Срок созревания бетона при разных температурах: время схватывания и набора прочности

График набора прочности бетона — таблица по суткам

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

Содержание

• 1 Процесс набора
  • 1.1 Схватывание
  • 1.2 Твердение
• 2 Особенности набора прочности
• 3 От чего зависит набор прочности
• 4 График по суткам
• 5 Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

Процесс набора

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

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

Созревание бетона состоит из 2 этапов:

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

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

Схватывание

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

Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов.

Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.

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

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

Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:

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

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

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

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

Твердение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Под воздействием холода возникают 2 проблемы:

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

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

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

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

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

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

Особенности набора прочности

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

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

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

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

От чего зависит набор прочности

Среди

ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности

, выделяют:

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

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

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

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

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

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

График по суткам

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

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

В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:

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

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

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

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

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

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

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

график твердения В25 в зависимости от температуры, время созревания, таблица, скорость схватывания

Когда необходимо изготовить определенную конструкцию, то порой бывает невозможно этого сделать без заливки бетона. Этот материал очень активно используется в области строительства. Главной его характеристикой является прочность на сжатие. Причем устанавливать определенную нагрузку на конкретный элемент запрещено, пока бетон полностью не наберет необходимую прочность. При осуществлении данного процесса имеется ряд факторов, которые так или иначе оказывают свое влияние: состав смеси, внешние условия.

Содержание

• 1 Как это происходит
• 2 Временные рамки
• 3 Условия
  • 3.1 Температура
  • 3.2 Время
  • 3.3 Состав и характеристики бетона
  • 3.4 Влажность
  • 3.5 Специальные добавки
  • 3.6 Электропрогрев
• 4 Согласно ГОСТ

Как это происходит

Процесс схватывания может происходить сразу после того, как была выполнена заливка бетона. Длительность напрямую зависит от температурного режима окружающего воздуха. При ее значении 20 градусов, для схватывания может понадобиться примерно час. Так как этот процесс не носит мгновенный характер, то бетоны, чтобы набрать прочностные характеристики может понадобиться пару месяцев.

Каков состав бетона м 400 на 1 м-3 можно узнать из таблицы в статье.

Очень часто бетон начинает твердеть уже по прошествии двух часов с того момента, как были соединены цемент и вода. А вот для окончательного схватывания нужно подождать 3 часа. Увеличить время твердения помогают специальные добавки в бетон.

Схватывание бетона подразумевает под собой подвижность раствора на весь период, благодаря чему удается воздействовать на смесь. При этом механизм тиксотропии, который указывает на снижение вязкости бетона, твердение и высыхание не происходят. Это условие необходимо учитывать в ходе доставки раствора на бетоносмесители. В этом случае раствор должен перемешиваться в миксере, в результате чего удается сохранить все его важные качества.

Как использовать бетон марки м200, указано в статье.

На видео показывают проверку бетона на прочность сжатия.

Какова пропорция бетона м200 на 1 куб указано здесь.

Благодаря вращению миксера удается предотвратить высыхание бетона, а также набора твердости. Но в этом случае может произойти другая неприятная ситуации – это сваривание материала, в результате чего все его положительные характеристики снижаются. Происходит такое явление чаще всего в летнее время.

Временные рамки

Этот график несет в себе информацию, которая показывает кривую роста прочности на протяжении 28 дней. Именно этого времени будет достаточно, чтобы бетон сумел просохнуть при естественных условиях.

Время, которого будет достаточно, чтобы раствор набрал вес необходимые эксплуатационные качества, носит название период выдерживания бетона. График набора прочностных характеристики показывает время, которые необходимо раствору, чтобы добиться максимальной отметки по прочности.

Каковы технические характеристики по ГОСТу бетона м 200 можно узнать из данной статье.

На видео – набор прочности бетона в зависимости от температуры:

Какова прочность бетона в15 указано здесь.

При нормальных условиях созревание бетона осуществляется в течение 28 дней. Первые 5 дней – это интенсивное твердение материала. Когда позади неделя, то бетон уже набрал 70% всей прочности для выбранной марки. Но приступать к дальнейшим строительным мероприятиям можно после того, как прочность достигал 100%, а это не ранее 28 дней.

Этот период для определенного случая свой. Чтобы точно определить период застывания раствора необходимо выполнять контрольные испытания образцов материала. При проведении работ летом в монолитном домостроении в целях оптимизации процесса для обретения раствору всех физических свойств требуется выполнение следующих условий:

• Выдерживание в опалубке раствора.
• Дозревание состава после того, как опалубка была удалена.

Условия

Когда необходимо, чтобы раствор приобретал необходимые показатели прочности, требуется придерживаться конкретных условий. Например, самой оптимальной температурой для его твердения считается 20 градусов. Но это далеко не все параметры.

Какова характеристика бетона класса в 25 указано в статье.

Температура

Чем ниже температурные показатели на улице, тем медленнее происходит набор прочности бетона. Если температурный режим предполагает отрицательные показатели, то процесс приостанавливается по той причине, что застывает жидкость, которая обеспечивает гидратацию цемента. Когда температура воздуха начинает повышаться, то процесс набора прочности снова в действии. 

Если в составе раствора имеются различные модификаторы, то длительность твердения может во много раз уменьшиться, а температура, которая необходима для установки процесса, снизиться. Изготовители предлагают разнообразные быстротвердеющие составы, благодаря которым удается набирать прочностные характеристики уже по прошествии 14 дней.

Какова таблица набора прочности бетона, можно узнать из данной статьи.

При повышении температуры воздуха процесс созревания раствора начинает ускоряться. Если на улице 40 градусов, то установленная маркой прочность будет достигнута через 7 дней. По этой причине процесс заливки бетона на приусадебном участке в целях сокращения сроков строительства необходимо выполнять в летнее время года.

Если работы осуществляются зимой, то здесь понадобиться ряд дополнительных мероприятий, например, таких как подогрев бетона. Осуществить такие действия очень непросто, ведь для этого нужно обладать подходящим оборудованием и знаниями в этой области. Кроме этого, нужно понимать, что нагрев материала нельзя проводить выше температуры 90 градусов.

Как сделать бетон для отмостки пропорции, указано в статье.

Для того чтобы определить, какое влияние оказывает температурный режим на процесс твердение, необходимо снова обратиться к графику набора прочности. Присутствующие на нем линии с учетом данных, которые собраны с бетона М400 при различных значениях температуры. Согласно этому графику удается понять процент прочности, который будет достигнут по прошествии конкретного количества дней. Для каждой кривой характерна своя температура. Первая линия – это 5 градусов, а вторая – 50 градусов. 

При помощи графика удается понять длительность распалубки монолитной конструкции. Демонтаж опалубки ожжет происходить после того, как показатели прочности увеличились на 50% от заданного маркой значения. Кроме этого, важно обращать внимание на то, что при температуре ниже 10 градусов значение прочности, заданное конкретной маркой, не будет достигнуто даже по прошествии 14 дней. Если присутствуют такие погодные условия, то нужно предпринимать меры по прогреванию заливаемого раствора.

Каков график прогрева бетона в зимнее время, можно узнать из данной статьи.

Время

Чтобы определить нормативно-безопасное время начало строительных мероприятий применяется специальная таблица. Она содержит в себе данные марки бетона и его среднесуточные температурные показатели. На основании этих данных удается отыскать информацию, как происходит набор прочности по прошествии конкретного количества суток.

Таблица 1 – Набор прочности в зависимости от количества дней

Марка бетона	Среднесуточная температура бетона в °C	Срок твердения в сутках
		1	2	3	5	7	14	28
		Прочность бетона на сжатие
М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500	-3	3	6	8	12	15	20	25
	0	5	12	18	28	35	50	65
	+5	9	19	27	38	48	62	77
	+10	12	25	37	50	58	72	85
	+20	23	40	50	65	75	90	100
	+30	35	55	65	80	90	100	–

После того, как нормативно-безопасный срок поставлен на уровне примерно 50%, то обозначить безопасный срок начала мероприятий можно 72-80% от значения, установленного маркой бетона.

Состав и характеристики бетона

Так как после заливки бетон способен приобретать прочность по причине своего выделения тепловой энергии, то после замерзания жидкости этот процесс останавливается. По этой причине на момент проведения всех работ в зимнее время необходимо задействовать смеси, в составе у которых имеются противоморозные добавки. Цемент марки М-400 необходимый для приготовления бетона изготавливают согласно жестким техническим нормам ГОСТ 31108.

На фото – состав и характеристики бетона

Глиноземистый цемент после его укладки может выделить тепловую энергию в 7 раз большую, чем при использовании обычного портландцемента. По этой причине полученная смесь на его основе начинает набирать прочностные параметры даже, когда на улице отрицательные показатели температуры. На скорость набора прочности немаловажную роль играет марка бетона. Чем она ниже, тем выше максимальная прочность.

Сколько мешков цемента в одном кубе бетона, указано здесь в статье.

Влажность

Если на улице уровень влажность повышен, то это отрицательно влияет на процесс набора прочности. Однако и полное отсутствие влаги делает невозможным процесс гидратации цемента и как результат, твердение полностью останавливается. 

Если присутствует максимальная влажность и высокая температура, то скорость набора прочности во много раз повышается. При таком режиме происходит пропаривание материала в автоклавах паром высокого давления.

Влияние таких высоких температурных показателей при минимальной влажности приведет к высыханию. Раствора и снижению скорости твердения. Чтобы можно было избежать такой ситуации, стоит производить увлажнение. В результате таких действий в жаркое время года удастся набрать прочность в минимально возможные сроки.

Специальные добавки

Чтобы бетон смог быстрее набирать прочность, нужно задействовать особые вспомогательные компоненты. Их добавляют при приготовлении раствора. Дозировка зависит от количества цемента. Благодаря таким добавкам бетон способен набрать прочность, соответствующую выбранной марки, всего за 2 недели.

Но достичь таких показателей реально при условии, что процесс твердения осуществляется в летнее время. Для холодной поры необходимо задействовать противоморозные добавки. Благодаря им можно поддерживать в бетоне положительный температурный режим на момент набора прочности. 

Электропрогрев

Для ускорения набора прочности бетона в зимнее время задействуют такой метод, как электропрогрев. Еще он носит название контактного обогрева термоопалубкой. При обычных и высоких температурных режимах длительность влияние электропрогрева может достигать 3-8 часов. После этого конструкция уже самостоятельно способна набирать прочностные показатели. 

Согласно ГОСТ

Необходимая марка и класс бетона определяется с учетом составленного проекта. Необходимые показатели прочности могут меняться в зависимости от применяемых строительных материалов. Например, при возведении дома на основе легких бетона для основания нет необходимости применять бетон высокой прочности. Когда стены строения будут выполнены из кирпича, то бетон должен иметь высокие прочностные характеристики. Например, для этого используют тяжелый и мелкозернистый бетон по стандарту 26633 ГОСТ.

Для определения прочности применяется ГОСТ 18105-86. В этом случае необходимо подготовить проект или же посмотреть информацию со схожего.

Прочность – это главный показатель качества для бетона ГОСТа любого уровня. Процесс его затвердения начинает происходить уже в первые часы после того, как соединили воду и цемент, а вот его длительность зависит от различных факторов: температуру, влажность, состав бетона. Если вес необходимые условия были соблюдены точно, то процесс набора прочности будет окончен по прошествии 28 дней, а вы сможете приступить к необходимым работам.

Мониторинг температуры твердения бетона с помощью датчиков

Одним из наиболее важных аспектов обеспечения целостности вашей бетонной конструкции является контроль ее температуры на ранних этапах строительства. Это особенно актуально в экстремальных погодных условиях, когда смешивание и отверждение бетона зависят от различных факторов окружающей среды.

Если свежезалитый бетон подвергается воздействию слишком высоких или слишком низких температур или если он не сохраняет достаточно влаги, набор прочности бетона будет поставлен под угрозу. По этой причине тщательное отслеживание колебаний температуры бетонной плиты во время отверждения жизненно важно для обеспечения прочности, качества и долговечности. Использование термометра для отверждения бетона — лучший способ обеспечить целостность вашей бетонной конструкции.

Как контролировать температуру бетона во время смешивания и отверждения

В настоящее время существует несколько методов для уменьшения неблагоприятного воздействия неправильной температуры гидратации. Можно использовать два подхода или их комбинацию для контроля температуры во время фазы покоя и фазы набора прочности в процессе гидратации.

Первый подход заключается в оптимизации дизайна смеси . Второй подход заключается в управлении окружающими элементами или свойствами отверждения, влияющими на температуру.

Контроль температуры бетона при разработке смеси

Чтобы поддерживать желаемую температуру во время теплоты гидратации (экзотермическая реакция в цементе), вам необходимо разработать смесь, соответствующую конкретному применению и условиям окружающей среды бетона. Вот некоторые моменты, которые следует учитывать при разработке бетонной смеси:

• Выбор соответствующего типа цемента изменяет количество выделяемого тепла. По сравнению с цементом типа I тип III выделяет больше тепла, тип II выделяет умеренное количество тепла, а тип IV выделяет меньше тепла, чем другие;

• Регулировка тонкости цемента (т. е. использование более мелкозернистого цемента) будет генерировать больше тепла;

• Использование дополнительных вяжущих материалов (SCM) эффективно снижает выделение тепла при гидратации. Замена части цемента, например, шлаком или летучей золой снижает количество химически активного материала на ранних стадиях; в свою очередь, это снижает количество выделяемого тепла и задерживает набор прочности бетона; и

• Добавление других типов добавок, таких как замедлители и ускорители, может помочь контролировать продолжительность периода покоя (однако эти смеси обычно не влияют на выделение тепла).

Узнайте больше об оптимизации дизайна микса здесь!

Почему важна правильная температура затвердевания бетона

Затвердевание бетона помогает поддерживать уровень влажности и температуры в бетоне раннего возраста, чтобы он мог достичь определенной прочности смеси. Наличие нужного количества влаги в бетоне важно, потому что химическая реакция, известная как гидратация, имеет тенденцию высушивать бетон из-за потери тепла. При бетонировании в экстремальных погодных условиях (жарко или холодно) необходимо принять определенные меры, чтобы обеспечить целостность вашей бетонной конструкции.

Бетонирование в жаркую погоду

Общее практическое правило при бетонировании в жаркую погоду заключается в поддержании предела температуры отверждения бетона в 70°C (160°F) во время гидратации. Если температура бетона во время гидратации слишком высока, это приведет к тому, что бетон будет иметь высокий набор прочности на ранней стадии, но, следовательно, получит меньшую прочность на более поздней стадии, что приведет к снижению долговечности конструкции в целом. Было также замечено, что такие температуры препятствуют образованию эттрингита на начальной стадии и впоследствии способствуют его образованию на более поздних стадиях; что вызывает реакцию расширения и последующее растрескивание.

Бетонирование в холодную погоду

В Американском институте бетона (ACI) 306: Руководство по бетонированию в холодную погоду «холодная погода» определяется как три или более дней подряд низких температур, в частности температура наружного воздуха ниже 40°F (4°C). ) и температуре воздуха ниже 50°F (10°C) в течение более чем 12-часового периода. При холодном бетонировании, когда температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедляется или даже полностью прекращается до тех пор, пока температура снова не повысится. Общие рекомендации предполагают, что температура затвердевания бетона должна поддерживаться на уровне >5°C (40°F) в течение 48 часов (ACI 306).

Как экстремальные погодные условия влияют на бетон

Один из способов избежать перегрева бетона в жаркую погоду — планировать заливку на ночь, когда наружная температура ниже. Другой метод заключается в использовании холодной воды в смеси или охлаждении заполнителей льдом.

В холодную погоду температуру можно регулировать с помощью внешних систем обогрева, чтобы контролировать условия отверждения. Экстремальные температуры отверждения также можно регулировать при массовой заливке с помощью охлаждающих труб.

Советы по бетонированию в жаркую погоду

1. Для охлаждения бетона используйте лед или жидкий азот в составе водной смеси для бетона.
2. Избегайте укладки бетона в полдень, так как температура в это время дня обычно самая высокая.
3. Используйте прохладную воду, чтобы смочить боковые формы для перекрытий или стен.
4. Держите на месте замедлитель испарения на случай, если температура повысится и вода начнет быстро испаряться.
5. Если во время укладки бетона ожидается жаркая погода, используйте крупные частицы заполнителя. Более крупные заполнители сводят к минимуму вероятность усадки бетона из-за условий окружающей среды.

Советы по бетонированию в холодную погоду

1. Контролируйте температуру застывания бетона в течение первых 24 часов, чтобы убедиться, что температура бетона на месте не падает более чем на 4°C (40°F).
2. Замерзший свежий бетон в течение первых 24 часов может привести к потере 50% его потенциальной 28-дневной прочности.
3. Поддерживайте температуру затвердевания бетона выше 4°C в течение как минимум четырех дополнительных дней после использования изоляционных покрытий или обогреваемых ограждений.
4. Поддерживайте температуру застывания бетона выше 10° C (50° F) в течение трех-семи дней, используя свежий бетон.
5. Никогда не заливайте бетоном промерзшую землю, снег или лед. Используйте нагреватели, чтобы оттаять землю перед заливкой бетона.

Интересуетесь мониторингом температуры в экстремальных погодных условиях? Кликните сюда!

Самый эффективный инструмент для контроля температуры затвердевания бетона

Процесс укладки и отверждения бетона на стройплощадке требует точных температур, чтобы не повредить структурную целостность бетона. С SmartRock, беспроводным термометром температуры твердения бетона, вам больше не нужно беспокоиться о неоднозначном времени ожидания и ошибочных испытаниях на разрыв. SmartRock предоставляет точные данные в режиме реального времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут. Бесплатное приложение вычисляет данные вашего бетона на месте, исключая догадки.

Будучи полностью беспроводным датчиком, SmartRock позволяет подрядчикам работать эффективно, не беспокоясь о торчащих проводах. Датчик полностью погружен в бетон и закреплен на арматуре в опалубке. Это означает, что вам не нужно искать провода под нагревательными одеялами или полагаться на какие-либо внешние регистраторы данных для сбора или отправки данных. Одним нажатием кнопки вы можете загрузить бесплатное приложение и мгновенно поделиться данными со своей командой!

Способность SmartRock отслеживать влияние бетона на месте и температуры окружающей среды упрощает контроль затвердевания бетона и обеспечивает оптимальные условия. Кроме того, результаты в режиме реального времени позволяют подрядчикам оптимизировать процесс нагрева, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в графике проекта, зная, когда переходить к последующим строительным операциям, таким как снятие опалубки или последующее натяжение. Согласно методу зрелости ASTM C1074 датчики SmartRock можно использовать для оценки прочности бетона на месте.

Узнайте больше о преимуществах датчиков SmartRock прямо сейчас!

Почему следует следить за температурой застывания бетона

Посмотреть это видео на YouTube

Источники:
Советы и рекомендации по заливке бетона в жаркую погоду
Узнайте, как заливать бетон в холодную погоду Бетон10 на практике 5 Concrete Construction

**Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован 19 декабря 2018 года и обновлен для обеспечения точности и полноты.

Контроль температуры укладки и отверждения бетона — ключ к успеху

Автор: Kim Basham, Ph. D., P.E., FACI

Бетонирование в холодную погоду преследует три основные цели: 1) Защита только что уложенного бетона от повреждений вследствие раннего замораживания; 2) поддерживать условия отверждения для обеспечения надлежащего набора прочности; и 3) защитить бетон от термического удара и связанного с ним растрескивания в конце периода защиты.

Если свежеуложенный бетон замерзнет, ​​это может привести к немедленному и необратимому повреждению. Повреждение происходит из-за расширения воды (т. е. воды замеса или затворения) 9% по объему при замерзании. Образование кристаллов льда и линз, в результате расширения пасты и микротрещины могут снизить прочность на сжатие и увеличить пористость затвердевшего бетона (рис. 1). Снижение прочности до 50% может произойти, если замерзание происходит в первые несколько часов после укладки или до того, как бетон достигнет прочности на сжатие примерно 500 фунтов на квадратный дюйм. Последующее отверждение не заживляет повреждения и не восстанавливает затвердевшие свойства бетона.

Свежеуложенный бетон должен быть защищен от раннего замерзания до тех пор, пока количество воды для смешивания или степень насыщения не будут достаточно уменьшены в результате процесса гидратации, который описывает химическую реакцию между портландцементом или вяжущими материалами и водой. Во время гидратации степень насыщения бетонной смеси постоянно снижается, так как вода затворения соединяется с вяжущими материалами, и смесь начинает застывать и твердеть. Из-за процесса гидратации количество доступной воды для затворения для образования кристаллов льда и линз уменьшается, поэтому снижается риск необратимого повреждения бетона в случае замерзания.

При отсутствии внешних источников воды критическая степень насыщения, при которой один цикл замораживания не приводит к необратимому повреждению бетона, достигается, когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм. При заданных температурах отверждения бетона хорошо подобранные бетонные смеси должны достичь этой прочности в течение примерно 24 часов. Для смесей с высоким содержанием цемента или смесей с горячей водой и химическими ускорителями прочность 500 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута намного раньше. Поэтому очень важно, чтобы свежеуложенный бетон был защищен от замерзания в течение первых 24 часов или до тех пор, пока бетон не достигнет прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм.

Когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания-оттаивания без повреждений, если бетон содержит воздух и не подвергается воздействию внешнего источника воды. Для воздействия повторяющихся циклов замораживания и оттаивания новый бетон должен достигать минимальной прочности на месте не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм, если он подвергается повторным циклам замораживания и оттаивания, и 4500 фунтов на квадратный дюйм, если также подвергается воздействию антиобледенительных химикатов. Кроме того, только что уложенный бетон, или, точнее, вода затворения в порах бетона, не замерзает до тех пор, пока температура не упадет ниже 32°F из-за щелочей в поровой воде и других факторов. Поэтому не паникуйте и не предполагайте, что бетон замерз, если измеренная температура бетона составляет 32°F или на несколько градусов меньше. Чтобы избежать преждевременного старения и необратимого повреждения от холода, защитите бетон от замерзания как можно скорее после укладки, уплотнения и отделки.

Защита для обеспечения надлежащего набора прочности 

Скорость затвердевания и набора прочности бетона зависит от температуры бетона. Как показано на рисунке 2, низкие температуры отверждения бетона снижают скорость гидратации и, следовательно, замедляют скорость набора прочности. Чтобы вновь уложенный бетон приобрел необходимую прочность для безопасного снятия опалубки, опор и опор, а также для безопасной загрузки конструкций во время и после строительства, необходимо поддерживать адекватную температуру бетона в течение периода защиты или отверждения.

Укладка бетона и температура отверждения: На всех поверхностях для укладки свежего бетона не должно быть снега, льда и стоячей воды. Не укладывайте свежий бетон на промерзшие основания или основания. Избегайте разницы температур, превышающей примерно 20°F, между свежим бетоном и базовым материалом для плит на земле; в противном случае может произойти неравномерное схватывание, быстрая потеря влаги, расслоение и растрескивание при пластической усадке.

Обычно в спецификациях по бетонированию в холодную погоду устанавливаются минимальные температуры укладки бетона, минимальные температуры отверждения бетона и периоды отверждения для защиты бетона как от раннего промерзания, так и для обеспечения достаточного набора прочности. Наиболее распространенные минимальные температуры укладки бетона и температуры отверждения бетона, указанные DOT, составляют 50 ° F и 55 ° F, но некоторые из них достигают 40 ° F. Некоторые DOT имеют уменьшающуюся или понижающую минимальную температуру отверждения бетона в зависимости от времени.

Большинство инспекторов измеряют температуру свежего бетона в месте доставки или укладки. Однако некоторые могут измерять бетон после укладки или в формах. Для некоторых DOT указаны только минимальные температуры укладки бетона. Вместо указания минимальных температур отверждения в этих DOT указывается минимально необходимая температура изоляции (значение R) или температура нагреваемого корпуса на основе минимального размера сечения и температуры окружающего воздуха. Несмотря на различия, каждый DOT имеет спецификации для начала отверждения сразу после отделки, чтобы поддерживать температуру только что уложенного бетона, чтобы защитить его от раннего замерзания и обеспечить адекватный набор прочности. При следующей работе обязательно узнайте минимальные температуры укладки и отверждения бетона; также не забудьте учесть падение температуры бетона во время доставки.

Периоды защиты: DOT по-разному определяют период времени отверждения. Некоторые требуют минимальных периодов времени при минимальной температуре отверждения, в то время как другие основывают минимальный период отверждения на прочности на сжатие или изгиб, в первую очередь определяемой методом зрелости. Зрелость бетона является косвенным средством оценки прочности бетона на месте путем сочетания температуры и времени (рис. 3).

Некоторые DOT требуют минимального периода отверждения в 5, 7 или 14 дней с определенной минимальной температурой отверждения для различных типов структурных элементов, в то время как другие определяют продолжительность периода отверждения на основе набора прочности бетона, определяемой методом зрелости. Например, DOT часто требуют от подрядчика поддерживать температуру дорожных покрытий на уровне 40 °F или выше до тех пор, пока бетон не достигнет прочности на сжатие на месте не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, или указать, что минимальный период отверждения должен начинаться с момента укладки бетона. размещение до тех пор, пока бетон не достигнет определенного процента требуемой прочности. Если разрешено, всегда используйте метод зрелости для оценки прочности на месте, потому что это, как правило, самый безопасный и экономичный способ.

Методы защиты: Изоляционные или зимние покрытия для отверждения бетона являются наиболее экономичным средством поддержания адекватной температуры отверждения бетона, поскольку в этом методе используется тепло гидратации или тепло, выделяемое в результате химической реакции между вяжущими материалами и водой (рис. 4). В зависимости от массы бетона, содержания вяжущих материалов, температуры бетона и условий окружающей среды изоляция обычно может поддерживать адекватную температуру отверждения.

Как можно скорее накройте бетон одеялами, не повреждая поверхность, чтобы уловить как можно больше тепла гидратации. Улавливание раннего тепла поможет поддерживать температуру отверждения, но также будет способствовать гидратации, которая, в свою очередь, производит дополнительное тепло. Обязательно защитите края, углы и поверхности, так как эти области наиболее подвержены замерзанию и повреждениям в раннем возрасте. Обязательно наложите и закрепите одеяла, чтобы ветер и проезжающие грузовики не сдули их с бетона.

В экстремальных зимних условиях иногда теплоты гидратации недостаточно для поддержания адекватной температуры отверждения, и требуется дополнительное тепло. Дополнительное тепло может подаваться с помощью бетонных одеял с электрическим подогревом, водяных обогревателей с тепловыми одеялами зимнего отверждения и отапливаемых ограждений. Конечно, использование дополнительного тепла может значительно увеличить стоимость твердения бетона в холодную погоду.

Защита от теплового удара и растрескивания

По окончании периода защиты постепенно удаляйте изоляцию или другую защиту, чтобы температура поверхности постепенно снижалась в течение последующих 24 часов. В противном случае поверхность бетона может остывать слишком быстро, создавая большие температурные градиенты между поверхностью и внутренними частями бетона, а результирующие термические напряжения могут вызвать случайное растрескивание поверхности. По сути, поверхность бетона подвергается термической усадке, но внутренняя часть все еще теплая и не дает усадки, поэтому поверхность трескается. Рассмотрите возможность постепенного уменьшения количества источников тепла или оставляйте изоляцию на месте до тех пор, пока температура бетона не остынет до средней температуры воздуха. Некоторые подрядчики снимают защиту днем, когда температура выше, и заменяют ее ночью, когда температура падает; однако это дорогостоящий подход с точки зрения рабочей силы.