Повышение стойкости бетонных элементов к трещинообразованию

Для строительных изделий на основе цемента характерным признаком является плохая способность к деформации, то есть элементы из бетона обладают недостаточной прочностью на растяжение. Как показывает практика, наиболее часто трещины возникают в результате продольных деформаций, что в итоге снижает срок эксплуатации сооружений. В связи с увеличением высотного строительства исследования, направленные на улучшение качества бетонных конструкций и повышение их стойкости к трещинообразованию, сегодня, особенно актуальны. Зарубежные специалисты, взяв за основу технологию, в результате которой в металле при сверлении небольшого отверстия у пика трещины снимается напряжение (возникает релаксация) и тем самым значительно снижается распространение поверхностных деформаций. Также была рассмотрена возможность частичной замены природных заполнителей на компоненты, полученные в процессе переработки вышедших из употребления автошин (резиновой крошки). За счет таких искусственных заполнителей «прорезиненный» бетон меньше деформируется и более устойчив к усадочному трещинообразованию.

 

В ходе исследования результаты эксперимента подтвердили тот факт, что одновременно идеально низким модулем упругости и прочностью на растяжение бетонное изделие или конструкция обладать не могут. Эти две характеристики являются взаимоисключающими. Но, благодаря новым комплексным решениям и оптимизации процесса смешивания в принудительных бетоносмесителях удалось добиться относительного снижения модуля упругости. Кроме того стало возможно снижение величины растягивающих напряжений во внешней зоне защиты в процессе одностороннего нагрева бетонной конструкции. Таким образом, было создано несколько видов высокопрочных бетонов, которые нашли широкое применение при строительстве гражданских и промышленных объектов различной степени сложности. Так называемый «прорезиненный» бетон помимо устойчивости к продольным деформациям имеет еще одно важное преимущество – позволяет утилизировать старые шины, что позволяет снизить негативное воздействие на природу (решается проблема хранения и переработки отходов).

 

Ряд проведенных опытов по исследованию нового материала, показали, что небольшие напряжения и кратковременная нагрузка для бетона приводят к упругой деформации аналогичной деформации пружины. Упругость бетона увеличивается при возрастании прочности и находится в зависимости от пористости смеси, однако чрезмерное увеличение последней характеристики приводит к снижению модуля упругости. При наборе прочности (особенно на открытом воздухе) происходит весьма заметная усадка бетона, изделие или конструкция сжимается, уменьшаются линейные размеры элементов. Процесс усадки одновременно действует в нескольких направлениях, влияя на влажность, карбонизацию, контракцию бетона. Даже прорезиненная бетонная смесь при твердении в строительной опалубке испытывает усадочные напряжения. В связи с этим конструкции большой протяженности разделяют усадочными швами, что позволяет предотвратить возникновение трещин.