Усадка и набухание бетона

Практически всем типам бетонов характерно такое явление, как усадка, которое заключается в усыхании изделия на открытом воздухе.

Твердея, бетон всегда изменяется в объеме и дает усадку, происходящую в поверхностных зонах более быстро, чем внутри.

Причиной усадки бетона считаются процессы химической реакции между водой и цементом, которые составляют важную часть всего раствора. Колебания влажности бетона вызывают набухания.

Усадка бетона складывается из трёх типов подобного процесса, имеющих различные причины образования:

• Контракционная. Образуется в результате того, что при химическом взаимодействии воды с цементом, итоговый объём несколько снижается. Это связано с процессами уплотнения молекулярных связей. Итоговая структура имеет большую плотность, что обеспечивает монолитность изделия. Размеры этой усадки довольно малы, но должны приниматься во внимание.
• Влажностная. Происходит из-за того, что с поверхности бетона начинается испарение воды. Чтобы её исключить, необходимо устранить возможность расслоения, а также осуществлять увлажнение при затвердевании.
• Карбонизационная. При реакции воды с другими компонентами состава происходит выделение углекислого газа. Этот объём невелик, но испарение происходит длительное время. 

Вследствие усадки бетона возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм.

Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке.

Особенность усадки бетона состоит в том, что с течением времени она затухает. Наибольшее влияние подобный процесс оказывает только в первые сутки, когда происходит 70% от общего изменения объёма за всё время.