Ранние усадочные трещины

В течение нескольких первых часов после укладки бетон остается пластичным и практически не имеет прочности. Вода в нем может относительно свободно перемещаться. Наименее плотные компоненты (воздух и вода) стремятся подняться вверх, по направлению к поверхности, а более тяжелые материалы во время уплотнения перемещаются вниз под действием силы тяжести. Перемещение воды вверх известно как «выступание цементного молока на всей поверхности бетона». Вода, дошедшая до поверхности, испаряется. Это испарение происходит быстрее при высоких температурах и/или низкой влажности, особенно при наличии активного движения воздуха. Если вода испаряется с поверхности быстрее, чем выступает на ней, то ее уменьшение в бетоне приводит к снижению объема поверхностного слоя, который пытается дать усадку, но свобода деформации ограничивается нижележащими слоями, не утратившими еще влагу до такой же степени. В результате такого ограничения свободы деформаций происходит развитие растягивающих напряжений в поверхностном слое. Поскольку бетон все еще находится в пластичном состоянии и имеет очень низкую прочность, появляются трещины неправильной формы.

Ранние усадочные трещины чаще образуются в горизонтальных бетонных и железобетонных перекрытиях. Они начинаются в виде мелких трещин на поверхности и проходят затем, как правило, вдоль арматуры в виде групп рядом лежащих трещин.

Если расстояние между ними значительно, то больше становится и их ширина. Трещины, однако, ограничиваются глубиной верхнего слоя бетона и чаще всего не доходят до арматурного каркаса. Трещины от пластической усадки могут образовываться как в неармированном бетоне, так и в железобетоне. Они обычно имеют ширину 1 — 2 мм, длину 300 — 500 мм и глубину 20 — 50 мм, но при определенных условиях могут проходить по всей толщине элемента. Характер трещинообразования обычно случайный, но на него может повлиять направление, в котором проводились отделочные работы (например, разглаживание материала).

Предотвратить образование подобных трещин можно путем уменьшения чрезмерного испарения воды с поверхности бетона. Поскольку трещины образуются в бетоне, когда цементный камень еще находится в пластичном состоянии, они чаще всего проходят через него, а не через частицы прочного заполнителя. Практические рекомендации Американского института бетона указывают на возможность усадки растворов и бетонов при высыхании при скорости испарения воды с поверхности более 1 кг/м2/ч; усадка маловероятна при скорости испарения менее 0,5 кг/м2/ч.

Например, в тоннелях инженерных коммуникаций относительная влажность колеблется от 50 до 98 %, температура ремонтного раствора может изменяться от 15 до 40 °С, а скорость перемещения воздуха при активном проветривании доходит до 25 км/ч ( 7 м/с). Из этого видно, что один и тот же раствор может в различных условиях быть практически безусадочным или иметь значительную усадку.