Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температура бетона

Температура бетона

Температура бетона — очень важный момент. Температура бетонной смеси должна быть в пределах от +5⁰С до +30⁰С. При температуре +5⁰С процесс твердения бетона сильно замедляется. Замедляется и первая фаза – схватывание, и последующий набор прочности. Если среднесуточная температура бетона +5⁰С, то нужно вдвое больше времени, чтобы бетон набрал такую же прочность, как при +20⁰С.

При температуре близкой к 0⁰С, бетон практически перестает набирать прочность, а если замерзнет свежий бетон, то могут произойти невозвратимые структурные разрушения. Реакция гидратации идет долго, вода не сразу вся реагирует с цементом, и несвязанная вода при замерзании образует в бетоне поры и капилляры. Замерзшая в этих капиллярах вода увеличивает свой объем до 9% и разрушает бетон, разрывая кристаллическим льдом связи цементного камня с зернами заполнителя. Результатом будет сильное снижение прочности бетона после оттаивания, этот бетон уже никогда не наберет марочную прочность.

Технологические особенности процесса

Набор прочности бетона в зависимости от температуры может происходить быстро или медленно. По нормативам ГОСТа и СНиПа нормальные условия для правильного твердения бетона составляют 15-25° тепла и 90-95% влажности. Если температура заливки бетона больше 25°, необходимо вводить повышающий коэффициент.

Для измерения температуры набора прочности бетона используют специальные технические термометры. Они бывают разных видов: инфракрасные, биметаллические, беспроводные.

Процесс созревания бетона можно разделить на два этапа:

  • Схватывание – внутренние химические процессы в растворе уже начинаются, но сама смесь все еще сохраняет подвижность. Постоянное помешивание раствора на этом этапе не дает начаться процессу твердения. Срок схватывания напрямую зависит от температуры окружающий среды: при +20° – схватывание начинается через 1,5 – 2 часа и длится около часа, а при 0 – +1° процесс запустится лишь через 6 – 10 часов и будет длиться около 15-18 часов.
  • Твердение бетона начинается сразу после схватывания. Для того чтобы раствор набрал прочность, соответствующую маркировке продукта, необходимо подождать от двух недель до нескольких месяцев. Существует прямая зависимость прочности бетона от температуры окружающей среды – чем холоднее на улице, тем дольше будет нарастать прочность.

Спустя месяц после заливки набор прочности не заканчивается, а продолжается еще несколько лет. 28 дней необходимо лишь для набора заявленных характеристик.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

На твердение бетона оказывают влияние многие факторы.

Цемент

Состав, активность, свежесть цемента напрямую влияют на набор прочности:

  1. Активность цемента. Активностью называется предел прочности цементных образцов на сжатие в возрасте 4 недель. Для набора прочности имеет значение тонкость помола и гранулометрия. Мелкие частицы быстрее смачиваются водой и способствуют быстрому твердению, а частицы средней фракции влияют на прочность, которая будет набрана к концу 4-й недели. Крупно смолотый цемент хуже вовлекается в реакции гидратации, и даже в готовом бетоне остаются непрореагировавшие с водой цементные зерна, что, конечно, плохо отражается на прочности готового бетонного камня.
  2. Свежесть цемента. Цемент, каким бы качественным он ни был, при хранении очень быстро теряет свои характеристики, особенно, если материал хранился открытым при высокой влажности воздуха. В этом случае уже через 3 месяца прочность снижается для суточных образцов на 62%, а для образцов в возрасте 28 суток — на 23%. Интересно, что добавление пластификатора в таком случае позволяет получать качественный бетон даже из лежалого цемента.
  3. Химический состав клинкера и примеси, которые могут увеличивать или уменьшать активность того или иного типа цемента.
Читать еще:  Все варианты отделки лестниц: дерево, бетон, металл

Водоцементное соотношение

Цемент и вода в бетонной смеси находятся в определенном соотношении, и выдержать правильную пропорцию очень важно.

Для определенного количества цемента нужно определенное количество воды, а именно, отношение воды к цементу должно равняться 0,3. В этом случае воды достаточно, чтобы весь цемент вступил в реакцию, и не было излишков свободной воды. Однако в этом случае получается очень жесткая бетонная смесь, с которой практически невозможно работать. Поэтому обычно берут водоцементное соотношение 0,45–0,55. Но, если в стремлении сделать смесь более подвижной и удобоукладываемой, добавляют слишком много воды, она остается в непрореагировавшем состоянии, испаряется и оставляет в бетоне поры, которые в итоге негативно влияют на его прочность.

Вот почему для увеличения подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси используют специальные добавки — пластификаторы. Добавление пластификатора позволяет экономить цемент, воду и при этом получать качественный прочный бетон (при меньшем количестве цемента в смеси бетон с пластификатором сохраняет запроектированную прочность).

Говоря о подвижности смеси, нужно упомянуть и методы ее уплотнения, которые напрямую влияют на набор прочности. Если бетонная смесь не относится к «самоуплотняющимся», она требует уплотнения виброобработкой или другими методами. В противном случае в бетоне остаются полости и раковины, снижающие его прочность.

Зависимость набора прочности от температуры и влажности воздуха

Заметное влияние на набор прочности бетона оказывают температура и влажность окружающего воздуха.

Оптимальными являются следующие показатели:

  1. температура воздуха 18–20°С;
  2. влажность воздуха около 100%.

Как было рассмотрено выше, большое значение для процесса набора прочности имеет вода. Именно она обеспечивает реакции гидратации, приводящие к образованию прочной кристаллической структуры бетона. При слишком низкой температуре (ниже 0°С) вода, которая еще не успела прореагировать с цементом, замерзает. Реакции гидратации прекращаются, а замерзшая вода увеличивается в объеме, провоцируя появление микротрещин, снижающих прочность бетона. При слишком высокой температуре воздуха либо слишком низкой влажности воздуха бетонная смесь быстро и неравномерно пересыхает, что в итоге также приводит к замедлению или прекращению реакций гидратации.

Поэтому уход за бетоном после укладки, особенно, если условия далеки от оптимальных, необходим.

В случае слишком высокой температуры и низкой влажности воздуха бетон поливают водой и накрывают пленкой, чтобы удержать влагу.

При бетонировании в условиях низких температур используют целый спектр мероприятий (по отдельности или в комплексе), которые можно разделить на три основные группы:

  1. Сохранение естественного тепла, которое выделяется во время реакций гидратации (эффективно для массивных конструкций с малой площадью охлаждения). При этом бетон замешивается на теплой воде и заполнителях и после укладки укрывается теплоизолирующими материалами.
  2. Обогрев уложенного бетона при помощи электродов, инфракрасного излучения и других методов.
  3. Применение противоморозных добавок.

Из всех этих методов наиболее передовым можно считать именно применение противоморозных добавок, которые можно комбинировать с методом термоса или прогревающими мероприятиями.

В отличие от обогревающих и прогревающих мероприятий, противоморозные добавки позволяют вести бетонные работы при очень низких (–20°С) температурах без ущерба для прочности готового изделия. Они часто сочетают свойства пластификатора и ускорителя твердения бетона, позволяя экономить цемент и получать удобную в работе бетонную смесь.

Набор прочности бетона зависит от состава бетонной смеси, пропорций, метода замеса и укладки, а также ухода за уложенным бетоном. Применение специальных добавок позволяет управлять этим процессом и получать предсказуемые результаты. Немаловажен тот факт, что экономическая выгода от применения добавок значительно превышает затраты на них. К примеру, экономия средств при масштабном строительстве благодаря применению пластификатора может оставлять сотни тысяч рублей. Учитывая, что применение добавок позволяет гарантированно получить нужный результат, нет никаких сомнений в целесообразности применения современных добавок.

Оптимальные условия для затвердевания раствора и комплекта прочности

Затвердевание цементосодержащих смесей есть сложным физико-химическим явлением, в ходе которого портландцемент, вступая во сотрудничество с водой, образует новые соединения.

Данная химическая реакция происходит неспешно, поскольку вода попадает в цементную массу с маленькой скоростью. Это наблюдение растолковывает долгие сроки твердения бетона. Так как кроме того по окончании нескольких месяцев твердения, определённое количество цементных зерен лишь вступает в реакцию с водой.

Учитывая то, что скорость твердения бетона от температуры зависит, появляется возможность ускорить процесс в разы. Для этого направляться создать благоприятные условия, при которых процесс схватывания и комплекта прочности смеси будет протекать более интенсивно.

Читать еще:  Как правильно покрывать бетонную стену морилкой

Оптимальная температура затвердевания бетона образовывает +22 °С при относительной влажности окружающего воздуха около 90%. К примеру, такие условия создаются при камерном производстве ЖБИ, но помимо этого эти параметры температуры и влагосодержания смогут быть созданы при посыпке поверхности бетона увлажненным песком либо при орошении водой.

В оптимальных условиях нарастание прочности твердеющего бетона протекает быстро и уже в течение 1- 2 недель по окончании изготовление материал набирает свыше 60%прочности, которая могла быть достигнута в течение28-дневного твердения в обычных условиях.

Принципиально важно вовремя проконтролировать данный процесс и не допустить предстоящего пересыхания поверхности, периодически орошая ее водой. Так, мы предоставит шанс цементосодержащему раствору достигнуть заданной прочности по всей своей толщине.

Влияние температуры и влажности на твердение бетона неоспоримо. Более того, несоблюдение технологических предписаний не только очень плохо отражается на качестве готовых конструкций, но и может обернуться множественными разрушениями бетона.

Дело в том, что в ходе затвердевания материала, из его толщи высвобождается громадной количество жидкости и происходит усадка. Если не обеспечить оптимальные параметры температуры и влажности, на поверхности материала смогут появиться микротрещины, и потребуется резка железобетона алмазными кругами для устранения повреждений.

Контроль интенсивности твердения материала при помощи особых добавок

Как уже было сказано, рост прочности цементосодержащего раствора в ходе подсыхания в значительной степени зависит от температурных показателей. Так,к примеру, твердение бетона при низких температурах замедляется, тогда как увеличение температуры содействует ускорению процесса.

Так как длительность процесса комплекта прочности имеет принципиальное значение при проведении строительных работ, данный показатель время от времени искусственно ускоряется.

Как ускорить комплект прочности бетона без негативных последствий для его качества?

Для этих целей используется ряд добавок-ускорителей, каковые добавляются своими руками в состав на этапе изготовление смеси. Так как использование особых добавок видится в основном в промышленном постройке, их содержание в составе определяется не умелым методом, а технологическими нормами, апробированными в лабораторных условиях.

В большинстве случаев, содержание добавок-ускорителей для обычного твердения бетона должно быть в следующих пределах:

  • нитрит-нитрат-хлорид кальция, нитрат кальция, нитрат натрия, нитрит-нитрат кальция и нитрит-нитрат-сульфат натрия — 4%,
  • сульфат натрия — 2%,
  • хлорид кальция— от 2 до 3%.

Принципиально важно: С полным списком рекомендаций по применению добавок,ускоряющих твердение и комплект прочности в цементосодержащих растворах, возможно ознакомиться в СНиП III-15—76.

Контроль интенсивности твердения материала при помощи обогрева либо применения теплоизолирующих опалубок либо оболочек

При изготовлении сборного железобетона зимой для ускорения твердения активно используется тепловая обработка бетона при помощи электричества, пара либо утеплённой опалубки.

Принципиально важно: Существенно сократить сроки, нужные для твердения смеси, без ущерба для готового результата возможно комбинируя принудительный прогрев и использование добавок-ускорителей.

Громаднейшую популярность сейчас взяли способы прогрева бетона с применением электричества. И это неудивительно, поскольку такие методы контроля температурных параметров цементной смеси несложны в реализации и наряду с этим достаточно действенны.

К технологиям электрического прогрева смеси возможно отнести:

  • электродный способ;
  • использование греющих петель;
  • способ обогрева в опалубке;
  • индукционный нагрев;
  • инфракрасный обогрев;
  • обогрев с применением жидкостных установок.

Потому, что график твердения бетона в зависимости от температуры может претерпевать значительные трансформации, рассмотрим методику контроля температуры раствора при помощи электродного способа и прогрева с применением греющих петель.

Электродный способ

При помощи электродного прогрева возможно значительно ускорить темпы прогрева бетона кроме того при минусовых температурах внешней среды. В ходе прогрева через толщу материала пропускается электричество, в следствии чего происходит выделение тепла.

В большинстве случаев, такая методика используется при изготовлении вертикально расположенных конструкций и ЖБИ, конечно для горизонтально расположенных поверхностей с маленькой площадью.

К преимуществам этого метода возможно отнести:

  • простоту закладки греющих петель;
  • безопасность эксплуатации;
  • сжатые сроки твердения раствора кроме того в негативных климатических условиях;
  • низкая цена реализации прогрева.

Но, имеется и недостатки, среди которых:

  • Значительные энергозатраты, поскольку нужна подача тока с мощностью не меньше 1000 кВт из расчета на 3—5 м? цементного раствора. Очевидно, такими параметрами энергообеспечения может похвастать не каждая строительная площадка.
  • По мере подсыхания, раствора прогрев требует большего напряжения либо вовсе делается неосуществимым.
Читать еще:  Когда и как снять строительную опалубку с фундамента?

Обогрев с применением греющих петель

Таковой метод контроля температуры бетона работает по принципу предельного тока на кабеле и используется в основном при формировании цементных перекрытий и цементных стяжек.

Среди преимуществ метода направляться отметить возможность действенного прогрева смеси изнутри на всех этапах ее твердения. Среди недостатков отметим сложность проведения монтажа, и возможность разрушения изоляции провода в ходе подсыхания смеси.

Что влияет на прочность?

Затвердевшая в условиях строительной площадки бетонная смесь может давать отличные от лабораторных результаты. Помимо качества цемента и заполнителей на характеристику влияют:

  • условия транспортировки;
  • способ укладки в опалубку;
  • размеры и форма конструкции;
  • вид напряженного состояния;
  • влажность, температура воздуха на всем протяжении твердения смеси;
  • уход за монолитом после заливки.

Качество смеси и ее прочностные характеристики ухудшаются, если при производстве работ совершались грубые нарушения технологии:

  • доставка производилась не в миксере;
  • время в пути превысило допустимое;
  • при заливке смесь не уплотнялась вибраторами или трамбовками;
  • при монтаже была слишком низкая или высокая температура, ветер;
  • после укладки в опалубку не поддерживались оптимальные условия твердения.

Неправильная транспортировка приводит к схватыванию, расслоению и потере подвижности смеси. Без уплотнения в толще конструкции остаются пузырьки воздуха, которые ухудшают качество монолита.

При температуре 15°-25°С и высокой влажности в первые 7-15 суток бетон достигает прочности 70%. Если условия не выдерживаются, то сроки затягиваются. Опасно как охлаждение смеси, так и ее пересушивание. Зимой опалубку утепляют или прогревают, летом поверхность монолита увлажняют, накрывают пленкой.

На заводах ЖБИ осуществляют пропаривание или автоклавную обработку конструкций, чтобы уменьшить время набора прочности. Процесс занимает от 8 до 12 часов.

Чтобы определить, насколько характеристики конструкции соответствуют проектным, а также при обследованиях и мониторинге технического состояния зданий проводят проверку прочности бетона. Она включает лабораторные испытания образцов, неразрушающие прямые и косвенные методы исследования объектов.

Факторы, влияющие на погрешность измерений при контроле и оценке прочности бетона:

  • неравномерность состава;
  • дефекты поверхности;
  • влажность материала;
  • армирование;
  • коррозия, промасливание, карбонизация внешнего слоя;
  • неисправности прибора — износ пружины, слабую зарядка аккумуляторной батареи.

Самый информативный способ проверки бетонных конструкций — изъятие образцов из тела монолита с последующим их испытанием. Такой метод сводит к минимуму ошибки, но достаточно дорог и трудоемок. Поэтому чаще пользуются более доступными исследованиями с помощью приборов, измеряющих зависимые от прочности характеристики — твердость, усилие на отрыв или скол, длину волны. Зная их, можно с помощью переходных формул вычислить искомую величину.

График набора прочности бетоном в зависимости от температуры окружающей среды

Нормальными условиями твердения бетона считается диапазон температур +15…+25°C. Если запланировано твердение бетонного продукта при более высоких температурах, вводится повышающий коэффициент на расход цемента:

  • +26…+29°C – 1,03;
  • +30 и выше – 1,06.

Представление о влиянии температуры на набор прочности бетона обеспечивает следующий график:

Естественные условия твердения бетона

Твердение бетона в естественных условиях является наиболее распространенным вариантом, который используется чаще всего. Причина заключается не только в доступности, но и минимальных затратах на осуществление подобного способа. Как уже говорилось, стандартное время на твердение бетона в естественных условиях — это около 28 суток, пока состав набирает прочность. Важным моментом является именно процентное соотношение в смеси вяжущего материала и воды.

Между ними происходит химическое взаимодействие, способствующее набору прочности. Частицы цемента начинают скреплять между собой все элементы заполнителя, обеспечивая монолитную массу. Вне зависимости от условий твердения, соотношение воды и вяжущего материала всегда строго просчитывается и соблюдается. Если того или иного компонента будет недостаточно, это приведет к существенной потере во всех эксплуатационных характеристиках. Все пропорции представлены в специализированных документах, позволяющих на их основе создать материал с широким диапазоном показателей. Естественное твердение бетона используется в теплый период года, при создании конструкций, заливаемых непосредственно на строительной площадке. К данной категории относятся различные типы фундаментов, как наиболее популярный класс монолитных объектов.

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетона

Основным документом, в котором прописаны правила контроля прочности бетона, определены его сроки и условия твердения, является ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Также бетонные работы регламентируются ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

В промышленном строительстве процесс набора прочности бетона может регулироваться локальными правовыми актами, к примеру, правилами производства работ.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector