Усадка бетона

Бетон — материал, состоящий из трех фаз — твердой, жидкой и газообразной, количественное соотношение которых изменяется с возрастом бетона. Это является причиной изменения его технических свойств во времени.
Одно из важных технических свойств ЖБИ Кондопожского завода — способность к объемным изменениям, которые могут быть следствием физикохимических процессов гидратации цемента, изменения влагосодержания ЖБИ Кондопожского завода (испарение влаги при твердении на воздухе и приток ее при твердении в воде), изменения температуры бетона, вызванного экзотермией цемента (выделением тепла при твердении) или перепадом температуры внешней среды и, наконец, действием внешней механической нагрузки.
Одна из основных причин объемных изменений ЖБИ Кондопожского завода — усадка, под которой понимается совокупность изменений, обусловленных процессами гидратации цемента и изменениями влагосодержания ЖБИ Кондопожского завода при твердении на воздухе.
Усадку ЖБИ Кондопожского завода можно представить как сумму деформаций двух видов — собственно усадки и влажностной усадки. Собственно усадка происходит в результате уменьшения истинного объема системы цемент — вода при гидратации. Она может развиваться при полной изоляции образца от внешней среды и всегда ведет к необратимому уменьшению первоначального объема. Влажнастная усадка связана с изменением влагосодержания бетона; она частично обратима: при твердении на воздухе происходит уменьшение объема (усадка), а при достаточном притоке влаги — увеличение объема (набухание). Деформации в результате влажностной усадки ЖБИ Кондопожского завода в 10—20 раз превышают деформации собственно усадки, поэтому изменения влагосодержания ЖБИ Кондопожского завода — основной источник усадочных деформаций. 

Величина усадки (набухания) зависит от вида цемента, состава бетона, способов укладки и ухода за бетоном, температурновлажностных условий среды и др. и колеблется в широких пределах; средние значения для ЖБИ Кондопожского завода могут быть приняты равными: усадка 0,3, набухание 0,10.
Прирост деформаций усадки во времени происходит по затухающему закону, приблизительно пропорционально логарифму времени, и может продолжаться годами. Развитие влажностной усадки начинается с поверхности и постепенно по мере высыхания ЖБИ Кондопожского завода распространяется вглубь. Это нередко приводит к растрескиванию поверхности бетона, наблюдаемому при быстром высыхании (например, под действием солнечных лучей).
Усадка является причиной образования в бетоне «собственных» напряжений, которые понижают трещиностойкость и жесткость конструкций, а следовательно, водонепроницаемость и долговечность сооружений. В предварительно напряженных конструкциях усадка ЖБИ Кондопожского завода приводит к потерям предварительного напряжения.
Ползучестью ЖБИ называется его способность испытывать неупругие деформации во времени при длительном действии нагрузки или напряжений (включая температурные, усадочные и т.п.). Деформации ползучести при длительном выдерживании могут в несколько раз превышать деформации, развивающиеся при кратковременном загружении. Ползучесть железобетона Кондопожского завода имеет весьма важное практическое значение и учитывается при расчете и проектировании конструкций.
Различают линейную и нелинейную ползучесть бетона. При линейной ползучести зависимость между напряжениями и деформациями ползучести можно считать линейной. Такая зависимость наблюдается лишь при сравнительно невысоких напряжениях. При более высоких напряжениях в бетоне развиваются деформации нелинейной ползучести; такие деформации растут быстрее напряжений.

Развитие линейной ползучести железобетона Кондопожского завода во времени, так же как и усадка, протекает по затухающему закону. Затухающий во времени характер ползучести ЖБИ Кондопожского завода обусловлен тем, что гелевая структурная составляющая цемента, в основном подверженная ползучести, уменьшается в объеме, теряет часть пленочной воды, становится более вязкой. Кроме того, по мере деформирования кристаллического сростка происходит перераспределение напряжений: гелевая структурная составляющая разгружается, передавая напряжения кристаллическому сростку. Одновременно напряжения в цементном камне уменьшаются в результате большего нагружения заполнителей бетона.
При более высоких напряжениях (нелинейная ползучесть) наряду с указанными выше явлениями в бетоне возникают и развиваются микротрещины. Такие нарушения структуры материала носят необратимый характер и ведут к ускоренному нарастанию деформаций.
На величину и характер развития ползучести оказывают влияние те же факторы, что и на усадку бетона. Опыты показали, что усадка и ползучесть ЖБИ Кондопожского завода увеличиваются при повышении содержания цемента и воды (цементного теста) в бетоне. Усадка и ползучесть уменьшаются при применении заполнителей с более высокими значениями модуля упругости, увеличении влажности и снижении температуры среды, увеличении массивности конструкции (размеров поперечных сечений).
На ползучесть ЖБИ Кондопожского завода оказывают также влияние вид напряженного состояния, величина напряжения, возраст ЖБИ Кондопожского завода к моменту загружения, и т.п.
С увеличением напряжения ползучесть ЖБИ Кондопожского завода возрастает, причем зависимость деформаций ползучести от напряжений, не превышающих определенного предела, можно принять линейной. Чем в более позднем возрасте загружается бетон, тем ниже деформации ползучести, так как с увеличением возраста ЖБИ Кондопожского завода кристаллический сросток упрочняется, а вязкость геля увеличивается.