Трещинообразование при бетонировании

Как избежать появления трещин в бетоне?
Почему в бетоне появляются трещины?
Как снизить образование трещин в бетоне?

Понимание потенциальных причин появления трещин, в сочетании с правильной конструкцией, может свести к минимуму вероятность появления трещин в бетоне, значительно повысить долговечность и эстетичность конструкции.

Общепринято, что бетон является универсальным и долговечным строительным материалом. Несмотря на то, что бетон очень прочен на сжатие, его прочность на растяжение, составляет всего около одной десятой от прочности на сжатие. Следовательно, бетон склонен к растрескиванию, если не приняты меры для минимизации факторов, которые могут вызвать трещинообразование.

В дополнение к влиянию на эстетическую привлекательность, растрескивание может оказать глубокое влияние на долговечность бетонной конструкции. Проблема растрескивания, приобрела новую значимость с акцентом на устойчивость в бетонном строительстве, в отношении срока службы, возможности ремонта или замены.

Растрескивание бетона из-за щелочной реакции

Растрескивание из-за щелочной реакции

Почему бетон растрескивается?

Бетонные трещины появляются только по одной причине, когда его собственная прочность на растяжение, превышают чистые растягивающие напряжения, индуцированные в его матрице. Существует несколько причин, по которым в бетоне возникают растягивающие напряжения, и поэтому для минимизации вероятности появления трещин в бетоне важно, чтобы фундаментальная причина растрескивания была четко понятна. Это требует знания нескольких факторов, включая:

1) условия воздействия окружающей среды, во время и после строительства;
2) характеристики бетонной смеси;
3) структурные нагрузки. Трещины могут возникать, когда бетон все еще находится в пластичном состоянии или, как обычно, в затвердевшем состоянии.

Пластичный бетон

Растрескивание в пластичном бетоне

В пластичном бетоне может произойти растрескивание, когда быстрое испарение воды с поверхности бетона приводит к высыханию поверхности. Факторы, которые влияют на скорость испарения воды, как по отдельности, так и вместе, включают:

1) высокие температуры окружающей среды и бетона;
2) низкую относительную влажность;
3) высокую скорость ветра. 

Трещины, которые образуются, классифицируются, как трещины от трещин или пластичные усадочные трещины, в зависимости от их внешнего вида.

Тип растрескивания, называемый оседающим растрескиванием, может происходить непосредственно над арматурной сталью, где сталь сдерживает движение вниз или оседание твердых материалов в пластичном бетоне. Такие трещины в бетоне можно свести к минимуму, просто добавив синтетические фибру. Эти микроволокна, укрепляют бетон, когда он не имеет, достаточной прочности на растяжение. Они также помогают свести к минимуму оседание твердых материалов, тем самым уменьшая образование трещин. Помимо этих синтетических микроволокон, на бетонную поверхность можно наносить средства для уменьшения испарения, мембранообразователь. В неблагоприятных условиях окружающей среды, помогает свести к минимуму потери воды. Таким образом, минимизируя потенциал появления трещин.

Затвердевший бетон

Расчётные трещины над арматурой

Расчётные трещины над арматурой

Существует несколько причин, по которым растягивающие напряжения возникают в затвердевшем бетоне. Основная причина связана со структурными нагрузками, что ожидается. Во-вторых, растягивающие напряжения могут быть вызваны в бетоне из-за сдерживания изменений объема, либо сжатия, либо расширения. Потенциально деструктивные изменения объема, могут быть вызваны усадкой при высушивании, термическим расширением и сжатием, усадкой при карбонизации, коррозией встроенной арматуры, замерзанием и оттаиванием, в регионах с холодной погодой , а также многообразными химическими процессами.

Типы трещинообразования

Трещины в бетоне, можно описать несколькими способами. Эти описания могут использоваться по отдельности или в комбинации для описания точного характера трещины.

То есть: внешний вид поверхности, ориентация, глубина, ширина и движение, характерные для трещины. 

Они включают:

Поверхностный вид трещины (трещин) может дать ценную информацию относительно причины трещинообразования. Трещины карты или рисунка представляют собой серию взаимосвязанных и равномерно распределенных коротких трещин, которые подразделяют пораженную площадь бетонной поверхности на более мелкие кусочки, неправильной формы. Трещины карты, могут быть относительно мелкими по глубине или они могут быть более глубокими и по всей матрице, как в случае трещин из-за реакционной способности щелочного агрегата. Наоборот, трещины могут быть изолированными или индивидуальными по своей природе, как правило, в том же общем направлении, что и в случае пластических усадочных трещин. Как таковые, термины диагональный, продольный, поперечный, вертикальный и горизонтальный часто используются для описания ориентации изолированных или отдельных трещин.

Знание глубины и ширины трещины полезно для оценки потенциального влияния трещины на долговечность бетона и определения правильной техники ремонта. Как правило, поверхностные и мелкие трещины не будут оказывать существенного влияния на долговечность по сравнению с частичной глубиной и сквозными трещинами, которые обеспечат глубокий доступ агрессивных агентов в бетонную матрицу. Что касается ширины, трещины могут быть описаны, как волосяные или мелкие по своей природе, когда ширина менее 1 мм, средние от 1 до 2 мм или ширина, если ширина больше 2 мм. Структурные трещины, как правило, будут изолированными, широкими и глубокими по природе.

Активные и бездействующие, используются для описания движения трещины. Характеристика движения, является важным фактором при определении того, какой ремонт трещины использовать. Как следует из названия, активные трещины - это те, для которых все еще присутствует основной фактор или механизм, который привел к образованию трещин, что приводит к продолжению движения трещины. С другой стороны, спящие трещины - это те, которые больше не движутся или имеют незначительное движение, потому что основной механизм больше не является фактором.

Наконец, трещины могут быть описаны в отношении потенциальной причины, приводящей к образованию трещин. Эти термины включают пластическую усадку, усушку при высыхании, термическую, D-растрескивание, структурную и расчетную.

Влияние проектных решений на образование трещин

Несоответствующий структурный дизайн, очевидно, приведет к повреждению и растрескиванию элементов под напряжением. Это включает в себя неправильный выбор и детализацию усиления и ограничения элементов, подверженных изменениям объема, вызванным температурой и влажностью, и неправильную конструкцию фундамента. Кроме того, неправильная детализация, такая как, неспособность обеспечить адекватные усадочные швы в той или иной форме или неспособность обеспечить надлежащее усиление в повторяющихся углах, может привести к растрескиванию.

Влияние материалов на растрескивание

Растрескивание из-за неправильного уплотнения бетона

Растрескивание из-за неправильного уплотнения бетона

В затвердевшем бетоне важно, чтобы бетон по своей природе, не обладал высокой усадкой при высыхании, и чтобы были предприняты меры для минимизации вероятности появления трещин, по другим причинам, таким как: коррозия встроенной арматуры, химическая реактивность заполнителя или воздействие сульфата. Низкая усадка при высыхании, может быть достигнута сначала, ограничивая содержание воды в бетоне. Значительное снижение усадки при сушке, может быть достигнуто путем добавления в бетонную смесь добавок, уменьшающих усадку или трещины. Эти технологии добавок, все чаще используются в конструкциях, удерживающих жидкость: конструкции мостов, в конструкциях парковок и плитах на земле, а также в других областях, где требуется уменьшение трещин.

Тип растрескивания из-за неправильного соединения

Растрескивание бетона из-за неправильного соединения

Что касается растрескивания по причинам, отличным от усадки при высыхании, то необходима низкая проницаемость и добавление соответствующих материалов, повышающих долговечность. Бетоны с низкой проницаемостью, могут быть эффективными для повышения долговечности бетона, подверженного воздействию хлоридов и сульфатов или других агрессивных сред.

Низкая проницаемость, может быть достигнута с помощью, гидрофобных добавок, для снижения содержания воды в смеси, пуццоланы (такие как летучая зола, кремнезем, метакаолин) и шлаковый цемент. Долговечность бетона в хлоридных средах, может быть дополнительно повышена путем использования присадки, препятствующие коррозии, которые эффективно задерживают коррозию встраиваемой арматуры или предотвращают коррозию в течение всего срока службы конструкции. В дополнение к этим мерам, бетонная смесь не должна иметь высоких остаточных количеств, свободного оксида кальция или оксида магния, или других материалов, которые могут привести к расширению в более позднем возрасте. В максимально возможной степени следует избегать, использования потенциально активных агрегатов или, если их использование неизбежно, следует принимать меры для подавления реакционной способности щелочных агрегатов. Эти меры включают использование соответствующих пуццоланов, шлакового цемента или добавки на основе лития . В регионах с холодной погодой бетон, который будет подвергаться воздействию элементов, должен быть увлечен воздухом с помощью соответствующей воздушно-пустотной системы. Также следует избегать использования материалов, с разными температурными коэффициентами расширения и сжатия.

Влияние строительных практик на растрескивание

Трещины при повторном заполнении бетона

Повторное заполнение бетона, то есть добавление воды на рабочей площадке, сверх расчетного содержания воды, нежелательно. Главным образом , из-за сопутствующего снижения прочности бетона на сжатие. Тем самым, увеличивается величина усадки при сушке из-за дополнительной воды, добавляемой в бетонную смесь. Сочетание более низкой прочности и повышенной усадки при высыхании, увеличивает вероятность растрескивания бетона. Смягчение может быть устранено с помощью добавок, сохраняющих обрабатываемость, или добавок, контролирующих гидратацию.

Другие методы строительства, которые влияют на вероятность появления трещин, включают ненадлежащее или недостаточное отверждение, не качественное уплотнение грунта, не правильную опалубку, неудовлетворительное уплотнение и ошибочное соединение.

Растрескивание из-за теплового сжатия в раннем возрасте

Растрескивание бетона из-за теплового сжатия в раннем возрасте

Информация, представленная в этой статье, дает общее представление о том, что минимизация потенциала растрескивания бетона, является общей обязанностью инженера-проектировщика, производителя бетона и подрядчика.

Ответственность инженера-проектировщика, заключается в правильном проектировании и детализации конструкции, а также в разработке четких и кратких спецификаций, касающихся использования надлежащих методов строительства и использования правильных материалов для бетонирования.

Для производителя бетона важно понимать влияние материалов для изготовления бетона, на вероятность появления трещин в бетоне. Также производитель, несет ответственность за использование материалов, которые соответствуют техническим условиям проекта. Кроме того, производитель бетона, должен предложить использование альтернативных материалов, где это необходимо, в качестве решения потенциальных проблем растрескивания. Некоторые из этих решений включают использование:

  • добавки, уменьшающие усадку, чтобы минимизировать усадку при высыхании, особенно в плитах;

  • добавки, препятствующие коррозии, для замедления наступления коррозии арматуры в агрессивных средах;

  • пуццоланы, шлаковый цемент или добавки на основе лития, для ингибирования реакционной способности щелочь-диоксид кремния, если использование реакционноспособных агрегатов не может быть предотвращено.

Растрескивание из-за усушки при высыхании

Растрескивание бетона из-за усушки при высыхании

Соблюдение надлежащей строительной практики, является обязательным для подрядчика, чтобы гарантировать, что проект, детализация конструкции и предоставленной бетонной смеси, не ставятся под угрозу. Для этого подготовка грунта должна быть адекватной, а опалубка должна быть правильно спроектирована и смонтирована. Что наиболее важно, в бетон нельзя добавлять воду, так как дополнительная вода увеличит усадку и потенциал для растрескивания, в дополнение к снижению прочности. Надлежащее бетонное уплотнение, отверждение и предоставление соответствующих соединений, где это необходимо, также являются необходимостью.

Бетон действительно имеет низкую прочность на разрыв и может быть подвержен растрескиванию. Однако при надлежащем проектировании и детализации, использовании хороших бетонирующих материалов, в том числе специальных смягчающих материалов, где это необходимо, и соблюдении передовых методов строительства, вероятность появления трещин в бетоне может быть сведена к минимуму.

Снижайте трещинообразование эффективно с IZOSTORE.COM.UA

FORTECOAT 1425
4400 грн / 20 л
SINAK S102
3500 грн / 10 л
VIMAPROOF-C
112 грн / 1 кг
VIMATOL-SPL
73 грн / 1 кг