Когда набирает прочность бетон: Набора прочности бетона — график набора по времени

Содержание

Через какое время бетон набирает прочность. Причины почему бетон не набирает прочность

Подавляющее большинство самодеятельных строителей считают по не совсем понятным причинам, что за окончанием укладки в опалубку либо завершением работ по выравниванию стяжки процесс бетонирования законченным. Между тем, время схватывания бетона значительно больше, чем время на его укладку. Бетонная смесь – живой организм, в котором по окончании укладочных работ происходят сложные и протяженные по времени физико-химические процессы, связанные с превращением раствора в надежную основу строительных конструкций.

Прежде чем производить распалубку и наслаждаться результатами приложенных усилий, нужно создать максимально комфортные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без которой невозможно достижение требуемой марочной прочности монолита. Строительные нормы и правила содержат выверенные данные, которые приведены в таблицах времени схватывания бетона.

Температура бетона, С Срок твердения бетона, сутки
1 2 3 4 5 6 7 14 28
Прочность бетона, %
0 20 26 31 35 39 43 46 61 77
10 27 35 42 48 51 55 59 75 91
15 30 39 45 52 55 60 64 81 100
20 34 43 50 56 60 65 69 87
30 39 51 57 64 68 73 76 95
40 48 57 64 70 75 80 85
50 49 62 70 78 84 90 95
60 54 68 78 86 92 98
70 60 73 84 96
80 65 80 92

Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы

Процессы, связанные с проведением мероприятий, которые предшествуют распалубке, содержат несколько технологических приемов. Цель выполнения таких мероприятий одна – создание железобетонной конструкции, максимально соответствующей по своим физико-техническим свойствам параметрам, которые заложены в проект. Основополагающим мероприятием, безусловно, является уход за уложенной бетонной смесью.

Уход заключается в выполнении комплекса мероприятий, которые призваны создать условия, оптимально соответствующие происходящим в смеси физико-химическим преобразованиям, во время набора прочности бетона. Неукоснительное следование предписанным технологией ухода требованиям позволяет:

  • свести к минимальным значениям усадочные явления в бетонном составе пластического происхождения;
  • обеспечить прочностные и временные значения бетонного сооружения в параметрах, предусмотренных проектом;
  • предохранить бетонную смесь от температурных дисфункций;
  • препятствовать прелиминарному отвердению уложенной бетонной смеси;
  • предохранить сооружение от различного происхождения воздействий механического или химического генеза.

Процедуры ухода за свежеобустроенной железобетонной конструкцией следует начинать непосредственно по окончании укладки смеси и продолжаться до тех пор, пока ей не будет достигнуто 70 % прочности, предусмотренной проектом. Это предусматривается требованиями, изложенными в пункте 2.66 СНиПа 3.03.01. Распалубку можно провести и в более ранние сроки, если это обосновано сложившимися параметрическими обстоятельствами.

После окончания укладки бетонной смеси следует провести осмотр опалубочной конструкции. Цель такого осмотра – выяснение сохранения геометрических параметров, выявление протечек жидкой составляющей смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом того, сколько времени застывает бетон, точнее сказать – с учетом времени его схватывания, проявившиеся дефекты необходимо устранить. Среднее время, за которое может схватиться свежеуложенная бетонная смесь, составляет около 2-х часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкцию необходимо предохранять от любого механического воздействия в виде ударов, сотрясений, вибрационных проявлений столько, сколько времени сохнет бетон.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Бетонная смесь любого состава имеет свойство схватываться и получать необходимые прочностные характеристики при прохождении двух стадий. Соблюдение оптимального соотношения временных, температурных параметров и значений приведенной влажности имеет определяющее значение для получения монолитной конструкции с запланированными свойствами.

Стадийные характеристики процесса заключаются в:

  • схватывании бетонного состава. Время предварительного схватывания не велико и составляет ориентировочно 24 часа при средней температуре +20 Со. Начальные процессы схватывания происходят в течение первых двух часов по затворении смеси водой. Окончательное схватывание происходит, как правило, в течение 3–4 часов. Применение специализированных полимерных добавок позволяет, при определенных условиях, период начального схватывания смеси сократить до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода бывает оправданной по большей части при поточном производстве железобетонных элементов промышленных конструкций;
  • отвердевании бетона. Бетон набирает прочность, когда в его массе протекает процесс гидратации, иными словами – удаление воды из бетонной смеси. Часть воды при прохождении этого процесса удаляется при ее испарении, другая часть связывается на молекулярном уровне с составляющими смесь химическими соединениями. Гидратация может происходить при неукоснительном соблюдении температурно-влажностного режима отвердевания. Нарушение условий приводит к сбоям в прохождении физико-химических процессов гидратации и, соответственно, к ухудшению качества железобетонной конструкции.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней.

Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.

Марка цемента Время твердения различных марок бетона
за 14 суток
за 28 суток
100 150 100 150 200 250 300 400
300 0.65 0.6 0.75 0.65 0.55 0.5 0.4
400 0.75 0.65 0.85 0.75 0.63 0.56 0.5 0.4
500 0.85 0.75 0.85 0.71 0.64 0.6 0.46
600 0.9 0.8 0.95 0.75 0.68 0. 63 0.5

Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.

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:

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

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

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

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

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

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

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

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.

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.

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

Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной)

М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500

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.

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

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку — это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс — уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном.
Уход за бетоном — это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности. Основные цели ухода за бетоном:

  • Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;
  • Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
  • Предохранить бетон от перепадов температур;
  • Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
  • Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2. 66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки .
По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий.
В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной.
Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня.

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин. При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.
Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном. После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!). Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса. Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).
Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки.
Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре).
Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения


Бетон

Срок
твердения,
суток

Среднесуточная температура бетона, °С

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 — М300 на
портландцементе
М-400, М-500

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до — 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.
Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее — 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при холодной погоде

При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. 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 происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

М400 Д20 32,5 Н (32,5N)

32,5R (быстротвердеющий)

4 2,5N

45 ,5R (быстротвердеющий)

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *


Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

В7,5-В10 (М100)

В12,5-В25 (M150 — М 350)

В30 (М400) и выше

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87
К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  • после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты),
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5 °C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период . Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда-ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов.
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.


Мероприятия по уходу за бетоном

Температура воздуха °C

от -3°C до +5°C

от +5°C до +10°C

от +10°C до +15°C

от +15°C до +25°C

> + 2 5°C

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим материалом

Да при сильном ветре

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C

Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

Вопрос: сколько нужно ждать, пока произойдет затвердения бетона? Как и за какое время бетон набирает прочность? Действительно ли нужно ждать 28 суток после того, как залит бетон? Когда можно нагружать бетонные конструкции?

Каждому застройщику или строителю выгоднее построить конструкцию, здание или сооружение за кратчайшие сроки. Но бытует целый ряд мнений о том, что необходимо после выполнения работ по бетонированию конструкций ждать пока конструкция «затвердеет» , чтоб потом приступить к следующему этапу строительства.

Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?

Для правильного вывода необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.

При выполнении бетонных работ сталкиваются с двумя актуальными вопросами:

  1. Через какое время можно снимать опалубку?
  2. Через какое время можно нагружать железобетонный элемент или конструкцию?

Рассмотрим последовательно эти вопросы.

Для сборных железобетонных изделий очень важно определить отпускную прочность .

Отпускная прочность – это набранная прочность бетона, устанавливаемая нормативами, при которой железобетонное изделие возможно поставлять с завода на строительную площадку.

Величина отпускной прочности устанавливается согласно ГОСТов или других нормативных документов в зависимости от:

  • вида и размера конструкции;
  • состава бетона;
  • условий твердения;
  • температуры окружающей среды и климатических условий региона;
  • сроком и величины загрузки;
  • условия транспортировки.

Ниже, в таблице 1 приводятся в зависимости от вида и класса бетона, усредненные значения отпускной прочности в процентах от проектной.

Таблица 1

Итак, отпускная прочность сборных железобетонных изделий в зависимости от целого ряда факторов составляет 50÷100% от проектной. Вывод №1: при достижении отпускной прочности можно уже производить монтаж и затем нагружать железобетонные конструкции, с расчетом на то, что полное нагружение (100%) наступит не позже 28 суток от момента изготовления изделий. Более конкретный порядок и сроки нагружения сборных конструкций оговаривается в ППР (проект производства работ).

Также в строительстве существует такое понятие, как распалубочная прочность .

Распалубочная прочность – это минимальная набранная прочность бетона, при которой возможно извлечь опалубку, не повреждая бетон. Для сборных железобетонных изделий опалубочная прочность должна быть достаточная для безопасной транспортировки. Условия и скорость набора прочности для каждого изделия или конструкции определяются предприятием-изготовителем.

В условиях стройплощадки, при изготовлении монолитных конструкций распалубку, как правило выполняют непосредственно перед началом загружения конструкции.

СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия распалубки железобетонных конструкций (смотри таблицу 2 ).

Таблица 2

Параметр Распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут)
Прочность бетона (в момент распалубки конструкций), не ниже:
— теплоизоляционного 0,5 МПа
— конструкционно-теплоизоляционного 1,5 МПа
— армированного 3,5 МПа, но не менее 50 % проектной прочности
— предварительно напряженного 14,0 МПа, но не менее 70 % проектной прочности
Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (п. 2.34) 70 % от проектной прочности

Российский нормативный документ ТР 80-98 «Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса» приводит следующие разрешения по распалубки и нагрузки конструкций, таблица 3.

Необходимая прочность бетона для распалубки и нагрузки конструкции:

Таблица 3

Строительные конструкции
свыше 70% 70% и менее
прочность бетона, % от проектной
Боковые щиты опалубки на фундаменте и колоннах, стенах, ригелей и балок допускается при нормальных условиях твердения Снимать через 6 — 72 ч
Несущие щиты опалубки 100 См. ниже
Длина пролета несущих железобетонных плит до 3 м 100 70
Длина пролета несущих железобетонных плит (кроме плит) до 6 м 100 70
Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более 100 80
Конструкции с напрягаемой арматурой 100 80

Примечания:

  1. Следует твердо помнить, что полностью на 100 % загружать конструкцию можно только, когда бетон наберет свою полную проектную прочность.
  2. Снимать боковые щиты ненесущей части опалубки можно при условии, когда разность температур между бетоном и наружным воздухом соответствует следующему условию:
  • Dt = 20 °С для конструкций с М п = 2 – 5;
  • Dt = 30 °С для конструкций с М п больше 5, где М п — модуль поверхности конструкции (отношение суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций в м 2 к ее объему в м 3), м -1 .

Дальнейшие мероприятия по выполнению опалубочных работ и движение работников по железобетонным конструкциям допускается, когда прочность бетона составляет 1,5 МПа и более. (СНиП 3.03.01-87 , п. 2.17). Также, в этом нормативном документе есть указание (п.2.110), что при использовании промежуточных опор (подпорок) для перекрытия пролетов, при частичной или последовательной снятии опалубки, допустимая распалубочная прочность может быть понижена, а это означает большую оборачиваемость опалубки и уменьшения сроков строительства. Более конкретные мероприятия по раннем снятие опалубки должно определятся исходя из конкретных условий строительства и освещаться в ППР.

Некоторые литературные источники указывают следующие значения для распалубки железобетонных конструкций, табл. 4 :

Таблица 4

Вывод №2: исходя из всего выше приведенного и анализируя все таблицы по распалубочной прочности бетона и его нагружении, распалубочная прочность находится в пределах 50…80% от проектной. Тогда:

  1. распалубку конструкции допускается проводить, когда фактическая прочность бетона достигнет 70% от проектной, и в этом случае можно постепенно загружать дальше;
  2. распалубку конструкции допускается проводить, при фактической прочности 50% от проектной, только необходимо установить дополнительные опоры для страховки и исключения прогибов. В этом случае также можно постепенно нагружать конструкцию (ставить опалубку, кладку, и т.д.).
Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?

Как уже выше вспоминалось, при разных условиях (температура, влажность, атмосферные осадки и т.д.) разный бетон набирают прочность по разному. На рис. 2 приведен график скорости набора прочности в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки).

Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°С среднюю распалубочную прочность бетон (70%) приобретает через 32 часа (1,3 сут), а при температуре 30°С – приобретает примерно за 4 сут.

Так как на строительных объектах, в течении суток температура окружающего воздуха колеблется, то берут во внимание среднесуточную температуру, которая летом составляет 18…28°С, а осенью достигает и 5…10°С. При таких температурах бетон будет набирать прочность намного медленнее.

Рис. 1. График скорости набора прочности бетона в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки)

На предприятиях по изготовлению бетона и конструкций из него, должны быть графики набора прочности бетона определенного состава. Для примерного определения прочности конкретного бетона, можно воспользоваться графиками набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2 ) из нормативных документов .

Ниже приведен рост прочности бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха или ТВО, (в % от R 28):

Графики набора прочности (табл. 5-9)

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на портландцементе марки М400 (% от R 28):

Таблица 5

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1/2 1 4 5 12 17 28 38 50
1 3 5 9 12 23 35 45 55 63
2 6 12 19 25 40 55 65 75 80
3 8 18 27 37 50 65 77 85
5 12 28 38 50 65 78 90
7 15 35 48 58 75 87 98
14 20 50 62 72 87 100
28 25 65 77 85 100

Набор прочности бетона класса С30 на портландцементе марки М500 (% от R 28):

Таблица 6

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1 8 12 18 28 40 55 65 70
2 16 22 32 50 63 75 85 90
3 10 22 32 45 60 74 85 92 98
5 16 32 45 58 74 85 96
7 19 40 55 66 82 92 100
14 25 57 70 80 92 100
28 30 70 90 90 100

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на шлакопортландцементе марки М400 (% от R 28):

Таблица 7

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1/2 2 4 7 20 25 32 42
1 3 6 10 16 30 40 50 65
2 3 8 12 18 30 40 60 75 90
3 5 13 18 25 40 55 70 90
5 8 20 27 35 55 65 85
7 10 25 34 43 65 70 92
14 12 35 50 60 80 96 100
28 15 15 65 80 100

Набор прочности бетона класса С40 на портландцементе марки М600 (% от R 28):

Таблица 8

Возраст бетона, сут Температура бетона, °С
0 5 10 20 30 40
1 8 13 21 32 45 59
2 17 25 36 52 65 75
3 23 35 46 62 74 83
7 42 57 68 83 90 98
14 58 73 82 94 100
28 71 83 92 100

Набор прочности бетона с применением противоморозных добавок:

Таблица 9

Противоморозная добавка Вид вяжущего Температура твердения бетона, °С Прочность бетона, % от R 28 при твердении на морозе через число суток
7 14 28 90
1) Нитрит натрия (в водном растворе), Na N O 2 портландцемент -5 25 40 60 100
-10 15 25 35 70
-15 5 10 20 50
2) Нитрит натрия кристаллический, Na N O 2 портландцемент -5 25 40 60 100
-10 15 25 35 70
-15 5 10 20 50
3) Нитродап шлакопортландцемент -5 15 25 45 90
-10 10 15 25 60
-15 5 15 40

Вывод №3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% прочности от проектной за 5…7 суток, а бетон на шлакопортландцементе набирает при тех же самых условиях – за 14 и более суток. Зимой при отрицательных температурах с применением даже противоморозных добавок (табл.9) бетон набирает проектную прочность за 90 суток и больше. Для ускорения времени набора требуемой прочности при зимнем бетонировании необходимо использовать электропрогрев.

Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции. 2. Бетонные работы» (п. 2.15) за бетоном нужен соответствующий уход. Уход за бетоном начинается сразу после укладки его в опалубку и продолжают до момента распалубки. Бетон следует хранить от прямого попадания солнечных лучей и атмосферных осадков, ветра, а также создать тепловлажностные условия для его твердения (накрыть пленкой). Рекомендуется бетон изготовленный на портландцементе в течении 7 суток поливать водой, а на основе малоактивных и шлакопортландцементах поливать не менее 14 суток. При температуре воздуха 15°С рекомендуется поливать бетон через 3 часа в течении первых 3 суток. При средней температуре воздуха от +5 до 0°С полив и смачивания бетона не осуществляется. Полная нагрузка (расчетная) железобетонных конструкций допускается только после того, как бетон будет иметь проектную прочность.

Отдельно хотелось заострить внимание на фундаменте, так как есть некоторые особенности его работы:

  1. Наилучшее время для строительства фундамента является лето (хороший температурный режим).
  2. Нежелательно, подвергать фундамент длительному простою, т.к. замокание котлована, морозное пучение, попеременное замораживание и оттаивание грунтов основания приводит к его разрушению.
  3. Выше перечисленные факторы приводят к неравномерной усадке фундамента.
  4. Если все-таки есть необходимость оставить фундамент зимовать, необходимо его «законсервировать» — закрыть и защитить от атмосферных осадков, исключить замокания и затопление грунта вблизи фундамента (примерно 0,4…0,5 м).
  5. Так как бетон при благоприятных условиях набирает 50…80% от проектной прочности за 7…14 дней, тогда допускается нагружать фундамент через 7…14 суток, с учетом, что полное нагружение (100%) наступит только после 28 суток с момента заливки фундамента.
  6. При использовании ускорителей твердения при нормальной температуре возможно уже нагружать фундамент и через 5 дней.
  7. Фундамент следует нагружать равномерно, чтобы избежать неравномерной осадки основания.

Для более точной подстраховки для контроля прочности фундаментов или других железобетонных конструкций изготавливают серию стандартных образцов-кубов 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые потом испытывают на сжатие.

Литература:

  1. Как построить дом. Как бетон набирает крепость? Время затвердевания бетона, график набора крепости. Режим доступа:
  2. ТР 80-98 Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса. МОСКВА – 1998.
  3. ВСН 20-68 Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве.

Конев Александр Анатольевич

набор прочности бетона по времени, часы, сутки.

Таблица — набор прочности бетона по времени, часы, сутки.

Набор прочности бетона (в часах)

Срок твердения, часы Температура твердения бетона
0°С 5°С 10°С 15°С 20°С 25°С 30°С
прочность бетона на сжатие % от 28-суточной
4 6 7 8 10 12 13 14
8 10 12 13 16 18 20 22
12 13 16 18 21 23 25 27
16 16 19 22 24 27 30 32
20 18 21 24 27 31 33 36
24 20 23 27 30 34 37 39
28 22 25 29 32 37 30 42
32 23 27 31 34 38 42 45
36 24 28 32 36 40 43 47
40 25 29 33 37 42 44 48
44 25 29 34 38 43 46 49
48 26 30 34 39 43 47 50

Набор прочности бетона (в сутках)

Срок твердения, сутки Температура твердения бетона
0°С 5°С 10°С 15°С 20°С 25°С 30°С
прочность бетона на сжатие % от 28-суточной
1 20 23 27 30 34 37 39
2 26 30 34 39 43 47 50
3 30 35 41 45 50 52 56
4 34 40 46 50 55 58 63
5 39 44 51 55 60 63 68
6 42 48 54 59 64 68 72
7 45 52 58 63 68 72 76
10 53 60 67 72 77 82 85
14 60 68 74 81 86 690 95
21 70 76 83 91 97 >100 >100
28 75 83 90 100 >100 >100 >100

Бетон набирает прочность за 28 суток. Сколько времени бетон набирает прочность. Уход за бетоном и температурный режим

Устройство железобетонного монолитного фундамента требует знания и понимания многих важных моментов.

Прежде чем залить смесь в опалубку, непрофессионалу в строительной теме следует подготовиться теоретически.

Имеет немалое значение время разборки опалубки. Как контролировать прочность и когда можно фундамент нагружать?

Как указано в п. 2.5 СНиП 2.03.01-84, для возведения фундаментов следует применять бетон не ниже М-200. Так как БМ-100 используют для устройства подготовки, само тело фундамента чаще всего выполняют из бетона М-200.

На твердость уложенного в опалубку раствора влияют разные факторы, в том числе такие:

  • Правильное соотношение ингредиентов;
  • Температура воздуха;
  • Влажность воздуха;
  • Период времени от приготовления смеси до укладки;
  • Толщина слоя;
  • Соблюдение технологии и пр.

Набор прочности представляет собой химический процесс, требующий оптимальных условий, наиболее важны тепло и влажность. В зависимости от соотношения этих показателей, процесс достижения нормативных прочностных характеристик длится до 28 суток.

Если чрезмерно жарко, то есть температура воздуха выше 25 градусов, то смесь , из нее быстро испарится влага, необходимая для нормального течения реакции твердения, а при температурах ниже +5 градусов процессы замедляются, что отрицательно сказывается на времени застывания.

Оптимальная температура +20 градусов по Цельсию. Уже с первых часов прочность смеси начинает увеличиваться: через 2,5 часа смесь схватится, но твердость еще слишком мала, чтобы бетон держал форму. Интенсивнее всего фундамент набирает прочность в первую неделю, достигая 70% от проектной. Застывание, твердение продолжается до 28 суток.

Контроль схватывания бетона

В условиях выполнения бетонных работ строительными предприятиями контроль качества проводится путем испытания образцов бетона следующими методами:

  • Сжатием специальным оборудованием;
  • Простукиванием массива молотком Кашкарова;
  • Ультразвуковыми приборами (неразрушающий метод).

Для испытания на стационарном станке готовят кубики: из одной порции смеси заливают образцы размером 10×10 см в количестве не менее 3-х, маркируя сами образцы, а также фиксируя на них дату и время.

Кубики передают в специальную строительную лабораторию проводить испытания, где на основании нагрузки, при котором кубики разрушились, выполняют расчеты и выводят прочность бетона, учитывая возраст кубиков. Этот метод считается точным.

Простукивание молотком дает приблизительные результаты и относится к неточным методам. Молотки есть разных видов, а прибор конструкции Кашкарова примечателен тем, что сила удара не отражается на итоговых показаниях прочности. Сам молоток весит 400-800 г.

Прочностные показатели определяют по следам, остающемся на бетоне, в соответствии с таблицей, приведенной в нормативной литературе.

Ультразвуковые приборы основаны на определении скорости прохождения ультразвука через толщу бетона: чем плотнее бетон, тем меньше скорость. Кроме величины прочности, ультразвуковой метод позволяет установить наличие пустот, раковин в массиве фундамента или иного конструктивного элемента.

Специальные методы должны применяться профессионалами с опытом работы в строй. лаборатории, дилетанты не смогут определить точной величины сопротивления материала сжатию, то есть прочности.

В кустарных условиях проверка схватывания производят так: одновременно с укладкой смеси в опалубку заливают отдельно форму произвольного размера (размером в плане 10×10 см), но желательно одинаковой с основным конструктивом высоты.

На 2 день с одной стороны опалубку нужно снять и посмотреть, держит ли бетон форму, насколько он схватился. При необходимости следует спустя сутки убрать опалубку с другой грани образца и проанализировать динамику схватывания. Один из образцов можно попытаться разбить, чтобы убедиться в его твердости.

Важно понимать, что образец меньших размеры, чем массив фундамента, а в небольшом объеме бетон застывает быстрее. Убедившись, что образец схватился, следует дать массиву дополнительное время 2-5 суток, чтобы получить желаемый результат — крепко затвердевший, схватившийся фундамент.

Когда снимать опалубку

Снятие опалубки можно осуществлять при острой необходимости на 3-5 день, но лучше выдержать 7-14 дней.

Хорошо схватившийся, набравший 30-70% прочности бетон сохраняет форму, не дает сколов разбирая опалубку. Распалубка допустима в ранние сроки, если щиты, доски нужны для выполнения работ на другой захватке или на следующем объекте.

В приватном строительстве резонно не спешить и дать смеси набрать нужные показатели прочности, для чего потребуется 2 недели.

Через сколько можно нагружать фундамент

Давать нагрузку на фундамент — значит, выполнять следующий этап возведения здания, в случае с фундаментом это устройство стен:

Такой срок наступает по прошествии 28-30 дней с момента заливки бетона в опалубку.

Этот срок можно сократить, если применить специальные средства — химические добавки, или же технологические приемы, как прогревание в холодное время года, полив водой или укрытие мокрыми матами летом, когда жара.

Если бетон схватывается в естественных условиях лучше не торопиться и снимать опалубку не раньше, чем через одну-две недели, а возводить стены в возрасте не менее 4 недель.

В конструкции фундамента ничего сложного нет, но лучше, когда этим занимаются профессионалы, у которых есть и опыт, и технические средства контроля застывания бетона.

Если все-таки заливка опалубки выполняется своими силами, то распалубку лучше сделать спустя 7-14 дней, а подвергать нагрузке — не раньше, чем через 28 дней с даты заливки.

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

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

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

От чего зависит набор прочности и твердение

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

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

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

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

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

Время твердения,
суток

Тип цемента

Относительная
прочность бетона при различных температурах твердения

20 о С

10 о С

5 о С

0,45

0,42

0,26

0,16

0,37

0,34

0,21

0,12

0,23

0,19

0,11

0,06

0,58

0,58

0,37

0,22

0,52

0,32

0,19

0,38

0,34

0,21

0,12

0,65

0,66

0,43

0,26

0,38

0,23

0,47

0,45

0,28

0,17

0,78

0,82

0,54

0,33

0,75

0,78

0,51

0,31

0,67

0,68

0,44

0,27

0,87

0,92

0,61

0,38

0,85

0,37

0,81

0,85

0,56

0,34

0,93

Которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.

Процесс набора

Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.

Схватывание

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения, б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода, 2 — вода, 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Твердение

Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.

Вместе с тем на этой стадии закономерно изменяется со временем. К примеру, для к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.

Особенности набора прочности

Снижение температурных показателей среды ведет к замедлению твердения. Нулевая отметка на термометре останавливает процесс из-за замерзания воды в камне (снижается качество бетона), а подъем значений снова его возобновляет. Смесь начинает высыхать при недостатке или отсутствии влаги, однако это может замедлить и остановить правильное твердение, что воспрепятствует набору заданного свойства бетоном. А вот автоклавное отвердение смесей значительно ускоряется при повышенных значениях температурно-влажностного режима: 80 – 90 град. и 100% влажности, что ведет к ускоренному росту прочностных показателей. За счет влаги в воздухе может сокращаться интервал набора прочности раствором, который уложен открыто.

Бетоны более высоких марок (состоят из большего количества цемента лучшего качества) твердеют и набирают прочность быстрее, поэтому обрабатывать их следует более оперативно. В интервале с 3-х по 10-е сутки после укладки нормативный набор прочности бетона обеспечивается близкими к идеальным условиями выдержки. В теплую погоду раствор укрывается влагоемкими материалами, через которые камень увлажняется круглосуточно 6 – 7 раз, и перекрывается плотной пленкой.

В солнечную погоду он укрывается от прямых лучей. Зимой бетон может искусственно прогреваться изнутри, утепляться, обогреваться тепловыми генераторами, чтобы предотвратить замерзание воды, и изолируется от осадков. Важным параметром для продолжения работ является нормативно-безопасный срок набора прочностных свойств. Таблица 1 показывает зависимость от и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Нормативно-безопасным сроком созревания бетонов можно считать значение 50%, а безопасным — от 72% до 80% от марочного значения, что, к примеру, важно знать при работах на фундаменте.

От чего зависит набор прочности?

Факторы, которые управляют набором прочностных свойств камня, включают: сколько времени прошло после заливки, температурно-влажностный режим выдерживания, качество (активность) и марку цемента, соотношение воды и цемента в растворе, пропорции компонентов в смеси, технологию перемешивания, способ и скорость укладки, качество и регулярность увлажнения, наличие пластификаторов (добавок-ускорителей твердения) в смеси зимой и пр. Поднятие марки бетона зависит от увеличения доли и более высокой марки цемента в смеси, пропорций компонентов. Марка прямо влияет на набор прочности бетона. Для низких марок критическая прочность имеет большее значение. Таблица 2 отражает данную закономерность.

Поэтому прочностью определяется надежность, долговечность конструкции здания. Камень в холодную погоду приобретает прочность благодаря собственному тепловыделению, но для нормализации графика формирования камня целесообразно применять соответствующие добавки, ускоряющие твердение и снижающие температуру остановки гидратации. С ними смесь набирает марочную прочность уже через 14 суток. Удачным решением также станет изменение составляющих в бетоне. К примеру, глиноземистый цемент набирает прочностные показатели даже в морозы, так как выделяет примерно в 7 раз больше собственного тепла по сравнению портландцементом.

В наборе этого свойства существенную роль играют форма и фракция зерен натуральных наполнителей. Их неправильная форма и повышенная шероховатость обеспечивают лучшие условия сцепления и качество бетона. Известно, что увеличение доли воды в бетонной смеси способно привести к расслоению массы материала. Следствием этого также становится то, что при относительном увеличении доли воды в растворе на 60% от оптимального значения (в/ц = 0,4) происходит недобор прочности на 50% от марочной. Однако при соотношении вода/цемент 1/4 период отвердения (упрочнения) сокращается в два раза.

Чтобы ускорить процесс и минимизировать выдержку бетона, целесообразно применять пескобетоны с низким соотношением вода/цемент. Неуплотненный бетонный раствор имеет шансы вызреть только до 50% от нормативной прочности даже при оптимальном соотношении вода/цемент. Вместе с тем ручное уплотнение способно повысить его прочность на 30 – 40%, а вибротрамбовка повышает прочность до нормативных 95 – 100%.

Выступает прочность. Если ознакомиться с требованиями государственных стандартов, то можно найти информацию о том, что прочность может изменяться в пределах от М50 до 800. Однако одними из самых популярных выступают марки бетона от М100 до 500.

График набора прочности

Раствор бетона в течение определённого времени после заливки будет обретать нужные эксплуатационные свойства. Этот временной интервал называется периодом выдерживания, после него можно осуществлять нанесение защитного слоя. График набора прочности бетона отражает время, в течение которого материал будет достигать наивысшего уровня прочности. Если сохраняются нормальные условия, то на это уйдет 28 дней.

Первые пять суток — это время, в течение которого будет происходить интенсивное твердение. А вот через 7 дней после завершения работ материал достигнет 70% прочности. Дальнейшие строительные работы рекомендуется начинать после достижения стопроцентной прочности, что произойдет через 28 дней. График набора прочности бетона по времени может отличаться для отдельных случаев. Для того чтобы определить сроки, проводятся контрольные испытания над образцами.

Что еще необходимо знать

Если работы по монолитному домостроению осуществляются в теплое время, то для оптимизации процесса выдерживания смеси и обретения ею физических и механических свойств нужно будет выдержать конструкцию в опалубке и оставить дозревать после демонтажа ограждения. График набора прочности бетона в холодное время будет отличаться. Для того чтобы добиться марочной прочности, нужно обеспечить обогревание бетона и гидроизоляцию. Это обусловлено тем, что пониженные температуры способствуют замедлению полимеризации.

Для того чтобы набор прочности произошел как можно быстрее, а выдержка бетона по времени была минимизирована, необходимо добавлять к ингредиентам пескобетоны, у которых водопроцентное соотношение минимально. Если цемент и вода добавляются в пропорции четыре к одному, то сроки будут сокращены в два раза. Для получения такого результата состав должен быть дополнен пластификаторами. Смесь может созревать быстрее, если искусственно повысить ее температуру.

Контроль за набором прочности

Для того чтобы график набора прочности бетона был соблюден, в течение некоторого времени — до недели — необходимо осуществлять мероприятия, обеспечивающие условия для выдержки раствора. Его необходимо обогревать, увлажнять, а также укрывать влаго- и теплоизолирующими материалами.

Для этого довольно часто используются тепловые пушки. Особое внимание специалисты рекомендуют уделять увлажнению поверхности. Через 7 дней после завершения заливки при таких условиях, если температура внешней среды будет изменяться в пределах от 25 до 30 °С, конструкция может нагружаться.

Классификация бетонов

Если в процессе затворения раствора используется цемент и традиционные плотные заполнители, которые позволяют получать тяжелые составы, то данные смеси относятся к маркам М50-М800. Если перед вами то для его приготовления использовались пористые заполнители, позволяющие получать лёгкие составы. Бетон имеет марку в пределах М50-М150, если он является особо легким или легким, а также ячеистым.

Проектная должна быть определена ещё на этапе составления документации по возведению объекта. Эту характеристику дают, основываясь на сопротивлении осевому сжатию в образцах-кубах. В строящихся конструкциях основным является осевое растяжение, марка цемента при этом определяется по нему.

Набор прочности бетона (график набора по времени на растяжение) будет длиться дольше, когда повышается марка по прочности на сжатие. Но в случае с высокопрочными материалами рост сопротивления растяжению замедляется. В зависимости от того, каков состав и область использования смеси, определяется класс и марка по прочности.

Наиболее прочными считаются материалы со следующими марками:

Их применяют в строительстве ответственных конструкций. Когда возводятся сооружения и здания, требующие большой прочности, используется бетон марки М300. А вот при обустройстве стяжки лучше всего использовать состав марки М200. Наиболее крепкими являются цементы, марка которых начинается с М500.

Зависимость набора прочности от температуры

Если вы собираетесь использовать раствор в строительстве, то вам должен быть известен график зависимости набора прочности бетона от температуры. Как было упомянуто выше, схватывание происходит в течение первых нескольких суток после затворения раствора. А вот для завершения первой стадии будет необходимо время, на которое влияет температура внешней среды.

Например, когда столбик термометра удерживается на отметке в 20 °С и выше, на схватывание уходит час. Процесс начинается через 2 часа после того, как смесь будет приготовлена, а завершится через 3 часа. Время и завершение стадии при похолодании сдвинется, для схватывания будет необходимо больше суток. Когда столбик термометра удерживается на нулевой отметке, процесс начинается через 6-10 часов после приготовления раствора, а длится он до 20 часов после заливки.

Важно знать ещё и об уменьшении вязкости. На первой стадии раствор остается подвижным. В этот период на него можно оказывать механическое воздействие, придавая конструкции требуемую форму. Этап схватывания можно продлить, используя механизм тиксотропии, оказывая механическое воздействие на смесь. Перемешивание раствора в бетономешалке обеспечивает продление первой стадии.

Процент прочности бетона от марочной в зависимости от температуры и времени

Начинающих строителей обычно интересует график набора прочности бетона в25 °С. В этом случае всё будет зависеть от марки бетона и срока твердения. Если использовать при замешивании портландцемент марки в пределах до 500, в итоге удастся получить бетон М200-300. Через сутки при указанной температуре его процент прочности на сжатие от марочный составит 23. Через двое, трое суток этот показатель увеличится до 40 и 50% соответственно.

Через 5, 7 и 14 суток процент от марочной прочности будет равен 65, 75 и 90% соответственно. График набора прочности бетона в30 °С несколько изменяется. Через сутки и двое прочность составит 35 и 55% от марочной соответственно. Через трое, пять и семеро суток прочность будет равна 65, 80 и 90% соответственно. Важно помнить, что нормативно-безопасный срок равен 50%, тогда как начинать работы можно лишь тогда, когда прочность бетона достигла отметки в 72% от марочного значения.

Критическая прочность бетона в зависимости от марки: обзор

Сразу после заливки раствор наберет прочность благодаря тепловыделению, а вот после замерзания воды процесс остановится. Если работы предполагается выполнять зимой или осенью, то важно добавлять к раствору противоморозные смеси. После укладки выделяет больше тепла в 7 раз, чем обычный портландцемент. Это указывает на то, что приготовленная на его основе смесь будет набирать прочность и при пониженных температурах.

На скорость процесса оказывает влияние ещё и марка. Чем она ниже, чем выше окажется критическая прочность. График набора прочности бетона, обзор которого представлен в статье, указывает на то, что критическая прочность для бетона марок от М15 до 150 составляет 50%. Для предварительно напряженных конструкций из бетона марки от М200 до 300 это значение составляет 40% от марочной. Бетон марок от М400 до 500 имеет критическую прочность в пределах 30%.

Твердение бетона в перспективе

График набора прочности бетона (СНиП 52-01-2003) не ограничивается месяцем. Для завершения процесса набора прочности может потребоваться несколько лет. Но определить марку бетона можно через 4 недели. Прочность конструкция будет набирать с разной скоростью. Наиболее интенсивно этот процесс протекает в первую неделю. Через 3 месяца прочность увеличится на 20%, после процесс замедляется, но не прекращается. Показатель может увеличиться в два раза через три года, на этот процесс будут влиять:

  • время;
  • влажность;
  • температура;
  • марка бетона.

Довольно часто начинающие строители задаются вопросом о том, в каком ГОСТе график набора прочности бетона можно отыскать. Если вы заглянете в ГОСТ 18105-2010, то более подробно сможете узнать об этом. В этих документах упомянуто, что температура напрямую влияет на длительность процесса. Например, при 40 °С марочное значение достигается уже через неделю. Поэтому зимой работы осуществлять не рекомендуется. Ведь подогревать бетон своими силами проблематично, для этого нужно использовать специальное оборудование и предварительно ознакомиться с технологией. А вот нагревать смесь больше, чем на 90 °С и вовсе недопустимо.

Заключение

Ознакомившись с графиком набора прочности, вы сможете понять, что распалубка осуществляется, когда прочность конструкции превышает 50% от марочного значения. Но если температура внешней среды опустилась ниже 10 °С, то марочное значение не будет достигнуто и через 2 недели. Такие погодные условия предполагают необходимость подогрева заливаемого раствора.

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку — это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс — уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном.
Уход за бетоном — это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности. Основные цели ухода за бетоном:

  • Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;
  • Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
  • Предохранить бетон от перепадов температур;
  • Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
  • Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2.66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки .
По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий.
В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной.
Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня.

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин. При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.
Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном. После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!). Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса. Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).
Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки.
Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре).
Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения


Бетон

Срок
твердения,
суток

Среднесуточная температура бетона, °С

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 — М300 на
портландцементе
М-400, М-500

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до — 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.
Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее — 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при холодной погоде

При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. 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 происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

М400 Д20 32,5 Н (32,5N)

32,5R (быстротвердеющий)

4 2,5N

45 ,5R (быстротвердеющий)

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *


Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

В7,5-В10 (М100)

В12,5-В25 (M150 — М 350)

В30 (М400) и выше

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87
К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  • после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты),
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5 °C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период . Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда-ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов.
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.


Мероприятия по уходу за бетоном

Температура воздуха °C

от -3°C до +5°C

от +5°C до +10°C

от +10°C до +15°C

от +15°C до +25°C

> + 2 5°C

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим материалом

Да при сильном ветре

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C

Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

Рекомендуем также

Сколько времени фундамент набирает прочность. От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона За какое время бетон набирает 70 прочности

Показатель прочности — основная характеристика бетона как конструкционного материала. Одним из его свойств является набор прочности бетона со временем. Только после полного затвердевания можно сделать оценку качества, поскольку показатель достигает максимальных значений.

После укладки в смеси начинают происходить физико-химические процессы по превращению его в прочную основу для строительной конструкции. Как только под их влиянием вода и цемент вступают во взаимодействие, раствор постепенно теряет свою подвижность и изменяет свойства. Формирование новой структуры происходит в течение определенного времени. Вызревание бетона предполагает прохождение раствором двух стадий: начальной — схватывания, и завершающей — затвердевания. Их прохождение дает возможность получить прочностные свойства соответствующие бетону определенного класса и марки.

Во время транспортировки в автобетоносмесителе смесь остается подвижной благодаря постоянному перемешиванию и тиксотропным ее свойствам. Прекращение механического воздействия на раствор после заливки увеличивает его вязкость, и он начинает схватываться. Все выявленные дефекты нужно устранять в начале первой стадии вызревания, она начинается сразу после заливки бетонной смеси и длится недолго.

Время схватывания зависит от температуры воздуха. Постоянная температура +20°С считается идеальным условием для первой стадии застывания раствора, позволяющим ему схватиться за 3 часа. При изменении этого условия длительность схватывания может уменьшиться или увеличиться. Дольше всего эта стадия длится при температурных значениях окружающего воздуха близких к 0 градусов.

Стадия твердения

После окончательного схватывания раствора начинается стадия твердения. На начальном этапе заполнитель, скрепленный кристаллизованными частицами цемента, не обеспечивает требуемую прочность. Но с началом реакции гидратации, твердение становится наиболее динамичным. Бетонная основа за 7 суток становится намного прочнее. За этот небольшой отрезок времени бетон набирает 70 процентов прочности. После происходит замедление этого процесса и еще 25% твердости набираются на протяжении трех недель. Полное затвердевание происходит через несколько лет.

Сколько бетон набирает прочность?

Если марка раствора определяется через 28 дней после заливки, то это и есть ответ на интересующий многих вопрос, за сколько бетон набирает твердость. Но не стоит забывать о некоторых особенностях набора прочности бетона в зависимости от температуры:

  • При низких температурах воздуха значения прочности растут медленнее;
  • При нулевой отметке вовсе не твердеет, поскольку гидратация цемента из-за замерзшей воды становится невозможной, потепление активизирует набор твердости;
  • Влажная среда помогает бетонному основанию становиться прочнее;
  • При пониженной влажности набор замедляется и даже может прекратиться, из-за нехватки воды, которая нужна для гидратации вяжущего.

Зависимость времени набора прочности от температуры

По приведенным в таблице данным видно, что временной показатель затвердевания бетонной основы зависит от марки и температурных условий.

Нужно иметь в виду, что скорость затвердевания раствора – величина непостоянная. На графике хорошо видно, что набранная скорость в первую пятидневку затем начинает постепенно уменьшаться. Временной интервал, в котором происходит ускоренное твердение раствора, принято называть периодом выдерживания. В это время важно обеспечить залитому раствору необходимые температурные и влажностные условия.

Хотя график набора прочности бетона составлен на месяц, данный процесс выходит за рамки этого временного периода (СП 63.13330.2012). Для окончательного затвердевания конструкции могут потребоваться годы.

От чего зависит набор прочности?

Если созданы благоприятные условия, то бетонное основание затвердевает за 28 дней. Но под влиянием некоторых факторов время набора прочности может увеличиваться или наоборот сокращаться. Срок затвердевания бетонного камня зависит от:

  • Постоянства температурных показателей во время вызревания бетона;
  • Уровня влажности;
  • Возможных атмосферных осадков и их интенсивность;
  • Марки цемента;
  • Времени выполнения заливки.

Температура

Если говорить о влиянии температуры окружающей среды на набор прочности бетона, то здесь действует следующее правило: чем холоднее, тем больше времени займет затвердевание бетонного основания. При отрицательной температуре процесс останавливается, из-за чего время окончательного затвердевания увеличивается. Поэтому на севере, где вызревание бетонного камня проходит в условиях низких температур, процесс может длиться годами.

Такой большой срок обусловлен тем, что вода, необходимая для реакции гидратации не может испаряться, поскольку постоянно замерзает. Но при наступлении тепла и повышении температуры воздуха до положительных значений, процесс затвердевания бетонной конструкции возобновляется.

Время

При определении сроков проведения работ по бетонированию основания строительной конструкции пользуются таблицей набора твердости. В ней приведены прочностные показатели, которых достигает бетонный камень через определенный отрезок времени после заливки при разных температурных значениях.

Влажность

Понижение влажности окружающего воздуха в месте бетонирования отрицательно сказывается на процессе твердения бетонного камня. В сухом воздухе испарение воды из раствора происходит намного быстрее, поэтому скорость набора необходимой прочности бетона достаточно высокая. Но ускоренная гидратация цемента недостаточно скрепляет компоненты, и бетонная основа получается непрочной.

Оптимальный показатель влажности 66-70%.

Летом время застывания заливки зависит от влажности основы. При максимальной влажности повышается скорость нарастания твердости.

Цемент и добавки

Использование при замесе раствора портландцемента разных марок приводит к изменению времени его твердения. Поскольку, чем выше марка цемента, тем меньше дней требуется бетону, чтобы набрать марочную прочность. Существенное влияние на скорость застывания смеси оказывает ее состав и характеристики исходных материалов.

Зимой в раствор добавляют противоморозные смеси. Поскольку сразу после заливки он сможет немного затвердеть благодаря тепловыделению, а вот после замерзания воды процесс прекращается.

Летом наоборот лучше замедлить испарение влаги, чтобы защитить конструкцию от преждевременного пересыхания. Это несложно сделать с помощью специальных добавок, которые также улучшат прочностные показатели бетона.

Внимание! Если в составе будут пористые материалы, то испарение влаги будет происходить медленнее.

Для быстрого нарастания твердости бетона и получения качественной конструкции нужно обеспечить надлежащий уход. Причем начинать ухаживать следует сразу после заливки, и продолжать до момента снятия опалубки. Полная нагрузка конструкции возможна только после получения бетоном расчетной прочности.

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

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

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

От чего зависит набор прочности и твердение

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

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

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

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

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

Время твердения,
суток

Тип цемента

Относительная
прочность бетона при различных температурах твердения

20 о С

10 о С

5 о С

0,45

0,42

0,26

0,16

0,37

0,34

0,21

0,12

0,23

0,19

0,11

0,06

0,58

0,58

0,37

0,22

0,52

0,32

0,19

0,38

0,34

0,21

0,12

0,65

0,66

0,43

0,26

0,38

0,23

0,47

0,45

0,28

0,17

0,78

0,82

0,54

0,33

0,75

0,78

0,51

0,31

0,67

0,68

0,44

0,27

0,87

0,92

0,61

0,38

0,85

0,37

0,81

0,85

0,56

0,34

0,93

По присвоенной марке бетона можно понять, на какую наибольшую нагрузку в кгс/см 2 рассчитано то или иное изделие. Конечно, все железобетонные изделия выпускают с производства уже с отпускной прочностью, которая в летний период должна быть не менее 70% от марочной, а зимой — не менее 90%. Поэтому строительные организации могут сразу применять изделие в эксплуатацию.

Но потребителям, которые покупают готовую бетонную смесь для заливки фундамента или хотят самостоятельно ее изготовить, будет интересно узнать, за сколько дней набирает прочность бетон и как этого добиться быстро?

28 дней для марочного контроля

Для марочного контроля технологи применяют период в 28 дней. Первую неделю, при теплой погоде, бетон интенсивно набирает свою прочность, около 70 процентов от фактической. Это происходит за счет взаимодействия цементных зерен и воды, в результате чего образуются гидросиликаты калия. Процесс может затянуться не на один год. Например, у некоторых железобетонных изделий, к которым предъявлялась марка бетона М 200 , через несколько лет прочность достигала бетона марки 400 .

Когда снять опалубку?

Если вы самостоятельно заливаете фундамент, то рекомендуется снимать опалубку фундамента через трое суток, но нагружать бетонную конструкцию лучше через неделю. При зимних условиях рост прочности значительно уменьшается. Если конструкцию не накрыть, то бетон может замерзнуть и вообще не набрать прочность. Для летнего периода также требуется особый уход, то есть постоянное увлажнение и укрытие от прямых солнечных лучей, чтобы не вызвать пересыхание бетонной поверхности.


Тепловлажная обработка ускоряет набор прочности бетона

Через сколько дней наберет прочность бетон, если он подвергается тепловлажностной обработке? Через несколько часов. Если в пропарочной камере температура 80-90 градусов, то конструкция набирает прочность до 60-70 процентов от марочной уже через 12-14 часов. Но в таких условиях бетон быстро теряет воду, и при этом начинает усыхать. Поэтому самый лучший бетон считается тот, что набирал прочность в естественных условиях.

Для скорейшего набора прочности можно использовать специальные добавки для бетона , которые применяют в процессе приготовления смеси. Дозирование производится от количества цемента. С использованием добавок бетон может набрать марочную прочность за две недели. Опять же, если твердение происходит в теплое время года. Для зимы применимы противоморозные добавки , которые поддерживают в бетоне положительную температуру на период схватывания.

При самостоятельной заливке ленточного фундамента можно приблизительно сориентироваться, за сколько дней бетон наберет прочность — за месяц. Поэтому постарайтесь выдержать этот интервал, чтобы в дальнейшем при нагрузке конструкции предотвратить неприятные последствия.

Во время строительства дома приходится пройти этап сооружения железобетонных конструкций. Узнаем все физико-химические процессы, происходящие в бетоне и можно ли на них повлиять.

После завершения монолитных работ наступает достаточно продолжительный этап выдержки и набора железобетонными конструкциями прочности. Мы расскажем, в каком уходе нуждается бетон во время твердения, как его ускорить и какие физико-химические явления сопровождают этот процесс.

Процесс твердения бетона


Химия процесса твердения

Сооружение бетонных конструкций, полностью отвечающих расчётным характеристикам — настоящее искусство, которое невозможно постичь без понимания сложной и непрерывной последовательности преобразований, происходящих в структуре материала. Прообразы строительных вяжущих, отдаленно напоминающих современный цемент, появились ещё во 3–2 тысячелетии до н.э.

Однако состав и соотношение компонентов таких смесей подбирались исключительно экспериментальным путём вплоть до конца XVIII века, когда был запатентован так называемый «романцемент». Это стало первой вехой в научном подходе к развитию строительного бетона.

Химическая природа твердения современного цемента весьма сложна, она включает длинную цепочку перетекающих друг в друга процессов, в ходе которых формируются сначала простейшие химические, а затем всё более прочные физические связи, приводящие к образованию монолитного камнеподобного материала.

Подробно рассматривать эти процессы для человека, неискушённого в химии как науке, нет никакого смысла, гораздо полезнее оценка внешних признаков таких явлений и их практического смысла.

В современном строительстве используется преимущественно портландская цементная смесь, состоящая из обожжённой глины, гипса и известняка, а с точки зрения химии — из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Первичное сырье проходит термическую обработку и тонкое измельчение, после чего компоненты смешиваются в точно определённой пропорции.

Главная цель обработки в процессе производства — разрушить природные химические и физические связи веществ, которые впоследствии восстанавливаются в присутствии воды. Цемент, в отличие от необработанной глины и извести, твердеет вследствие не высыхания, а гидратации, поэтому его намокание после окончательного отверждения не приводит к размягчению и повышению вязкости.


В отличие от атмосферных вяжущих, быстро отвердевающих на воздухе, цемент твердеет практически весь срок эксплуатации бетонных конструкций. Связано это с тем, что в толще застывшего изделия остаются вещества, не успевшие вступить в реакцию с водой.

В действительности при производстве бетонной смеси воду в нее добавляют в количестве, заведомо недостаточном для реагирования всех частиц минерального вяжущего. Связано это с тем, что повышенное содержание воды в бетоне приводит к его расслоению, значительной усадке при твердении и появлении внутренних напряжений.

Тем не менее, остатки минеральных веществ продолжают реагировать, ведь в толще своей бетон имеет ненулевую влажность. Из-за этого его твердение происходит не мгновенно, а в течение продолжительного времени. Из всего срока твердения можно выделить наиболее интенсивный период, который для бетона на портландцементе составляет 28–30 дней.

Если в течение этого времени бетонное изделие находится в соответствующих условиях, оно принимает 100% расчётной прочности. При этом всего за 6–8 дней твердения прочность бетона достигает 60–70% от марочной, а треть расчётной прочности изделие приобретает уже на 2–3 сутки.

Сезонная специфика

Твердение смесей на цементном вяжущем сопровождается двумя процессами — незначительным увеличением объёма и выделением тепла. Из-за этого протекание реакций отверждения может существенно отличаться в зависимости от внешних условий.

Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации.

Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

Выделение тепла может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. Для начала нужно понимать, что нагрев твердеющей бетонной массы наиболее ярко выражен в первые 50 часов после приготовления смеси. Интенсивность нагрева возрастает соразмерно габаритам изделия, ведь из толщи бетона сложнее отводить тепло. Также нужно учесть, что бетон с высоким содержанием цемента будет нагреваться сильнее низкомарочного.

При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру.

Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50–60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо.

Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7–10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

Ускорение схватывания и набора прочности

В зависимости от марки, бетону достаточно 20–30 часов чтобы окончательно принять форму, после чего его можно обильно поливать водой, чтобы сделать процесс набора прочности более интенсивным.

Высокая температура также способствует ускоренному твердению, но только при условии, что нагрев будет однородным по всей толщине отливаемого изделия. Так, на заводах ЖБИ твердение ускоряют, обдавая изделие паром при температуре 70–80 °С, но нужно помнить, что нагрев свыше 90 °С для твердеющего бетона губителен.

Обеспечить максимальную скорость набора прочности можно правильным водоцементным отношением приготовленной смеси, установленным ГОСТ 30515 2013. Также ускорить процесс можно внесением различных добавок: хлорида кальция, сульфата и хлорида натрия, углекислого натрия (соды).

Но нужно помнить, что применение ускорителей схватывания ограничено их предельным содержанием, а также типом бетонной конструкции, маркой бетона и арматуры, типом используемого цемента. Больше ясности в этот вопрос может внести ГОСТ 30459–96.

В заключение следует отметить, что в гражданском строительстве необходимость ускорить твердение бетона возникает крайне редко. Бетон приобретает большую часть марочной прочности достаточно быстро, поэтому в случае заливки перекрытий или армированных поясов продолжать строительные операции можно уже спустя 7–10 дней после выполнения монолитных работ.

Если же речь идёт о фундаменте, то ускорять твердение не имеет практически никакого смысла: основание здания должно пройти усадку в течение года чтобы опорный слой грунта успел стабилизироваться и возможный перекос мог быть устранён корректирующим слоем или в процессе возведения коробки. опубликовано

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку — это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс — уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном.
Уход за бетоном — это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности. Основные цели ухода за бетоном:

  • Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;
  • Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
  • Предохранить бетон от перепадов температур;
  • Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
  • Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2.66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки .
По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий.
В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной.
Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня.

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин. При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.
Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном. После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!). Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса. Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).
Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки.
Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре).
Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения


Бетон

Срок
твердения,
суток

Среднесуточная температура бетона, °С

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 — М300 на
портландцементе
М-400, М-500

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до — 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.
Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее — 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при холодной погоде

При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. 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 происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

М400 Д20 32,5 Н (32,5N)

32,5R (быстротвердеющий)

4 2,5N

45 ,5R (быстротвердеющий)

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *


Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

В7,5-В10 (М100)

В12,5-В25 (M150 — М 350)

В30 (М400) и выше

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87
К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  • после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты),
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5 °C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период . Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда-ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов.
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.


Мероприятия по уходу за бетоном

Температура воздуха °C

от -3°C до +5°C

от +5°C до +10°C

от +10°C до +15°C

от +15°C до +25°C

> + 2 5°C

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим материалом

Да при сильном ветре

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C

Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

Марки и классы бетона: твердение и набор прочности

Наши цены на бетон всех марок >>>

Главные параметры бетонной смеси

Базовые показатели степени качества бетона – это марка или класс бетонной смеси. При покупке продукции на эти параметры следует обратить особое внимание. К второстепенным факторам относят коэффициенты водонепроницаемости, подвижности и морозостойкости. Самое главное – выбрать товар по типу марки или класса: они неизменны в течение всего периода эксплуатации.

А вот прочность бетонной смеси, например, напротив, параметр достаточно изменчивый. Он может варьироваться в течение всего периода терпения, увеличиваясь и нарастая. Так, при соответствующих климатических и погодных условиях прочность наберет расчетный (проектный) показатель только через 28 суток твердения. Вообще процессы твердения бетонной смеси и набора прочности могут идти несколько лет.

Марка бетона определяется в зависимости от количества цемента в общем составе.

Какие диапазоны классов и марок существуют?

Показатель

Диапазоны и пример

марка бетона

Общий диапазон: от М50 до М1000

(например, М200, М400, М450, М500 и т.д.).

Основной диапазон: чаще всего применяют марки от м100 до м500.

класс

Общий диапазон: от В 3,5 до 80

(например, В 10, В 12,5, В 22,5, В 30 и т.д.).

Основной диапазон: в большинстве случаев используют класс от В 7,5 до В 40.

Методы определения основных показателей и контрольные пробы

Выбор и последующая покупка зависят от указанного в проекте типа марки и класса бетонной смеси. Если такой документ отсутствует, следует обратиться за помощью к строителям. Специалисты выдадут соответствующие рекомендации. Однако можно попробовать разобраться в данном деле самостоятельно.

Итак, что обозначают цифры на маркировке? Значения 200, 400 и т.д. (на маркировках м200, м400 и т.д.) – это соотношение предела прочности на сжатие, выраженное в расчете 1 кгс. на 1 кв.см. Показатель указывает среднее значение. Большинство строительных компаний и организаций подобного профиля чаще всего заказывают бетон именно в марках. Однако класс бетона является также довольно часто встречающимся параметром, используемым в современном строительстве. Цифры класса указывают не средний, как цифры марки, а гарантированный показатель прочности.

Как проверить бетонную смесь на соответствие указанным показателям марки и класса?

Для начала во время разгрузки бетона возьмите пробу смеси, отлив два-три кубика размером 15х15х15 см. Чтобы это сделать, достаточно, например, сколотить из дощечек формы такого размера. Кстати, перед взятием пробы полученные ящики следует увлажнить, иначе сухое дерево впитает в себя большое количество влаги (это может негативно повлиять на гидратацию важного компонента – цемента).

Пробу необходимо проверить, прощупав смесь куском арматуры или уплотнив ее ударом молотка по бокам кубиков-ящиков. Отлитую бетонную смесь нужно хранить в течение 28 суток при температуре 20 градусов и влажности 90%.

Затвердевшую смесь по истечению срока необходимо отнести в независимую лабораторию. Специалисты вынесут окончательные вердикт – принадлежит ли данная марка бетона к указанным на маркировке данным. Кстати, 28 дней – срок необязательный. Известно, что основную часть расчетной прочности (70%) бетонная смесь набирает за первые 7 суток.

! Обратите внимание

  • не стоит разбавлять смесь водой в автобетоносмесителе;
  • брать пробу необходимо с самого лотка бетоносмесителя;
  • нужно как можно тщательнее уплотнить бетон штыкованием;
  • хранить кубики с образцами бетонной смеси следует только в соответствующих условиях: оптимальные варианты – прохладный подвал или любое помещение в тени.

Таблица соотношения класса, прочности и марки бетона

Марка бетона

по прочности

на сжатие

Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов бетона по прочности на сжатие

Класс бетона

по прочности на сжатие

Условная марка бетона*, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие

Бетон всех видов, кроме ячеистого

Отличие от марки бетона, %

Ячеистый бетон

Отличие от марки бетона %

М15

В1

14,47

-3,5

М25

В1,5

21,7

-13,2

М25

В2

28,94

15,7

М35

В2,5

32,74

-6,5

36,17

3,3

М50

В3,5

45,84

-8,1

50,64

1,3

М75

В5

65,48

-12,7

72,34

-3,5

М100

В7,5

98,23

-1,8

108,51

8,5

М150

В10

130,97

-12,7

144,68

-3,55

М150

В12,5

163,71

9,1

180,85

М200

В15

196,45

-1,8

217,02

М250

В20

261,93

4,8

М300

В22,5

294,68

-1,8

М300

В25

327,42

9,1

М350

В25

327,42

-6,45

М350

В27,5

360,18

2,9

М400

В30

392,9

-1,8

М450

В35

458,39

1,9

М500

В40

523,87

4,8

М600

В45

589,35

1,8

М700

В50

654,84

-6,45

М700

В55

720,32

2,9

М800

В60

785,81

-1,8

Твердение бетона

В результате процесса взаимодействия воды и цемента общая прочность бетонной смеси возрастает. Такой процесс называют гидратацией цемента. Если в непрочном молодом бетоне вода высыхает или вымерзает, гидратация останавливается. Замерзание, безусловно, очень негативно влияет на эксплуатационные характеристики смеси, ухудшает базовые свойства и снижает показатель прочности. Кстати, молодым бетон называют в течение первых двух-трех недель твердения.

Итак, что делать с потерей влаги? Для положенного твердения и нормальной гидратации необходимо поддерживать оптимальную влагу. Только тогда бетонная смесь будет иметь соответствующие эксплуатационные свойства и характеристики (включая показатель прочности) и прослужит исправно в течение несколько десятков лет.

! Обратите внимание

  • при высоких температурах (в жаркое время года) следует накрыть только что уложенный бетон мокрой мешковиной или пленкой ПВХ;
  • молодые бетонные конструкции (1-5 дневные) нужно периодически поливать водой.

В холодное время хода наблюдается процесс замораживания бетонной смеси. Замерзает здесь не сам бетон, а находящаяся в смеси вода. В данном случае весь процесс взаимодействия воды и цемента – гидратации – затормаживается и останавливается. Об этом можно прочитать в материалах про зимнее бетонирование.

Любопытно, что если всю построенную конструкцию не размоет к весне, процесс гидратации также может расстроиться, когда снег растает. Безусловно, показатели морозостойкости и общей прочности такой бетонной смеси буду существенно ниже показателей при достаточной норме твердения. Разработаны специальные технологии и методики, позволяющие предотвратить негативные последствия. Такие разработки называют методиками раннего замораживания бетонной смеси. С помощью современных технологий и добавления специальных противоморозных добавок бетон твердеет, замерзая, при низких температурных условиях (от -15 до -30 градусов по Цельсию). А весной запускается процесс гидратации воды и цемента.

Какую роль здесь играют противоморозные добавки? Заполнители служат некими стабилизаторами и регуляторами всего процесса гидратации. Например, при температуре заливания бетона в -25 градусов по Цельсию вводятся добавки с расчетом на -10 градусов. Тогда завершается процесс твердения, и бетон замерзает. С помощью добавок бетонная смесь не реагирует на колебания температуры в диапазоне от -5 до +5 градусов, стойко перенося цикличные изменения погодных условий. Бетон не будет замерзать или оттаивать. Однако существует одно ограничение – монолитные конструкции в этот период эксплуатировать нельзя.

Критическая прочность бетона

Этим термином называют допустимый порог показателей прочности. Такой порог – своеобразная грань и для каждой марки он индивидуален. Так, высокие марки обладают более низким процентом критической прочности (в среднем, треть от проектного показателя прочности), а низкие – высоким процентом. Критичные показатели набираются за первые сутки жизни бетонной смеси.

Как бороться с замораживанием бетона?

Способов существует несколько. Перечислим основные, часто используемые и проверенные меры:

  • добавление противоморозных смесей в бетон. Их еще называют ПМД – противоморозные добавки. Такие вещества не позволяют воде замерзнуть, а также увеличивают скорость твердения. Когда-то такие препараты заменялись солями. Однако подобные составы разъедали оболочку арматуры со временем, поэтому их сменили на более щадящие ПМД;
  • электропрогрев бетона. Разработаны специальные электроподогреваемые опалубки, электроды и трансформаторы. Приборы отлично подходят для заливки бетонной смеси в зимнее время года. Однако данный вариант, скорее всего, экономически невыгоден и недоступен частным предприятиям-застройщикам. Оплата услуг монтажа и доставки, аренда, а также оплата электроэнергии (системам необходимо огромное количество кВт в час) формируют конечную стоимость проекта;
  • укрытие конструкции. Авральная мера – укрытие построенной конструкции пленкой. Метод оптимален при температуре в один-два градуса. Однако положительные результаты при данном способе не гарантированы. Весь период гидратации цемента идет параллельно с выделением тепла. Выделяемое тепло можно и нужно сберегать и сохранять. Возможно поставить дизельную или газовую пушки: они будут способствовать задуванию теплого воздуха под специальное укрытие. Важно помнить, что первые дни жизни бетонной смеси – самые ответственные.

Кстати, на предприятиях ЖБК и ЖБИ рассмотренной проблемы не существуют. Все железобетонные материалы (плиты перекрытия, сваи, дорожные плиты и бетонные фундаментные блоки ФБС) проходят специальную обработку. Изделия в течение нескольких часов пропариваются в камерах. После процедуры любая марка бетона может быстро набрать нужную прочность.

особенности, виды, технология и основные показатели

Про бетон.SU / Информация / Строительный бетон

По присвоенной марке бетона можно понять, на какую наибольшую нагрузку в кгс/см 2 рассчитано то или иное изделие. Конечно, все железобетонные изделия выпускают с производства уже с отпускной прочностью, которая в летний период должна быть не менее 70% от марочной, а зимой — не менее 90%. Поэтому строительные организации могут сразу применять изделие в эксплуатацию.

Но потребителям, которые покупают готовую бетонную смесь для заливки фундамента или хотят самостоятельно ее изготовить, будет интересно узнать, за сколько дней набирает прочность бетон и как этого добиться быстро?

28 дней для марочного контроля

Для марочного контроля технологи применяют период в 28 дней. Первую неделю, при теплой погоде, бетон интенсивно набирает свою прочность, около 70 процентов от фактической. Это происходит за счет взаимодействия цементных зерен и воды, в результате чего образуются гидросиликаты калия. Процесс может затянуться не на один год. Например, у некоторых железобетонных изделий, к которым предъявлялась марка бетона М 200, через несколько лет прочность достигала бетона марки 400.

Когда снять опалубку?

Если вы самостоятельно заливаете фундамент, то рекомендуется снимать опалубку фундамента через трое суток, но нагружать бетонную конструкцию лучше через неделю. При зимних условиях рост прочности значительно уменьшается. Если конструкцию не накрыть, то бетон может замерзнуть и вообще не набрать прочность. Для летнего периода также требуется особый уход, то есть постоянное увлажнение и укрытие от прямых солнечных лучей, чтобы не вызвать пересыхание бетонной поверхности.

Тепловлажная обработка ускоряет набор прочности бетона

Через сколько дней наберет прочность бетон, если он подвергается тепловлажностной обработке? Через несколько часов. Если в пропарочной камере температура 80-90 градусов, то конструкция набирает прочность до 60-70 процентов от марочной уже через 12-14 часов. Но в таких условиях бетон быстро теряет воду, и при этом начинает усыхать. Поэтому самый лучший бетон считается тот, что набирал прочность в естественных условиях.

Для скорейшего набора прочности можно использовать специальные добавки для бетона, которые применяют в процессе приготовления смеси. Дозирование производится от количества цемента. С использованием добавок бетон может набрать марочную прочность за две недели. Опять же, если твердение происходит в теплое время года. Для зимы применимы противоморозные добавки, которые поддерживают в бетоне положительную температуру на период схватывания.

При самостоятельной заливке ленточного фундамента можно приблизительно сориентироваться, за сколько дней бетон наберет прочность — за месяц. Поэтому постарайтесь выдержать этот интервал, чтобы в дальнейшем при нагрузке конструкции предотвратить неприятные последствия.

График набора прочности бетона

  1. Этапы твердения раствора
  2. Что влияет на набор максимальной прочности
  3. Ускорение набора прочности

Ключевой этап проведения ремонтно-строительных работ – сушка бетона. Залитый состав отвердевает и набирает прочность несколько недель. Процесс проходит под наблюдением инженеров и требует постоянного контроля.

Специалисты обеспечивают выполнение нормативов и при необходимости вносят коррективы в график. Материал чувствителен к температурным колебаниям и имеет «коэффициент сезонности» – зимой бетонные работы проводят с использованием систем обогрева. Чтобы определить, сколько сохнет бетон, учитывают различные факторы.

Этапы твердения раствора

Бетонные работы – часть любого строительства, от дачно-коттеджного до промышленного и специального. Материал применяют на различных стадиях возведения объектов, для заливки фундамента и несущих конструкций, устройства перекрытий.

Строители успешно используют свойство цементно-песчаной смеси с добавлением щебня – способность принимать форму опалубки. Ценят прочность и долговечность материала, время высыхания которого составляет порядка 28 дней.

В зависимости от условий эксплуатации и качества состава расчетный срок службы объектов достигает 250 лет, а в среднем оценивается в 50-100. Для современного строительства это солидный период – технологии постоянно совершенствуются, появляются новые материалы и конструктивные решения.

Набору прочности по-прежнему уделяют особое внимание и контролируют каждый этап:

  1. Застывание. Происходит в первые часы «жизни» состава. К месту работ раствор доставляют в бетономешалке или подготавливают на месте для максимального сохранения необходимых свойств.

    Время застывания летом при температуре выше 20°С – около часа, в жару – 15-30 минут. При «ноле» – начинается через 6-10 часов после приготовления смеси и растягивается до 20 часов с момента заливки;

  2. Твердение. Основной этап занимает 7-14 дней. За этот период конструкция набирает до 70% расчетного значения, которое зависит от марки бетона;
  3. Контрольное значение по ГОСТ 18105-86. Стандартное время набора прочности – 28 дней. Специалисты сравнивают полученный результат с нормативами специальной таблицы.

    Набор прочности бетона — температура, влажность, гидратация

Имеется прямая зависимость между затвердением раствора в различных условиях и достижением максимального значения.

Что влияет на набор максимальной прочности

Абсолютное большинство бетонных работ выполняют на открытом воздухе.

Погодные условия и температурный график – ключевые параметры, которые определяют, сколько застывает раствор.

В теплое время года созревание смеси и постепенное отвердение происходит естественным образом. Процесс зависит от физико-химических свойств состава и имеет небольшие отличия, связанные с маркой бетона.

В осенне-зимний период набор прочности обеспечивают двумя способами:

  • Противоморозные добавки. Используют для сохранения свойств приготовленного раствора. Специальные вещества не допускают замерзание воды и потерю качества, облегчают заливку конструкции, выравнивание поверхности;
  • Электропрогрев. Выполняется несколькими методами с общей сутью – обеспечение равномерного прогрева толщи бетона в течение периода, необходимого для набора прочности.

При низких температурах применяют провода ПНСВ или «вживляют» в материал электроды, после чего подключают напряжение. Реже используют в качестве нагревательного элемента саму опалубку, покрывают поверхность специальными матами.

Работы требуют соблюдения правил электробезопасности и выполняются по СНиП 3.03.01-87. Если минимальная температура достигает 0°С, а средняя за сутки не превышает 5°С, бетонирование изначально планируют с прогревом залитой конструкции. При необходимости в раствор включают ПМД.

Ускорение набора прочности

Бетонные составы классифицируют в зависимости от показателя прочности на сжатие. Легкие растворы используют для вспомогательных работ или конструкций, которые не испытывают нагрузку.

Базовыми считаются бетоны М-200 – М-400. Составы применяют при сооружении большинства объектов гражданского строительства. Растворы класса выше М-500 предназначаются для специальных объектов и конструкций повышенной прочности.

Базовую скорость отвердения рассчитывают на основе марок М-200 – М-300. Показатели основаны на временном промежутке в четыре недели. На практике необходимый период сокращается при определенных условиях:

  • Использование специальных добавок. Это вспомогательные компоненты, которые подмешивают в раствор при приготовлении. Применение сокращает время полного застывания до 14 дней. Такие работы проводят летом – антиморозные добавки не обладают подобным свойством;
  • Увлажнение.

    При сухой жаркой погоде происходит быстрое испарение воды из высыхающего состава, что отрицательно влияет на график набора прочности и качество конструкции. Постоянное увлажнение способствует созданию условий, при которых достигают оптимальной динамики застывания.

После завершения расчетного периода проводят испытания бетона и контрольные замеры. Если показатели соответствуют нормативам, приступают к следующим этапам работ.

Чтобы строительство завершилось согласно планам, рекомендуется разработать детальную проектную документацию с учетом особенностей конструкции. В календарном графике бетонные работы по возможности планируют в наиболее благоприятный сезон.

Возврат к списку

Бетонирование ленточного и плитного фундамента дома выполняется согласно давно разработанной технологии. На первый взгляд ничего сложного в работе нет, но во время заливки, в процесс и после отверждения монолита возникает немало вопросов, связанных с различными нюансами. Некоторые из них настолько важны, что их несоблюдение вполне может привести к тем или иным разрушениям конструкции. К примеру, сколько времени должно пройти после заливки перед снятием опалубки и как долго нужно выдерживать бетон до начала следующего этапа работ? Среди специалистов можно услышать различные мнения, но правила, все же, существуют.

Чем грозит несвоевременное снятие опалубки

Как известно, для заливки ленточного или плитного фундамента дома используется кашеобразный бетонный раствор. После укладки его в опалубку, начинаются процессы гидратации цемента и постепенного твердения бетона. Для их корректного завершения нужно выделить определенное количество времени, требующегося для того, чтобы фундамент смог выстояться и набрать проектную прочность.

Если опалубка с конструкции будет снята сразу после схватывания цемента, то появится вероятность расползания монолита в разные стороны. Неокрепшее «тело» не только не сможет принимать нагрузки, но и удерживать собственную форму. Особенно это касается массивных фундаментов.

Если демонтаж опалубки с ленточного фундамента будет выполнен после того, как цементный раствор схватится, но перед тем как он наберет определенную прочность, то в конструкции появятся трещины. Для подземной части дома, принимающей на себя и распределяющей на грунт все нагрузки, это грозит расколом и полным разрушением уже в период эксплуатации дома.

Сколько же должен стоять фундамент после заливки? На этот вопрос однозначного ответа не существует. Средний промежуток времени определяется 28 сутками, но в некоторых случаях бывает достаточно и 15-20 дней. В сложных условиях сроки нужно продлевать.

Профессионалы уверяют, что фундамент дома до его загрузки должен выстояться не менее месяца.

Чтобы строение не дало усадку, не перекосилось и не разрушилось, нужно неукоснительно соблюдать выполнение строительных правил и технологии возведения подземной части дома.

Бетон — время схватывания и набора прочности

Фундамент является опорой здания, поэтому не терпит халатности, неумения и отсутствия элементарных знаний.

Сколько времени должен отстаиваться фундамент

Указанные в нормативах сроки, предусмотренные для того, чтобы бетонная конструкция могла выстояться, не всегда соответствуют реальному времени. На них влияют посторонние факторы, такие как:

  • температура окружающей среды;
  • влажностный режим;
  • наличие атмосферных осадков;
  • время года;
  • грунтовые условия;
  • рельеф местности;
  • размеры и тип фундамента – ленточный, плитный, столбчатый;
  • проектная прочность бетона;
  • качество материалов;
  • присутствие грунтовых вод на участке;
  • технология возведения конструкции;
  • наличие добавок;
  • величина расчетных нагрузок.

Кроме вышеперечисленных моментов, могут возникать ситуации, влияющие на период, в течение которого фундамент дома должен будет отстаиваться перед тем, как начнутся дальнейшие работы. В некоторых случаях бетонная конструкция оставляется даже на зиму, чтобы при оттаивании грунта легче было определить дефекты и выправить усадки. При этом монолит надежно укрывают. Примечательно, что ни один норматив не сможет учесть все нюансы, поэтому вопрос о том, сколько же фундамент дома будет отстаиваться, решается в индивидуальном порядке.

При определении сроков следует принимать наиболее худшие условия для площадки. Запас, в этом случае, сыграет положительную роль.



Каким образом выстаивается фундамент дома

Первый раз бетонной конструкции дают выстояться сразу после заливки. Этот период длится до семи дней, в течение которых поверхность поливают водой. Бетон схватывается и начинает отвердевать. Сверху фундамент накрывают полиэтиленовой пленкой, но можно использовать также:

  • промокаемую ткань;
  • опилки;
  • солому.

Полиэтилен перед поливкой приподнимают, а другие материалы смачивают сверху. Они великолепно сохраняют влагу, не давая воде испариться раньше времени. Продолжительность затвердевания монолита зависит от времени года. Примерно через неделю, а в жаркое время года – через 10-14 дней, полив прекращают, но покровный слой оставляют вплоть до 28-30 дней после окончания укладки бетонной смеси в опалубку. Таким образом происходит первичное выстаивание, вполне достаточное для фундаментов, устанавливаемых на основание, заглубленное ниже уровня промерзания грунта.

Но на практике существует и вторичное выстаивание. Оно касается ситуаций, когда на пучинистых грунтах приходится возводить мелкозаглубленные фундаменты. В этом случае отвердевшую бетонную конструкцию оставляют зимовать. С приходом весны подвижки регистрируют, а основание укрепляют путем подсыпки песка или гравия с обязательной послойной трамбовкой.

Специалисты уверяют, что будет лучше, если фундамент простоит без нагрузки целый год. Оказывается, в первый месяц после заливки бетон набирает прочность до 70-75 процентов, а остальные 25-30 процентов – в следующие 11 месяцев. Из этого можно сделать вывод, что если сроки строительства позволяют, то предпочтение следует отдать более длительному временному промежутку. Если же период возведения строения ограничен жесткими рамками, то к монтажу стен дома приступают через 28 суток после заливки фундамента. При благоприятных климатических условиях и использовании в ограждающих конструкциях легких материалов – срок можно сократить до двух недель.

22.08.2016 в 13:08

Устройство железобетонного монолитного фундамента требует знания и понимания многих важных моментов.

Прежде чем залить смесь в опалубку, непрофессионалу в строительной теме следует подготовиться теоретически.

Имеет немалое значение время разборки опалубки. Как контролировать прочность и когда можно фундамент нагружать?

Сколько ждать набора прочности

Как указано в п.

Как бетон набирает прочность и как эти параметры контролировать

2.5 СНиП 2.03.01-84, для возведения фундаментов следует применять бетон не ниже М-200. Так как БМ-100 используют для устройства подготовки, само тело фундамента чаще всего выполняют из бетона М-200.

На твердость уложенного в опалубку раствора влияют разные факторы, в том числе такие:

  • Правильное соотношение ингредиентов;
  • Температура воздуха;
  • Влажность воздуха;
  • Период времени от приготовления смеси до укладки;
  • Толщина слоя;
  • Соблюдение технологии и пр.

Набор прочности представляет собой химический процесс, требующий оптимальных условий, наиболее важны тепло и влажность. В зависимости от соотношения этих показателей, процесс достижения нормативных прочностных характеристик длится до 28 суток.

Если чрезмерно жарко, то есть температура воздуха выше 25 градусов, то смесь будет растрескиваться, из нее быстро испарится влага, необходимая для нормального течения реакции твердения, а при температурах ниже +5 градусов процессы замедляются, что отрицательно сказывается на времени застывания.

Оптимальная температура +20 градусов по Цельсию. Уже с первых часов прочность смеси начинает увеличиваться: через 2,5 часа смесь схватится, но твердость еще слишком мала, чтобы бетон держал форму. Интенсивнее всего фундамент набирает прочность в первую неделю, достигая 70% от проектной. Застывание, твердение продолжается до 28 суток.

Контроль схватывания бетона

В условиях выполнения бетонных работ строительными предприятиями контроль качества проводится путем испытания образцов бетона следующими методами:

  • Сжатием специальным оборудованием;
  • Простукиванием массива молотком Кашкарова;
  • Ультразвуковыми приборами (неразрушающий метод).

Для испытания на стационарном станке готовят кубики: из одной порции смеси заливают образцы размером 10×10 см в количестве не менее 3-х, маркируя сами образцы, а также фиксируя на них дату и время.

Кубики передают в специальную строительную лабораторию проводить испытания, где на основании нагрузки, при котором кубики разрушились, выполняют расчеты и выводят прочность бетона, учитывая возраст кубиков. Этот метод считается точным.

Простукивание молотком дает приблизительные результаты и относится к неточным методам. Молотки есть разных видов, а прибор конструкции Кашкарова примечателен тем, что сила удара не отражается на итоговых показаниях прочности. Сам молоток весит 400-800 г.

Прочностные показатели определяют по следам, остающемся на бетоне, в соответствии с таблицей, приведенной в нормативной литературе.

Ультразвуковые приборы основаны на определении скорости прохождения ультразвука через толщу бетона: чем плотнее бетон, тем меньше скорость. Кроме величины прочности, ультразвуковой метод позволяет установить наличие пустот, раковин в массиве фундамента или иного конструктивного элемента.

Специальные методы должны применяться профессионалами с опытом работы в строй. лаборатории, дилетанты не смогут определить точной величины сопротивления материала сжатию, то есть прочности.

В кустарных условиях проверка схватывания производят так: одновременно с укладкой смеси в опалубку заливают отдельно форму произвольного размера (размером в плане 10×10 см), но желательно одинаковой с основным конструктивом высоты.

На 2 день с одной стороны опалубку нужно снять и посмотреть, держит ли бетон форму, насколько он схватился. При необходимости следует спустя сутки убрать опалубку с другой грани образца и проанализировать динамику схватывания. Один из образцов можно попытаться разбить, чтобы убедиться в его твердости.

Важно понимать, что образец меньших размеры, чем массив фундамента, а в небольшом объеме бетон застывает быстрее. Убедившись, что образец схватился, следует дать массиву дополнительное время 2-5 суток, чтобы получить желаемый результат — крепко затвердевший, схватившийся фундамент.

Когда снимать опалубку

Снятие опалубки можно осуществлять при острой необходимости на 3-5 день, но лучше выдержать 7-14 дней.

Хорошо схватившийся, набравший 30-70% прочности бетон сохраняет форму, не дает сколов разбирая опалубку.

Распалубка допустима в ранние сроки, если щиты, доски нужны для выполнения работ на другой захватке или на следующем объекте.

В приватном строительстве резонно не спешить и дать смеси набрать нужные показатели прочности, для чего потребуется 2 недели.

Через сколько можно нагружать фундамент

Давать нагрузку на фундамент — значит, выполнять следующий этап возведения здания, в случае с фундаментом это устройство стен:

Нагрузка приемлема тогда, когда бетон приобретет 100% проектных прочностных показателей. В этом случае можно не опасаться деформаций, разрушения фундамента, так как конструктив уже в состоянии воспринимать нагрузки от стен, перекрытий, кровли.

Такой срок наступает по прошествии 28-30 дней с момента заливки бетона в опалубку.

Этот срок можно сократить, если применить специальные средства — химические добавки, или же технологические приемы, как прогревание в холодное время года, полив водой или укрытие мокрыми матами летом, когда жара.

Если бетон схватывается в естественных условиях лучше не торопиться и снимать опалубку не раньше, чем через одну-две недели, а возводить стены в возрасте не менее 4 недель.

В конструкции фундамента ничего сложного нет, но лучше, когда этим занимаются профессионалы, у которых есть и опыт, и технические средства контроля застывания бетона.

Если все-таки заливка опалубки выполняется своими силами, то распалубку лучше сделать спустя 7-14 дней, а подвергать нагрузке — не раньше, чем через 28 дней с даты заливки.

Как бетон набирает прочность?

Главной характеристикой бетона является его прочность на сжатие – эта характеристика отражается в его марке. Но марочная прочность достигается не сразу, бетон постепенно набирает прочность в течение четырех недель. Поэтому после заливки бетона необходимо выждать некоторое время.

Набор прочности бетона

Наиболее интенсивно набор прочности происходит в первые 5-7 дней после заливки – за это время он набирает около 70% своей марочной прочности. В дальнейшем его прочность нарастает и достигает марочной после 28 дней созревания. До этого времени не рекомендуется нагружать бетонную конструкцию, т.е. если это фундамент, то ставить на него дом можно только после того, как он наберет свою марочную прочность прочность. Минимальную прочность бетон набирает через 7 суток, после истечения этого срока можно разбирать опалубку.

График набора прочности бетона от времени показан на рисунке:

График созревания бетона при различных температурах.

На графике показана зависимость прочности бетона от времени при различных температурах его созревания: от 30 до 80 градусов. Прочность показана в процентах от марочной. Однако, это теоретические данные, полученные в лабораторный условиях, на практике же выдержать такие условия нереально: температура в течение суток изменяется и совершенно точно она не будет постоянной и равной 30 градусам. Поэтому при самостоятельном строительстве фундамента лучше перестраховаться и дать бетону выстоять месяц, и только потом разбирать опалубку и продолжать строительство.

В качестве вяжущего вещества в бетоне используется цемент, его химическая реакция с водой приводит к появлению твердых каменистых новообразований, которые и связывают между собой частицы наполнителя – щебня и песка. Начальный период этой реакции называется схватыванием, во время которого в бетоне образуются первоначальные связи между частицами наполнителя. Затем происходит набор прочности, когда эти связи упрочняются. Для того, чтобы эта химическая реакция протекала, необходима вода. Но поскольку созревание бетона – процесс длительный, вода, изначально содержащаяся в бетонной смеси успевает испариться. Для того, чтобы этого не происходило поверхность бетонной конструкции накрывают полиэтиленовой пленкой или рубероидом, а так же поливают ее водой. Важно, чтобы бетон высыхал равномерно по всему объему.

В холодное время года вода, содержащаяся в бетонной смеси, может замерзнуть и созревание бетона прекратится. Более того, замерзая, вода увеличится в объеме и станет разрушать бетон изнутри. При температуре ниже 10 градусов набор прочности очень сильно замедляется. Поэтому при заливке бетонной смеси при низких температурах на протяжении всего созревания ее надо подогревать. Само собой, при самостоятельном строительстве такое невозможно (или по крайней мере очень затруднительно), поэтому заливать бетон своими руками нужно летом. Необходима температура для его созревания – 20-25 градусов или выше.

Срок набора прочности бетона можно уменьшить, используя специальные добавки, ускоряющие этот процесс. Такие быстротвердеющие бетоны набирают прочность за две недели, но при самостоятельном строительстве их использование затруднительно, ведь они не только быстрее созревают, но и быстрее схватываются. Это значит, что после приготовления такой быстротвердеющей бетоной смеси времени на ее заливку будет значительно меньше. Еще один способ достичь ускоренного созревания бетона — это повышение температуры: из графика видно, что чем выше температура, тем быстрее идет нарастание прочности. Однако при самостоятельном строительстве создать такие условия нереально.

К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 1)

    Читайте так же:

    Уход за бетоном

    Во время созревания свежеуложенного бетона за ним нужен уход: необходимо обеспечить оптимальную температуру и влажность, чтобы он набрал проектную прочность и не покрылся трещинами при высыхании.

    Бетон для фундамента

    Бетон – это каменный материал, который образуется в результате затвердевания бетонной смеси. Бетонная смесь для заливки монолитного фундамента состоит из смешанных в определенных пропорциях цемента, песка, гравия и воды.

    Заливка фундамента дома: как привильно заливать монолитный фундамент?

    После того, как Вы определились с типом фундамента, местом и глубиной его заложения, провели все земельные работы (вырыли траншею под фундамент, сделали песчано-гравийную подушку), установили опалубку, укрепили ее стенки подпорками, собрали арматурный каркас, установили его в опалубке и надежно его там закрепили, настало время для последнего и самого важного этапа заложения фундамента – его заливки.

    Расчет количества бетона на фундамент

    Исходными данными для расчета количества бетона для заливки фундамента является тип фундамента (плитный, ленточный, столбчатый) и его конфигурация. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент.

    Марка и класс бетона

    Главные характеристики бетона — это его марка и класс прочности. Таблица соотношения между маркой и классом приведена в этой статье.

Дата публикации: 29.10.2010 15:57:26

Твердение бетона

Набор прочности бетона (в часах)

Срок твердения, часы
0°С 5°С 10°С 15°С 20°С 25°С 30°С
4 6 7 8 10 12 13 14
8 10 12 13 16 18 20 22
12 13 16 18 21 23 25 27
16 16 19 22 24 27 30 32
20 18 21 24 27 31 33 36
24 20 23 27 30 34 37 39
28 22 25 29 32 37 30 42
32 23 27 31 34 38 42 45
36 24 28 32 36 40 43 47
40 25 29 33 37 42 44 48
44 25 29 34 38 43 46 49
48 26 30 34 39 43 47 50

Набор прочности бетона (в сутках)

Срок твердения, сутки Температура твердения бетона
0°С 5°С 10°С 15°С 20°С 25°С 30°С
прочность бетона на сжатие % от 28-суточной
1 20 23 27 30 34 37 39
2 26 30 34 39 43 47 50
3 30 35 41 45 50 52 56
4 34 40 46 50 55 58 63
5 39 44 51 55 60 63 68
6 42 48 54 59 64 68 72
7 45 52 58 63 68 72 76
10 53 60 67 72 77 82 85
14 60 68 74 81 86 690 95
21 70 76 83 91 97 >100 >100
28 75 83 90 100 >100 >100 >100

Залитый в опалубку бетон может долго не схватываться и не набирать проектную прочность. Давайте определимся, почему так происходит, как этого избежать и, главное, что делать, если бетон не твердеет.

Характеристики бетона

Бетон – это смесь крупного заполнителя с вяжущим, имеющим способность переходить из жидкой к твердой фазе. В настоящее время существуют разные виды бетонов – асфальтобетоны, полимербетоны и так далее. Однако наибольшее распространение получил бетон, в котором в качестве вяжущего используется портландцемент. Портландцемент – это размолотая в определенной пропорции и обожженная смесь извести и глины, способная при затворении ее водой образовывать твёрдый и прочный искусственный цементный камень.

Портландцемент

Оказалось, что в природе часто встречаются большие залежи минерала, который называется — мергель, состоящий из глины и извести в соотношении, необходимом для изготовления цемента. При производстве цемента в заводских условиях этот минерал обжигают в специальных печах и размельчают до состояния пыли.

Для разных целей выпускаются различные марки цемента. Марка – это характеристика цементного камня после затвердения выдерживать определенную нагрузку при сжатии. При схватывании цемента, смешанного с водой, возникает химическая реакция и превращение жидкого состава в твердый. От количества воды зависит окончательная прочность материала и сроки схватывания (время течения химической реакции).

Марки и классы бетона

Существенным недостатком цементного камня является его усадка, то есть разница в объеме при переходе от жидкой к твердой фазе может составлять до 10%. Неравномерность усадки ведет к появлению, так называемых, усадочных трещин и внутренних напряжений, снижающих прочность. Добавление крупных заполнителей, таких как песок и щебень, позволяет получить бетон, в котором эти недостатки существенно снижены и не оказывают большого влияния на прочность возводимых из него конструкций. Крупный заполнитель также позволяет экономить цемент, стоимость изготовления которого значительно выше добычи песка и щебня.

Прочностные характеристики бетона характеризуются классами (изображение выше), также отражающими прочность бетона на сжатие. По старинке их иногда также именуют марками.

Важно ! Не следует путать класс бетона и марку бетона – это не одно и то же.

Опытным путем были разработаны пропорции воды и цемента, позволяющие получать , даже из цемента одной и той же марки.

Проектную прочность бетон набирает в течение первых 28 суток, затем реакция сильно замедляется, продолжаясь все время существования бетонной конструкции, то есть с течением времени бетон становится все более прочным, и при правильной эксплуатации срок его службы может составлять от 100 и более лет.

Еще один недостаток бетона – его низкая прочность на растяжение или изгиб, которая меньше прочности на сжатие в 15-20 раз. Поэтому французом Монье был придуман способ помещать в растягиваемую зону бетонной конструкции металлический (стальной) каркас, воспринимающий растягиваемые напряжения. Так появился железобетон – самый главный материал, использующийся в строительстве до настоящего времени.

Как избежать проблем с бетоном

Причины плохого схватывания бетона банальны и их рекомендуется старательно избегать, так как сделать это гораздо легче, чем мучиться с последствиями пренебрежения ими. Необходимо ответственно подойти к работам и соблюдать очень простые правила, особенно, если это касается собственного дома или строения.

  1. Перед бетонными работами заказчику необходимо ознакомиться с их основными этапами и технологией, а также свойствами и методикой выбора ингредиентов, то есть – цемента, песка, щебня. Это поможет контролировать процесс выполнения работ и вовремя его приостановить, если что-то пойдет не так, как задумано.
  1. Приглашать для работ нужно только квалифицированных опытных исполнителей, уже имеющих опыт работы с бетоном.
  1. Приобретать материалы следует только у проверенных поставщиков, и проверять наличие сертификатов качества. Лучше иметь с поставщиками заключенные договора с тем, чтобы в случае более позднего обнаружения того, что материалы были некачественные и не соответствовали ГОСТам или техническим условиям, можно было бы потребовать возмещения ущерба или причиненных убытков.

Пример сертификата на соответствие требованиями ГОСТа

  1. При приобретении цемента – самого дорогого и важного материала, нужно проявлять особую тщательность. Следует избегать покупки рассыпного цемента неизвестного происхождения у незнакомых поставщиков, лучше если он будет расфасован в мешки.

Обязательно нужно проверять надписи на мешках и их соответствие сертификатам качества, которые не должны быть ксерокопиями, а иметь настоящие «мокрые» печати.

Хорошо разыскать поблизости от места строительства действующую лабораторию по испытанию строительных материалов. Такие лаборатории обычно имеются при серьезных строительных организациях, заводах железобетонных изделий или строительных ВУЗах. Если передать такой лаборатории небольшое количество цемента из приобретаемой партии (до 0.5 кг), через 2-3 дня специалисты могут точно ответить, есть ли смысл покупать этот цемент и какова его настоящая прочность (марка), также они могут дать рекомендации по пропорциям щебня и песка для приготовления оптимального состава бетона нужного класса.

К сожалению, к поставкам цемента подключилось большое количество мошенников . Обычно они появляются в местах массового индивидуального строительства и осуществляют уличные продажи прямо с автомобилей. Так, например, заявляя, что чем цемент темнее, тем выше его прочность, они, смешивая самый низкосортный цемент с угольной пылью или сажей, пытались выдавать его за высококачественный и продавать по высокой цене.

Подделка легко определяется при смешивании небольшого количества цемента с водой. Если после этого на поверхности воды появляется пленка из плохо впитываемых воду частиц, такой цемент приобретать не рекомендуется.

Самый простой способ определения качества цемента: сжать его в кулаке. Чем меньше материала останется в кулаке, тем лучше. Если почти весь цемент «вытек» через пальцы, значит это отличный продукт. Если же весь цемент остался в руке и превратился в комок, то стоит воздержаться от работы с ним.

Также следует держаться подальше от непроверенных продавцов, заявляющих, что их цемент содержит добавки, увеличивающие прочность и сроки схватывания, скорее всего никаких добавок там нет, а если и есть, то скорее, наоборот, ухудшающие его свойства. Безусловно, различные добавки к бетону существуют, но их использование при приготовлении бетонной смеси должно быть осознанным (точно знать для чего они нужны и когда их следует применять) и строго контролируемым.

Использовать цемент, находившийся зимой в неотапливаемом помещении, категорически не рекомендуется . Активность такого цемента может быть снижена более, чем на 90% и использование его для каких-либо строительных работ бессмысленно. Иногда бывают попытки продать такой цемент. Обычно, мешки с таким мерзлым цементом более тверды и плотны на ощупь, а сам цемент содержит комки, легко разминаемые руками.

Почему не застывает бетон

Несмотря на то, что бетонные работы не представляют большой сложности, а все основные технологические процессы давно уже разработаны и применены на огромном количестве строительных объектов, исчисляющихся по всему миру сотнями тысяч, в процессе бетонирования могут возникать различные непредвиденные ситуации, самая распространенная из которых – отсутствие или замедление схватывания и набора прочности.

Среди причин того, что бетон не твердеет, можно выделить следующие:

  • Использование в растворе слишком большого количества воды;
  • Кладка бетона при температуре ниже +5°С без его прогрева;
  • Смесь замёрзла при сильных морозах;
  • Слишком долгий замес смеси автомобильным миксером;
  • Недоброкачественный цемент или бетон;
  • Несоблюдение или прочие ошибки при замешивании бетона;
  • Использование различных непроверенных или некачественных добавок для бетонной смеси;
  • Плохой уход за бетоном.

Какая бы причина не была, зачастую исправить её довольно непросто. Иногда приходится даже ломать бетон и проводить его укладку заново. Подробнее про решение таких проблем стоит почитать ниже.

Если все же случилось, что работы выполнены, а бетон не схватывается (на второй-третий день он должен уже быть достаточно твердым), в первую очередь следует разобраться в причинах происшедшего.

  1. Исполнители при изготовлении для удобства укладки использовали количество воды на много больше требуемого, тем самым нарушив водоцементное соотношение. Такой бетон так или иначе схватится, но прочность его будет низкой, а также он будет иметь сильную усадку и покрыт сетью трещин.

Для ненагружаемых конструкций это может и не иметь большого значения (дефекты и искривления поверхности могут быть впоследствии скрыты цементно-песчаной штукатуркой). При бетонировании ответственных несущих конструкций, например, фундаментов, такой бетон подлежит разборке, причем трудоемкость разборки будет тем меньше, чем быстрее эта разборка начнется. При использовании арматуры, она может быть очищена и вполне допустимо ее вторичное использование.

В идеале процент воды в бетонной смеси должен составлять около 25-30% для хорошей прочности. Однако такой раствор довольно густой и может не подойти под определённые цели.

  1. Нарушено правило, что бетонные работы не выполняются при минимальной суточной температуре меньше 5 градусов по Цельсию. Срок схватывания такого бетона сильно замедлится, однако при отсутствии отрицательных температур он в течение более длительного, чем 28 суток, периода времени наберет проектную прочность.
  1. Бетонирование в условиях отрицательных температур. Такое бетонирование может осуществляться только в условиях крайней необходимости с использованием специальных добавок, содержащих соли кальция или магния, а также с использованием специальных закрытых тепляков-тентов и воздушных тепловых пушек. Бетонирование без специальных мероприятий в зимнее время недопустимо.

В зимнее время лучше отказаться от бетонирования, либо прибегать к специальному оборудованию и добавкам в бетонный раствор.

  1. Может возникнуть ситуация, когда сразу же после бетонирования, ударил мороз и смесь замерзла. В этом случае любые бетонные работы следует немедленно прекратить, а забетонированную конструкцию, не разбирая опалубки, оставить до наступления теплого времени года.

При оттаивании бетон будет продолжать схватываться, однако его окончательная прочность будет на 10-15% ниже проектной, что следует учесть при возведении вышележащих конструкций, для которых данная конструкция будет служить опорой. Хорошо, если до наступления мороза конструкция была забетонирована полностью, в ином случае при добетонировании следует устроить соединительные закладные детали – штыри, скобы, так как при длительном перерыве в бетонировании отдельные фрагменты изделия не смогут быть связаны между собой надлежащим образом. Возможно такая конструкция потребует дополнительного усиления.

  1. Иногда бывает так, что при доставке бетона автомобильным миксером, оператор по каким-то причинам длительное время не отключает функцию перемешивания смеси (время которой должно быть строго ограничено), что крайне негативно сказывается на начинающейся химической реакции между цементом и водой, в результате чего реакция прекращается, залитая в опалубку смесь не схватывается, а после испарения воды состав легко разбирается руками. Такой бетон подлежит разборке, а работы – переделке. При этом ответственность и возмещение убытков целиком накладывается на поставщика бетона.

  1. Использование недоброкачественного или поддельного цемента. О том, как максимально попытаться избежать такой ситуации уже было написано выше. Бороться с такой проблемой, если материалы уже уложены, практически невозможно, поэтому есть два выхода — ждать и надеяться, что бетон всё-таки затвердеет (только для ненагружаемых конструкций), но при этом помнишь, что долго такой бетон не продержится в любом случае. Либо всё сломать и уложить качественный раствор (если бетонная конструкция − опорная, то это единственный вариант).
  1. Неправильно запроектированная бетонная смесь при самостоятельном изготовлении, несоблюдение пропорций используемых материалов. Такой бетон через длительное время может начать схватываться, однако его прочность будет недостаточна для требуемого дальнейшего использования. Конструкция должна быть подвергнута разборке или усилению, которое может значительно увеличить ее стоимость.

  1. Песок и щебень могут иметь включения минералов, которые при воздействии воды выделяют химические вещества, неблагоприятно влияющие на реакцию схватывания цемента. Эти заполнители для бетона также должны приобретаться у проверенных поставщиков и не содержать вредных химически активных компонентов.
  1. Использование непроверенных разрекламированных, якобы улучшающих добавок, выпускаемых как в сухом, так и в жидком виде. В лучшем случае такие добавки могут быть нейтральны, а в худшем вредны для бетона и влиять на его схватывание. Любители экспериментов всегда могут попробовать предварительно вручную изготовить небольшое количество бетона с такими добавками и посмотреть, что из этого получится.
  1. Отсутствие или недостаточность мероприятий по уходу за бетоном. Если после окончания бетонирования не компенсировать потерю бетоном влаги вследствие естественного испарения (высыхания), нарушается водоцементное соотношение и реакция в наружном слое становится либо крайне замедленной или полностью останавливается.В этом случае в этих местах бетон либо не набирает нужной прочности, либо пересыхает и рассыпается при самом незначительном механическом воздействии. Именно поэтому после бетонирования, конструкции обычно оборачивают паронепроницаемыми пленками – полиэтиленовой или полипропиленовой, покрывают ветошью и в течение 10-14 дней несколько раз в день регулярно поливают водой.

В большинстве случаев проблем со схватыванием бетона удается избежать. Но если не повезло, и Вы столкнулись с такой ситуацией, не предпринимайте ничего сгоряча, но и не затягивайте решение этого вопроса на долгий срок.

Если бетон подлежит разборке – сразу же, не откладывая на потом, приступайте к этим работам. Если бетон в течение длительного периода не набирает нужную проектную прочность – посоветуйтесь со специалистами о возможности дальнейшего использования такой конструкции и о дополнительном усилении ее несущей способности.

Не сожалейте о потерянных средствах и решительно избавьтесь от недоброкачественных строительных материалов без всяких попыток их использования в дальнейшем строительстве. Детально проанализируйте свои действия и действия исполнителей для того, чтобы в будущем не повторять таких ошибок.

Бетон не застывает: причины, что делать, как избежать проблем

После завершения монолитных работ наступает достаточно продолжительный этап выдержки и набора железобетонными конструкциями прочности. Мы расскажем, в каком уходе нуждается бетон во время твердения, как его ускорить и какие физико-химические явления сопровождают этот процесс.

Химия процесса твердения

Сооружение бетонных конструкций, полностью отвечающих расчётным характеристикам — настоящее искусство, которое невозможно постичь без понимания сложной и непрерывной последовательности преобразований, происходящих в структуре материала. Прообразы строительных вяжущих, отдаленно напоминающих современный цемент, появились ещё во 3-2 тысячелетии до н.э. Однако состав и соотношение компонентов таких смесей подбирались исключительно экспериментальным путём вплоть до конца XVIII века, когда был запатентован так называемый «романцемент». Это стало первой вехой в научном подходе к развитию строительного бетона.

Химическая природа твердения современного цемента весьма сложна, она включает длинную цепочку перетекающих друг в друга процессов, в ходе которых формируются сначала простейшие химические, а затем всё более прочные физические связи, приводящие к образованию монолитного камнеподобного материала. Подробно рассматривать эти процессы для человека, неискушённого в химии как науке, нет никакого смысла, гораздо полезнее оценка внешних признаков таких явлений и их практического смысла.

В современном строительстве используется преимущественно портландская цементная смесь, состоящая из обожжённой глины, гипса и известняка, а с точки зрения химии — из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Первичное сырье проходит термическую обработку и тонкое измельчение, после чего компоненты смешиваются в точно определённой пропорции. Главная цель обработки в процессе производства — разрушить природные химические и физические связи веществ, которые впоследствии восстанавливаются в присутствии воды. Цемент, в отличие от необработанной глины и извести, твердеет вследствие не высыхания, а гидратации, поэтому его намокание после окончательного отверждения не приводит к размягчению и повышению вязкости.

Нарастание прочности бетона

В отличие от атмосферных вяжущих, быстро отвердевающих на воздухе, цемент твердеет практически весь срок эксплуатации бетонных конструкций. Связано это с тем, что в толще застывшего изделия остаются вещества, не успевшие вступить в реакцию с водой. В действительности при производстве бетонной смеси воду в нее добавляют в количестве, заведомо недостаточном для реагирования всех частиц минерального вяжущего. Связано это с тем, что повышенное содержание воды в бетоне приводит к его расслоению, значительной усадке при твердении и появлении внутренних напряжений.

Тем не менее, остатки минеральных веществ продолжают реагировать, ведь в толще своей бетон имеет ненулевую влажность. Из-за этого его твердение происходит не мгновенно, а в течение продолжительного времени. Из всего срока твердения можно выделить наиболее интенсивный период, который для бетона на портландцементе составляет 28-30 дней. Если в течение этого времени бетонное изделие находится в соответствующих условиях, оно принимает 100% расчётной прочности. При этом всего за 6-8 дней твердения прочность бетона достигает 60-70% от марочной , а треть расчётной прочности изделие приобретает уже на 2-3 сутки.

Сезонная специфика

Твердение смесей на цементном вяжущем сопровождается двумя процессами — незначительным увеличением объёма и выделением тепла. Из-за этого протекание реакций отверждения может существенно отличаться в зависимости от внешних условий.

Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации. Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

Выделение тепла может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. Для начала нужно понимать, что нагрев твердеющей бетонной массы наиболее ярко выражен в первые 50 часов после приготовления смеси. Интенсивность нагрева возрастает соразмерно габаритам изделия, ведь из толщи бетона сложнее отводить тепло. Также нужно учесть, что бетон с высоким содержанием цемента будет нагреваться сильнее низкомарочного.

При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру. Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50-60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо. Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7-10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

Ускорение схватывания и набора прочности

В зависимости от марки, бетону достаточно 20-30 часов чтобы окончательно принять форму, после чего его можно обильно поливать водой, чтобы сделать процесс набора прочности более интенсивным. Высокая температура также способствует ускоренному твердению, но только при условии, что нагрев будет однородным по всей толщине отливаемого изделия. Так, на заводах ЖБИ твердение ускоряют, обдавая изделие паром при температуре 70-80 °С, но нужно помнить, что нагрев свыше 90 °С для твердеющего бетона губителен.

Обеспечить максимальную скорость набора прочности можно правильным водоцементным отношением приготовленной смеси, установленным ГОСТ 30515 2013. Также ускорить процесс можно внесением различных добавок: хлорида кальция, сульфата и хлорида натрия, углекислого натрия (соды). Но нужно помнить, что применение ускорителей схватывания ограничено их предельным содержанием, а также типом бетонной конструкции, маркой бетона и арматуры, типом используемого цемента. Больше ясности в этот вопрос может внести ГОСТ 30459-96.

В заключение следует отметить, что в гражданском строительстве необходимость ускорить твердение бетона возникает крайне редко. Бетон приобретает большую часть марочной прочности достаточно быстро, поэтому в случае заливки перекрытий или армированных поясов продолжать строительные операции можно уже спустя 7-10 дней после выполнения монолитных работ. Если же речь идёт о фундаменте , то ускорять твердение не имеет практически никакого смысла: основание здания должно пройти усадку в течение года чтобы опорный слой грунта успел стабилизироваться и возможный перекос мог быть устранён корректирующим слоем или в процессе возведения коробки.

В этой статье мы расскажем о том, сколько времени бетон набирает прочность и о том, какие способы контроля этого параметра доступны сегодня.

Тема статьи неслучайна, так как большая часть строительных объектов из года в год возводится с применением бетона. Популярность этого материала не снижается, а напротив увеличивается, несмотря на повсеместное внедрение альтернативных технологий в строительстве объектов различного назначения.

Именно поэтому так актуален вопрос, через какое время бетон набирает прочность и как это влияет на сроки проведения строительных работ?

Средние темпы набора прочности

Перед тем как ответить на вопрос, когда бетон набирает 70 прочности, разберёмся с тем, что означает число 70. По сути, это процентное обозначение марочных параметров. При достижении этого параметра, конструкции и сооружения условно соответствуют требованиям ГОСТа.

Не секрет, что в соответствии с присвоенной маркой бетона определяется не только цена, но и максимальная нагрузка из расчета кгс/см², которая может быть оказана на ЖБИ без ущерба для целостности изделия. Именно поэтому, все промышленные ЖБИ производятся с отпускной прочностью 70% от марочной нормы в летний период и 90% — в зимний период.

Так как все промышленно произведённые ЖБИ по умолчанию соответствуют требованиям ГОСТа, строительные организации могут применять его по назначению сразу же после получения заказанного изделия.

В отличие от строительных организаций, которые заказывают ЖБИ с завода, частные пользователи раствора при заливке опалубки должны иметь четкое представление о том, за какое время бетон набирает прочность.

На фото — работа с бетоном в холодное время года

В среднем, марочный контроль технологи проводят через 28 дней по окончании заливки раствора в опалубку. Можно предположить, что это и есть усреднённый временной показатель, необходимый для набора оптимальных параметров твердости.

При теплой погоде в течение первой недели после укладки происходит интенсивный набор прочности материалом вплоть до условных 70% от марочной нормы. В ходе этого процесса происходит взаимодействие цементных зерен и жидкой среды вплоть до образования гидросиликатов калия.

Важно: Процесс твердения может продолжаться и после набора условных 70% от марочной нормы.
К примеру, некоторые ЖБИ с первоначальной маркой бетона М 200, по прошествии нескольких лет, приобретают прочность, соответствующую материалам с маркой М 400.

Время снимать опалубку

Теперь, когда мы определились с тем, сколько дней набирает прочность бетон, определимся с тем, когда можно приступить к демонтажу опалубки.

  • Если своими руками, но с учетом технологических требований и рекомендаций, то приступать к демонтажу опалубки можно уже через трое суток .
    За это время будут достигнуты оптимальные параметры твердости, при которых возможна резка железобетона алмазными кругами. Но, несмотря на это, нагружать конструкцию можно не раньше, чем через неделю.
  • Если заливка конструкций и сооружений осуществляется в зимнее время, рост прочности существенно замедляется . Поэтому опалубка может быть снята не ранее, чем через неделю. Нагружать конструкции такого типа и проводить алмазное бурение отверстий в бетоне можно не раньше, чем через 2 недели.

Важно: Заливка опалубки в зимнее время должна осуществляться с применением специальных укрывных материалов, так как не укрытый раствор промёрзнет и вообще не наберет требуемую прочность.

Надо понимать, что эта инструкция важна, так как, если произвести демонтаж раньше времени, велика вероятность появления трещин в толще готовой конструкции. Но надо учитывать то, что передерживать опалубку также нежелательно, поскольку она препятствует свободному доступу воздуха, вследствие чего бетон просыхает неравномерно.

Темпы схватывания и способы контроля данных параметров

На фото — фундамент после своевременного демонтажа опалубки

Возвращаясь к тому, за сколько бетон набирает прочность, рассмотрим темпы поэтапного твердения:

  • За первые трое суток после укладки при нормальных температурных условиях материал набирает около 30% от марочной прочности.
  • По прошествии 7-14 суток после укладки при нормальных температурных условиях материал набирает свыше 60% от марочной нормы.
  • За 28 суток по окончании укладки бетон способен набрать 100% от марочной нормы.
  • В течение 90 суток после укладки материал способен набрать до 120% от марочной нормы.
  • Дальнейшее твердение и упрочнение конструкций при доступе влаги также происходит, но интенсивность процесса на порядок ниже.

Сильнее всего темпы твердения цементосодержащих растворов тормозит снижение температуры. В результате похолодания, частицы цемента менее активно взаимодействуют с водой. В итоге химические реакции протекают крайне медленно.

Снижение температуры до минусовых значений вообще останавливают процесс твердения. При последующем повышении температуры окружающей среды материал будет твердеть, но на марочный набор прочности в этом случае рассчитывать не приходится.

На фото — результат пересыхания раствора в процессе схватывания

В то же время, повышение температуры в толще материала позволяет резко ускорить темпы твердения. Но, повышая температуру, следует проследить за тем, чтобы раствор в опалубке не высох раньше положенного времени.

Так, например, при нагреве бетона водяным паром до температуры 80°С, для набора 70% от марочной прочности потребуется не менее 16 часов. Таким образом, выполняется промышленная пропарка при изготовлении свай и ряда других железобетонных изделий.

Важно: Нельзя нагревать бетон больше 90 °С, так как при температуре закипания воды химическая реакция, при которой твердение цементосодержащего раствора становится невозможным.

Еще один момент, на который следует обратить особое внимание — твердение цементосодержащего раствора является экзотермическим процессом, при протекании, которого бетон выделяет тепло. В итоге, увеличивая температуру для более интенсивного набора прочности, вы рискуете пересушить бетон, так как к температуре разогрева добавится тепло высвобожденное в ходе экзотермического процесса.

Вывод

Теперь вы знаете о том, сколько набирает прочность бетон и какие факторы определяют интенсивность протекания этого процесса. В результате, вы сможете проследить за тем, чтобы осуществлялось в рамках технологических рекомендаций.

Больше полезной и познавательной информации вы сможете обнаружить, посмотрев видео в этой статье.

Содержание

Ключевой этап проведения ремонтно-строительных работ – сушка бетона. Залитый состав отвердевает и набирает прочность несколько недель. Процесс проходит под наблюдением инженеров и требует постоянного контроля.

Специалисты обеспечивают выполнение нормативов и при необходимости вносят коррективы в график. Материал чувствителен к температурным колебаниям и имеет «коэффициент сезонности» – зимой бетонные работы проводят с использованием систем обогрева. Чтобы определить, сколько сохнет бетон, учитывают различные факторы.

Этапы твердения раствора

Бетонные работы – часть любого строительства, от дачно-коттеджного до промышленного и специального. Материал применяют на различных стадиях возведения объектов, для заливки фундамента и несущих конструкций, устройства перекрытий.

Строители успешно используют свойство цементно-песчаной смеси с добавлением щебня – способность принимать форму опалубки. Ценят прочность и долговечность материала, время высыхания которого составляет порядка 28 дней.

В зависимости от условий эксплуатации и качества состава расчетный срок службы объектов достигает 250 лет, а в среднем оценивается в 50-100. Для современного строительства это солидный период – технологии постоянно совершенствуются, появляются новые материалы и конструктивные решения.

Набору прочности по-прежнему уделяют особое внимание и контролируют каждый этап:

  1. Застывание. Происходит в первые часы «жизни» состава. К месту работ раствор доставляют в бетономешалке или подготавливают на месте для максимального сохранения необходимых свойств. Время застывания летом при температуре выше 20°С – около часа, в жару – 15-30 минут. При «ноле» – начинается через 6-10 часов после приготовления смеси и растягивается до 20 часов с момента заливки;
  2. Твердение. Основной этап занимает 7-14 дней. За этот период конструкция набирает до 70% расчетного значения, которое зависит от марки бетона;
  3. Контрольное значение по ГОСТ 18105-86. Стандартное время набора прочности – 28 дней. Специалисты сравнивают полученный результат с нормативами специальной таблицы.

Имеется прямая зависимость между затвердением раствора в различных условиях и достижением максимального значения.

Что влияет на набор максимальной прочности

Абсолютное большинство бетонных работ выполняют на открытом воздухе. Погодные условия и температурный график – ключевые параметры, которые определяют, сколько застывает раствор.


В теплое время года созревание смеси и постепенное отвердение происходит естественным образом. Процесс зависит от физико-химических свойств состава и имеет небольшие отличия, связанные с маркой бетона.

В осенне-зимний период набор прочности обеспечивают двумя способами:

  • Противоморозные добавки. Используют для сохранения свойств приготовленного раствора. Специальные вещества не допускают замерзание воды и потерю качества, облегчают заливку конструкции, выравнивание поверхности;
  • Электропрогрев. Выполняется несколькими методами с общей сутью – обеспечение равномерного прогрева толщи бетона в течение периода, необходимого для набора прочности.

При низких температурах применяют провода ПНСВ или «вживляют» в материал электроды, после чего подключают напряжение. Реже используют в качестве нагревательного элемента саму опалубку, покрывают поверхность специальными матами.

Работы требуют соблюдения правил электробезопасности и выполняются по СНиП 3.03.01-87. Если минимальная температура достигает 0°С, а средняя за сутки не превышает 5°С, бетонирование изначально планируют с прогревом залитой конструкции. При необходимости в раствор включают ПМД.

Ускорение набора прочности

Бетонные составы классифицируют в зависимости от показателя прочности на сжатие. Легкие растворы используют для вспомогательных работ или конструкций, которые не испытывают нагрузку.

Базовыми считаются бетоны М-200 – М-400. Составы применяют при сооружении большинства объектов гражданского строительства. Растворы класса выше М-500 предназначаются для специальных объектов и конструкций повышенной прочности.

Базовую скорость отвердения рассчитывают на основе марок М-200 – М-300. Показатели основаны на временном промежутке в четыре недели. На практике необходимый период сокращается при определенных условиях:

  • Использование специальных добавок. Это вспомогательные компоненты, которые подмешивают в раствор при приготовлении. Применение сокращает время полного застывания до 14 дней. Такие работы проводят летом – антиморозные добавки не обладают подобным свойством;
  • Увлажнение. При сухой жаркой погоде происходит быстрое испарение воды из высыхающего состава, что отрицательно влияет на график набора прочности и качество конструкции. Постоянное увлажнение способствует созданию условий, при которых достигают оптимальной динамики застывания.

После завершения расчетного периода проводят испытания бетона и контрольные замеры. Если показатели соответствуют нормативам, приступают к следующим этапам работ.

Чтобы строительство завершилось согласно планам, рекомендуется разработать детальную проектную документацию с учетом особенностей конструкции. В календарном графике бетонные работы по возможности планируют в наиболее благоприятный сезон.

Главная » Канализация » Что делать если бетон не набирает прочность. График набора прочности бетона: особенности, виды, технология и основные показатели

маркировка, таблица на сжатие по классам в мпа, уход зимой и летом

Бетон — недорогой и универсальный материал, который подойдет для строительства загородного дома, бани или гаража. Его не нужно дополнительно обрабатывать в отличие от дерева или железа. Грунтовые воды, высокая влажность и агрессивная среда не страшны ему, если выбрать подходящую марку.

Оглавление:

  1. От чего зависит прочность?
  2. Классы и марки бетона
  3. Уход летом и зимой
  4. Исследование готовых конструкций

Важнейшая характеристика этого материала — прочность. Она определяет сферу его применения. Если выбрать низкую марку, сооружение разрушится раньше срока. При несоблюдении технологии работ даже высокий показатель не станет гарантией надежности. Прочность на сжатие — это давление, которое он способен выдержать, не разрушаясь. Его измеряют в мегапаскалях (мПа). Класс (B) — это результаты таких испытаний. Бетон отличается от марки только тем, что выражает значение гарантированной прочности на сжатие. Это значит, что в 95 % случаев он выдерживает максимальное давление.

Что влияет на показатель?

1. Соотношение воды и цемента.

Цемент способен впитывать определенное количество жидкости. Поэтому, если воды слишком много, то во время застывания она высыхает, создавая свободное пространство между наполнителями, что ухудшает прочность материала. Если жидкости добавить мало, то клеящие свойства цемента не активируются полностью.

2. Качество и марка цемента.

Этот ингредиент служит клеем для песка и щебня. Чтобы изготовить самые используемые в строительстве классы, применяют портландцемент М300-М500. Пропорции зависят от марки. Кроме того, если его хранить неправильно и долго, то качество упадет. Например, М500 за 2 месяца станет М400 даже на складе с хорошими условиями.

3. Транспортировка и бетонирование.

После приготовления смесь необходимо постоянно перемешивать, иначе она быстро потеряет свои свойства. Работать с бетоном без пластификаторов сложно уже через 2-3 часа, а добавки способны продлить этот период еще на несколько часов. Процесс твердения медленно начинается сразу после того, как раствор развели, поэтому обязательно использовать специальный транспорт и бетоносмеситель для его заливки в фундамент и другие крупные конструкции.

4. Условия набора прочности.

Необходимо создать все условия, чтобы добиться заявленной марки. Дальше в тексте будет раздел, посвященный этому вопросу.

5. Щебень.

Некоторые строители творчески подходят к выбору наполнителей для бетонной смеси, применяя все подручные материалы. Такой прием приведет к значительному снижению прочности на сжатие, а в результате ваша постройка не будет надежной. Для фундамента подойдет мелкий щебень 5-20 мм, для крыльца или других конструкций с небольшими нагрузками его размеры могут доходить до 35-40 мм. Иногда два вида щебня смешивают, чтобы они равномерно заполняли все пространство.

Щебень бывает гравийным и гранитным. Второй прочнее, поэтому его используют для изготовления высоких классов, предназначенных для больших нагрузок. Бетон на гравии применяют для строительства небольших домов.

6. Песок.

Качественный раствор делают на основе песка с фракциями 1,3-3,5 мм. В песке из карьера много глины и мелких камней, а частицы имеют неоднородный размер. Этот наполнитель должен быть вымыт и просеян. Речной песок намного лучше, так как он чистый и более однородный.

Маркировка

Эта характеристика обозначает усредненный предел прочности на сжатие бетона. Ее выражают в кгс/кв.см. Для строителя марка и класс — это одно и то же. Но в проектах домов и нормативной документации используют классы, а продают бетон по маркам.

Таблица соответствия популярных классов и марок:

МаркаКласс (число после буквы «B» — прочность в мПа)
М150B10
М200B15
М250B20
М300B22,5
М350B25

Приступать к дальнейшим строительным работам после заливки можно только через неделю. Бетон набирает прочность на сжатие в течение всего срока службы, чем старше здание, тем оно прочнее. Он достигает марочной прочности через 28 дней. Чтобы ваш дом простоял долго, важно создать материалу наилучшие условия.

Многие думают, что бетонный раствор начинает твердеть через какое-то время после разведения. Это не так, процесс затвердевания начинается сразу же: цемент постепенно склеивает все составные элементы. Поэтому важно постоянно перемешивать смесь во время бетонирования. Работы должны быть закончены максимально быстро.

Особенности ухода в разное время года

1. Летом.

Портландцементу необходима влажная среда для качественного склеивания наполнителей, поэтому в сухую погоду поверхность нужно ежедневно поливать небольшим количеством воды. Прямое солнце вредно для только что залитой бетонной смеси, лучше создать над ним тень.

2. Зимой.

Если температура воздуха падает ниже нуля, набор прочности останавливается, так как вода замерзает, но есть методы, решающие эту проблему. Важно, чтобы бетон набрал хотя бы часть заявленного параметра. Например марки М200-М300 могут подвергаться охлаждению, когда достигнут 40 % своей прочности, то есть как минимум 10 мПа. Противоморозные добавки. Использование специальных солей популярно в частном строительстве, но их нельзя добавлять слишком много, так как прочность бетона при этом понижается.

  • Электрический обогрев. Самый надежный способ, но в России даже крупные застройщики редко используют его, так как это очень дорого.
  • Укрытие утеплителями и ПВХ пленкой. Бетон выделяет много тепла, когда твердеет. При нулевой температуре такой метод не даст воде замерзнуть, но от сильных морозов он не спасет.

Главный враг прочности бетона — резкие колебания температур. Если он оттаивает и замерзает несколько раз в первые дни после заливки, его прочность может снизиться в разы.

3. Бетон и дождь.

Через несколько часов после заливки дождь не причинит особого вреда. Но если перед бетонированием стоит пасмурная погода и есть вероятность осадков, рекомендуется соорудить навес или подготовить пленку. Второй вариант замедлит процесс твердения, так как цементу необходим воздух. Небольшая морось не причинит бетону сильного вреда, хотя его поверхность уже не будет гладкой. Но ливень может стать серьезной проблемой.

4. График набора прочности в зависимости от температуры.

Числа в таблице — процент от заявленной прочности на день, указанный в первом столбике. Это средние показатели для марок М300-М400, сделанных на основе портландцемента М400-М500. Наиболее подходящая температура для затвердевания варьируется от +15 до +20 градусов.

Сутки

Температура воздуха

0+5+10+20+30
159122335
21219254055
31827375065
52838506580
73548587590
1450627290100
28657785100

По правилам специалисты проводят процедуру определения прочности на нескольких образцах с каждой партии. Бетон заливают в квадратную форму с размером ребра 100-300 мм, оставляют эту конструкцию на 28 дней при температуре +20, в стопроцентной влажности. Как уже было сказано, в течение этого времени происходит набор прочности бетона. Затем инженеры ставят куб под гидравлический пресс и давят на него, пока бетон не начнет разрушаться. После они вычисляют прочность в мПа. Если вы интересуетесь подробностями процедуры, посмотрите ГОСТ 10180-2012, где перечислены все необходимые условия.

Способы определения прочности

В современных лабораториях используют и другие методы, но для точного определения прочности на сжатие их применяют в комплексе. Некоторые приборы позволяют проводить исследования уже готовых конструкций.

Наиболее популярные из них:

1. Метод скалывания ребра. Измеряется сила усилия, необходимая для его скола.

2. Ударный импульс. Регистрируется энергия удара.

3. Пластическая деформация. Замеряется отпечаток воздействия на бетон.

4. Ультразвуковой способ. Единственный, который позволяет приблизительно определить прочность, не повреждая материал. Но его применяют только для бетона не более 40 мПа. Впрочем, такие высокие марки почти не используются в строительстве домов.

Точно определить марку самостоятельно невозможно, хотя при сильном нарушении технологии производства цвет становится почти белым, а поверхность легко царапается. Чтобы узнать прочность бетона на сжатие, вы можете принести образец в независимую лабораторию. Для этого сколотите деревянную форму, тщательно утрамбуйте смесь и храните в максимально приближенных к идеальным условиях.

Изменение прочности бетона на сжатие во времени

🕑 Время чтения: 1 минута

Возраст бетонных конструкций во многом зависит от их прочности и долговечности. Понимание зависимости прочности бетона от времени помогает узнать эффект нагрузки в более позднем возрасте. В этом разделе объясняется различное влияние на прочность бетона с возрастом.

Изменение прочности бетона во времени Согласно исследованиям и исследованиям, прочность бетона на сжатие будет увеличиваться с возрастом.Большинство исследований проводилось для изучения прочности бетона на 28-е сутки. Но на самом деле сила на 28-й день меньше по сравнению с долгосрочной силой, которую он может набрать с возрастом. Изменение прочности бетона с возрастом можно изучать разными методами. На рисунке 1 ниже показано изменение прочности бетона в сухом и влажном состоянии. Этот график основан на исследовании, проведенном Байкофом и Сиглофом (1976). Они обнаружили, что в сухих условиях через 1 год прочность бетона не увеличивается, как показано на рисунке 1.С другой стороны, прочность образцов, хранящихся во влажной среде (при 15 ° C), значительно увеличивается.

Рис.1: Изменение прочности бетона во времени

Рис. 2: Изменение прочности бетона на сжатие со временем (Washa and Wendt (1989))

Скорость увеличения силы с течением времени Процесс постоянного увлажнения повысит прочность бетона. Если условия окружающей среды, которым подвергается бетон, способствуют гидратации, прочность с возрастом постоянно увеличивается.Но эта скорость гидратации высока на ранних стадиях и задерживается позже. Таким образом, прочность на сжатие, полученная бетоном, измеряется на 28-й день, после чего показатель прочности снижается. Прочность на сжатие, полученная в более позднем возрасте, проверяется неразрушающими испытаниями. Подробнее: Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней? В таблице 1 ниже показан темп набора силы с первого по 28 день. Таблица 1: Прочность бетона с возрастом
Возраст Прирост силы (%)
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%
Правильные условия отверждения помогут предотвратить утечку влаги, которая облегчит реакции набора прочности.На рисунке 3 ниже показано изменение прочности на сжатие с возрастом для различных условий отверждения.

Рис.3. Прочность на сжатие в зависимости от возраста для различных сред отверждения (Мамлук и Заневски)

Факторы, влияющие на длительную прочность бетона на сжатие Достижение прочности бетона на сжатие в долгосрочной перспективе отличается от набора прочности в раннем возрасте. На долговременную прочность бетона на сжатие влияют следующие факторы:

1.Соотношение вода-цемент Адекватное водоцементное соотношение необходимо для прохождения реакций гидратации в более позднем возрасте. Реакции гидратации улучшают прочность бетона на сжатие. Недостаточное содержание воды приведет к образованию огромного количества пор до 28 дней, что со временем увеличит вероятность сползания и усадки. Это отрицательно скажется на прочности бетона на сжатие. Также читайте: Технологичность бетона — типы и влияние на прочность бетона

2.Условия отверждения Правильные условия отверждения — это своего рода подготовка бетона перед его эксплуатацией. Степень отверждения бетона определяется в зависимости от предполагаемых условий воздействия на конструкции. Правильно затвердевший и качественный бетон не подвержен старению в экстремальных условиях. Следовательно, эффективное отверждение улучшает сжимаемость бетона. Также читайте: Отверждение цементного бетона — время и продолжительность

3. Температура Исследования показали, что высокая температура ускоряет реакцию гидратации, но получаемые продукты не будут однородными или хорошего качества.В результате могут остаться поры, влияющие на прочность бетона.

4. Условия окружающей среды Бетонная конструкция с возрастом подвергается воздействию таких условий окружающей среды, как дождь, замерзание и таяние, химические воздействия и т. Д. Непроницаемый бетон может подвергаться проникновению влаги, частому замерзанию и оттаиванию, что приводит к образованию трещин в бетоне. Химические воздействия могут вызвать коррозию арматуры, что снизит предел текучести арматуры. Все это может повлиять на прочность бетона.

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

🕑 Время считывания: 1 минута.

Прочность бетона обычно проверяется через 28 дней как прочность бетонного куба или прочность бетонного цилиндра. Обсуждается причина испытания бетона на прочность через 28 дней.

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней? Бетон со временем набирает прочность после заливки. Чтобы бетон набрал 100% прочность, требуется много времени, и время для этого пока неизвестно.Скорость набора прочности бетона на сжатие увеличивается в течение первых 28 дней заливки, а затем замедляется. В таблице ниже показана прочность на сжатие, полученная бетоном через 1, 3, 7, 14 и 28 дней в зависимости от марки используемого нами бетона.
Возраст Прочность в процентах
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%
Из приведенной выше таблицы мы видим, что бетон набирает 16% прочности за один день, 40% за 3 дня, 65% за 7 дней, 90% за 14 дней и 99% прочности за 28 дней.Таким образом, очевидно, что бетон быстро набирает прочность в первые дни после заливки, то есть на 90% всего за 14 дней. Когда его прочность достигла 99% за 28 дней, бетон продолжает набирать прочность после этого периода, но эта скорость увеличения прочности на сжатие очень меньше по сравнению с 28 днями. После 14 дней заливки бетона бетон набирает только 9% в следующие 14 дней. Итак, скорость набора силы снижается. У нас нет четкого представления о том, когда бетон набирает прочность, 1 год или 2 года, но предполагается, что бетон может набрать свою окончательную прочность через 1 год.Итак, поскольку прочность бетона составляет 99% через 28 дней, она почти близка к его конечной прочности, поэтому мы полагаемся на результаты испытания прочности на сжатие через 28 дней и используем эту прочность в качестве основы для нашего проектирования и оценки. Хотя есть также некоторые экспресс-методы испытаний бетона на сжатие, которые показывают связь между методами экспресс-испытаний и 28-дневной прочностью. Этот экспресс-тест проводится там, где время на строительство ограничено, и необходимо знать прочность конструктивного элемента для выполнения дальнейших строительных работ. Подробнее: Бетон — определение, марки, компоненты, производство, конструкция и изделия Прочность бетонных кубов на сжатие Планирование испытаний бетона на прочность, долговечность и повреждения на месте

Скорость набора прочности бетона

Сила можно определить как способность сопротивляться изменениям. Одно из самых ценных свойств бетона — его прочность.Прочность — самый важный параметр, который дает представление об общем качестве бетона. Прочность бетона обычно напрямую связана с цементным тестом. Многие факторы влияют на скорость увеличения прочности бетона после смешивания. Прежде чем перейти к факторам, влияющим на увеличение прочности бетона, важно иметь представление об этих терминологиях:

Закалка — это процесс роста прочности. Это часто путают с «настройкой», но настройка и закрепление — это не одно и то же.

Параметр — это укрепление бетона после его укладки. Отверждение может продолжаться в течение недель или месяцев после того, как бетон был замешан и уложен.

Факторы, влияющие на прирост прочности и скорость набора прочности бетона

Пористость бетона

Пустоты в бетоне можно заполнять воздухом или водой. Вообще говоря, чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси, известное как соотношение воды и цемента.

Соотношение вода / цемент

Это определяется как масса воды, деленная на массу цемента в смеси. Отношение вода / цемент может быть сокращено до «водоцементного отношения» или просто «вод / цемент». В смесях, в которых соотношение воды к воде превышает примерно 0,4, весь цемент может реагировать с водой с образованием продуктов гидратации цемента. При более высоких соотношениях w / c следует, что пространство, занятое дополнительной водой выше w / c = 0,4, останется как поровое пространство, заполненное водой или воздухом, если бетон высохнет.

Следовательно, по мере увеличения соотношения вода / цемент пористость цементного теста в бетоне также увеличивается. По мере увеличения пористости прочность бетона на сжатие будет уменьшаться.

Прочность агрегата

Если заполнитель в бетоне слабый, бетон также будет слабым. Камни с низкой прочностью, такие как мел, явно непригодны для использования в качестве заполнителя.

Связка агрегатной пасты

Плотность связи между пастой и заполнителем имеет решающее значение.Если нет связи, заполнитель фактически представляет собой пустоту, а пустоты являются источником слабости в бетоне.

Параметры, связанные с цементом

Многие параметры, относящиеся к составу компонентов цемента и их пропорциям в цементе, могут влиять на скорость увеличения прочности и конечную достигаемую прочность. К ним относятся:

  1. Содержание алита (трехкальциевые силикаты) и белита (двухкальциевые силикаты)
  2. Реакционная способность алита и белита
  3. Содержание сульфатов

Алит — наиболее реактивный цементный минерал, который значительно увеличивает прочность бетона.Больше Alite должно дать лучшие ранние силы («ранний» означает примерно до 7 дней).

Сульфат в цементе, как сульфат клинкера, так и добавленный гипс, замедляет фазу гидратации. Если сульфата недостаточно, может произойти мгновенное схватывание (быстрое затвердевание свежеприготовленного цементного теста с заметным тепловыделением). с другой стороны, слишком высокое содержание сульфатов может вызвать ложное схватывание (быстрое затвердевание свежесмешанного цементного теста с минимальным тепловыделением)

Некоторые физические параметры цемента также играют роль в повышении прочности бетона, например, Площадь поверхности цемента и гранулометрический состав .

Тонкость частиц часто выражается через общую площадь поверхности частиц. Более мелкий — цемент; больше будет скорость его гидратации. Гранулометрический состав также является очень важным фактором увеличения прочности бетона. Цемент с очень мелкозернистым гипсом и частицами клинкера замедляет гидратацию.

Испытания для определения увеличения прочности и коэффициента увеличения прочности бетона

В практике бетона прочность бетона характеризуется значением 28 дней, а некоторые другие свойства также связаны с прочностью в течение 28 дней.По истечении 28 дней обычно проводятся различные испытания для определения прироста прочности бетона. Это как под:

для увеличения силы:

Испытание на прочность при сжатии
  1. Тест цилиндра
  2. Куб тест
    Испытание на разрыв
    Испытание на разделенный цилиндр
    Испытание на прочность при изгибе
    1. Испытание на двухточечную нагрузку
    2. Испытание на трехточечную нагрузку

    Скорость прироста прочности бетона:

    Для определения скорости набора прочности бетона необходимо выбрать период короче 28 дней, так как 28 дней считается эталонным временем.В конкретной практике принято, что через 28 дней бетон обычно набирает большую часть своей прочности. Прочность, определенную на ранней стадии, например, после 7-го дня укладки бетона, можно сравнить с прочностью, определенной через 28 дней, что считается эталонным временем. Таким образом можно определить скорость набора прочности бетона.

    Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

    Медленное наращивание силы может быть хорошим | Журнал Concrete Construction

    Q.: Мы поместили немного бетона, который должен был достичь прочности на сжатие 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней и 1000 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней. Он не отвечал ни одному из требований, но где-то между 40 и 50 днями его прочность превышала 2000 фунтов на квадратный дюйм. С тех пор мы выявили проблему и исправили ее. Однако теперь возникает вопрос: действительно ли бетон, который достигает 2000 фунтов на квадратный дюйм примерно за 50 дней, так же хорош, как бетон, который достигает 2000 фунтов на квадратный дюйм за 28 дней?

    A .: Здесь действительно есть два возможных вопроса:

    1. Если два бетона достигают прочности 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 и 50 дней соответственно, одинаково ли они хороши в то время, когда достигают этой прочности? Ответ однозначно положительный.Они оба имеют одинаковую прочность, хотя могут быть незначительные различия в абсорбции и проницаемости.
    2. Если два бетона достигнут прочности 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 и 50 дней соответственно, будут ли они одинаково хороши в более позднем возрасте? Ответ зависит от условий.

    (a) Если причиной медленного набора прочности одного бетона является то, что он был изготовлен из цемента типа II или типа IV, или что он содержал слишком много замедлителя схватывания, или был отвержден при низкой температуре, он может фактически оказаться бетон лучше, чем другой.Он может развить более высокий предел прочности и лучшие свойства в целом. Ключевым фактором является то, что если условия отверждения таковы, что у цемента достаточно времени для гидратации, вновь образующийся цементный гель будет равномерно осаждаться по всей матрице. Когда цемент должен быстро гидратироваться, цементный гель имеет тенденцию осаждаться на исходных зернах цемента и вокруг них. В конечном итоге это мешает этим зернам вступать в реакцию с окружающей водой. Это также приводит к тому, что гель распределяется менее равномерно, поэтому вся матрица становится слабее.Медленное, устойчивое отверждение, достигнутое за счет низкой (но выше точки замерзания) температуры, замедлителя схватывания или медленно гидратирующегося цемента, вероятно, приведет к более высокому пределу прочности при прочих равных условиях. Одно место, где обсуждаются эффекты температуры и скорости отверждения, находится в книге А. М. Невилла «Свойства бетона», «Джон Вили и сыновья», Нью-Йорк, 1973, страницы 276–280.

    (b) Если, однако, причина медленного увеличения прочности заключается в том, что смесь была неправильно дозирована, или содержит вредные примеси, такие как глина, или не была должным образом отверждена, но ей позволили высохнуть, или она использовалась в каких-либо других целях. Таким образом, бетон не сможет полностью раскрыть свой прочностный потенциал.Если это так, то бетон не так хорош, как бетон, который набрал прочность с заданной скоростью.

    Роль отверждения бетона

    Отверждение играет важную роль в повышении прочности и долговечности бетона. Отверждение происходит сразу после укладки и отделки бетона и включает поддержание желаемых условий влажности и температуры как на глубине, так и у поверхности в течение продолжительных периодов времени. Правильно затвердевший бетон имеет достаточное количество влаги для продолжения гидратации и развития прочности, стабильности объема, устойчивости к замерзанию и оттаиванию, а также устойчивости к истиранию и образованию накипи.

    Продолжительность адекватного времени отверждения зависит от следующих факторов:

    • Пропорции смеси
    • Указанная прочность
    • Размер и форма бетонного элемента
    • Окружающие погодные условия
    • Условия воздействия в будущем

    Плиты на земле ( например, тротуары, тротуары, автостоянки, проезды, полы, облицовка каналов) и конструкционный бетон (например, настилы мостов, опоры, колонны, балки, плиты, небольшие опоры, монолитные стены, подпорные стены) требуют минимального периода отверждения семь дней при температуре окружающей среды выше 40 градусов по Фаренгейту 1 .

    Комитет 301 Американского института бетона (ACI) рекомендует минимальный период выдержки, соответствующий достижению бетона 70 процентов указанной прочности на сжатие. 2 . Часто указываемое семидневное отверждение обычно соответствует примерно 70 процентам указанной прочности на сжатие. 70-процентный уровень прочности может быть достигнут раньше, когда бетон затвердевает при более высоких температурах или при использовании определенных комбинаций цемента и добавок. Точно так же может потребоваться больше времени для различных комбинаций материалов и / или более низких температур отверждения.По этой причине Комитет 308 ACI рекомендует следующие минимальные периоды выдержки 3 :

    • Цемент ASTM C 150 Тип I семь дней
    • Цемент ASTM C 150 Тип II десять дней
    • Цемент ASTM C 150 Тип III три дня
    • Цемент ASTM C 150 типа IV или V 14 дней
    • Цемент ASTM C 595, C 845, C 1157 переменная

    Влияние продолжительности отверждения на развитие прочности на сжатие представлено на рисунке 1.

    Рисунок 1.Время отверждения во влажном состоянии и увеличение прочности на сжатие

    Более высокие температуры отверждения способствуют раннему увеличению прочности бетона, но могут снизить его 28-дневную прочность. Влияние температуры отверждения на развитие прочности на сжатие представлено на рисунке 2.

    Рисунок 2. Влияние температуры отверждения на прочность на сжатие

    Существует три основных функции отверждения :

    1) Сохранение воды для затворения в бетоне на начальном этапе его затвердевания

    Пруд и погружение
    Пруд обычно используется для отверждения плоских поверхностей при выполнении небольших работ.Следует соблюдать осторожность, чтобы поддерживать температуру воды для отверждения не более чем на 20 градусов по Фаренгейту ниже, чем у бетона, чтобы предотвратить растрескивание из-за термических напряжений. Погружение в основном используется в лаборатории для отверждения испытательных образцов бетона.

    Распыление и туманообразование
    Распыление и туманообразование используются, когда температура окружающей среды значительно выше нуля, а влажность низкая. Запотевание может минимизировать растрескивание из-за пластической усадки до тех пор, пока бетон не достигнет окончательного схватывания.

    Пропитанные влажные покрытия
    Влажные покрытия, пропитанные водой, следует использовать после того, как бетон достаточно затвердеет, чтобы предотвратить повреждение поверхности.Их нужно держать постоянно влажными.

    Формы, оставленные на месте
    Формы, оставленные на месте, обычно обеспечивают удовлетворительную защиту формованных бетонных поверхностей от потери влаги. Формы обычно оставляют на месте до тех пор, пока это позволяет график строительства. Если формы изготовлены из дерева, их следует поддерживать во влажном состоянии, особенно в жаркую и сухую погоду.

    2) Снижение потерь воды при смешивании с поверхности бетона

    Покрытие бетона непроницаемой бумагой или пластиковыми листами
    На тщательно увлажненный бетон можно наносить непроницаемые бумажные и пластиковые листы.Бетонная поверхность должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить повреждение поверхности при укладке.

    Нанесение мембранообразующих отвердителей
    Мембранообразующие отвердители используются для замедления или уменьшения испарения влаги из бетона. Они могут быть прозрачными или полупрозрачными с белой пигментацией. Составы с белыми пигментами рекомендуются для жарких и солнечных погодных условий для отражения солнечного излучения. Отвердители следует наносить сразу после окончательной отделки.Отвердитель должен соответствовать ASTM C309 4 или ASTM C1315 5 .

    3) Ускорение набора прочности за счет тепла и дополнительной влаги

    Острый пар
    Острый пар при атмосферном давлении и пар высокого давления в автоклавах — это два метода отверждения паром. Температура пара для острого пара при атмосферном давлении должна поддерживаться на уровне около 140 градусов по Фаренгейту или ниже, пока не будет достигнута желаемая прочность бетона.

    Нагревательные змеевики
    Нагревательные змеевики обычно используются в качестве закладных элементов вблизи поверхности бетонных элементов. Их назначение — защитить бетон от промерзания при бетонировании в холодную погоду.

    Формы или опоры с электрическим обогревом
    Формы или опоры с электрическим обогревом в основном используются производителями сборного железобетона.

    Бетонные покрытия
    Бетонные изоляционные покрытия используются для покрытия и изоляции бетонных поверхностей, подверженных отрицательным температурам в период отверждения.Бетон должен быть достаточно твердым, чтобы предотвратить повреждение поверхности при покрытии бетонными покрытиями.

    Другие формы отверждения включают внутреннее влажное отверждение с использованием легких заполнителей или абсорбирующих полимерных частиц. Для массивных бетонных элементов (обычно толщиной более 3 футов) обычно разрабатывается план терморегулирования, помогающий контролировать термические напряжения. Дополнительную информацию можно найти в отчете Комитета 308 ACI «Руководство по отверждению бетона 3 ». Для специальных бетонов рекомендуется обращаться к другим отчетам ACI следующим образом:

    • Огнеупорный бетон ACI 547.1R
    • Огнеупорный бетон ACI 547.1R
    • Изоляционный бетон ACI 523.1R
    • Расширяющийся цементный бетон ACI 223
    • Валковый бетон ACI 207.5R
    • Архитектурный бетон ACI 303R
    • Торкрет-бетон 5420 ACI 506.2 ACI 506.2 R
    • Вертикальная скользящая форма ACI 313

    Отверждение в холодную или жаркую погоду требует дополнительного внимания. В холодную погоду некоторые процедуры включают в себя отапливаемые помещения, средства для уменьшения испарения, отвердители и изолирующие одеяла.Температура свежего бетона должна быть выше 50 градусов по Фаренгейту. Период отверждения бетона для холодной погоды больше стандартного периода из-за снижения скорости набора прочности. Ожидается, что прочность на сжатие бетона, выдерживаемого и поддерживаемого при температуре 50 градусов по Фаренгейту, возрастет вдвое быстрее, чем у бетона, выдержанного при температуре 73 градуса по Фаренгейту. В жаркую погоду отверждение и защита имеют решающее значение из-за быстрой потери влаги из свежего бетона. Фактически отверждение начинается до укладки бетона путем смачивания поверхности основания водой.Солнцезащитные и ветровые стекла, замедлители запотевания и испарения можно использовать для укладки бетона в жаркую погоду. Поскольку в жаркую погоду бетон набирает прочность быстрее, период отверждения может быть сокращен. Дополнительную информацию можно найти в стандартах ACI 306.1, для бетонирования в холодную погоду , ACI 306R, для бетонирования в холодную погоду , ACI 305.1, Спецификации для бетонирования в жаркую погоду и ACI 305R, для бетонирования в жаркую погоду

    Отверждение бетонных образцов для испытаний

    Отверждение бетонных образцов для испытаний обычно отличается от отверждения бетона, заложенного во время строительства.Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало два стандарта для изготовления и выдержки бетонных образцов. ASTM C192 6 предназначен для лабораторных образцов, а ASTM C31 7 предназначен для полевых образцов. Оба документа содержат стандартизированные требования к изготовлению, отверждению, защите и транспортировке бетонных образцов для испытаний в полевых или лабораторных условиях, соответственно.

    ASTM C192 предоставляет процедуры для оценки различных смесей в лабораторных условиях.Обычно его используют на начальном этапе проекта или в исследовательских целях.

    ASTM C31 используется для приемочных испытаний, а также может использоваться в качестве инструмента принятия решения при снятии формы или опоры. В зависимости от предполагаемого назначения стандарт определяет два режима отверждения: стандартное отверждение для приемочных испытаний и отверждение в полевых условиях для снятия опалубки / опалубки. Изменение стандартного отверждения образцов для испытаний может существенно повлиять на измеренные свойства бетона. По данным Национальной ассоциации готовых бетонных смесей 8 (NRMCA), прочность бетона, отвержденного на воздухе в течение одного дня с последующими 27 днями влажного отверждения, будет примерно на 8 процентов ниже, чем для бетона, отвержденного влажным способом в течение всего периода.Снижение прочности составляет 11 процентов и 18 процентов для образцов бетона, первоначально отвержденных на воздухе в течение трех и семи дней, соответственно. Для тех же комбинаций отверждения воздух / влажность, но температура отверждения на воздухе 100 градусов по Фаренгейту, 28-дневная прочность будет примерно на 11%, 22% и 26% соответственно.

    Ссылки

    Стив Косматка и др., Проектирование и контроль бетонных смесей, 15-е издание, EB001, Технический бюллетень PCA EB 001, Portland Cement Association, Skokie, IL 2002

    Спецификации для конструкционного бетона , ACI 301 (www.конкретный. )

    ASTM C1315, Стандартные технические условия для жидких мембранообразующих смесей, обладающих особыми свойствами для отверждения и герметизации бетона (www.astm.org)

    ASTM C192 / C192M, Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в Лаборатория (www.astm.org)

    ASTM C31 / C31M, Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в полевых условиях (www.astm.org)

    Strength Cement — обзор

    13.6.8 Портландские полимерные цементы

    Высокопрочные цементы могут быть получены, когда подходящие полимеры или волокна включены в матрицу портландцемента путем модификации поля напряжений. В частности, значительно увеличивается прочность на изгиб. К полимерам, используемым для этой цели, относятся метилметакрилат, стирол, стирол-бутадиен, винилацетат, стирол-акрилонитрил, хлорстирол, винилхлорид и полиэфирстирол.Механические свойства и долговечность обычно улучшаются. Эти полимеры дополняют действие портландцемента, но не заменяют его. Большинство из них подвержены действию сильных щелочей, но некоторые (например, полиэфир-стирол) обладают высокой стойкостью к сильным кислотам. Используемые волокна включают циркониевое стекло, асбест, полиамид (кевлар), полипропилен, углерод, оксид алюминия, сталь, бамбук и ряд растительных волокон, таких как сизаль, джут, кокосовое волокно, аквара и слоновья трава. 236 Цемент, армированный стекловолокном, широко обсуждается. 249

    Предполагается, что механическое упрочнение портланд-полимерных цементов происходит в первую очередь за счет заполнения пор полимером, который действует как непрерывная, случайно ориентированная армирующая сеть. Кроме того, полимер, по-видимому, вступает в некоторый тип взаимодействия с гидратированным цементом и образует стабильные связи. Они во многом определяют прочность и долговечность композитов полимер-цемент. Такое взаимодействие становится очевидным, когда ионный мономер, такой как p -винилсульфоновая кислота (25% водный раствор), добавляется в количестве ~ 12% к сухому цементу и полимеризуется in situ при температуре окружающей среды.Это приводит к уменьшению пористости и увеличению текучести материала. 312

    Механизм взаимодействия трех латексных полимерных систем [стиролакрилат, стиролакрилат со связующим агентом и поливинилиденхлорид] с продуктами гидратации портландцемента был исследован путем исследования выдавленного поровые растворы из цементных паст. 313 Было показано, что полимеры взаимодействуют с ионами Ca 2 + , SO42- и OH , высвобождаемыми цементом во время гидратации.Инициирование полимерных систем на основе акрила, по-видимому, происходит в результате щелочного гидролиза карбоксилатных групп полимеров, при котором карбонильные радикалы эффективно захватывают ионы Ca 2 + из жидкой фазы цементных паст, в то время как ионы SO42- становятся в ловушке последнего. Для паст, модифицированных поливинилиденхлоридом, взаимодействие происходит в результате дегидрохлорирования полимера, при котором определенные виды разрушенного полимера улавливают ионы Ca 2 + из раствора.Однако при дозировке 5% или более ( против / об цементного композита) поливинилиденхлорид может выделять достаточно ионов Cl , чтобы превысить допустимые пределы коррозии в железобетоне. 313

    Одним из примечательных примеров полимерного цемента является так называемое цементное тесто без макродефектов (МДФ), которое готовится при очень низком соотношении вода / цемент в диапазоне 0,08–0,20. 314–317 Типичный состав — 100 частей по весу портландцемента или алюминатного цемента, 0.7 частей порошка диоксида кремния (0,04 мкм) и 16,5 частей водного раствора, содержащего 3,5 части полимера [полиакриламида, гидроксипропилметилцеллюлозы или гидролизованного поли (винилацетата)], что дает прочность на изгиб 60 МПа и прочность на сжатие 200 МПа. Этот материал находит применение в области керамики.

    Другая разработка на сегодняшний день включает производство композита портландцемента, конденсированного микрокремнезема (CSF) и суперпластификатора для получения продуктов с высокой прочностью, низкой проницаемостью и низкой насыпной плотностью. 318 Пары конденсированного диоксида кремния обладают микронаполнителем и пуццолановым действием, в то время как суперпластификатор (сульфированный меламин- или нафталин-формальдегидный конденсат) является эффективным восстановителем воды, обеспечивая соотношение вода / твердое вещество ≤ 0,20. Гидратированный композит уже нашел применение в качестве керамики и заменителя асбеста. Матрицы на основе цемента, армированные случайно распределенным углеродным или стальным микроволокном, обычно уступают по характеристикам при добавлении 18% (по массе цемента) микрокремнезема. 319

    Цементно-цеолитные композиты также могут обеспечивать высокую прочность. Хотя было обнаружено, что прочность композита портландцемент-цеолит ниже, чем у одного только портландцемента при добавках цеолита <50%, выше этого уровня наблюдалось значительное увеличение структурного образования и увеличения прочности, что было связано с высокая поверхностная активность цеолита. 320

    Поведение при повышении прочности на сжатие и прогнозирование цементно-стабилизированного щебня при низкотемпературном отверждении

    Для материалов на основе цемента температура отверждения определяет скорость прироста прочности и значение прочности на сжатие.В этой статье используется смесь щебня, стабилизированная 5% цемента. Три сценария отверждения с контролируемой температурой в помещении и один сценарий естественного отверждения на открытом воздухе разработаны и реализованы для изучения сценария развития прочности закона прочности на сжатие, и это стандартное отверждение при температуре (20 ° C), отверждение при постоянной низкой температуре (10 ° C), дневное взаимодействие отверждение при температуре (от 6 ° C до 16 ° C) и одно отверждение при естественной температуре на открытом воздухе (при температуре воздуха от 4 ° C до 20 ° C).Наконец, на основе метода зрелости модель оценки зрелости и силы получается путем использования и анализа данных, собранных в ходе внутренних испытаний. Модель доказана с высокой точностью на основании подтвержденных результатов, полученных на основе данных наружных испытаний. Это исследование обеспечивает техническую поддержку строительства цементно-стабилизированного щебня в регионах с низкими температурами, что способствует процессу строительства и контролю качества.

    1. Введение

    Цементно-стабилизированный щебень представляет собой низкодозированную смесь, стабилизированную цементным основанием, и его дозировка цемента составляет 5% или около того; он обычно используется в качестве основного слоя дорожного покрытия в Китае [1].Хорошо известно, зависит ли прочность на сжатие материалов на основе цемента в значительной степени от процесса отверждения, в котором особенно важны как температура, так и время отверждения [2, 3]. Для обычных лабораторных испытаний прочности на сжатие отверждение обычно проводят в условиях постоянной температуры 20 ° C во многих национальных спецификациях [4–6]. Но для проекта строительства дорожного покрытия фактическая температура отверждения на открытом воздухе зависит от погоды. Спецификация требует, чтобы при строительстве выдерживалась температура более 5 ° C [4].Однако в северных сезонных замороженных районах, таких как китайская провинция Хэйлунцзян, несмотря на то, что температура в апреле превышает 5 ° C, температура сильно меняется и очень нестабильна. Из-за большой разницы температур днем ​​и ночью и того факта, что обычно не достигает 20 ° C во время отверждения, прочность на сжатие иногда не может соответствовать требованиям, что приводит к ослаблению керна. Поскольку сила не может быть подтверждена, нельзя разумно организовать следующий процесс [7].Исходя из этого особого температурного режима, существует острая необходимость в изучении законов увеличения прочности на сжатие при таких различных условиях низкотемпературного отверждения. В связи с этим в данной статье разработаны несколько экспериментов в помещении и на открытом воздухе для проведения такого исследования.

    Было предпринято множество исследований для изучения влияния температуры отверждения на материалы на основе цемента, такие как грунт, стабилизированный портландцементом, легкий цементированный грунт, песок, угольная зола и смеси извести [8–10].Что касается температуры отверждения, во многих исследованиях сообщалось о высокой температуре, и большинство результатов показали, что отверждение при высокой температуре может увеличить начальную прочность на сжатие [11, 12]. Прочность на сжатие и предел прочности на растяжение морских грунтов, стабилизированных цементом, которые использовались в качестве материалов для строительства дорог, были изучены при температурах отверждения от 40 ° C до 60 ° C в исследовательской работе Ванга [13]. Escalante-Garcia et al. [14] проверили прочность на сжатие гидратации при пяти температурах в диапазоне от 10 ° C до 60 ° C, и результаты показали, что высокая температура может улучшить начальную прочность на сжатие, но на самом деле она может снизить прочность в долгосрочной перспективе.Wang et al. [15] провели испытания цемента на основе сульфоалюмината кальция при различных температурах отверждения (т. Е. От 0 ° C до 80 ° C), чтобы изучить влияние эволюции гидратации на прочность на сжатие. Результаты показали, что прочность на сжатие в раннем возрасте увеличивается с повышением температуры, но уменьшается в диапазоне температур от 40 ° C до 80 ° C, а прочность на сжатие в основном зависит от степени гидратации.

    О низкотемпературном отверждении в литературе сообщалось о нескольких исследованиях.Прайс [16] показал, что прочность бетонной смеси при низкой температуре развивается значительно медленнее, чем при комнатной температуре. Husem et al. [17] проверили прочность на сжатие обычного и высококачественного бетона при стандартном отверждении (при 23 ± 2 ° C) и другом низкотемпературном отверждении (при 10, 5, 0 и –5 ° C, соответственно). Результаты показали, что прочность при 10 ° C и менее 10 ° C была ниже, чем при стандартном отверждении. Kim et al. [18] исследовали развитие прочности для историй отверждения при температуре 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C, что показало, что прочность бетона при низкой температуре была меньше, чем прочность при стандартной температуре изначально, но была почти такой же со временем.Marzouk et al. [19] провели испытания при пяти температурах в диапазоне от -10 ° C до 20 ° C в течение 3 месяцев и обнаружили, что существует пропорциональная зависимость между прочностью на сжатие и температурой.

    Кроме того, с точки зрения прогнозирования прочности, многие литературные источники показали, что теория зрелости подходит и лучше для прогнозирования прочности, чем некоторые другие методы [20, 21]. В 1951 году Саул и др. [22] впервые предложили концепцию «зрелости», которая определялась как произведение времени отверждения и температуры.В знаменитой функции зрелости «Медсестра-Сол» было указано, что при одинаковой зрелости и сила будет примерно такой же. Хорошо известно, что модель зрелости Медсестра-Сол постоянно совершенствовалась и изменялась позже, и для прогнозирования силы были приняты различные математические модели. Например, в модели Читамбира эквивалентный возраст был предложен в качестве индекса, который сочетал в себе возраст и температуру отверждения [23]. Между двойной логарифмической прочностью и логарифмической зрелостью существует линейная зависимость при различных температурах отверждения.Jeong et al. [24] откалибровали соотношение относительной прочности и зрелости по фактору влажности.

    Обзор существующей литературы показал, что, хотя было проведено много исследований по другим материалам на основе цемента, меньше исследований было предпринято для 5% стабилизированного цементом щебня. Многие исследования были посвящены влиянию температуры отверждения на прочность. Однако большинство из них были ориентированы на высокие температуры, и, кроме того, почти все отверждение (будь то при высокой или низкой температуре) проводилось при переменной постоянной контролируемой температуре в лабораторной камере.Важно отметить, что при таком отверждении не учитывались чередующиеся изменения температуры в течение реальных дней и ночей (как в строительном проекте), и не проводилось никаких испытаний в естественных условиях на открытом воздухе. Таким образом, цель данного исследования состоит в том, чтобы сосредоточить внимание на законе увеличения прочности 5% цементно-стабилизированной щебеночной смеси при низкой температуре, которая соответствует фактической температуре строительного проекта. Теория зрелости будет использоваться для прогнозирования прочности на сжатие.Будет выбрана соответствующая функция, и соответствующие параметры будут откалиброваны и получены путем использования и анализа экспериментальных данных. Результаты исследований обеспечат техническую поддержку строительства цементно-стабилизированного щебня в регионах с низкими температурами, что благоприятно сказывается на качестве строительства и управлении процессом.

    2. Описательный анализ температур в районе Харбина

    Город Харбин, провинция Хэйлунцзян, Китай, расположен на северной широте 44 ° 04′∼ 46 ° 40 ′, в основном равнине, относящейся к континентальному муссонному климату северной умеренной зоны. и температура быстро меняется весной и осенью.Годовое количество осадков достигает 400–600 мм, коэффициент влажности находится в пределах 0,25–1,25, а средний максимум вечной мерзлоты составляет 120–240 см.

    Распределение температуры от 15 -го до 30 -го апреля с 2012 по 2014 год в Харбине показано на Рисунке 1. Тенденция высокой и низкой температуры в период строительства в основном аналогична. Большинство высоких температур распределяются в диапазоне от 15 ° C до 20 ° C, а большинство низких температур находятся в диапазоне от 5 ° C до 10 ° C.Средняя высокая температура составляет 16 ° C, а средняя низкая температура — 6 ° C.


    На рисунке 2 показаны данные о суточной температуре с 15 -го до 30 -го апреля 2014 г. в городе Харбин. Данные других лет следуют аналогичной схеме. Примерно с 2:00 до 4:00 температуры были самыми низкими, с 5:00 температура начала стабильно повышаться в течение 9 часов с высокой скоростью, в 12:00 — 14:00 температуры достигли максимума, а затем температуры начали непрерывно снижаться. в течение 15 часов по относительно низкой цене.


    3. Планы тестирования в помещении и на открытом воздухе

    В соответствии с законом изменения температуры были разработаны три варианта тестирования в помещении и один тест на открытом воздухе. Температуры трех испытаний в помещении были определены в соответствии с данными почти за 3 года в Харбине, как показано на Рисунке 3, а испытания на открытом воздухе начались 17 -го числа апреля 2015 года.


    Образцы цилиндров диаметром 150 мм. Размер × 150 мм с 5% -ным содержанием щебня, стабилизированного цементом, были приготовлены в соответствии с конструкцией смеси из стабилизированного щебня.Ежедневно проводились испытания прочности на неограниченное сжатие при трех различных температурах отверждения.

    Случай 1. (отверждение при стандартной температуре): стандартное отверждение в полном соответствии с требованиями спецификации операции, при которой температура составляла 20 ° C. Испытание на прочность на неограниченное сжатие проводилось с 3 -го дня по 7 -го дня . Прочность на сжатие 7 th дней (т. Е. Стандартная прочность 7 th ) использовалась в качестве стандарта для справки.

    Случай 2. (постоянное низкотемпературное отверждение): температура отверждения составляла 10 ° C, которая была определена по средним высоким и средним низким температурам, взвешенным по времени в течение почти трех лет. Прочность на сжатие была проверена, и испытания не прекращались до тех пор, пока прочность на сжатие не превысила стандартную прочность 7 th .

    Случай 3. (отверждение при взаимодействии при дневной температуре): температура была изменена в испытательной камере для имитации больших колебаний дневной и ночной температур.Как показано на рисунке 3, высокая температура поддерживалась на уровне 16 ° C с 7:00 до 15:00 в течение 8 часов, а низкая температура составляла 6 ° C с 16:00 до 6:00 в течение 14 часов. С 6:00 до 7:00 температура повысилась с 6 ° C до 16 ° C, а с 15:00 до 16:00 температура снизилась с 16 ° C до 6 ° C. Кроме того, прочность на сжатие будет продолжаться после 7 th дней до тех пор, пока прочность не превысит стандартную прочность 7 th .

    Случай 4. (отверждение при естественной температуре наружного воздуха): согласно данным прогноза погоды, испытание началось 17 апреля 2015 года.Образцы помещали в яму для испытаний. Был смоделирован базовый слой дорожного покрытия и методы отверждения, а прочность на сжатие была испытана с 7 -го дней до тех пор, пока прочность не превысила стандартную прочность 7 -го . Конкретный рабочий процесс и метод измерения температуры обсуждаются ниже.
    Сначала вырыли яму глубиной 15 см, а дно выровняли. Затем образцы были аккуратно помещены в яму, и промежуток был заполнен мелким заполнителем и уплотнен.Верх был покрыт белым геотекстилем для сохранения влаги, а вода разбрызгивалась на поверхность каждый день в полдень. Фотографии размещения образцов показаны на рисунке 4.
    Три образца использовались для измерения температуры. На каждом образце четыре датчика температуры были встроены в верхнюю, среднюю внешнюю, нижнюю и центральную части тела, которые использовались для измерения температуры различных частей каждого образца. На рис. 5 схематически показано расположение датчиков температуры, среди которых центральный датчик был встроен в процесс производства образца, а три внешних датчика были позже закреплены на поверхности.Изображения, показывающие центральные датчики и средние внешние датчики, приведены на рисунке 6. Во время периода отверждения на открытом воздухе для измерения температуры использовался переносной термометр, и частота измерения составляла 1 показание / час.


    4. Характеристики материала и методы испытаний
    4.1. Характеристики цемента

    В эксперименте использовался цемент Harbin TIANE 425 #. Технические показатели цемента приведены в таблице 1. Обратите внимание, что дозировка цемента составляет 5% от массы заполнителя.


    Индекс Время начального схватывания Время окончательного схватывания 3D прочность (МПа)
    Прочность на сжатие Прочность на изгиб

    Значение 1 ч 3 мин 2 ч 40 мин 21,3 4,8

    4.2. Aggregate Grade

    . Используемые агрегаты были четырех размеров: 2 см – 3 см, 1 см – 2 см, 0,5 см – 1 см и 0 см – 0,5 см. Используемый гравий соответствовал требованиям «Технических условий для строительства дорожного покрытия (JTJ034-2000)». Марка композитного заполнителя представлена ​​в таблице 2.


    Размер экрана (мм) 26,5 19 9,5 4,75 2,36 0,6 0.075

    Композитный сорт 97,7 77,0 48,0 28,6 21,0 10,5 2,2

    4,3. Испытание на уплотнение

    Для подготовки к изготовлению образца максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание воды в смеси были определены путем испытаний на уплотнение. В соответствии с процедурами, описанными в «Методике испытаний стабилизированных материалов для неорганического связующего для дорожного строительства (JTG E51-2009)», оптимальное содержание воды составляло 6.8%, а максимальная плотность в сухом состоянии составляла 2,144 г / см 3 .

    4.4. Испытание на неограниченную прочность на сжатие

    Образцы были изготовлены и хранились в камере отверждения. В соответствии с требованиями температуры отверждения в трех случаях контролировались на уровне 20 ° C и 10 ° C и в диапазоне от 6 ° C до 16 ° C. Образцы были подвергнуты испытаниям на безусловное сжатие в соответствии с разработанным планом испытаний.

    5. Результаты и обсуждение
    5.1. Результаты испытаний в помещении

    На рис. 7 показан закон увеличения прочности на сжатие для трехкомпонентных испытаний в помещении.Что касается стандартной температуры отверждения, равной 20 ° C (Случай 1), прочность увеличивается с увеличением времени отверждения, и коэффициент усиления изначально высокий, но постепенно снижается до 7 -го дней. Прочность составляет 3,5 МПа, что соответствует требованиям стандарта. В условиях постоянной низкой температуры 10 ° C (Случай 2) прочность на сжатие непрерывно увеличивается с увеличением времени отверждения, но скорость прироста меньше, чем при стандартных условиях отверждения. Прочность на сжатие — 2.2 МПа в день 7 -го , что составляет лишь 62,9% от стандартной прочности 7 -го . Прочность на сжатие не достигает стандартной прочности 7 th до 14 th дня. При дневной температуре взаимодействия от 6 ° C до 16 ° C (Случай 3) прочность на сжатие также увеличивается с увеличением времени отверждения, но скорость прироста меньше, чем при стандартном отверждении, а также немного меньше, чем что в условиях постоянного низкотемпературного отверждения.Прочность на сжатие составляет 2,1 МПа в день 7 th , что составляет только 60% от стандартной прочности 7 th при стандартных условиях отверждения. Прочность на сжатие не достигает стандартной прочности 7 th до 14 th дня.


    5.2. Результаты испытаний на открытом воздухе
    5.2.1. Закон переноса температуры образцов в естественной среде на открытом воздухе

    На рисунке 8 показана кривая дневной температуры в каждом положении образцов 20 апреля 2015 г.Видно, что изменение температуры в образцах было аналогично изменению температуры воздуха, а диапазон колебаний в верхней части был больше, чем в средней и нижней частях. Разница между центральной и средней внешней стороной была небольшой, что указывало на небольшой перенос температуры в горизонтальном направлении. Закон переноса температуры образцов в естественной среде на открытом воздухе представлен следующим образом: (1) С 6 часов утра температура начала повышаться, и разница температур между верхней, средней и нижней частями также постепенно увеличивалась.(2) В 11:00 — 14:00 разница температур между верхней и нижней частью достигла максимума 8 ° C, в то время как разница между верхней и средней температурой была около 6 ° C, а разница температур средней и нижней составляла около 2 ° C. С. Это ясно указывало на то, что температура демонстрировала нелинейную картину в направлении глубины. Другими словами, тепло, полученное поверхностью, было самым значительным; затем тепло заметно уменьшилось, когда оно перешло в середину, и почти не существовало до дна.(3) В 13 часов дня верхние температуры достигли максимума, а в 14 часов средняя и нижняя температуры достигли максимума днем. После этого температура всех частей постепенно снижалась, при этом температура верхней части падала с максимальной скоростью, а средняя и нижняя температуры медленно снижались. (4) С 20 часов вечера до почти 5 часов утра или около того температуры в каждой позиции были в основном то же самое, в котором разница температур между верхней, средней и нижней частями находится в пределах 2 ° C.


    Данные «Температура × Время» использовались в качестве индекса для анализа состояния отверждения в каждой позиции образцов. Кумулятивная сумма «Температура × Время» для каждого положения образцов в естественной окружающей среде была рассчитана для 7 -го дней и показана в Таблице 3. «Температура × Время» для 7 -го дней стандартного отверждения составляла рассчитано как 3360 ° C · ч.

    900 33
    900 2720 ​​

    Дни отверждения в месте (d) Верхний Средний Нижний Центральный

    7 2057 1727 1427 1690
    8 2360 1987 1641 1946
    9 2660 2247 1853 2200
    10 2965 2515 2068 2462
    11 3265 2779 2280 2719
    12 3569 3045 2498 2979
    13 3877 3315 3246

    Как видно из Таблицы 3, когда отверждение продолжалось до 12 -го дней, значение «Температура × Время» в верхнем положении достигло 3569 ° C · ч, что превысило стандартное отверждение на 7 чт день 3360 ° C · час.Однако она составляла всего 2498 ° C · ч в нижнем положении и 2979 ° C · ч в центральном положении. Основываясь на теории зрелости, можно считать, что прочность на сжатие в верхнем положении достигла стандартной прочности 7 th , в то время как средняя и нижняя позиции не достигли стандартной прочности 7 th . Это также может быть хорошим объяснением того, почему бурение керна на строительной площадке иногда может дать сбой, когда только верхняя часть является твердой, а нижняя часть довольно рыхлая, как показано на рисунке 9.


    5.2.2. Закон увеличения прочности при отверждении при естественной температуре на открытом воздухе

    На рисунке 10 показан закон увеличения прочности при отверждении при естественной температуре на открытом воздухе. Прочность на сжатие увеличивается с увеличением количества дней выдержки. Прочность на 7-й день составляла 2,2 МПа, что составляло лишь 62,9% от стандартного отверждения, и достигло 7 -го стандартной прочности, когда количество дней достигло 13.


    6. Сравнение закона увеличения прочности и установление зрелости-прочности Модель
    6.1. Сравнение закона увеличения прочности при четырех условиях отверждения

    На рисунке 11 представлены сравнения кривых увеличения прочности на сжатие при различных условиях отверждения. Можно сделать следующие выводы: (1) Во всех четырех случаях прочность на сжатие увеличивалась с увеличением времени отверждения. Прирост скорости отверждения при низкой температуре был ниже, чем при отверждении при стандартной температуре отверждения. Коэффициенты усиления можно отсортировать в порядке убывания (от высокого к низкому): отверждение при стандартной температуре> отверждение при естественной температуре на открытом воздухе> отверждение при постоянной низкой температуре> отверждение при дневной интерактивной температуре, в котором разница между двумя последними была незначительной.(2) Кривые увеличения прочности для четырех случаев соответствовали логарифмической кривой с видом функции. После калибровки модели было обнаружено, что средний коэффициент усиления для стандартной температуры составлял a = 1,0152, для постоянной низкой температуры 10 ° C он составлял a = 1,4635, для дневной интерактивной температуры он составлял a. = 1,5106, а для естественной температуры наружного воздуха средний коэффициент усиления составил a = 1,6107. (3) Для достижения той же силы, равной 3.При 5 МПа количество дней, необходимое для каждого из этих четырех случаев, было показано следующим образом: 7 дней для стандартной температуры, 14 дней для постоянной низкой и дневной температуры взаимодействия и 13 дней для температуры наружного воздуха. (4) 7 th day стандартная прочность достигла 3,5 МПа, в то время как три других составляли 2,2 МПа, 2,1 МПа и 2,2 МПа, соответственно, что составляло только 62% или около того. (5) Среди трех случаев низкотемпературного отверждения Кривые постоянной низкой температуры и естественной температуры наружного воздуха были такими же до 11 -го дней, оба из которых также были очень близки к случаю дневной температуры взаимодействия, хотя дневной интерактивный прирост был самым медленным среди этих трех случаев.Теория зрелости будет использована для объяснения этого результата в следующем разделе.


    6.2. Оценка и прогноз модели зрелости-прочности

    Смесь щебня, стабилизированная цементом, состоит в основном из цемента, рассортированного щебня и воды. По составу аналогичен цементобетону. Единственная разница заключается в дозировке цемента. Теория зрелости широко используется для прогнозирования прочности цементного бетона. Таким образом, с точки зрения состава материала функция прогнозирования может быть установлена ​​на основе теории зрелости для прогнозирования прочности на сжатие 5% -ной цементно-стабилизированной смеси щебня.Поскольку цементный щебень можно рассматривать как цементный бетон с низкой дозой цемента, есть четыре функции, которые можно использовать на основе существующих исследований цементного бетона, включая степенную функцию, логарифмическую функцию, экспоненциальную функцию и гиперболическую функцию [25 ].

    Зрелость трех экспериментов в помещении была рассчитана и показана в таблицах 4 и 5. Взаимосвязь между зрелостью и силой в трех случаях показана на рисунке 12. Кажется, что логарифмические функции являются лучшими прогностическими кривыми во всех трех случаях. и, следовательно, он использовался в качестве предпочтительной функции для цементно-стабилизированной щебеночной смеси.Кроме того, путем объединения данных по всем трем случаям и разработки единой прогнозной модели параметры a = 1,9358 и b = 12,183 были получены путем аппроксимации данных прочности на сжатие и зрелости, а коэффициент корреляции составил R 2 = 0,9907. Короче говоря, модель прогнозирования прочности и зрелости 5% цементно-стабилизированной смеси щебня была.


    дней 3 дня 4 дня 5 дней 6 дней 7 дней

    Отверждение на стойке 1440 1920 2400 2880 3360

    9 0025 3042

    дней 7 дней 8 дней 9 дней 10 d 11 d 12 d 13 d 14 d

    Корпус 2 1680 1920 2160 2400 2640 2880 3120 3360
    Корпус 3 1638 1872 2106 2340 2574 2808 3276


    Для случаев естественного отверждения на открытом воздухе данные центрального положения использовались для расчета зрелости. Следует отметить, что один час использовался в качестве диапазона температур, затем накапливались в один день и снова накапливались по дням, чтобы получить стоимость погашения.Используя полученную функцию для прогнозирования прочности на сжатие при отверждении на открытом воздухе, результаты были показаны в таблице 6. Обратите внимание, что эти результаты были очень близки к испытанной прочности, а коэффициент корреляции достиг 99,865%, что ясно указывает на высокий точность модели. Согласно модели, прочность на сжатие при низкотемпературном отверждении может быть спрогнозирована с учетом зрелости, что дает справочную информацию для расчета прочности и определения графика строительного проекта для инженерных приложений.


    дней 7 дней 8 дней 9 дней 10 дней 11 дней 12 дней 13 дней

    Срок погашения (° C · ч) 1690 1946 2200 2462 2719 2979 3246
    Испытанное значение (МПа) 2.200 2.500 2.700 2,900 3,100 3,300 3,500
    Прогнозируемое значение (МПа) 2,205 2,478 2,715 2,933 3,125 3,302
    3,468
    900
    7. Заключение

    В настоящем исследовании обсуждается закон увеличения прочности на сжатие 5% -ного цементного щебня при низкотемпературном отверждении, с особым акцентом на отверждение при различных температурах, которые аналогичны различным температурам воздуха в реальный мир.

    В этой статье были проведены эксперименты при трех вариантах отверждения при температуре в помещении и одном естественном отверждении на открытом воздухе. Экспериментальные результаты показали, что прочность на сжатие возрастает с увеличением времени отверждения во всех четырех случаях и что коэффициент усиления при низкой температуре был меньше, чем при стандартной температуре. Коэффициенты прироста можно отсортировать в порядке убывания: отверждение при стандартной температуре> отверждение при естественной температуре на открытом воздухе> отверждение при постоянной низкой температуре> отверждение при дневной интерактивной температуре.Стандартная прочность достигла 3,5 МПа на 7 -й день , в то время как остальные составляли только 62% или около того. Численные результаты также показали, что для достижения той же прочности 3,5 МПа количество дней, необходимых для каждого случая низкой температуры, составляло 14 дней как для постоянной низкой, так и дневной температуры взаимодействия и 13 дней для температуры наружного воздуха.

    Согласно температурным данным и информации о прочности, собранной в ходе нескольких испытаний в помещении, была создана оценочная модель для прогнозирования прочности на основе теории зрелости.Доказано, что модель обладает способностью прогнозировать с высокой точностью на основе подтвержденных результатов, полученных на основе данных наружных испытаний.