Palitra21.ru

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

Время твердения (схватывания, застывания) бетона в зависимости от температуры

Время твердения (схватывания, застывания) бетона в зависимости от температуры

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Полимеризация бетона

Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.

Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.

Схватывание

Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.

Отвердение

После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.

Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.

Определение времени застывания и конечной прочности бетона

Узнать сколько застывает бетон можно самостоятельно, применив всего одну математическую формулу: Rb(n) = M*(lg(n)/lg(28)),

  • M – проектная прочность бетона;
  • n – количество дней;
  • Rb(n) – прочность на n-нное количество дней.

Внимание! В расчёт не берутся первые три дня заливки, так как считается что стабильный набор прочности можно определить, начиная с 3-х суточного возраста.

Проверять на прочность бетон, время застывания его соответственно, можно путем испытания образцов разрушающим и неразрушающим методом. Оба этих метода являются ГОСТовскими, однако, больше «доверия» все-таки вызывает «раздавливание» кубиков на прессе. Результат считается верным по проверке трех образцов одной партии бетона.

Видео в этой статье более наглядно расскажет, как определяется быстро и просто скорость застывания бетона.

Можно ли ускорить процесс твердения бетона

Стройка – это всегда быстро, делать нужно все «вчерашним» днем. Во многих случаях, «не молниеносные» сроки застывания бетона не вписываются в грандиозные планы застройщиков. Сразу встает волнующий вопрос как ускорить застывание бетона, и при этом не потерять в его качестве.

На сегодня существует масса присадок и прочих ускорителей, дозируемых в смесь. При этом подобные добавки еще могут прочности и морозостойкости добавить. Главное — «прислушиваться» к тому, о чем «говорит» инструкция на упаковке от производителя.

Также можно получить быстросохнущий бетон, используя быстротвердеющий цемент. Но, это дорого, и во многих случаях цена такого куба не оправдывает вложения.

Внимание! Для каждого типа бетона разработчики рады предложить особенную добавку. Но, будьте бдительны: для ячеистых бетонов, особенно для пенобетона, пока специализированных присадок нет. Альтернатива – да, но не более. Это связано с тем, что не каждая пена может выдержать действие добавки, и неминуем распад ее структуры. Как результат: усадка, потеря объема, и качества.

Когда же стройка ведется своими руками, ведомая огромным желанием еще и сэкономить, то использование пластификаторов встает под большой вопрос. И тут просыпается пытливость, жаждущая знать, как быстро застывает бетон при использовании подручных средств.

Есть несколько вариантов:

  • использование подогретой воды, но не кипятка, для затворения бетона;
  • не экономить на цементе, брать хороший с 1 группой активности при пропаривании;
  • укутывать опалубку не только пленкой, но и техническим войлоком;
  • если площадь заливки небольшая и есть возможность устроить «паровую», то почему бы и нет – закрытое пространство, подогретый воздух и ведра с водой.
Читать еще:  Утеплить чердак по плитам перекрытия

При сушке в естественных условиях в летний период, также важно создать хороший влажностный режим. Но тогда застынет ли бетон в воде, ведь ее избыток чреват плохим качеством?

Ответ прост и однозначен – да, затвердевание произойдет. Также он не растрескается, если постоянно и обильно поливать запалубленный бетон водой. Это даже рекомендуется и активно практикуется.

Интересный факт! Для проверки прочности и активности цемента в 28-суточном возрасте, делаются стандартные для этого испытания: образцы-балочки выдерживаются все это время в емкости с водой. Конечно же, они туда помещаются уже после схватывания в естественных условиях. Только такие обстоятельства выдерживания цементных балочек считаются истинными верными. Это связано с тем, что при наборе прочности цементу необходима влага, особенно на протяжении первых 28 суток.

Так чем же отличается обычный бетон, изготовленный на том же вяжущем?

Только точно узнав, сколько сохнет бетон, и выдержав его необходимое время, можно добиться высокого качества и быть уверенным в том, что дом точно не рухнет по той причине, что когда-то всё было сделано «на глазок».

Как ускорить затвердевание бетона

Скорость твердения меняется в зависимости от марки цемента. Большое значение имеют различные химические добавки, пластификаторы, влияющие на процесс затвердевания бетонной смеси. Температура является важным фактором для замешивания бетона. Таблица выше наглядно это подтверждает.

Бывает мастерам необходимо параллельно обустраивать стыки в сборных конструкциях и проводить ремонтные работы, в таком случае скорость твердения является важнейшим фактором. Быстрое твердение обеспечивают за счет скорости нарастания в начальный период. Определенные виды бетона уже от 1 до 3 суток могут получить 70% от полной 28-дневной прочности. Опыт показывает, что конструкции с быстрозастывающим бетоном менее прочные, чем те, в которых материал застывает полное время.

Таблица ускорителей и замедлителей затвердевания бетонной смеси.

Для ускорения процесса строители добавляют специальные смеси. Здесь есть правила, которые требуется соблюдать:

  • хлорида кальция должно быть около 3% в стандартных конструкциях, и 2% — в армированных;
  • в цементе не должно быть более 2% сульфата, независимо от типа конструкции;
  • максимальное значение для нитрит-нитрата, нитрата кальция и натрия — 4%.

Конечно существуют и технические методы сокращения времени твердения. Для этого используют тепловую обработку электропрогревом. Если конструкция небольшая, то эффективно будет использовать контактный обогрев термоопалубкой. При умеренном или жарком климате воздействие электропрогрева должно длиться от 3 до 8 часов. По истечении времени аппарат отключается от сети, на следующем этапе конструкция самостоятельно сможет набрать необходимую прочность.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Бетонная смесь любого состава имеет свойство схватываться и получать необходимые прочностные характеристики при прохождении двух стадий. Соблюдение оптимального соотношения временных, температурных параметров и значений приведенной влажности имеет определяющее значение для получения монолитной конструкции с запланированными свойствами.

Стадийные характеристики процесса заключаются в:

  • схватывании бетонного состава. Время предварительного схватывания не велико и составляет ориентировочно 24 часа при средней температуре +20 Со. Начальные процессы схватывания происходят в течение первых двух часов по затворении смеси водой. Окончательное схватывание происходит, как правило, в течение 3–4 часов. Применение специализированных полимерных добавок позволяет, при определенных условиях, период начального схватывания смеси сократить до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода бывает оправданной по большей части при поточном производстве железобетонных элементов промышленных конструкций;
  • отвердевании бетона. Бетон набирает прочность, когда в его массе протекает процесс гидратации, иными словами – удаление воды из бетонной смеси. Часть воды при прохождении этого процесса удаляется при ее испарении, другая часть связывается на молекулярном уровне с составляющими смесь химическими соединениями. Гидратация может происходить при неукоснительном соблюдении температурно-влажностного режима отвердевания. Нарушение условий приводит к сбоям в прохождении физико-химических процессов гидратации и, соответственно, к ухудшению качества железобетонной конструкции.
Читать еще:  Как получают и используют доменный шлак

Зависимость от погодных условий

Бетонирование в различных погодных условиях предполагает разное время для застывания смеси.

Так, к примеру, ответ на вопрос о том, сколько сохнет бетонный фундамент при температуре не более +5 градусов, будет вдвое больше чем период застывания фундамента при температуре +20.

Ну а если температура на улице понизится до нуля, тогда на вопрос сколько сохнет бетонная стяжка на улице, вам не ответит ни одни специалист, потому что в таких условиях процесс набора прочности раствора практически останавливается.

Смесь, конечно, рано или поздно застынет, но в ней, по причине замерзания воды, образуется капиллярная система пор, которая впоследствии расширения влаги при замерзании приведет к растрескиванию монолита изнутри.

Именно поэтому специалистами не рекомендуется производить бетонирование зимой, или же делать это только используя специализированные противоморозные добавки.

Но летний период, в свою очередь, тоже имеет некоторые негативные воздействия на раствор. Высокие температуры в этот период могут вызывать преждевременное высыхание массы, что может привести к деформациям готового изделия.

В этом период необходимо особое внимание уделить процессам увлажнения строительной массы или же использовать быстросохнущие портландцементы.

Важно помнить, что застывание раствора происходит в первые несколько дней после заливки и именно это время связано с основным набором прочности бетонного изделия.

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 бетонаВремя схватывания (час)
М2002-2,5
М3001,5-2
М4001-2

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 ( 0 С)Через сколько часов начинается схватывание с момента затворения цементного раствораЧерез сколько часов завершается схватывание с момента затворения цементного раствораОбщая длительность процесса (час)
+301
+20231
6-1015-209-10
-514217

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 -10 0 С 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.

Зависимость времени набора прочности от марки бетона

Интенсивность набора прочности зависит и от марки бетона. Чем ниже марка бетона, тем выше будут прочностные характеристики. Для составов под марками М15-М150 характерна критическая прочность до 50%.

Конструкции из материалов марки М200-300 обладают значением в 40% от марочной. При этом допустимый нормативами безопасный показатель составляет 50%, а приступать к строительным работам можно только после получения отметок в 72% от заданных значений.

Для оценки прочностных показателей бетонной смеси можно воспользоваться двумя методиками:

  1. Разрушающая. Подразумевает раздавливание кубика с помощью пресса.
  2. Неразрушающая. В таком случае свойства материала определяются без разрушительных воздействий.

Вторая технология более востребована и основана на применении устройств упругого отскока, ультразвукового оборудования или ударных приборов.

Читать еще:  Как подобрать песок для пескоструйного аппарата

Уход за бетоном после заливки

Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.

Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.

Защита от испарения влаги

Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .

Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.

Обеспечение равномерной температуры

При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.

Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.

Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.

Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).

Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.

Защита от охлаждения

В зимнее время возникает задача сохранить тепло, поскольку при температуре ниже 0° С завердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.

Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).

Используются разные методы сохранения тепла:

Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).

Установка тепляков с прогретым воздухом.

Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.

Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.

Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.

Надо ли поливать бетон водой?

Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.

Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector