Классификация бетона по усадке:
(1) Пластическая усадка (конденсация) – это явление уменьшения объема из-за интенсивной реакции гидратации перед окончательным схватыванием бетона и постепенного образования молекулярных цепей. Пластическая усадка происходит примерно через 3–12 часов после замешивания бетона, поскольку на момент ее возникновения бетон все еще находится в пластичном состоянии, поэтому этот вид конденсации называется пластической усадкой. Размер конденсата составляет около 1 процента от абсолютного объема цемента и увеличивается с увеличением водопотребления бетона и водоцементного отношения.
(2) Температурная усадка — это усадочная деформация бетона из-за падения температуры (выше 0 градусов), также известная как холодная усадка. В массивном бетоне трещины возникают в основном из-за изменений температуры.
(3) Карбонизационная усадка является результатом химической реакции между гидратом цемента в бетоне и CO2 в воздухе (при наличии влаги реальной средой является H2C03). Основная причина карбонизации заключается в том, что кристаллы Ca(OH)2 в гидрате цемента карбонизуются с образованием осадка CaCO3. Скорость карбонизации зависит от содержания влаги в бетоне, относительной влажности окружающей среды и размера элемента, а карбонизация прекращается, когда относительная влажность воздуха составляет 100 процентов или всего лишь 25 процентов. Карбонизационная усадка развивается относительно поздно и обычно ограничивается поверхностью бетона.
(4) Усадка при высыхании — это изменение объема бетона в сухом состоянии, вызванное изменением распределения, движением и испарением воды в бетоне во вновь образовавшемся каркасе цементного камня. Расчет структурной усадки в основном предназначен для усадки при высыхании. В отечественной и зарубежной литературе проанализирован механизм усадки бетона при высыхании и считается, что усадка при высыхании обусловлена диффузией и исчезновением капиллярной воды внутри бетона.
(5) Под автогенной усадкой понимают объемную деформацию бетона вследствие реакции гидратации цемента в условиях герметизации (отсутствия водообмена с внешним миром). Усадка при высыхании — это объемная деформация бетона из-за потери пустотной воды при воздействии воздуха. Сокращение, о котором мы обычно говорим, представляет собой сумму двух, то есть полное сокращение. Согласно исследованиям Х. Э. Дэвиса и др., максимальная предельная деформация самоусадки обычного бетона составляет всего 100×10~, поэтому с практической точки зрения ее влиянием можно пренебречь (учитывается только в массивном бетоне) и следует учитывать только эффект усадки при высыхании. Однако из-за малого водоцементного отношения и большого количества цемента высокопрочный бетон начинает раньше, быстрее и очевиднее автогенную усадку. В соответствующей литературе подтверждается, что усадка высокопрочного бетона при высыхании значительно меньше автогенной усадки (около 3:7), при этом автогенная усадка высокопрочного бетона резко возрастает на начальном этапе, а затем медленно увеличивается со временем, и более 90 процентов аутогенной усадки приходится на первые 28 дней, поэтому ее влияние нельзя игнорировать. Следовательно, для высокопрочного бетона в сухих условиях необходимо учитывать как автогенную усадку, так и усадку при высыхании.
Факторы, влияющие на усадку и расширение бетона:
1. Чем выше подъем цемента, тем больше дозировка, тем больше водоцементное соотношение и тем больше усадка;
2. Чем больше модуль упругости заполнителя, тем меньше усадка;
3. Условия обслуживания хорошие, влажность окружающей среды высокая во время процесса отверждения и использования, тем меньше усадка;
4. Бетон вибрируется и уплотняется, усадка меньше;
5. Чем больше соотношение площади тела к поверхности детали, тем меньше усадка.
6. Усадочная деформация на начальном этапе развивается быстро, 25 процентов от общей усадки может пройти за 2 недели, около 50 процентов за 1 месяц, а рост происходит медленно через 3 месяца.
