Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

За какое время схватывается бетон?

Сколько времени застывает бетон?

Застывание бетона – это сложная химическая реакция с формированием гидратов кальция. Связывающий компонент бетона кристаллизуется, образуя единую монолитную конструкцию. Сколько времени застывает бетон необходимо знать для того, чтобы избежать образования слабых мест в бетоне или холодных швов, формирующихся при первичном застывании слоя бетона. Сколько застывает бетон, зависит от марки бетона, характера и температурных параметров проводимых работ. Застывание бетона – химический процесс, и чем выше температура, тем быстрее он протекает.

Что такое схватывание бетона?

Схватывание бетона – это процесс, в течение которого происходит переход бетонной смеси из подвижного состояния в твердое. Сразу после этого наступает затвердение материала, в результате которого он набирает проектную прочность. Время схватывания для всех марок составляет в среднем от 2 до 24 часов. Пока длится процесс на бетонную смесь можно оказывать физическое воздействие, например, производить выравнивание, формование.

В период схватывания проявляется одно из главных качеств жидкого бетона — тиксотропность. Суть тиксотропности заключается в том, что материал способен оставаться в вязком виде под влиянием физических факторов, т.е. пока смесь перемешивается, ее схватывание не начнется длительное время. На этом принципе основана доставка материала миксерами, в которых происходит постоянное перемешивание бетона.

Скорость схватывания в первую очередь зависит от температуры окружающей среды. Косвенно на скорость влияет класс прочности, состав (водоцементное соотношение), удобоукладываемость. Методика определения скорости схватывания описана в ГОСТ Р 56587-2015.

Влияние на скорость высыхания

Превращения раствора в прочный монолит зависит от погодных условий, размеров конструкции, состава бетона.

Оптимальные параметры воздуха:

  • Температура — 15-20 градусов;
  • Влажность — 75%.

Подгадать день с такими характеристиками сложно, обычно лучшее время создания фундамента — конец лета и начало осени.

В сухую жаркую погоду процесс высыхания ускоряется, что плохо для бетона. Скоротечное испарение влаги не дает цементу полностью кристаллизироваться, фундамент становится хрупким, на поверхности образуются трещины. Схватывание происходит за 1 час.

Низкие температуры также неблагоприятно отражаются на качестве фундамента. Гидратация существенно замедляется, а при нуле и ниже влага остается в растворе, при замерзании расширяется и оказывает разрушительное действие на структуру. Критический порог твердения — 10 градусов тепла, схватывание длится 6-12 часов.

Еще один фактор, влияющий на скорость обезвоживания — формат основания здания. Углубленный высокий фундамент будет намного дольше высыхать, чем низкий с небольшой толщиной.

От состава бетона зависит продолжительность набора прочности. Бетон М200 застывает в течение 14-18 суток, М400 — за 7-14. Трамбовка, применяемая при заливке, продлевает сроки высыхания.

Слишком быстрое застывание можно замедлить с помощью воды и пленки. Для ускорения процесса применяется совсем другая технология.

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 цементаВремя твердения различных марок бетона
за 14 сутокза 28 суток
100150100150200250300400
3000.650.60.750.650.550.50.4
4000.750.650.850.750.630.560.50.4
5000.850.750.850.710.640.60.46
6000.90.80.950.750.680.630.5

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.

Время застывания бетона в опалубке

Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.

Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).

Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.

Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.

Время протекания реакций

В общем-то, сколько времени схватывается бетон — понятно из предыдущей таблицы. Через 6 часов его масса перестает быть подвижной; через сутки она утрачивает пластичность, но остается хрупкой. Полная марочная прочность набирается материалом примерно за месяц.

Справка: марочная прочность соответствует максимальному усилию на сжатие, которое бетон способен выдержать без разрушения. Усилие измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. Так, бетон марки М200 обязан выдерживать 200 кгс/см2, М300 — 300 кгс/см2, М400 — 400 кгс/см2 и так далее.

Однако приведенная выше таблица верна для так называемых нормальных условий : +18-22С при относительной влажности около 60%. Что произойдет при отклонениях в ту или иную сторону?

ОтклонениеОказываемое влияние
Понижение температурыПри низких температурах (от 0 до +18) скорость протекания реакций замедляется; схватывание может занять до 5-7 суток. При падении температуры бетона ниже 0 градусов вода кристаллизуется, и гидратация портландцемента полностью останавливается.
Повышение температурыДо определенного предела реакции ускоряются; однако при 90С и выше вода начинает испаряться их растущей кристаллической структуры быстрее, чем вступает в реакцию с ней. В результате набор прочности опять-таки останавливается.
Понижение влажностиВ сухом воздухе вода быстро испаряется из поверхностного слоя бетона, что приводит к падению его прочности и появлению трещин.
Повышение влажностиПри нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 часов.

Набор прочности при разных температурах.

Как нивелировать отклонения от нормального режима?

  • В жару и сухую погоду конструкцию в опалубке укрывают мокрой мешковиной, влажными опилками или поливают водой два-три раза в сутки.

Поливка плитного фундамента.

  • При температурах до -5 С достаточно укрыть и по возможности теплоизолировать молодой бетон. Выделяющееся при гидратации тепло не даст воде замерзнуть.
  • При более низких температурах требуется его подогрев. Альтернатива — использование зимних марок бетона, способных благодаря специальным добавкам схватываться при отрицательных температурах.

Полезно: благодаря противоморозным добавкам цена кубометра увеличивается всего лишь на 100-300 рублей за куб. Собственно, зимний бетон несложно приготовить и своими руками: инструкция сводится к добавке в него специальных антиморозных присадок (например, Антифриз ДС) в количестве 1% от массы цемента.

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

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

Стадия схватывания бетона

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

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

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

Стадия твердения бетона

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

Компоненты бетона

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

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

Роль трёхкальциевого силиката

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

Трёхкальциевый алюминат – самый быстрый компонент

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

Двухкальциевый силикат – помощник на стадии твердения

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

Инертность четырёхкальциевого алюмоферрита

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

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

Усовершенствование качеств бетона

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

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

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

Сезонность работ

  1. Новым способом теплового воздействия в строительстве зимой является применение термоматов.

Сколько длится высыхание при низкой температуре? Во время холодов при работе с бетоном должна учитываться возможность изолировать цементобетонную конструкцию от воды и низкой температуры. Негативные условия, будто замедлители, действуют на то, сколько длится период гидратации, создают проблемы с высыханием, тем самым понижая долговечность сооружений. Важно соблюдать срок, который требуется для набора безопасной устойчивости материала. При пяти градусах тепла качество набора прочности бетона увеличивается в пять, а то и семь раз по сравнению с двадцатью градусами тепла.

  • Сколько нужно времени для застывания при тридцати градусах тепла?Естественно, благодаря высоким температурам цементная смесь схватывается скорее, однако это может негативно отразиться на прочности. Интенсивное испарение влаги из бетона служит причиной остановки гидратации, а также снижает долговечность. В основном, при 30 градусах тепла цементобетон затвердеет спустя час после его заливки. В жаркую погоду, когда температура воздуха достигает отметки 30-40 градусов тепла, строители используют специальные добавки-замедлители. Они необходимы для того, чтобы высыхание смеси было равномерным. Замедлители позволяют достигнуть высшей точки прочности материала.
  • Бетон – самый доступный и практичный материал. Схватывание будет проходить быстро и качественно в зависимости от погодных условий. Начинающим специалистам требуется знать ответы на два вопроса: сколько по времени занимает высыхание цементной смеси; сколько и каких добавок стоит использовать, чтобы материал прослужил дольше.

    Советы по заливке фундамента

    При выборе различного типа основания (ленточный, столбчатый, винтовой, плитный) требования к бетонной смеси, правилам её заливки и технологиям контроля за состоянием одинаковы. Различаются сроки застывания. При средней температуре + 10 градусов по Цельсию потребуется:

    1. Для монолитных конструкций и вертикальных армированных элементов – 5 суток.
    2. Для горизонтальных конструкций – 14 суток.
    3. Для конструкций лестничных проёмов при длине от 6 метров – 28 суток.

    При проектировании устанавливаются временные промежутки по застыванию материала и достижению требуемой прочности конструкции. Для мастера на строительстве важно соблюдение установленных сроков и проведение экспертизы перед началом следующего цикла работ.

    При работе в холодное время года срок застывания бетона в опалубке увеличивается в 2–3 раза. Кроме того, от строителей потребуется точное соблюдение множества правил и технологий для достижения требуемого результата.

    Надёжность, прочность и износостойкость строения напрямую зависит от соблюдения технологий и выбора строительных материалов. Для сохранения эксплуатационных характеристик на долгое время потребуется особое внимание к соблюдению времени застывания бетонной смеси.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читать еще:  Химическое фрезерование бетона
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector