Схватывание бетона: влияние добавок на процесс. Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона. Схватывание бетона


Время застывания бетона разных марок в опалубке, от чего зависит срок схватывания

Качество бетонных конструкций, получаемых путем заливки в опалубку, зависит от многих факторов: от класса раствора до условий ухода, к важным требованиям технологии относится соблюдение правильного времени выдержки смеси внутри опорных щитов. Приступать к следующему этапу работ разрешается только после полного вывода влаги, отвердения монолита, потери пластичности искусственного камня и достижении им марочной прочности, но снятие щитов проводится значительно раньше. Сроки схватывания зависят как от положительных, так и отрицательных критериев, самый сильный – температура окружающего воздуха.

Сколько созревает бетон

Оглавление:

  1. От чего зависит скорость схватывания?
  2. Как ускорить процесс?
  3. Когда снимают опалубку?

Время твердения бетона разных марок, факторы влияния

Для обеспечения правильных условий следует понимать природу физических реакций, протекающих при гидратации цемента. Образование кристаллов алюмината кальция начинается через 5 минут после соединения сухих компонентов с водой, через 6 часов они наращивают общую решетку, еще через 2 она становится сплошной. По окончании первых суток упрочняется за счет появления более мелких кристаллов силикатов кальция и вытеснения ими остальных соединений. В процессе освобождения искусственного камня от алюминатов возрастает его прочность, 100% значение достигается на 28 день. На практике это означает, что через 6 часов бетонный раствор теряет подвижность, через сутки – пластичность, но остается хрупким в течение месяца.

Марочная прочность достигается исключительно при соблюдении всех требований технологии в момент приготовления состава и распределения его в опалубке или стяжке и обеспечении правильного ухода. Помимо 28 дней к контрольным точкам также относят 3 день (около 30 %) и 7 (50%). Существует прямая зависимость между временем схватывания бетона и его маркой: чем она выше, тем быстрее протекают процессы гидратации на начальных сроках. Для М200 – 2-2,5 часа, М300 – от 1,5 до 2, М400 – 1-2, М500 – в пределах часа. Основная стадия твердения протекает во время испарения воды из толщи раствора, застывание длится до 14-28 дней у М200, от 7 до 14 – у М300.

Процент прочности в зависимости от марки и времени созревания определяется по формуле: Rn=R28·(lg n/lg 28), где R28 – марка, n – время от начала заливки смеси в сутках, но не менее 3 дней.

Приведенные сроки будут актуальными в нормальных условиях, а именно при влажности воздуха не ниже 60% и температуре в пределах +18-22 °C. На практике они соблюдаются редко, отклонения их в ту или иную сторону изменяет не только время застывания бетона, но и его эксплуатационные характеристики. При твердении раствора при низких температурах процесс гидратации замедляется, а при отрицательных – полностью останавливается. При ее возрастании реакции ускоряются, верхним пределом является 90 °C, при его превышении вода испаряется из массы еще до образования кристаллов. Минимальной допустимой влажностью считается 60 %, при отклонении ее в меньшую сторону поверхностный слой высыхает в разы быстрее и в последствии растрескивается, обработка насыщенным паром оказывает исключительно положительное воздействие.

Помимо температурных и влажностных условий к факторам влияния на сроки твердения бетона относят:

  • Качество трамбовки – чем выше плотность смеси, тем медленнее из нее выводится влага и тем лучше эксплуатационные характеристики.
  • Пористость крупнофракционного наполнителя: песко-гравийные бетоны твердеют быстрее, чем шлаковые или керамзитовые.
  • Наличие или отсутствие в составе пластификаторов или других примесей.

Как долго сохнет бетон

Возможность ускорения процессов схватывания и твердения

Сокращение времени набора прочности без ее снижения достигается двумя способами: путем ввода специальных примесей или создании максимально благоприятных температурных и влажностных условий. Первый метод ценится за простоту, для ускорения твердения добавляют соли азотной кислоты (не более 4% от общей массы), сульфата натрия (2%), хлоридов кальция (3%) или аналогичные противоморозные добавки. Недостаткам этого способа являются рост затрат на приготовление раствора и плохая совместимость этих веществ с металлом, что сказывается на требованиях к арматуре.

Оптимальные результаты достигаются при прогреве конструкций или ЖБИ паром, но провести такую обработку на дому крайне сложно. В частном строительстве для ускорения процессов затвердевания бетона используются формы с электроподогревом, термопушки и нагревательные маты. Помимо повышения температуры воздуха или самого монолита уделяется внимание влажностной среде: оконные и дверные проемы занавешивают, фундамент накрывают полиэтиленом или мешковиной.

При ведении работ в жару обязательно поливают водой несколько раз в сутки, создаются условия, предотвращающие потерю влаги из поверхностного слоя.

График набора прочности

Через какое время снимают опалубку?

Определить нужную степень на глаз невозможно, в промышленном строительстве для этих целей используются специальные приборы. Индивидуальные застройщики ориентируются на условия схватывания и твердения (в первую очередь – на среднесуточную температуру воздуха), марку, тип заливаемой конструкции и величину несущих нагрузок (щиты с вертикальных стен разрешается снять раньше, чем поддержку перекрытий или лестничных проемов). Застывание бетонной смеси в массивных монолитах длится больше, легки и пористые марки набирают свою прочность быстрее.

Когда снимаются щиты

Существует прямая связь между классом и качеством раствора и допустимыми сроками снятия. Для марки М150 рекомендуемый минимум – 50%, М200-М300 – 40, М400 и М500 – 30. При заливке перекрытий, наклонных систем, лестничных маршей и проемов это значение увеличивают на 20%. В итоге время пребывания бетона в форме составляет:

  • От 5 дней и выше у фундаментов и стен при нормальных условиях застывания. В целом вертикальный демонтаж допускается уже через 4 дня при наличии тонких щелей между щитами и поверхностью конструкции. При ведении работ при температуре воздуха около +1-2 °С опалубку держат как минимум 14 дней, при +5 – от 10.
  • Не менее 2 недель у перекрытий и маршей до 6 м.
  • 28 дней для длинных лестничных проемов.
  • До 90 дней у дамб, мостов и аналогичных усиленных систем.

stroitel-lab.ru

Процесс затвердевания бетона

При строительстве любых объектов важнейшее значение имеет качественное основание, на котором и стоит здание или дом. Часто для заливки фундамента или плиты применяют бетонные смеси. Чтобы постройки в будущем выдержали любые нагрузки на основание, нужно использовать для него смеси отличного качества. Само залитое основание должно быть готовым для возведения над ним стен и последующих перекрытий, то есть требуется выждать определенный срок, для того чтобы завершилось твердение бетона. Как происходит этот процесс, сколько времени на него требуется и можно ли ускорить твердение?

Смеси применяются для заливки оснований конструкций и плит перекрытия.

Процесс застывания

После того как цемент и воду перемешали для получения раствора, между ними начинается сложное взаимодействие, в результате которого образуется совершенно новое соединение со свойственными ему характеристиками. Вода постепенно проникает в цементные зерна, минералы которых вступают с ней в химическую реакцию. Во время протекания этой реакции минералы превращаются в гидросиликаты калия. Этот процесс и называется затвердеванием бетона.

Степень затвердевания бетона можно проверить с помощью специализированных средств диагностики.

Затвердевание не завершается за один день. Для того чтобы бетон обрел необходимую ему прочность и перестал быть пластичным, требуется определенный срок. Его и называют временем твердения. Застывание может длиться годами, что может значительно растянуть процесс возведения сооружений на очень долгое время. Строители не могут ждать так много, и они рассчитали контрольный срок схватывания, по истечении которого основание может выдержать расчетную нагрузку.

Контрольный срок схватывания

Чтобы бетон достиг своей марочной крепости на сжатие, нужны благоприятные условия. К ним относят температуру окружающей среды и влажность воздуха.

При высокой температуре и влажности воздуха твердение идет быстрее, а при низких оно замедляется. Воздействие нулевых и отрицательных температур воздуха может остановить процесс схватывания. Оптимальная температура для застывания составляет 20-30 градусов выше ноля, влажность воздуха не должна быть ниже 90%. В лабораторных условиях было установлено, что наиболее активно при описанных условиях твердение происходит в первую неделю после его заливки. За этот срок бетон может набрать до 70% своей крепости. 100- процентной марочной крепости достигает через 28 дней после заливки.

График затвердевания в зависимости от температуры.

В реальных условиях температура воздуха не может быть постоянной: днем она выше, а ночью снижается, влажность тоже меняется в разное время суток. Поэтому специалисты рекомендуют подождать с возведением постройки на основание еще несколько дней. Таким образом, можно продолжать строительные работы не ранее чем через месяц после заливки.

Хотя оптимальным для строительных работ считается срок 28 дней, в некоторых случаях его нужно увеличить. Речь идет о сооружениях, которые в процессе эксплуатации будут постоянно соприкасаться с влагой. Это пирсы, плотины, дамбы. Застывание таких конструкций с их упрочнением составляет 3 месяца. Как уже было сказано выше, твердение продолжается и спустя 28 дней, и спустя полгода. Однако этот процесс идет намного медленнее начальных стадий схватывания и гарантирует надежность конструкций, которые со временем становятся еще тверже и прочнее.

Сохранение прочности смеси

Чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему, поэтому конструкции необходимо постоянно смачивать по всей поверхности.

Чтобы химическая реакция внутри раствора имела возможность протекать, необходима жидкость, ведь благодаря воде происходит схватывание. Но поскольку твердение как процесс длится не один день, вода просто может улетучиться. Чтобы этого не произошло, требуется поверхность конструкции обязательно полить водой, а затем укрыть пленкой или рубероидом. Бетон нужно увлажнять постоянно, особенно в жаркую и сухую пору года. Если погода ветреная, углы и поверхность открытого основания высохнут быстрее, чем остальные части внутри. А ведь чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему.

Следует помнить о том, что бетон в процессе затвердевания меняет свой объем и дает усадку. Усадка быстрее происходит в поверхностных слоях основания. Если не обеспечить его достаточным количеством воды, то на поверхности будут образовываться усадочные трещины, появление которых снизит прочность и долговечность конструкции.

В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают. Частникам же рекомендуется не заливать бетон в холода.

В холодное время года нежелательно заливать бетонное основание собственного дома или каких-либо построек на приусадебном участке. Это связано с тем, что вода, которая содержится в растворе, может просто-напросто замерзнуть. Замерзая, она увеличится в объеме и начнет изнутри уничтожать бетон, а его твердение прекратится. Если температура воздуха ниже 10 градусов, то процесс отвердевания будет протекать очень медленно. В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают, поэтому можно выполнять работы по заливке оснований в любое время года. А вот частникам рекомендуется строить фундамент только летом при температуре воздуха плюс 20 градусов и выше.

Ускорение процесса

28 дней – это контрольное время застывания бетона. Но в некоторых случаях нужно, чтобы процесс бетонного схватывания протекал быстрее. Это касается работ, проводимых в зимнее время, или необходимой распалубки объектов в ранние сроки. Для таких случаев можно ускорить процесс застывания в десятки раз. Поскольку бетон созревает быстрее при высокой температуре и влажности, наиболее распространенным методом заводского ускорения является автоклавная обработка или запарка бетонной плиты.

В автоклаве плита пропаривается под большим давлением. В результате этого всего за 15 часов бетон достигает прочности годичного созревания.

Ее помещают в автоклав-«парилку», где во влажной среде плита пропаривается под большим давлением. В результате такого пропаривания за 15 часов бетон достигает прочности своего аналога годичного созревания в естественных условиях. И хотя после автоклавной термообработки заводская плита уже не будет набирать прочность, по качеству она ни в чем не уступит бетону, который затвердел естественно.

Для ускорения схватывания применяют специальные вещества, которые добавляют в смеси. Необходимый состав и количество добавок устанавливают экспериментальным путем в строительных лабораториях. Ускорители в процентном соотношении к общей массе цемента не должны превышать установленные лабораториями цифры. Так, разрешается добавлять не больше 4% солей азотной кислоты, 2% сульфата натрия и 3% хлорида кальция.

Сульфат натрия можно использовать даже в железобетонных конструкциях, которые предназначены для функционирования в зонах воздействия блуждающего тока. Остальные ускорители крайне нежелательно добавлять в глиноземный цемент или в раствор конструкций, армированных предварительно упроченной при высокой температуре сталью. Если ускорители использовать наряду с автоклавной обработкой, это еще больше сократит время, затрачиваемое на твердение бетона. Ускорить процесс затвердевания могут обыкновенные портландцементы, если к ним добавить мокрый или сухой вибродомол (цемент тонкого помола). В настоящее время выпускают и специальные быстротвердеющие бетонные смеси.

На рынке строительных материалов представлено много разных добавок для растворов бетонных. Одни из них способны лишь ускорять затвердевание, другие обладают целым комплексом функций и являются не только ускорителями, но и пластификаторами, включают в себя противоморозные компоненты. Цены на добавки зависят от сложности получения входящих в их состав компонентов и от их количества. На стоимость влияет место изготовления ускорителей. Цены российских добавок ниже импортных аналогов. Более дешевыми будут хлористый кальций гранулированный и пластификатор-ускоритель Форт «УП-2», дороже обойдется покупка сухого нитрата кальция и кратасола-УТ.

o-cemente.info

влияние добавок на процесс. Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона

Как известно, все растворы имеют определенный период жизнеспособности, в течение которого их можно выравнивать, наносить и заполнять формы. Но через некоторое время в составе проходят необратимые процессы, и материал начинает приобретать определенные свойства. Очень важно, чтобы соблюдались оптимальные внешние условия – схватывание бетона при низких температурах может растянуться на несколько суток, вследствие чего значительно снизится прочность и долговечность.

На фото — выравнивать поверхность можно только до схватывания

Что такое схватываемость

Главная причина, по которой бетон приобретает высокие прочностные свойства это то, что цемент при взаимодействии с водой приобретает очень высокую прочность и превращается в так называемый цементный камень. По-научному процесс называется гидратация, и проходит он в несколько этапов, главными из которых является первоначальное схватывание и дальнейшее твердение (читайте также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).

Цемент – уникальный материал, с помощью которого можно своими руками возвести конструкции, которые простоят века, при этом его цена достаточно демократична и доступна

В рамках данной статьи мы рассмотрим, за сколько схватывается бетон и как влияет на это температура окружающего воздуха. Стоит отметить, что процесс этот, в отличие от твердения очень скоротечен: он происходит в первые сутки, а то и часы после заливки той или иной бетонной конструкции. Именно поэтому ему нужно уделить самое пристальное внимание, так как от него во многом зависит прочность.

Срок схватывания бетона напрямую зависит от температурных условий, рассмотрим эту зависимость в таблице:

Температура схватывания бетона Время гидратации
Отрицательные значения В этих условиях проводить бетонные работы без применения специальных добавок или использования различных способов нагрева категорически запрещено – вода замерзнет и процесс остановится.
0 градусов Бетон начинает схватываться примерно через 6-10 часов после заливки, что отрицательно сказывается на свойствах материала. Процесс затягивается на 18-20 часов.
20 градусов Можно сказать, это норма температуры для схватывания бетона. Именно при 20 градусах достигаются наилучшие показатели прочности. Процесс начинается через два часа и длится примерно час.
30 и более градусов Такие условия, естественно, ускоряют процесс испарения влаги, вследствие чего уже через полтора-два часа схватывание может быть окончено. Быстрое схватывание также отрицательно влияет на качество.

При высоких температурах работы следует проводить очень быстро

Как можно влиять на схватываемость

Если раньше при низких и отрицательных температурах все работы приостанавливались, то в наше время появилось множество  способов ускорить или замедлить схватывание, что позволяет проводить бетонирование практически круглый год. Именно их мы и рассмотрим более подробно.

Добавки

На рынке существует множество специальных составов, которые способны ускорить схватывание или замедлить его, при этом отрицательное влияние на прочность будет минимальным.

Все их условно можно разделить на следующие группы:

  • Добавки в бетон для быстрого схватывания, чаще всего используются, когда необходим быстрый набор прочности, при этом естественно сокращается и период первичного твердения. Например, некоторые из них позволяют материалу набрать до 50% от прочности всего за 2 дня. Применение таких составов стоит ограничить на объектах, где очень важна высокая прочность, так как показатели все равно уменьшаются.
  • Морозостойкий ускоритель схватывания бетона – такой вариант используется при отрицательных температурах. Состав снижает температурный порог замерзания влаги и ускоряет первоначальное схватывание без значительных потерь прочности. В подобных условиях важно, чтобы вода не замерзла – это имеет необратимые последствия для прочностных характеристик.

Как правильно использовать составы подобного типа, подскажет инструкция на упаковке

Важно! Стоит помнить, что чем ниже температура, тем больше пропорция добавления состава. Именно этот фактор является основополагающим при приготовлении бетона.

  • Замедлители схватывания бетона – этот тип составов применяется в следующих случаях: при высокой температуре окружающего воздуха, при транспортировке бетона миксерами на дальние расстояния, при длительном рабочем процессе, когда состав должен сохранять первоначальные свойства на протяжении длительного срока. Также замедлители незаменимы при устройстве монолитных конструкций: так можно избежать возникновения слоев и ослабления бетона.

При транспортировке на большие расстояния замедлитель схватывания гарантирует доставку качественного раствора

Совет! Стоит помнить, что помешивание раствора не дает начаться стадии затвердения, поэтому если нужно продлить жизнеспособность раствора на полчаса-час, то с помощью данной операции вы избежите преждевременного схватывания.

Если твердение рассчитывается по дням, то схватывание проходит скоротечно, это и есть его самая большая особенность. И очень важно, при какой температуре схватывается бетон – она должна быть максимально приближенной к оптимальной, в противном случае добиться хорошего результата без добавок будет проблематично.

Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона

Сразу отметим, что используются они при отрицательных температурах и направлены на ускорение схватывания и твердения (см.также статью «Время схватывания бетона и его механизм»).

Чаще всего применяются следующие варианты:

  • Электрический подогрев конструкций. Его особенности следующие: в конструкцию укладывается специальный нагревательный провод еще до заливки или вставляются металлические электроды, пока бетон еще свежий. Пропуская по системе ток, можно нагревать всю конструкцию, предотвращая ее замерзание и ускоряя схватывание.

Провода укладываются перед началом бетонирования

  • Использование термоактивной опалубки, это вариант предполагает использование электрического подогрева или водяной рубашки для того, чтобы поддерживать положительную температуру в конструкции. Используется он достаточно редко ввиду сложности устройства.
  • Еще один вариант, который подходит для масштабных строительств – устройство тепляка, это может быть разборная конструкция или система пологов из тента, важно, чтобы внутри поддерживалась положительная температура.

Стоит помнить, что алмазное бурение отверстий в бетоне и резка железобетона алмазными кругами допускаются только после набора как минимум 50 % прочности. Не стоит спешить с данными работами, иначе можно нарушить структуру материала.

Сверление можно начинать только после набора бетоном прочности

Вывод

Как вы смогли убедиться, схватывание имеет огромное значение для бетона, и любые нарушения процесса снижают прочность материала. Видео в этой статье наглядно покажет некоторые особенности рассматриваемого процесса.

rusbetonplus.ru

Время застывания бетона

Бетоны и строительные растворы является искусственными камнеподобными строительными материалами, состоящими из смеси вяжущего вещества и заполнителей.

Во время любой стройки невозможно обойтись без бетона. Готовый бетон можно заказать, а можно и приготовить своими руками.

Эти растворы можно сделать своими руками, а бетонные конструкции – купить.

Правильно подобранные соотношения компонентов для строительного раствора, бетона, а также достаточно выдержанное время для застывания бетона – все это приведет к прочности, стойкости материала.

Строительные растворы

Строительные смеси применяются в кирпичной, каменной кладке, печных, штукатурных работах.

При приготовлении строительного раствора необходим мелкий заполнитель. Это могут быть песок, диаметром 0,5-4 мм, мелкие пемза, шлаки, опилки. Вяжущими материалами для строительных растворов используются глина, известь, гипс.

Для изготовления бетонного раствора, может использоваться щебень.

Глиняный раствор применяют в основном для кладки печей, труб и для наземной кладки при строительстве одноэтажных зданий. Глину за сутки лучше смочить для размягчения, чтобы в будущем ускорить срок схватывания. Затем 2-4 части песка добавляют в 1 часть глины, подливая воду до нужной густоты, контролируя, сколько нужно объема смеси и времени для последующих строительных работ.

При прибавлении цемента время твердения глиняного раствора повышается. При добавлении 100 кг цемента к 1 куб.м глиняного раствора прочность этого материала увеличивается до 8 кгс/кв.см. Цемент может быть сухим или растворенным водой до состояния сметаны. Глиняный раствор с цементом нужно использовать до 1,5 часов, чтобы не произошло раннего схватывания.

Известковый раствор пластичный, хорошо прилипает, долговечен, однако время твердения удлиняется. Используется такой раствор, так же как и глиняный, в основном для наземной части зданий, не подверженной воздействию влаги, больших нагрузок, отделочных работ. Готовят его из 1 части известкового теста и 2-5 частей песка. Прочность будет повышена до 8 кгс/кв.см в том случае, если прибавить 75-100 кг цемента к 1 куб.м известкового раствора.

При изготовлении известково-глиняного раствора к 1 части извести добавляется от 0,3 до 0,4 частей глины, затем от 3 до 5 частей песка, и далее все разводится водой.

Время схватывания, а затем твердения этих смесей примерно одинаково.

Эти строительные растворы применяются не только при кладке надземных стен, но и в сухих грунтах для кладки фундамента.

Цементный раствор, использующийся при изготовлении бетонной смеси, служит для заполнения пустот.

При строительстве в маловлажном грунте необходимо не меньше 75 кг цемента для 1 куб.м известкового раствора, к 1 куб.м глиняного раствора цемента уже необходимо 100 кг. При приготовлении такой смеси для очень влажных, насыщенных водой грунтов на 1 куб.м известкового раствора берется 100 кг цемента, для глиняного – 125 кг.

Использовать приготовленный цементный раствор необходимо не позже 1,5 часов, чтобы не произошло раннего твердения. Поэтому надо обязательно определиться, сколько необходимо его готовить, в небольших количествах или же сразу на весь объем строительства. Можно заранее приготовить сухую смесь, воду потом добавлять, тем самым контролируя сроки схватывания.

Бетонная смесь

Одним из нужных и важных строительных материалов является бетон. Это довольно прочный и долговечный, в то же время достаточно недорогой, простой в изготовлении и использовании материал. После схватывания, а затем и твердения ему не страшны огонь, вода, большие нагрузки.

При приготовлении этого строительного материала в качестве заполнителя используются песок, щебень, гравий.

Песок берется в основном речной, среднезернистый, он обеспечивает этому материалу прочность на сдвиг.

Заполнители для бетонной смеси, песок и смесь щебня, который обычно применяется разных фракций, необходимы для того, чтобы не было пустот в готовой бетонной смеси.

Наполнитель не должен содержать примесей, загрязнений (стекла, щепки, почва). Если такие загрязнения будут присутствовать, то их можно удалить, просеивая песок, гравий через сито.

Вода для бетона необходима чистая, без хлора, масла, без посторонних запахов.

При приготовлении бетонной смеси вручную за один раз разумнее будет замешивать небольшие порции бетона (одно – два ведра).

В жаркую погоду для бетона лучше брать прохладную воду, чтобы быстрее наступило время схватывания. В холодное время года, наоборот, воду необходимо разогревать до 40 градусов, для того чтобы раствор успел схватиться, а не замерзнуть.

В основном для приготовления этого вещества применяют портландцемент марки 400. Чем выше его качество, тем долговечнее будут изделия.

Если используется марка 300, тогда следует расход цемента этой марки увеличить на 15%.

При приготовлении обычного бетона применяется гравий, диаметром не более 80 мм.

Используют специальные добавки – пластификаторы, которые ускоряют процесс твердения материала.

Приготовленное вещество может получить нужную форму, для этого его заливают в специальную форму – опалубку. Бетонная смесь, налитая в форму, застывает, но если увлажнять ее водой время от времени, вследствие химической реакции она приобретает все большее твердение.

Для заливки фундамента в раствор можно добавлять крупные камни, для железобетона гравий берется меньше до 30 мм.

В зависимости от целей использования бетона происходит его приготовление. Чтобы этот материал был прочен к нагрузкам, не ломался, готовят железобетон. Для этого раствор заливают на стальные прутья, сетку.

Укрепляют этот материал при заливании смеси на натянутую стальную пружинистую сетку, получая напряженный бетон.

В дорожных покрытиях используют ячеистый бетон, который содержит в своей структуре миллиарды маленьких пузырьков воздуха, на которые не действует перепад погодных условий.

Компоненты для бетона

Во избежание снижения прочности материала, необходимо точно знать, сколько требуется воды и других составляющих, а также сроки выдерживания этого строительного материала без нагрузки на него.

Чаще всего готовят бетонную смесь в следующих пропорциях:

  • 1 часть цемента;
  • 2 части песка;
  • 4 части гравия или щебня;
  • 3 части воды.

На строительных площадках для приготовления большого количества раствора целесообразнее использовать электрические бетономешалки.

Лучше отмерять пропорции мерными ведрами, а не лопатами, так как придется делать бетонный замес несколько раз, чтобы крепость, цвет были одинаковые. Замешивать бетон лучше в бетономешалке. Вначале залить воду, затем добавить цемент, размешать до состояния жидкой глины, после этого засыпать песок, гравий. Размешивать все не менее 2 минут, добавляя при необходимости воду, до состояния пластичности.

Если готовится бетонную смесь вручную, то на поддон высыпается песок, щебень (гравий), цемент, размешивается лопатой до однородной массы. После этого делается углубление, куда понемногу наливается вода и размешивается.

Прочность материала

Бетон твердеет, набирает марочную прочность за 28 суток при температуре 20 градусов, необходимо только, чтобы бетонная смесь не высохла преждевременно.

При нормальных условиях за первые трое суток бетон застывает, набирая 30% марочной прочности.

В следующие 7-14 суток застревание уже 60-80%.

За 28 суток наступает 100% марочная прочность.

Через 90 суток после приготовления при нормальных условиях прочность будет составлять 120%.

В последующее время при доступе влаги прочность материала продолжает повышаться, но уже медленнее. Сколько продлится время твердения бетона, зависит от многих погодных условий, компонентов, из которых приготовлен этот строительный материал.

Повышенная температура, но не более 90 градусов, ускоряет твердение, однако при этом нельзя допускать его высыхания.

Низкая температура замедляет время твердения бетона, поэтому в бетон вводятся специальные добавки.

o-cemente.info

Затвердевание бетона: особенности быстротвердеющих составов

Основной особенностью бетона является прочность на сжатие – именно это его свойство отображено в марке. Однако достигается марочная прочность не сразу, а в процессе постепенного затвердевания. Далее мы подробней рассмотрим,как твердеет бетон, какие факторы влияют на данный процесс и как от этого зависит прочность материала.

Затвердевший бетон

Затвердевший бетон

Особенности затвердевания

Что такое отвердение бетона и как оно происходит

Как известно, в качестве связующего вещества, в бетоне используют цемент. При его взаимодействии с водой возникает химическая реакция, которая приводит к возникновению каменистых новообразований, которые и скрепляют друг с другом наполнитель – щебень и песок.

Отрезок времени, во время которого образуются начальные связи между наполнителем, называется схватыванием. Однако, сразу после образования этих связей твердость бетона очень низкая. Поэтому для набора прочности им требуется еще некоторое время.

Так как процесс затвердевания достаточно долгий, за это время вода, без которой набор прочности невозможен, успевает улетучиться. Чтобы не допустить высыхание раствора раньше времени, после заливки его укрывают полиэтиленовой пленкой или рубероидом, а также периодически смачивают водой.

График затвердевания бетона и набора прочности

График затвердевания бетона и набора прочности

Обратите внимание!Крайне важно, чтобы масса высыхала равномерно и умеренно.В противном случае это приведет к снижению прочности материала и его растрескиванию.

Время затвердевания

Домашних мастеров, которые впервые занимаются бетонными работами, всегда интересует – сколько твердеет бетон? Данный процесс зависит от ряда факторов, таких как температура окружающей среды, влажность воздуха и т.д. Однако, при нормальных условиях этот срок составляет 28-30 суток.

После окончания срока затвердевания, конструкцию можно подвергать расчетным нагрузкам. Надо сказать, что даже после окончательного затвердевания, материал продолжает набирать прочность. Этот прирост дает гарантию надежности бетонных конструкций.

Наиболее же активный набор прочности происходит в первые 5-7 суток после заливки. За этот срок материал набирает до 70 процентов прочности.

Надо сказать, что при увеличении срока затвердевания раствора, характеристики материала улучшаются. Поэтому в некоторых случаях срок затвердевания бетона специально замедляют. Как правило, это происходит при возведении сооружений, которые впоследствии будут подвергаться воздействию влаги.

К таким относятся:

  • Пирсы;
  • Плотины;
  • Дамбы и т.д.
На фото - обработка бетонных блоков в автоклаве

На фото — обработка бетонных блоков в автоклаве

Ускорение застывания

В некоторых случаях скорость застывания раствора необходимо увеличить, к примеру, при проведении строительных работ в зимнее время или при производстве строительных материалов из бетона.

На сегодняшний день существует два способа ускорения застывания раствора:

  • При помощи автоклавной обработки;
  • При помощи специального затвердителя.

Автоклавная обработка

Термовлажностная обработка, которую еще называют запаркой или автоклавной обработкой, позволяет укорить процесс затвердевания в десятки раз. Для этого используют специальные печи (автоклавы), в которые на определенное время помещаются бетонные изделия.

Благодаря пропариванию под высоким давлением, раствор набирает прочность за 12-16 часов.

К недостаткам данной технологии можно отнеси следующие моменты:

  • После пропарки материал перестает набирать прочность. Однако, в настоящий момент данный метод настолько усовершенствован, что автоклавный бетон практически не уступает по прочности обычному.
  • Невозможно обработать крупные конструкции. Поэтому в условиях стройки данная технология неприменима.
Жидкийзатвердитель для бетона

Жидкийзатвердитель для бетона

Использование затвердителя

Отвердитель для бетона представляет собой жидкую добавку, которая позволяет ускорить время схватывания раствора. Это единственный эффективный способ повлиять на данный процесс на строительной площадке.

Надо сказать, что подобные добавки улучшают и некоторые другие свойства бетона:

  • Увеличивают раннюю морозостойкость и раннюю прочность материала.
  • Пластифицируют раствор.
  • Увеличивают прочность материала на сжатие при отрицательных температурах.
  • Позволяют заниматься строительными работами при отрицательных температурах. Допустимый температурный предел может быть разным, в зависимости от типа состава. Данную информацию содержит инструкция на упаковке.

В результате всех этих свойств, применение отвердителей получило в последнее время широкое распространение.

Антиморозная добавка для бетона

Антиморозная добавка для бетона

Отвердение бетона при низких температурах

Для обеспечения нормального застывания бетонного раствора температура окружающей среды не должна опускаться ниже +5 градусов, особенно на стадии схватывания. Если произойдет замерзание бетона при затвердевании – последствия будут необратимыми.

Связано это с тем, что в составе имеется вода, которая при замерзании кристаллизуется. Причем, эти кристаллы способны разрушать структуру бетона, поэтому после цикла замерзания/оттаивания прочность материала серьезно снизится, а также ухудшатся прочие его свойства. Соответственно, продолжать строительство в таком случае нельзя.

На сегодняшний день строителями придумано много способов по недопущению замерзания. Один из них мы рассмотрели выше – можно использовать быстротвердеющий бетон, чтобы он не успел замерзнуть на морозе. Кроме того, в состав добавляют специальные присадки, которые понижают температуру замерзания воды.

Обогрев бетона

Обогрев бетона

Некоторые добавки позволяют заниматься строительными работами при температуре до -25 градусов по Цельсию. Также следует отметить, что цена таких составов вполне доступная, благодаря чему стоимость строительства не увеличивается.

Кроме того, смесь зачастую обогревают прямо в опалубке. Для этого могут использоваться внешние обогреватели для бетона или обогревающие провода, которые монтируются своими руками на арматуру. Также распространен метод пропускания электричества через бетон.

Совет!После окончательного застывания, бетон становится настолько прочным, что его механическая обработка вызывает определенные трудности, особенно если он армирован.Поэтому единственным эффективным вариантом является использование инструмента с алмазными насадками, примером того является алмазное бурение отверстий в бетоне или резка железобетона алмазными кругами.

После того как раствор схватится, низкие температуры ему будут не страшны, поэтому самое главное защитить его от замерзания на первых этапах отвердения.

Вывод

Застывание бетона является важным процессом, так как от него зависит итоговое качество материала, а значит и прочность всего сооружения. Поэтому при выполнении бетонных работ необходимо обеспечить оптимальные условия затвердевания состава, а также дождаться набора его марочной прочности.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

masterabetona.ru

особенности процесса затвердевания. Контрольный срок схватывания

В строительстве такой параметр, как сроки имеет не последнее значение, поэтому при организации возведения железобетонных конструкций обязательно учитывается время застывания бетона. Кроме того, возведение последующих конструкций не допускается ранее набора расчетной проектной прочности предыдущей конструкции, являющейся основанием.

Даже если верхний слой раствора затвердел, никакой нагрузки на него оказывать нельзя

Тема нашей статьи — как происходит процесс твердения, сколько времени занимает и можно ли влиять на скорость набора прочности.

Поэтапный процесс затвердевания

Перед тем как понять, как протекает интересующий нас процесс, необходимо начать с самого простого – понять из чего состоит бетонная смесь:

  • Цемента.
  • Воды.
  • Песка.
  • Заполнителя необходимой фракции:
    • Щебня.
    • Гравия.

    Процесс затвердевания бетона начинается практически с момента затворения сыпучих составляющих с водой. Как только вода поступает к цементу, начинается процесс сложного взаимодействия между ними.

    Вода постепенно проникает в цементные зерна, при этом минералы, содержащиеся в них, вступают с водой в химическую реакцию, и образуется совершенно новое соединение, с отличными от первоисточников характеристиками. В течение этой реакции минералы преобразуются в гидросиликаты калия – мы постарались наиболее понятным языком описать, как застывает бетон.

    Лучше всего смешивать раствор миксером, так вы избежите комков при разравнивании

    Примечание! Безусловно, описывать данный процесс можно более обширно с употреблением наиболее точных формулировок, но не каждый рядовой строитель сможет осознать их значение.

    Следующий вопрос — сколько застывает бетон по времени? Отвердевание бетонной смеси не завершается за один день. Даже если визуально вам кажется, что вновь сформированная конструкция выглядит готовой и тверда на ощупь, не торопитесь эксплуатировать ее.

    Какие свойства должна обрести бетонная смесь, чтобы соответствовать проектным требованиям:

    • Потеря пластичности (отвердевание).
    • Набор расчетной прочности.
    • Полное высыхание (потеря влаги).

    Сколько дней застывает бетон однозначно ответить нельзя. В целом он может застывать очень долго, и в таком случае строительство может продолжаться годами.

    Конечно же, строителей и заказчиков это не устраивает. Поэтому был рассчитаны контрольные сроки схватывания бетона, по истечении которых основание считается готовым выдерживать расчетные нагрузки.

    Контрольный срок схватывания

    Контрольным сроком схватывания бетона является временной отрезок, по истечении которого бетон достигает своей марочной прочности на сжатие.

    Как быстро застывает бетон, зависит от его состава и от условий окружающей среды:

    • Температуры.
    • Влажности воздуха.

    Оптимальными параметрами для набора прочности бетонной смеси являются:

    • Температура от 20 до 30 градусов по Цельсию выше нуля.
    • Влажность воздуха не менее 90 %.

    Конечно же, такие условия можно создать исключительно в лабораторных условиях и именно при них самая активная фаза твердения происходит уже в первую неделю после заливки с набором крепости до 70% от расчётной.

    Проверить степень затвердевания можно с помощью специального прибора

    В реальной жизни температура воздуха и влажность меняется не то что с приходом следующего дня, но и даже в течение суток. Поэтому строительство планируется, как правило, на благоприятное время года.

    Но если строить приходится в непогоду, принимаются меры для защиты и ускорения процесса отвердевания:

    • Укрывание полиэтиленовой пленкой, как мера утепления и удержания влаги.
    • При необходимости (низкие температуры или резкие перепады температур) – электропрогрев.

    Есть возможность создать быстрозастывающий бетон, его можно получить путем ввода в состав, в процентном соотношении, установленном лабораторным способом, специальных добавок:

    • Солей азотной кислоты – 4%.
    • Сульфата натрия- 2%.
    • Хлорида кальция – 3 %.

    Существуют и другие добавки улучшающие качества и влияющие на то, сколько застывает бетонный фундамент, стены и перекрытия.

    К ним относятся следующие компоненты:

    • Фиброволокно.
    • Ускорители твердения бетона.
    • Пластификаторы.
    • Антиморозные компоненты.

    От их присутствия и количества напрямую зависит цена на готовую смесь.

    Важно! На то, как долго застывает бетон, влияет и качество самого материала, ведь если тот же песок будет неочищенным, либо частицы щебня будут более крупными – сроки следует подкорректировать.

    Хороший и плотный бетон можно получить только с армированием

    Сделай сам

    Как правило, строительство любых масштабов своими руками рачительные хозяева намечают на теплую весну — начало лета. Все начинается с фундамента, поэтому о нем и поговорим. Как правило, в частном строительстве отдают предпочтение ленточному фундаменту.

    Инструкция для соблюдения правил набора прочности бетона в ленточном фундаменте содержит следующие пункты:

  • Свежезалитую смесь непременно уплотняют способом, подходящим для этого случая:
    • Штыкованием лопатой.
    • С помощью погружного вибратора.
  • Съемную опалубку удаляют только по истечении контрольного срока схватывания (28 дней и более, при необходимости).
  • Без опалубки нельзя получить ровный фундамент

  • В очень жаркую погоду бетон укрывают для замедления потери влаги.
  • Также по истечению срока полного твердения выполняются в случае необходимости манипуляции такие как:

    • резка железобетона алмазными кругами – применяется в тех случаях, когда требуется сделать отверстие в готовом бетонном изделии.
    • алмазное бурение отверстий в бетоне – быстрый способ сделать ровное сквозное отверстие.

    Если появилась трещина во время застывания (как на фото) – придется ее заделывать после того, как раствор полностью наберет прочность

    Вывод

    Теперь вы имеете представление о том, что собой представляет затвердевание бетонной смеси, какие факторы могут влиять на срок данного процесса. Эта полезная информация поможет вам избежать неприятных моментов, обойти все подводные камни, которые часто встречаются новичкам, затеявшим строительство или ремонт (см.также статью «Минимальная температура застывания бетона – особенности бетонирования в зимнее время»).

    В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

    rusbetonplus.ru

    Схватывание бетона при низких температурах: добавки, ускоритель

    Как известно, все растворы имеют определенный период жизнеспособности, в течение которого их можно выравнивать, наносить и заполнять формы. Но через некоторое время в составе проходят необратимые процессы, и материал начинает приобретать определенные свойства. Очень важно, чтобы соблюдались оптимальные внешние условия – схватывание бетона при низких температурах может растянуться на несколько суток, вследствие чего значительно снизится прочность и долговечность.

    На фото - выравнивать поверхность можно только до схватывания

    На фото — выравнивать поверхность можно только до схватывания

    Что такое схватываемость

    Главная причина, по которой бетон приобретает высокие прочностные свойства это то, что цемент при взаимодействии с водой приобретает очень высокую прочность и превращается в так называемый цементный камень. По-научному процесс называется гидратация, и проходит он в несколько этапов, главными из которых является первоначальное схватывание и дальнейшее твердение (читайте также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).

    Цемент – уникальный материал, с помощью которого можно своими руками возвести конструкции, которые простоят века, при этом его цена достаточно демократична и доступна

    Цемент – уникальный материал, с помощью которого можно своими руками возвести конструкции, которые простоят века, при этом его цена достаточно демократична и доступна

    В рамках данной статьи мы рассмотрим, за сколько схватывается бетон и как влияет на это температура окружающего воздуха. Стоит отметить, что процесс этот, в отличие от твердения очень скоротечен: он происходит в первые сутки, а то и часы после заливки той или иной бетонной конструкции. Именно поэтому ему нужно уделить самое пристальное внимание, так как от него во многом зависит прочность.

    Срок схватывания бетона напрямую зависит от температурных условий, рассмотрим эту зависимость в таблице:

    Температура схватывания бетона Время гидратации
    Отрицательные значения В этих условиях проводить бетонные работы без применения специальных добавок или использования различных способов нагрева категорически запрещено – вода замерзнет и процесс остановится.
    0 градусов Бетон начинает схватываться примерно через 6-10 часов после заливки, что отрицательно сказывается на свойствах материала. Процесс затягивается на 18-20 часов.
    20 градусов Можно сказать, это норма температуры для схватывания бетона. Именно при 20 градусах достигаются наилучшие показатели прочности. Процесс начинается через два часа и длится примерно час.
    30 и более градусов Такие условия, естественно, ускоряют процесс испарения влаги, вследствие чего уже через полтора-два часа схватывание может быть окончено. Быстрое схватывание также отрицательно влияет на качество.
    При высоких температурах работы следует проводить очень быстро

    При высоких температурах работы следует проводить очень быстро

    Как можно влиять на схватываемость

    Если раньше при низких и отрицательных температурах все работы приостанавливались, то в наше время появилось множество  способов ускорить или замедлить схватывание, что позволяет проводить бетонирование практически круглый год. Именно их мы и рассмотрим более подробно.

    Добавки

    На рынке существует множество специальных составов, которые способны ускорить схватывание или замедлить его, при этом отрицательное влияние на прочность будет минимальным.

    Все их условно можно разделить на следующие группы:

    • Добавки в бетон для быстрого схватывания, чаще всего используются, когда необходим быстрый набор прочности, при этом естественно сокращается и период первичного твердения. Например, некоторые из них позволяют материалу набрать до 50% от прочности всего за 2 дня. Применение таких составов стоит ограничить на объектах, где очень важна высокая прочность, так как показатели все равно уменьшаются.
    • Морозостойкий ускоритель схватывания бетона – такой вариант используется при отрицательных температурах. Состав снижает температурный порог замерзания влаги и ускоряет первоначальное схватывание без значительных потерь прочности. В подобных условиях важно, чтобы вода не замерзла – это имеет необратимые последствия для прочностных характеристик.
    Как правильно использовать составы подобного типа, подскажет инструкция на упаковке

    Как правильно использовать составы подобного типа, подскажет инструкция на упаковке

    Важно! Стоит помнить, что чем ниже температура, тем больше пропорция добавления состава. Именно этот фактор является основополагающим при приготовлении бетона.

    • Замедлители схватывания бетона – этот тип составов применяется в следующих случаях: при высокой температуре окружающего воздуха, при транспортировке бетона миксерами на дальние расстояния, при длительном рабочем процессе, когда состав должен сохранять первоначальные свойства на протяжении длительного срока. Также замедлители незаменимы при устройстве монолитных конструкций: так можно избежать возникновения слоев и ослабления бетона.
    При транспортировке на большие расстояния замедлитель схватывания гарантирует доставку качественного раствора

    При транспортировке на большие расстояния замедлитель схватывания гарантирует доставку качественного раствора

    Совет! Стоит помнить, что помешивание раствора не дает начаться стадии затвердения, поэтому если нужно продлить жизнеспособность раствора на полчаса-час, то с помощью данной операции вы избежите преждевременного схватывания.

    Если твердение рассчитывается по дням, то схватывание проходит скоротечно, это и есть его самая большая особенность. И очень важно, при какой температуре схватывается бетон – она должна быть максимально приближенной к оптимальной, в противном случае добиться хорошего результата без добавок будет проблематично.

    Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона

    Сразу отметим, что используются они при отрицательных температурах и направлены на ускорение схватывания и твердения (см.также статью «Время схватывания бетона и его механизм»).

    Чаще всего применяются следующие варианты:

    • Электрический подогрев конструкций. Его особенности следующие: в конструкцию укладывается специальный нагревательный провод еще до заливки или вставляются металлические электроды, пока бетон еще свежий. Пропуская по системе ток, можно нагревать всю конструкцию, предотвращая ее замерзание и ускоряя схватывание.
    Провода укладываются перед началом бетонирования

    Провода укладываются перед началом бетонирования

    • Использование термоактивной опалубки, это вариант предполагает использование электрического подогрева или водяной рубашки для того, чтобы поддерживать положительную температуру в конструкции. Используется он достаточно редко ввиду сложности устройства.
    • Еще один вариант, который подходит для масштабных строительств – устройство тепляка, это может быть разборная конструкция или система пологов из тента, важно, чтобы внутри поддерживалась положительная температура.

    Стоит помнить, что алмазное бурение отверстий в бетоне и резка железобетона алмазными кругами допускаются только после набора как минимум 50 % прочности. Не стоит спешить с данными работами, иначе можно нарушить структуру материала.

    Сверление можно начинать только после набора бетоном прочности

    Сверление можно начинать только после набора бетоном прочности

    Вывод

    Как вы смогли убедиться, схватывание имеет огромное значение для бетона, и любые нарушения процесса снижают прочность материала. Видео в этой статье наглядно покажет некоторые особенности рассматриваемого процесса.

    masterabetona.ru


    Смотрите также