Скорость схватывания бетона от температуры: Как происходит схватывание и отвердевание бетона

Содержание

Какое время схватывания у бетона М100


Схватываемость бетонной смеси — один из важнейших параметров, который необходимо учитывать при работе с бетоном. От скорости схватывания зависит план строительных работ, затраты на обогрев бетона в зимнее время. На сегодняшний день скорость схватывания можно прогнозировать с точностью до 95% путем выбора оптимального температурного режима при выполнении бетонных работ и введения в смесь специальных добавок.

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.

Зависимость схватывания от температуры


Чем выше температура окружающего воздуха, тем быстрее твердеет бетон. Например, бетонная смесь М100 при температуре +20 С начнет схватываться через 2 часа после приготовления, а длительность процесса будет составлять 1 час.


Скорость и продолжительность схватывания в зависимости от температуры воздуха:

  • отрицательные значения — без использования специальных добавок процесс схватывания не начинается по причине замерзания воды, входящей в состав смеси;
  • ноль градусов — начало схватывания через 6-12 часов, длительность — 20-24 часа;
  • от +15 до +25 С — в этом диапазоне достигаются лучшие эксплуатационные показатели, начало процесса — через 1,5-2,5 часа, длительность — 1-1,5 часа;
  • от +30 С и выше — вода испаряется быстро, бетон начинает твердеть через 20-60 минут, длительность — 1-2 часа.


При производстве некоторых видов ЖБИ используются высокотермальные камеры, в которых схватывание происходит за 5-15 минут.

Специальные добавки: ускорители и замедлители


Быстрое схватывание отрицательно сказывается на прочности материала, а длительное — повышает расходы на уход за бетонированной поверхностью, особенно в зимнее время. Для коррекции времени схватывания применяются специальные добавки по ГОСТ 24211-2008. Существует два вида добавок, регулирующих кинетику твердения:

  1. Ускорители. Ускоряют начало затвердевания на 30% и одновременно увеличивают прочность, электропроводимость, теплоотдачу бетона. Самый дешевый ускоритель — хлористый кальций. Также используются такие добавки как: Конкрит-Ф, Релаксор, Форт-УП2 (Россия), серия Аддимент (Германия), Лития карбонат (Италия) и другие.
  2. Замедлители. Замедляют процесс схватывания. Используются при температуре окружающей среды более +25 С, а также для доставки смеси на дальние расстояния. Снижают прочность бетона не более чем на 5%, повышают подвижность и удобоукладываемость. Популярные марки: нитрилотриметиленфосфоновая кислота, цитрат натрия, SikaPlast 520 N, Линамикс.


Выбор добавок осуществляется на этапе подбора состава бетонной смеси с учетом требований заказчика, условий бетонирования, дальности доставки.

Возврат к списку

Твердение бетона — статья от компании «БетонТрансСтрой»

Основной материал бетонной смеси –
цемент – при взаимодействии с водой твердеет и начинает
превращаться в цементный камень. Как происходит процесс твердения?
Почему иногда нужно повлиять на скорость схватывания и последующего
твердения? Ответы на эти вопросы представлены в данном материале.

Заводы, специализирующиеся на
выпуске товарного бетона или ЖБИ, используют специальные добавки.
Добавление некоторых средств позволяет существенно сократить срок
пропаривания железобетонных изделий, а значит, значительно сократить
расходы на оплату электроэнергии. Кроме того, снижаются трудозатраты
на процессы вибрирования, уменьшается скорость оборачивания
опалубки/формоснастки, улучшаются качественные характеристики и
эксплутационные свойства товарного бетона и/или ЖБИ. Достичь таких
результатов возможно благодаря применению или специальных добавок,
или цемента. На рынке существует огромное количество таких добавок в
товарный бетон.

Процесс набора прочности делится
на две стадии:

  1. схватывание

    Первый этап длится в течение
    первых суток жизни бетона. От чего зависит конкретная скорость
    схватывания цементного раствора или бетона? Во-первых, от окружающего
    температурного режима. Классическая расчетная температура — 20
    градусов по Цельсию. В таких условиях процесс схватывания цемента
    запустится уже через два часа после затворения, а закончится –
    через три. Это означает, что схватывание в данном случае займет всего
    один час. При температуре, например, в 0 градусов по Цельсию,
    схватывание длится в среднем 15-20 часов. Начнется процесс
    ориентировочно через 6-10 часов после затворения бетона.
    Соответственно, при высоких температурах (например, условия при
    пропаривании железобетонных изделий в камерах) схватывание пройдет
    всего за 10-20 минут.

    Интересно, в течение всего
    процесса цементный раствор или бетон остаются подвижными – они
    подвергаются влиянию дополнительных составов и манипуляций. Здесь
    действует принцип тиксотропии. Воздействие на несхватившийся бетон
    возможно. Однако процесс схватывания цементного раствора в таком
    случае займет большее количество времени. Кстати, в связи с этой
    причиной транспортировка товарного бетона проводится в специальных
    бетоносмесителях. В течение всего периода доставки оборудование
    перемешивает смесь. Так можно замедлить процесс схватывания и
    сохранить базовые качественные характеристики и эксплуатационные
    свойства продукции.

    Однако излишнее продление
    схватывания может существенно навредить уровню качества товара.
    Иногда миксерами перемешивают бетонную смесь более 10 часов подряд,
    пока готовится разгрузка строительного материала. В строительной
    сфере такой процесс называется свариванием бетона. При постоянном
    перемешивании происходят необратимые химические реакции и процессы,
    негативно влияющие на общий состав и свойства товара. Особый вред
    бетонной смеси наносится в жаркое время года – при высоких
    температурах схватывание может происходить за считанные минуты.

  2. твердение

    Вторая стадия – твердения –
    может идти не один год. Этот этап наступает сразу же после
    схватывания цемента. Регламентированный срок – 28 суток –
    указывается лишь для того, чтобы гарантировать ту или иную марку
    бетона. На самом деле, схватывание (набор прочности железобетонных
    изделий) идет в течение нескольких лет. В первые же дни и недели
    после укладки бетона процесс набора прочности идет более динамично.
    Почему? Причины скрываются в процессах гидратации цемента.

Гидратация цемента и
минералогический состав материала

Основа портландцемента – это
четыре компонента-минерала. Они получены на разных стадиях
производства цемента.

Перечень минералов:

  • C4AF — четырехкальциевый
    алюмоферит;
  • C2S — двухкальциевый силикат;
  • C3A — трехкальциевый
    алюминат;
  • C3S — трехкальциевый силикат.

Поведение каждого такого
компонента отличается на разных этапах схватывания и твердения. Так,
например, одни минералы начинают взаимодействовать с водой затворения
сразу, у других же минералов продолжительность реакции занимает
больше времени. Рассмотрим каждый минерал в отдельности.

Вещество

Функции и задачи

C3S

трёхкальциевый силикат

Минерал 3CaO x SiO2 участвует в процессах набора прочности
цемента в течение всего периода его существования. Этот компонент
является главным в период первых дней жизни бетона.

Процесс гидратации – изотермический, а значит, в ходе
химической реакции выделяется некоторое количество тепла. Именно
данный минерал и способствует выделению тепла.

C3S «согревает» раствор цемента при затворении, а
до начала схватывания прекращает свой «обогрев». В
течение обозначенного периода минерал выбрасывает тепло. А после
таких процессов происходит плавное снижение температурного режима.

Однако действие силиката значимо только в первый месяц жизни
ЖБИ сооружения или бетонной конструкции. В регламенте срок
обозначается в 28 дней. По истечении данного срока влияние
трехкальциевого силиката на процесс нарастания прочности
цементного раствора существенно уменьшается.

C2S

двухкальциевый силикат

Состав минерала 2CaO x Si02. Этот двухкальциевый силикат,
напротив, начинает действие спустя регламентируемые 28 суток.
Однако процесс действия компонента можно запустить раньше:
достаточно добавить специальные средства в цементный раствор.

Общий срок действия C2S – несколько лет. Компонент
активен в течение всего периода набора прочности бетона, ЖБИ или
железобетона.

C3A

трёхкальциевый алюминат

Формула компонента – 3CaO x Al2O3. Минерал является самым
активным из всех представленных в этой таблице. Деятельность
трехкальциевого алюмината начинается одновременно с процессом
схватывания. Минерал активен и значим в течение первых суток жизни
железобетона или бетонной смеси. Однако в дальнейшем (при
твердении и наборе прочности) влияние этого компонента минимально.

C4AF

четрыёхкальциевый алюмоферит

Состав минерала 4CaO x Al2O3 x Fe2O3. Компонент играет
незначительную роль в процессах твердения и набора прочности,
оказывая небольшое влияние на поздних сроках твердения на набор
прочности.

Все компоненты, представленные в
таблице, вступают в химическую реакцию (при затворении водой).
Благодаря этому химическому взаимодействию, происходят важные
процессы: первоначальное нарастание, последующее сцепление и
заключительное осаждение кристаллов значимых гидратированных
соединений. Гидратация по принципу работы практически идентична
кристаллизации.

Проведенные исследования и
испытания, инновационные разработки ученых НИИ и других лабораторий
позволили воздействовать на любые стадии гидратации цемента и
качественных характеристики бетона.

В компании «БетонТрансСтрой»
возможно приобрести товарный бетон, а также специальные растворы с
современными добавками. Такие добавки существенно улучшают показатели
водонепроницаемости, морозостойкости, устойчивости к механическим
повреждениям и химическим воздействиям, подвижности и т.д. Импортное
бетоносмесительное и дозирующее оборудование на заводах компании
позволяет добиться максимальных результатов. Как итог – выпуск
качественных однородных бетонных смесей и цементных растворов.

Для получения более полной
технической информации о предлагаемых сортах материала, а также
способах оплаты и условиях доставки товара обратитесь к менеджерам
компании «БетонТрансСтрой».

Время набора прочности бетона от температуры

Процесс набора прочности бетона

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.

Схватывание

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.

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.

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.

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.

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.

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%.

График набора прочности

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

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.

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.

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

Изготовление различных конструкций предполагает заливку бетона, главной характеристикой которого является прочность на сжатие. При этом нагружать конкретный элемент нельзя, пока не завершится набор прочности бетона. Данный процесс зависит от ряда факторов, к которым относятся не только внешние условия, но и состав самой смеси.

Для достижения марочного значения, как правило, требуется четыре недели (28 дней). Чтобы будущая конструкция прослужила достаточно долго, необходимо ясно представлять, как осуществляется сам процесс, и сколько времени требуется для его завершения. Процесс включает две стадии. На первой происходит схватывание бетона. На второй он твердеет и набирает прочность.

Стадия схватывания

Схватывание происходит в течение первых суток с момента его приготовления. Сколько времени потребуется для завершения первой стадии напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Теплая погода

В летний период, когда температура 20 °C и выше, на схватывание может потребоваться около часа. Процесс начнется приблизительно через два часа после приготовления смеси и завершится, следовательно, через три.

Прохладное время года

При похолодании время начала и завершения стадии сдвигается. Для схватывания требуется больше суток. При нулевой температуре процесс начинается, как правило, только через 6 – 10 часов после приготовления раствора и может длиться до 20 часов после заливки. В жаркую погоду время, наоборот, уменьшается. Иногда для схватывания достаточно 10 минут.

Уменьшение вязкости раствора

На первой стадии приготовленная смесь остается подвижной. В этот период еще можно оказать механическое воздействие, придав изготавливаемой конструкции требуемую форму.

Продлить стадию схватывания позволяет механизм тиксотропии, способствующий уменьшению вязкости смеси при оказании механического воздействия. Именно поэтому перемешиваемый в бетономешалке раствор намного дольше может находиться на первой стадии.

Однако следует учесть, что ряд процессов вызывает необратимые изменения в смеси, что негативно отражается на качестве затвердевшего бетона. Особенно быстро «сваривание» происходит в летний период.

Стадия твердения

После схватывания бетон начинает твердеть. Для завершения процесса и окончательного набора прочности может потребоваться несколько лет. Марку бетона можно будет определить через четыре недели.

Стоит учесть, что прочность бетон набирает с различной скоростью. Наиболее интенсивно процесс протекает в первую неделю после заливки бетона. Уже в первые трое суток данный показатель в нормальных условиях составляет около 30% от марочного значения, определяемого через 28 дней после заливки.

В течение первых 7 – 14 суток раствор набирает до 70 % от указанного значения, а через три месяца на 20 % превышает его. После этого процесс замедляется, но не прекращается.

Через три года показатель может вдвое превысить значение, полученное через 28 дней после заливки. Специальная справочная таблица позволяет узнать, какой процент от марочного значения наберет состав при конкретной температуре через определенное количество дней.

От чего зависит набор прочности?

На процесс набора прочности влияет множество факторов. Однако основными можно считать:

Температура

Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.

При наличии в составе различных модификаторов время твердения может уменьшаться, а температура, при которой процесс останавливается, снижаться. Производители предлагают специальные быстротвердеющие составы, способные набрать марочную прочность уже через две недели.

Потепление способствует ускорению процесса созревания бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.

Зимой может потребоваться подогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.

Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.

График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения. Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора.

Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:

Набор бетоном прочности

Содержание статьи:

Схватывание и твердение

Прочность бетона считается его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня. Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются новые соединения, и формируется бетонный камень.

При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.

Набор прочности условно делят на два этапа:

1. Стадия первая — схватывание бетона

Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.

В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что в дальнейшем значительно снижает его качества. Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.

2. Стадия вторая — твердение бетона

Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

  • чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность;
  • при температуре ниже 0°С вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются;
  • при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе;
  • в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента;
  • при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.

Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси. При нормальных условиях твердения через 7—14 дней бетон набирает 60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.

От чего зависит набор прочности и твердение

На набор прочности бетона влияют множество факторов, среди них можно выделить следующие:

  • тип цемента, используемого при производстве бетонной смеси;
  • температура, при которой происходит твердение бетона;
  • водоцеметное отношение;
  • степень уплотнения бетонной смеси.

Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на твердение и набор прочности приведено ниже в виде таблицы и графиков.

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

Ниже приведены данные по набору тяжелым бетоном относительной прочности в зависимости от вышеуказанных двух параметров (типа цемента и температуры твердения).

Набор прочности бетона

Самым важным показателем качества бетонов является прочность материала. Согласно требованиям ГОСТ в условиях сжатия она может варьировать в диапазоне М50-800. Наибольшей популярностью пользуются марки цемента М100-500.

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.

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.

В чем суть процесса?

Условно, он делится на 2 этапа:

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

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

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

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

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

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

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

График набора прочности бетона

Временной интервал, на протяжении которого происходит обретение раствором необходимых эксплуатационных свойств, называется периодом выдерживания бетона, после которого можно наносить защитный слой бетона. График набора прочности отражает время, которое требуется бетону для достижения максимального значения прочности.

В нормальных условиях состав «созревает» за 28 дней. На протяжении первых 5-ти дней происходит интенсивное твердение бетона. Спустя 7 дней после заливки достигаются 70% прочности выбранной марки. Однако дальнейшие строительные работы специалисты советуют начинать лишь при достижении 100% — не ранее, чем через 28 дней после заливки.

Время набора прочности бетона для каждого отдельного случая может несколько отличаться. Для точного определения срока твердения состава проводят контрольные испытания образцов материала.

В теплое время года в монолитном домостроении для оптимизации процесса выдерживания состава и обретения им оптимальных механических и физические свойства достаточно следующих операций:

  • Выдерживание в опалубке бетона.
  • Дозревание состава после удаления опалубки.

Если мероприятия проводятся в холодное время года, для достижения должной марочной прочности следует обеспечить дополнительное обогревание бетона и его гидроизоляцию. Связано это с тем, что при снижении температуры происходит замедление процесса полимеризации.

Чтобы ускорить набор прочности и минимизировать время выдержки бетона рекомендуется использовать пескобетоны с низким водоцементным соотношением. При соотношении вода и цемент 1/4 сроки, приведенные в таблице, сокращаются в 2 раза. Для достижения такого результата в состав добавляются пластификаторы. Также сократить срок созревания состава можно, искусственно увеличив температуру.

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 . 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.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

  • чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность;
  • при температуре ниже 0°С вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются;
  • при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе;
  • в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента;
  • при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.

Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси. При нормальных условиях твердения через 7—14 дней бетон набирает 60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.

Контроль за набором прочности бетона

На протяжении первых 5-7 дней следует проводить мероприятия по обеспечению условий для выдержки бетона (увлажнение, электрообогрев, укрывание теплоизолирующими и влагозащитными материалами, обогрев тепловыми пушками). Далее следует уделить особое внимание увлажнению поверхности. При этом через неделю после окончания заливки (при условии, что температура воздуха составляет 25-30°С) конструкцию можно нагружать.

Состав и эксплуатационные данные цемента

Если цемент обладает способностью тепловыделения и сразу после заливки он быстро твердеет, то после замерзания в цементной массе воды процесс твердения неизменно остановится. По этой причине во время строительных работ холодное время года лучше отдавать предпочтение смесям, приготовленным на основе противоморозных добавок.

Так, к примеру, глиноземистая масса после заливки выделяет в 7 раз больше теплоэнергии, нежели обычный портландцемент. Благодаря этому замешанная на основе такого цемента строительная смесь способна быстро набирать прочность даже при температуре ниже 0°С. что, собственно, и обусловлено его популярностью использования в холодное время года.

Стоит отметить и то, что марка цемента также влияет на скорость твердения заливки или кладки. Представленная дальше таблица наглядно демонстрирует эти данные.

Марка цемента

Показатели критической твердости (% от заявленной), минимум

Для предварительно напряженных поверхностей

График набора прочности бетона – определение скорости гидратации раствора

Создание различных строительных конструкций предполагает выполнение работ с цементным раствором, потому чрезвычайно важно предварительно изучить график набора прочности бетона, чтобы строительство завершилось успешно. Для достижения раствором марочной твердости обычно необходимо 4 недели, однако на протекание затвердевания могут влиять различные факторы, которые следует учитывать.

Первый этап приобретения цементом марочной твердости – процесс схватывания, который происходит за несколько суток с момента подготовки смеси. Скорость схватывания напрямую зависит от температуры воздуха:

  1. 1. Летом при достижении воздухом температуры 20 градусов по Цельсию процесс схватывания начнется уже через 120 минут после заливки смеси и полностью завершится еще через 60 минут. Итого на весь процесс уйдет примерно 3 часа.
  2. 2. При охлаждении воздуха схватывание начнется намного позже. При 0 градусов оно начинается через шесть и более часов, а на всю первую стадию твердения уйдет до суток.

Чем теплее воздух, тем быстрее схватывается смесь. Жарким летом для схватывания бывает достаточно 10-15 минут.

В жаркую погоду бетон может схватиться за 10-15 минут

Схватывание бетонного раствора приводит к началу его затвердевания, потому очень важно придать смеси нужную форму максимально быстро. При высоких температурах требуется увеличение времени схватывания, чему способствует механизм тиксотропии. Так называют способность раствора уменьшать вязкость из-за встряхивания. Из-за этого смесь в бетономешалке на протяжении длительного времени сохраняет свои качества и не твердеет.

После схватывания запускается процесс твердения. На набор максимально возможной жесткости уходит до нескольких лет, однако свои характеристики цемент приобретает уже спустя 4 недели. Процесс затвердения раствора очень неравномерен. Наиболее интенсивно он идет в течение первой недели-двух с момента заливки, за это время он приобретает до 70 процентов от своего максимального значения, после чего твердение замедляется, однако не прекращается.

Набор прочности бетона – продолжительная процедура, на которую могут оказывать влияние различные факторы. К наиболее значимым из них относят:

  • внешнюю температуру;
  • влажность воздуха;
  • марку.

Теплота воздуха – самый важный фактор, влияющий на скорость приобретения бетоном его характеристик. При прохладном воздухе процесс затвердевания происходит намного медленнее, чем жарким летом. При морозе процесс набора жесткости полностью останавливается, так как входящая в состав смеси вода замерзает, а она необходима для гидратации цемента. При повышении температуры выше нуля процесс затвердевания продолжится, но способен вновь остановиться из-за мороза.

Зимой процесс затвердевания происходит намного медленнее

Для работы в зимнее время обычно используют смеси, в состав которых входят специальные вещества, обеспечивающие ускорение процедуры затвердевания и снижающие температуру, при которой процедура гидратации останавливается. На современном рынке представлены качественные составы, твердеющие максимально быстро и способные достичь крепости за 14 дней.

Горячий воздух среды позитивно сказываются на скорости затвердевания бетона. При +40 градусах по Цельсию раствор приобретает твердость в течение первой недели. Именно по этой причине все работы с растворами принято проводить в летний период.

Зимой для ускорения процесса твердения и предотвращения замерзания воды могут использовать специальное оборудование и средства для подогрева залитой конструкции. Однако это, во-первых, требует профессиональных знаний, во-вторых, приводит к существенному удорожанию всех запланированных строительных работ. Нагрев до температуры более 90 градусов недопустим, так как из-за этого может пострадать сама структура возводимых частей.

Ниже представлен график, отражающий время набора марочной прочности бетона в зависимости от температуры. Кривые построены из расчета характеристик материала марки М400 и они позволяют определить процент прочности, набираемой за определенное количество суток в соответствии с различными температурными условиями. Первая линия – это +50 градусов по Цельсию, последняя – +5 градусов.

К примеру, график дает возможность определить, что при +50 градусах смесь за первые 2 суток наберет около 75% от марочной прочности. При +5 градусах эти же характеристики бетон приобретет только спустя 20 дней.

Существует специальное оборудование для ускорения затвердевания бетона

С помощью информации из графика можно также узнать сроки распалубки заливаемой конструкции. Распалубка может осуществляться после того, как смесь наберет более 50% от величины жесткости. Учитывая, что при температуре ниже +10 градусов для набора полной прочности бетону не хватит даже 4 недель, в таких условиях стоит задуматься о возможности подогрева заливаемых конструкций.

Определить оптимальное время заливки цементного раствора поможет приведенная ниже таблица. Она, в зависимости от марки материала и условий, показывает необходимое количество суток для гидратации.

В таблице красным цветом выделена нормативно-безопасная жесткость раствора, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях. Зеленым – безопасная твердость смеси, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях. Синим – твердость смеси, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях.

Марка используемого цемента напрямую влияет на скорость затвердевания. Более того, марка определяет также критическую прочность раствора, которую он должен успеть приобрести на начальном этапе схватывания. Ниже приведено соотношение, описывающее критическую прочность (в проценте от марочной) для разных цементов:

  1. 1. М15-М150 – 50%.
  2. 2. М200-М300 – 40%.
  3. 3. М400-М500 – 30%.

Если планируется осуществлять заливку предварительно напряженных конструкций, критическая твердость будет составлять более 70% от марочной.

Что касается влажности окружающей среды, то пониженный уровень данного параметра может отрицательно влиять на процесс гидратации. Если влага будет полностью отсутствовать, то процедура гидратации цемента полностью остановится. Если же влажность будет высокой то скорость твердения будет увеличиваться. Оптимальные условия для быстрого затвердевания – высокая влажность и высокая температура.

Особенно критичной малая влажность станет для заливки при высоких температурах. Жара приведет к быстрому высыханию воды, что отрицательно скажется не только на времени гидратации, но и на характеристиках заливаемых конструкций. Из-за этого в теплое время года может требоваться периодическое увлажнение залитого цемента.

Так как на гидратацию цемента влияет множество факторов, заливку смеси необходимо осуществлять только после определения оптимальных условий и с их соблюдением. Если не учитывать влияющие на процедуру условия, все строительство способно завершиться совсем не так, как изначально планировалось и потраченные собственником деньги просто уйдут в трубу.

Схватывание и твердение бетона — в чем разница?

Основной компонент любой бетонной смеси — это цемент. Он является вяжущей составляющей и обеспечивает твердение материала после испарения воды. Реакция гидратации портландцемента проходит в несколько стадий. Длительность каждого этапа зависит от совокупности условий: температуры, влажности, характера наполнителя и его зернистости.  Для строителей и производителей бетона контроль над процессом схватывания и твердения бетонного раствора имеет огромную важность. Для проведения строительных работ в жару, мороз и других нестандартных условиях применяются разные методы контроля над гидратацией бетона.

Схватывание и твердение бетона — в чем разница?

Первый этап твердения бетонной смеси — это схватывание. Оно завершается в первые сутки после заливки раствора в опалубку или форму. Чем выше температура воздуха, тем быстрее происходит схватывание. При температуре в 20°С материал схватывается через 2 часа после заливки, процесс длится около часа. При температуре близкой к 0°С длительность этого этапа может растянуться на 15-20 часов. Если смесь при незавершенном процессе схватывания «шевелить», срок первой стадии гидратации автоматически продлится, поскольку будет изменена подвижность состава.

Твердение — это вторая стадия застывания цемента. Длительность данного этапа условно укладывается в 28 календарных дней. На практике затвердевание бетона может длиться годами, и все это время прочность изделия будет постепенно возрастать. Нормативный период в 28 дней гарантирует соответствие набранной прочности конкретной марке бетона. Процесс твердения не является линейным, он зависит от влажности, погодных условий, нагрузок на конструкцию и массы других показателей. Однако повлиять на него сложнее, чем на схватывание.

Классификация цементов по характеру гидратации

Портландцемент производят из смеси минералов, в состав которых входят гидросульфоалюминаты кальция, двух- и трехкальциевые силикаты, оксиды кальция и магния. Эти компоненты отвечают за скорость и качество твердения.

По особенностям протекания гидратации различают несколько видов вяжущих веществ:

  • расширяющиеся цементы. Способны застывать на воздухе, при условиях повышенной влажности и в воде. При гидратации такого вяжущего вещества увеличивается объем и плотность бетона, а в стесненных условиях возникает самонапряжение материала;
  • безусадочные цементы. В процессе гидратации расширяются незначительно и не образуют трещин;
  • напрягающие цементы. Способны обеспечивать натяжение арматуры без потери прочности бетона.

Для получения вяжущего с определенными характеристиками применяется смешение перечисленных типов цемента. Также для контроля над процессом гидратации активно используют специальные добавки: пластификаторы, противоморозные компоненты. С помощью внесения добавок удается задать время начала и завершения схватывания смеси, регулировать подвижность и плотность бетона на разных стадиях процесса.

Равномерность застывания бетона в опалубке зависит от условий заливки и от качества материала. Чтобы быть уверенным в качестве стройматериала, приобретайте его у проверенного производителя. Завод «Бетон Центр» изготавливает и реализует строительные смеси по выгодной цене, а также обеспечивает их своевременную доставку бетононасосом на объект и заливку в Твери и Тверской области. Позвоните нам, и необходимое количество бетона поступит на стройку в указанный срок. Оплатить покупку можно как в офисе, так и представителю компании при получении.

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

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

Оглавление:

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

Время твердения бетона разных марок, факторы влияния

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

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

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

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

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

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

Возможность ускорения процессов схватывания и твердения

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

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

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

Через какое время снимают опалубку?

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

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

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

От чего зависит и какие особенности схватывания бетонного раствора?

Содержание статьи:

Бетон – широко востребованный строительный материал. Он используется при возведении частных и промышленных построек разного назначения и уровня ответственности. Однако для обеспечения качественного результата бетонирования важно учесть множество нюансов, в том числе и скорость схватывания бетона.

От чего зависит схватывание бетонного раствора?

Процесс затвердевания бетонной смеси длится в течение 28 дней. Скорость схватывания во многом зависит от марки и качества цемента, использованного в составе. В процессе твердения возникает химическая реакция – минералы в бетоне преобразовываются в гидросиликат калия. Чтобы обеспечить прочность материала и предотвратить его разрушение, необходимо организовать регулярное увлажнение поверхности.

На скорость схватывания огромное влияние оказывают несколько факторов:

  • температура окружающего воздуха;
  • влажность среды;
  • толщина уложенного слоя и т. д.

Особенности затвердевания бетонной смеси

Срок схватывания и окончательного застывания строительного раствора не такой уж и большой. В течение всего одних суток после заливки происходит твердение бетонного раствора. Однако главную роль все же играет температура окружающей среды. Так, уже через три часа после заливки бетон затвердеет, если столбик термометра показывает 20 градусов по Цельсию. Ускорить или замедлить затвердевание смеси можно, используя специальные добавки.

Также период схватывания зависит от марки прочности бетона:

  • для М200 процесс займет 2-2,5 часа;
  • для М300 – 1,5-2 часа;
  • для М400 – 1-2 часа.

Чтобы обеспечить правильность процесса застывания бетонной смеси и предотвратить риск разрушения конструкции в дальнейшем, следует учитывать сезонность работ. Так, в жару рекомендуется дополнительно увлажнять поверхность и накрывать ее полиэтиленом во избежание чрезмерной гидратации. Зимой следует предусмотреть обогрев раствора в целях предотвращения кристаллизации молекул воды и нарушения их связи с цементом.

Как происходит набор прочности бетоном?

Дата публикации: 01.08.2019

Прочность бетона определяет надежность и долговечность зданий.

Твердение бетонной смеси происходит в результате процесса гидратации при взаимодействии воды и цемента.

Нормативный срок набора бетоном 100% прочности — 28 дней, при температуре в месте заливки около +20°С.

Этапы набора прочности

Набор прочности проходит в два этапа: схватывание и твердение.

1. Схватывание

Скорость схватывания напрямую зависит от температуры окружающей среды:

  • при 20-25°С общее время схватывания составляет около трех часов: начинается через два часа после смешивания сухих ингредиентов с водой и длится менее часа;
  • при температуре около 0°С весь процесс занимает около суток: 8-10 часов до начала реакции, столько же уходит на схватывание.

При минусовых температурах схватывание замедляется, бетон может замерзнуть, не набрав прочности.

2. Твердение

По завершению схватывания начинается твердение бетона в конструкции.

Скорость процесса зависит от марки цемента, температурно-влажностного режима, использования специальных добавок.

Наиболее интенсивно бетон твердеет в первую неделю, достигая прочности 70%.

При пониженных температурах процесс гидратации цемента существенно замедляется, срок твердения увеличивается.

Как ускорить процесс набора прочности

Ускорить набор прочности можно следующими способами:

  1. Использование противоморозных добавок и ускорителей твердения.
  2. Прогрев бетона путем устройства тепляков или с помощью уложенного в массу бетона греющего провода.
  3. В заводских условиях применяют пропаривание железобетонных изделий в автоклавах, при температуре 70-90° и максимальной влажности.

По истечении 28 суток после заливки бетона в конструкции необходимо проводить контроль набора прочности статическими испытаниями контрольных образцов и неразрушающим методом бетона в конструкции.

Если показатели прочности соответствуют проектным, разрешается выполнять распалубку конструкций и производить дальнейшие работы.

 

Советы по отверждению бетона в холодную погоду

Процесс отверждения бетона становится более сложным в холодную погоду, поскольку для правильного схватывания и достижения максимальной прочности свежий бетон необходимо защищать от замерзания по крайней мере в течение первых 24 часов или до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм ( Бетон, замерзающий в раннем возрасте, может потерять большую часть своей прочности. Но бетон можно успешно заливать и укладывать в холодных погодных условиях, если принять правильные меры для устранения проблем, связанных с низкими температурами.По определению Американского института бетона (ACI) бетонирование в холодную погоду — это «период, когда более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту более половины из любых 24- часовой период ». В этих условиях необходимо применять специальные техники.

Нет причин избегать заливки бетона в холодную погоду, если вы примете соответствующие меры. Правильно сделанный бетон, заливаемый в прохладную погоду, на самом деле прочнее, чем бетон, заливаемый в жаркую погоду, благодаря медленному периоду отверждения.

Когда температура наружного воздуха ниже 20 градусов по Фаренгейту, лучше просто отказаться от идеи размещения бетона на открытом воздухе, поскольку при таких температурах гидратация полностью прекращается. При очень низких температурах наружного воздуха становится очень трудно поддерживать температуру на рабочем месте на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить хорошие результаты, даже с кожухами и изолирующими одеялами.

Если бетон замерзнет слишком быстро

Бетон, который замерзает в свежем виде или до того, как он затвердеет до прочности, способной противостоять расширению, связанному с замерзающей водой, будет постоянно терять прочность.Раннее замораживание может снизить окончательную прочность бетона до 50%. Если температура воздуха во время заливки и укладки ниже 40 градусов по Фаренгейту и если в течение первых 24 часов ожидается отрицательная температура, подрядчики следует соблюдать ряд рекомендуемых методов бетонирования в холодную погоду.

Советы по подготовке

Правильное отверждение бетона в холодную погоду можно улучшить с помощью определенных методов подготовки:

  • В холодную погоду предварительный нагрев одного или нескольких составляющих материалов (воды и заполнителя) может гарантировать поддержание надлежащей температуры бетона во время заливки.Вместо того, чтобы нагревать портландцемент, это делается путем нагревания воды и / или песка и гравия перед смешиванием. Компании по производству готовой смеси могут иметь такую ​​возможность; как правило, бетон покидает завод в грузовиках при температуре около 65 градусов по Фаренгейту.Смешивание небольших количеств бетона на месте может включать использование горячей воды или хранение заполнителя в теплом помещении перед смешиванием.
  • Может потребоваться корректировка компонентов смеси. Чаще всего это включает увеличение соотношения содержания цемента в бетоне или использование ускоряющей химической добавки, такой как хлорид кальция, в соотношении до 2%.
  • Используйте портландцемент типа III, цемент, который помогает схватываться без ухудшения качества бетона. Это важно, поскольку высокое содержание влаги может вызвать проблемы с коррозией стальной арматуры.
  • Избегайте использования золы-уноса или шлакового цемента в холодную погоду. Эти материалы затвердевают медленнее и выделяют меньше внутреннего тепла.

Наконечники для заливки и укладки

Дополнительные приемы во время заливки и укладки также могут помочь бетону правильно схватиться и застыть в холодную погоду:

  • Убедитесь, что бригады будут на месте на более длительный срок.Бетону, подвергающемуся воздействию низких температур, потребуется больше времени для достижения первоначального схватывания, что может означать, что бригаде отделочных работ потребуется более длительное время.
  • Ветрозащитные полосы могут помочь защитить бетон (и рабочих) от ветра, который может вызвать быстрое падение температуры и слишком быстрое испарение. Обычно достаточно ветрозащитных полос высотой около 6 футов.
  • Могут потребоваться шкафы с подогревом. Они могут быть сделаны из дерева, брезента или полиэтиленовых листов или вы можете использовать коммерческие корпуса из жесткого пластика.Нагрев внутри шкафа лучше всего осуществлять с помощью электронагревателей. Если используются обогреватели, работающие на топливе, наилучшим вариантом является использование обогревателей косвенного нагрева, в которых теплый воздух направляется в кожух из расположенного снаружи блока горелки. Другой вариант — гидронная система, в которой теплая смесь гликоля и воды циркулирует по корпусу через трубы или шланги.

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что бетон заливается и помещается при температуре не менее 40 градусов по Фаренгейту и выдерживается там в течение периода времени, соответствующего типу бетона и его предполагаемому использованию.Для высокопрочного бетона, который не будет подвергаться циклам замораживания-оттаивания, достаточно одних суток при температуре выше 40 градусов. Но для бетонного фундамента или другой конструкции, которая в раннем возрасте будет нести высокие нагрузки, требуется 20 дней и более при минимальной температуре 50 градусов. Помните, что отверждение цемента — это экзотермическая реакция, которая сама по себе выделяет некоторое количество тепла, и часто достаточно накрыть бетон полиэтиленовой пленкой или изолирующими одеялами, чтобы удержать тепло.

Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после заливки и укладки.Взаимодействие с другими людьми

Советы по отверждению

Наконец, есть методы, которые вы можете использовать в процессе отверждения, чтобы обеспечить максимальную прочность бетона:

  • Если используются формы, оставьте их на месте как можно дольше, так как они сохранят тепло и помогут предотвратить слишком быстрое высыхание бетона. Углы и края наиболее уязвимы, а формы помогут в процессе отвода тепла.
  • Острый пар можно закачивать в ограждение вокруг бетона, чтобы предотвратить его слишком быстрое высыхание при низких уровнях влажности, которые являются обычным явлением в холодную погоду.
  • Подождите, пока вся стекающая вода не испарится, прежде чем закончить. Бетон, залитый и уложенный в холодную погоду, схватывается и затвердевает гораздо медленнее, поэтому кровотечение также начнется позже, чем ожидалось. Будьте готовы к большему количеству стекающей воды, чем при обычной укладке бетона.
  • Пока бетон застывает, проверьте температуру бетона с помощью инфракрасного термометра. Убедитесь, что бетон поддерживает температуру не менее 40 градусов в течение периода отверждения.
  • Если активный нагрев прекращается, следите за тем, чтобы бетон не остыл слишком быстро. Это можно сделать, постепенно снижая температуру внутри ограждения или накрыв бетон изолирующими покрытиями. Для больших структур рекомендуется несколько дней или даже недель постепенного охлаждения. Внезапное удаление одеял в холодную погоду может вызвать перепад температур между внешней стороной бетона и его серединой, что приведет к растрескиванию.
  • Убедитесь, что бетон выдержан в течение периода времени, рекомендованного для используемого типа цемента.Комитет ACI 308 рекомендует следующие минимальные периоды отверждения:
    ASTM C 150, тип I, 7 дней
    ASTM C 150, тип II, 10 дней
    ASTM C 150, тип III, 3 дня
    ASTM C 150, тип IV или V, цемент, 14 дней
    ASTM C 595, C 845, C 1157 цементы, переменная
  • Герметизируйте только что затвердевший бетон, нанеся герметик, чтобы предотвратить просачивание воды извне в бетон. Бетонные герметики продлят срок службы бетона и уменьшат вероятность разрушения при отверждении. В очень холодных регионах используйте только воздухопроницаемый герметик для бетона, который позволяет испарять влагу.

Что нужно знать о схватывании бетона

Согласно ASTM C125-20: Стандартная терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям, схватывание бетона — это «процесс из-за химических реакций, происходящих после добавления воды для смешивания, который приводит к постепенному увеличению жесткости цементной смеси. ”

Другими словами, бетон подвергается процессу, называемому гидратацией, при котором основные соединения цемента образуют химические связи с молекулами воды.Гидратация заставляет бетон затвердеть и стать достаточно прочным для использования по назначению. Период схватывания начинается с момента укладки бетона и продолжается до тех пор, пока он не приобретет желаемые свойства.

В зависимости от конкретного применения, для которого будет использоваться бетон, он должен иметь относительную влажность более 80% и температуру более 10 ° C (50 ° F) в течение от 3 до 14 дней. Это можно проверить с помощью датчика схватывания бетона.

Отверждение бетона оказывает значительное влияние на свойства затвердевшего бетона, в том числе:

  • Прочность
  • Проницаемость
  • Устойчивость к истиранию
  • Стабильность объема
  • Склонность к раннему растрескиванию
  • Устойчивость к замерзанию и оттаиванию, а также к химикатам против обледенения

Влияние погодных условий на схватывание бетона

Строительные проекты было бы намного легче завершить, если бы они находились в идеальных погодных условиях для заливки и укладки бетона круглый год.Реальность такова, что подрядчикам, инженерам и руководителям проектов приходится приспосабливаться к различным погодным условиям, чтобы построить прочную бетонную конструкцию. Когда присутствуют экстремальные погодные условия, важно контролировать температуру вашего бетона, чтобы не повредить структурную целостность вашего бетона.

В 306 Американского института бетона (ACI): Руководство по бетонированию в холодную погоду «холодная погода» определяется как три или более последовательных дня низких температур, в частности, температура наружного воздуха ниже 40 ° F (4 ° C) и температура воздуха ниже 50 ° C. ° F (10 ° C) дольше любого 12-часового периода.Если температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедлится или полностью прекратится.

Холодная погода замедляет процесс схватывания или полностью останавливает его, что отрицательно сказывается на приросте прочности бетона. Кроме того, если бетон схватывается при воздействии отрицательных температур, вода в бетоне замерзает и вызывает растрескивание, что значительно снижает его прочность и срок службы конструкции.

Бетонирование в жаркую погоду не является исключением и также может повредить бетон.Высокие температуры приводят к быстрому испарению воды и, как следствие, к более высокой начальной прочности. Более высокая начальная прочность создает менее прочные конструкции в долгосрочной перспективе и ставит под угрозу структурную целостность вашего бетона. Бетон будет испытывать снижение прочности и, возможно, потрескаться. Однако причина в этом — быстрое испарение воды.

Нажмите, чтобы узнать больше о температуре бетона в экстремальную погоду!

Как дизайн смеси влияет на схватывание бетона

Конструкция вашей бетонной смеси состоит из цемента, крупных и мелких заполнителей, добавок, воды и воздуха.Каждый из этих элементов играет огромную роль в сеттинге. Вот несколько советов по дизайну бетонной смеси, которые позволят оптимизировать параметры бетона:

  • Использование более крупных крупных заполнителей более экономично, поскольку снижает количество цемента на единицу объема, но может вызвать проблемы с удобоукладываемостью смеси.
  • Более низкое водоцементное соотношение повысит прочность бетона и обеспечит лучшую долговечность. Однако это также может значительно снизить удобоукладываемость бетона.
  • Когда бетонная конструкция подвергается воздействию морозильных или противообледенительных солей, повышенное содержание воздуха увеличивает долговечность бетона, поскольку это позволяет воде расширяться в захваченном воздухе при замерзании.
  • Использование пуццоланового материала, такого как летучая зола, пары кремнезема или шлак, для замены части цемента более экологично и экономично. Обычно это замедляет процесс схватывания и придает бетону улучшенные свойства.

Разработка бетонной смеси — важная часть вашего бетонного проекта.Подбор правильной комбинации элементов гарантирует, что вы оптимизируете бетонную смесь, придав вашей конструкции прочность, долговечность, удобоукладываемость и другие желаемые свойства. Программное обеспечение Giatec SmartMix ™ — это веб-панель, которая позволяет производителям оптимизировать бетонные материалы и прогнозировать характеристики их смесей. С помощью панели управления SmartMix производители могут регулировать пропорции своих бетонных смесей, такие как использование химических добавок и количество цемента. С помощью Roxi ™ (программа искусственного интеллекта) предложения приборной панели гарантируют, что эти настройки будут соответствовать расчетной прочности смеси на сжатие и другим критериям производительности.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше об оптимизации конструкции бетонной смеси!

Как проверить схватывание бетона

Проверка и мониторинг температуры вашего бетона на протяжении всего процесса схватывания имеет важное значение для вашего строительного проекта. Есть много способов сделать это, один из самых эффективных — использование метода зрелости и датчика схватывания бетона!

Метод зрелости — это точный и неразрушающий способ измерения совокупного воздействия времени и температуры на свойства бетона и, таким образом, позволяет оценить прочность монолитного бетона.Применение метода зрелости требует мониторинга температуры монолитного бетона в конструкции с течением времени и расчета влияния зависимости температуры от времени на зрелость монолитного бетона.

Использование датчика настройки бетона, такого как SmartRock TM , позволяет собирать необходимые данные точно и в режиме реального времени без использования более дорогостоящих и трудоемких методов. Просто установите его прямо на арматурный стержень без громоздких проводов или дорогостоящих регистраторов данных.После заливки и схватывания бетона значения температуры и прочности немедленно отправляются в мобильное приложение для просмотра.

Чтобы дать вам больше возможностей на рабочем месте, вы даже можете использовать SmartHub ™, систему удаленного мониторинга, для доступа к данным датчика SmartRock в любом месте и в любое время. Он автоматически собирает данные о вашем бетоне, чтобы вы могли анализировать их, даже не находясь физически на стройплощадке.

Благодаря тому, что SmartRock устанавливается на более чем 8000 рабочих площадок по всему миру, беспроводные датчики быстро становятся предпочтительным методом измерения параметров бетона из-за их экономии в долгосрочных и оптимизационных графиках проекта.

** Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован 21 августа 2020 г. и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Конструкция бетонной смеси: контроль температуры и времени

Намеренное создание DEF в лаборатории — эксперимент для менеджеров по контролю качества

Фрэнк Боуэн

Примечание редактора: это четвертая статья из годичной серии, в которой исследуется наука о бетоне для лучшего понимания конструкции смеси.Сериал написан Полом Рамсбургом, техническим специалистом по продажам Sika Corp., и Фрэнком Боуэном, представителем по развитию бизнеса Rosetta Hardscapes. Щелкните здесь, чтобы увидеть третью статью из этой серии.

Примечание автора: прежде чем мы углубимся в это, я предлагаю вам прочитать ACI 305, «Руководство по бетонированию в жаркую погоду», и ACI 306, «Руководство по бетонированию в холодную погоду», а также разделы 4.4.6, «Горячие Меры предосторожности при погодных условиях »и 4.4.7« Меры предосторожности в холодную погоду »в Руководстве по контролю качества NPCA для заводов по производству сборных железобетонных изделий.В дополнение к этим рекомендациям я также предлагаю вам прочитать статью «Термический удар бетона» Кайлы Хансон, PE, опубликованную в выпуске Precast Inc. за июль-август 2016 г. чтобы представить новые идеи и концепции, а не повторять то, что уже было освещено в убедительной редакционной статье. В своей статье Хэнсон рассматривает основные правила литья и отверждения, которым мы должны следовать в отношении регулирования температуры при производстве сборного железобетона.Моя статья, однако, предназначена для читателей, которые хотят нарушить эти правила и извлечь уроки из своих выводов.

Поскольку мы находимся в разгаре летней жары, самое время ознакомиться с методами производства и отверждения на наших предприятиях. Температурные ограничения — хотя я собираюсь попросить вас их пересечь — установлены по очень веской причине. Нам, производителям сборного железобетона, необходимо постоянно отливать формы, чтобы оставаться прибыльными. Время — деньги, а рабочая сила не из дешевых. Поэтому мы хотим изготовить как можно больше отливок в кратчайшие сроки.Здесь мы можем столкнуться с серьезными проблемами, особенно если мы не будем осторожны с нашими ограничениями. Производственные бригады, которые больше сосредоточены на количестве произведенных единиц, чем на качестве произведенных единиц, могут рисковать опасностями отложенного образования эттрингита (DEF), если не используются надлежащие методы смягчения последствий.

Время может быть на вашей стороне

«Эти формы нужно заливать дважды в день!» Все мы слышали это раньше. Ускорение добавления добавок, более короткие циклы отверждения и быстрое производство — это инструменты, которые повышают эффективность сборных железобетонных изделий.Но что произойдет, если мы достигнем предела того, что можем производить, и отстаем от графика? Когда строительные проекты опережают запланированный график, часто хвалят поставщиков и производителей. «За кулисами» производственного времени, которое мы предоставляем нашим клиентам, всегда будет определяющим фактором в наших предложениях по увеличению нашей доли работы. Время, как оно постоянно напоминает нам, непрерывно и ценно с каждым днем. Когда приближаются дедлайны и мы отстаем от графика, жульничество становится все более привлекательным.Но если мы будем придерживаться нескольких простых правил, мы сможем спланировать все так, как мы надеемся.

Проблема

В чем заключается проблема, о которой я говорю в этой статье, чем она вызвана и как ее избежать? Слишком сильный нагрев во время отверждения бетона может вызвать DEF, но этого можно избежать, следуя рекомендациям Американского института бетона и Национальной ассоциации сборного железобетона. Давайте посмотрим, что происходит на этапах отверждения сборного литья.

Я делю этапы отверждения сборного железобетона на четыре категории.Первая — это хорошо известная категория под названием «начальный набор». Начальное схватывание определяется как время от момента укладки и обработки бетона до момента, когда требуется 500 фунтов на квадратный дюйм для проникновения раствора на 1 дюйм согласно ASTM C403, «Стандартный метод испытаний для определения времени схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению». Этот этап легко контролируется с помощью пенетрометра и может помочь нам определить, когда мы можем внедрить дополнительные методы отверждения. Второй этап отверждения начинается с момента, когда бетон достигает прочности при транспортировке.Я называю этот этап «начальное лечение». Именно на этом этапе он больше полагается на неявные знания менеджера по контролю качества, чем на его или ее явные знания, чтобы спрогнозировать время, необходимое для достижения этой точки. Это связано с тем, что многие пенетрометры имеют точность от примерно 100 до примерно 700 фунтов на квадратный дюйм. Большинство современных машин для испытаний на гидравлическую прочность не считаются точными для результатов испытаний на 4-дюймовых образцах ниже 1500 фунтов на квадратный дюйм. Это оставляет промежуток между испытаниями на прочность от 700 до 1500 фунтов на квадратный дюйм, который лучше всего можно понять по годам литья, записи и анализа данных установленного времени.


СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА: В общем, нам нужен бетон для достижения заданной прочности на снятие изоляции, прежде чем мы сможем вывести его из формы. Это, конечно, зависит от толщины элемента, массы элемента, используемых подъемных устройств и многих других переменных. Каждую отливку следует тщательно анализировать, чтобы определить пределы прочности при снятии изоляции, подъеме и перемещении. Некоторым отливкам может потребоваться меньше, некоторым — больше. Окончательное внутреннее тестирование — единственный способ доказать, что участник готов к удалению из формы.


После испытания по крайней мере трех 4-дюймовых цилиндров — я рекомендую отлить один дополнительный цилиндр для испытания на прочность на отрыв, чтобы вы могли сломать один раньше, чтобы получить оценку увеличения нагрузки — и зарегистрировать в пределах указанного диапазона. После снятия прочности отливку можно переместить из формы, закончить, пометить и переместить на третью стадию отверждения. Я называю этот этап «лечением производственных растений». Это этап, на котором отливка перемещается в зону, где может произойти дальнейшее отверждение.Заключительный этап лечения — это после того, как отливка установлена, что я называю «лечением на месте / установленным».

В этой статье я хочу обратиться к двум наиболее важным этапам отверждения сборного железобетона, касающимся экономии времени цикла производства форм, начального схватывания и начального отверждения. Но позвольте мне отвлечься на мгновение, чтобы убедиться, что вы приняли меры по снижению затрат, прежде чем погрузиться в тотальную тепловую атаку на ваши бетонные отливки.

Процесс

Есть множество способов увеличить производительность завода по производству сборного железобетона.Некоторые варианты, такие как покупка большего количества форм или добавление нового серийного завода / здания, не всегда жизнеспособны. Когда это невозможно, это заставляет нас задуматься о повышении производительности за счет сокращения существующего времени производственного цикла. Это стало движущим фактором для создания производства сухого бетона. Что касается операций по мокрому литью, я предлагаю продолжить рассмотрение бережливого производства.

Прежде всего, найдите свои отходы — большая часть их будет найдена в потерянное время — используйте их, исправляйте и учите других, как поддерживать изменения.Применяя методологию бережливого производства к производству сборного железобетона, наблюдайте за привычками и технологическим процессом бригады, чтобы узнать, сколько времени требуется для выполнения данной задачи. Сделайте это, чтобы пересмотреть план завода и, в частности, шаги и расстояния, используемые в процессе. На каждом заводском этаже есть свободные деньги, если вы знаете, где искать. Самый эффективный способ максимизировать эффективность завода по производству сборного железобетона — это добавить исправно работающую вторую или даже третью смену. Добавление вечерней производственной бригады устраняет недоиспользованные простои на производственном предприятии.Это не всегда легко реализовать и обычно требует большого внимания руководства для координации двух смен. Если ваш потребительский спрос растет, и вы хотите использовать больше того, что у вас уже есть, во что бы то ни стало, продолжайте пытаться достичь этой цели, независимо от ограничений, с которыми вы сталкиваетесь.

А теперь вернемся к пониманию температуры бетона на производственном предприятии с быстрым циклом.

В очень кратком синопсисе, вот шесть ключевых примечаний из Руководства по контролю качества NPCA относительно температурных пределов, найденных в разделах 4.3.5 и 4.3.6.

В условиях холода:
  1. Избегайте добавления в смесь замораживающих агрегатов.
  2. Запрещается наливать в миксер воду с температурой, превышающей 180 градусов по Фаренгейту.
  3. Температура свежего бетона во время укладки должна быть от 45 до 90 F. Если для отверждения используется тепло или пар, начальное схватывание должно быть достигнуто до введения тепла и / или пара.
  4. Для этого начальное схватывание должно регистрироваться не реже одного раза в месяц для каждой смеси, чтобы проверить, когда можно ввести тепло и / или пар.
  5. Когда применяется ускоренное отверждение, следует внимательно следить за скоростью повышения температуры и никогда не допускать превышения 40 F в час. На микроуровне при мониторинге цифрового датчика температуры, который показывает точность до десятых долей градуса, это будет в среднем около 9 секунд между каждой десятой долей градуса.
  6. Максимальная внутренняя температура бетона никогда не должна превышать 150 градусов во время отверждения, если не используются процедуры снижения DEF. См. Комментарий в Руководстве по контролю качества NPCA на страницах 59 и 60, где приведены несколько вариантов, предлагаемых для уменьшения DEF при более высоких температурах отверждения.

СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА: Имейте в виду, что при отверждении паром на вашем предприятии аудиторы программы сертификации предприятий NPCA будут учитывать намерение добавленного тепла, вводимого в ваше предприятие, при оценке необходимости внутренней тепловой записи. Например, включение тепла на центральном воздушном термостате, который управляет общей температурой окружающей среды в установке, не может рассматриваться как преднамеренное повышение температуры отверждения. С другой стороны, направление горячего конца торпедного нагревателя в направлении сборной формы должно показать намерение добавленного тепла как заранее запланированного процесса для ускорения отверждения, тем самым требуя надлежащего внутреннего контроля.


Во время начального схватывания начинается химическая реакция гидратации, и по мере развития первых образований кристаллического кремнезема критически важно, чтобы отливка была защищена от манипуляций, перемещения или вибрации. Недавно разработанная матрица на данном этапе столь же хрупка, как и когда-либо. После первоначального выделения повышенного тепла кристаллизация протекает медленно с периодом небольшого выделения тепла. В зависимости от формы отливки и функции формы, демонтаж внешней стенки формы может быть возможен всего за пару часов и до того, как будет достигнуто даже 500 фунтов на квадратный дюйм, но это по своей сути рискованно.

Во второй части отверждения, которое обычно происходит в течение ночи на заводе по производству сборных железобетонных изделий, происходит огромное увеличение теплоты гидратации.

«Нет ничего лучше, чем увидеть выброс пара и почувствовать поверхность отливки, когда форму открывают утром после укладки бетона», — сказал Гэри Найт из Lehigh Cement Co.

В течение следующих нескольких дней этот бетон будет быстро набирать прочность. На ранней стадии гидратации наиболее растворимые фазы, трикальцийалюминат и трикальцийсиликат, вступают в реакцию первыми и вносят вклад в начальное схватывание и раннюю прочность.На этом этапе регулируемые температуры в верхней части указанных выше пределов и максимальная влажность обеспечивают идеальную среду (за исключением добавления атмосферного давления), чтобы гарантировать, что этот бетон достигнет своей прочности и долговечности.

Эксперимент

Сейчас, на этих двух этапах, я призываю вас нарушить некоторые правила (конечно, в лаборатории). В частности, я рекомендую вам выйти за пределы максимальных температурных ограничений, но тестируйте столько переменных, сколько хотите, при условии, что они изолированы для каждого эксперимента.Чтобы лучше понять эффекты отверждения в оптимальных, стандартных и нестандартных условиях, вот мой рекомендуемый эксперимент, в котором вы можете намеренно вызвать DEF.

  • Отлейте 22 испытательных цилиндра из смеси, используемой на вашем предприятии. Хотя нет необходимости, чтобы этот эксперимент работал, выберите дизайн смеси, если таковой имеется, который не содержит дополнительных вяжущих материалов, использует цемент типа 3 и химически ускорен. Постарайтесь, чтобы температура свежего бетона была близка к 90 F при помещении его в испытательные цилиндры.Это дало бы самые драматические результаты.
  • Вылечите шесть цилиндров, как обычно, для стандартного выпуска, в соответствии с требованиями внутреннего тестирования, два для снятия разрывов прочности (давайте останемся неизменными здесь в 24 часа), два в резервуаре с температурой F 73,5 для 7-дневных перерывов и два бак на 73,5 градуса F для 28-дневных перерывов. Это ваши контрольные образцы. Сравните все результаты с этими перерывами.
  • Теперь возьмите 10 цилиндров сразу после заливки, пока бетон еще свежий, и немедленно отвердите их в контролируемой среде со 100% влажностью при 200 F в течение 23 часов.Через 23 часа выньте цилиндры из форм, дайте им остыть до 73,5 F в течение 24 часов и храните в сухом месте. Оставьте их выставленными на прилавке в лабораторной комнате, если в лаборатории может поддерживаться приемлемая температура окружающей среды около 73,5 F.
  • Перерыв двух в 24 часа. На отметке 4 дня поместите четыре баллона обратно в резервуар, перерыв два через семь дней и два через 28 дней.
  • Оставьте четыре баллона на прилавке, перерыв два через семь дней и два через 28 дней.
  • Выполните оптимальный процесс отверждения для остальных шести цилиндров.После заливки поместите две штуки в среду с влажностью 100% и температурой 90 ° F до установленного времени начального схватывания этой конкретной смеси в аналогичных условиях. После первоначального схватывания увеличивайте температуру отверждения на 10 градусов каждые 15 минут в течение следующих 90 минут до тех пор, пока температура не достигнет 150 F при сохранении 100% влажности. В этой среде отвердите два цилиндра в течение примерно 20 часов (непосредственно перед 24-часовой точкой разрыва, позволяя цилиндрам остыть для обработки до 73.5 F), два для 7-дневных перерывов и два для 28-дневных перерывов.
  • Вы, конечно же, обнаружите, что вы можете демонтировать отливку с рекордной скоростью при перегреве отливки во время начальной схватывания. Однако проблема заключается в том, что потеря влаги из-за увеличения тепла предотвращает образование гидрата силиката кальция, и это останавливает химическую реакцию гидратации до ее завершения. Когда вы демонтируете свои цилиндры, на вид может не быть ничего очевидного, но проблемы теперь скрыты в матрице преждевременных ошибок.Частичная кристаллизация, которая уже сформировалась и созрела до затвердевания, смешивается с частицами цемента, которые еще не начали развиваться. У вас есть бомба замедленного действия.
  • Цилиндры, которые раньше подвергались сильному нагреву, оставались на прилавке на четыре дня, а затем снова подвергались воздействию влаги, должны испытать обширное растрескивание, которое возникает в результате замедленного образования минерала эттрингита. При высокой температуре, превышающей установленный предел, эттрингит, который является нормальным продуктом ранней гидратации цемента, блокируется от развития на той стадии его жизненного цикла, когда он наиболее необходим.
Урок

Прочитать об этом эксперименте может быть полезно, но еще лучше увидеть его из первых рук и обучить группу контроля качества и производственную команду. Я надеюсь, что вы попросите своих сотрудников по контролю качества проверить пределы и получить представление о методах ускоренного отверждения. Нарушение правил извлекает большие уроки, если эти неудачи признаются, и мы извлекаем уроки из них. Неудача — это, пожалуй, предпосылка для достижения успеха.

Фрэнк Боуэн, выпускник Master Precaster 2013 г., получил степень M.Б.А. окончила Государственный университет Среднего Теннесси по программе повышения квалификации в сфере управления бетонной промышленностью в 2014 году и является представителем по развитию бизнеса в Rosetta Hardscapes в Шарлевуа, штат Мичиган.

Время схватывания бетона | Замедлитель схватывания бетона

Практическое использование бетона в качестве строительного материала зависит от того факта, что он «пластичен» в свежеприготовленном состоянии и впоследствии становится твердым, обладающим значительной прочностью.

Это изменение физических свойств происходит из-за химической реакции между цементом и водой, процесса, известного как гидратация.Гидратация связана с химическими изменениями, а не только с высыханием материала. Гидратация необратима. Реакция постепенная, сначала вызывая затвердевание бетона, а затем рост прочности, который продолжается очень долго. При определенных идеальных условиях вполне вероятно, что бетон будет продолжать бесконечно увеличиваться в прочности.

Температура воздуха, температура грунта и погодные условия — все это играет важную роль в скорости гидратации цемента. Время схватывания бетона уменьшается с повышением температуры, но выше 30 o C может наблюдаться обратный эффект.При низких температурах время схватывания замедляется. Правильные методы отверждения и подготовка места помогут ускорить схватывание. Однако, когда бетон используется во время экстремальных температур, то есть в холодную погоду или в середине лета, в бетонную смесь можно использовать несколько добавок, чтобы облегчить укладку конечного продукта. Эти добавки являются ускорителями и замедлителями схватывания.

Ускорители были разработаны для значительного ускорения времени схватывания и увеличения прочности бетона в раннем возрасте.Время схватывания неускоренного бетона значительно сокращается по мере снижения температуры. Очевидно, это влияет на время отделки. Действие акселератора противодействует этому заданному запаздыванию и сокращает время настройки до значения, которое считается нормальным заданным временем.

Замедлители схватывания предназначены для использования в областях, где раннее схватывание бетона нежелательно, например высокие температуры окружающей среды, длительное время в пути между бетонным заводом и строительной площадкой, большая медленная заливка — для предотвращения образования холодных швов и т. д.Химический состав замедлителя схватывания разработан для временного прекращения действия гидратации, задерживая первоначальное схватывание бетона. Эта задержка пропорциональна дозе используемого замедлителя схватывания. Как только эффект замедлителя истощится, начнется первоначальное схватывание и затвердевание будет развиваться с ускоренной скоростью.

Два графика ниже демонстрируют влияние ускорителей и замедлителей схватывания на время схватывания бетона.

Персонал Allied Concrete будет рад помочь вам с любыми проблемами или вопросами.

Для получения дополнительной информации или помощи, пожалуйста, звоните. Ваш звонок будет автоматически соединен с ближайшим к нам заводом. (Звонки с мобильных телефонов будут направляться в Окленд, Веллингтон или Крайстчерч.)

Чтобы загрузить версию этого документа в формате pdf для печати

кликните сюда

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Allied Concrete постарался предоставить максимально точную информацию. Однако мы не несем ответственности за применение обсуждаемых принципов.

Бетон для жаркой погоды

Дата: 1 мая 2014 г.

Майк Хокенберри, член группы технического обслуживания

Как член группы технического обслуживания, меня всегда беспокоит укладка бетона в жарких погодных условиях и то, как это может вызвать быстрое испарение влаги с поверхности бетона, а также ускорить время схватывания.

При планировании конкретных проектов важно учитывать жаркую погоду, поскольку она может повлиять на свежий и недавно уложенный бетон.Одни только высокие температуры вызывают повышенную потребность в воде, что, в свою очередь, увеличивает водоцементное соотношение и приводит к снижению потенциальной прочности. Более высокие температуры имеют тенденцию ускорять потерю осадки и могут вызвать потерю увлеченного воздуха. Температура также оказывает большое влияние на время схватывания бетона: бетон, помещенный при высоких температурах, схватывается быстрее и, следовательно, может потребовать более быстрой отделки. Бетон, отверждаемый при высоких температурах в раннем возрасте, не будет таким же прочным через 28 дней, как тот же бетон, отвержденный при температурах в диапазоне 70 ° F (20 ° C).

Высокие температуры, высокая скорость ветра и низкая относительная влажность могут повлиять на свежий бетон двумя важными способами: высокая скорость испарения может вызвать преждевременную пластическую усадку или усадочное растрескивание при высыхании, а скорость испарения может удалить поверхностную воду, необходимую для гидратации, если не используются надлежащие методы отверждения. работают. Термическое растрескивание может возникнуть в результате быстрого падения температуры бетона, например, когда бетонные опоры или стены кладутся в жаркий день, за которым следует прохладная ночь.Высокая температура также ускоряет гидратацию цемента и способствует появлению термических трещин в массивных бетонных конструкциях.

В случае экстремальных температурных условий или при использовании массивного бетона температуру бетона можно снизить, используя лед как часть воды для замешивания. Поэтому при оформлении заказа имейте в виду, что мы предлагаем нашим клиентам лед.

ПЛАНИРОВАНИЕ

  • Организуйте работу заранее, чтобы у вас было достаточно рабочих, чтобы избежать задержек с укладкой, отделкой и выдержкой бетона.
  • Запланируйте или подумайте о размещении ранним утром или вечером.
  • Работайте с производителем бетона над дизайном смеси, чтобы гарантировать, что они предоставят продукт с правильными характеристиками осадки, прочности и эксплуатационных характеристик, которые соответствуют рабочим требованиям.
  • Запланируйте автобетоносмесители, чтобы избежать времени ожидания, чтобы бетон не начал схватываться.
  • Подумайте о модификации бетонной смеси, включив в нее замедлители схватывания и водопоглотители, а также самый низкий практический коэффициент цементирования.
  • Закажите / составьте график необходимых солнцезащитных штор, ветрозащитных экранов и оборудования для запотевания.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ

  • Перед укладкой опрыскайте формы, сталь и земляное полотно прохладной водой.
  • Однако избегайте стоячей воды в местах увлажнения.

РАЗМЕЩЕНИЕ

  • Выгрузить бетон в течение 60-90 минут после замеса.
  • Добавьте лед или охлажденную воду, чтобы снизить температуру пластиковой смеси.
  • Сведите к минимуму количество воды, добавляемой во время работы. Добавляйте воду только по прибытии на стройплощадку, чтобы отрегулировать просадку. Следует избегать последующего добавления воды!

dee Бетон | Насадки по бетону для жаркой погоды

На главную> Общая информация по бетону> Насадки для бетона в жаркую погоду

Использование и укладка бетона в жаркие летние месяцы представляет собой совсем другие проблемы, чем его использование и укладка в холодную погоду.Воздействие температуры, ветра и влажности воздуха в летний месяц может отрицательно сказаться на характеристиках бетона. Для целей использования и укладки бетона «жаркая погода» может быть определена как любой период высокой температуры, в течение которого необходимо принять особые меры предосторожности для обеспечения надлежащего обращения с бетоном, его укладки, отделки и отверждения. Проблемы с жаркой погодой наиболее часто встречаются в летом, но критические факторы сушки, такие как сильный ветер и сухой воздух, могут возникнуть в любое время, особенно в засушливом или тропическом климате.

Более высокие температуры вызывают испарение воды с поверхности бетона с гораздо большей скоростью, и гидратация цемента происходит быстрее, что приводит к более раннему застыванию бетона и повышению вероятности возникновения пластических трещин. Растрескивание бетона может возникнуть в результате резкого падения температуры бетона. Это происходит, когда бетонная плита или стена кладется в очень жаркий день, за которым сразу следует прохладная ночь. Высокая температура также ускоряет гидратацию цемента и способствует растрескиванию массивных бетонных конструкций.Более высокая относительная влажность снижает воздействие высокой температуры.

Другие проблемы с жаркой погодой включают повышенную потребность в воде, которая увеличивает водоцементное соотношение и снижает потенциальную прочность, ускоренную потерю осадки, которая может вызвать потерю увлеченного воздуха, быстрое схватывание, требующее более быстрой отделки, или просто потерю производительности.

Следующие советы помогут вам успешно укладывать бетон в жаркую погоду:

ПЛАНИРОВАНИЕ
  • Организуйте работу заранее, чтобы у вас было достаточно рабочих, чтобы избежать задержек с укладкой, отделкой и выдержкой бетона.
    Запланируйте или рассмотрите возможность размещения на раннее утро или вечер.
  • Работайте с производителем бетона над дизайном смеси, чтобы гарантировать, что они предоставят продукт с правильными характеристиками осадки, прочности и эксплуатационными характеристиками, соответствующими рабочим требованиям.
  • Составьте график работы автобетоносмесителей, чтобы избежать времени ожидания, чтобы бетон не начал схватываться.
  • Рассмотрите возможность модификации бетонной смеси, включив в нее замедлители схватывания и водопоглотители, а также самый низкий практический коэффициент цементирования.
  • Заказ / график необходимых солнцезащитных козырьков, ветрозащитных экранов и оборудования для запотевания.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ
  • Перед укладкой опрыскайте опалубки, сталь и земляное полотно холодной водой или опрыскайте их туманом.
  • Однако избегайте стоячей воды в местах увлажнения.
РАЗМЕЩЕНИЕ
  • Выгрузка бетона в течение 60-90 минут после замеса.
  • Добавьте лед или охлажденную воду, чтобы снизить температуру пластиковой смеси.
  • Сведите к минимуму количество воды, добавляемой во время работы. Добавляйте воду только по прибытии на стройплощадку, чтобы отрегулировать просадку. Следует избегать последующего добавления воды!
  • Следите за скоростью испарения с помощью номографа для определения температуры, относительной влажности, скорости ветра и температуры бетона.
ЗАПИСЬ
  • Никогда не добавляйте воду в бетон возрастом более 1,5 часов.
  • Накройте плиты, уложенные на грунте, влажным слоем песка, а не полиэтиленовой пленкой, если требуется пароизоляция
  • Отложите или увеличьте время схватывания с помощью замедляющих добавок.
  • Начните отверждение барьера или воды, как только закончите отделку. Начните отделку, как только блеск покинет поверхность бетона.
  • Начните отверждение, как только закончите отделку.
  • Продолжайте отверждение не менее 3 дней.
  • Защитите открытые бетонные поверхности от высыхания, установив ветрозащитные экраны, солнцезащитные козырьки, оборудование для создания водяного тумана или распылители тумана при использовании утвержденных отверждающих мембран.
  • Рассмотрите возможность добавления белого пигмента в составы для отверждения мембран, чтобы отразить тепло от поверхности бетона.
  • Защитите цилиндры для полевых испытаний, поместив их в затемненном месте или создав затененное место для предотвращения испарения.
  • Охладите ящики для отверждения в полевых условиях со льдом или в холодильнике для поддержания требуемой температуры от 60 ° F до 80 ° F для полевых цилиндров.
  • Никогда не используйте ускорители для ускорения процесса настройки!

Время схватывания и модель прогноза прочности на сжатие бетона с помощью неразрушающего ультразвукового испытания скорости импульса в раннем возрасте

Основные моменты

Изменение природы бетона в раннем возрасте было исследовано с использованием скорости ультразвукового импульса.

Было проанализировано соотношение W / C, условия отверждения, заполнитель и скорость ультразвуковых импульсов бетона.

Была исследована взаимосвязь между вышеуказанными параметрами.

Время схватывания и начальное развитие прочности на сжатие были связаны со скоростью ультразвукового импульса.

Для моделирования изменения условий была предложена модель прогнозирования экспоненциальной функции.

Реферат

В этом исследовании предлагается новая модель для оценки времени схватывания и прочности на сжатие, которая включает изменения в состоянии бетона в раннем возрасте, с использованием испытания скорости ультразвукового импульса. С этой целью были экспериментально исследованы различные эффекты, такие как влияние отношения воды к цементу (W / C), условий отверждения (воздушно-сухое отверждение и отверждение при постоянной температуре и влажности) и заполнителя, чтобы соответствовать требованиям заданная прочность бетона, т.е.е., 18–45 МПа. Мы обнаружили, что это значение менялось по мере уменьшения соотношения воды и тепла в бетоне, на которое влияет реакция гидратации, и что скорость ультразвукового импульса была несколько выше в бетоне, чем в растворе. Образцы, отвержденные при постоянной температуре и влажности, показали меньший диапазон ошибок, чем образцы, подвергшиеся воздушно-сухому отверждению. Кроме того, зависимости между параметрами в различных образцах бетона оказались линейными в течение начального и конечного периодов схватывания и параболическими после окончательного набора в раннем возрасте; впоследствии была предложена модель прогнозирования экспоненциальной функции для моделирования взаимосвязей.

Ключевые слова

Бетон раннего возраста

Настройка

Прочность на сжатие

Скорость ультразвукового импульса

Модель прогнозирования экспоненциальной функции

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2020 Elsevier Ltd.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*