Трещины от температурной усадки

В ходе реакции гидратации между цементом и водой при твердении бетона выделяется тепло. Его количество и скорость, с которой тепло образуется, определяются типом цемента и тонкостью его помола. Максимальная температура в данном случае зависит от типа и содержания цемента, условий воздействия окружающей среды, геометрических характеристик строительных элементов, материала и конструкции опалубки. Высокая температура окружающей среды ускоряет реакцию и приводит к быстрому повышению температуры разогрева бетона. Плиты, имеющие большую площадь открытой поверхности, быстро теряют тепло. Элементы с большим поперечным сечением отдают тепло медленно и могут приобретать более высокую внутреннюю температуру, чем элементы с меньшей площадью поперечного сечения. Деревянная опалубка обеспечивает лучшую теплоизоляцию, чем стальная, и поэтому при ее использовании максимальные значения температуры разогрева смеси могут оказаться выше.

По мере нагревания бетона происходит его расширение. Если это расширение каким-то образом ограничивается, например, из-за наличия ранее забетонированных конструкций, то в «новом» бетоне будут создаваться сжимающие напряжения. Эти напряжения невелики и вследствие низкого модуля упругости у «нового» бетона обычно релаксируются за счет ползучести. Как только достигается максимальная температура бетона, а это происходит через 17 — 18 часов после его укладки, бетон начинает охлаждаться и уменьшаться в объеме. При наличии элементов большой толщины это происходит намного позже. Ограничение температурной усадки является причиной развития растягивающих напряжений и возникновения трещин. Поскольку бетон, приобретающий большую прочность, обладает меньшей возможностью релаксации напряжений за счет ползучести, его модуль (модуль Юнга) возрастает и напряжения становятся значительными. Однако бетон все еще остается относительно непрочным при растяжении, и напряжения, вызываемые ограничением температурной усадки, могут привести к появлению трещин.

Последние также могут формироваться из-за разности температур в элементах большой толщины, когда поверхностный слой охлаждается и сжимается быстро, а деформации ограничиваются центральной частью элемента, в которой все еще сохраняется тепло, и поэтому на поверхности конструкции могут образоваться трещины. Когда температура по всему элементу постепенно становится однородной, поверхностные трещины обычно закрываются.