Усадка бетона после заливки фундамента

Усадка фундамента

Фундамент — основание дома, от которого зависит надежность и долговечность любого строения. Основополагающее условие качественного фундамента — правильное проектирование, выполненного согласно всем требованиям строительных норм. Риски усадки фундамента должны быть предусмотрены еще на стадии его расчета, только в таком случае строители смогут принять все необходимые меры по предотвращению деформаций несущей конструкции.

• Особенности процесса усадки
• Сколько и как отстаивается фундамент, от чего зависит время усадки
• Нужно ли выдерживать фундамент год и больше
• Применение песчаной подушки

Из данной статьи вы узнаете, что собой представляет усадка фундамента. Мы рассмотрим, чем отличается естественная усадка бетона от усадки, спровоцированной внешними факторами, и какие методы противодействия ей существуют.

Особенности процесса усадки

На практике встречаются два типа усадки строительных конструкций — естественная усадка бетона, которой сопровождается процесс отвердевания песчано-цементной смеси, и усадка грунта — уплотнение грунта под весом здания и, как следствие, уменьшение его объема, приводящее к деформации фундамента. Об усадке грунта мы детально поговорим в соответствующем разделе статьи, а сейчас разберемся с усадкой бетона.

Усадка бетонного фундамента, от его заливки до полного набора проектной прочности, в процентном соотношении минимальна — она редко превышает 1% от первоначального объема, однако даже столь незначительное изменение способно серьезно повлиять на строительный процесс.

Совет эксперта! Основным фактором, обуславливающим естественную усадку фундамента, является содержание влаги в бетонной смеси. В процессе отвердевания состава происходит испарения содержащейся в нем воды, что провоцирует уплотнение и уменьшение объема бетона.

Рис. 1.1: Содержания влаги в неотвердевшей бетонной смеси

Испарение влаги происходит сквозь микропоры, которыми покрыта поверхность бетона. Их размер, который изначально не превышает 200 нанометров, уменьшается при уплотнении материала.

Изменение объема бетона в результате испарения влаги является необратимым процессом — даже если поместить монолитный кусок бетона в среду с влажностью в 100%, он впитает некоторое количество влаги, но при этом не изменит свой устоявшийся объем.

Рис. 1.2: Схема взаимосвязи усадки бетона с влажностью окружающей среды и толщиной фундаментной ленты

Помимо внешних факторов — таких как влажность воздуха и температура окружающей среды, на усадку фундаментов оказывает сильное влияние состав применяемой бетонной смеси, в частности — тип используемого связывающего вещества (цемента).

Существует два широко распространенных видов цемента — алитовый и алюминатный.

• Алюминатный (глиноземистый) цемент — изготавливается посредством измельчения спекшихся бокситовых земляных пород и извести. В нем содержится большое количество алюминатов кальция, которым свойственно быстрое отвердевание. В результате такой цемент способствует значительному сокращению сроков набора прочности бетона, но при этом величина его усыхания — потери влажности и, как следствие, усадка, являются максимальными;
• Алитовый цемент, наоборот, в своем составе содержит преимущественно элементы гидроксида кальция — они отвердевают несколько дольше, но и усадку дают практически нулевую. К алитовым цементам относится всем известный Портландцемент.

Также на усадку фундамента оказывает влияние модуль упругости бетона, который зависит от типа используемого наполнителя и пропорций, в которых он смешан с цементом. В зависимости от модуля упругости классифицируется два вида бетона — тяжелый и легкий.

• Тяжелый бетон — данный класс бетонной смеси обладает плотностью от 1.8 до 2.5 тонн на кубометр. При изготовлении такого бетона в качестве основного наполнителя используется песок с фракциями средних размеров, в качестве дополнительного — щебень либо гравий размером от 5 до 20 мм;
• Легкий бетон — в отличие от тяжелой группы, обладающей монолитной структурой, легкий бетон имеет ячеистое сечение. Обуславливается это использованием в качестве основного заполнителя пористых материалов — керамзита, пемзы, известняка, при взаимодействии которых с цементом образуется кислород, формирующий микропоры внутри бетона.

Рис. 1.3: Пористая структура легкого бетона

Совет эксперта! Тяжелые бетоны, благодаря изначально высокой плотности, дают минимальную усадку, тогда как фундаменты из легкого бетона могут давать усадку до 2 сантиметров.

Внимание: Помимо всего важно знать глубину промерзания грунта в Вашем регионе: Глубина промерзания грунта.

Сколько и как отстаивается фундамент, от чего зависит время усадки

Усадка фундамента происходит в процессе выдерживания бетона. Так называется период, на протяжении которого бетонная смесь набирает свою проектную прочность.

Помимо связующего вещества на сроки отвердевания бетона оказывают влияние следующие факторы:

• Время года и климатические условия (температура и влажность воздуха);
• Влажность грунта;
• Глубина заложения фундамента.

Сроки набора прочности бетона значительно увеличиваются при высокой влажности и низкой температуре воздуха, именно из-за этого масштабные строительные работы редко проводятся в зимнее время года. Чем глубже заложен фундамент, тем сильнее он контактирует с грунтовыми водами, которые также увеличивают сроки выдержки.

Рис. 1.4: График набора прочности бетоном

Совет эксперта! Срок выдерживания бетона, в нормальных погодных условиях, составляет 28 дней — это минимальное значение времени, которое может отличаться в большую сторону для бетонов на основе алитовых цементов.

Отвердевание бетона происходит неравномерно — интенсивный набор прочности происходит на протяжении первых пяти дней. По завершению первой недели выдержки материал приобретает 70% от своих итоговых прочностных характеристик. Однако даже с учетом этого, инженеры не рекомендуют приступать к кладке стен раньше, чем через месяц после заливки фундамента.

Весь период отвердевания можно условно разделить на два этапа:

• Выдерживание фундамента в опалубке из досок;
• Распалубка бетона и дозревание бетона.

1. В течении первых 7 дней за фундаментом нужно следить особенно тщательно. Если отвердевание происходит в теплое время года, нужно обеспечить достаточное увлажнение бетона. Чтобы минимизировать усадку материала бетон в опалубке должен укрываться влажной ветошью, поверх которой расстилается клеенка либо другой пароизоляционный материал.

2. Ветошь нужно ежедневно увлажнять из шланга с разбрызгивателем. Если этого не делать, поверхность бетона, из-за интенсивной потери влаги, покроется микротрещинами, которые негативно скажутся на прочности фундамента и станут причиной его разрушений в процессе эксплуатации — в трещинки будет попадать влага и бетон будет постепенно размываться.

Внимание: подробнее о том что такое свайный фундамент и как его заказать, на странице: Заказ свайного фундамента

3. Если строительств ведется в холодное время года, в первую неделю крайне важно обеспечить дополнительный обогрев фундамента, что позволит значительно ускорить полимеризацию материала. Обогрев фундамента выполняется с помощью тепловых подушек либо проводами с электродами, при подачи тока на которые выделяется тепловая энергия. В дополнение к обогреву по всему периметру фундамента укладываются теплоизоляционные материалы.

Рис. 1.5: Провода, использующиеся для обогрева бетона при отвердевании

Совет эксперта! Ускорение отвердевания фундамента также может выполняться посредством изменения соотношения влаги и связующего вещества в используемой бетонной смеси. При использовании пропорций 1 к 4 (вода-цемент) нормативные сроки набора прочности уменьшаются в два раза, при этом величина усадки материала практически не изменяется.

Нужно ли выдерживать фундамент год и больше

Из уст любителей довольно часто можно услышать мнение, что для полноценного набора прочности бетона фундамент нужно выдерживать на протяжении минимум одного года, при этом он обязательно должен простоять зиму и перенести воздействие минусовых температур.

На практике такое мнение ничем не обосновано — ни в одном нормативном документе не указана целесообразность столь долгого выдерживания фундамента. Мы не знаем ни одного крупного строительного проекта, при реализации которого инженеры придерживались бы данной технологии.

При таком подходе можно приобрести гораздо больше проблем, чем преимуществ:

• во-первых — котлован без обратной отсыпки будет замокать, что приведет к ухудшению несущих характеристик почвы и необходимости последующих работ по ее уплотнению;
• во-вторых — фундамент, не испытывающий нагрузок от веса строения, не сможет сопротивляться выталкивающему воздействию грунта в результате морозного пучения, он, с большой вероятностью, деформируется либо просто выпрет наружу.

Рис. 1.6: Последствия выдержки фундамента в холоднее время года

Применение песчаной подушки

Теперь разберемся с усадками почвы под фундаментом дома. Любой грунт обладает пористой структурой. Он, в результате внешнего механического давления склонен к уплотнению и изменению своего первоначального объема.

Совет эксперта! Данная проблема остро касается низкоплотных грунтов, которым свойственна значительная усадка под весом расположенной на них конструкции. В результате которой происходит деформация фундамента — он может осесть равномерно и просто опуститься на несколько сантиметров в почву, либо неравномерно с разных сторон, что приведет к деформированию основания и трещинам стен здания.

Для предотвращения усадки грунта под весом фундамента в строительстве прибегают к обустройству уплотняющей подушки. Она создается из двух равных по толщине слоев песка и гравия, насыпаемых на дне выкопанной под фундамент траншеи либо котлована. Общий размер подушки может достигать 60 сантиметров (при строительстве одноэтажных зданий, как правило, толще 30-ти сантиметров подушку не делают).

Рис. 1.7: Песчано-гравийная подушка под плитным фундаментом

Песчано-гравийная подушка одновременно выполняет три функции:

• Защищает железобетонный фундамент от воздействия грунтовых вод (песок, в результате заиливания, образует водонепроницаемый слой);
• Защищает основание от воздействия вертикальных сил пучения;
• Уплотняет грунт и предотвращает его сжатие под нагрузками от веса здания.

В проблемных грунтах фундаменты должны обязательно закладываться на глубину, при которой опорная пята основания будет расположена в глубинном пласте грунта с достаточной плотностью и несущей способностью.

Во многих случаях, закладывание ленточных фундаментов на глубину плотных пластов грунта (свыше двух метров), риск усадки которых минимален, экономически не оправдано.

Совет эксперта! В таких ситуациях гораздо рациональнее обустраивать свайные фундаменты, они заглубляются в почву на глубину минимум 5-ти метров, что сводит возможность усадки грунта к нулю, и обходятся намного дешевле ленточных фундаментов с аналогичными характеристиками.

Наши услуги

Специализация нашей СК «Богатырь» — забивка свай в Москве и регионах, для заказа работ по бурению лидерных скважин, забивке шпунта и жб свай, воспользуйтесь формой заявки.

Источник

Усадка бетона и влияние на прочность

Бетоном называют строительную смесь из цемента, инертных материалов и воды. Застывая, масса превращается в камень. Твердение происходит за счет внутренних процессов кристаллизации и испарения воды.

В результате меняется объем монолита, а также требуется учитывать коэффициент усадки бетона. Величина зависит от марки цемента, текучести теста и способа уплотнения.

Факторы, вызывающие усадку бетона

В процессе твердения бетонной массы в ней происходят физико-химические процессы, меняющие структуру. Усадка – следствие этих изменений. Она продолжается во время и после затвердения бетона, что необходимо учитывать, создавая конструкции.

Виды процессов, приводящих к усадке бетона при высыхании:

• удаление влаги;
• карбонизация;
• контракционная усадка.

Установлено, у цемента зернистая основа и вода проникает вглубь постепенно, образуя гидросиликаты. Для гидратации требуется длительный период, исчисляемый неделями. В это время вода из поверхностного слоя испаряется, и появляются усадочные трещины, снижающие прочность бетона. Испарение влаги из внутренних слоев происходит, если капилляры между зернами меньше 0,1 мкм.

Контракционная усадка – стягивание массы, в результате гидратации. Происходит в свежем бетоне, за счет образования годрогеля кальция.

Карбонизация – химическая реакция Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3 + H2O. В результате получается известняк, а вода вытесняется по капиллярам. Материал уплотняется, что приводит к воздушной усадке бетона.

Уменьшение линейных размеров продолжается до полутора лет, что следует учитывать при строительстве. Чтобы стабилизировать процесс, уменьшить время усадки бетона, массу армируют, увеличивая прочностные качества монолита. Одновременно используется смесь с присадками, заливка массы под давлением с вибрацией для сведения усадки до ничтожного.

Коэффициент усадки бетона

Показатель определяет, на сколько процентов снижен первоначальный объем или линейность конструкции за период, отведенный на набор прочности. Допустимая усадка бетона по ГОСТу 24544-81 до 3 %, средняя около 1,5 %.

Показатель определяют, суммируя периоды застывания массы и набора прочности.

• Пластическая усадка бетона при заливке, 4 мм/м
• Аутогенная усадка – первая неделя, «молодой» бетон садится на 1 мм/м.
• Бетон дает усадку в течение года до 5мм/м.

Линейные размеры при суммировании и переводе в объемные устанавливаются для разных марок бетона. На основании испытаний регламентируется коэффициент усадки бетона в ГОСТ.

Расчет потребности смеси с учетом усадки бетона ведут по формуле V=H*S*K, где:

• V – объем изделия,
• S – площадь поверхности,
• Кус –коэффициент усадки бетона.

Принято коэффициент принимать 1,1. Это означает, расход раствора бетона на 10 % больше чем объем готового изделия, с учетом потерь и усадки.

Способы снижения усадки

Предупредить быстрое высыхание верхнего слоя бетона можно периодическим смачиванием поверхности. При температуре 20-30 градусов и влажности воздуха 90 % поверхность застывает без образования трещин. Для этого требуется увлажнение поверхности или подогрев плиты в паровой среде.

Нормы усадки бетона уменьшаются, если использовать в замесе:

• расширяющиеся цементы;
• добавки в бетон, компенсирующие усадку;
• снизить содержание цемента;
• снизить содержание песка.

Замес должен быть пластичным, но содержать минимальное количество воды. Для этого используют специальные добавки и расширяющиеся портландцементы марок ОБТЦ, БТЦ.

Усадку бетона при твердении можно уменьшить введением пластификаторов, добавкой извести, солей алюминия, арматурой, но полностью исключить невозможно. Введение пористых наполнителей уменьшает показатель в 2,5 раза. Формовка с использованием уплотнения вибрацией снижает величину усадки бетона на 0,6-0 8 %.

Как рассчитать усадку бетона в замесе

Лабораторные исследования позволяют определить текучесть массы и ее усадку. Основными методами является осаждение бетона в конусе и испытание стандартного куба после затвердевания. Текучесть бетона – способность состава растекаться при уплотнении вибратором, заполняя пустоты.

Показатель стандартный, обозначается буквой «П» и литерой 1,…5. Чем больше коэффициент текучести, тем больше в замесе воды. Для монолитной заливки используют смеси П1, П2, П3. их готовят по месту, бетон жесткий, быстро схватывающийся. В бетоновозе доставляют только П4 и П5.

Определение «П» выполняется емкостью в виде усеченного конуса объемом 6 л и высотой 30 см. Определяется, на сколько см опустился бетон, после того, как с него сняли конус.

Таблица текучести по усадке конуса

Показатель «Подвижность»	Усадка пробы, мм
П1 -малоподвижный	10-50
П2- малоподвижный	50-100
П3 – бетон общего назначения	100-150
П4- высокоподвижный	150-200
П5- высокоподвижный	>200

Исследование куба – монолита служит для более глубоких исследований с точными замерами усадки. Но чем большее число П, нем усадка больше, это закономерность. По усадке бетона в конусе можно судить, насколько осядет масса при заливке фундамента, рассчитать необходимый объем раствора.

Усадочные швы в монолите

Заливая монолитную плиту или ленту, необходимо выполнить усадочные швы. Небольшие зазоры, нарезанные в теле плиты, позволяют создать условия для равномерной усадки, без разрыва монолита. Линии разрыва наносят по правилам, подтвержденным расчетом усадки бетона.

Карта стяжки составляется из квадратов или прямоугольников с соотношением сторон 1:1,5. Линии должны быть без изгибов. Расстояние для нарезки выбирают, исходя из допустимых температурных изменений.

В помещении создают швы через 6 метров, на открытой площадке не более чем 3*3 м. Для дорожек достаточно расстояния 3,6 м. Шов не прорезает всю толщу монолита, он составляет 1/3 или 1/4 от толщины стяжки.

Если монолит представляет мощный фундамент, то используется бурение сверлом с алмазной насадкой, не разрушающее стенки, прорезающее бетон, как нож масло.

Нормативы созревания бетона

Как только цемент вступает в контакт с водой, начинается реакция образования гидрогеля – связующего вещества. Период пластической усадки длится 8 часов, начиная от замеса. Поэтому жесткую смесь укладывают тотчас, а для доставки на расстояние изготавливают высокоподвижные составы.

В течение 7 дней, завершается гидратация в бетонной массе, и формируются кристаллы известняка. Набирается 70 % прочности.Через 28 дней раствор бетона должен превратиться в монолит, на 100 % отвечать требованиям по прочности.

Заключение

Актуально использовать все способы ускорения созревания и усадки бетона, чтобы уменьшением линейных размеров после 28 дней пренебречь в расчетах. Марки практически безусадочного бетона на основе пластификаторов уже находят применение, растворы называют безусадочными. Их используют на ответственных стройках.

Источник