Схватывание бетона по дням: Сколько застывает бетон, и что сделать, чтобы процесс пошел быстрее — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

Сколько застывает бетон, и что сделать, чтобы процесс пошел быстрее

Смесь из цемента, воды и наполнителей во время замешивания и заливки очень пластична. Со временем она отвердевает, набирает прочность и образует надежную конструкцию. Расскажем, как долго по времени застывает бетон, от чего зависит скорость твердения и какие факторы могут повлиять на набор прочности.

Стадии набора прочности бетона

Выделяют два этапа затвердевания:

Схватывание. Процесс начинается с гидратации — реакции цемента с водой. Она начинается спустя 2–3 часа после смешивания компонентов раствора. Именно под ее действием сохнет бетон. Поэтому во время доставки до стройплощадки бетон перемешивают в бетономешалке. Время схватывания бетона — около суток. Первый час материал сохраняет подвижность, что позволяет при разровнять смесь после заливки. Со временем он теряет пластичность, что указывает на переход к следующей стадии.
Набор прочности. Последующее затвердевание и набор нужных характеристик продолжается на протяжении 2–3 лет. Важно знать, сколько времени сохнет бетон до достижения расчетной прочности. Максимальная интенсивность застывания наблюдается в первые дни после заливки — в течение первых 5-6 суток материал наберет около 30% прочности. Расчетную прочность бетон набирает, в среднем, за 28 дней. Через 3 месяца после заливки показатель прочности на 20% превысит марочный.

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Сезон

Обычно заливку фундамента бетоном и другие бетонные работы выполняют летом. Это связано с необходимостью поддерживать оптимальные внешние условия для своевременного застывания. Идеальной для набора прочности считается температура воздуха +18-+22°C с уровнем влажности воздуха от 80 до 100%. При меньшей температуре материал будет дольше набирать прочность, при заморозках с минусовым значением процесс затвердевания остановится.

Заливка бетона возможна и в любое другое время года. Для работы с бетоном зимой используют тепляки, тепловые пушки и теплоизоляционные материалы, добавляют в раствор морозостойкие вещества и добавки-ускорители. Все это увеличивает стоимость работ, поэтому заливка фундамента в холодный сезон обходится намного дороже.

Трамбовка

Чтобы бетонная смесь в опалубке схватывалась равномерно и быстро применяют специальное виброоборудование для трамбовки. Качественное утрамбовывание помогает удалить из толщи материала лишний воздух, обеспечить лучшую реакцию воды и вяжущего вещества.

Состав

Время затвердевания бетона зависит от того, сколько в нем цемента от общего состава смеси. Чем выше марка — тем быстрее он будет твердеть. Например, при равных температурных условиях и одинаковом уровне влажности бетон класса B15(M200) с меньшим содержанием цемента схватится за 2,5 часа, а B30(M400) с большим объемом цемента в массе — за 1-2 часа. Бетоны на гравии, керамзите, растворы с содержанием других пористых добавок твердеют дольше, так как задерживают воду в растворе.

На скорость процесса также влияют пластификаторы и другие добавки, которые замешивают с бетоном, чтобы увеличить или уменьшить время схватывания и затвердевания.

График набора прочности по суткам

По этой таблице можно увидеть, сколько застывает бетон, в зависимости от его температуры. Например, при рекомендованной температуре в +20°C бетон наберет 50% марочной прочности через трое суток после заливки. Спустя 14 дней этот показатель достигнет 90%, через 28 дней — 100%.

Также по этим данным можно понять, сколько времени закладывать до следующего этапа строительства. По стройнормативам безопасный срок начала работ для бетона, который сох при +20°C, — третий день, но опытные строители рекомендуют подождать хотя бы до седьмого.

Приведенные выше данные условны. Они показывают сколько времени понадобится для набора прочности бетона М200-М300. Сведения неактуальны для материала других классов, не учитывают уровень влажности и другие внешние условия, от которых зависит время застывания бетона.

Способы регулирования скорости твердения бетона

Ускорение твердения

Если нужно, чтобы материал сох быстрее, стоит выбрать бетоны с добавками, которые ускоряют набор прочности. Также можно обработать раствор горячим паром — он ускорит испарение влаги из бетона, но не приведет к его пересыханию.

Уменьшение количества воды, может привести к тому, что раствор высохнет быстрее. Тем временем, такой метод ускорения усложняет трамбовку, цементацию и может повлиять на итоговую прочность.

Для ускорения набора прочности при температуре от 0 до +18°C можно установить тепловые пушки, инфракрасный прогрев и другое оборудование. Некоторые строители применяют светоотражающие полотна. Также стоит рассмотреть бетоны с морозостойкими добавками, уменьшающими температуру застывания воды.

Замедление твердения

Для производства высокомарочных быстрозастывающих смесей с большим содержанием цемента и бетона, который нужно перевезти на дальнее расстояние, используются специальные вещества. Добавки замедляют гидратацию и помогают отсрочить процесс схватывания на несколько часов.

Увеличение объема воды, чтобы раствор не высох быстро, — не лучшая идея. Изменение состава может сказаться на итоговой прочности конструкции и грозит появлением трещин.

Как ухаживать за бетоном после заливки

Защита от испарения влаги

Материал набирает свою прочность в процессе гидратации, которая происходит только с участием воды. Поверхность сохнет на воздухе быстрее, чем толща. В результате образуется разница в давлении между подсохшей и не начинавшей сохнуть частью бетона, что приводит к появлению трещин. Для предупреждения испарения материал накрывают водонепроницаемой пленкой.

Обеспечение равномерной температуры

В процессе твердения выделяется тепло, что приводит к отличию температур на поверхности и в толще. При достижении разницы в 30-60°С происходит разрыв структуры бетона, материал трескается и теряет прочность.

До набора критической прочности важно следить за временем и температурным режимом. По правилам температуру бетона в первый день измеряют раз в 1-2 часа, в последующие дни — три раза в сутки. Это позволяет вовремя предпринять меры для обеспечения равномерной температуры — охладить поверхность бетона холодной водой.

Защита от охлаждения

В заморозки нужно защищать материал от переохлаждения, так как при температуре воздуха от 0 до +5°C вода замерзает и процесс гидратации в бетоне останавливается.

Материал прогревают при помощи электродов, инфракрасного оборудования, тепляков, укладки теплоизоляционного материала на поверхность.

Возможно использование противоморозных добавок в сочетании с добавками-ускорителями для быстрого высыхания.

Защищать материал от переохлаждения особенно важно в первые дни, до достижения бетоном критической прочности.

Надо ли поливать бетон водой?

Полив бетона эффективен только в летнее время — он помогает поддерживать одинаковую температуру толщи и поверхности и нужный уровень влажности.

Время застывания бетона в опалубке

Конструкции, которые ограничивают подвижность материала, немного ускоряют его затвердение. Распалубку можно выполнить, когда материал достигнет примерно 70% прочности. Как правило, это происходит через 7 дней после заливки.

Эти данные усредненные. Уточнить, сколько времени раствор будет сохнуть и набирать прочность, можно только зная его характеристики и учитывая все факторы окружающей среды.

Схватывание и твердение бетонной смеси

При соединении цемента с водой в растворе начинают происходить химические реакции. В результате таких процессов бетон начинает схватываться, а потом твердеть, постепенно набирая свою проектную прочность.

Зная время, которое необходимо для схватывания и последующее застывание бетона, можно рассчитать время и порядок выполнение определенных строительных работ. Немаловажным этот параметр является и в тех случаях, когда доставка бетона осуществляется автотранспортом к месту укладки.

Схватывания бетонной смеси

Эта стадия занимает достаточно короткий промежуток времени и не превышает нескольких часов. На схватывание бетона существенное воздействие оказывает температура окружающей среды. При расчете времени схватывания бетона, оптимальной температурой принято считать 20 ^оС. При такой температуре процесс схватывания начинается спустя 2 часа после того, как цемент был затворен водой и заканчивается спустя один час.

Время доставки бетона должно быть рассчитано так, чтобы схватывание бетона не началось в пути.

Используя специальные добавки можно ускорить или замедлить этот процесс. Немаловажным параметром является также и марка используемого для приготовления бетона цемента.

Расчетное время схватывания для бетона различных марок:

Бетон М200 – расчетное время 2 … 2,5 часа;

Бетон М 300 – расчетное время 1,5 … 2 часа;
Бетон М 400 – расчетное время 1 … 2 часа.

Твердение бетонной смеси

На этой стадии происходит гидратация бетонной смеси. На этом этапе важно следить, чтобы бетон был достаточно увлажнен, так как быстрое высыхание может привести к растрескиванию бетонной поверхности и снижению качества.

Расчетное время твердения бетона различных марок:

Бетон М200, М 300 – расчетное время 14 …28 суток;
Бетон М 400 – расчетное время 7 … 14 суток.

Учитывая эти параметры, снятие опалубки, при производстве бетонных работ должно производиться минимум через 7 суток.

При отрицательных температурах происходит замедление процесса гидратации, при температуре окружающей среды -5 ^оС бетон твердеет медленнее в 5 … 7 раз.

Холодный шов в бетоне

При поэтапной заливке бетона, когда свежий раствор укладывается на слой уже схватившегося раствора, образуется холодный шов, который является границей между поочередно заливаемыми слоями бетона.

Коэффициент сцепления в холодном шве гораздо ниже, чем в монолитных участках. Для улучшения сцепления проводят ряд мероприятий, которые позволяют избежать непредвиденных последствий:

очистка места соединения от всех типов загрязнения, а также от снега или ледяной корки;
гидропескоструйная или химическая очистка;
очистка воздушной или водной струей.

Когда производится заливка балок и перекрытий, которые являются ответственными конструкциями, необходимо наладить производственный процесс так, чтобы минимизировать количество холодных швов.

Что такое схватывание бетона? — Maturix

Схватывание определяется ASTM C125 как «процесс химических реакций, происходящих после добавления воды для затворения, который приводит к постепенному увеличению жесткости вяжущей смеси». Другими словами, это процесс, через который проходит бетонная смесь от жидкой смеси до приобретения определенной жесткости.

В процессе схватывания бетона есть два важных момента:

Время установки может показаться неважным, но оно может быть очень полезным для многих целей. Начальное время схватывания говорит вам, сколько времени у вас есть с момента, когда вы смешиваете воду с цементом, до того, как он начнет затвердевать. Знание этого поможет вам спланировать, когда смешивать бетон и сколько времени у вас есть на транспортировку и укладку бетона. Время окончательного схватывания указывает, когда бетон затвердел и начал набирать прочность. По истечении времени окончательного схватывания не рекомендуется проводить укрепляющие работы, так как они будут мешать набору прочности бетона.

В идеале вы хотите, чтобы начальное время схватывания было достаточно длительным, чтобы транспортировать бетон и заливать его, пока он еще жидкий. Тем не менее, вы не хотите, чтобы начальное время схватывания было слишком долгим, так как бетонщики и остальная часть бригады должны будут ждать (иногда до 5 часов), пока бетон не будет готов к закреплению.

То же самое относится к окончательному времени схватывания, когда вы хотите, чтобы оно было достаточно продолжительным, чтобы можно было закончить бетон, но не настолько длительным, чтобы бетон затвердевал вечно, так как это продлевает график проекта.

Соотношение вода/цемент оказывает большое влияние на время схватывания бетона, его общие характеристики и качество.
Бетонные смеси с более низким водоцементным отношением обычно имеют более короткое время схватывания. Однако с ними может быть труднее работать, поскольку они начинают затвердевать раньше; таким образом, необходимо выполнять все отделочные операции быстрее. С другой стороны, бетонные смеси с более высоким водоцементным отношением имеют более медленное время схватывания. Это может быть преимуществом, так как у вас есть больше времени, прежде чем бетон начнет твердеть. Однако слишком много воды влияет на окончательную прочность бетона и может вызвать задержки, поскольку бетону потребуется больше времени, прежде чем бетонщики смогут начать работу над ним.

Добавки – это вещества, добавляемые в бетонную смесь для изменения одного или нескольких свойств бетона. Для изменения времени схватывания можно использовать два основных типа добавок: ускорители и замедлители – ускорители для увеличения скорости гидратации цемента, что сократит время схватывания, и замедлители для увеличения времени схватывания бетона, что дает больше времени для бетонных работ.

.
Температура
Температура может влиять на время схватывания бетона, поскольку она влияет на скорость протекания фаз гидратации цемента. При высокой температуре реакции гидратации цемента протекают быстрее, и время схватывания наступает раньше. Если температура низкая, процесс гидратации цемента замедлится, и время схватывания произойдет позже.
Интеллектуальные беспроводные системы, такие как Maturix, могут помочь вам контролировать температуру бетона в различных точках конструкции и предоставить вам доступ к этой информации из любого места и в любое время. Это даст вам четкое представление о том, что происходит внутри бетона.

Как определить время схватывания бетона
Важно понимать, что существует два типа испытаний, связанных со временем схватывания; время схватывания цемента и время схватывания бетона.
Испытания времени схватывания цемента важны для производителей цемента, но их трудно использовать в строительных проектах. Это связано с тем, что для испытаний на время схватывания цемента используют только чистый цемент и воду, пренебрегая влиянием заполнителей и добавок. Поэтому наиболее актуальным тестом является время схватывания бетона. Стандартная процедура для этого:
ASTM C403 : Стандартный метод испытаний на время схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению . Необходимые материалы, оборудование и этапы испытаний вы можете увидеть в этом видео.

Используйте Maturix для контроля температуры и прочности бетона
Реальность такова, что тест на схватывание бетона широко не используется. Это связано с тем, что даже если информация, которую он предоставляет, интересна, обычно для этого не хватает времени или персонала. Поэтому во многих случаях лучшим решением будет использование чего-то вроде Maturix. Эта система предлагает возможность:

Химия бетона сложна, и состав смеси может влиять на ее поведение – от удобоукладываемости до времени схватывания. Часто подрядчикам нужен бетон с увеличенным временем схватывания, когда бетон транспортируется на большие расстояния или когда он будет укладываться при высоких температурах.
Температура играет роль почти во всех аспектах производства бетона. При повышении температуры бетона бетон схватывается быстрее. Производители готовых смесей часто автоматически добавляют в смесь добавки к бетону, называемые замедлителями схватывания (сокращенно «замедлители схватывания»), чтобы помочь компенсировать это ускорение схватывания, связанное с температурой. Однако хитрость заключается в том, чтобы знать, какой тип бетонной добавки использовать и в какой дозировке.
Распространенное заблуждение состоит в том, что замедлители схватывания могут контролировать повышение температуры. Бетон нагревается по одной из двух причин: повышается теплота гидратации или температура окружающей среды. Обычные замедлители схватывания обычно замедляют процесс гидратации. Это действие обеспечивает средства манипулирования, когда повышение температуры происходит из-за тепла гидратации. Напротив, если температура окружающей среды высокая, бетон будет горячим. Обычными вариантами охлаждения являются охлажденная вода, лед или жидкий азот. Хотя добавки, замедляющие схватывание, не снижают температуру бетона, в более высоких дозировках их можно использовать для компенсации теплового ускорения. Это позволяет укладывать более теплый бетон.

Кроме того, замедлители схватывания не могут бесконечно удерживать уровень осадки бетона; в какой-то момент эффект замедления исчезнет. Замедлители схватывания полезны для предотвращения потери нормальной осадки, которая происходит в процессе гидратации, но они не могут помочь с потерей осадки из-за потери влаги в бетонной смеси. Решением для такой ситуации является использование замедлителей схватывания в сочетании с удлинителями осадки. Это дает дополнительные преимущества, такие как:
Предсказуемое увеличенное время схватывания для непрерывной укладки на массивный бетон и бетонные работы
Поддержка дальних перевозок на удаленные сайты при сохранении простоя

Учет увеличенного времени разгрузки грузовиков
Снижение потребности в переносных установках периодического действия на стройплощадке
Выход за рамки традиционных замедлителей схватывания
Обычные замедлители схватывания образуют барьер вокруг гидратированных продуктов, который временно предотвращает дальнейшую гидратацию. Как правило, они имеют узкий диапазон дозировок из-за непредсказуемости контроля времени схватывания бетона. Обычные замедлители работают относительно хорошо при низких дозировках, но при использовании при высоких дозировках пролонгация схватывания может быть непредсказуемой, и может произойти чрезмерное замедление. Часто обычные замедлители схватывания удерживают гидратацию, а затем довольно быстро изнашиваются, давая короткое окно для отделочных операций. Именно здесь пригодятся передовые стабилизаторы гидратации.
Такие растворы, как добавка к бетону RECOVER®, обеспечивают улучшенную стабилизацию гидратации. Органические хелатирующие агенты в составе добавки RECOVER® покрывают гидратирующие зерна цемента. Вода и ионы, необходимые для дальнейшей гидратации, блокируются, чтобы подавить поверхностную активность цемента. При приостановке реакции гидратации время схватывания отодвигается, а смесь сохраняет подвижность, пластичность, воздухоносность, а также стабильную температуру в течение всего времени схватывания. Подавляя все основные явления гидратации, добавка обеспечивает более предсказуемый контроль над процессом схватывания.
Стабилизаторы гидратации также менее специфичны для цемента, чем традиционные замедлители схватывания, что делает эффект схватывания более стабильным для более широкого спектра цементов.
Добавка к бетону RECOVER® хорошо зарекомендовала себя в различных областях применения, в том числе:
Бетон для буровых шахт – Как правило, бетон для буровых шахт должен сохранять осадку не менее 4 дюймов в течение всего времени укладки ( обычно от 2 до 12 часов). Для одного проекта моста в Южной Каролине наземные буровые шахты имели норму дозирования от 4 до 10 унций на 100 фунтов цемента, а время осадки составляло от 4 до 8 часов. Для буровых стволов, расположенных в реке, производитель готовой смеси использовал 13 унций/центн добавки RECOVER®, чтобы добиться стойкости осадки более 12 часов.
Бетон со скользящей опалубкой – Для проекта в Алабаме для изготовления бордюрных и водосточных смесей, а также для скользящей опалубки использовалась комбинация 3 унций на центнер водопонижающей добавки WRDA® 64 и 3 унций на центнер добавки RECOVER®. мощение. Добавление добавки RECOVER® позволило поставщику готовой смеси сохранить требуемую низкую осадку и упростить укладку. Состав смеси легко выгружался из автобетоносмесителя и требовал меньше ручного труда, чем традиционные бетонные смеси.
Бетон, уплотненный катком – В штате Миссисипи добавка RECOVER® использовалась для производства бетона с нулевой подвижностью, который с минимальными трудностями выгружался из автобетоносмесителя.
Плита на марке – Во Флориде малые дозы (1,5 унции/центнер) добавки RECOVER® использовались вместе с добавкой WRDA®64 при укладке больших плит, обеспечивая время схватывания от четырех до пяти часов при высоких температурах. условия.
Влагопроницаемый бетон – Рекомендации Ассоциации бетонных изделий Флориды для проницаемого бетона требуют использования добавки, контролирующей гидратацию. В большинстве применений для водопроницаемого бетона добавка RECOVER® используется в количестве 6 унций/центнер цемента. Это позволяет легко выгружать смесь, уменьшать накопление в смесителе и повышать эффективность гидратации смеси в течение семидневного периода отверждения.
Самоуплотняющийся бетон – Добавка RECOVER® продлевает период оползня и снижает «липкость» самоуплотняющегося бетона.
Определение дозировки добавки в бетон
Стабилизаторы гидратации обеспечивают линейную дозировку набора материалов. Как показывает опыт, при температуре бетона около 70-75°F передовые стабилизаторы гидратации, такие как добавка RECOVER®, обычно обеспечивают примерно 30-минутную задержку при дозировке 1 унция/центнер. Однако, если бетон естественным образом схватывается быстрее или медленнее, дозировку стабилизатора необходимо будет скорректировать. Кроме того, дозировка зависит от конструкции смеси, материалов и других факторов.
Использование дополнительных вяжущих материалов
В прошлом оказалось проблематичным увеличить время схватывания при наличии в смеси дополнительных вяжущих материалов, таких как шлак и летучая зола.