Температура и время схватывания бетона
Для прочности бетонной конструкции условия твердения материала не менее важны, чем качество компонентов раствора и правильное их соотношение. Если нарушается оптимальная температура застывания бетона или времени схватывания бетону дается слишком мало, и начинаются последующие работы – высок риск появления дефектов. Самые распространенные и нежелательные последствия – недобор марочной прочности, растрескивание и микротрещины, большая усадка и прочее.
И наоборот, если график набора прочности бетона соблюдается, поддерживается правильная температура бетона при наборе прочности, но и конструкция получается прочной и надежной. Создать оптимальные условия для материала – не сложно. И сегодня мы расскажем о том, сколько застывает бетон в опалубке и при какой температуре бетон набирает прочность.
Время застывания бетона
Точного ответа на вопрос «Сколько бетон набирает прочность?» нет. Все зависит от состава, добавок, климатических условий и десятков других факторов.
Универсальным показателем, за какое время бетон набирает прочность, считается 28 дней. Именно такая скорость набора 90-100% прочности бетона, при нормальных условиях – то есть при температуре окружающей среды +20 градусов и относительной влажности воздуха от 80 до 90%.
Время набора прочности бетона распределяется неравномерно. В первые 7-14 дней после заливки раствор набирает до 90% своей прочности. Затем процесс замедляется, и оставшееся прочность набирается в течение следующих 14 дней.
Набор прочности бетона по суткам
Марка бетона М200 – М300 | Среднесуточная внешняя температура для бетона, в градусах Цельсия | Интервал твердения, сутки | |||||
1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | 28 | |
Прочность бетона на сжатие (процент от марочного показателя) | |||||||
-3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | 25 |
5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | 65 | |
+5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | 77 |
+10 | 12 | 25 | 27 | 50 | 58 | 72 | 58 |
+20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 |
+30 | 35 | 55 | 65 | 80 | 90 | 100 | — |
Как видите, застывание бетона, в зависимости от температуры, может занимать как менее 28 дней, так и более это срока. Например, набор прочности бетона 70 процентов при температуре +5 наступает только примерно на 25 сутки, а при +20 – уже на 6.
Определить точно, сколько суток бетон набирает прочность, можно только в том случае, если известны десятки влияющих на это факторов – от состава раствора, до погоды на местности.
ВАЖНО. (таблицу лучше не заменять при публикации на картинку, а залить именно таблицей)
Время схватывания бетона в зависимости от температуры
Оптимальные условия для заливки бетона – от +15 до +20 градусов. Но это слишком короткий промежуток, и строители адаптируются под погоду в Санкт-Петербурге и области. Конечно, заливать бетон можно как в более низкую, так и в более высокую температуру, но, соблюдая определенные правила.
Скорость застывания бетона зависит от температуры: если погода слишком жаркая, или наоборот, холодная, то период высыхания бетонного раствора укорачивается или увеличивается. Это связано с процессом гидратации, от правильного протекания которого зависит надежность будущей конструкции.
Именно поэтому в жаркую погоду бетон защищают пленкой, во избежания излишнего испарения влаги, а также поливают. А в холодное время наоборот, утепляют и обогревают.
Сколько схватывается бетон в холодное время
Застывание бетона при низких температурах занимает существенно более продолжительное время. При температуре ниже 0 гидратация прекращается совсем – бетон не набирает прочность при минусовой температуре. Минимальная температура застывания бетона составляет +5 градусов, при более низких показателях термометра обязательно используются противоморозные добавки. Подробнее – в нашей статье «Как заливать бетон зимой».
В среднем, при температуре воздуха +5 градусов, бетон набирает около 80% прочности через 28 дней после заливки.
Как набирает прочность бетон на жаре
Бетон заливают даже в жаркую погоду. Но при работах жарким летом стоит проводить заливку быстро, в один этап. Залитый бетон укрывается пленкой, для предотвращения скорого испарения влаги, а также защищается от прямых солнечных лучей. Кроме того, бетон регулярно поливается. Если температура слишком высокая – от +30, то могут использоваться добавки, замедляющие процесс схватывания.
Сколько времени должен высыхать бетон
Оттого как правильно высыхает бетон, зависит его прочность и долговечность. При организации строительного процесса учитываются нормативы СНиП, регламентирующие время, отведённое для набора твёрдости. В среднем считается, что на высыхание бетона уходит 28 дней при температуре 20 ℃. На это влияет несколько факторов. Сколько бетону сохнуть, и отчего это зависит — в этой статье.
Заливка бетоном фундамента для небольшого сооружения
На период застывания влияют марка цемента, пропорции в растворе, влажность, температура, технология замеса, плотность заливки и соблюдение эксплуатационных норм. Больше гравия – смесь быстрее избавляется от излишней воды, больше шлака – меньше испарение.
Калькулятор расчета прочности бетона
Рассчитать нарастание прочности бетона марки до В12 (М200) на портландцементе, при температуре 15 ℃ и влажной среде, можно калькулятором.
Учитывая популярность бетона М200, калькулятор окажется хорошим подспорьем. Для расчета используется формула с эмпирической зависимостью: Rb(n)=R28* log(n)/log(28). Ознакомиться с ней вы сможете ниже по тексту. Заметим, что результат получается достаточно точный начиная с 7 дня.
- 4 сутки – 42%. Спустя 3-ое суток можно ходить по бетону.
- 7 день – 58%. Прочность достаточная для снятия опалубки.
- 14 – 79%. В некоторых случаях считается возможным, начинать строительство.
Важно. Использование калькулятора в расчетах для бетонов высокой прочности будут расхождения.
На графике наглядно представлен набор прочности по дням в зависимости от температуры.
График высыхания бетона в зависимости от температуры
Стадии высыхания
После укладки бетона происходит две стадии:
- схватывание (загустевание);
- твердение (упрочнение).
Время схватывания
Схватывание бетона – процесс кратковременный и длится около одного часа. Первичный набор твёрдости происходит благодаря химической реакции — гидратации.
Гидратация цемента — это химическая реакция цемента с водой, при которой происходит образование кристаллогидратов. Бетон теряет пластичность и выдерживает незначительные нагрузки. В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень.
Качество процесса гидратации в бетоне в зависимости от количества воды
Цемент – это основной компонент в бетоне. Его марка и количество воды, добавленной в смесь, напрямую влияют на скорость отвердевания и прочность.
Состав цемента сложен, в него добавлены:
- алюминаты;
- кальциевые силикаты;
- алюмоферриты.
При контакте с водой, протекающие химические реакции, идут с выделением тепла. В период схватывания бетона это увеличивает скорость гидратации.
Важно! Отношение количества воды к количеству цемента для нормального протекания процесса, должно составлять 0,3–0,5.
Для марок М200 и М300, популярных в строительстве, время схватывания 1–1,5 часа. С уменьшением температуры сроки увеличиваются до 5 часов, а если на улице «ноль» или «минус» – бетон застынет спустя 10 часов. При жаре сцепка происходит за полчаса, и смесь переходит в стадию отвердевания.
Марка и состав бетона
Стадия отвердевания
Процесс длится в среднем по бетонам до 28 суток и после его завершения образуется монолит с заданными характеристиками. Ещё мягкий бетон становится неподвижен, подвергаясь кристаллизации, приобретая соответствующие марке параметры жёсткости. Прочность бетона зависит и от времени затвердевания. Для расчёта динамики прочности используется формула:
Rb(n)=R28(lg(n)/lg(28))
где Rb(n) – прочность бетона на день n, n ( не менее трех ) – количество суток после заливки, R28 – марочная прочность.
Набор прочности бетона (при температуре 20 °С):
- 3 дня – около 40%
- 7–14 дней — от 60-80%
- 28 дней – 100%
Различают нормативно-безопасную прочность, она определяет, через сколько суток можно ходить по бетону или снимать опалубку, и полную прочность, наступающую к 28 суткам.
На заметку. При добавке в состав смеси модификаторов можно уменьшить время отвердения и бетон способен набрать марочную прочность в течение двух недель.
Зависимость высыхания от внешних факторов
Ключевыми факторами, влияющими на время застывания смеси, являются климатические — температура и влажность, но нужно учитывать и марку бетона. Эти параметры влияют на то, через сколько суток бетон наберёт прочность, достаточную для начала дальнейших работ.
Температура
Оптимальная температура для высыхания бетона – 20–22 °C. Если температура выше – бетон схватывается и набирает твёрдость быстрее. Но быстрая потеря влажности ведёт к образованию пустот в монолите и как следствие, снижению качества изделия.
При холодной погоде гидратация снижается, а с минусовой температурой практически полностью останавливается. Для поддержания процесса применяют искусственные (химические или механические) меры стимуляции.
К химическим мерам относят внесение добавок в раствор. Таковыми являются:
- карбонат калия (поташ);
- хлористый кальций;
- хлористый натрий и другие.
Присадки влияют на растворимость цемента, и кристаллизация идёт быстрее.
К механическим способам ускорения высыхания относятся:
- применение тепловой пушки;
- использование электричества;
- устройство утеплённой опалубки;
- укрытие полиэтиленом для задержки тепла.
В таблице приведена зависимость отвердевания бетонной смеси M200–M300 от внешней температуры.
Температура (°C) | Время затвердевания (сут) | ||||
3 | 5 | 7 | 14 | 28 | |
Прочность % | |||||
30 | 65 | 80 | 90 | 100 | – |
20 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 |
10 | 37 | 50 | 58 | 72 | 85 |
18 | 28 | 35 | 50 | 65 |
Влажность
Влажность напрямую воздействует на гидратационную способность. При низкой – замедлится застывание, высокой – ускорится. Нормальные условия для высыхания залитого бетона определены в 80–100%. Недостаток увлажнённости компенсируют поливкой или покрыв всю поверхность увлажнёнными опилками или песком.
Марка бетона
На отвердевание бетона влияют пропорции и состав смеси. Чем больше в ней пористых материалов (керамзит, шлак), тем медленней испарение и дольше высыхание.
Чем выше марка, тем быстрее протекает процесс упрочнения бетонной конструкции. Но и в этих случаях рекомендуется выдержать перед началом работ не менее 28 суток.
Уход за залитым бетоном
Уложенному бетону потребуется правильный уход. После заливки следует создать нормальные условия для высыхания и отвердевания бетона, в частности, защиту от дождя, солнца (ультрафиолета).
Срок полного высыхания
Время, необходимое для полного высыхания, зависит от ряда факторов. Важную роль в этом процессе играет температура, масса залитого бетона и его расположение. Приведенные в таблице выше данные показывают, что чем выше температура, тем быстрее набирается прочность. При 30 °C время высыхания сокращается до двух недель, однако такая ускоренная сушка скажется на качестве.
Здесь нужно сделать уточнение – желательно чтобы время высыхания бетона совпало со временем набора прочности, а это 28 дней. При соблюдении правил ухода за уложенным бетоном, конструкция получится прочной и без дефектов.
В жаркую погоду, чтобы замедлить высыхание, бетон проливают водой, а зимой – ускоряя высыхание, утепляют и согревают. То есть искусственно регулируется время для полного преобразования цементного раствора в гидросиликат кальция.
При правильном уходе, пескобетон М150 в помещении сохнет все те же 28 дней, что и бетонная стяжка на улице. Этот же срок отпущен для ленточного фундамента в опалубке. Однако ко всему нужно подходить с рациональной точки зрения. Например, стяжка может продолжать набирать прочность, а отделочные работы можно начинать с 4–7 дня.
Таблица времени набора прочности бетона М200-М300 на портландцементе М-400, М-500. Фундамент, залитый бетоном М200-М300, через 14 дней набирает около 90% прочности (при 20 °C), а вам достаточно половины от полной
В промышленном строительстве массивные бетонные конструкции сохнут 90 дней и дольше.
Для массивных фундаментов срок выдержки может быть увеличен
В частном строительстве таких ограничений нет. Если бетон застывает в земле и прохладную погоду, то срок высыхания увеличится, но ждать больше положенного срока не нужно.
К чему приведёт нарушение технологии
Если не полностью выдержать время и преждевременно нагрузить бетонную конструкцию, то уже в самом начале эксплуатации возможны проблемы:
- Появление трещин. Наибольшие проблемы с фундаментом. Приводит к появлению трещин в перекрытиях и стенах – вплоть до сквозных. Даже если у бетона М400 время застывания меньше, не стоит спешить в снятии опалубки и начале строительных работ.
- Деформация. Небольшое повреждение. Связано с недостаточным временем сушки бетона. Сказаться может на отделочных работах: отсыпается штукатурка, отходит плитка. Такие ошибки, как правило, связаны с фундаментами, находящимися в опалубке или земле. На сушку этих конструкций нужно давать немного больше времени.
Следует руководствоваться требованиями СНиП при заливке и выдержке бетонной смеси. Актуальный на сегодняшний день свод нормативов СП 70.13330.2012, пришедший на замену СНиП 3.03.01-87.
Как ускорить высыхание
Ускорить высыхание бетона можно несколькими способами. Их применяют, если они не нарушают технологию строительства. Они уже упоминались, их два:
- Нагрев на 10 °C ускоряет реакцию в 2–4 раза, например, набор прочности при 60 °C и скорость отвердевания вырастут в 16 и более раз. За 12 ч плавного нагрева можно набрать 90–100% «марочной» прочности.
- Внесение в смесь добавок: карбонад калия, хлористый кальций и натрий.
Безопасно бетонировать и зимой в мороз, но после заливки нужно в течение трёх суток поддерживать температуру смеси от +10 °C. Достичь этого можно укрыв конструкцию и установив воздушную пушку или, до заливки раствора, уложить по всему объёму электрический нагревательный элемент.
Прогрев бетона электрическим кабелем ПНСВ
Как проверить прочность бетона самостоятельно
Точные параметры о прочности бетона можно получить в лаборатории. Взятые пробы подвергают испытаниям с использованием измерительных приборов. Существуют переносные приборы измеряющие прочность бетона с помощью ультразвука, но они очень дороги и приобретать для домашнего использования их не целесообразно.
Ультразвуковой прибор для контроля прочности бетона «ПУЛЬСАР-2.2»
Но оценить насколько прочным получился залитый бетон можно и самостоятельно.
Для более достоверного результата измерение нужно проводить в нескольких местах. Для этого возьмите молоток весом 400–600 грамм и ударьте тупой частью и средней силы в выбранное место.
По глубине выемки можно судить о прочности:
- вмятина 2 мм и глубже – бетон М50;
- 1 мм – бетон М75;
- маленькая вмятина – бетон М150;
- отсутствие видимых повреждений – бетон М200 или выше.
Во второй части испытания нужен будет острый предмет типа зубила. Опыт повторяется с ударом по зубилу и по остаточным следам делается вывод:
- зубило застряло в бетоне – марка ниже М50;
- скол на 10 мм – бетон М75;
- 5 мм – марка М100;
- мелкие осколки – марка М200;
- отсутствие повреждений – бетон М300 или выше.
Можно оценить прочность бетонной конструкции по звуку, исходящему из неё при ударе. Глухой звук говорит о низкой прочности бетона, звонкий — о высокой.
Нужно ли выстояться бетону
Распространённой ошибкой некоторых строителей является мнение, что бетонному сооружению перед началом строительства необходимо выстояться. Следуя этому утверждению, фундаменты нужно заливать осенью, чтобы дать ему перезимовать. Считается, что за это время бетонное сооружение дополнительно набирает прочность и «усаживается».
Однако это не подтверждается нормативными документами и необходимости, выжидать более 28 дней, нет. Кроме того, оставлять в зиму ненагруженный фундамент вредно и даже опасно. На некоторых видах почвы, супесь или суглинки, лёгкий фундамент без труда будет выталкиваться замёрзшим грунтом. Это приводит к его деформации и появлению трещин.
Заключение
Каждый случай заливки бетонной конструкции индивидуален. При строительстве или ремонте важно правильно спланировать все этапы. Это сведет к минимуму потери по времени. При заливке фундамента или стяжки правильно оцените нужное время для застывания бетона. В будущем это поможет избежать неприятностей с ним. А в завершении темы посмотрите видео: «Сколько твердеет бетон».
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.
Стадии набора прочности бетонной конструкцией
Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.
Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.
Стадия схватывания
В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.
Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.
Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.
При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.
В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.
Стадия твердения
Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.
Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.
Стандартный срок затвердевания бетона
Стандартное время застывания бетона составляет 28-30 дней. Нормальные условия для отверждения — температура +15…+22°С и влажность 60-100%. Длительность отверждения зависит от условий процесса, марки бетона и наличия дополнительных добавок в растворе.
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.
Продолжительность реакций для бетона разных марок
Марка материала | Время схватывания, часов | Время твердения, суток |
М100 | 3-3,5 | До 30 |
М200 | 2-2,5 | 14-25 |
М300 | 1,5-2 | 7-14 |
М400 | 1-2 | 4-7 |
М500 | 2-4 |
Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.
Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:
- для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
- для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
- для М400, М450 и М500 — 30%;
- для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.
Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.
Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.
Специальные добавки
Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.
Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:
- Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
- Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.
При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.
В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.
Набор прочности бетона в зависимости от температуры
Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.
При высоких температурах
В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.
Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.
Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.
В прохладное время
При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.
При отрицательной температуре
Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.
Набор прочности бетона при различных температурах
Срок застывания, суток | Доля от 28-суточной прочности, достигнутой при оптимальных условиях твердения | |||||
При -3°С | При 0°С | При +5°С | При +10°С | При +20°С | При +30°С | |
1 | 3 | 5 | 9 | 12 | 23 | 35 |
2 | 6 | 12 | 19 | 25 | 40 | 55 |
3 | 8 | 18 | 27 | 37 | 50 | 65 |
5 | 12 | 28 | 38 | 50 | 65 | 80 |
7 | 15 | 35 | 48 | 58 | 75 | 90 |
14 | 20 | 50 | 62 | 72 | 90 | 100 |
28 | 25 | 65 | 77 | 85 | 100 |
В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.
Снижение вязкости раствора
Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.
Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.
Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.
Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала
Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.
При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).
Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.
Предельная температура компонентов бетонного раствора
Вид цемента | Максимальная температура воды для затворения, °С | Предельная температура наполнителя, °С | Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С |
Глиноземистый | 40 | 20 | 25 |
Портландцемент марки М400 и выше |
Рекомендации по ускорению процесса
Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.
Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.
При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.
Набор прочности бетона в зависимости от температуры и прочих факторов
Своим основным качеством — прочностью — бетон обязан реакциям гидратации, которые запускаются после того, как цемент смешивают с водой.
Из чего состоит бетон
Основным компонентом, который обеспечивает характеристики готового бетона, является цемент. Это вяжущее водного твердения, которое в присутствии воды образует прочную кристаллическую структуру, но на это требуется время.
Второй важный компонент бетонной смеси — вода, которая и запускает реакции гидратации. Постоянное присутствие воды — важный фактор, без которого набор прочности не будет происходить должным образом.
Также в состав бетонной смеси вводят крупные и мелкие заполнители ( гравий или щебень и песок соответственно).
Условия твердения бетона
Твердение бетона подчиняется определенным законам.
Быстрее всего процессы набора прочности идут в первые часы после укладки бетонной смеси. Затем эти процессы замедляются, причем, тем дальше, тем более медленно они протекают. Таким образом, хотя основной набор расчетной прочности происходит на 28-е сутки, очень медленное твердение бетона продолжается еще в течение многих месяцев.
Можно выделить две стадии набора прочности бетона:
- схватывание;
- твердение.
Схватывание бетона
Это первая стадия набора прочности, которая происходит в течение первых суток после замеса.
Интересно!
Если бетонную смесь перемешивать, она не схватывается. Это свойство позволяет транспортировать бетон в течение довольно длительного времени. Также, в случае, если необходимо продлить срок «жизни» бетонной смеси, используются пластификаторы. Они позволяют повысить пластичность и подвижность смеси, предотвратить ее расслаивание, сделать ее податливой и удобной в работе. К тому же, пластификатор позволяет уложить бетонную смесь более плотно (иногда даже без применения специальной обработки), «выгоняет» из нее воздух, благодаря чему минимизируется как количество пор, так и их диаметр, и в итоге бетон получается более плотным и прочным. Повышаются также такие его характеристики, как водонепроницаемость и морозостойкость.
Скорость схватывания бетона зависит от температуры воздуха. Так, при температуре около 20°С схватывание начнется примерно через два часа после замеса, а процесс займет около часа. При температуре окружающего воздуха около 0°С схватывание начинается лишь через 6–10 часов после замеса и занимает порядка 15–20 часов. Напротив, при повышенной температуре схватывание происходит очень быстро.
Важно!
Иногда требуется, чтобы схватывание и твердение бетона происходили быстрее. Например, необходимость в этом может возникнуть, если бетонные работы проводятся зимой, при низких температурах (когда, напротив, эти процессы сильно затормаживаются). В этом случае помогают в строительных работах ускорители твердения бетона. Благодаря добавлению ускорителей твердения бетон быстро набирает критическую прочность, после чего ему уже не страшны низкие температуры.
Твердение бетона
После первой стадии — схватывания — наступает черед, собственно, твердения бетона или набора прочности.
Этот процесс, постепенно замедляясь, продолжается в течение месяцев и даже лет. Но расчетная прочность достигается на 28-е сутки.
В процессе твердения бетона различают два важных момента:
- набор критической прочности;
- набор распалубочной прочности.
Критическая прочность бетона: что это такое
Критическая прочность бетона особенно важна в зимнее время. После достижения критической прочности бетону уже не страшны морозы. Если бетон замерз до достижения критической прочности, то, хотя после оттаивания он продолжит твердение, в итоге получится менее прочный бетон, чем было запроектировано.
Какую прочность считать критической, определяет проектная документация. Обычно она составляет 30–50%, иногда 70% от расчетной.
Распалубочная прочность
Распалубочной прочностью называют такую прочность, при достижении которой можно снимать опалубку. Она бывает разной для разных типов конструкций и обычно составляет не менее 50%, но, в основном, 70–80% от расчетной прочности.
Скорость набора бетоном распалубочной прочности играет важную роль, поскольку быстрый набор распалубочной прочности ускоряет оборот оборудования и увеличивает темпы строительства.
От чего зависит набор прочности бетона
На твердение бетона оказывают влияние многие факторы.
Цемент
Состав, активность, свежесть цемента напрямую влияют на набор прочности:
- 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.
- 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.
- Химический состав клинкера и примеси, которые могут увеличивать или уменьшать активность того или иного типа цемента.
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:
- температура воздуха 18–20°С;
- 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:
- 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.
- Обогрев уложенного бетона при помощи электродов, инфракрасного излучения и других методов.
- 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.
Консультируем по применению наших продуктов в будни с 9.00 до 18.00. Подскажем где купить в Вашем регионе.
8 (800) 550-52-82
НАБОР ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
Один из важнейших показателей качества несущих конструкций – прочность бетона. При сжатии, по ГОСТу, она должна находиться в пределах М50-800. Наиболее востребованными являются марки М100-500.
ГРАФИК НАБОРА ПРОЧНОСТИ
Время, нужное для набора бетоном оптимальных показателей прочности, определяется разными условиями. Его называют периодом выдерживания бетонного раствора. Только после полного затвердевания на конструкцию наносят защитный слой. График набора прочности выявляется по времени, за которое состав затвердеет окончательно.
Стандартное время затвердевания бетона составляет 28 суток. Наибольшая интенсивность затвердевания проявляется в первые пять дней. После недельного срока показательно прочности составляет 70% от окончательной. При этом запрещается продолжать строительство. Работы возможны только спустя 28 суток.
Бетон заливают в разных условиях. Именно они и сказываются на сроке набора прочностных показателей. Во время теплого сезона состав сначала выдерживают в опалубке. Затем бетон дозревает без нее.
Благодаря этому бетон набирает необходимые физические показатели. Если работа проводится в холодное время, достичь нужной марочной прочности можно при дополнительном обогревании материала. Полимеризация замедляется, если температура окружающей среды снижена.
Часто выбирают пескобетоны, соотношение связующего вещества и воды в которых довольно низкое. Это позволяет ускорить набор прочностных показателей и сократить временной интервал выдержки. Если сделать соотношение воды с цементом ¼, сроки затвердевания можно сократить вдвое. Этой же цели добиваются и при добавлении пластификаторов.
Для создания надежной и прочной конструкции стоит соблюдать все требования выбранной технологии. Процесс проходит в две стадии. Первая отражает процесс схватывания материала. Набор прочности представляет собой вторую стадию.
СТАДИЯ СХВАТЫВАНИЯ
Бетон начинает схватываться уже в первые сутки. Температура напрямую влияет на сроки отвердевания состава:
- Теплая погода. Летом, когда на улице стоит средняя температура +20-25 градусов, на схватывание уходит всего час. Процесс начинается спустя 2 часа. Общее время схватывания – 3 часа.
- Прохладное время. В случае похолодания и завершения момент начала и окончания этого процесса немного сдвигается. Схватывание при таких условиях занимает около суток. Когда на улице нулевая температура, бетон начинает схватываться после 6-10 часов с момента изготовления смеси. Процесс длится 20 часов.
Смесь еще обладает подвижностью на первой стадии. За это время легко изменить форму конструкции, оказав на нее механическое воздействие. Возможно продление схватывания за счет тиксотропии (способности состава разжижаться при механических воздействиях). Этот механизм позволяет снизить вязкость раствора. Когда материал перемешивается в бетономешалке, сохранить его на первой стадии можно значительно дольше.
СТАДИЯ ТВЕРДЕНИЯ
Когда стадия схватывания завершена, бетон начинает затвердевать. Максимальный срок, на который может растянуться этот процесс, может составить несколько лет. Однако узнать марку бетона получится уже спустя месяц. Важно учесть интенсивность набора прочности при разных внешних условиях. В первые трое суток прочность достигает 30% от марочного значения.
На вторую неделю состав приобретает 70% от конечного показателя. После трех месяцев прочность достигает 90%. Впоследствии затвердевание существенно замедляется.
Спустя три года, показатель вдвое превышает значение, определенное спустя 28 суток после заливки. Благодаря специальной таблице легко узнать, сколько прочности в процентном соотношении наберет бетон при конкретной температуре за выбранный промежуток времени.
КОНТРОЛЬ ЗА НАБОРОМ ПРОЧНОСТИ
В первую неделю бетон обогревают, увлажняют, проводят тепло- и гидроизоляцию. Особенно важно правильно увлажнять раствор. При температуре воздуха от 25 до 30 градусов бетон нагружают уже спустя неделю после заливки.
Чтобы узнать, как эффективно бетонное изделие будет справляться с нагрузками, используют специальные приборы. Благодаря им можно определить прочность. Устройством для ее определения рассчитывают предельные нагрузки, допустимые для бетонного изделия или кирпича. Чтобы определить показатель, пользуются двумя методами:
- Разрушающий способ. Часть готового материала в форме кубика раздавливают под прессом.
- Неразрушающий метод. При его использовании параметры бетона измеряют без разрушительных воздействий.
Большей популярностью отличается второй способ. Для этой цели используют устройства упругого отскока, приборы с ультразвуковой технологией или ударного отскока.
При помощи портативных измерителей можно точно определить нужный параметр, не затрачивая много времени. Существуют разные механизмы, которые отличаются принципом работы. Приборы отличаются функционалом:
Электронные. Точны, могут фиксировать 5 тыс. измерений единовременно. Электронные измерители отличаются принципом воздействия на измеряемый материал.
Электронные. Точны, могут фиксировать 5 тыс. измерений единовременно. Электронные измерители отличаются принципом воздействия на измеряемый материал.
Схватывание и твердение бетона
Бетонная смесь – пластичный материал, в котором после его укладки в опалубку происходят сложные физические и химические процессы. В результате образуется бетон – прочный и долговечный искусственный камень. В бетоне любого состава набор марочной прочности протекает в две стадии – схватывание и твердение. Длительность каждого этапа определяется множеством факторов, основные из них: состав смеси и температурно-влажностный режим. В стандартном варианте набор марочной прочности бетона длится 28 суток. Многие внутренние процессы продолжаются и по истечении 28 суток, но их влияние на прочностные и другие характеристики искусственного камня, в основном, незначительно.
Время схватывания бетона – стандартное и измененное
Начальное схватывание бетонной смеси в стандартном варианте (при температуре +20 °C и влажности 95%) осуществляется в течение двух первых часов после затворения сухих компонентов смеси водой. Один из химических компонентов бетона – трехкальциевый алюминат 3CaO*Al2O3. Он интенсивно реагирует с водой и влияет на формирование первичных связей в искусственном камне. После окончания схватывания это соединение на прочность материала не влияет.
Использование специальных полимерных добавок обеспечивает очень быстрое схватывание бетона – процесс длится несколько десятков минут. Но такой метод обычно используют только при серийном производстве ЖБИ.
Сроки застывания бетонов различных классов прочности
Класс бетона по прочности на сжатие | Примерная длительность схватывания, час |
В 15 (М 200) | 2-2,5 |
В 22,5 (М 300) | 1,5-2 |
В 30 (М 400) | 1-2 |
На начало схватывания и длительность процесса влияет температура воздуха. Если при +20 °C схватывание в общем случае начинается через 2 часа после затворения цемента водой и длится час-два, то при температуре 0 °C схватывание начинается через 5-6 часов после приготовления пластичного продукта и длится 9-10 часов. Слишком длительное схватывание негативно влияет на конечные прочностные характеристики. Высокие температуры окружающей среды провоцируют ускоренное схватывание смеси из-за быстрого испарения воды, что также негативно сказывается на прочности искусственного камня.
В каких случаях может понадобиться отсрочка начала схватывания:
- проведение бетонирования в жаркую погоду;
- перевозке приготовленной в заводских условиях пластичной смеси на дальние дистанции;
- длительное нахождение в пути из-за автомобильных пробок;
- изготовление высокомарочных смесей, с высокой концентрацией портландцемента;
- заливка смеси этапами, в этом случае необходимо, чтобы приготовленная, но неизрасходованная смесь сохраняла рабочие характеристики.
Замедлить схватывание смеси и, одновременно, сохранить ее рабочие характеристики позволяют заменители схватывания «Линамикс», «Полипласт Ретард», «Сика Ретардер». Предотвратить схватывание можно постоянным перемешиванием смеси, поэтому на удаленные строительные площадки пластичный материал доставляют бетоносмесителем с постоянно вращающейся емкостью. Но время сохранности рабочих характеристик смеси, даже при перемешивании, ограничено, особенно в жаркую погоду.
Ускорители схватывания используют при зимнем бетонировании и изготовлении железобетонных изделий. При этом в лабораторных условиях должно быть установлено допустимое количество добавок. Функции ускорителей схватывания и последующего твердения бетона выполняют:
- сульфат натрия – не более 2% от общей массы бетона;
- соль азотной кислоты – не более 4%;
- хлорид кальция – до 3%.
При прогреве изделий из бетона, осуществляемом в автоклаве под высоким давлением, сроки схватывания и последующего набора прочности существенно сокращаются. Для гарантированного эффективного схватывания бетона при зимнем бетонировании, наряду с добавками ускорителей, применяют предварительный нагрев смеси до +80°C, а затем прогрев электрическим током и паром, укрытие теплоизоляционными материалами.
Твердение бетона – скорость процесса в зависимости от условий
После схватывания бетонной смеси начинается этап ее твердения, происходящего за счет удаления свободной воды из смеси. Часть жидкости испаряется, а часть связывается в стойкие химические соединения. Нормальные условия твердения бетона, обеспечивающие баланс между испаряющейся и связываемой водой: температура воздуха – +18…+25 °C, влажность на поверхности бетонной конструкции – не менее 90%. Требуемые условия влажности достигают с помощью увлажнения бетонной поверхности и ее укрытия гидроизоляционными материалами – полиэтиленовой пленкой или рубероидом.
Повышенная температура окружающей среды ускоряет испарение жидкости, что мешает полноценной гидратации, а это снижает прочность на сжатие и формирует неравномерность прочностных характеристик в наружных и внутренних слоях бетонной конструкции.
Если в процессе твердения бетон подвергся замораживанию, возможны два варианта влияния минусовых температур на прочность искусственного камня. После замораживания и последующего размораживания бетон, не достигший критической прочности, теряет прочностные характеристики на 50% более. Материал, достигший критической прочности, после размораживания продолжает набор прочностных характеристик до нормативной величины. Критическая прочность выражается в процентах от марочной прочности бетона и зависит от его класса:
- В 7,5, В 10 – 50%;
- В 15-В 27,5 – 40%;
- В 30-В 40 – 30%.
Если речь идет о массивных тяжелонагруженных бетонных конструкциях, то критическая прочность, независимо от класса бетона, принимается равной 70%.
Есть еще одно понятие прочности – распалубочная, то есть достаточная для снятия опалубки. Обычно она составляет 70% от марочной величины, но может иметь другое значение, указанное в проектной документации. Преждевременное снятие опалубки негативно влияет на прочность искусственного камня, а передерживание – увеличивает сроки строительства и его стоимость.
Способы ухода за свежеуложенным бетоном с целью обеспечения нормальных условий схватывания и твердения
Соблюдение правил ухода за бетоном обеспечивает нормальные условия схватывания смеси и набор марочной прочности с оптимальной скоростью. Мероприятия по уходу за бетонной конструкцией после заливки и уплотнения бетонной смеси:
- Защита от слишком интенсивного испарения влаги с поверхности бетонного элемента, которое приводит к разности давлений в толще бетона и на его наружной части, а, следовательно, трещинообразованию. Для этого блок закрывают полиэтиленовой пленкой, рубероидом, брезентом. Могут использоваться опилки и песок при условии их регулярного смачивания.
- Обеспечение равномерного температурного режима по всему объему бетона при его твердении. Особенно это важно при заливке массивных конструкций. Комплекс технологических мероприятий по выравниванию температуры на поверхности и в толще конструкции указывается в проектной документации. Он может включать искусственное охлаждение с помощью поверхностного полива блока холодной водой или посредством системы труб-змеевиков.
- Защита от низких температур при твердении бетона до набора критической прочности. Эти мероприятия необходимы при зимнем бетонировании. Для обеспечения нормальных условий гидратации цемента используют: введение противоморозных добавок, утепление конструкции теплоизоляционными материалами, прогрев стальными проводами, электродами, инфракрасными лучами, устройство тепляков с прогреваемым воздухом. Часто сочетают несколько технологических приемов.
За какое время бетон застывает в опалубке?
Примерное время, за которое бетон, залитый в опалубку, достигает определенного значения прочности можно определить по графикам и таблицам, представленным в нормативных документах.
Таблица зависимости времени набора прочности бетонами классов В 15-В 22,5, приготовленных с использованием цемента марок М400 и М500, от температуры окружающей среды
Срок твердения, сутки | Среднесуточная температура окружающей среды, °C | ||||
+5 | +10 | +20 | +30 | ||
Прочность на сжатие в % от нормативной марочной прочности | |||||
1 | 5 | 9 | 12 | 23 | 35 |
2 | 12 | 19 | 25 | 40 | 55 |
3 | 18 | 27 | 37 | 50 | 65 |
5 | 28 | 38 | 50 | 65 | 80 |
7 | 35 | 48 | 58 | 75 | 90 |
14 | 50 | 62 | 72 | 90 | 100 |
28 | 65 | 77 | 85 | 100 | – |
Точную картину набора прочности бетонной конструкцией можно получить с помощью образцов, схватывание и твердение которых осуществляется в тех же условиях, что и основной элемент.
Твердение бетона в зависимости от температуры
Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Процесс твердения бетонного раствора относится к значимым этапам производства строительных работ. От его продолжительности, в конечном итоге, зависит прочность монолитной конструкции. После заливки смеси в опалубку, по графикам или таблицам устанавливается приблизительное время застывания бетона, в зависимости от температуры и влажности окружающего воздуха. Также учитывается проектная марка искусственного камня.
Время твердения бетона в зависимости от температуры.
Что влияет на сроки твердения бетонной массы.
Температурно-влажностный режим играет огромную роль в процессе схватывания и отверждения бетона. В жаркие дни поверхность монолита смачивают водой, чтобы цементному порошку хватило жидкой составляющей для полноценного завершения химических реакций. В таких условиях схватывание камня происходит гораздо быстрее, чем при низких температурах. Следует принимать во внимание тот факт, что минусовые значения и недостача воды способны даже остановить застывание растворной массы.
Лабораторные исследования показали, что оптимальной температурой окружающего воздуха для начала и продолжения процесса твердения бетона является 20-30 градусов. При этом влажность на его поверхности должна составлять не менее 90 процентов, что достигается путем полива и накрытия глыбы полиэтиленовой пленкой или рубероидом. Описанные условия позволят камню набрать 70-типроцентную прочность в течение первых пяти-семи дней после заливки опалубки. Марочные же показатели достигаются через две-четыре недели.
Скорость твердения бетона в зависимости от температуры.
Конечно же, лабораторные условия перенести в реальность не представляется возможным. На открытых площадках температура и влажность постоянно меняются в зависимости от:
- времени суток;
- сезонных изменений;
- климатических особенностей;
- наличия атмосферных осадков и т.д.
Фактически, набор бетоном прочности на сжатие происходит намного дольше 28 суток, но последующий процесс твердения продвигается настолько медленно по сравнению с первой семидневкой, что после четырех недель его в большинстве случаев не принимают во внимание. Хотя при неблагоприятных условиях, спровоцированных низкой температурой, сроки застывания увеличивают на несколько дней, а то и недель.
Твердение бетона.
В промышленных условиях заливку бетона допускается выполнять при минусовых температурах. Для предотвращения замерзания воды в растворе и для ускорения отверждения бетонной массы, производится ее принудительный прогрев. Нередко в раствор подмешивают специальные добавки.
Частным застройщикам рекомендуется заливать монолитные конструкции в летний период года, когда среднесуточная температура не опускается ниже 15-20 градусов.
Проведение работ следует планировать заранее. Важно позаботиться о том, чтобы срок застывания бетона закончился раньше наступления холодных ночей. В случае понижения среднесуточной температуры до уровня +5 градусов, находящийся в процессе твердения камень накрывают теплоизолирующими материалами, а при угрозе появления заморозков – над монолитной глыбой устанавливают парник.
Сроки твердения бетона в зависимости от внешних факторов.
Как упоминалось выше, продолжительность застывания бетонной массы увеличивается по мере снижения температуры окружающего воздуха. В идеале, бетон марки М300 набирает стопроцентную прочность на сжатие при +20 градусах через 28 суток, тогда как при среднесуточных показателях температуры в пределах +5 градусов прочность за четыре недели сможет достичь лишь 77 процентов. Рассматривая графики твердения бетонного камня, представляющие собой выгнутые линии, можно с уверенностью сказать, что в последнем случае срок набора проектной прочности увеличится вдвое по сравнению с предыдущим вариантом.
График твердения бетона в зависимости от температуры.
В определенных случаях пригрузка бетонных конструкций разрешается после 50-процентного отверждения монолита. Здесь зависимость прочности от температуры выглядит следующим образом:
- при +20 градусах должно пройти более 3 суток после заливки опалубки;
- при +10 градусах – не менее 5 суток;
- при +5 – 8 дней и более.
В жаркую погоду, когда столбик термометра поднимается выше 30 градусов, для набора 55-процентной прочности может понадобиться всего лишь 48 часов. Но при столь быстром застывании бетона нагружать конструкцию рекомендуется, все же, не раньше чем через 4-5 суток. В таком случае лучше будет перестраховаться, чем переделывать работу.
Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.
Как правило, нормальной температурой твердения бетона принято считать 15 – 20°. Чем ниже температура, тем медленнее нарастает прочность. Если отметка падает ниже ноля, бетон будет твердеть только в том случае, если в воду добавлены соли, которые снижают точку замерзания.
В случае, когда бетон начал твердеть, а затем замерз, после оттаивания процесс продолжится. Если замерзшая вода изначально не повредила структуру бетона, то прочность материала значительно возрастет.
Твердение при высоких температурах.
В условиях повышенной температуры бетон затвердевает быстрее, особенно если процесс происходит в условиях повышенной влажности. При высоких температурах сложно защитить бетон от высыхания, потому нельзя нагревать его сильнее 85°. Пример исключения – обработка в автоклавах паром под высоким давлением на заводах.
Прочность бетона, который твердеет при разных температурах (скорость не имеет значения), приблизительно определяется по проектным показателям бетона R28 умножением на коэффициенты таблицы С. А. Миронова (см. таблицу). R28 затвердевает при нормальной температуре за 28 дней.
Производство работ и основные требования к бетону в зимний период.
Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.
В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток.
Негативное влияние низких температур.
Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.
Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок.
Обеспечение правильного твердения бетона зимой.
Стимулировать процесс можно двумя путями:
- используя внутреннее тепло бетона;
- передавая дополнительное тепло извне.
В первом случае нужно использовать только быстротвердеющие высокопрочные марки цемента, например, глиноземистый или портландцемент. Рекомендуется также применить ускоритель твердения, такой как хлористый кальций, уменьшить объем воды в растворе, уплотнить его высококачественными вибраторами. Это позволит бетону набрать нужную прочность не за 28 дней, а всего за 3 – 5 суток.
Температура твердения бетона.
Какое время необходимо застывания бетона, есть ли зависимость от температуры.
Прочность бетона – это главная его характеристика, благодаря которой удается определить качество монолитно сооружения. Причина в том, что прочность напрямую связан со структурой бетонного камня. Процесс твердение бетона очень сложный. В ходе таких мероприятий происходит взаимодействие цемента и воды.
Здесь указано сколько времени застывает бетон.
Результатом гидратации цемента становится образование новых соединений, а также формирование бетонного камня. В результате твердения бетон становится прочнее, но набирается прочность не сразу, а постепенно. Для этого может понадобиться не один месяц.
Перед тем как перейти к строительным работам, необходимо учитывать конкретные условия, которые определенным образом влияют на длительность твердения бетона.
Твердение бетона в зависимости от температуры.
Время года.
Большой процент влияния на застывание бетонного раствор оказывают окружающие факторы. С учетом температурного режима и атмосферной важности время застывания и полноценной сушки может составить несколько дней, но это при условии, что все мероприятии проходили в летнее время. Но в этом случае имеется свой недостатком, который заключается в невысокой прочность полученной конструкции. Если работы проводились в зимнее время, то конструкция будет удерживать большое количество влаги в течение месяца.
На видео рассказывается о времени застывания бетона в зависимости от температуры:
Длительность затвердевания бетона во многом определяется плотностью укладки строительного состава. Конечно, чем выше ее показатель, тем медленно осуществляется выход воду из структуры, а показатели гидратации цемента будут лучше. В промышленном строительстве такой проблеме уже было найдено решение. В этом случае задействуют виброобработку, в домашних условиях имеется альтернативный вариант – стыкование.Процесс утрамбовки
Необходимо отметить, что стяжку с высокими показателями плотности очень тяжело резать и сверлить. Здесь не обойтись без такого оборудования, как буры с алмазными напылением. Если применять сверла с обычным наконечником, то они сразу же выходят из строя.
Таблица твердения бетона в зависимости от температуры.
На фото показан состав бетона
Компоненты, которые находятся в составе цементной смеси, также оказывают немаловажную роль на время схватывание бетона. Если в составе находится большое количество пористых материалов, то процесс обезвоживания конструкции будет происходить намного медленнее. Если в составе преобладают такие компоненты, как песок и гравий, то вся вода начнет быстрее выходить из раствора.
Для того чтобы сделать процесс испарения влаги из бетона медленнее, а также улучшить его прочностные показатели, стоит задействовать специальные добавки. Как правило, это бетонит, мыльный состав. Конечно, это потребует небольших денежных затрат, но зато вы сможете защитить свою конструкцию от преждевременного пересыхания.
Каков состав бетона для отмостки лучшего всего применять указано в статье.
Обеспечение условий затвердения.
Когда нужно добиться длительного нахождения влаги в цементной смеси, то стоит выполнить монтаж гидроизоляционного материала на опалубку. При условии, что формовочный каркас выполнен из пластика, укладывать дополнительный слой гидроизоляции нет смысла. Демонтаж опалубки стоит производить только по прошествии 8-10 дней. За этот период бетон уже успел схватиться и дальше может сохнуть без опалубки.
Гидроизоляция для твердения бетона фундамента.
Для задержания воды в бетоне можно вводить в строительную смесь различные модифицирующие добавки. Если необходимо добиться быстрого застывания и уже ходить по залитой конструкции, стоит добавлять к раствору особые ингредиенты, позволяющие добиться быстрой сцепки.
Состав для твердения бетона фундамента.
Низкий уровень испарения.
Когда бетонный раствор схватился, его сразу накрывают полиэтиленовой пленкой. Благодаря таким мероприятиям удается задержать влагу в бетону в первые дни после установки конструкции. Раз в 3 дня пленку нужно удалять и обрабатывать поверхность водой.
Когда момента заливки пройдет 20 дней, то пленку можно убрать насовсем и подождать, пока стяжка полностью высохнет при обычных условиях. Как правило, это занимает 28-30 дней. Уже по прошествии этого срока по основанию можно ходить и даже устанавливать различные строительные конструкции.
Время застывания при разной температуре.
Необходимо обозначить, что время схватывания бетона в опалубке может достигать до 7 дней. Только после этого опалубка может быть демонтирована. В таком случае удается сохранить целостность бетонной конструкции. Но в большинстве случаев этот показатель зависит от марки бетона, а также температурных условий.
В данной статье указано сколько идет цемента на 1 куб бетона.
Таблица 1 – Время твердения бетона в зависимости от температуры.
Время затвердения бетона.
Минимальная температура.
Осуществлять заливку бетона в холодное время года можно только при условии, что обеспечена необходимая гидро- и теплоизоляция конструкции после монтажных работ. По той причине, что низкие температуры замедляют процесс гидратации, а, следовательно, и набор прочностных характеристик, то очень важно строго выждать необходимое время. Как правило, при температурном режиме -5 градусов, для набора прочности понадобиться увеличить время в 5-7 раз, в отличие от рекомендуемой температуре в 20 градусов.
В статье описан подбор состава тяжелого бетона.
На видео рассказывается о минимальной температуре застывания бетона:
Поэтому выполнять заливку фундамента в зимнее время необходимо только при условии, что вы знаете, как правильно заливать бетон в мороз. Главное условие – это соблюдение всех правил, тогда качество заливки будет не хуже, чем в благоприятные дни.
Опытные строители не экономят на строительстве и используют бетононасос. Кроме этого, важно выполнять правильный уход за бетоном. При заливке во время морозов в состав смеси стоит добавлять морозоустойчивые присадки и утеплить опалубку. После этого стоит осуществлять прогревания бетонированной площадки. Если все эти условия будут соблюдены, то будет совершенно неважно, при каком температурном режиме будет происходить заливка бетона.
Узнать сколько весит куб бетона м400 можно в данной статье.
Процесс заливки фундамент – это очень сложный процесс. Для обеспечения необходимой прочности стоит правильно выждать время затвердения. Если влажность из конструкции испариться раньше указанного срока, то прочностные показатели будут незначительные, что приведет к ухудшению качеств будущей постройки.
Рекомендация: Это действительно хорошая статья. Из статьи можно понять общий принцип твердения бетона в зависимости температуры окружающего воздуха. Полученной информации для обычного застройщика вполне достаточно. Вам не нужно углубляться в научные дебри, чтобы понять общий принцип твердения бетона. Вам обязательно нужно прочитать эту статью, иначе ваш бетон застынет в неподходящий момент и вы потеряете свои деньги.