Созревание бетона: время схватывания и набора прочности

время схватывания и набора прочности

Срок твердения бетона

Подавляющее большинство самодеятельных строителей считают по не совсем понятным причинам, что за окончанием укладки в опалубку либо завершением работ по выравниванию стяжки процесс бетонирования законченным. Между тем, время схватывания бетона значительно больше, чем время на его укладку. Бетонная смесь – живой организм, в котором по окончании укладочных работ происходят сложные и протяженные по времени физико-химические процессы, связанные с превращением раствора в надежную основу строительных конструкций.

Прежде чем производить распалубку и наслаждаться результатами приложенных усилий, нужно создать максимально комфортные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без которой невозможно достижение требуемой марочной прочности монолита. Строительные нормы и правила содержат выверенные данные, которые приведены в таблицах времени схватывания бетона.

Температура бетона, С	Срок твердения бетона, сутки
	1	2	3	4	5	6	7	14	28
	Прочность бетона, %
0	20	26	31	35	39	43	46	61	77
10	27	35	42	48	51	55	59	75	91
15	30	39	45	52	55	60	64	81	100
20	34	43	50	56	60	65	69	87	—
30	39	51	57	64	68	73	76	95	—
40	48	57	64	70	75	80	85	—	—
50	49	62	70	78	84	90	95	—	—
60	54	68	78	86	92	98	—	—	—
70	60	73	84	96	—	—	—	—	—
80	65	80	92	—	—	—	—	—	—

Содержащиеся в официальных таблицах данные, конечно, должны служить ориентиром при самостоятельном обустройстве бетонных или железобетонных конструкций. Но применение таких данных должно происходить в плотной практической привязке к реальным условиям строительства.

Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы

Процессы, связанные с проведением мероприятий, которые предшествуют распалубке, содержат несколько технологических приемов. Цель выполнения таких мероприятий одна – создание железобетонной конструкции, максимально соответствующей по своим физико-техническим свойствам параметрам, которые заложены в проект. Основополагающим мероприятием, безусловно, является уход за уложенной бетонной смесью.

Уход заключается в выполнении комплекса мероприятий, которые призваны создать условия, оптимально соответствующие происходящим в смеси физико-химическим преобразованиям, во время набора прочности бетона. Неукоснительное следование предписанным технологией ухода требованиям позволяет:

• свести к минимальным значениям усадочные явления в бетонном составе пластического происхождения;
• обеспечить прочностные и временные значения бетонного сооружения в параметрах, предусмотренных проектом;
• предохранить бетонную смесь от температурных дисфункций;
• препятствовать прелиминарному отвердению уложенной бетонной смеси;
• предохранить сооружение от различного происхождения воздействий механического или химического генеза.

Процедуры ухода за свежеобустроенной железобетонной конструкцией следует начинать непосредственно по окончании укладки смеси и продолжаться до тех пор, пока ей не будет достигнуто 70 % прочности, предусмотренной проектом. Это предусматривается требованиями, изложенными в пункте 2.66 СНиПа 3.03.01. Распалубку можно провести и в более ранние сроки, если это обосновано сложившимися параметрическими обстоятельствами.

После окончания укладки бетонной смеси следует провести осмотр опалубочной конструкции. Цель такого осмотра – выяснение сохранения геометрических параметров, выявление протечек жидкой составляющей смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом того, сколько времени застывает бетон, точнее сказать – с учетом времени его схватывания, проявившиеся дефекты необходимо устранить. Среднее время, за которое может схватиться свежеуложенная бетонная смесь, составляет около 2-х часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкцию необходимо предохранять от любого механического воздействия в виде ударов, сотрясений, вибрационных проявлений столько, сколько времени сохнет бетон.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

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

Стадийные характеристики процесса заключаются в:

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

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.

Марка цемента	Время твердения различных марок бетона
	за 14 суток		за 28 суток
	100	150	100	150	200	250	300	400
300	0.65	0.6	0.75	0.65	0.55	0.5	0.4	—
400	0.75	0.65	0.85	0.75	0.63	0.56	0.5	0.4
500	0.85	0.75	—	0.85	0.71	0.64	0.6	0.46
600	0.9	0.8	—	0.95	0.75	0.68	0.63	0.5

Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.

Когда снимать опалубку после заливки бетона: нормативы и советы

После заливки бетонного монолита, нужно знать, как и когда снимается опалубка. Демонтаж регулируется нормативами СП 70.13330.2012, где указывается, что эта работа проводится после набора раствором 80% от расчетной прочности. Измерить данный параметр без лабораторных исследований невозможно. Поэтому принимать решение, когда можно снимать опалубку после заливки и отвердевания бетона принимается исходя из времени, необходимого для этого схватывания, температуры воздуха и марки прочности бетонного раствора.

Как происходит созревание бетона

Под созреванием бетона понимается химический процесс, в результате чего изменяются физические свойства раствора, который приобретает нужную твердость. При этом вода участвует в реакции гидратации цемента, которая имеет необратимый характер.

В цемент входит четыре основных компонента, отвечающих за его свойства:

• Трехкальциевый силикат – основной компонент, берущий участие в гидратации, в результате которой повышается температура состава, и он набирает прочность.
• Двухкальциевый силикат продолжает затвердевать в течение нескольких лет, в результате чего монолит становится прочнее.
• Трехкальциевый алюминат отвечает за скорость застывания в первые сутки после укладки строительного раствора.
• Четырехкальциевый алюмоферрит – необходим для затвердевания на завершающей стадии схватывания.

Созревание бетона происходит в течение 28 дней при температуре около 20⁰С. Но это идеальные условия, редко встречающиеся. В реальности они зависят от температуры и показателя влажности окружающей среды. Процесс созревания происходит в два этапа. Сначала идет схватывание, которое происходит от нескольких часов до суток. Схватившийся бетон теряет подвижность и сохраняет форму. Чтобы замедлить этот процесс используют свойство тиксотропии – замедление схватывания при шевелении раствора. Его применяют при транспортировке в автомиксерах. До схватывания бетон можно утрамбовывать, изменять геометрическую конфигурацию без ухудшения его характеристик.

Набор прочности бетона происходит длительное время, считается, что он не прекращается несколько лет. В течение 28 суток даже при идеальных условиях раствор набирает до 98% расчетного показателя. В этот период протекают химические реакции, превращающие мягкий раствор в прочный монолит.

Нормативы на снятие опалубки

Согласно СНиП, снятие опалубки можно производить при достижении бетоном соответствующей прочности. Она зависит от вида монолитной конструкции, которая заливалась:

• Вертикальные конструкции – снятие производится при наборе показателе 0,2 МПа.
• Ленточные фундаменты, армированные монолиты с пористыми наполнителями – при наборе 50% от марочной прочности или показателе 3,5 МПа.
• Наклонные элементы (лестницы), бетонные перекрытия длиной до 6 м – снимается при наборе 70% прочности от применяемой марки.
• Наклонные элементы и бетонные перекрытия длиной более 6 м – снятие при наборе 80% расчетных прочностных показателей.

Выдержка требований СНиП гарантирует, что после снятия опалубки монолит не разрушится под собственным весом или случайного  механического воздействия. Набор прочности может происходить и в последующем, а снятые щиты могут использоваться для выполнения других работ.

Важной характеристикой является влажность окружающего воздуха. При слишком быстром высыхании, схватывание раствора происходит неравномерно, что приводит к появлению трещин и снижению жесткости. Чтобы избежать этого, при высоких температурах, раствор регулярно поливают. На срок схватывания состава и снятия опалубки не влияет размер бетонной конструкции или монолита. Он зависит только от состава, среднесуточных температурных показателей и других внешних факторов, влияющих на скорость химической реакции.Через сколько времени снимают опалубку.

Через сколько времени снимают опалубку

Чтобы точно определить, через сколько дней нужно снимать опалубку с монолита, требуется специальное исследование. Но в обычных условиях провести его не представляется возможным, поэтому для определения срока используют основной параметр, влияющий на схватывание состава – температуру воздуха. Данные вносятся в специальные таблицы и относятся к самым популярным типам бетона марок М200-М300:

Температура, ºС	Время набора 50% прочности от расчетной, суток (вертикальные поверхности)	Время набора 80% прочности от расчетной, суток (горизонтальные перекрытия)
1	15	28
5	10	21
10	7	15
15	5	9
20	4	7
25	3	6
30	2,5	5
35	2	4

При заливке фундамента ленточного типа щиты устанавливаются на вертикальные поверхности. В них заливается бетон, после чего требуется определенное время, чтобы он схватился. Чтобы понять, когда можно будет снимать опалубку с ленточного фундамента, достаточно свериться с таблицей. При среднесуточном показателе температуры окружающей среды 10ºС, демонтаж производится через 7 суток.

При заливке горизонтальных конструкций – перекрытий и лестниц, необходимо обращать внимание на показатели, соответствующие схватыванию раствора и набору 80% прочности. При той же температуре 10ºС снимать опалубку нужно минимум через 15 суток.

Под суточным показателем температуры понимают среднее значение между минимальной и максимальной температурой за сутки.

Советы по демонтажу

При установке опалубки требуется обеспечить целостность конструкции, чтобы раствор не выливался за ее пределы. Снимать ее можно после достижения 50-80% от марочной прочности бетона, в зависимости от типа конструкции. На крупных объектах ее делают поэтапно, в обратном порядке относительно установки. При частном строительстве она снимается одновременно со всего монолита.

Демонтаж опалубки делается аккуратно, чтобы не подвергать залитую конструкцию лишней нагрузке. Запрещается применять тяжелую технику, поскольку она может сильно повредить поверхность. При снятии необходимо соблюдать несложные правила, которые помогут сохранить поверхность залитого раствора, получив прочную долговечную конструкцию:

• Все элементы, контактирующие с монолитом, смазать материалами, уменьшающими адгезию или проложить полиэтиленовую пленку.
• Снимать опалубку следует вручную, чтобы не повредить заливку и получить возможность ее повторного использования. При возникновении трудностей, между монолитом и щитом аккуратно вбивается деревянный клин.
• Раствор лучше схватывается по углам, поэтому работу лучше начинать с них, снимать сверху вниз.
• Опорные элементы, колонны, вышки освобождаются от опалубки в последнюю очередь.

Совет! Если есть сомнения, в том, когда можно будет снимать опалубку с фундамента или другого элемента, лучше сделать это через 28 дней. Тогда раствор гарантированно получит нужные характеристики.

Опалубку из пиломатериалов не нужно оставлять надолго в осенне-зимний период, поскольку они начинают разбухать, их коробит, что приводит к деформации поверхности.

Наиболее подходящее для выполнения работ время – конец осени. Воздух в это время становится влажным, а разница между дневной и ночной температурой уменьшается. Если отливается фундамент, после снятия он должен простоять всю зиму, чтобы уплотниться и набрать нужную прочность.

Снимать опалубку можно только после того, как раствор схватится и затвердеет, чтобы конструкция не потеряла форму и на ней не появились трещины. Соблюдение правил демонтажа позволит получить идеальный монолит, практически с неограниченным сроком эксплуатации.

Когда снимать опалубку после заливки бетона

Вполне понятно желание хозяев загородного участка максимально ускорить процесс строительства их собственного дома. Однако, технологии работы со стройматериалами – это «штука» серьезная, не терпящая «вольных трактовок» и пренебрежения в стиле – «и так сойдет»…

Когда снимать опалубку после заливки бетона?

Практически ни одна стройка не обходится без работ по бетонированию. Это могут быть возведение ленточного или монолитного фундаментов под дом или ограждения, заливка плит перекрытия, полов со смотровыми ямами в гаражах, открытых площадок и отмостков вокруг зданий, строительство подсобных сооружений, в том числе гидротехнических – септиков, бассейнов, колодцев и многое другое.  За активный строительный сезон всегда хочется успеть сделать как можно больше, поэтому крайне актуальным для самодеятельных строителей становится вопросы: когда снимать опалубку после заливки бетона и, соответственно, когда можно переходить к дальнейшим работам над созданной бетонной конструкции?

Хитрость в том, что однозначного ответа на эти вопросы нет – сроки распалубки и возобновления работ зависят сразу от нескольких важных факторов. Вот с этим и постараемся разобраться в данной публикации.

Как происходит созревание бетона

Созревание строительных растворов на базе цемента нельзя рассматривать с точки зрения простого выпаривания воды. Это вовсе не то, что происходит, к примеру, в комке глины – происходит испарение излишней влаги, и сформованная масса обретает определенную механическую прочность. Необожженная глина не теряет своих свойств и может использоваться неоднократно.

Созревание же бетона – это сложный и абсолютно не обратимый физико-химический процесс, вода в котором играет роль не только и не столько растворителя, сколько одного из главных реагентов. Именно затворение водой приводит в действие химические реакции, происходящими с главными минеральными компонентами цементного порошка.

• Трехкальциевый силикат – наверное, главное звено в процессе набора бетоном своей прочности. Именно он при соединении с водой дает ощутимое поднятие температуры в растворе в стадии схватывания.  Действие этого минерала будет играть важнейшую роль в созревании цементного камня в течение первого, самого решающего месяца.
• Двухкальциевый силикат, наоборот, «вступит в дело», словно переняв эстафету у трехкальциевого. Зато его действие ощутимо годами – бетонные конструкции постоянно наращивают свою прочность.
• Трехкальциевый алюминат – именно этот компонент дает скорость первоначальному схватыванию и набору прочности в первые часы и дни после приготовления раствора и его заливки.
• Четырехкальциевый алюмоферрит – его действие не столь явно выражено на первых порах, но он необходим для набора прочности на завершающих стадиях созревания бетона.

В процессе образования каменной структуры бетонный раствор проходит две основные стадии:

А.  Первым всегда идет схватывание раствора. Этот процесс может занимать всего от нескольких часов, особенно в оптимальных температурных условиях (порядка 20 ÷ 25 °С), и до суток. В это время бетон теряет свою подвижность, приобретает придаваемую ему форму.

Существует понятие тиксотропии – пока на жидкий бетон оказывается «шевелящее» воздействие, процесс схватывания не начинается (естественно, до определенных временных пределов). Именно это и позволяет доставить готовый раствор от производственной линии по его изготовлению к месту заливки (которое порой располагается на значительном расстоянии) в медленно вращающихся емкостях бетоновозов.

Свойство тиксотропии бетонного раствора позволяет перевозить его на значительные расстояния

Даже на залитый уже в форму бетонный раствор в этот период еще есть возможность оказать какое-либо корректирующее воздействие – например, подправить просевшую опалубку. После окончания схватывания все манипуляции становятся бесполезными. Раствор переходит в стадию созревания — набора прочности.

Б. Процесс набора прочности – намного более длительный. Сказать точнее – верхнюю его границу вообще подвести практически невозможно. Когда говорят, что бетон в течение месяца полностью созрел, то чаще всего имеется в виду набор марочной прочности на уровне примерно 95 – 98 %. А оставшиеся проценты будут «не спеша» добираться годами.

Раствор уже принял предварительно заданные формы, и на первый план выходят химические реакции. Вода, послужившая растворителем, активно входит в контакт с составляющими цемента, связывается с ними, что приводит к быстрому росту кристаллической структуры цементного камня. Межкристаллические связи обволакивают наполнители – песок, гравий, фиброволокно и т.п., постепенно переводя сырую рыхлую массу в твёрдое состояние.

Процесс кристаллизации бетона мод мощным микроскопом

Еще раз можно подчеркнуть важность воды, которая в данном случае выполняет роль активного участника физико-химического перехода одного состояния вещества в другое. Недостаточность воды — это прямая предпосылка для недобора бетоном прочности – он получается пористым, покрытым трещинами, рыхлым и т.п. Поэтому так важно поддерживать влажное состояние застывающего раствора.

Вторым важнейшим параметром для созревания бетонного камня является температура, при которой проходит реакция кристаллизации. При создании определенных условий (высокой температуры, влажности и соответствующего давления, сроки первичного схватывания бетона и первоначального набора прочности можно сократить до минимума. Это используется на заводах железобетонных изделий, где залитые в формы заготовки повергаются высокотемпературному пропариванию в специально созданных условиях.

Промышленные вибростенды с автоматическим высокотемпературным пропариванием

Совместное воздействие на таких стендах высокой влажности, температуры и нужной вибрации приводят к тому, что готовые детали можно вынимать из форм уже через 6 ÷ 10 часов – они к этому времени набрали достаточную прочность для складирования и перевозки, и в опалубке уже не нуждаются.

Для чего все это так подробно рассказывается? Исключительно для того, чтобы у читателя сложилось прочное представление о взаимосвязи внешних параметров и сроков созревания бетона. Понятно, что в условиях строительства частного дома никаких особых условий мы создать просто не в силах. Значит, будем ориентироваться на реальные возможности.

Сроки созревания бетона в условиях обычной стройки

Итак, скорость набора бетоном прочности, как мы уточнили, зависит от марки бетона, от температуры окружающей среды и от достаточности влаги в растворе. Заметьте, что нет никакого упоминания о количестве залитого раствора – созревание при остальных равных условиях будет идти совершенно одинаково что в огромной монолитной плите, что в отдельно взятом маленьком блоке. (Это позволяет применять экспериментальный метод проверки прочности конструкций, когда одновременно с большими сооружениями отливаются из того же раствора кубики бетона, которые будут служить испытательными образцами).

Кубики — испытательные образцы партий бетона

Если прокопаться в старых руководящих документах по строительству, то можно отыскать нормативы зрелости бетона, при которых было официально разрешено проводить распалубку залитых конструкций (СНиП 3.03.01—87). Несмотря на то что действие этого СНИП официально не продлено, вполне можно ориентироваться на указанные параметры – они проверены многолетней практикой и в промышленном, и в жилом строительстве.

Виды монолитных ненагруженных залитых конструкций	Минимальная прочность, набранная бетоном, позволяющая снять опалубку
Вертикальные поверхности	Прочность бетона не менее 0,2 ÷ 0,3 мПа
Армированные бетонные поверхности на пористых наполнителях, ленты фундамента	Прочность бетона не менее 3,5 мПа, и при этом — не менее 50% от общей марочной прочности
Горизонтальные перекрытия и наклонные конструкции (лестницы) с общей длиной пролета до 6 м	Не менее 70% общей марочной прочности бетона
Горизонтальные перекрытия и наклонные конструкции (лестницы) с общей длиной пролета свыше 6 м	Не менее 80% общей марочной прочности бетона

В условиях частного строительства чаще всего приходится прибегать в заливке ленточного или монолитного фундамента, устройству полов. И в том, и в другом случае рекомендовано, чтобы бетон набрал не менее 50% от заложенной марочной прочности.

Для распалубки фундамента необходим набор не менее 50% марочной прочности

Реже, но все же прибегают к заливке перекрытий или наклонных конструкций – лестниц. Здесь придется подождать подольше – пока бетон не наберет от 70 до 80% прочности, в зависимости от длины пролета.

Лестничный пролет — всегда нагруженная конструкция. Для распалубки необходимо 70 — 80% прочности.

Считается, что при такой набранной прочности ненагруженная отлитая конструкция уже без риска может находиться без опалубки – случайные ударные воздействия ей не страшны. Нужную прочность она будет добирать уже по месту, а материал снятой опалубки может быть использован для дальнейших работ.

А вот через какой срок после заливки бетон должен достичь требуемых прочностных значений?

Результаты проведённых исследований и наблюдений по итогам практических строительных работ позволяют свести в единую таблицу параметры созревания бетона марочной прочности М-200 ÷ М-300, замешенного на базе портландцемента М-400 или М-500. (Рассматривается именно такой бетон, как самый употребляемый в масштабах частного строительства, в частности – для заливки фундаментов):

Количество суток со дня заливки бетона	Температура окружающей среды и процент зрелости бетона
	-3° С	0° С	+5° С	+10° С	+20° С	+30° С
1	0.03	0.05	0.09	0.12	0.23	0.35
2	0.06	0.12	0.19	0.25	0.4	55%٭
3	0.08	0.18	0.27	0.37	50%٭	0.65
5	0.12	0.28	0.38	50%٭	0.65	80%٭٭
7	0.15	0.35	48%٭	0.58	75%٭٭	0.9
14	0.2	50%٭	0.62	72%٭٭	0.9	около 1
28	0.25	0.65	77%٭٭	0.85	около 1	—

Несколько пояснений к таблице:

• За единицу (то есть за 100 %) зрелости берется условный показатель прочности, которого достигает бетон данной марки в «идеальных» температурных условиях (+20°С) за 28 суток. Как уже говорилось, процесс созревания на этом не заканчивается – он может длиться годами, хотя и с очень незначительными приростами прочности.
• Знаком «звёздочки» (٭) выделены значения набранной прочности, которые позволяют безбоязненно снимать опалубку с залитой конструкции.
• «Двойная звездочка» (٭٭) – при таких показателях созревания можно переходить к дальнейшим строительным работам, например, к кладке стен. Предела прочности еще не достигнуто, но заложенный в конструкцию того же, к примеру, фундамента, резерв прочности позволит выдерживать плавно возрастающую нагрузку. А прочность с течением времени – догонит.
• Под температурой окружающей среды имеется в виду ее среднесуточное значение в течение срока созревания.

Это важно — учитываются не пиковые дневные значения, а усредненные в течение суток. Например, в таблице есть столбец с температурой +30°. Казалось бы, согласно значений в таблице летом уже через 2 дня можно проводить распалубку, а через 2 недели – бетонный элемент достигает полной зрелости! Однако, говорить о такой среднесуточной температуре в российских условиях даже в разгар лета – очень сложно. Пусть даже днем столбик термометра поднимается до 30 – 32 градусов – ночью он падает до 15 – 20. Таким образом, среднесуточная будет лежать в пределах 23 – 25 градусов.

Интересный факт – в мире до сих пор нет единства мнений насчет оценочного критерия по допустимости снятия опалубки. Например, европейские рекомендации весьма схожи с российскими – исходя из 50% прочности при ненагруженных конструкциях. А вот в американских стандартах поступают несколько проще – там принято правило снимать опалубку через 7 дней после заливки при условии температуры воздуха выше + 10°С.

Вообще, если речь при строительстве собственного дома будет идти о разнице в 2 ÷ 3 дня, то лучше не проявлять никому ни нужной торопливости. Лучше сосредоточиться на том, чтобы создать для бетона наиболее оптимальные условия для созревания – его качество от этого только выиграет.

Видео: снятие опалубки с ленточного фундамента

Создание оптимальных условий для созревания бетона

Наивно полагать, что достаточно будет залить бетон в опалубку, выровнять поверхность – и останется лишь только дожидаться схватывания и набора прочности, чтобы можно было снимать опалубку и двигаться дальше. Свежезалитая бетонная конструкция с первых же часов требует определенного ухода. И основными задачами здесь будут являться:

• Не допустить деформации опалубки под тяжестью раствора, минимизировать усадку.
• Постараться, максимально сгладить возможные температурные перепады (суточные).
• Исключить пересыхание поверхности залитой детали, ее быстрое обезвоживание, которое приведет к растрескиванию застывающего бетона. Создать оптимальный влажностной режим.
• Оградить залитую бетонную конструкцию от случайных механических повреждений.

После заливки следует немедленно проверить прочность всей опалубки и, при необходимости, провести ее укрепления в слабых местах. До схватывания все еще можно поправить.

В ряде случаев целесообразно прикрыть свежезалитый раствор от возможного дождя

Летний внезапный дождь — дело обычное, но вот для свежезалитого раствора он может оказаться фатальным. Через день ÷ два осадки уже будут не страшны, но если нет 100%—й уверенности в том, что в первые сутки не будет дождя, то придется соорудить какой-то тент, например, из пленки, брезента и т.п.

Самый большой бич – это быстрое испарение влаги. А недостаточность воды не даст полноценно пройти нужным химических реакциям, и бетон останется рыхлым и крошащимся. Значит, в период созревания целесообразно поддерживать залитую конструкцию в постоянно влажном состоянии.

Первые дни созревания поверхность периодически обильно увлажняют

В закрытом помещении может помочь регулярное опрыскивание водой, а вот на ветру и на солнце, наверное, не обойтись без укрывания пленкой или слоем постоянно увлажняемых опилок или грубой ткани (типа мешковины). Это будет и поддерживать влажность, и препятствовать активному испарению воды с поверхности под действием высокой температуры, прямых солнечных лучей или ветра.

На открытых ветру и солнцу участках — целесообразно «укутать» пленкой

Чтобы легче было разобраться в вопросах ухода за залитым бетоном, вниманию читателя предлагается таблица с некоторыми полезными рекомендациями:

Необходимые меры для оптимизации условий созревания бетона	меньше — 3 ° С	от — 3° до + 5° С	от + 5° до + 10° С	от + 10° до + 15° С	от + 15° до + 25° С	свыше + 25° С
Прикрытие полиэтиленовой пленкой, регулярное увлажнение залитой бетонной поверхности и опалубки, укрытие бетона влагосберегающим материалом (опилками, мешковиной и т.п.)	нет	нет	нет	нет	при ветренной погоде	всегда
Прикрытие полиэтиленовой пленкой, регулярное увлажнение залитой бетонной поверхности	нет	нет	да	да	да	этого мало
Прикрытие полиэтиленовой пленкой и термоизоляционным материалом	нет	да	нет	нет	нет	нет
Прикрытие полиэтиленовой пленкой и термоизоляционным матриалом, создание парника с поддержанием температуры внутри +10° С в течение не менее 3 суток	да	нет	нет	нет	нет	нет
Постоянное поддержание тонкого слоя влаги на поверхности бетона	нет	нет	да	да	да	да

Несколько рекомендаций по процессу снятия опалубки

У хорошего хозяина опалубка должна прослужить не один цикл заливки. Поэтому торопиться с ее «силовым» съемом, например, с помощью каких-то механических транспортных средств или с приложением усилий домкратов и лебедок – не стоит. Мало того что можно поломать ценный опалубочный материал – не исключено, что деформируется еще не до конца набравшая прочность бетонная конструкция.

Если доски или щиты опалубки были качественно обработаны перед установкой, например, промазаны специальными масляными составами или же были покрыты полиэтиленовой пленкой, то особых проблем возникнуть не должно. Разборку обычно начинают с мест, наименее нагруженных и тех, где связывание и застывание раствора происходит быстрее всего – углы и открытые, незамкнутые края.

Работу всегда ведут сверху вниз. Снимаю внешние подпорки, упоры, подкосы и другие стабилизирующие конструкцию детали. Если противоположные щиты были стянуты проволокой или иными металлическими деталями (шпильками, пропущенными насквозь скобами и т.п.), то вначале освобождаются от них – они срезаются или откручиваются. В ряде случаев этого бывает достаточно для снятия щитов.

Проволочные стяжки срезаны — и щиты отошли от ленты фундамента

Если щиты собраны в одну длинную конструкцию с помощью продольных соединительных брусьев, то имеет смысл сначала демонтировать эти соединения – поодиночке будет вытащить легче.

Щиты, сращенные брусками

При демонтаже не забываем, что через бетонные плиты могут проходить закладные элементы, которые были ранее нами установлены для создания каналов для коммуникаций. В этих местах опалубка снимается с особой осторожностью.

Опалубка с закладными пластиковыми элементами для создания сквозных каналов

Если щит сразу не поддается, то можно потихоньку оторвать его от поверхности, забивая аккуратно сверху деревянный клин.

Аккуратное отклинивание опалубки

Снятые деревянные детали опалубки рекомендуется убрать по сухое вентилируемое место – например, под навес. Там они будут в сохранности, и еще не раз смогут выручить хозяина.

Видео: пример снятия деревянной опалубки с фундамента

Ни в коем случае нельзя оставлять деревянную опалубку на готовой, набравшей прочность конструкции, надолго, тем более – на зиму. Ничего хорошего из этого не получится – дерево под воздействием повышенной влажности и перепадов температур может оказать деструктивное воздействие на бетон. Да и логичность такой операции – весьма сомнительна – после предварительного набора прочности опалубка просто уже не играет особой роли.

Кстати, это ответ и тем, кто рекомендует оставить на зиму на залитом фундаменте металлическую опалубку – с точки зрения технологии смысла в этом нет абсолютно никакого. А вот украсть дорогостоящий по нынешним временам материал – смогут запросто.

Кстати, существует современный подход к проблеме опалубки – специальные сборные конструкции из экструдированного пенополистирола. Они собираются наподобие кубиков конструктора «LEGO», затем в них устанавливаются армирующие элементы и заливается бетонный раствор.

«Кубики» несъемной опалубки

Очень удобно – и проблем со снятием опалубки попросту не существует, и стены или фундамент сразу получают неплохую термоизоляцию.

И скорость в работе — и, сразу, термоизоляция бетонной конструкции

Все работы по заливке бетонных конструкций при строительстве дома лучше планировать на теплый сезон года. Так что все мероприятия, которые упоминались в этой статье свойственны, в основном, положительным температурам воздуха. Но если уж обстоятельства вынуждают прибегнуть к зимнему бетонированию, здесь и подходы, и сроки выполнения работ будут несколько иными. Подробно об особенностях бетонирования зимой – в отдельной публикации нашего портала.

особенности, график и от чего зависит?

Основная характеристика бетона, которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.

Процесс набора

Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.

Вернуться к оглавлению

Схватывание

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения, б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода, 2 — вода, 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Вернуться к оглавлению

Твердение

Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.

Вместе с тем на этой стадии скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.

Вернуться к оглавлению

Особенности набора прочности

Снижение температурных показателей среды ведет к замедлению твердения. Нулевая отметка на термометре останавливает процесс из-за замерзания воды в камне (снижается качество бетона), а подъем значений снова его возобновляет. Смесь начинает высыхать при недостатке или отсутствии влаги, однако это может замедлить и остановить правильное твердение, что воспрепятствует набору заданного свойства бетоном. А вот автоклавное отвердение смесей значительно ускоряется при повышенных значениях температурно-влажностного режима: 80 – 90 град. и 100% влажности, что ведет к ускоренному росту прочностных показателей. За счет влаги в воздухе может сокращаться интервал набора прочности раствором, который уложен открыто.

Бетоны более высоких марок (состоят из большего количества цемента лучшего качества) твердеют и набирают прочность быстрее, поэтому обрабатывать их следует более оперативно. В интервале с 3-х по 10-е сутки после укладки нормативный набор прочности бетона обеспечивается близкими к идеальным условиями выдержки. В теплую погоду раствор укрывается влагоемкими материалами, через которые камень увлажняется круглосуточно 6 – 7 раз, и перекрывается плотной пленкой.

В солнечную погоду он укрывается от прямых лучей. Зимой бетон может искусственно прогреваться изнутри, утепляться, обогреваться тепловыми генераторами, чтобы предотвратить замерзание воды, и изолируется от осадков. Важным параметром для продолжения работ является нормативно-безопасный срок набора прочностных свойств. Таблица 1 показывает зависимость от марки бетона и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Таблица 1

Нормативно-безопасным сроком созревания бетонов можно считать значение 50%, а безопасным — от 72% до 80% от марочного значения, что, к примеру, важно знать при работах на фундаменте.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит набор прочности?

Факторы, которые управляют набором прочностных свойств камня, включают: сколько времени прошло после заливки, температурно-влажностный режим выдерживания, качество (активность) и марку цемента, соотношение воды и цемента в растворе, пропорции компонентов в смеси, способ уплотнения, технологию перемешивания, способ и скорость укладки, качество и регулярность увлажнения, наличие пластификаторов (добавок-ускорителей твердения) в смеси зимой и пр. Поднятие марки бетона зависит от увеличения доли и более высокой марки цемента в смеси, пропорций компонентов. Марка прямо влияет на набор прочности бетона. Для низких марок критическая прочность имеет большее значение. Таблица 2 отражает данную закономерность.

Таблица 2

Поэтому прочностью фундамента из бетона высокой марки определяется надежность, долговечность конструкции здания. Камень в холодную погоду приобретает прочность благодаря собственному тепловыделению, но для нормализации графика формирования камня целесообразно применять соответствующие добавки, ускоряющие твердение и снижающие температуру остановки гидратации. С ними смесь набирает марочную прочность уже через 14 суток. Удачным решением также станет изменение составляющих в бетоне. К примеру, глиноземистый цемент набирает прочностные показатели даже в морозы, так как выделяет примерно в 7 раз больше собственного тепла по сравнению портландцементом.

В наборе этого свойства существенную роль играют форма и фракция зерен натуральных наполнителей. Их неправильная форма и повышенная шероховатость обеспечивают лучшие условия сцепления и качество бетона. Известно, что увеличение доли воды в бетонной смеси способно привести к расслоению массы материала. Следствием этого также становится то, что при относительном увеличении доли воды в растворе на 60% от оптимального значения (в/ц = 0,4) происходит недобор прочности на 50% от марочной. Однако при соотношении вода/цемент 1/4 период отвердения (упрочнения) сокращается в два раза.

Чтобы ускорить процесс и минимизировать выдержку бетона, целесообразно применять пескобетоны с низким соотношением вода/цемент. Неуплотненный бетонный раствор имеет шансы вызреть только до 50% от нормативной прочности даже при оптимальном соотношении вода/цемент. Вместе с тем ручное уплотнение способно повысить его прочность на 30 – 40%, а вибротрамбовка повышает прочность до нормативных 95 – 100%.

Вернуться к оглавлению

График набора прочности

Важно знать график набора прочности бетона для прогнозирования последствий изменения температурных условий твердения, которые приводят к увеличению времени выдерживания.

График 1

График 1 показывает на примере бетона М400 через сколько суток смесь при фиксированных температурных значениях набирает определенный процент прочности (за сто процентов взят набор марочной прочности за 4 недели). Температурный режим 30 град. является оптимальным для набора нормативной прочности (97%) за 11 дней, а при показателе в 5 град. значение безопасной прочности не будет достигнуто камнем и за 14 дней. В такой ситуации следует разогревать, утеплять укладку. В соответствии с кривыми определяются сроки распалубки при превышении прочностью 50% марочного значения.

Вернуться к оглавлению

Вывод

В реальности прочностные показатели бетонных конструкций могут изменяться по очень многим причинам. Важно обеспечить оптимальные параметры для реализации по времени графика роста прочностных свойств, соответствующих марке бетона.

График набора прочности бетона — таблица по суткам

Ключевым достоинством бетонных конструкций являются их высокие прочностные свойства и надежность. В зависимости от марки материал может использоваться в различных условиях. При этом степень набора прочности зависит от разных факторов.

Процесс набора

Бетон представляет собой популярный каменный материал, который создается на основе смеси воды, вяжущей добавки и заполнителя. В его состав вносятся специализированные добавки, отвечающие за особые свойства и функции.

В процессе гидратации происходит образование надежных монолитных соединений, которые приобретают свойства прочного искусственного камня. Для формирования монолита требуется несколько недель (до 28 суток), а получение заводских качеств занимает до 6 месяцев.

Созревание бетона состоит из 2 этапов:

1. Схватывание. Является начальной стадией.
2. Твердение. Финишная стадия.

Зная все нормы созревания, можно определить, сколько лет прослужит монолитная конструкция.

Схватывание

Использовать стройматериал сразу после заливки нельзя. Перед этим необходимо ознакомиться с графиком набора прочности бетона и спецификой каждого этапа его созревания. Нередко смесь доставляется на строительную площадку с помощью специальной техники, поэтому ее поддерживают в подвижном состоянии с помощью автоматизированного оборудования. Технология тиксотропии сохраняет базовые параметры консистенции до момента заливки, приостанавливая естественное созревание.

Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов. Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.

Для защиты конструкции от деформации необходимо позаботиться о наличии теплой опалубки. Армированные элементы тщательно прогреваются и очищаются от льда. В летний период теплая опалубка малоэффективна.

Еще некоторые эксперты используют для зимних работ специализированные добавки и теплоизолирующие материалы. Выбирая этот вариант, необходимо ознакомиться с их свойствами и инструкцией по применению.

Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:

1. Пар.
2. Электроток.
3. Известь-кипелку.
4. Экзотермические цементы.
5. Всевозможные ускорители.

Специалисты рекомендуют приступать к заливке раствора в формы при +20°C. В таком случае схватывание наступит через 1 час и займет не больше 60 минут. В жаркую погоду процесс происходит практически моментально.

Если применяются марки М300 и М200, а окружающая температура держится на отметке +20 °C, схватывающий процесс будет длиться в течение 1 часа.

Зная, сколько бетон набирает прочность, можно грамотно рассчитать время реализации проекта и определить приблизительные финансовые расходы.

Твердение

Следующий этап заключается в затвердевании бетонной смеси под воздействием гидратации. Процесс заключается в формировании из минералов цемента новых соединений. Если в составе раствора отсутствует влага, затвердевание будет замедлено или вовсе приостановлено, из-за чего материал не получит требуемую прочность и начнет растрескиваться.

При нормальном температурном режиме и достаточном количестве жидкости прочность будет постоянно расти. К благоприятным условиям относят температуру +20 °C и показатель влажности воздуха не меньше 90%.

Если такие требования соблюдены, процесс наращивания прочности составит 7-14 суток. За этот термин раствор получает 60-70% заявленной прочности, после чего процесс замедляется.

При выдерживании бетона в воде его прочностные свойства будут более высокими, чем при твердении на воздухе. Сухая среда способствует быстрому испарению влаги и остановке процесса. Это связано с тем, что зерна цементной смеси не успевают вступить в гидратацию. Поэтому, чтобы избежать неприятных последствий, необходимо исключить преждевременное высыхание бетона.

В процессе твердения монолита его объем постоянно меняется. Еще материал дает усадку — в поверхностных зонах она более быстрая, чем во внутренней части. В случае нехватки влажности при твердении на поверхности бетона появятся усадочные трещины. Дефекты возникают также при обильном тепловыделении.

Время набора прочности бетона зависит и от окружающей температуры. При низких отметках процесс замедляется, а при высоких — ускоряется.

Если возводимая конструкция будет подвергаться дополнительным нагрузкам или есть необходимость быстрее демонтировать опалубку, процесс твердения придется ускорить. Для таких задач задействуют специализированные добавки. Их концентрация определяется опытным путем в строительной лаборатории.

Чтобы получить заводскую прочность в сжатые сроки, необходимо правильно обслуживать раствор и поддерживать его во влажном состоянии, защищая от сотрясений, ударов и повреждений. При ненадлежащем уходе материал станет низкокачественным и уязвимым к растрескиванию.

Ключевой причиной нехватки прочности является низкая температура, которая сопровождает строителей при зимнем бетонировании.

Под воздействием холода возникают 2 проблемы:

1. Замедление гидратации и рост сроков набора.
2. Вымерзание жидкости из состава бетонной смеси, из-за чего набор прочностных свойств приостанавливается.

При низкой температуре сроки получения прочностных свойств сильно увеличиваются, поэтому к исходному сырью добавляют специальные компоненты.

В зимних условиях инженеры задействуют противоморозные добавки, которые запускают процессы набора и снижают температуру замерзания жидкого вещества.

При необходимости ускорить твердение при высокой температуре или повышенной влажности исходное сырье подвергается прогреву. После заливки смеси поверхность бетона нужно усилить матами или щитами, которые будут удерживать температуру от гидратации и сохранять требуемые условия. Если наполнитель замерзнет, его запрещено использовать для дальнейших работ.

Электрический прогрев бетона востребован на тех строительных площадках, где имеется доступ к трансформаторам с большой мощностью. Выполнение бетонных работ с применением электрического оборудования — лучший способ получить заводскую прочность без потери эксплуатационных качеств материала.

В зимний период бетон укрывают с целью защиты поверхности от потери тепла.

Особенности набора прочности

График твердения бетона зависит от разных факторов. При опускании температурных показателей процесс замедляется, а нулевая отметка термометра приостанавливает его, поскольку жидкость в составе начинает замерзать, а качество материала ухудшается.

При отсутствии требуемого объема влаги бетонная конструкция не может получить заводские эксплуатационные свойства, а при автоклавном отвердении процесс сильно ускоряется. Наличие влаги в воздухе сокращает интервал.

График набора прочности бетона В25 определяется его составом. Составы более высокой марки твердеют быстрее, что заставляет работников приступать к обработке более оперативно. В период с 3 по 10 сутки после заливки материалу нужно обеспечивать благоприятные условия. При теплой погоде раствор укрывают водоотталкивающей пленкой, а сам камень увлажняется каждые сутки по 6-7 раз.

Смесь нужно изолировать от прямых лучей. В зимний период бетон прогревают искусственным путем и утепляют. Для этих целей используют специальное обогревательное оборудование, препятствующее замерзанию жидкости и защищающее конструкцию от осадков. Необходимо придерживаться нормативно-безопасного срока набора, который указывается в диаграммах СНиП.

От чего зависит набор прочности

Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности, выделяют:

1. Марку цементной смеси.
2. Пропорции воды и цемента.
3. Пропорции других добавок.
4. Метод уплотнения.
5. Температурно-влажностный режим.
6. Способ и скорость укладки.
7. Качество и интенсивность увлажнения.

По мере повышения марки бетона нужно менять пропорции компонентов, поскольку от них зависят конечные прочностные свойства.

Фундаменты из высоких марок цементной смеси характеризуются повышенной надежностью, большим сроком службы и прочностью. В холодный период камень становится более прочным из-за способности выделять тепло, однако, чтобы сбалансировать график образования монолита, лучше внести в состав специализированные добавки. Они предназначаются для ускорения твердения и остановки гидратации.

С такими компонентами состав приобретает марочную прочность уже через 2 недели. На набор прочностных свойств влияет тип компонентов состава. Так, глиноземистый цемент может упрочняться даже в сильный мороз, поскольку он способен выделять в 7 раз больше тепла, чем классический портландцемент.

Важное значение отыгрывает форма и фракция зерен органических добавок. Если они обладают неправильной формой и шероховатой поверхностью, это создает благоприятные условия сцепления и повышает качество материала. По мере увеличения доли воды происходит расслоение массы.

Для ускорения процесса и сокращения термина выдержки бетона лучше воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды/цемента. Если материал не имеет хорошего уплотнения, в процессе созревания он получит не больше 50% от заявленной прочности. Используя ручные уплотняющие приспособления, можно поднять показатель на 30-40%.

График по суткам

График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства. В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%. При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.

Однако при изменении окружающих условий показания графика могут меняться. Чтобы точно определить, за сколько времени бетон полностью затвердеет, следует выполнить контрольные испытания образцов.

В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:

1. Выдержка бетона в опалубке.
2. Созревание смеси после демонтажа опалубочной конструкции.

Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.

Марка бетона М200-М300 (раствор создавался на базе портландцемента М400-М500)	Среднесуточная температура, при которой твердеет бетон, °C	Интервал твердения
		1		2	3		5		7	14
		Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения)
	-3	3	6			8	12	15		20
	0	5	12			18	28	35		50
	+5	9	19			27	38	48		62
	+10	12	25			37	50	58		72
	+20	23	40			50	65	75		90

Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

Ключевым документом, регламентирующим сроки и условия твердения бетона, является ГОСТ 18105-2010. Еще обработка бетона контролируется стандартом ГОСТ 26633-2012. Для промышленного возведения построек используются другие правовые акты.

Прочностные свойства бетонных конструкций зависят от многих факторов и создаются под воздействием различных условий. Задача строителей заключается в подготовке правильной бетонной смеси и обеспечении благоприятных условий для повышения прочности.

Твердение (время схватывания) 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.

Главные параметры по которым выбираются добавки для бетонного раствора — это назначение будущей конструкции, температура и сменяемость окружающей среды, потребность в декоре т.е чистовой или черновой слой.

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.

Бетонные конструкции бывают разные, исходя из этого следует рассчитывать соотношение компонентов раствора и предполагать сроки схватывания и твердения.

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.

Итоговая прочность бетона в зависимости от марки, времени затвердевания и температуры воздуха.

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.

Корреляция прочности бетона с временем выдерживания и температурой среды.

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	<1	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:

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

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.

Характеристики действия пластификаторов на примере одного из наиболее популярных.

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.

Учитывайте, как может измениться температура окружающей среды пока бетон будет затвердевать.

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 Пуццолановый цемент марки М300 и выше	60	40	35
Портландцемент марок М300 и М350 Цемент с пуццоланой М200	80	50	40
Шлакопортландцемент М200 и М300	90	60	45

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 — график зависимости от температуры

Показатель прочности — основная характеристика бетона как конструкционного материала. Одним из его свойств является набор прочности бетона со временем. Только после полного затвердевания можно сделать оценку качества, поскольку показатель достигает максимальных значений.

Как бетон набирает прочность?

После укладки в смеси начинают происходить физико-химические процессы по превращению его в прочную основу для строительной конструкции. Как только под их влиянием вода и цемент вступают во взаимодействие, раствор постепенно теряет свою подвижность и изменяет свойства. Формирование новой структуры происходит в течение определенного времени. Вызревание бетона предполагает прохождение раствором двух стадий: начальной — схватывания, и завершающей — затвердевания. Их прохождение дает возможность получить прочностные свойства соответствующие бетону определенного класса и марки.

Стадия схватывания

Во время транспортировки в автобетоносмесителе смесь остается подвижной благодаря постоянному перемешиванию и тиксотропным ее свойствам. Прекращение механического воздействия на раствор после заливки увеличивает его вязкость, и он начинает схватываться. Все выявленные дефекты нужно устранять в начале первой стадии вызревания, она начинается сразу после заливки бетонной смеси и длится недолго.

Время схватывания зависит от температуры воздуха. Постоянная температура +20°С считается идеальным условием для первой стадии застывания раствора, позволяющим ему схватиться за 3 часа. При изменении этого условия длительность схватывания может уменьшиться или увеличиться. Дольше всего эта стадия длится при температурных значениях окружающего воздуха близких к 0 градусов.

Стадия твердения

После окончательного схватывания раствора начинается стадия твердения. На начальном этапе заполнитель, скрепленный кристаллизованными частицами цемента, не обеспечивает требуемую прочность. Но с началом реакции гидратации, твердение становится наиболее динамичным. Бетонная основа за 7 суток становится намного прочнее. За этот небольшой отрезок времени бетон набирает 70 процентов прочности. После происходит замедление этого процесса и еще 25% твердости набираются на протяжении трех недель. Полное затвердевание происходит через несколько лет.

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.

Зависимость времени набора прочности от температуры

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?

Если созданы благоприятные условия, то бетонное основание затвердевает за 28 дней. Но под влиянием некоторых факторов время набора прочности может увеличиваться или наоборот сокращаться. Срок затвердевания бетонного камня зависит от:

• Постоянства температурных показателей во время вызревания бетона;
• Уровня влажности;
• Возможных атмосферных осадков и их интенсивность;
• Марки цемента;
• Времени выполнения заливки.

Температура

Если говорить о влиянии температуры окружающей среды на набор прочности бетона, то здесь действует следующее правило: чем холоднее, тем больше времени займет затвердевание бетонного основания. При отрицательной температуре процесс останавливается, из-за чего время окончательного затвердевания увеличивается. Поэтому на севере, где вызревание бетонного камня проходит в условиях низких температур, процесс может длиться годами.

Такой большой срок обусловлен тем, что вода, необходимая для реакции гидратации не может испаряться, поскольку постоянно замерзает. Но при наступлении тепла и повышении температуры воздуха до положительных значений, процесс затвердевания бетонной конструкции возобновляется.

Время

При определении сроков проведения работ по бетонированию основания строительной конструкции пользуются таблицей набора твердости. В ней приведены прочностные показатели, которых достигает бетонный камень через определенный отрезок времени после заливки при разных температурных значениях.

Влажность

Понижение влажности окружающего воздуха в месте бетонирования отрицательно сказывается на процессе твердения бетонного камня. В сухом воздухе испарение воды из раствора происходит намного быстрее, поэтому скорость набора необходимой прочности бетона достаточно высокая. Но ускоренная гидратация цемента недостаточно скрепляет компоненты, и бетонная основа получается непрочной.

Оптимальный показатель влажности 66-70%.

Летом время застывания заливки зависит от влажности основы. При максимальной влажности повышается скорость нарастания твердости.

Цемент и добавки

Использование при замесе раствора портландцемента разных марок приводит к изменению времени его твердения. Поскольку, чем выше марка цемента, тем меньше дней требуется бетону, чтобы набрать марочную прочность. Существенное влияние на скорость застывания смеси оказывает ее состав и характеристики исходных материалов.

Зимой в раствор добавляют противоморозные смеси. Поскольку сразу после заливки он сможет немного затвердеть благодаря тепловыделению, а вот после замерзания воды процесс прекращается.

Летом наоборот лучше замедлить испарение влаги, чтобы защитить конструкцию от преждевременного пересыхания. Это несложно сделать с помощью специальных добавок, которые также улучшат прочностные показатели бетона.

Если в составе будут пористые материалы, то испарение влаги будет происходить медленнее.

Для быстрого нарастания твердости бетона и получения качественной конструкции нужно обеспечить надлежащий уход. Причем начинать ухаживать следует сразу после заливки, и продолжать до момента снятия опалубки. Полная нагрузка конструкции возможна только после получения бетоном расчетной прочности.

Уплотнение бетона — методы и результаты слабой вибрации бетона

Уплотнение бетона — это операция, при которой свежий бетон уплотняется в формы и окружает арматуру и другие встроенные объекты, такие как трубы в форме.

Существуют различные проблемы, которые могут возникнуть, если уплотнение бетона не выполнено должным образом, например, соты и застревание внутри бетонной пасты. Кроме того, плохое уплотнение бетона может привести к проблемам с проницаемостью и, следовательно, к коррозии стали и снижению предельной прочности затвердевшего бетона.

Рисунок 1: Плохое уплотнение бетона до сотов и каменных карманов

Способы уплотнения бетона

Уплотнение бетона может выполняться вручную или машинным способом. При выборе методов уплотнения следует учитывать множество факторов, таких как количество и расстояние армирования, консистенция бетонной смеси и сложность опалубки.

Ручной метод уплотнения

Достаточно текучие и текучие бетонные смеси уплотняют вручную с помощью стержня.Стержень должен в достаточной мере достигать нижней части опалубки и диаметра стержня, необходимого для уплотнения бетона между зазором арматуры и опалубкой.

Бетон многократно утрамбовывается штангой для его уплотнения. Смеси с низким значением осадки можно консолидировать вручную, если добавить суперпластификаторы, чтобы уменьшить оседание и сделать бетон работоспособным.

Кроме того, для обеспечения хорошего внешнего вида поверхности используются такие инструменты, как лопата, а удары по стенкам опалубки позволяют отталкивать захваченный воздух из бетона.

Не рекомендуется использовать механическое уплотнение, если смесь предназначена для уплотнения вручную во избежание расслоения.

Метод механического уплотнения

Метод механического уплотнения подходит и подходит для бетонных смесей с большим содержанием крупного заполнителя и низким отношением воды к цементу в сильно армированных конструкционных элементах. Различные типы методов механического уплотнения описаны в следующих параграфах:

1.Стол для ударов и падений

Ударный или падающий стол используется для уплотнения чрезвычайно жесткого бетона с низкой оседанием при изготовлении сборных железобетонных элементов.

2. Центрифугирование

Используется для уплотнения смесей средней и высокой осадки при строительстве столбов, труб и свай.

3. Вибрационный метод уплотнения бетона

Метод вибрации, вероятно, является наиболее широко используемым методом уплотнения бетона. В этом методе внутреннее трение между частицами заполнителя на короткое время устраняется, и бетонные смеси ведут себя как жидкость, и действует гравитационная сила.Это приведет к перемещению захваченного воздуха вверх, и смесь осядет в опалубке.

Когда вибрация прекращается, внутреннее трение сразу же возникает снова. Для выражения вибрации используется либо количество колебаний в минуту (об / мин), либо количество колебаний в секунду (Герцы).

Уплотнение бетона вибраторами подразделяется на следующие виды:

a) Внутренние вибраторы

Внутренние вибраторы, которые иногда называют вибраторами с выступом или опорой, обычно применяются для уплотнения бетона в балках, стенах, колоннах и плитах.На характеристики вибраторов влияет не только обрабатываемость бетона, но также частота, амплитуда и размеры головки вибраторов.

Обычно диаметр головки вибратора составляет от 2 до 18 см, а форма головки цилиндрическая. По мере увеличения диаметра головки вибраторов увеличивается эффективная площадь воздействия, например, радиус действия вибраторов с диаметром головки 4 см составляет 15 см, а радиус действия вибраторов с диаметром головки 8 см составляет 45 см.

Более того, очень важно правильно использовать внутренние вибраторы для достижения наилучшего уплотнения.Следует избегать горизонтального движения вибраторов, чтобы предотвратить расслоение бетона и опускание головки вибраторов на дно рассматриваемого слоя бетона, и она должна превышать предыдущий слой лаборатории примерно на 15 см. Толщина слоя уплотненного бетона примерно равна длине головы или 50 см.

Что касается использования вибраторов для уплотнения плит, то вибратор должен оставаться погруженным в бетон, и это можно сделать, используя его горизонтально или под определенным углом, в дополнение к 1,5-кратному радиусу действия в качестве расстояния, чтобы гарантировать перекрытие ранее соседнего вибрирующего слоя.Не только вибратор должен удерживаться устойчиво, но и оставаться на определенной станции в течение 5-15 секунд для достижения желаемого уплотнения.

Продолжительность времени, в течение которого вибратор используется на той же станции, зависит от обрабатываемости бетона, силы вибратора и характера уплотняемого элемента. Адекватная внутренняя вибрация определяется модификациями поверхности бетона, например изменениями крупных частиц заполнителя, общим выравниванием партии и внешним видом верхней поверхности тонкой пленки раствора.

В ситуациях, когда внутренняя вибрация бетона невозможна, может быть полезно вибрировать открытую часть арматуры, поскольку это приводит к удалению захваченного воздуха и воды под арматурой и увеличению связи между бетоном и сталью. На рисунке 2 показана работа с внутренней вибрацией.

Рисунок 2: Внутренние вибраторы для уплотнения бетона

b) Внешние вибраторы

Существует два основных типа внешних вибраторов:

• Настольный или поверхностный вибратор и
• Формовочный вибратор.

Настольный вибратор широко применяется для уплотнения бетонных поверхностей, таких как полы и плиты. Адекватно уплотняет плиты толщиной до 20 см; внутренняя вибрация требуется для плит большей толщины.

Формовочный вибратор прикреплен к внешней стороне формы или формуется должным образом, в противном случае энергия будет потеряна из-за неправильного крепления. Кроме того, опалубочный вибратор является правильным выбором для уплотнения бетона в тонких и сильно загруженных формах, уплотнения жестких смесей и дополнения внешних вибраторов.

Кроме того, опалубочные вибраторы могут быть полезны при строительстве труб, каменных блоков и других типов сборного железобетона. Однако не рекомендуется использовать вибрацию формы наверху вертикальных форм, таких как колонны, поскольку это может вызвать зазоры между бетоном и формами в результате движений внутрь и наружу, поэтому в этом случае лучше использовать внутреннюю вибрацию.

Формовочные вибраторы должны быть расположены правильно, чтобы обеспечить равномерное распределение интенсивности над формой.На Рисунке 3 показано использование опалубочного вибратора для уплотнения свежего бетона.

Рисунок 3: Уплотнение бетона методом вибрации

Подробнее: Типы вибраторов для уплотнения бетона

Результаты неправильной вибрации бетона

Существуют различные проблемы и дефекты, которые могут возникнуть, если бетон не подвергается адекватной вибрации.

• Соты
• Полосы песка
• Холодные стыки
• Чрезмерное количество захваченных воздушных пустот, которые в большинстве случаев называют отверстиями для жуков.
• Растрескивание при просадке
• Строки размещения

.

Замедлители схватывания бетона — механизм, виды и влияние на свойства

Замедлители схватывания бетона используются для задержки времени начального схватывания бетона до часа. Они обычно используются в жарких погодных условиях, чтобы противодействовать быстрому затвердеванию из-за высокой температуры, что дает время для смешивания, транспортировки и укладки. Замедлители схватывания также действуют как редукторы воды.

В этой статье мы обсуждаем механизм замедления, типы замедлителей, влияние замедлителей на свойства и преимущества бетона.

Механизмы замедления

Добавление замедлителя схватывания, растворенного в воде для замешивания или распыленного на поверхность бетона, временно прерывает реакции гидратации, что создает более длительный период бездействия. Возникающие механизмы зависят от комбинации типа замедлителя схватывания и типа цемента.

Также важно понимать, что механизмы замедления носят временный характер. По истечении предсказуемого периода действие механизмов исчезает, и гидратация продолжается.

Существует четыре различных способа замедления схватывания между замедлителем схватывания и цементом. Их

1. Адсорбция

В этом виде на поверхности частиц цемента адсорбируется замедляющая добавка. Этот слой замедляющей добавки создает защитную пленку вокруг частиц цемента. Из-за этого диффузионного барьера молекулам воды не удается достичь поверхности негидратированных частиц цемента, и гидратация замедляется.

В результате отсутствует значительное количество продуктов гидратации, которые придали бы твердость цементной пасте, поэтому паста остается пластичной в течение более длительного периода.

2. Зарождение ядра

При добавлении воды в цемент ионы кальция и гидроксильные ионы высвобождаются с поверхности частиц цемента. Когда достигается критическое значение концентрации этих ионов, продукты гидратации C2S и CS начинают кристаллизоваться.

Замедляющая добавка, которая входит в состав цемента, адсорбируется ядрами гидроксида кальция, что предотвращает рост ядер гидроксида кальция до некоторого уровня перенасыщения.

3. Комплексообразование

В течение первых нескольких минут образуются некие комплексы с ионами кальция, выделяемые зернами цемента. Образование этих комплексов вызывает повышенную растворимость цемента.

Во время гидратации в присутствии замедляющей добавки повышенная концентрация Ca2 +, OH-, Si, Al и Fe будет происходить в водной фазе цементного теста. Накопление ионов кальция и гидроксила в растворе предотвращает осаждение этих ионов с образованием гидроксида кальция.Таким образом замедляется гидратация.

4. Осадки

Осаждение почти аналогично адсорбции, но в случае осаждения некоторые нерастворимые производные замедлителя схватывания образуются в результате реакции с сильно щелочным раствором. Из-за этого pH раствора повышается более чем на 12 после первых нескольких минут контакта воды с цементом.

Осаждение защитных покрытий из этих нерастворимых производных вокруг частиц цемента подавляет гидратацию цемента.Защитное покрытие действует как диффузионный барьер, поэтому молекулы воды не могут хорошо контактировать с частицами цемента

Типы замедлителей

Ретардеры делятся на 2 категории в зависимости от характера замедлителей, это

.

1. Органические замедлители схватывания

• Лигносульфонаты
• Гидроксикарбоновые кислоты и их соли
• Фосфонаты
• Сахара

2.Неорганические или химические замедлители схватывания

• Фосфонаты
• Бораты
• Соли Pb, Zn, Cu, As, Sb

Влияние замедляющих добавок на свойства бетона

1. Прочность

Начальная прочность на сжатие бетона, в который добавлены замедляющие добавки, ниже, чем прочность на сжатие аналогичного бетона, не обработанного замедляющими добавками.

2.Технологичность и реологические значения

Замедляющие добавки также имеют небольшое влияние на удобоукладываемость бетона. Они могут вызвать увеличение начальной осадки на 60-100 мм.

3. Потери за спад

Замедляющие добавки оказались очень эффективными в снижении потери осадки и, таким образом, повышении начальной удобоукладываемости.

4. Воздухововлечение

Замедляющие добавки обычно не уносят воздух, но есть некоторые типы замедлителей схватывания.В частности, они на основе гидроксикарбоновой кислоты могут фактически снизить содержание воздуха.

5. Циклы замораживания-оттаивания

Воздухововлекающие добавки часто используются для улучшения морозостойкости бетона. Когда вода в бетоне начинает замерзать, воздушные ячейки действуют как микроскопические камеры расширения для замерзающей воды.

6. Кровотечение

Поскольку замедляющие добавки задерживают начало процесса схватывания, заторможенный бетон всегда более склонен к растеканию.

7. Теплота гидратации

Замедляющие добавки не снижают тепловыделение бетона, но задерживают повышение пиковой температуры на временной интервал, аналогичный тому, на который бетон был замедлен.

8. Объемная деформация

На ползучесть и усадку при высыхании не оказывает существенного влияния добавка замедляющих добавок, но пластическая усадка может быть немного увеличена.

9. Прочность

Если бетон затвердел правильно, замедленный бетон должен быть таким же долговечным, как и эквивалентный простой бетон.

Преимущества замедлителя схватывания в бетоне

• Сложная укладка или заливка бетона.
• Специальная архитектурная отделка поверхности: отделка открытым заполнителем.
• Компенсация ускоряющего воздействия высокой температуры в сторону начального затвердевания.
• Предотвращение образования холодных стыков при последовательных подъемах.

Подробнее: 15 типов добавок, используемых в бетоне

.

Удобоукладываемость бетона — типы и влияние на прочность бетона

Технологичность бетона

Технологичность бетона — это свойство свежезамешенного бетона, которое определяет легкость и однородность, с которыми его можно смешивать, укладывать, уплотнять и обрабатывать », как определено стандартом ACI 116R-90 (ACI 1990b).

ASTM определяет его как «свойство, определяющее усилие, необходимое для манипулирования свежесмешанным количеством бетона с минимальной потерей однородности».

Технологичность бетона зависит от многих факторов, которые объясняются в Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетона . Соотношение воды и цемента имеет большое влияние на удобоукладываемость. Обрабатываемость прямо пропорциональна водоцементному соотношению. Повышение водоцементного отношения увеличивает удобоукладываемость бетона.

Виды удобоукладываемости бетона

Технологичность бетона можно разделить на три типа:

1. Неработоспособный бетон
2. Средний работоспособный
3. Высокопроизводительный бетон

1.Неработоспособный бетон — Жесткий бетон

Необрабатываемый бетон можно также назвать жестким бетоном. Это бетон с очень небольшим количеством воды. Замешивать такой бетон вручную непросто.

Бетон такого типа имеет высокую сегрегацию заполнителей, так как цементное тесто не смазывается должным образом, чтобы прилипать к заполнителям. Поддерживать однородность бетонной смеси очень сложно, а уплотнение бетона требует больших усилий. Водоцементность такого бетона ниже 0.4.

2. Бетон средней обрабатываемости

Этот тип удобоукладываемости бетона используется в большинстве строительных работ. Этот бетон относительно легко смешивать, транспортировать, укладывать и уплотнять без особой сегрегации и потери однородности.

Этот тип удобоукладываемости бетона обычно используется во всех бетонных конструкциях с легким армированием (расстояние между арматурой такое, что позволяет эффективно уплотнять бетон). Соотношение воды и цемента для бетона со средней податливостью составляет 0От 4 до 0,55.

3. Бетон с высокой технологической обработкой

Бетон с высокой удобоукладываемостью очень легко смешивать, транспортировать, укладывать и уплотнять в конструкциях. Такой бетон используется там, где невозможно эффективное уплотнение бетона или в массивном бетоне. Такой бетон легко растекается и без особых усилий оседает. Но в этом случае высока вероятность сегрегации и потери однородности.

Крупные заполнители имеют тенденцию оседать на дне, а бетонная паста поднимается вверх.Такой бетон используют в случае использования тяжелой арматуры, где вибрация бетона невозможна. Примером хорошо поддающегося обработке бетона является самоуплотняющийся бетон. Водоцементный коэффициент такого бетона более 0,55.

Требования к удобоукладываемости бетона зависят от типа конструкции и метода уплотнения. Например, удобоукладываемость бетона, необходимая для конструкции перекрытия, может быть такой же, как у конструкции фундамента из массивного бетона.

Требования к обрабатываемости при использовании вибраторов в строительстве отличаются от требований, когда вибраторы не используются.Точно так же удобоукладываемость бетона, используемая в толстых сечениях, не работает при использовании в тонких сечениях.

Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетона

Требования к удобоукладываемости бетонной конструкции зависят от:

• Водоцементное соотношение
• Вид строительных работ
• Способ замешивания бетона
• Толщина бетонного профиля
• Степень армирования
• Метод уплотнения
• Расстояние транспортировки
• Способ размещения
• Условия окружающей среды

Читать далее Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетона

Работоспособность Vs.Прочность бетона

На следующем рисунке показано соотношение между удобоукладываемостью и прочностью бетона на сжатие:

Рис: Удобство использования по сравнению с. Прочность бетона

Как видно из рисунка, прочность бетона уменьшается с увеличением водоцементного отношения. Увеличение водоцементного отношения свидетельствует о повышении удобоукладываемости бетона. Таким образом, прочность бетона обратно пропорциональна удобоукладываемости бетона.

Причина такого отношения в том, что вода из бетона высыхает и оставляет пустоты при схватывании бетона. Чем больше будет воды, тем больше будет пустот. Таким образом, увеличение количества пустот снижает прочность бетона на сжатие. Таким образом, важно сбалансировать требования к прочности и удобоукладываемости для бетонных работ.

Удобоукладываемость бетона можно повысить за счет использования заполнителей округлой формы и добавок, улучшающих удобоукладываемость.При использовании таких добавок, как воздухововлекающие, удобоукладываемость повышается без увеличения водоцементного отношения. Это помогает достичь необходимой прочности и удобоукладываемости для бетонных работ.

Дополнительная литература по удобоукладываемости бетона:

1. Испытания на работоспособность на месте и рекомендуемые значения
2. Удобоукладываемость бетона — значения коэффициентов осадки и уплотнения и их применение
3. Обрабатываемость бетона в различных условиях
4. Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетона
5. Испытание на оседание бетона

.

Функции добавок в свежем и затвердевшем состоянии бетона

добавок (отдельных или комбинаций добавок) добавляются к бетону, раствору или раствору для достижения или улучшения желаемых свойств в свежем или затвердевшем состоянии. Добавки добавляются в бетон в зависимости от их функций, которые они выполняют.

Замедление или ускорение времени схватывания бетона, уменьшение сегрегации и водоцементного отношения, улучшение прокачиваемости, ускорение скорости набора прочности и т. Д.являются примерами функции добавок.

Функции добавок для изменения свойств свежего бетона, строительного раствора или раствора

• Повышение удобоукладываемости без увеличения содержания воды или уменьшение содержания воды при той же удобоукладываемости. водоредуцирующие и замедляющие добавки.
• Уменьшите или увеличьте время начальной и окончательной схватывания. водоредуцирующие и замедляющие добавки.
• Уменьшить или предотвратить урегулирование.
• Создает небольшое расширение в бетоне и растворе.
• Измените скорость или емкость кровотечения или и того, и другого.
• Уменьшает расслоение бетона, растворов и растворов, например, воздухововлекающих добавок.
• Улучшает проникновение и / или прокачиваемость бетона, растворов и растворов.
• Увеличьте осадку или осадку без увеличения содержания воды.
• Улучшение отделочности за счет водоредуцирующих и замедляющих добавок.
• Изменение реологических свойств, например, добавка, модифицирующая реологию / вязкость.
• Уменьшить скорость потери осадки, например, водоудерживающие и замедляющие добавки, водоудерживающие добавки широкого диапазона
• Увеличить скорость укладки, например, высокодисперсные водоредуцирующие добавки

Функции добавок для изменения свойств затвердевшего бетона

• Замедлить или уменьшить тепловыделение во время раннего твердения.
• Ускорение темпов развития силы.
• Повышение прочности бетона или раствора (на сжатие, растяжение или изгиб).Эта функция выполняется в основном водоредуцирующими и замедляющими добавками, водоредуцирующими добавками широкого диапазона
• Уменьшает образование накипи, вызванное солями для борьбы с обледенением
• Повышает устойчивость к замерзанию и оттаиванию, например, воздухововлекающая добавка.
• Уменьшить капиллярный поток воды.
• Уменьшает проницаемость для жидкостей, например, с добавками, снижающими содержание воды.
• Контролируйте расширение, вызванное реакцией щелочей с некоторыми компонентами заполнителя, такими как добавки лития.
• Производство ячеистого бетона.
• Увеличивает сцепление бетона со стальной арматурой. Водоредуцирующие и адгезионные добавки высокого диапазона
• Увеличивают сцепление между старым и новым бетоном, например, адгезионная добавка.
• Повышение ударопрочности и стойкости к истиранию.
• Препятствует коррозии металлической заделки, которая вызвана добавками, замедляющими коррозию.
• Производство цветного бетона или раствора.
• Уменьшает усадку и скручивание при высыхании, что достигается добавками, уменьшающими усадку.

При изменении какого-либо конкретного свойства следует проявлять осторожность, чтобы не повлиять на другие свойства бетона.

Подробнее о Добавки для бетона и Руководство по добавкам

.