Растрескивание бетона: контроль трещин бетонных панелей необычной геометрией

Растрескивание бетона: контроль трещин бетонных панелей необычной геометрией

Современные строительные технологии позволяют проектировать укладку бетонных плит на земле таким образом, чтобы исключить случайное растрескивание бетона после заливки. Однако бетонные основания определённой формы всё-таки сильно подвержены дефектам в виде трещин. Поэтому логичным видится рассмотреть эту тему, дабы иметь представление относительно причин растрескивания бетона, а также получить информацию относительно возможных способов защиты от этого негативного явления.

Растрескивание бетона и формула разметки усадочных швов

Форма и размер бетонной заливки (панели) во многом влияют на склонность структуры к растрескиванию. Квадратные формы бетона, например, меньше других форм подвержены растрескиванию. Напротив, прямоугольные формы с длинными узкими сторонами, а также панели необычной формы с внутренними углами, подвержены наибольшему риску появления трещин.

Что касается размеров заливаемых оснований, специалистами утверждается, что формула для разметки усадочных швов для контроля на растрескивание следующая:

  1. Р = А * 2
  2. Р = А * 1,75

где:  Р – расстояние между швами; А – толщина заливки.

Обе формулы применяют для определения максимального расстояния между усадочными швами. Первая формула используется при размещении непосредственно на земляном полотне или на нестабилизированном основании. Вторая формула используется при размещении на стабилизированном основании.

Например, если плита из бетона имеет толщину 15 см и размещается непосредственно на грунте, усадочные швы следует располагать через каждые 3,5 метра или немного меньше. Но независимо от толщины плиты бетона, размер по длине не должен превышать 4,5 метра, если не предусматриваются особые условия.

Некоторые конфигурации усадочных швов и формы панелей требуют особого внимания. Сюда входят:

  • пропилы, соединяющиеся в форме буквы «Т»,
  • длинные и узкие прямоугольные панели,
  • панели с внутренними углами,
  • места, где два или более шва пересекаются под нечётными углами.

Основное внимание далее по тексту уделено тому, чтобы предоставить информацию о том, как разводить усадочные швы с целью перенаправления напряжений, возникающих в бетоне от сжатия структуры в процессе высыхания. Также рассматриваются некоторые предложения по проектированию бетонных смесей, обладающих уменьшенной усадкой.

Что такое Т-образные соединения и растрескивание бетона?

Как правило, следует избегать Т-образных соединений, учитывая, что растрескивание бетона вдоль стержней таких соединений имеет тенденцию продолжаться через пересечение Т-образного соединения. Однако на стройке бывают моменты, когда этого типа соединений избежать невозможно.

СВЁРЛА БЕТОН

Растрескивание бетона - усадочные швы разного типа
Растрескивание бетона предотвращают специально формируемые усадочные швы, но вместе с тем эти же элементы конструкции выступают в качестве декоративного элемента

Тогда разумно обратиться к стратегиям, которые допустимо применить по отдельности или в сочетании, снижая тем самым риски продолжения растрескивания бетона через Т-образное соединение.

Одна из стратегий против растрескивания – бурение достаточно большого отверстия (9-12 мм) в месте пересечения, на глубину, вдвое превышающую глубину пропила шва, но предпочтительно на всю толщину плиты.

Растрескивание и стратегия размещения дополнительной арматуры

Если известно заранее расположение Т-образного соединения, можно воспользоваться другой стратегией. Разместить дополнительно арматуру непосредственно над точкой пересечения Т-образного соединения и параллельно поперечине. Такой подход поможет снизить вероятность на растрескивание через стержень соседней плиты бетона. Делается это следующим способом:

  1. Отрезать две части арматурного стержня № 4 (D=12,5 мм) длиной 1 метр.
  2. Поместить первый стержень на 25 мм ниже поверхности мощения, на расстоянии 25 мм от пересекающегося шва, параллельно верхней части T-образного соединения.
  3. Поместить второй стержень параллельно первому, отступив 25 мм.

Лучше избегать форм панелей, которые превышают соотношение 1,5: 1. Наиболее оптимальным соотношением, исключающим растрескивание бетона, видится соотношение 1:1. Однако в строительстве применение узких бетонных панелей неизбежно. Поэтому дополнительное армирование арматурой помогает уменьшить растрескивание в ширину, что характерно для узких структур.

КОРОНКИ АЛМАЗ

Растрескивание бетона и способы заливки смеси с армированием
Этот залив бетона не имеет усадочных швов, но при этом не имеет и растрескивания структуры, благодаря внедрению большого количества структурных синтетических волокон

Если усадка узких панелей бетона не контролируется арматурой, возникающее растрескивание, скорее всего, приведёт к образованию квадратных участков внутри прямоугольной формы. Поэтому рекомендуется некое количество арматуры между швами, примерно равное 0,5% от площади поперечного сечения плиты.

Например, если заливка бетоном имеет толщину 12 или 15 см, рекомендуется поместить арматурные стержни №4 на 25 мм ниже поверхности, с интервалами между центрами 15 см, параллельными самым длинным сторонам заливаемой формы.

Если бетонная секция имеет толщину 18-20 см, арматурные стержни № 4 размещаются с интервалами 10 см по центру. Этот вариант, конечно, не предотвратит растрескивание, но вместо одной широкой трещины арматура распределит усадку по множеству едва заметных микротрещин. Дополнительное армирование на усадочных швах следует исключить. Узкие панели не должны превышать по длине панели окружения.

Как исключить растрескивание бетона по внутренним углам?

Растрескивание в бетоне часто развивается по диагонали внутри углов. Подход к борьбе с такого рода трещинами зависит от наличия усадочных швов, заканчивающихся в области углов. Если швы отсутствуют, допустимо разместить пару стержней №4 длиной до 1 метра на 25 мм ниже поверхности под 45º к сторонам угла. Первый стержень находится на 25 мм от угла, второй – на 25 мм от первого.

АЛМАЗНЫЙ ДИСК

Растрескивание бетона и схема формирования квадратов
Эта своего рода инновационная схема защиты от растрескивания бетона вызывает образование мелких трещин на квадратах размером 1х1 метр, но исключает необходимость реза усадочных швов

Когда один усадочный шов заканчивается во внутреннем углу, рекомендуется поместить один стержень параллельно шву и стороне угла. Если есть два усадочных шва, заканчивающихся в углу, рекомендуется поместить стержень L-образной формы №4 длиной до 1 метра на расстоянии 25 мм от обоих соединений. Второй стержень укладывают на 25 мм дальше первого.

Во всех случаях важно размещать арматурный стержень ближе к углу, где в первую очередь начинается растрескивание. Чтобы сохранить глубину пропила в углу для созданных усадочных швов, допустимо выпилить опалубку или врезаться немного в угол.

Работа с контрольными швами на пересечениях под углом

На строительстве встречаются условия, когда геометрия панели или бордюра требует создания швов встречных под пересекающимися углами. Это может быть два или более пересекающихся шва. Линии нежелательно пересекать под углами менее 60º (оптимально 90º), потому что бетон имеет тенденцию на растрескивание под острыми углами.

Необходимо сделать пропил на каждом соединении в точке встречи, учитывая требуемую глубину пропила в месте пересечения соединения. Также полезно в точке пересечения просверлить отверстие диаметром 9-12 мм, вдвое превышающее глубину усадочного пропила.

Когда контрольные швы встречаются с изогнутыми линиями формы, шов должен встречаться с образованной кромкой под углом 90º. Пересекающиеся пропилы следует располагать на расстоянии не менее 45 см от сформированного края плиты или бордюра. Необходимо выдерживать полную глубину пропила до встречи с краем залитого основания.

Растрескивание бетона — дополнительные факторы

Существуют дополнительные факторы, способные повлиять на растрескивание в бетоне оснований. В частности, состояние и подготовка земляного полотна очень важный момент. Если имеет место осадка грунта или вспучивание по причине отсутствия дренажа под плитами, возникающие в результате напряжения в бетоне способны вызвать растрескивание бетона.

Современные строители включают в состав бетонной смеси различное армирование:

  • волокном,
  • сталью,
  • синтетическим макроволокном,

пытаясь тем самым предотвратить растрескивание панелей любой формы. Стальные волокна, помещенные в бетон в объёме — 40 кг/м3, или синтетические макроволокна в количестве 4 кг/м3, уменьшают усадку и скручивание структуры. Эксперименты показывают, что бетонные панели большего размера также допускают использование стали или макроволокон в качестве армирования.

 

Применение хорошо сбалансированных бетонных смесей также способствует снижению усадки. Объём воды является ключевым фактором баланса бетонных смесей для заливки полов и других бетонных оснований. Не соотношение воды и цемента, но общее количество добавленной воды в литрах на метр кубический.

Вода имеет прямое влияние, как на усадку, так и на отделку. Например, коэффициент усадки при добавлении 150 л воды на кубический метр бетона равен 1, что вполне приемлемо. Но добавление 180 л воды на кубический метр бетона даёт уже коэффициент усадки 1,5 — 1,8, что явно недопустимо.

Советы специалистов строителей в части приготовления смесей

Вместо добавления воды в смесь с целью повышения удобоукладываемости, можно использовать поликарбоксилатные суперпластификаторы, помогая контролировать общее количество воды для внутренних и внешних бетонных оснований.

Усадку также можно уменьшить наращиванием размера заполнителя до 25 мм или более, а также оптимизировать градацию заполнителя, поскольку общая площадь поверхности заполнителя для покрытия цементным раствором меньше. Но принимая эти решения, необходимо учитывать местные совокупные источники, а также толщину бетонной заливки.

Количество песка или мелкого заполнителя имеет большое влияние на обрабатываемость. Чрезмерное количество песка затрудняет отделку бетона. Добавки с модифицированной вязкостью на основе целлюлозы допустимо использовать для замены некоторого количества песка в смеси для облегчения отделки.

Наконец, не разумно принимать решение по бетонным смесям, только исходя из фактора прочности. Высокопрочные бетонные заливки обычно дают большую усадку, если более высокая прочность достигается за счёт увеличения содержания цемента.


При помощи информации: ForConstructionPros