pod uwagę. Jego powodem jest odejście wody z zalanej mieszanki. Problem ten wynika z ucieczki wody z mleczka cementowego przez szalunek, podłoże, parowanie do otoczenia. Aby zminimalizować ten proces, konieczne jest prawidłowe zainstalowanie szalunku, uszczelnienie go, ułożenie poduszki z chudego betonu pod elementem betonowym, zapewnienie optymalnych warunków do wiązania i utwardzania mieszanki do uzyskania krytycznej wytrzymałości (50-70% rocznika). Im wyższa temperatura i niższa wilgotność względna powietrza, tym częściej konieczne jest nawilżanie elementu betonowego, szczególnie w pierwszych dniach po wylaniu. Maksymalna dopuszczalna wartość liniowego skurczu plastycznego wynosi 4 mm na 1 metr. Ten proces jest pierwotny i należy do odwracalnych.
- Autogenny. Przepływa w młodym betonie, aż do osiągnięcia Markowej wytrzymałości, która w standardowych warunkach występuje w wieku 28 dni. Zwykle liniowa zmiana wymiarów wynosi 1 mm na 1 m i nie jest brana pod uwagę przy budowie niskich budynków. W dużych elementach betonowych wywołuje pojawienie się mikropęknięć.
- Zmiana wielkości dojrzałego betonu. Trwa przez trzy do czterech miesięcy po wylaniu. W przyszłości, jeśli jest obecny, przebiega bardzo powoli. Wcześniej, aby zapewnić wytrzymałość budynku, fundament, wylany w technologii monolitycznej, stał przez długi okres – do roku. Dziś problem ten rozwiązuje się za pomocą niektórych rodzajów cementu i wprowadzenia specjalnych dodatków, a także za pomocą racjonalnego zbrojenia.
Rodzaje skurczu betonu ze względu na jego występowanie
Współczynnik skurczu konstrukcji betonowej może być spowodowany następującymi procesami fizykochemicznymi zachodzącymi w betonie po wylaniu:
- Skurcz kontraktowy. W przeciwnym razie nazywa się to”ściąganiem betonu”. Powstaje w wyniku chemicznego oddziaływania wody ze składnikami mineralnymi spoiwa. Rozwija się w początkowym okresie wiązania i utwardzania mieszaniny, kiedy reakcje hydratacji przebiegają szczególnie gwałtownie. Powstałe hydraty mają mniejszą objętość w porównaniu z całkowitą objętością użytych składników. Ten rodzaj procesów skurczowych ma najmniejszy wpływ na wydajność konstrukcji budynku.
- Wilgotny. Wynika to z intensywnego usuwania wilgoci z mieszanki betonowej w procesie wiązania i utwardzania przez szalunek, podstawę, poprzez odparowanie do otoczenia.
- Karbonizacyjna. Objętość kamienia cementowego zmienia się po nabyciu przez niego wytrzymałości w stylu vintage z powodu dalszego tworzenia węglanów.
Określanie współczynnika skurczu betonu
Przy projektowaniu dużych budynków brane są pod uwagę wszystkie rodzaje procesów skurczowych, które są najbardziej intensywne w ciągu pierwszych 2-3 tygodni. Następnie czasami spowalniają i całkowicie zatrzymują się półtora roku po wylaniu. Główna część zmian skurczowych wiąże się z utratą wilgoci przez Beton.
Negatywna konsekwencja procesów skurczowych: deformacja konstrukcji betonowej, która z czasem prowadzi do pękania i stopniowo – do całkowitej utraty właściwości roboczych budynków i konstrukcji.
Aby go ostrzec, inżynierowie budowlani wykonują obliczenia zgodnie ze wskazówkami metodycznymi. Przy zastosowaniu nowoczesnych materiałów i technologii współczynnik skurczu betonu wynosi 0,97-1. wskaźnik ten odpowiada liniowej zmianie wymiarów elementu betonowego 0,2 – 0,4 mm / m.
Dokumentacja regulacyjna stosowana przy prognozowaniu procesów skurczowych:
- SP 63.1330.2012, zaktualizowana redakcja Snip 52-01-2003.
- GOST 24544-81 ” betony. Metody określania deformacji skurczu i pełzania”.
- „Zalecenia dotyczące uwzględnienia pełzania skurczu betonu przy obliczaniu konstrukcji betonowych i żelbetowych” przyjęte przez Radę Naukową NIIZHB, 2014
Jakie czynniki wpływają na współczynnik skurczu betonu? Sposoby jego zmniejszenia
Na ten parametr wpływają następujące czynniki:
- Mineralogiczny skład cementu, jego marka, zawartość procentowa w mieszaninie. Wzrost udziału cementu w jednostkowej objętości mieszanki betonowej prowadzi do wzrostu współczynnika skurczu. Cement portlandzki zapewnia mniejsze procesy skurczowe w porównaniu do cementu glinowego i wysokoaktywnych gatunków cementu.
- Rodzaj wypełniaczy i ich procent w mieszaninie. Im wyższy udział grubego kruszywa w mieszaninie, tym niższy współczynnik skurczu. Mieszanki na ciężkich kruszywach na ogół sadzą mniej niż produkty betonowe na lekkich kruszywach. Betony na lekkich kruszywach charakteryzują się liniową zmianą wielkości 0,4 – 0,9 mm/m, na ciężkich-nie więcej niż 0,5 mm/m.
- Stosunek wody do cementu. Im mniejsza ilość wody w mieszaninie, tym mniejszy współczynnik skurczu.
- Jakość zbrojenia. Obecność sztywnej ramy wzmacniającej znacznie zmniejsza procesy skurczu.
- Wilgotność względna powietrza. Im jest niższy, tym bardziej intensywny jest element betonowy.
- Przyspieszacze utwardzania zwiększają procesy skurczowe.
- Wpływ parowania na procesy skurczowe nie jest wystarczająco zbadany. Ale według niektórych raportów gotowanie na parze zmniejsza je 1,5 razy.
Sposoby wyeliminowania lub zmniejszenia skurczu konstrukcji betonowej
Środki ograniczające procesy skurczowe i zapobiegające ich negatywnym skutkom:
- Określenie optymalnego składu mieszanki betonowej-nomenklatury użytych składników, stosunku wody do cementu, procentu spoiwa i kruszywa.
- Zastosowanie cementów typu allitowego, które zapewniają mniejszy skurcz w porównaniu z cementami glinianowymi.
- Zapewnienie normalnych warunków temperaturowo-wilgotnościowych utwardzania elementu betonowego.
- Wibracje mieszanki betonowej po wylaniu, co pozwala pozbyć się nadmiaru powietrza.
- Stosowanie cementów rozszerzających i dodatków zmniejszających procesy skurczowe. Takie dodatki obejmują plastyfikatory, które reagują z wodą, rozszerzają się i równomiernie rozkładają naprężenia.
