Doors4house.ru

Дор Хаус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

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

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

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

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

добавки для бетонного раствора

Предприятия, производящие железобетонные изделия или выпускающие товарный бетон, пользуются упомянутыми добавками и получают ощутимые преимущества. Ведь добавки позволяют:

  • уменьшить потребление электричества и газа, поскольку сроки пропаривания ЖБИ сокращаются;
  • снизить трудозатраты на вибрирование;
  • увеличить скорость оборачивания опалубки (формоснастки);
  • сэкономить цемент;
  • улучшить эксплуатационные качества товарного бетона и ЖБИ.

Стадия схватывания бетона

2055134_3

Эта стадия занимает небольшой отрезок времени – несколько часов. Сколько именно будет проходить схватывание, зависит от температуры окружающей среды. Эталоном считается температура 20 градусов Цельсия – это так называемая расчетная температура. Она позволяет бетону/цементу схватиться через 2 ч после затворения раствора. Сам процесс схватывания занимает 1 ч. То есть примерно через 3 ч после затворения можно сказать, что бетон/цемент схватился. Но если температура равна 0 градусов, данная стадия занимает 15-20 ч. Да и начало схватывания при нулевой температуре приходится на 6-10-й час после затворения смеси. А вот при высоких температурах картина обратная – пропаривание ЖБИ в специальных камерах позволяет ускорить схватывание до 10-20 мин.

На этой стадии можно помешать бетону/цементу окончательно твердеть. Ведь раствор еще остается подвижным, и если его постоянно помешивать, процесс схватывания затягивается – действует механизм тиксотропии. Поэтому раствор доставляют в бетоносмесителе, осуществляющем непрерывное вращение смеси. Так сохраняются ее основные свойства, а будущая надежность и прочность бетона/цемента ничуть не уменьшается.

Однако чрезмерное затягивание времени вращения негативно сказывается на качественных характеристиках бетона/цемента. К сожалению, такие случаи бывают – когда форс-мажорные обстоятельства не позволяют вылить раствор в опалубку, и смесь приходится перемешивать в бетоносмесителях в течение 10-12 ч. Особенно неприемлемы подобные ситуации при жаркой погоде, ведь высокая температура воздуха способствует быстрому схватыванию бетона/цемента. Непрерывное вращение не дает смеси твердеть, однако в ней происходят необратимые изменения, отнюдь не улучшающие эксплуатационные характеристики.

Читайте так же:
Как улучшить свойства цементного раствора

Стадия твердения бетона

Как только стадия схватывания бетона/цемента закончена, наступает стадия твердения. Смесь лежит в опалубке, она схватилась и теперь твердеет. Поскольку в нормативах прописано время твердения 28 дней, многие считают, что это окончательный срок. На самом деле процесс твердения и набора прочности товарного бетона или ЖБИ идет годами. 28 суток – это регламентированный срок, позволяющий использовать бетонные изделия с некоторой гарантией. За эти четыре недели прочность бетона/цемента нарастает весьма динамично, а далее увеличение твердости происходит малыми темпами. Так получается благодаря входящим в состав смеси компонентам, обеспечивающим ее гидратацию.

Компоненты бетона

При затворении цементного/бетонного раствора его основные компоненты вступают в реакцию с водой. На стадиях схватывания и твердения их поведение значительно различается. Одни ингредиенты сразу же при затворении вступают в реакцию с жидкостью, другие – спустя время, третьи не проявляют активности вовсе. Вот компоненты бетонной/цементной смеси:

  • трёхкальциевый силикат – C3S;
  • двухкальциевый силикат – C2S;
  • трёхкальциевый алюминат – C3A;
  • четырёхкальциевый алюмоферрит – C4AF.

Роль трёхкальциевого силиката

5506134_2Минерал C3S (формула 3СаО х SiO2) способствует нарастанию прочности бетона/цемента не только в течение 28 дней, но и гораздо дольше. Хотя, конечно, наиболее значимый вклад в дело прочности С3S делает в первый месяц существования бетонной или железобетонной конструкции. Трёхкальциевый силикат выделяет тепло, когда в смесь добавляют воду, затем нагревание прекращается на непродолжительное время и возобновляется с началом стадии схватывания. Вся эта стадия идет с выделением тепла, а в процессе твердения температура постепенно снижается. Именно трёхкальциевый силикат играет главную роль в приобретении стройматериалом прочности несмотря на то, что в первые сутки после затворения смеси в ней более активно действует другой компонент – С3А.

Трёхкальциевый алюминат – самый быстрый компонент

С3А (формула 3СаО х Аl2O3) усилено работает с самого начала стадии схватывания. В первые дни жизни бетонной/цементной конструкции он способствует стремительному нарастанию прочности – его скорость реакции в период схватывания огромна. А вот в стадии твердения и дальнейшем наборе прочности он практически не участвует.

Двухкальциевый силикат – помощник на стадии твердения

Читайте так же:
Бетон м200 пропорции песка щебня цемента

C2S (формула 2CaO x SiО2) в течение первых четырех недель бездействует. Стадия схватывания и первичный период твердения цемента происходят без его участия. К концу первого месяца активность его «родственника» – трёхкальциевого силиката – угасает. И двухкальциевый силикат вступает в активную фазу. Его благотворное воздействие на прочность бетона/цемента длится годами, способствуя нарастанию этого качества. Кстати, период «спячки» C2S можно значительно сократить, если использовать специальные добавки в бетонную/цементную смесь.

Инертность четырёхкальциевого алюмоферрита

C4AF (формула 4CaO x Al2O3 x Fe2O3) – минерал, практически не играющий роли в наборе прочности и твердении бетона/цемента. Только на самых поздних сроках твердения он оказывает влияние на увеличение прочности конструкции. Однако воздействие это незначительно.

Все эти компоненты вступают в химическую реакцию с водой при затворении. Данная реакция способствует увеличению, сцеплению и осаждению кристаллов минералов, так что гидратация бетона/цемента – это кристаллизация смеси.

Усовершенствование качеств бетона

Многочисленные лаборатории и институты подробно изучают процесс гидратации в целом и отдельные его этапы. Благодаря этому производители могут влиять на многие показатели:

  • начало и конец схватывания смеси;
  • ее подвижность;
  • морозостойкость;
  • водонепроницаемость;
  • стойкость к коррозии;
  • прочность и т.д.

Основная роль в оказании такого влияния принадлежит специальным добавкам в бетон/цемент. А современное оборудование, осуществляющее точное дозирование и тщательное перемешивание, помогает достичь отличных результатов по однородности состава бетона/цемента.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

Итак, время застывания и высыхания бетона можно регулировать – причем в две стороны. Это позволяет либо сократить время на строительные работы, либо переместить их на другое время.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Ускорение твердения

Для этого есть 3 способа:

  1. Уменьшение количества воды в составе. В этом случае повышается жесткость бетона, что снижает время на высыхания. Использовать этот способ не стоит, т.к. усложняется утрамбовка, при этом цементация ухудшается.
  2. Обработка горячим паром. Способ ускоряет испарения, при этом не приводит к пересыханию. В отличие от уменьшения количества воды, качество бетона не ухудшается, но процедура более затратная.
  3. Добавление ускорителей. Время высыхания бетона с добавками может значительно сокращаться, но они, как правило, снижают прочность.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Также не стоит забывать, что твердение бетона в зависимости от температуры меняется. Заливка летом застынет в 1,5 раза быстрее, чем осенью или весной.

Читайте так же:
Гост соотношение марок цемента

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Ускорить затвердение зимой можно с помощью следующих способов:

  1. Установка принудительного инфракрасный прогрев.
  2. Укладка светоотражающего полотна. Некоторые виды бетона, особенно глиноземистый, выделяют тепло при гидратации, которое можно закупорить в опалубке светоотражающей пленкой.
  3. Хлориды. Класс веществ, которые снижают температуру застывания воды. Это решит проблему с замерзанием жидкости в толще при глубоком минусе.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Замедление твердения

Замедление возможно только с помощью специальных добавок. Это может быть полезно в случае, если состав необходимо будет перевести в другое место или при многоэтапной заливке.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Также замедлить процесс гидратации можно увеличением пропорции воды в составе. Делать так не стоит, т.к. качество бетона может ухудшится, а зимой и вовсе приведет к кристаллизации и трещинам.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Факторы, влияющие на скорость набора прочности бетона

Параметры, которые влияют на скорость твердения:

  • применяемый цемент;
  • добавление реагентов-ускорителей затвердевания;
  • благоприятная пропорция цемент/вода в бетонном растворе;
  • метод утрамбовки смеси (например вибратором для бетона);
  • процент влажности окружающей среды;
  • температурный режим.

Чтобы определить, сколько времени бетон набирает прочность, надо учитывать температуру. Твердеет строительная смесь при плюсовой погоде.

Это происходит из-за наличия в ее составе воды. Если вода замерзнет, то бетон прекратит набирать крепость. Процесс возобновится, когда температурный режим станет положительным.

Чем больше тепла, тем скорость твердения выше. А это значительно уменьшает время схватывания.

График набора прочности показывает зависимость процесса от внешней температуры:

График набора прочности от температуры

Кривые на схеме отображают, сколько дней бетон набирает заданную прочность при потеплении (для b25).

По этим данным можно определить, какой твердости будет материал со временем. Например, какое количество суток потребуется, чтобы бетон набрал 70% от заданного значения прочности.

Строители советуют заливать раствор в опалубку при +20°C. Тогда схватывание начинается через 1 час. На жаре время застывания бетона сводится к минимуму.

Для марок М300, М200 (t=+20 °C) отвердение происходит за 1 час.

Зная, сколько часов или дней бетон набирает прочность, можно точно рассчитать ход реализации проекта, определить график работ, рассчитать материальные затраты.

Сколько бетон набирает прочность?

Если марка раствора определяется через 28 дней после заливки, то это и есть ответ на интересующий многих вопрос, за сколько бетон набирает твердость. Но не стоит забывать о некоторых особенностях набора прочности бетона в зависимости от температуры:

  • При низких температурах воздуха значения прочности растут медленнее;
  • При нулевой отметке вовсе не твердеет, поскольку гидратация цемента из-за замерзшей воды становится невозможной, потепление активизирует набор твердости;
  • Влажная среда помогает бетонному основанию становиться прочнее;
  • При пониженной влажности набор замедляется и даже может прекратиться, из-за нехватки воды, которая нужна для гидратации вяжущего.
Читайте так же:
Каким цемент выбрать для зуба

По приведенным в таблице данным видно, что временной показатель затвердевания бетонной основы зависит от марки и температурных условий.

Нужно иметь в виду, что скорость затвердевания раствора – величина непостоянная. На графике хорошо видно, что набранная скорость в первую пятидневку затем начинает постепенно уменьшаться. Временной интервал, в котором происходит ускоренное твердение раствора, принято называть периодом выдерживания. В это время важно обеспечить залитому раствору необходимые температурные и влажностные условия.

Хотя график набора прочности бетона составлен на месяц, данный процесс выходит за рамки этого временного периода (СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции). Для окончательного затвердевания конструкции могут потребоваться годы.

От чего зависит набор прочности бетона?

Температура

Низкая температура на улице способствует более медленному процессу затвердевания, а в том случае, когда она достигнет отрицательного порога, весь процесс набора прочности полностью останавливается. Это происходит за счет замерзания воды, обеспечивающей гидратацию смеси.

При дальнейшем повышении температуры воздуха, набор прочности продолжается. А если температура снова упала, то может заново остановиться.

Теплое время года позволяет ускорить процесс затвердевания бетонного состава. При температуре, не менее чем 40 градусов, данный процесс будет окончен за одну неделю. Поэтому, производить заливку на дачном земельном участке необходимо в жаркую погоду. Это позволит сократить стройки возведения конструкции.

В зимнее время потребуется подогреть бетон, что сделать самостоятельно немного проблемно: необходимо иметь специализированное оборудование и знать данную технологию данной работы.

Чтобы лучше понять влияние температуры на затвердевание состава, необходимо просмотреть данный график. Он отражает, как бетон марки M400 набирает прочность при различных температурах и сколько времени понадобится для определённого процента набранной прочности. Каждая линия обозначает определенную температуру. Первая из них равна 5 градусам, а последняя 50 градусам.

Читайте так же:
Методы определения гранулометрического состава цемента

Это позволит определить срок распалубки конструкции из бетона. Как только прочность достигнет половины своего марочного значения, разрешается снимать опалубку.

Время

Для того, чтобы определить нормативный-безопасный срок начала работ по конструкции, строители часто использую следующую таблицу. По ней, исходя из марки бетона и его среднесуточной температуры можно узнать о набираемой прочности через определенное количество дней:

Если нормативно-безопасный срок, после которого разрешается выполнять дальнейшие работы равен 50%, то безопасный срок считается за 75-80%.

Исходя из времени выдержки бетонной смеси, нужное значение находится по данной формуле:

Прочность бетона на N-е сутки = марочная прочность × (lg (n) / lg (28) )

(n – не может равняться менее чем 3 суткам)

Цемент

Сразу после заливки, бетонная смесь способна самостоятельно затвердевать из-за самостоятельного выделения тепла, но при замерзании в нем воды, данный процесс полностью приостанавливается. Поэтому, при работе с цементом в зимнее и осенне-весеннее время, необходимо приобретать смеси с противоморозными элементами в составе.

Также, на скорость данного процесса влияет и марка бетона. С уменьшением марки, падает его максимальная прочность.

Влажность

Низкий уровень влажности отрицательно влияет на процесс набора прочности бетона, а при полном ее отсутствии, данный процесс останавливается полностью.

При максимальном уровне влажности и температуры (от 70 до 90 градусов) скорость набора прочности повышается в большей мере.

Прочие факторы, влияющие на набор прочности

Бетон

Кроме влажности и температуры на данный процесс оказывают влияние:

  • тип цемента;
  • соотношение вода – цемент;
  • степень уплотнения массы в процессе заливки.

Вот как набирает прочность бетон, приготовленный на основе цемента типа Б (быстротвердеющий портландцемент) в течение первых суток:

  • 45% — при t = 30 градусов;
  • 16% — при 5 градусах.

Сколько времени бетон набирает прочность, содержащий излишки воды? Здесь прослеживается прямая зависимость: чем больше воды, тем дольше длится созревании заливки.

Причем масса, уплотненная вручную, да еще и не слишком тщательно, не достигнет марочной прочности ни при каких условиях.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: при сооружении фундамента под дом или другую серьезную постройку лучше всего использовать бетон, приготовленный в заводских условиях, а при заливке уплотнять бетон вибраторами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector