Схватывание бетона при низких температурах: добавки, ускоритель
Как известно, все растворы имеют определенный период жизнеспособности, в течение которого их можно выравнивать, наносить и заполнять формы. Но через некоторое время в составе проходят необратимые процессы, и материал начинает приобретать определенные свойства. Очень важно, чтобы соблюдались оптимальные внешние условия – схватывание бетона при низких температурах может растянуться на несколько суток, вследствие чего значительно снизится прочность и долговечность.
На фото — выравнивать поверхность можно только до схватывания
Что такое схватываемость
Главная причина, по которой бетон приобретает высокие прочностные свойства это то, что цемент при взаимодействии с водой приобретает очень высокую прочность и превращается в так называемый цементный камень. По-научному процесс называется гидратация, и проходит он в несколько этапов, главными из которых является первоначальное схватывание и дальнейшее твердение (читайте также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).
Цемент – уникальный материал, с помощью которого можно своими руками возвести конструкции, которые простоят века, при этом его цена достаточно демократична и доступна
В рамках данной статьи мы рассмотрим, за сколько схватывается бетон и как влияет на это температура окружающего воздуха. Стоит отметить, что процесс этот, в отличие от твердения очень скоротечен: он происходит в первые сутки, а то и часы после заливки той или иной бетонной конструкции. Именно поэтому ему нужно уделить самое пристальное внимание, так как от него во многом зависит прочность.
Срок схватывания бетона напрямую зависит от температурных условий, рассмотрим эту зависимость в таблице:
| Температура схватывания бетона | Время гидратации |
| Отрицательные значения | В этих условиях проводить бетонные работы без применения специальных добавок или использования различных способов нагрева категорически запрещено – вода замерзнет и процесс остановится. |
| 0 градусов | Бетон начинает схватываться примерно через 6-10 часов после заливки, что отрицательно сказывается на свойствах материала. Процесс затягивается на 18-20 часов. |
| 20 градусов | Можно сказать, это норма температуры для схватывания бетона. Именно при 20 градусах достигаются наилучшие показатели прочности. Процесс начинается через два часа и длится примерно час. |
| 30 и более градусов | Такие условия, естественно, ускоряют процесс испарения влаги, вследствие чего уже через полтора-два часа схватывание может быть окончено. Быстрое схватывание также отрицательно влияет на качество. |
При высоких температурах работы следует проводить очень быстро
Как можно влиять на схватываемость
Если раньше при низких и отрицательных температурах все работы приостанавливались, то в наше время появилось множество способов ускорить или замедлить схватывание, что позволяет проводить бетонирование практически круглый год. Именно их мы и рассмотрим более подробно.
Добавки
На рынке существует множество специальных составов, которые способны ускорить схватывание или замедлить его, при этом отрицательное влияние на прочность будет минимальным.
Все их условно можно разделить на следующие группы:
- Добавки в бетон для быстрого схватывания, чаще всего используются, когда необходим быстрый набор прочности, при этом естественно сокращается и период первичного твердения. Например, некоторые из них позволяют материалу набрать до 50% от прочности всего за 2 дня. Применение таких составов стоит ограничить на объектах, где очень важна высокая прочность, так как показатели все равно уменьшаются.
- Морозостойкий ускоритель схватывания бетона – такой вариант используется при отрицательных температурах. Состав снижает температурный порог замерзания влаги и ускоряет первоначальное схватывание без значительных потерь прочности. В подобных условиях важно, чтобы вода не замерзла – это имеет необратимые последствия для прочностных характеристик.
Как правильно использовать составы подобного типа, подскажет инструкция на упаковке
Важно! Стоит помнить, что чем ниже температура, тем больше пропорция добавления состава. Именно этот фактор является основополагающим при приготовлении бетона.
- Замедлители схватывания бетона – этот тип составов применяется в следующих случаях: при высокой температуре окружающего воздуха, при транспортировке бетона миксерами на дальние расстояния, при длительном рабочем процессе, когда состав должен сохранять первоначальные свойства на протяжении длительного срока
При транспортировке на большие расстояния замедлитель схватывания гарантирует доставку качественного раствора
Совет! Стоит помнить, что помешивание раствора не дает начаться стадии затвердения, поэтому если нужно продлить жизнеспособность раствора на полчаса-час, то с помощью данной операции вы избежите преждевременного схватывания.
Если твердение рассчитывается по дням, то схватывание проходит скоротечно, это и есть его самая большая особенность. И очень важно, при какой температуре схватывается бетон – она должна быть максимально приближенной к оптимальной, в противном случае добиться хорошего результата без добавок будет проблематично.
Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона
Сразу отметим, что используются они при отрицательных температурах и направлены на ускорение схватывания и твердения (см.также статью «Время схватывания бетона и его механизм»).
Чаще всего применяются следующие варианты:
- Электрический подогрев конструкций. Его особенности следующие: в конструкцию укладывается специальный нагревательный провод еще до заливки или вставляются металлические электроды, пока бетон еще свежий. Пропуская по системе ток, можно нагревать всю конструкцию, предотвращая ее замерзание и ускоряя схватывание.
Провода укладываются перед началом бетонирования
- Использование термоактивной опалубки, это вариант предполагает использование электрического подогрева или водяной рубашки для того, чтобы поддерживать положительную температуру в конструкции. Используется он достаточно редко ввиду сложности устройства.
- Еще один вариант, который подходит для масштабных строительств – устройство тепляка, это может быть разборная конструкция или система пологов из тента, важно, чтобы внутри поддерживалась положительная температура.
Стоит помнить, что алмазное бурение отверстий в бетоне и резка железобетона алмазными кругами допускаются только после набора как минимум 50 % прочности. Не стоит спешить с данными работами, иначе можно нарушить структуру материала.
Сверление можно начинать только после набора бетоном прочности
Вывод
Как вы смогли убедиться, схватывание имеет огромное значение для бетона, и любые нарушения процесса снижают прочность материала. Видео в этой статье наглядно покажет некоторые особенности рассматриваемого процесса.
masterabetona.ruГрафик набора прочности бетона – таблица по времени
Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.
В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.
В чем суть процесса?
Условно, он делится на 2 этапа:
- 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.
- 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%.
Что влияет на вызревание фундамента
Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:
- температурные условия окружающей среды;
- уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
- марка цемента;
- время.
Температурные условия
Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.
Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры
При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».
Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.
Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.
Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается
Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.
За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.
При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.
Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.
График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.
График набора прочности по марке цемента
Время
С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.
|
Марка цемента |
Среднесуточная t цементной основы, °С |
Срок затвердевания по суткам |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
5 |
7 |
14 |
28 |
||
|
Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной) |
||||||||
|
М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500 |
2 |
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 |
— |
|
В том случае, если нормативно-безопасный срок установлен на отметке в 50%, то самым оптимальным сроком старта строительных работ будет 72-80% от заявленных марочных показателей.
Показатели влажности
Сниженные показатели влажности окружающей среды негативно отражаются на процессе твердения фундаментной базы. При полнейшем отсутствии влаги процесс гидратации практически не происходит, и набор твердости неизбежно останавливается. Именно поэтому очень важно следить за влажностью заливаемого фундамента.
Если в помещении или на улице, где осуществляется заливка или кладка фундамент, повышенная влажность (70-90°), то скорость нарастания прочностных показателей возрастает.
Прогрев до такого высокого температурного режима при минимальных значениях влажности обязательно приведет к засыханию залитой поверхности и снизит скорость твердения. Чтоб избежать таких последствий, необходимо регулярно производить увлажнение. При таких обстоятельствах в жаркую погоду твердение будет происходить очень быстро.
ВИДЕО: Сколько твердеет бетон
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 |
70 |
|
М15-150 |
50 |
|
М200-300 |
40 |
|
М400-500 |
30 |
Вот, собственно, и все, что нужно знать о затвердевании фундамента. Надеемся, эта информация будет использована вами на практике и поможет достичь поставленной задачи наилучшим образом!
ВИДЕО: Как ускорить затвердевание бетона
nagdak.ru
Температура застывания бетона: как застывает бетонный раствор
При работе с бетоном крайне важно учитывать влияние температуры окружающей среды на скорость его застывания и прочность. Игнорирование этого момента может привести к снижению качества материала, что в некоторых случаях просто недопустимо. Поэтому далее мы рассмотрим, какая оптимальная температура для застывания бетона, и что делать, если температура окружающей среды значительно ниже этого показателя.
Выполнение стяжки в холодное время года
Общие сведения
Итак, наилучшей температурой для твердения бетона считается около + 20 градусов по Цельсию. Однако, не всегда получается выдержать подобные условия. Бывают случаи, когда необходимо выполнить бетонирование в холодное время года.
К примеру, потребность в зимних работах может возникнуть в следующих случаях:
- Бетонирование при осыпающихся грунтах, что сложно выполнить в теплое время года.
- Зимние скидки на цемент. Иногда цена материала может быть действительно очень низкой, но, в то же время, хранить его до наступления потепления не имеет смысла, так как качество цемента будет снижаться. В такой ситуации оптимальным вариантом будет проведение работ в условиях низкой температуры.
- При частном строительстве. Зачастую, зимой легче получить отпуск, чем в летнее время.
Обратите внимание! Зимой дороже копать траншеи, к тому же, необходимо предусмотреть место для обогрева людей. Поэтому заниматься строительством не всегда выгодно.
Заливка фундамента в зимнее время
Особенности заливки бетона при низких температурах
В первую очередь следует разобраться, какую температуру, при работе с бетоном, следует считать низкой. Среди строителей принято считать погоду холодной, если среднесуточная температура опускается ниже + 4 градусов по Цельсию. В этом случае, для успешного проведения данной строительной операции своими руками необходимо предпринять специальные меры предосторожности, которые защитят раствор от негативного влияния холода.
Дело в том, что застывание бетона при низких температурах происходит особым образом. Скорость протекания этого процесса и качество итогового результата во многом зависит от температуры воды в составе.
Чем она выше, тем, соответственно, быстрей происходит застывание. Оптимальный ее показатель составляет 7-15 градусов.
Однако, низкая температура окружающей среды в любом случае оказывает критическое воздействие на скорость гидратации цемента. В итоге, набор прочности и застывание происходит значительно медленнее.
Утепление свежезалитого фундамента
Чтобы высчитать, сколько застывает бетон при минусовой температуре, нужно учесть, что ее падение на 10 градусов снижает скорость твердения в два раза. Подобные расчеты важны при планировании строительных работ и снятии опалубки.
Обратите внимание! Если температура опустится ниже -4 градусов по Цельсию, то раствор просто замерзнет, и, в таком случае, процесс застывания вообще прекратится, а бетон потеряет до 50 процентов своей прочности.
Однако, имеются и положительные стороны заливки при низкой температуре – при правильной организации процесса, есть шанс получить более качественный результат, так как меньшая исходная температура в итоге дает большую прочность. Единственное, необходимо помнить при какой температуре застывает бетонный раствор, т.е. следить, чтобы она не опускалась ниже -4 градусов.
Добавка для увеличения скорости застывания
Искусственное увеличение скорости застывания
Так как застывает бетон при минусовой температуре очень медленно, а сроки строительства зачастую ограничены, строители придумали несколько способов, как ускорить этот процесс.
Наиболее распространенные из них следующие:
- Добавление специальных присадок в раствор;
- Подогрев бетона электрическим кабелем;
- Использование большего количества цемента в составе.
Теперь подробней рассмотрим особенности каждого из этих методов.
Использование модификаторов
Чаще всего, при проведении строительных работ в зимнее время используют модификаторы следующих типов:
Наиболее эффективным и распространенным является хлорид калия. Однако, его доля в общей массе должна составлять не более 2 %.
Надо сказать, что ускорители затвердения не влияют на качество бетона, однако, в то же время они не защищают его от замерзания. Кроме того, их применение не отменяет требования к температуре раствора и выполнение мер по его защите от замерзания.
Обратите внимание! При выполнении стяжки или фундамента, нужно сразу продумать наличие отверстий и каналов для коммуникаций, так как последующая обработка будет весьма трудоемкой. К тому же она потребует специального инструмента, к примеру, резка железобетона алмазными кругами подразумевает наличие мощной болгарки.
Использование провода для обогрева бетона
Подогрев бетона
Для подогрева бетона зачастую используют специальный кабель. Это метод, можно назвать наиболее естественным. Единственное, для достижения положительного результата, должна строго соблюдаться определенная инструкция по обогреву (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).
В отличие от предыдущего метода, обогрев позволяет защитить бетон от замерзания. Соответственно, нет необходимости высчитывать при какой температуре застывает бетон и сколько длится этот процесс, так как можно обеспечить вполне нормальные условия.
На фото — кабель для прогрева бетона
Увеличение дозировки цемента
Данный метод можно использовать при незначительном снижении температуры. Увеличение дозировки должно быть небольшим, в противном случае качество бетона и его долговечность может существенно снизиться.
Совет! Если после застывание раствора понадобилось его просверлить, то наиболее эффективным методом является алмазное бурение отверстий в бетоне.
Вывод
Бетонирование при минимальных температурах имеет ряд особенностей и требует особого подхода к выполнению работ. Самое главное – не допустить цикл замораживания и размораживания раствора. Но, в то же время, если выполнить операцию правильно, то в итоге вы получите более прочный материал, чем при заливке в нормальных условиях (см.также статью «Перегородки из газобетона – основные нюансы возведения»).
Из видео в этой статье вы можно получить некоторую дополнительную информацию по данной теме.
masterabetona.ru
Твердение бетона в зависимости от температуры
Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха
Процесс твердения бетонного раствора относится к значимым этапам производства строительных работ. От его продолжительности, в конечном итоге, зависит прочность монолитной конструкции. После заливки смеси в опалубку, по графикам или таблицам устанавливается приблизительное время застывания бетона, в зависимости от температуры и влажности окружающего воздуха. Также учитывается проектная марка искусственного камня.
Что влияет на сроки твердения бетонной массы
Температурно-влажностный режим играет огромную роль в процессе схватывания и отверждения бетона. В жаркие дни поверхность монолита смачивают водой, чтобы цементному порошку хватило жидкой составляющей для полноценного завершения химических реакций. В таких условиях схватывание камня происходит гораздо быстрее, чем при низких температурах. Следует принимать во внимание тот факт, что минусовые значения и недостача воды способны даже остановить застывание растворной массы.
Лабораторные исследования показали, что оптимальной температурой окружающего воздуха для начала и продолжения процесса твердения бетона является 20-30 градусов. При этом влажность на его поверхности должна составлять не менее 90 процентов, что достигается путем полива и накрытия глыбы полиэтиленовой пленкой или рубероидом. Описанные условия позволят камню набрать 70-типроцентную прочность в течение первых пяти-семи дней после заливки опалубки. Марочные же показатели достигаются через две-четыре недели.
Конечно же, лабораторные условия перенести в реальность не представляется возможным. На открытых площадках температура и влажность постоянно меняются в зависимости от:
- времени суток;
- сезонных изменений;
- климатических особенностей;
- наличия атмосферных осадков и т.д.
Фактически, набор бетоном прочности на сжатие происходит намного дольше 28 суток, но последующий процесс твердения продвигается настолько медленно по сравнению с первой семидневкой, что после четырех недель его в большинстве случаев не принимают во внимание. Хотя при неблагоприятных условиях, спровоцированных низкой температурой, сроки застывания увеличивают на несколько дней, а то и недель.
В промышленных условиях заливку бетона допускается выполнять при минусовых температурах. Для предотвращения замерзания воды в растворе и для ускорения отверждения бетонной массы, производится ее принудительный прогрев. Нередко в раствор подмешивают специальные добавки.
Частным застройщикам рекомендуется заливать монолитные конструкции в летний период года, когда среднесуточная температура не опускается ниже 15-20 градусов.
Проведение работ следует планировать заранее. Важно позаботиться о том, чтобы срок застывания бетона закончился раньше наступления холодных ночей. В случае понижения среднесуточной температуры до уровня +5 градусов, находящийся в процессе твердения камень накрывают теплоизолирующими материалами, а при угрозе появления заморозков – над монолитной глыбой устанавливают парник.
Сроки твердения бетона в зависимости от внешних факторов
Как упоминалось выше, продолжительность застывания бетонной массы увеличивается по мере снижения температуры окружающего воздуха. В идеале, бетон марки М300 набирает стопроцентную прочность на сжатие при +20 градусах через 28 суток, тогда как при среднесуточных показателях температуры в пределах +5 градусов прочность за четыре недели сможет достичь лишь 77 процентов. Рассматривая графики твердения бетонного камня, представляющие собой выгнутые линии, можно с уверенностью сказать, что в последнем случае срок набора проектной прочности увеличится вдвое по сравнению с предыдущим вариантом.
В определенных случаях пригрузка бетонных конструкций разрешается после 50-процентного отверждения монолита. Здесь зависимость прочности от температуры выглядит следующим образом:
- при +20 градусах должно пройти более 3 суток после заливки опалубки;
- при +10 градусах – не менее 5 суток;
- при +5 – 8 дней и более.
В жаркую погоду, когда столбик термометра поднимается выше 30 градусов, для набора 55-процентной прочности может понадобиться всего лишь 48 часов. Но при столь быстром застывании бетона нагружать конструкцию рекомендуется, все же, не раньше чем через 4-5 суток. В таком случае лучше будет перестраховаться, чем переделывать работу.
24.10.2016 в 11:10
Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.
Как правило, нормальной температурой твердения бетона принято считать 15 – 20°. Чем ниже температура, тем медленнее нарастает прочность. Если отметка падает ниже ноля, бетон будет твердеть только в том случае, если в воду добавлены соли, которые снижают точку замерзания.
В случае, когда бетон начал твердеть, а затем замерз, после оттаивания процесс продолжится. Если замерзшая вода изначально не повредила структуру бетона, то прочность материала значительно возрастет.
Твердение при высоких температурах.
В условиях повышенной температуры бетон затвердевает быстрее, особенно если процесс происходит в условиях повышенной влажности. При высоких температурах сложно защитить бетон от высыхания, потому нельзя нагревать его сильнее 85°. Пример исключения – обработка в автоклавах паром под высоким давлением на заводах.
Прочность бетона, который твердеет при разных температурах (скорость не имеет значения), приблизительно определяется по проектным показателям бетона R28 умножением на коэффициенты таблицы С. А. Миронова (см. таблицу). R28 затвердевает при нормальной температуре за 28 дней.
Производство работ и основные требования к бетону в зимний период.
Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.
В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток.
Негативное влияние низких температур.
Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.
Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок.
Обеспечение правильного твердения бетона зимой.
Стимулировать процесс можно двумя путями:
- используя внутреннее тепло бетона;
- передавая дополнительное тепло извне.
В первом случае нужно использовать только быстротвердеющие высокопрочные марки цемента, например, глиноземистый или портландцемент. Рекомендуется также применить ускоритель твердения, такой как хлористый кальций, уменьшить объем воды в растворе, уплотнить его высококачественными вибраторами. Это позволит бетону набрать нужную прочность не за 28 дней, а всего за 3 – 5 суток.
Температура твердения бетона
Какое время необходимо застывания бетона, есть ли зависимость от температуры
Прочность бетона – это главная его характеристика, благодаря которой удается определить качество монолитно сооружения. Причина в том, что прочность напрямую связан со структурой бетонного камня. Процесс твердение бетона очень сложный. В ходе таких мероприятий происходит взаимодействие цемента и воды.
Здесь указано сколько времени застывает бетон.
Результатом гидратации цемента становится образование новых соединений, а также формирование бетонного камня. В результате твердения бетон становится прочнее, но набирается прочность не сразу, а постепенно. Для этого может понадобиться не один месяц.
Перед тем как перейти к строительным работам, необходимо учитывать конкретные условия, которые определенным образом влияют на длительность твердения бетона.
Время года
Большой процент влияния на застывание бетонного раствор оказывают окружающие факторы. С учетом температурного режима и атмосферной важности время застывания и полноценной сушки может составить несколько дней, но это при условии, что все мероприятии проходили в летнее время. Но в этом случае имеется свой недостатком, который заключается в невысокой прочность полученной конструкции. Если работы проводились в зимнее время, то конструкция будет удерживать большое количество влаги в течение месяца.
Бетон м200 цена и другие технические данные указаны в статье.
На видео рассказывается о времени застывания бетона в зависимости от температуры:
Длительность затвердевания бетона во многом определяется плотностью укладки строительного состава. Конечно, чем выше ее показатель, тем медленно осуществляется выход воду из структуры, а показатели гидратации цемента будут лучше. В промышленном строительстве такой проблеме уже было найдено решение. В этом случае задействуют виброобработку, в домашних условиях имеется альтернативный вариант – стыкование.Процесс утрамбовки
Необходимо отметить, что стяжку с высокими показателями плотности очень тяжело резать и сверлить. Здесь не обойтись без такого оборудования, как буры с алмазными напылением. Если применять сверла с обычным наконечником, то они сразу же выходят из строя.
На фото показан состав бетона
Компоненты, которые находятся в составе цементной смеси, также оказывают немаловажную роль на время схватывание бетона. Если в составе находится большое количество пористых материалов, то процесс обезвоживания конструкции будет происходить намного медленнее. Если в составе преобладают такие компоненты, как песок и гравий, то вся вода начнет быстрее выходить из раствора.
Для того чтобы сделать процесс испарения благи из бетона медленнее, а также улучшить его прочностные показатели, стоит задействовать специальные добавки. Как правило, это бетонит, мыльный состав. Конечно, это потребует небольших денежных затрат, но зато вы сможете защитить свою конструкцию от преждевременного пересыхания.
Каков состав бетона для отмостки лучшего всего применять указано в статье.
Обеспечение условий затвердения
Когда нужно добиться длительного нахождения влаги в цементной смеси, то стоит выполнить монтаж гидроизоляционного материала на опалубку. При условии, что формовочный каркас выполнен из пластика, укладывать дополнительный слой гидроизоляции нет смысла. Демонтаж опалубки стоит производить только по прошествии 8-10 дней. За этот период бетон уже успел схватиться и дальше может сохнуть без опалубки. 
Для задержания воды в бетоне можно вводить в строительную смесь различные модифицирующие добавки. Если необходимо добиться быстрого застывания и уже ходить по залитой конструкции, стоит добавлять к раствору особые ингредиенты, позволяющие добиться быстрой сцепки. 
Низкий уровень испарения
Когда бетонный раствор схватился, его сразу накрывают полиэтиленовой пленкой. Благодаря таким мероприятиям удается задержать влагу в бетону в первые дни после установки конструкции. Раз в 3 дня пленку нужно удалять и обрабатывать поверхность водой.
Когда момента заливки пройдет 20 дней, то пленку можно убрать насовсем и подождать, пока стяжка полностью высохнет при обычных условиях. Как правило, это занимает 28-30 дней. Уже по прошествии этого срока по основанию можно ходить и даже устанавливать различные строительные конструкции.
Время застывания при разной температуре
Необходимо обозначить, что время схватывания бетона в опалубке может достигать до 7 дней. Только после этого опалубка может быть демонтирована. В таком случае удается сохранить целостность бетонной конструкции. Но в большинстве случаев этот показатель зависит от марки бетона, а также температурных условий.
В данной статье указано сколько идет цемента на 1 куб бетона.
Таблица 1 – Время твердения бетона в зависимости от температуры
Время затвердения бетона
Минимальная температура
Осуществлять заливку бетона в холодное время года можно только при условии, что обеспечена необходимая гидро- и теплоизоляция конструкции после монтажных работ. По той причине, что низкие температуры замедляют процесс гидратации, а, следовательно, и набор прочностных характеристик, то очень важно строго выждать необходимое время. Как правило, при температурном режиме -5 градусов, для набора прочности понадобиться увеличить время в 5-7 раз, в отличие от рекомендуемой температуре в 20 градусов.
В статье описан подбор состава тяжелого бетона.
На видео рассказывается о минимальной температуре застывания бетона:
Поэтому выполнять заливку фундамента в зимнее время необходимо только при условии, что вы знаете, как правильно заливать бетон в мороз. Главное условие – это соблюдение все правил, тогда качество заливки будет не хуже, чем в благоприятные дни.
Опытные строители не экономят на строительстве и используют бетононасос. Кроме этого, важно выполнять правильный уход за бетоном. При заливке во время морозов в состав смеси стоит добавлять морозоустойчивые присадки и утеплить опалубку. После этого стоит осуществлять прогревания бетонированной площадки. Если все эти условия будут соблюдены, то будет совершенно неважно, при каком температурном режиме будет происходить заливка бетона.
Узнать сколько весит куб бетона м400 можно в данной статье.
Процесс заливки фундамент – это очень сложный процесс. Для обеспечения необходимой прочности стоит правильно выждать время затвердения. Если влажность из конструкции испариться раньше указанного срока, то прочностные показатели будут незначительные, что приведет к ухудшению качеств будущей постройки.
Источники: http://semidelov.ru/mar/vremya-zastyvaniya-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury-okruzhausc/, http://www.betonmo26.ru/zavisimost-prochnosti-betona-ot-temperatury-zatverdevaniya.html, http://resforbuild.ru/beton/rastvor/vremya-zastyvaniya-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury.html
1pofundamentu.ru
без прогрева и с прогревом
Фундамент – основополагающая конструкция, от качества которого зависят геометрические, технические и эксплуатационные характеристики возводимого сооружения. Из-за специфики процесса отвердевания заливкой бетонных и железобетонных фундаментов нежелательно заниматься зимой во избежание их деформации и преждевременного разрушения. Минусовые показания термометра существенно ограничивают строительство в наших широтах. Однако в случае необходимости заливка бетона при отрицательных температурах все же может быть успешно проведена, если выбран верный способ и с точностью соблюдена технология.
Особенности зимней «национальной» заливки
Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает сооружение крыши, то стесняет наступление дачного сезона.
Первые заморозки вообще в корне меняют ход работ, особенно если планировалась заливка бетонного монолитного основания.
Бетонная фундаментная конструкция получается в результате твердения залитой в опалубку смеси. В ее составе фигурируют три практически равных по значению компонента: заполнитель и цемент с водой. Каждый из них вносит весомый вклад в формирование прочного ж/б сооружения.
По объему и массе в теле создаваемого искусственного камня преобладает заполнитель: песок, гравий, дресва, щебень, битый кирпич и т.д. По функциональным критериям лидирует связующее вещество — цемент, доля которого в составе меньше, чем доля заполнителя в 4 -7 раз. Однако именно он связывает сыпучие компоненты воедино, но действует только в паре с водой. По сути, вода настолько же важная составляющая бетонной смеси, как и цементный порошок.
Вода в бетонной смеси обволакивает мелкодисперсные частицы цемента, вовлекая его в процесс гидратации, следом за которым наступает стадия кристаллизации. Бетонная масса не застывает, как принято говорить. Она твердеет путем постепенной потери молекул воды, происходящей от периферии к центру. Правда, в «переходе» бетонной массы в искусственный камень участвуют не только компоненты раствора.
На правильное течение процессов немалое влияние оказывает окружающая среда:
- При значениях среднесуточной температуры от +15 до +25ºС твердение бетонной массы и набор прочности проходит в нормальном темпе. В указанном режиме бетон превращается в камень через указанные в нормативах 28 дней.
- При среднесуточных показаниях термометра +5ºС твердение замедляется. Требующейся прочности бетон достигнет примерно через 56 дней, если ощутимых колебаний температур не предвидится.
- При достижении 0ºС процесс твердения приостанавливается.
- При отрицательных температурах залитая в опалубку смесь замораживается. Если монолит уже успел набрать критическую прочность, то он после оттаивания весной он бетон вновь вступит в фазу твердения и продолжит ее до полноценного набора прочности.
Критическая прочность тесно связана с маркой цемента. Чем она выше, тем меньше суток необходимо бетонной смеси до ее набора.
В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительным. Замерзающая в бетонной массе вода станет кристаллизоваться и увеличиваться в объеме.
В результате возникнет внутреннее давление, разрушающее связи внутри тела бетона. Увеличится пористость, из-за которой монолит будет больше пропускать в себя влаги и слабее противостоять морозам. Как следствие, сократятся эксплуатационные сроки или вовсе придется снова делать работу с ноля.
Минусовая температура и устройство фундамента
Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.
Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести строительство из пенобетонных блоков заводского производства.
В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.
По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:
- Обеспечение внешнего ухода за залитой в опалубку бетонной массой до стадии набора критической прочности.
- Повышение температуры внутри бетонной массы до момента достаточного твердения. Выполняется посредством электропрогрева.
- Введение в бетонный раствор модификаторов, понижающих точку замораживания воды или активизирующий процессы.
На выбор метода зимнего бетонирования влияет внушительное количество факторов, таких как имеющиеся на площадке источники электропитания, прогноз синоптиков на период твердения, возможность привести разогретый раствор. Исходя из местной конкретики, выбирается наилучший вариант. Самой экономичной из перечисленных позиций считается третья, т.е. заливка бетона при минусовой температуре без прогрева, предопределяющая внесение модификаторов в состав.
Как залить бетонный фундамент зимой
Чтобы знать, каким методом лучше воспользоваться для выдерживания бетона до критических показателей прочности, нужно знать их характерные особенности, ознакомиться с минусами и плюсами.
Заметим, что ряд способов используется в комплексе с каким-либо аналогом, чаще всего с предварительным механическим или электрическим нагревом компонентов бетонной смеси.
Внешние условия «для созревания»
Благоприятные для твердения внешние условия создаются снаружи объекта. Заключаются в поддержании температуры среды, окружающей бетон, на нормативном уровне.
Уход за залитым «в минус» бетоном осуществляется следующими способами:
- Метод «термоса». Наиболее распространенный и не слишком затратный вариант, состоящий в защите будущего фундамента от внешних воздействий и потерь тепла. Опалубку крайне оперативно заполняют бетонной смесью, разогретой выше стандартных показателей, быстро укрывают пароизоляционными и теплоизоляционными материалами. Изоляция не дает бетонной массе остывать. К тому же в процессе твердения бетон сам выделяет около 80 ккал тепловой энергии.
- Выдерживание залитого объекта в тепляках — искусственных укрытиях, оберегающих от внешней среды и позволяющих проводить мероприятия по дополнительному прогреву воздуха. Вокруг опалубки возводятся трубчатые каркасы, укрытые брезентом или обшитые фанерой. Если для повышения температуры внутри устанавливаются жаровни или тепловые пушки для поставки нагретого воздуха, то способ переходит в следующую категорию.
- Воздушный обогрев. Предполагает сооружение вокруг объекта замкнутого пространства. По минимуму опалубку закрывают шторами из брезента или подобного материала. Желательно, чтобы шторы были с теплоизоляцией для увеличения эффекта и сокращения затрат. В случае применения штор пар или поток воздуха из тепловой пушки поставляется в зазор между ними и опалубкой.
Нельзя не заметить, что реализация указанных методов увеличит бюджет строительства. Самый рациональный «термос» заставить купить укрывной материал. Сооружение тепляка еще дороже, а если к нему еще и обогревательную систему арендовать, то стоит задуматься о цифре расходов. Их применение целесообразно, если нет альтернативы типа свайного фундамента и залить необходимо монолитную плиту под заморозку и весеннее размораживание.
Следует помнить, что многократное размораживание разрушительно для бетона, потому внешний обогрев обязательно следует довести до требующегося параметра твердения.
Способы обогрева бетонной массы
Вторая группа методов применяется преимущественно в индустриальном строительстве, т.к. нуждается в наличии источника энергии, в точных расчетах и в участи профессионального электрика. Правда, народные умельцы в поисках ответа на вопрос, можно ли заливать обычный бетон в опалубку при минусовой температуре, нашли весьма остроумный выход с поставкой энергии сварочным аппаратом. Но и для этого нужны хотя бы первоначальные навыки и познания в непростых строительных дисциплинах.
В технической документации способы электропрогрева бетона делятся на:
- Сквозные. Согласно чему бетон прогревается электрическими токами, которые поставляют проложенные внутри опалубки электроды, которые могут быть стержневыми или струнными. Бетон в этом случае играет роль сопротивления. Расстояние между электродами и подаваемая нагрузка должны быть точно рассчитаны, а целесообразность их применения безоговорочно доказана.
- Периферийные. Принцип заключается в нагревании поверхностных зон будущего фундамента. Тепловая энергия поставляется нагревательными приборами через присоединенные к опалубке ленточные электроды. Это может быть полосовая или листовая сталь. Внутрь массива тепло распространяется за счет теплопроводности смеси. Эффективно толща бетона прогревается на глубину 20см. Дальше меньше, но при этом формируются напряжения, существенно улучшающие критерии прочности.
Методы сквозного и периферийного электропрогрева используются в неармированных и мало армированных конструкциях, т.к. арматура влияет на разогревающий эффект. При густой установке арматурных прутков токи будут замыкаться на электроды, да и формируемое поле будет неравномерным.
Электроды по окончании прогрева навсегда остаются в конструкции. В списке периферийных методик самой известной является применение греющей опалубки и инфракрасных матов, укладываемых поверх сооружаемого основания.
Наиболее рациональным способом прогрева бетона признано выдерживание с помощью электрического кабеля. Греющий провод можно проложить в конструкциях любой сложности и объема, не зависимо от частоты армирования.
Минус греющих технологий состоит в возможности пересушить бетон, потому для проведения требуются расчеты и регулярный контроль температурного состояния конструкции.
Введение добавок в бетонный раствор
Введение добавок — самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах. Согласно нему заливка бетона зимой может выполняться без применения прогрева. Однако метод вполне может дополнять тепловую обработку внутреннего или наружного типа. Даже при использовании его вкупе с обогревом твердеющего фундамента паром, воздухом, электричеством ощущается снижение расходов.
В идеале обогащение раствора добавками лучше всего сочетать с сооружением простейшего «термоса» с утолщением теплоизоляционной оболочки на участках с меньшей толщиной, на углах и прочих выступающих частях.
Добавки, применяемые в «зимних» бетонных растворах делятся на два класса:
- Вещества и химические соединения, понижающие точку замерзания жидкости в растворе. Обеспечивают нормальное твердение при минусовых температурах. К ним отнесены поташ, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия, их сочетания и подобные вещества. Вид добавки определяют, исходя из требований к температуре твердения раствора.
- Вещества и химические соединения, ускоряющие процесс твердения. К ним отнесены поташ, модификаторы с основой из смеси хлорида кальция с мочевиной или нитрит-нитратом кальция, его же с хлоридом натрия, одним нитрит-нитратом кальция и др.
Химические соединения вводятся в объеме от 2 до 10% от массы цементного порошка. Количество добавок подбирают, ориентируясь на ожидаемую температуру твердения искусственного камня.
В принципе, применение противоморозных добавок позволяет проводить бетонирование и при -25ºС. Но подобные эксперименты не рекомендованы строителям объектов частного сектора. На самом деле к ним прибегают поздней осенью при единичных первых заморозках или ранней весной, если бетонный камень обязательно должен отвердеть к определенному сроку, а альтернативных вариантов не имеется.
Распространенные противоморозные добавки для заливки бетона:
- Поташ или иначе углекислый калий (К2СО3). Самый востребованный и простой в применении модификатор «зимнего» бетона. Его использование в приоритете из-за отсутствия коррозии арматуры. Для поташа не характерно появление соляных разводов на поверхности бетона. Именно поташ гарантирует твердение бетона при показаниях термометра до —25°С. Недостаток его введения состоит в ускорении темпов схватывания, из-за чего управиться с заливкой смеси нужно будет максимум за 50 минут. С целью сохранения пластичности для удобства заливки в раствор с поташом добавляют мылонафт или сульфитно-спиртовую барду в объеме 3% от массы цементного порошка.
- Нитрит натрия, иначе соль азотистой кислоты (NaNO2). Обеспечивает бетону стабильный набор прочности при температуре до —18,5°С. Соединение обладает антикоррозионными свойствами, повышает интенсивность твердения. Минус в появлении выцветов на поверхности бетонной конструкции.
- Хлорид кальция (CaCl2), позволяющий проводить бетонирование при температурах до —20°С и ускоряющий схватывание бетона. При необходимости введения в бетон вещества в количестве более 3% необходимо увеличивать марку цементного порошка. Недостаток применения заключается в появлении высолов на поверхности бетонной конструкции.
Приготовление смесей с противоморозными добавками производится особым порядком. Сначала перемешивается заполнитель с основной частью воды. Затем после легкого перемешивания добавляют цемент и воду с разведенными в ней химическими соединениями. Время перемешивания увеличивают в 1,5 раза по сравнению со стандартным периодом.
Поташ в объеме 3-4% от массы сухого состава добавляется в бетонные растворы, если отношение вяжущего вещества к заполнителю 1:3, нитрит нитрата в объеме 5-10%. Оба противоморозных средства не рекомендовано использовать в заливке конструкций, эксплуатируемых в обводненной или очень влажной среде, т.к. они способствуют образованию щелочей в бетоне.
В заливке ответственных сооружений лучше использовать холодные бетоны, приготовленные механическим способом в заводских условиях. Их пропорции с точностью рассчитываются с ориентиром на конкретную температуру и влажность воздуха в период заливки.
Приготовляют холодные смеси на горячей воде, доля добавок вводится в четком соответствии с погодными условиями и с типом сооружаемой конструкции.
Видео-рекомендации для зимнего бетонирования
Методы заливки бетона в зимний период:
Зимнее бетонирование с устройством тепляка:
Противоморозное средство для зимнего бетонирования:
Перед заливкой растворов с противоморозными добавками не обязательно прогревать дно котлована или траншеи, вырытой под фундамент. Перед заливкой подогреваемых составов прогрев дна обязателен во избежание неровностей, которые могут получиться из-за растаявшего в грунте льда. Заливка должна выполняться в один день, в идеале в один прием.
Если перерывов не избежать, интервалы между заливками бетонного раствора необходимо свести к минимуму. При соблюдении технологических тонкостей бетонный монолит наберет необходимый запас прочности, законсервируется на зиму и продолжит твердение с приходом теплого времени. Весной можно будет приступить к возведению стен по готовому надежному основанию.
stroy-banya.com
Влияние температуры на твердение бетона
При возведении монолитных конструкций и изготовлении изделий на полигонах бетон обычно твердеет при положительной температуре 5…35 ◦С. При достаточной влажности воздуха рост прочности бетона продолжается длительное время. Для ориентировочного определения прочности бетона в разном возрасте используют формулу
Lg n
Rn =R28————,
Lg 28
Где Rn =R28 — прочность бетона на сжатие в возрасте n и 28 суток, Lg n, Lg 28 — десятичный логарифм возраста бетона.
Эта формула дает удовлетворительные результаты про n > 3 для бетонов, приготовленных на рядовом портландцементе и твердевших при температуре 15 … 20◦С. В действительности темп роста прочности бетона, особенно в раннем возрасте, будет зависеть от многих факторов: минералогического состава и тонкости помола цемента, состава бетона, В/Ц ( за 1 принята прочность бетона в возрасте 28 суток). Чем меньше В/Ц, тем выше темп роста прочности бетона.
Способность бетона к длительному твердению можно использовать для экономии цемента. В ряде случаев конструкция воспринимает расчетные нагрузки в более поздние сроки, чем 28 сут. В благоприятных условиях твердение бетона продолжается и к моменту передачи на конструкцию эксплуатационной нагрузки прочность бетона часто превышает требуемую проектом. В подобных случаях, назначая более длительные сроки (90 или 180 сут) достижения бетоном проектной прочности, можно уменьшить R28 и сэкономить цемент, т.к. для получения бетона меньшей прочности требуется более низкий расход цемента.
Большое значение для твердения бетона имеет организация ухода за ним, особенно в раннем возрасте. Целью ухода является создание благоприятных условий для твердения бетона, сохранение надлежащей влажности среды. Для этого бетон укрывают полимерной пленкой, посыпают песком, который постоянно увлажняют, используют маты из синтетических материалов, устраивают покрывающие водные бассейны или используют другие способы, чтобы предохранить бетон от высыхания, чтобы избежать замедления процессов гидратации цемента и роста прочности бетона.
При быстром высыхании бетона в раннем возрасте возникают значительные деформации усадки, появляются микротрещина. В результате ухудшается структура бетона, снижается его конечная прочность. Исправить структуру созданием благоприятных условий в последующем не удается, поэтому правильный уход за бетоном в раннем возрасте является необходимым условием получения доброкачественного бетона.
Твердение бетона в зимний период.
Нормальной температурой среды для твердения бетона условно считается 15…20 ◦С. При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже 0 ◦С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды. В зимний период наблюдаются частые переходы температуры через 0 ◦С, что непосредственно отражается на твердении бетона. Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания начинает твердеть в теплой среде, причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает, однако, как правило, отстает от роста прочности бетона, твердевшего при нормальной температуре.
Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной нагрузки или даже для полной загрузки сооружения. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связи между поверхностью заполнителей и слабым цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем он позже был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.
При любом способе производства бетонных работ бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона.
Минимальная прочность, которую бетон должен
приобрести к моменту замерзания
R28, МПа | Минимальная прочность, не менее | Время выдерживания бетона на портландцементе при 15…20 ◦С, сут | |
% от R28 | МПа | ||
10 | 50 | 5 | 5…7 |
20 | 40 | 7 | 3…5 |
30 | 35 | 10 | 2…2,5 |
40 | 20 | 12 | 1,5…2 |
50 | 25 | 12,5 | 1…2 |
При использовании быстротвердеющего высокопрочного цемента необходимое время выдерживания сокращается примерно в полтора раза. Если к бетону предъявляются высокие требования по динамическим свойствам, водонепроницаемости и морозостойкости, то его следует предохранять от замерзания до достижения марочной прочности, так как замораживание при минимальной прочности, не сказываясь заметно на прочность бетона при сжатии, может нарушить его структуру и ухудшить эти особые свойства.
При введении в бетон повышенного количества солей: хлористого кальция CaCl2, хлористого натрия NaCl, нитрата натрия NaNo3, поташа К2СО3 — он приобретает способность медленно твердеть при отрицательных температурах, т.к. соли понижают точку замерзания воды и сохраняют жидкую фазу в бетоне. Количество соли, добавленное в бетон, зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона.
Бетонная смесь с добавкой поташа быстро густеет и схватывается, что затрудняет ее укладку в опалубку. Для сохранения удобоукладываемости бетонной смеси с поташом в нее добавляют СДБ, мылонафт или суперпластификатор. Для приготовления бетонной смеси с противоморозными добавками можно использовать холодные заполнители, укладывать бетонную смесь с температурой до -5 ◦С.
Прочность бетона на портландцементе с добавками, твердеющего на морозе, может быть определена ориентировочно по таблице. Бетон с добавкой нитрита натрия при температуре -5 ◦С твердеет медленнее, а при температурах ниже -10 ◦С почти так же, как бетон с добавкой хлористых солей.
Прочность бетона с противоморозными добавками, % от R28
Вид добавки | Температура твердения бетона, ◦С | Время твердения на морозе, сут | ||
7 | 14 | 28 | ||
Хлористые соли | -5 | 36 | 65 | 80 |
-10 | 25 | 35 | 45 | |
-15 | 15 | 25 | 35 | |
Поташ | -5 | 50 | 65 | 75 |
-10 | 30 | 50 | 70 | |
-15 | 25 | 40 | 60 | |
-20 | 22 | 35 | 55 | |
-15 | 20 | 30 | 50 | |
Способ зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок прост и экономичен, но большое количество соли, вводимой в бетон, может ухудшить структуру, долговечность и некоторые особые свойства. При эксплуатации конструкции во влажных условиях имеется опасность коррозии арматуры от действия хлористых солей (нитрит натрия и поташ коррозии не вызывают). Кроме того, образующиеся в процессе твердения бетона с добавками едкие щелочи могут вступить в реакцию с активным кремнеземом, содержащимся в некоторых заполнителях, и вызвать коррозию бетона.
Ю.М. Баженов «Технология бетона» Москва 2003 г
33grad.ru
Условия твердений бетона и уход за ним
В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.
При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.
При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.
Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.
При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.
Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.
Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.
Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.
Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.
Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.
Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.
В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.
Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:
— затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)
— вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)
Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.
И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.
При бетонировании в отрицательных температурах, основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона.
Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:
— применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)
— использование электропрогрева бетона
— укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.
— сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.
Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого строитель должен помнить:
— чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне создают путем подогрева материалов, составляющих бетонную смесь;
— после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;
— запрещается применять смерзшийся заполнитель.
Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). Электрический прогрев бетона зимой лучший метод, при проведении монолитных работ.
Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.
Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.
Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.
z-abi.com