Почему на поверхности бетона появляются трещины и как от них избавиться

Наличие трещин в бетоне говорит о проблемах в заливке. Постараемся разобраться, почему трескается бетон, насколько серьезны повреждения. Трещины в бетоне появляются всегда, даже в новых сооружениях. Раскол бетона возникает из-за нарушения технологий либо пропорций при изготовлении раствора, возраста. Образование расщелин негативно сказывается на несущей способности стен, но полностью избежать проблемы не получится. Следует следить за шириной образовавшихся трещин и вовремя устранять их.

Причины растрескивания бетона после заливки

Четкая последовательность проектирования и изготовления монолитных фундаментов приведена в нормативных документах СП 20.13330 – СП 25.13330, ведомственных нормах ВСН, техкартах ТТК. Однако смеси, опалубки и арматурные каркасы часто изготавливаются в домашних условиях с нарушением технологий, не обеспечивается должный уход за бетоном, игнорируются геологические условия в пятне застройки.

Основными причинами, почему после заливки трескается бетон, являются нарушения технологий, эксплуатации, проектирования конструкции и даже выбора материалов.

Разделение трещин по группам

Определять, почему трескается бетон при высыхании, необходимо для того, чтобы подобрать наиболее подходящий метод устранения возникших дефектов.

Конструктивные

Если в бетоне после заливки появляются значительные расколы, причиной этому могут быть серьезные ошибки в расчетах при проектировании. Это опасные дефекты, из-за которых снижаются прочностные характеристики здания или сооружения. Бетон также трескается под действием силы тяжести из-за некачественного материала, несоблюдения правил эксплуатации.

Неконструктивные структурные

Причинами, почему треснул бетон после заливки, также могут быть пластическая усадка, уменьшение материала в процессе высыхания, ржавление арматуры, температурно-усадочные факторы.

Допустимое раскрытие трещин

Нормативы СП 28.13330 регламентируют полное отсутствие трещин исключительно в уникальных конструкциях либо в случаях, когда необходима абсолютная непроницаемость массива (находящиеся внутри газы, жидкости под давлением). Фундаменты коттеджей под эту категорию не попадают, поэтому нормируются нормативами СП 63.13330. Существует несколько видов трещин ж/б изделий, не все из которых опасны для рабочих характеристик конструкции:

• волосяные – получили название от ширины раскрытия 0,1 мм, вызваны нарушениями наружного слоя, на прочность практически не влияют;
• усадочные – преимущественно эксплуатационные (0,3 мм), не учтена геология (рыхлые, слабые, неустойчивые, насыпные грунты);
• горизонтальные – опасны для фундаментов тяжелых зданий, при излишне пучинистых грунтах, так как обычно прорезают толщу конструкции насквозь, после чего, нарушается эксплуатация арматурного каркаса.

Такие трещины часто образуются после заливки, причиной может быть некачественное виброуплотнение, разбавление бетона водой или игнорирование ухода за бетоном. Они обычно не представляют угрозы, если не превышают допустимых пределов, как показано на следующей фотографии. Заделываются специальными ремсоставами. Называются усадочными трещинами бетона (не путать с усадкой всей конструкции под нагрузкой).

Для МЗЛФ допустимо, если бетон трескается после заливки в пределах раскрытия 0,15 – 0,18 мм (ACI-224), 0,1 мм (ГОСТ 13015) либо 0,3 – 0,4 мм (немецкие нормативы для раскрытия вдоль арматуры, перпендикулярно рабочей оси, соответственно после заливки).

Методы устранения растрескивания свежезалитого бетона

• Трещины ЖБИ появившиеся до начала схватывания материала, можно устранить повторной виброобработкой;
• Трещины, возникшие в процессе схватывания и твердения, устраняются втиранием в растрескивание цемента (железнение) или ремонтного раствора;
• Сетка трещин, появившаяся через 8 часов после заливки, устраняется следующим способом. Поверхность зачищается металлической щеткой. Образовавшаяся цементная пыль удаляется. Поверхность обрабатывается ремонтным составом и после высыхания повторно зачищается щеткой или пеностеклом.

Трещины, появившиеся в бетоне после полного твердения, устраняются методом инъектирования полиуретановыми составами. Технология инъектирования заключается в подаче в трещину специальных составов, которые герметизируют трещину и формируют эластичный «шов».

Последний эффективно сдерживает дальнейшее распространение трещины под воздействием статических и динамических нагрузок.

Рассказав в этой статье почему трескается бетон, нельзя не упомянуть как предотвращать этот очень вредный процесс, который в конечном итоге приводит к полному разрушению бетонных конструкций.

• Очень часто при самостоятельно замешивании материала, неопытные строители добавляют большое количество воды. Это приводит к сильному испарению и очень быстрому схватыванию и твердение. Следствие – образование усадочных трещин. В связи с этим, воду необходимо добавлять небольшими порциями и соблюдать рекомендованную консистенции раствора, даже если кажется что он слишком густой;
• Бетонные конструкции, залитые в условиях высокой температуры воздуха и ярких солнечных лучей необходимо в обязательном порядке защищать полиэтиленовой пленкой, мокрой тканью или специальными матами. Если этой возможности нет, поверхность бетона (не менее четырех раз в течение дня) обильно сбрызгивают водой;
• Во избежание появления трещин от усадки грунта, следует строго придерживаться принятых технологий бетонных работ: уплотнение грунта, насыпка подушки, укладка армирующих поясов и т.п.

В любом случае, перед тем как начать бетонные работы, следует тщательно изучить и строго следовать теоретическим и практическим рекомендациям ГОСТ и специалистов по: выбору марки и типа цемента, виду и типу армирования, составу бетона и другим особенностям бетонных работ.

Характер и локализация трещин

Раскрытие трещин может происходить после приложения внешних нагрузок. Поэтому существует классификация данных дефектов по типу нагрузки.

• Трещина соединения – бетон разрушается параллельно стержням нижнего и верхнего пояса, мест соединения прутков. Это вызвано неправильной анкеровкой (обычно в Т-образных сопряжениях и углах) либо сжатии почвы, подъеме от перенасыщения водой или просадках. Кроме того, виной может быть ранняя распалубка, нагружение кладкой или венцами сруба неокрепшего бетона, недостаточное сечение арматуры. При таких трещинах существует опасность отслоения защитного слоя.
• Сквозная трещина – виновато центральное растяжение вне центра конструкции.
• Трещина сдвига – обычно проходит диагонально стержням каркаса, возникает из-за поперечного усилия (например, на ленту поставили поддон с кирпичом для кладки);
• Трещина изгиба – перпендикулярна оси стены, начинается у края растянутой зоны.

Пример сильных усадочных трещин, такие трещины уже опасны.

Часто возникают ситуации, когда появились трещины на поверхности от внутренних напряжений. Основной причиной в этом варианте является значительная разница температур ядра и поверхности уложенной смеси (бетонирование в жару, мороз + теплота, выделяющаяся при химической реакции цемента с водой).

Если эти напряжения превышают прочность самого конструкционного материала, трещины могут раскрыться, где угодно. Они проникают вглубь, могут закрываться самостоятельно, когда температуры слоев выровняются естественным образом.

Профилактика температурных напряжений – применение специальных цементов. Например, с пониженной теплотой гидратации (маркировка VLH), портланд цемента со шлаками (обозначение LH). Более простой способ заключается в контроле температуры бетона перед укладкой – в пределах +20 градусов.

Какие бывают виды трещин

По типу происхождения различают следующие виды трещин:

• Конструктивные. Возникают перегрузками вследствие ошибок проектирования, неправильной эксплуатацией постройки, использования неподходящих марок цемента.
• Неконструктивные. Появляются из-за нарушений технологии сушки, неблагоприятных условий кристаллизации массива бетона.
• Созданные во время пожара. Воздействия высокой температуры способствуют образованию расслоения материала вследствие расширения арматуры и большой разницы температур внешних и внутренних слоев.

Неконструктивные трещины делятся на несколько типов:

• Следствие пластичной усадки. Вызваны высокой скоростью сушки бетона. Внешне они выглядят малозаметными трещинами толщиной с волос человека длиной до 75 сантиметров.
• Последствия температурной усадки. Кристаллизация в условиях высокой температуры вызывает появление сильных напряжений, разрушающих верхний слой. Направление разрыва проходит снаружи внутрь. Ширина разрывов составляет от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров, встречаются трещины, имеющие сантиметры ширины.
• Коррозийные трещины. Образуются из-за коррозии арматурных прутков, расположенных близко к поверхности. Чаще всего являются следствием нарушения технологии заливки, неправильной сборки арматуры. Проявляются спустя несколько месяцев эксплуатации.

Возможность правильно определить, отчего потрескался фундамент, имеется не всегда. Выяснение причин появления разрывов помогает установить природу образования, позволяет определить оптимальные методы решения проблемы.

Большинство возникающих разрывов имеют неконструктивную природу и встречаются практически на всех фундаментах.

Отсутствие трещин свойственно основаниям спецконструкций высокой ответственности, созданных по особенным технологиям из специфического материала. Допустимые величины деформаций и разрывов четко определены СНиП, регламентирующими величину и глубину возможных нарушений поверхности.

Арматура

После укладки арматуры с отслаивающейся ржавчиной трещины открываются через несколько месяцев или даже лет. При несоблюдении защитного слоя или выпуска прутков в грунт (для лучшего опирания хомутов) ситуация полностью аналогична указанному случаю.

Агрессивная реклама производителей композитной арматуры направлена исключительно на увеличение объемов продаж. Укладывать ее в бетон индивидуальному застройщику не рекомендуется категорически. Например, производители указывают в качестве основного достоинства бесшовность:

• композит легко доставить в пятно застройки в виде бухты;
• однако излишняя пластичность, гибкость приводит к неприятным последствиям;
• вместо того, чтобы сразу воспринимать нагрузки растяжения, арматура вначале вытягивается;
• этого обычно достаточно для раскрытия трещин в бетоне.

Последствия применения стеклопластиковой арматуры.

Кроме того, несмотря на рифление, структура стекловолокна, углеродного композита излишне гладкая, адгезия с компонентами бетона ниже на порядок.

Порядок действий при ремонтных работах

Заделка обнаруженных в давно эксплуатируемых сооружениях повреждений осуществляется по схеме:

• уточнить ширину, глубину и характер щели, подобрать подходящий состав для ремонта и защиты бетона;
• раскрыть щель, удалить раскрошившиеся части материала, пыль, при необходимости зачистить арматуру от коррозии;
  Читайте также:  Как использовать рулонную гидроизоляцию для фундамента: выбор материалов и технология укладки
• каверна очищается водным раствором и щеткой (губкой, шприцеванием) с последующим удалением лишней влаги;
• мелкие трещины «расшить» до возможности заполнения, крупные подготовить для укрепления. Для этого выполняются бороздки под укладку армирующей проволоки (диаметр не менее 4 мм) поперек щели;
• выступающую после очистки каверны арматуру обрабатывают специальным составом для предотвращения дальнейшей коррозии;
• покрытие подлежащей ремонту поверхности грунтовкой для улучшения сцепления ремонтной смеси с существующим составом;
• непосредственная заделка. Для обширных и глубоких повреждений выполняется в несколько этапов. Если поэтапное восстановление невозможно, применяют стандартные меры для предотвращения преждевременного высыхания ремонтного состава. Чем покрыть бетон на улице от разрушения для создания требуемых условий отверждения, решается в зависимости от объема работ и погодных условий.

Дополнительно можно использовать защитное покрытие для бетона, чтобы предотвратить его разрушение в дальнейшем и образование новых повреждений. В качестве основной функции такие покрытия обеспечивают гидроизоляцию.

Выделяют разные виды покрытий.

Резиновое покрытие для бетона одно из наиболее сложных в плане приготовления раствора и использования специального оборудования и оснащения для нанесения, но имеет отличные эксплуатационные характеристики и высокую степень гидроизоляции. Особенно уместны реставрационные работы с резиновым покрытием для подвергающихся постоянному действию атмосферной и грунтовой влаги сооружений, в том числе фундаментов.

Погодные условия

Возникают трещины в бетоне часто после зимнего бетонирования обычно в зоне концентрации пустот, в которых скапливается вода либо вдоль арматуры. Меры борьбы с дефектом – качественное уплотнение наконечником глубинного вибратора до полного прекращения пузырьков, сокрытия крупных наполнителей, появления цементного молочка (воронка сворачивается практически мгновенно после извлечения виброинструмента).

Вертикальные трещины после зимовки говорят о неправильном расчете или не проведении геологии вовсе.

Следующей причиной служит ускоренное высыхание открытых поверхностей на ветру, холоде или жаре. Напряжения возникают внутри поверхностного слоя, устранить их невозможно. Требуется своевременный и качественный уход за свежим бетоном.

Трещины в бетоне: причины появления

Для лучшего понимания технологий ремонта трещин, необходимо рассмотреть виды и причины их появления данных дефектов. Трещины в бетоне классифицируют по следующим факторам:

• Глубина повреждения: волосяные, сквозные, поверхностные.
• Направление трещин: вертикальные, наклонные, горизонтальные, криволинейные и замкнутые.
• Тип разрушения бетона: сдвиг, срез, разрыв, смятие.

Причины, по которым бетонный материал начинает разрушаться:

• Усадка. Усадочные трещины в бетоне являются результатом неправильных пропорций компонентов при приготовлении раствора или неправильным уходом за свежезалитой конструкцией. Этот вид повреждений появляется в отсутствие нагрузки и характеризуется: небольшим раскрытием (до 2 мм), равномерным распределением по всей длине конструкции.
• Перепады температуры. При длине бетонной конструкции 100 метров, изменение температуры окружающей среды на 1 градус Цельсия вызывает изменение линейных размеров примерно на 1 миллиметр. В связи с тем, что в течение суток перепады температуры могут достигать 15 и более градусов, бетон растрескивается. Для устранения этого вредного явления используется технология «температурных швов». При этом расстояние между температурными швами рассчитывается индивидуально в зависимости от габаритов конструкции и других факторов.
• Осадка. Неравномерная осадка бетонных фундаментов и стен несет серьезную опасность для только что построенных сооружений. Осадка является причиной самых «нехороших» наклонных трещин. Для предотвращения неравномерной осадки, следует строго соблюдать технологию подготовки грунта и возводить коробку здания (нагружать фундамент) после естественной осадки – через 12 месяцев после заливки.
• Пучение. Явление пучения грунта происходит в зимний период. Промерзший грунт старается «вытолкнуть» здание из земли, в результате чего могут образоваться очень серьезные разрушения. Как показывает практика, линейные перемещения здания в результате пучения могут достигать 15 сантиметров. Предупредить образование трещин от пучения можно правильной глубиной заделки фундамента ниже уровня максимального промерзания грунта в данной местности.
• Коррозия стальной арматуры и неправильное армирование. В соответствии с законами химии, корродированный металл увеличивается в объеме и соответственно начинает «рвать» бетон. Также к появлению трещин может привести неправильный расчет арматурного пояса.

Некачественное сырье

Трещины могут раскрыться из-за несоответствия цемента заявленному качеству. Индивидуальные застройщики ищут дешевые цены, часто не обращают внимания на упаковку. На мешках производителя, дорожащего репутацией, в обязательном порядке имеются:

• реквизиты – можно провести экспертизу, подать рекламацию, хотя бы частично возместить ущерб;
• срок упаковки – цемент сохраняет свойства при соблюдении условий хранения 3 месяца, после чего начинает довольно резко «терять» прочность;
• соотношение воды и наполнителя – для растворов и бетонов;
• состав – добавление шлаков, величина помола существенно влияют на процесс гидратации, что актуально для теплового режима массивных конструкций, предназначенных для эксплуатации в земле и агрессивных средах.

Растрескивается бетон на поверхности сразу после заливки, в том числе, из-за пластичной усадки. Принцип этого дефекта обусловлен процессом формирования цементного камня:

• объем смеси увеличивается при выделении тепла в результате химической реакции;
• поверхность остывает и высыхает быстрее, начинает сжиматься;
• в ядре процесс длится медленнее, препятствует поверхностному сжатию;
• результатом становятся трещины по все поверхности либо отдельных участках бетона.

Отсутствует выраженная направленность, все зависит от обстоятельств. Либо возникают продольные щели толщиной 1 – 3 мм незначительной глубины. Полностью спасает от указанных неприятностей влажный компресс в первые три дня, изготовленный из периодически смачиваемых опилок, песка, ветоши.

Повреждения от пластической усадки

Схема образования трещин вследствие усадки.

Эта разновидность повреждений обычно появляется вследствие интенсивной потери влаги открытой поверхностью уложенного бетона, в результате чего происходит неравномерная усадка и уплотнение бетонной массы.

Происходит этот процесс в самом начале схватывания залитой бетонной смеси. Из-за испарения влаги поверхность раствора активно теряет объем, а середина и нижний слой уложенного бетона остаются в своих первоначальных размерах. Результатом такой усадки является появление на поверхности бетонной смеси сетки из небольших (шириной с человеческий волос) и неглубоких трещин.

Схожие с описанными явления происходят с бетоном во время выпадения осадков. Во время дождя поверхность бетона намокает, и внутрь монолита попадает определенное количество влаги. По окончании дождя и появления солнца мокрая поверхность бетона нагревается, расширяясь, и на ней могут появиться трещинки.

Также к этому типу повреждений относятся трещины, появляющиеся в бетоне под воздействием силы тяжести. Причиной появления таких трещин является недостаточное уплотнение укладываемого бетона. В этом случае получается следующее: на схватывающийся бетонный монолит действуют силы земного притяжения, и если в его теле остались недостаточно уплотненные участки, то смесь в этих участках будет продолжать уплотняться, разрывая целостность бетонного монолита.

Разбавление водой

Заказывая смесь миксерами, застройщики иногда получают сроки доставки от полутора часов. После укладки первого слоя необходимо время для уплотнения вибрационным способом. Проходит еще 1 – 1.5 часа, бетон начинает густеть, в него добавляется вода.

Большая усадочная трещина, переходящая в вертикальную. При сильном разбавлении бетона водой и неиспользовании вибратора, бывает и такое.

В этом случае трещины неизбежны, поскольку нарушаются сбалансированные растворным узлом пропорции. Снижается марочная прочность, повышается время гидратации (увеличено водо-цементное отношение В/Ц).

Вид сбоку верхней трещины.

Способы заделки трещин в бетонных элементах

Трещины, появившиеся на свежем бетоне, можно устранить одним из предложенных способов.

• Если трещины проявляются на свежем бетоне до начала его затвердевания (в течение 1-2-х часов после смешивания компонентов), то ликвидировать их можно повторным вибрированием.
• Если трещины появились уже в процессе высыхания, то устранить их можно втиранием в щели цементного или специального ремонтного раствора.
• Если трещины сеточной формы проявились приблизительно через 8 часов после затвердевания, то их можно отремонтировать следующим образом. Поверхность зачищается куском пеностекла или щеткой. Пыль с поверхности бетонного элемента удаляется щеткой или воздушной струей. Зачищенный бетонный слой обрабатывается цементными ремонтными составами. После их затвердевания поверхность повторно затирается пеностеклом или щеткой.

«Длинный перегон»

Простой миксеров обходится застройщику дорого, поэтому часто бетон сваливают в одно место, перегоняют лопатами на дальние участки без лотка. Это приводит к разделению смеси на отдельные фракции – крупный щебень лучше захватывается шанцевым инструментом, жидкость практически остается на месте.

Ярко выраженные последствия расслоения бетона.

Результатом становится неравномерная концентрация песка/щебня на отдельных участках, что не может не отразиться на качестве. Проектной прочности не будет ни на одном участке такого фундамента, щебень физически не в состоянии обволакивать арматуру, трещины неизбежны.

Превышение технологического перерыва

Рекомендованный технологический перерыв 1 – 2 часа в зависимости от конкретных условий заливки, обусловлен временем гидратации. Если очередная порция будет уложена позже указанного времени на предыдущий слой, наконечник глубинного вибратора разрушит образовавшиеся связи без возможности их восстановления.

Кроме того, крупный объем бетона на поверхности предыдущего слоя продавит формирующуюся структуру, что приведет к образованию трещин, рыхлой консистенции, не способной к восприятию нагрузок.

Что сделать, чтобы бетон не трескался

Избежать возникновения трещин, когда они уже появились, невозможно. Необходимо понимать физический смысл появления разрывов. Особенность явления состоит в скрытом режиме образования трещин.

Предотвратить их появление можно только заранее, применением правильных технологических методик, использованием соответствующих материалов, производством работ в благоприятных климатических, температурных условиях.

Технология составления раствора требует использования соответствующих количеств песка, цемента и наполнителя. Превышение концентрации связующего вещества способствует возникновению микротрещин, опасных своим количеством и незаметностью.

Кристаллизующийся бетон необходимо смачивать водой. Поверхность получает влагу, объем наружных слоев выравнивается относительно внутренних, не успевших отдать воду. Процесс засыхания сопровождается выделением теплоты, в жаркие летние дни смачивание следует производить через 2-3 часа после заливки.

Нельзя поливать водой из шланга прямой струей под напором, необходимо использовать лейку, разбрызгиватель. Оптимальный режим полива в первую неделю после заливки — один раз в 3-4 часа, в течение следующей недели — 1-2 раза в день. Смоченную поверхность накрывают полиэтиленовой пленкой, прорезиненной тканью.

Заливка бетона обязательно должна сопровождаться периодическим штыкованием с трамбовкой массива. Устранение полостей, пузырей внутри раствора позволит избежать появления деформационных напряжений, вызывающих разрыв поверхностных слоев.