Marketokon.ru

Маркет Окон и замков
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Процесс набора прочности бетона

Процесс набора прочности бетона

Важнейшая характеристика бетона — прочность. Чтобы раствор достиг максимальных показателей прочности должно пройти время. Что происходит в первые часы после заливки раствора? Почему продолжать строительство можно только спустя месяц? Какие факторы влияют на срок набирания бетоном прочности?

Первый этап — схватывание бетона

График набора прочности бетона

Первый этап набора прочности бетоном — схватывание. Длительность этого процесса меняется в зависимости от температуры.

Рассмотрим несколько вариантов температурного режима, чтобы понять зависимость времени первого этапа от температуры:

  • 0°С. Начало схватывания наступает после 8 часов с момента, как раствор приготовлен. Продолжительность процесса может достигать 15-20 часов.
  • 20°С. Начало процесса наступит через 2 часа после приготовления раствора и завершится спустя еще один час.
  • При жаркой солнечной погоде этот процесс проходит быстрее, однако в таких случаях важно увлажнять поверхностный слой бетона.

Использование специальных добавок сокращает время схватывания до 20 минут. Такой эффект наблюдается при пропаривании растворов в специальных камерах, однако это применимо только в заводских условиях.

Время схватывания бетона напрямую зависит от марки. Вот несколько примеров:

  • М200 — схватывание происходит за 2-2,5 часа.
  • М300 — на схватывание нужно 1,5-2 часа.
  • М400 — схватывание занимает 1-2 часа.

Чтобы понять, сколько времени нужно на схватывание для каждого конкретного случая необходимо принять во внимание все факторы.

Второй этап — твердение бетона

Следующий этап набирания бетоном прочности — твердение. Этот процесс продолжителен и во время него раствор обретает необходимые характеристики.

Чем выше температура вокруг, тем быстрее протекает твердение раствора. При минусовых температурах этот процесс приостанавливается, ведь вода в бетоне кристаллизуется. Твердение возобновляется, когда температура снова превышает нулевую отметку, и вода в бетоне оттаивает. Замерзание раствора при твердении может пагубно сказаться на прочности бетона. Замерзая, кристаллы льда давят на цементную составляющую массы.

Чтобы ускорить твердение бетона в заводских условиях температуру повышают до 80-90°С. Еще один фактор, ускоряющий данный этап — высокая влажность. Также возможно пропаривание раствора автоклавным способом при помощи пара высокого давления.

На то время, пока раствор обретает необходимую прочность, строительные работы прекращаются. Если речь идет о заливке фундамента, кладка стен начнется спустя месяц после начала работ.

Твердение бетона продолжается и в течение последующих месяцев или даже лет. К примеру, через 3 года прочность будет в два раза выше, чем та, какой характеризовался бетон спустя месяц после заливки. Дальнейший процесс обретения прочности также будет зависеть от получаемой нагрузки.

Чаще всего на твердение бетона при температуре около +20°С отводится около 28 дней. Если на протяжении 14 дней держалась знойная погода (+30°С) в бетоне уже мог относительно закончиться процесс твердения, поэтому дальнейшие работы продолжаются ранее. Эти цифры верны для растворов марок М-200, М-250 и М-300.

Особенно интенсивно твердение протекает в первые несколько дней. За трое суток бетон обретает около 30% марочной прочности. Через две недели этот показатель достигнет 70%.

В процессе набора бетоном необходимой прочности очень важно соблюдать температурно-влажностный режим и избегать резких перепадов температур. Также если возможно оградить бетон от замерзания — это позволит избежать потери качества материала и прочности здания в последующем.

  • Предыдущая статья Способы проверки качества бетона
  • Следующая статья Усадочные трещины в бетоне: причины и способы их устранения

Звоните +7 (988) 401‑11‑44 и наши менеджеры ответят на все ваши вопросы.

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.

добавки для бетонного раствора

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.

Читайте так же:
Отделка кирпичной стены цементом

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Бетонные конструкции

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.

марки бетона

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.

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.

прочность бетона

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 материалаВремя схватывания, часовВремя твердения, суток
М1003-3,5До 30
М2002-2,514-25
М3001,5-27-14
М4001-24-7
М500<12-4

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.

Читайте так же:
Как мешать цемент с мокрым песком

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

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

  1. 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.
  2. 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

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

Набор прочности бетона при различных температурах

Срок застывания, сутокДоля от 28-суточной прочности, достигнутой при оптимальных условиях твердения
При -3°СПри 0°СПри +5°СПри +10°СПри +20°СПри +30°С
1359122335
261219254055
381827375065
5122838506580
7153548587590
142050627290100
2825657785100

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.

пластификаторы для бетона

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.

Читайте так же:
Как развести цемент м400 бетон

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.

набор прочности бетона

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 цементаМаксимальная температура воды для затворения, °СПредельная температура наполнителя, °СМаксимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С
Глиноземистый402025
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%.

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 — температура, влажность, гидратация

Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.

Набор прочности бетона

В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.

В чем суть процесса?

Условно, он делится на 2 этапа:

  1. Схватывание. Этот этап происходит в течение первых 24 часов после замешивания основы. Время схватываемости раствора зависит от показателей температуры в помещении или на улице. И если обеспечить должные условия, то можно ускорить схватывание бетонной массы.
  2. Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.

Интересно, что во многих источниках можно найти, от чего зависит кинетика набора прочности – температур, время. влажность, качество ингредиентов. Но мало где найдешь ответ на вопрос, за счет чего бетон набирает прочность? Это происходит в процессе гидратации цемента.

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

  • аллит;
  • белит;
  • трехкальциевый алюминат;
  • четырехкальциевый аллюмоферрит.

Первым при замесе в реакцию вступает аллит, но это самый хрупкий минерал. Далее идут алюминаты и алюмоферриты. Последним в реакцию вступает белит, он же и дает необходимую прочность. При этом он гидратируется постепенно, ежегодно набирая нужные параметры. Даже спустя 50 лет процесс гидратации идет, соответственно, все это время бетон продолжает набирать прочность.

Набор прочности бетона

Процесс гидратации цемента начинается с момента смешения с водой и продолжается в течение долгого времени

Что же касается именно бетона, то его параметры зависят от степени гидратации цемента. Если речь идет о низкой степени, то спустя 4 недели она достигнет искомых 90%. В высокопрочном составе через это же время будет только половина (до 49%), и в дальнейшем с течением времени она будет только нарастать. В среднем за 3-5 лет прирост составляет порядка 60%.

Что влияет на вызревание фундамента

Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:

  • температурные условия окружающей среды;
  • уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
  • марка цемента;
  • время.
Температурные условия

Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».

Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.

Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.

Набор прочности бетона зимой

Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается

Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.

За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.

При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.

Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.

График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.

График набора прочности по марке цемента

График набора прочности по марке цемента

Время

С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.

Влияние температуры на бетон

Главная характеристика, по которой можно судить о качестве бетона — его прочность. Именно от нее зависит, насколько надежной окажется возведенная конструкция, какие эксплуатационные свойства она получит. Для достижения высокой прочности важно учитывать ряд факторов, к числу которых относится температура (бетонной смеси и окружающей среды).

Соблюдение температурного режима входит в перечень критериев качественного выполнения работ согласно ГОСТам и СНиПам. Контроль данного параметра особенно актуален в условиях переменчивости климатических условий, необходимости выполнения строительства в межсезонье.

Прежде чем подойти к определению данного показателя, важно разобраться в особенностях физико-химических процессов, происходящих внутри бетона. Отвердение (гидротация) материала становится результатом взаимодействия компонентов на молекулярном уровне. Основные вещества, участвующие в этом процессе — вода и цемент. В ходе их взаимодействия выделяется тепло. Важным условием нормального протекания гидротации является соответствие условий температурному режиму.

Научные исследования показывают, что минимальная температура бетонной смеси составляет 5- 30°C. Если бетонирование осуществляется при +5 °C до -3°C, температура бетонной смеси марки М200 и выше не должна опускаться менее +5°C (масса цемента более 240 кг /м3). Безопасно бетонировать в условиях мороза при однократной заморозке материала с последующим его оттаиванием можно только при одном условии: температура бетонной смеси поддерживалась на уровне не менее +10°C в течение 3 дней.

Процесс твердения бетона во многом зависит от температуры окружающей среды. При повышенном температурном режиме на ранних сроках может произойти обезвоживание бетонной смеси, что станет причиной:

· недобора прочностных свойств;
· возникновения усадки;
· растрескивания.

От температуры окружающей среды зависит застывание, а также удобство кладки. Низкий и высокий температурный режим в равной степени негативно отражаются на всех этапах заливки бетона (он приобретает твердую консистенцию).

Затвердение, которое происходит при температуре окружающей среды ниже нормы, протекает медленнее. В условиях мороза этот процесс практически останавливается. К тому же при температурах ниже 0 °C вода, не успевшая вступить в реакцию с цементом, замерзает. При этом она увеличивается в объеме, вызывая образование микротрещин, которые в итоге негативно отражаются на качестве бетона.

Слишком высокие температуры воздуха также мешают образованию бетонной смеси высокого качества — вода быстро испаряется, смесь неравномерно высыхает. В результате бетон недобирает прочности.

Качество бетонной смеси не зависит от продолжительности затвердения, поэтому при необходимости этот процесс могут ускорять. К примеру, так поступают, когда требуется скорое введение в эксплуатацию или необходимо выполнить распалубку конструкции в сжатые сроки. Но чаще к ускорению твердения обращаются в зимний период или при изготовлении железобетонных изделий.

Обеспечить оптимальный процесс гидратации можно при организации правильного ухода за бетоном после укладки. При слишком высоких температурах и низкой влажности смесь (а также опалубку, распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций) поливают водой, накрывают пленкой.

В случае бетонирования на фоне морозов выполняют:

· прогрев электродами;
· индукционный нагрев;
· обогрев при помощи электронагревательных приборов;
· укрывание бетона пленкой, утеплителями для сохранения выделяемого тепла;
· сооружение временной конструкции, которая обеспечит прогрев воздушных масс (с применением тепловых пушек).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector