Схватывание бетона: время застывания, скорость застывания
Схватывание бетона – химический процесс, первый этап гидратации состава. При взаимодействии с водой цемент, входящий в состав бетона, твердеет, превращается в цементный камень. Вода проникает в цементные зёрна, и минералы, содержащиеся в их составе, вступают с ней в химическую реакцию и превращаются в гидросиликаты калия.
СодержаниеСвернуть
На первом этапе гидрации бетон обретает 70% крепости, а остаток набирает примерно через месяц после заливки. Этот этап важен, поскольку от него зависит, насколько прочным и безопасным будет изделие из бетонной смеси.
От чего зависит схватывание бетона
На процесс схватывания бетона влияют многие факторы. Наиболее важные среди них: вид бетона и температура окружающего воздуха.
Влияние марки бетона
Таблица ниже отображает зависимость скорости схватывания бетона от его марки.
| Класс бетона | Время схватывания (час) |
| М200 | 2-2,5 |
| М300 | 1,5-2 |
| М400 | 1-2 |
Влияние температуры
Температура схватывания бетона влияет на скорость этого процесса. Таблица ниже демонстрирует, через сколько часов он запускается и завершается в зависимости от температуры окружающего воздуха.
| Температура (0С) | Через сколько часов начинается схватывание с момента затворения цементного раствора | Через сколько часов завершается схватывание с момента затворения цементного раствора | Общая длительность процесса (час) |
| +30 | 1 | ||
| +20 | 2 | 3 | 1 |
| 0 | 6-10 | 15-20 | 9-10 |
| -5 | 14 | 21 | 7 |
Схватывание бетона при низких температурах существенно замедляется, а вместе с ним набор прочности. Важно обеспечить бетону тепло- и гидроизоляцию сразу после заливки. Слишком большая длительность этого процесса пагубно влияет на прочность и долговечность.
При высоких температурах, дополнительном подогреве скорость процесса значительно повышается, но это может негативно сказаться на его качестве. Влага испаряется слишком быстро, из-за чего страдает прочность.
На графике указана зависимость схватывания бетона от температуры:
При температуре ниже -100С не рекомендуется заливать бетонное основание при строительстве дома или иных построек на частной территории. Вода, входящая в состав раствора, замерзает и увеличивается в объёме. Так она разрушает структуру бетона изнутри, его прочность уменьшается, а процесс отвердения может вовсе прекратиться.
В промышленном строительстве заливка при минусовых температурах допустима, поскольку бетонную конструкцию постоянно подогревают.
Как можно влиять на скорость схватывания
Скорость схватывания влияет на качество бетонной смеси. Любое отклонение от стандартов негативно отражается на прочности и долговечности.
Как замедлить схватывание бетона
Отсрочить схватывание требуется в следующих случаях:
- При заливке бетона в жаркую погоду.
- При транспортировке бетонной смеси на большие расстояния.
- При затруднённом, интенсивном движении на дорогах, когда автобетоносмесителю приходится длительное время стоять в пробках.
- При поэтапной заливке бетона, чтобы смесь находилась в изначальном состоянии длительное время.
С помощью замедлителей удаётся отложить химическую реакцию между цементными зёрнами и водой на несколько часов, от 48 до 72. При этом сохраняются свойства бетонной смеси, включая прочность и долговечность. Применяются следующие замедлители схватывания бетона:
- Линамикс;
- Полипласт Ретард;
- Sika Retarder.
Как ускорить схватывание бетона
При проведении строительных работ в зимнее время и при изготовление железобетонных изделий время схватывания бетонной смеси искусственно сокращается с помощью специальных добавок. В состав добавляют ускорители схватывания бетона в нужной пропорции. Не допускается превышение предельного уровня, который устанавливается в строительных лабораториях экспериментальным путём.
Применяются следующие вещества:
- Сульфат натрия. Предельный показатель применения – 2%. Этот ускоритель применяется при изготовлении бетонных смесей и железобетонных конструкций.
- Соль азотной кислоты. Верхний лимит – 4%.
- Хлорид кальция. Предельно допустимый уровень – 3%.
Если применение ускорителей объединять с автоклавной обработкой, время на схватывание ещё больше сократится. Плиты и прочие железобетонные изделия помещаются в автоклав-парилку, где они пропариваются под большим давлением.
Чтобы бетонная смесь гарантированно схватилась в зимнее время, её готовят из предварительно подогретых материалов, а затем нагревают электротоком и паром. Смесь в процессе приготовления нагревают до 800С, после чего укрывают утеплителем, чтобы тепло сохранялось в течение 2-5 суток.
Заключение
Свежеуложенным бетонным конструкциям необходим тщательный уход: защита от вибрации, механического воздействия, резких температурных колебаний. Первые часы после заливки самые важные, поэтому с таким вниманием регулируется время схватывания бетона. С помощью специальных добавок удаётся замедлить или ускорить этот процесс при сохранении качества и долговечности состава.
cementim.ru
Время застывания бетона разных марок в опалубке, от чего зависит срок схватывания
Качество бетонных конструкций, получаемых путем заливки в опалубку, зависит от многих факторов: от класса раствора до условий ухода, к важным требованиям технологии относится соблюдение правильного времени выдержки смеси внутри опорных щитов. Приступать к следующему этапу работ разрешается только после полного вывода влаги, отвердения монолита, потери пластичности искусственного камня и достижении им марочной прочности, но снятие щитов проводится значительно раньше. Сроки схватывания зависят как от положительных, так и отрицательных критериев, самый сильный – температура окружающего воздуха.
Оглавление:
- От чего зависит скорость схватывания?
- Как ускорить процесс?
- Когда снимают опалубку?
Время твердения бетона разных марок, факторы влияния
Для обеспечения правильных условий следует понимать природу физических реакций, протекающих при гидратации цемента. Образование кристаллов алюмината кальция начинается через 5 минут после соединения сухих компонентов с водой, через 6 часов они наращивают общую решетку, еще через 2 она становится сплошной. По окончании первых суток упрочняется за счет появления более мелких кристаллов силикатов кальция и вытеснения ими остальных соединений. В процессе освобождения искусственного камня от алюминатов возрастает его прочность, 100% значение достигается на 28 день. На практике это означает, что через 6 часов бетонный раствор теряет подвижность, через сутки – пластичность, но остается хрупким в течение месяца.
Марочная прочность достигается исключительно при соблюдении всех требований технологии в момент приготовления состава и распределения его в опалубке или стяжке и обеспечении правильного ухода. Помимо 28 дней к контрольным точкам также относят 3 день (около 30 %) и 7 (50%). Существует прямая зависимость между временем схватывания бетона и его маркой: чем она выше, тем быстрее протекают процессы гидратации на начальных сроках. Для М200 – 2-2,5 часа, М300 – от 1,5 до 2, М400 – 1-2, М500 – в пределах часа. Основная стадия твердения протекает во время испарения воды из толщи раствора, застывание длится до 14-28 дней у М200, от 7 до 14 – у М300.
Процент прочности в зависимости от марки и времени созревания определяется по формуле: Rn=R28·(lg n/lg 28), где R28 – марка, n – время от начала заливки смеси в сутках, но не менее 3 дней.
Приведенные сроки будут актуальными в нормальных условиях, а именно при влажности воздуха не ниже 60% и температуре в пределах +18-22 °C. На практике они соблюдаются редко, отклонения их в ту или иную сторону изменяет не только время застывания бетона, но и его эксплуатационные характеристики. При твердении раствора при низких температурах процесс гидратации замедляется, а при отрицательных – полностью останавливается. При ее возрастании реакции ускоряются, верхним пределом является 90 °C, при его превышении вода испаряется из массы еще до образования кристаллов. Минимальной допустимой влажностью считается 60 %, при отклонении ее в меньшую сторону поверхностный слой высыхает в разы быстрее и в последствии растрескивается, обработка насыщенным паром оказывает исключительно положительное воздействие.
Помимо температурных и влажностных условий к факторам влияния на сроки твердения бетона относят:
- Качество трамбовки – чем выше плотность смеси, тем медленнее из нее выводится влага и тем лучше эксплуатационные характеристики.
- Пористость крупнофракционного наполнителя: песко-гравийные бетоны твердеют быстрее, чем шлаковые или керамзитовые.
- Наличие или отсутствие в составе пластификаторов или других примесей.
Возможность ускорения процессов схватывания и твердения
Сокращение времени набора прочности без ее снижения достигается двумя способами: путем ввода специальных примесей или создании максимально благоприятных температурных и влажностных условий. Первый метод ценится за простоту, для ускорения твердения добавляют соли азотной кислоты (не более 4% от общей массы), сульфата натрия (2%), хлоридов кальция (3%) или аналогичные противоморозные добавки. Недостаткам этого способа являются рост затрат на приготовление раствора и плохая совместимость этих веществ с металлом, что сказывается на требованиях к арматуре.
Оптимальные результаты достигаются при прогреве конструкций или ЖБИ паром, но провести такую обработку на дому крайне сложно. В частном строительстве для ускорения процессов затвердевания бетона используются формы с электроподогревом, термопушки и нагревательные маты. Помимо повышения температуры воздуха или самого монолита уделяется внимание влажностной среде: оконные и дверные проемы занавешивают, фундамент накрывают полиэтиленом или мешковиной.
При ведении работ в жару обязательно поливают водой несколько раз в сутки, создаются условия, предотвращающие потерю влаги из поверхностного слоя.
Через какое время снимают опалубку?
Определить нужную степень на глаз невозможно, в промышленном строительстве для этих целей используются специальные приборы. Индивидуальные застройщики ориентируются на условия схватывания и твердения (в первую очередь – на среднесуточную температуру воздуха), марку, тип заливаемой конструкции и величину несущих нагрузок (щиты с вертикальных стен разрешается снять раньше, чем поддержку перекрытий или лестничных проемов). Застывание бетонной смеси в массивных монолитах длится больше, легки и пористые марки набирают свою прочность быстрее.
Существует прямая связь между классом и качеством раствора и допустимыми сроками снятия. Для марки М150 рекомендуемый минимум – 50%, М200-М300 – 40, М400 и М500 – 30. При заливке перекрытий, наклонных систем, лестничных маршей и проемов это значение увеличивают на 20%. В итоге время пребывания бетона в форме составляет:
- От 5 дней и выше у фундаментов и стен при нормальных условиях застывания. В целом вертикальный демонтаж допускается уже через 4 дня при наличии тонких щелей между щитами и поверхностью конструкции. При ведении работ при температуре воздуха около +1-2 °С опалубку держат как минимум 14 дней, при +5 – от 10.
- Не менее 2 недель у перекрытий и маршей до 6 м.
- 28 дней для длинных лестничных проемов.
- До 90 дней у дамб, мостов и аналогичных усиленных систем.
stroitel-lab.ru
гидратация цемента, схватывание бетона, твердение бетона, гидратация
Многие знают, что цемент при взаимодействии с водой твердеет и превращается в так называемый цементный камень. Однако, немногие знают суть этого процесса: как твердеет, почему твердеет, что нам даёт осознание происходящей реакции и каким образом мы можем на неё воздействовать. На сегодняшний момент понимание всех стадий гидратации позволяет учёным изобретать новые добавки в бетон или цемент, так или иначе воздействующие на процессы, происходящие в период схватывания цемента и твердения бетонной или ЖБИ конструкции.
Заводы выпускающие ЖБИ или товарный бетон могут пользоваться этими добавками с огромной пользой для себя. Это и экономия электроэнергии и газа за счёт сокращения сроков пропаривания ЖБИ изделий, и снижение трудозатрат на вибрирование, и скорость оборачивания формоснастки или опалубки, и экономия цемента, и улучшение качественных характеристик товарного бетона и изделий ЖБИ. Всё это возможно за счёт применения специальных добавок для бетона или цемента. Перечень используемых на сегодняшний день добавок довольно велик, поэтому ему посвящён отдельный раздел добавки в бетон.
Вообще, в процессе набора прочности бетона присутствуют две основные стадии:
- схватывание бетона довольно короткая стадия, происходящая в первые сутки жизни бетона. Время схватывания бетона или цементного раствора существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При классической расчётной температуре 20 градусов начало схватывания цемента происходит примерно через 2 часа после затворения цементного раствора, а конец схватывания наступает примерно через три часа. То есть — процесс схватывания занимает всего 1 час. Однако, при температуре 0 градусов этот период растягивается до 15-20 часов. Чего говорить, если само начало схватывания цемента при 0 градусов начинается лишь спустя 6-10 часов после затворения бетонной смеси. При высоких температурах, например при пропаривании ЖБИ в специальных камерах мы ускоряем период схватывания бетона до 10-20 минут!
Из личного опыта могу вспомнить экстраординарные случаи, когда наши миксера с бетоном стояли и «молотили» на объекте по 10-12 часов, в ожидании разгрузки. Бетон в такой ситуации не твердеет, но происходят некие необратимые процессы, существенно снижающие его качества в дальнейшем. Мы называем это свариванием бетона. Особенно критичны такие мероприятия летом в жару. Вспомните сокращённые сроки схватывания цемента при высокой температуре, о которых мы говорили выше. Менеджеры и диспетчера Компании BESTO стараются избегать подобных казусов, но иногда происходят непредвиденные ситуации, в основном связанные с обрушением некачественной опалубки. Бетон разливается, все бегают, пытаясь его собрать, восстанавливают опалубку, а время идёт, а ещё не разгрузившиеся бетоносмесители с бетоном стоят и молотят. Хорошо, если есть куда переадресовать, а если нет? Одним словом — беда.
- твердение бетона это процесс наступает сразу после окончания схватывания цемента. Представьте, что мы при помощи бетононасоса наконец-то уложили бетон в опалубку, он благополучно схватился, и тут собственно и начинается процесс твердения бетона. Вообще, твердение бетона и набор прочности ЖБИ идёт не месяц, и не два, а годы. 28 суточный срок регламентирован лишь для того, чтобы гарантировать определённую марку бетона на тот или иной период. График набора прочности бетона или ЖБИ нелинеен и в первые дни и недели процесс происходит наиболее динамично. Почему же так? А вот как раз давайте разберёмся. Пришла пора поговорить про процесс гидратации цемента.
Минералогический состав и гидратация цемента
Мы не будем здесь разбирать сами стадии получения портландцемента, для этого есть специальный раздел, описывающий производство цемента более подробно. Нас интересует лишь состав цемента и его основные компоненты, вступающие в реакцию с водой при затворении цементного раствора или бетона. Итак. В качестве основы портландцемента рассматриваются четыре минерала, полученные в результате всех стадий производства цемента:
- C3S трёхкальциевый силикат
- C2S двухкальциевый силикат
- C3A трёхкальциевый алюминат
- C4AF четырёхкальциевый алюмоферит
Поведение каждого из них на разных стадиях схватывания бетона и его твердения, существенно отличается. Одни минералы вступают в реакцию с водой затворения сразу, другие немного погодя, а третьи — вообще не понятно зачем здесь «ошиваются». Давайте рассмотрим всех по порядку:
C3S трёхкальциевый силикат 3CaO x SiO2 минерал участвующий в процессе нарастания прочности цемента в течение всего времени. Без сомнения, он является главным звеном, хотя, в период первых суток жизни бетона у трёхкальциевого силиката есть серьёзный более шустрый соперник C3A, о котором мы упомянем позже. Процесс гидратации цемента является изотермическим, то есть — химическая реакция сопровождающаяся выделением тепла. Именно C3S «греет» раствор цемента при затворении, прекращает греть в период с начала затворения до момента начала схватывания, затем выброс тепла в течение всего периода схватывания и дальше происходит постепенное снижение температуры.
Трёхкальциевый силикат и его вклад в набор прочности бетона наиболее значим лишь в первый месяц жизни бетонной или ЖБИ конструкции. Это те самые 28 дней нормального твердения. Далее, его влияние на набор прочности цемента ощутимо уменьшается.
C2S двухкальциевый силикат 2CaO x Si02 начинает активно действовать лишь спустя месяц после затворения цемента в бетонной смеси, как будто принимая смену у своего трехкальциевого брата-силиката. В течение первого месяца жизни бетона или ЖБИ он в общем-то валяет дурака и ждёт своего часа. Это период безделья и расслабухи можно существенно сократить за счёт применения специальных добавок в цемент. Зато, его действие длится годами, в течении всего периода нарастания прочности железобетона, ЖБИ или бетона.
C3A трёхкальциевый алюминат 3CaO x Al2O3 наиболее активный из перечисленных. Он начинает кипучую деятельность с самого начала процесса схватывания. Именно ему мы обязаны за набор прочности, в течение первых дней жизни бетона или железобетона. В дальнейшем его роль в твердении и наборе прочности минимальна, но в скорости ему нет равных. Марафонцем его не назовёшь, а вот спринтером, пожалуй — да.
C4AF четрыёхкальциевый алюмоферит 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 это как раз тот самый, который — «непонятно зачем вообще здесь ошивается». Его роль в наборе прочности и твердении минимальна. Незначительное воздействие на набор прочности отмечается лишь на самых поздних сроках твердения.
Все перечисленные компоненты при затворении водой вступают в химическую реакцию, благодаря которой происходит нарастание, сцепление и осаждение кристаллов гидратированных соединений. По сути, гидратацию можно назвать и кристаллизацией. Так наверное понятней.
Благодаря стараниям учёных и научным разработкам многочисленных испытательных лабораторий и НИИ стало возможным прогнозируемое и регулируемое воздействие на процесс гидратации цемента, влияние на начало и конец схватывания, регулируемая подвижность бетона, его прочность, коррозионная стойкость и так далее. В основном это делается за счёт применения специальных добавок в бетон. Спектр доступных методов воздействия на процесс схватывания цемента и дальнейшего набора прочности бетона или ЖБИ довольно широк и более подробно он описан в разделе добавки для бетона.
Компания БЭСТО поставляет товарный бетон и раствор, изготовленные с применением самых современных добавок, позволяющих получать бетонные смеси и цементные растворы с улучшенными показателями по морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности и т.д. Современное дозирующее и бетоносмесительное оборудование помогает добиться наилучших результатов по однородности состава бетонной смеси или цементного раствора.
Надеюсь, что не загидратировал Вам мозги своими силикатами и алюминатами. С трёхкальциевым приветом, Эдуард Минаев.
www.avtobeton.ru
График набора прочности бетона — таблица по суткам
Ключевым достоинством бетонных конструкций являются их высокие прочностные свойства и надежность. В зависимости от марки материал может использоваться в различных условиях. При этом степень набора прочности зависит от разных факторов.
Процесс набора
Бетон представляет собой популярный каменный материал, который создается на основе смеси воды, вяжущей добавки и заполнителя. В его состав вносятся специализированные добавки, отвечающие за особые свойства и функции.
Созревание бетона состоит из 2 этапов:В процессе гидратации происходит образование надежных монолитных соединений, которые приобретают свойства прочного искусственного камня. Для формирования монолита требуется несколько недель (до 28 суток), а получение заводских качеств занимает до 6 месяцев.
- Схватывание. Является начальной стадией.
- Твердение. Финишная стадия.
Зная все нормы созревания, можно определить, сколько лет прослужит монолитная конструкция.
Схватывание
Использовать стройматериал сразу после заливки нельзя. Перед этим необходимо ознакомиться с графиком набора прочности бетона и спецификой каждого этапа его созревания. Нередко смесь доставляется на строительную площадку с помощью специальной техники, поэтому ее поддерживают в подвижном состоянии с помощью автоматизированного оборудования. Технология тиксотропии сохраняет базовые параметры консистенции до момента заливки, приостанавливая естественное созревание.
Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов. Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.
Для защиты конструкции от деформации необходимо позаботиться о наличии теплой опалубки. Армированные элементы тщательно прогреваются и очищаются от льда. В летний период теплая опалубка малоэффективна.
Еще некоторые эксперты используют для зимних работ специализированные добавки и теплоизолирующие материалы. Выбирая этот вариант, необходимо ознакомиться с их свойствами и инструкцией по применению.
Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:- Пар.
- Электроток.
- Известь-кипелку.
- Экзотермические цементы.
- Всевозможные ускорители.
Специалисты рекомендуют приступать к заливке раствора в формы при +20°C. В таком случае схватывание наступит через 1 час и займет не больше 60 минут. В жаркую погоду процесс происходит практически моментально.
Если применяются марки М300 и М200, а окружающая температура держится на отметке +20 °C, схватывающий процесс будет длиться в течение 1 часа.
Зная, сколько бетон набирает прочность, можно грамотно рассчитать время реализации проекта и определить приблизительные финансовые расходы.
Твердение
Следующий этап заключается в затвердевании бетонной смеси под воздействием гидратации. Процесс заключается в формировании из минералов цемента новых соединений. Если в составе раствора отсутствует влага, затвердевание будет замедлено или вовсе приостановлено, из-за чего материал не получит требуемую прочность и начнет растрескиваться.
При нормальном температурном режиме и достаточном количестве жидкости прочность будет постоянно расти. К благоприятным условиям относят температуру +20 °C и показатель влажности воздуха не меньше 90%.
Если такие требования соблюдены, процесс наращивания прочности составит 7-14 суток. За этот термин раствор получает 60-70% заявленной прочности, после чего процесс замедляется.
При выдерживании бетона в воде его прочностные свойства будут более высокими, чем при твердении на воздухе. Сухая среда способствует быстрому испарению влаги и остановке процесса. Это связано с тем, что зерна цементной смеси не успевают вступить в гидратацию. Поэтому, чтобы избежать неприятных последствий, необходимо исключить преждевременное высыхание бетона.
В процессе твердения монолита его объем постоянно меняется. Еще материал дает усадку — в поверхностных зонах она более быстрая, чем во внутренней части. В случае нехватки влажности при твердении на поверхности бетона появятся усадочные трещины. Дефекты возникают также при обильном тепловыделении.
Время набора прочности бетона зависит и от окружающей температуры. При низких отметках процесс замедляется, а при высоких — ускоряется.
Если возводимая конструкция будет подвергаться дополнительным нагрузкам или есть необходимость быстрее демонтировать опалубку, процесс твердения придется ускорить. Для таких задач задействуют специализированные добавки. Их концентрация определяется опытным путем в строительной лаборатории.
Чтобы получить заводскую прочность в сжатые сроки, необходимо правильно обслуживать раствор и поддерживать его во влажном состоянии, защищая от сотрясений, ударов и повреждений. При ненадлежащем уходе материал станет низкокачественным и уязвимым к растрескиванию.
Ключевой причиной нехватки прочности является низкая температура, которая сопровождает строителей при зимнем бетонировании.
Под воздействием холода возникают 2 проблемы:- Замедление гидратации и рост сроков набора.
- Вымерзание жидкости из состава бетонной смеси, из-за чего набор прочностных свойств приостанавливается.
При низкой температуре сроки получения прочностных свойств сильно увеличиваются, поэтому к исходному сырью добавляют специальные компоненты.
В зимних условиях инженеры задействуют противоморозные добавки, которые запускают процессы набора и снижают температуру замерзания жидкого вещества.
При необходимости ускорить твердение при высокой температуре или повышенной влажности исходное сырье подвергается прогреву. После заливки смеси поверхность бетона нужно усилить матами или щитами, которые будут удерживать температуру от гидратации и сохранять требуемые условия. Если наполнитель замерзнет, его запрещено использовать для дальнейших работ.
Электрический прогрев бетона востребован на тех строительных площадках, где имеется доступ к трансформаторам с большой мощностью. Выполнение бетонных работ с применением электрического оборудования — лучший способ получить заводскую прочность без потери эксплуатационных качеств материала.
В зимний период бетон укрывают с целью защиты поверхности от потери тепла.
Особенности набора прочности
График твердения бетона зависит от разных факторов. При опускании температурных показателей процесс замедляется, а нулевая отметка термометра приостанавливает его, поскольку жидкость в составе начинает замерзать, а качество материала ухудшается.
При отсутствии требуемого объема влаги бетонная конструкция не может получить заводские эксплуатационные свойства, а при автоклавном отвердении процесс сильно ускоряется. Наличие влаги в воздухе сокращает интервал.
График набора прочности бетона В25 определяется его составом. Составы более высокой марки твердеют быстрее, что заставляет работников приступать к обработке более оперативно. В период с 3 по 10 сутки после заливки материалу нужно обеспечивать благоприятные условия. При теплой погоде раствор укрывают водоотталкивающей пленкой, а сам камень увлажняется каждые сутки по 6-7 раз.
Смесь нужно изолировать от прямых лучей. В зимний период бетон прогревают искусственным путем и утепляют. Для этих целей используют специальное обогревательное оборудование, препятствующее замерзанию жидкости и защищающее конструкцию от осадков. Необходимо придерживаться нормативно-безопасного срока набора, который указывается в диаграммах СНиП.
От чего зависит набор прочности
Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности, выделяют:
- Марку цементной смеси.
- Пропорции воды и цемента.
- Пропорции других добавок.
- Метод уплотнения.
- Температурно-влажностный режим.
- Способ и скорость укладки.
- Качество и интенсивность увлажнения.
По мере повышения марки бетона нужно менять пропорции компонентов, поскольку от них зависят конечные прочностные свойства.
Фундаменты из высоких марок цементной смеси характеризуются повышенной надежностью, большим сроком службы и прочностью. В холодный период камень становится более прочным из-за способности выделять тепло, однако, чтобы сбалансировать график образования монолита, лучше внести в состав специализированные добавки. Они предназначаются для ускорения твердения и остановки гидратации.
С такими компонентами состав приобретает марочную прочность уже через 2 недели. На набор прочностных свойств влияет тип компонентов состава. Так, глиноземистый цемент может упрочняться даже в сильный мороз, поскольку он способен выделять в 7 раз больше тепла, чем классический портландцемент.
Важное значение отыгрывает форма и фракция зерен органических добавок. Если они обладают неправильной формой и шероховатой поверхностью, это создает благоприятные условия сцепления и повышает качество материала. По мере увеличения доли воды происходит расслоение массы.
Для ускорения процесса и сокращения термина выдержки бетона лучше воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды/цемента. Если материал не имеет хорошего уплотнения, в процессе созревания он получит не больше 50% от заявленной прочности. Используя ручные уплотняющие приспособления, можно поднять показатель на 30-40%.
График по суткам
График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства. В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%. При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.
Однако при изменении окружающих условий показания графика могут меняться. Чтобы точно определить, за сколько времени бетон полностью затвердеет, следует выполнить контрольные испытания образцов.
В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:- Выдержка бетона в опалубке.
- Созревание смеси после демонтажа опалубочной конструкции.
Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.
| Марка бетона М200-М300 (раствор создавался на базе портландцемента М400-М500) | Среднесуточная температура, при которой твердеет бетон, °C | Интервал твердения | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | |||||
| Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения) | ||||||||||
| -3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | ||||
| 0 | 5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | ||||
| +5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | ||||
| +10 | 12 | 25 | 37 | 50 | 58 | 72 | ||||
| +20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 | ||||
Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.
Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси
Ключевым документом, регламентирующим сроки и условия твердения бетона, является ГОСТ 18105-2010. Еще обработка бетона контролируется стандартом ГОСТ 26633-2012. Для промышленного возведения построек используются другие правовые акты.
Прочностные свойства бетонных конструкций зависят от многих факторов и создаются под воздействием различных условий. Задача строителей заключается в подготовке правильной бетонной смеси и обеспечении благоприятных условий для повышения прочности.
1beton.info
Access to the site is allowed only for human.
Вы используете прокси или другую странную штуку.Подтвердите что вы человек.
Отвечать нужно быстро
You are using a proxy or other strange thing.
Confirm that you are a person.
olymp.in
Твердение и набор прочности бетона
Содержание статьи:
.
Схватывание и твердение
Прочность бетона считается его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня. Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются новые соединения, и формируется бетонный камень.
При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.
Набор прочности условно делят на два этапа:
1. Стадия первая — схватывание бетона
Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.
В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что в дальнейшем значительно снижает его качества. Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.
2. Стадия вторая — твердение бетона
Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.
.
Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность
Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов называется камерой нормального хранения (НХ).
При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.
В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:
График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):
Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).
Для твердения бетона характерны следующие особенности:
- чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность;
- при температуре ниже 0°С вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются;
- при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе;
- в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента;
- при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.
Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси. При нормальных условиях твердения через 7—14 дней бетон набирает 60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.
.
От чего зависит набор прочности и твердение
На набор прочности бетона влияют множество факторов, среди них можно выделить следующие:
- тип цемента, используемого при производстве бетонной смеси;
- температура, при которой происходит твердение бетона;
- водоцеметное отношение;
- степень уплотнения бетонной смеси.
Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на твердение и набор прочности приведено ниже в виде таблицы и графиков.
Зависимость от типа цемента и температуры твердения:
Ниже приведены данные по набору тяжелым бетоном относительной прочности в зависимости от вышеуказанных двух параметров (типа цемента и температуры твердения).
Время твердения, | Тип цемента | Относительная | |||
30 оС | 20 оС | 10 оС | 5 оС | ||
1 | Б | 0,45 | 0,42 | 0,26 | 0,16 |
Н | 0,37 | 0,34 | 0,21 | 0,12 | |
М | 0,23 | 0,19 | 0,11 | 0,06 | |
2 | Б | 0,58 | 0,58 | 0,37 | 0,22 |
Н | 0,52 | 0,5 | 0,32 | 0,19 | |
М | 0,38 | 0,34 | 0,21 | 0,12 | |
3 | Б | 0,65 | 0,66 | 0,43 | 0,26 |
Н | 0,6 | 0,6 | 0,38 | 0,23 | |
М | 0,47 | 0,45 | 0,28 | 0,17 | |
7 | Б | 0,78 | 0,82 | 0,54 | 0,33 |
Н | 0,75 | 0,78 | 0,51 | 0,31 | |
М | 0,67 | 0,68 | 0,44 | 0,27 | |
14 | Б | 0,87 | 0,92 | 0,61 | 0,38 |
Н | 0,85 | 0,9 | 0,6 | 0,37 | |
М | 0,81 | 0,85 | 0,56 | 0,34 | |
28 | Б | 0,93 | 1,0 | 0,71 | 0,45 |
Н | 0,93 | 1,0 | 0,7 | 0,43 | |
М | 0,93 | 1,0 | 0,67 | 0,41 | |
56 | Б | 0,98 | 1,06 | 0,8 | 0,51 |
Н | 1,0 | 1,08 | 0,79 | 0,49 | |
М | 1,0 | 1,12 | 0,76 | 0,47 | |
М – медленнотвердеющий портландцемент;
Н – нормальнотвердеющий портландцемент;
Б – быстротвердеющий портландцемент.
Промежуточные значения – определяются интерполяцией;
1 (единица) относительной прочности – прочность бетона через 28 суток при температуре твердения 20 оС. При включении в состав бетонной смеси добавок, способных повлиять на динамику процесса твердения, – скорость набора прочности изменяется.
Зависимость прочности бетона от уплотнения и водоцеметного отношения:
podomostroim.ru
Набор прочности бетоном. Время твердения бетона.Тепловыделение цемента (бетонной смеси).
Набор прочности бетоном. Время твердения бетона. Тепловыделение цемента (бетонной смеси).
В отсутствие воды никакого набора прочности не происходит (нужно поливать). То есть высохший бетон перестает набирать прочность и замерзший бетон перестает набирать прочность (нужно нагревать или использовать присадки-добавки). Если бетон потом нагреть или разморозить он продолжит набирать прочность, но наберет ее тем больше от номинала, чем позже произошла остановка твердения.
Считается, что при температуре 20 °С бетон (при доступе влаги = если не высох) набирает марочную прочность за 28 суток по волшебной формуле:
| Прочность бетона на день n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней |
За первые трое суток при нормальных условиях бетон набирает не более 30% марочной прочности.
Через 1-2 недели (7-14 суток) бетон при нормальных условиях набирает 60-80% марочной прочности.
Через 4 недели (28 суток) бетон при нормальных условиях набирает 100% марочной прочности.
Через 3 месяца (90 суток) бетон при нормальных условиях набирает 120% марочной прочности.
В дальнейшем, при доступе влаги, бетон продолжит набирать прочность, но очень медленно.
Снижение температуры сильно замедляет твердение бетона, если не применять специальные добавки. Повышение температуры резко ускоряет твердение бетона, но следут не допускать высыхания бетона. Если бетон греть водяным паром при температуре 80oС в течение 16 часов, то бетон наберет 60-70% марочной прочности (заводская пропарка — изготовление свай и т.д.)
Нагревать бетон свыше 90 oС нельзя.
Теперь последует важное замечание:
Схватывание и твердение цемента это экзотермические процессы, т.е при наборе прочности бетоном выделяется весьма существенное количество тепла, что на практике увеличивает риск высыхания бетона и существенно снижает риск замерзания бетона.
Характерными (оценочными) величинами тепловыделения являются:
200 кДж = 50 ккал на каждый килограмм портландцемента за 7 суток.
200 кДж = 50ккал на каждый килограмм глиноземистого цемента за 1 сутки .
tehtab.ru