Что надо обеспечить при твердении бетонной смеси

Обновлено: 25.06.2024

Химия твердения бетона. Образование цементного камня

Прочность цементного камня при нормальных условиях (теплая и влажная среда) продолжает нарастать многие годы. Опыты показали, что прочность его в воденарастает в течение 30 лет (дальнейшие систематические исследования не производились).

Твердению предшествует схватывание, т. е. процесс, в течение которого цементное тесто постепенно теряет пластичность, загустевает, но еще не приобретает прочности.

В соответствии с теорией твердения цемента, созданной академиком А. А. Байковым и развитой в дальнейшем другими советскими учеными (профессорами В. Н. Юнгом, Ю. М. Буттом, А. Е. Шейниным), процесс твердения представляет собой сложное физико-химическое явление: в составе цементного камня образуются новые соединения, которых не было в цементном клинкере.

Основное химическое соединение, входящее в состав цементного клинкера трехкальциевый силикат —- подвергается гидролизу разложению водой) и гидратации (соединению с водой) с образованием двух новых соединений: двухкальциевого гидросиликата 2СаО • SiO2 ад и гидрата окиси кальция.

Разложение идет по следующей реакции:

ЗСаО • SiO2+nН,О=2СаО • SiO2(n-1 )Н2 О + Са(ОН)2.

Таким образом, при твердении цемента выделяется свободный гидрат окиси кальция Са(ОН)2. Это легко установить при помощи фенолфталеина, при действии которого получается яркомалиновое окрашивание. Другое соединение в цементном клинкере — двухкальциевый силикат—гидратируется очень медленно и образует

2СаО • SiO2 •mH2O.

Трехкальциевый алюминат подвергается быстрой гидратации по реакции:

ЗСаО • А12О3+6Н2О=ЗСаО • А12О3 • 6Н2О.

Под воздействием воды на поверхности цементных частиц образуются двухкальциевый гидросиликат, гидрат окиси кальция и трехкальциевый гидроалюминат. Гидросиликат кальция почти нерастворим в воде и выделяется в коллоидальном состоянии, в виде студенистых оболочек, на поверхности црментных частиц.

Гидроокись кальция и трехкальциевый гидроалюминат растворяются в воде, но в небольшом количестве, и раствор быстро становится насыщенным, а в дальнейшем пересыщенным. Вследствие этого при продолжающейся химической реакции новые порции гидроокиси кальция и трехкальциевого гидроалюмината выделяются также в коллоидальном состоянии. Все указанные вещества образуют вокруг частиц цемента оболочку так называемого геля (студня).

Гель обладает склеивающей способностью, которая тем больше, чем меньше он разжижен водой, т. е. чем меньше водоцементное отношение ; -гель склеивает частицы цемента, а в цементно-песчаном растворе и зерна песка. В результате цементное тесто начинает густеть и терять пластичность — оно схватывается.

В дальнейшем гидроокись кальция и трехкальциевый гидроалюминат из коллоидального состояния переходят в более устойчивое мелкокристаллическое; выделяющиеся микрокристаллы пронизывают гель и срастаются. Одновременно гель, состоящий теперь главным образом из гидросиликата кальция, уплотняется, отчасти потому, что высыхает (если цемент твердеет на воздухе), отчасти из-за что внутрь цементных частиц отсасывается вода. Вода проникает в глубь частиц цемента постепенно, и в результате все и новые его порции вступают в химическую реакцию.

Гидросиликат кальция может в дальнейшем частично выкристаллизоваться. Соотношение между объемами гелеобразной и кристаллической частей твердеющего цементного камня в каждый данный момент влияет на его прочность, усадку, ползучесть и другие свойства, как это доказано проф. А. Е. Шейкиным. Если цемент твердеет на воздухе (всегда содержащем углекислый газ), то имеет место еще карбонизация гидроокиси кальция:

Она происходит главным образом с поверхности цементного камня или бетона. Это доказывается тем, что при действии фенолфталеина на поверхность затвердевшего цементного камня он не окрашивается в малиновый дает; если же разломать этот камень и подействовать фенолфталеином на место свежего излома, то легко обнаружить, что свободная гидроокись кальция содержится в середине образца, а по краям ее нет.

Процессы образования геля, его кристаллизации и уплотнения, а также карбонизации приводят к превращению цементного теста в искусственный высокопрочный каменный материал. Эти процессы протекают сначала быстро, затем медленнее; в особенности медленно гель уплотняется. В соответствии с этим прочность цементного камня в первые 3—7 дней нарастает быстро, затем медленнее, а спустя 3 месяца — очень мало. Прочность цемента обычно испытывают через 3, 7 и 28 дней. Даже через несколько месяцев твердения цемента внутренняя часть его зерен, наиболее крупных, еще не успевает вступить в реакцию с водой. При повторном помоле затвердевшего цемента и смешивании с водой он может снова твердеть, но прочность получается уже невысокой.

Нарастание прочности цементного камня

Нарастание прочности цементного камня имеет большое значение для строительства, так как позволяет постепенно увеличивать нагрузки на сооружения. Однако такое непрерывное повышение прочности может происходить только при твердении цементного камня в теплой и влажной среде. Если цементный камень будет находиться в сухой среде, то после испарения воды и уплотнения геля твердение приостановится. При твердении в течение длительного срока в воде цементный камень получается более прочным, чем при твердении на воздухе.

Нормальными условиями для твердения бетона считаются: температура 15—20° и относительная влажность окружающего воздуха 90—100%, создаваемая в специальной камере или путем засыпки бетона песком либо опилками, которые постоянно увлажняют.

Этапы набора прочности

Сразу после замеса начинается химический процесс приобретения компонентами цемента связующих свойств взаимодействием с молекулами воды. Вначале масса густеет и теряет текучесть, потом приобретает форму в опалубке, набирает прочность. Временных рамок для каждого процесса не существует, реакции идут, разогревая тесто, пока оно твердеет. Прочность монолита нарастает годами.

Степени набора прочности

Насчитывается 4 ступени набора прочности по результатам гидратирования.

Схватывание – первичное связывание воды в растворе начинается со времени замеса, но в течение первых двух часов раствор остается подвижным, центры кристаллизации не образованы. Последующий час происходит схватывание. Затормозит процесс интенсивное перемешивание, вибрация, но при этом произойдет потеря прочности.
Твердение до критической прочности (30-50 % от распалубочной) происходит за счет связывания молекул в комплексы. В этот момент должен соблюдаться баланс влажности. Зимой залитый бетон подогревают до набора критической прочности. Считается, в массе отсутствует свободная вода, могущая образовать кристаллы при замерзании.
Распалубочная прочность – монолит не готов принимать нагрузку, но не деформируется, держит форму при снятой опалубке. Показатели достигаются в благоприятных условиях за неделю, составляет 70 % от расчетной для марки строительной смеси.
Расчетная прочность, показатель класса бетона, наступает через 28 дней после заливки при соблюдении стандартной технологии.

Твердение бетона в зависимости от температуры

Если бетон твердеет все время в воде, то он в конечном счете получается более прочным, чем при твердении на воздухе. В сухой среде через некоторое время после того, как окончится поглощение воды цементом и оставшаяся свободная вода испарится, твердение бетона прекращается. Обычно это происходит через несколько месяцев.

Бетон твердеет постепенно, причем прочность его при благоприятных температуре и влажности непрерывно повышается. В первые 7—14 дней после изготовления прочность бетона (на обыкновенном цементе) нарастает быстро, в дальнейшем же, особенно после 28 дней, это нарастание, как показывают результаты опытов, замедляется.

Твердение бетона при температуре ниже нормальной (ниже 15°) замедляется, а при температуре ниже 0° практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности (в горячей воде с температурой до 80°, во влажном, паре с температурой 60—80° или в автоклаве при действии насыщенного водяного пара высокого давления и температуры) твердение идет значительно быстрее, чем в нормальных условиях. Это имеет большое практическое значение при бетонных работах зимой и при изготовлении бетонных и железобетонных деталей. Прогревают бетон паром или электрическим током. Кроме ускорения твердения бетона при помощи тепла часто применяют химические средства; в воду при изготовлении бетонной смеси вводят химические ускорители — хлористый кальций или др.

Для расчета состава бетона заданной прочности в любой срок, а также для решения вопроса о возможности распалубки и загрузки сооружений можно применять простую формулу, полученную на основании опытов. Установлено, что прочность бетона при нормальных условиях твердения повышается приблизительно пропорционально логарифму времени:

Rn=R28 • lgn/lg28 где: Rn — прочность бетона (предел прочности при сжатии) в любой срок; R’28 — прочность бетона в возрасте 28 дней;

lgn—десятичный логарифм возраста бетона, выраженного в днях.

Эта формула применима только для обыкновенного портландцемента средних марок и дает удовлетворительные данные, начиная с n=3. Действительная прочность бетона может быть определена только испытанием контрольных образцов, твердеющих в условиях, аналогичных имеющимся в бетонном сооружении, или, еще точнее, испытанием бетона в самом сооружении.

Поддержите блог — скачайте электронную версию журнала бетонных работ за символическую цену!

В окне платежа после успешной оплаты нажмите на Перейти на сайт магазина и файл попадет в загрузки

Уход за бетоном — методы способы и документальное оформление

Прочность бетонных и железобетонных конструкций зависит не только от качества смеси и правильного выполнения работ по укладке, но и от того в каких условиях он твердел. Расскажем, как ухаживать за бетоном коснувшись вопроса оформления документации. Дополнительно рассмотрим журнал ухода за бетоном пример заполнения.

Свежеуложенная бетонная плита, которую можно увидеть здесь, была покрыта неглубокими трещинами. Как правило, такие швы вырезаются на 1 см 3 вглубь бетона, результирующие линии оптически предоставляют сетчатую структуру панелям. Их цель — разрешить усадку в бетоне под поверхностью, где они никого не мешают.

Метательные трещины. Но не только головокружение трещин представляет проблему, но и так называемые трещины вождения. Они возникают, когда бетон расширяется и совпадает с соседним материалом. Поэтому важно предусмотреть пространства — так называемые разрывы или движения суставов. Вот соединение между бетонной плитой и кирпичами. Он проходит к нижнему концу пластины и полностью отделяет два материала друг от друга.

Ускоритель твердения бетона

При повышении температуры среды или воды, на которой затворяется цемент, схватывание его значительно ускоряется. При понижении температуры схватывание замедляется, а при температуре ниже нуля прекращается, если только не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды

На строительстве часто (например, для быстрой распалубки, при зимних бетонных работах и т. п.) требуется ускорить твердение цемента, а следовательно, и бетона.

Для этого пользуются химическими ускорителями, обогревают бетон паром или применяют электропрогрев.

Из химических ускорителей наиболее часто используют хлористый кальций СаСl2.

Эта дешевая соль, получающаяся на химических заводах как побочный продукт при производстве соды или хлора, применяется на бетонных работах в виде раствора, вводимого при изготовлении бетонной смеси.

Хлористый кальций берется в небольшом количестве — от 1,5 до 3% от веса цемента. Оптимальный процент добавки хлористого кальция устанавливается для каждого цемента при помощи специальных опытов. При правильно выбранном проценте добавки прочность цемента или бетона повышается по сравнению с прочностью материала без добавки:

при сроке твердения 3 дня — примерно в 2 раза;
7 дней -— в 1,5 раза;
28 дней — в 1,1 раза.

Если добавки взято слишком много, то схватывание может недопустимо ускоряться, а прочность, быстро нарастая в первые дни, окажется в дальнейшем ниже, чем у цемента без добавки.

Схватывание цемента с добавкой хлористого кальция должно ускориться не более, чем в 2 раза.

Действие хлористого кальция основано на соединении его с гидроокисью кальция, выделяющейся при твердении цемента, и образовании мало растворимой хлорокиси кальция. Хлористый кальций ускоряет твердение не только обыкновенного портландцемента, но также шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.

При отсутствии хлористого кальция можно применять слабый раствор соляной кислоты (1—2%-ный раствор НС), так как она, реагируя с гидроокисью кальция в твердеющем цементе, вызовет образование хлористого кальция по реакции:

Мероприятия при зимнем бетонировании

Если вы используете доступные стратегии добросовестно, вы можете быть уверены, что будете веселиться на своих полах, стенах и рабочих поверхностях из бетона. Точка, полоса, основание плиты или даже плита пола? Чтобы обеспечить устойчивое положение вашего садового дома на ровной земле, необходим прочный фундамент. Чтобы помочь вам выбрать правильный тип фундамента, мы покажем вам краткий обзор, включая инструкции по сборке.

Базовая плита для сарая инструмента

Основа для небольшого дома с электроприбором относительно проста и может быть хорошо построена. Для этого нужно поднимать только лоток, на котором укладываются плиты перекрытия или соответствующие брусчатки. Таким образом, навес для инструментов имеет устойчивую подставку и защищен от влажности почвы.

Бетонные работы не желательно производить летом, но не всегда это получается. Выполнение бетонирования в холодное время требует использования специальных технологий — например в состав смеси вводят противоморозные добавки снижающие температуру, при которой образуются кристаллы льда. Уход за бетоном в летнее время отличается от таких работ зимой, когда применяются особые меры чтобы обеспечить нормальное твердение. Приведем примеры ухода за заливаемым бетоном зимой.

Опалубка утепляется. Открытые поверхности не только укрываются для уменьшения испарений и защиты от осадков и солнца, но и дополнительно теплоизолируются.
Конструкции нагреваются несколькими способами — внешними электронагревателями или теплообменниками, с помощью инфракрасных ламп или горелок или нагрев производят, пропуская ток от специальных трансформаторов через арматурную сетку .
Для увлажнения используется только горячая вода.
Если это возможно, то вокруг конструкции устанавливают укрытие или палатку, внутренний объем которых прогревают с помощью воздушных теплогенераторов (пушек) или другим способом. Возможна также подача пара, тогда одновременно будет происходить и увлажнение поверхности.

Усадка бетона при твердении

Усадку и расширение бетона учитывают при проектировани бетонных конструкций. Процесс твердения бетона сопровождается изменением его объема

При твердении на воздухе бетон дает усадку, при твердении в воде он не изменяется в объеме или незначительно разбухает.

В больших массивах бетон может расширяться вследствие нагревания до 30—60° (в силу внутреннего выделения тепла). Величина этого расширения значительно превосходит усадку. Коэффициент температурного расширения обычного бетона равен 0,00001. Коэффициент усадки в расчетах обычно принимается равным 0,00015, т. е. на 1 м длины бетонного сооружения усадка составляет 0,15 мм.

Усадка вызывается давлением воды в капиллярах цементного камня при ее испарении. Опытами установлено следующее:

усадка бетона тем больше, чем выше содержание в нем цемента и воды;
быстро схватывающиеся и высокопрочные портландцементы, а также пуццолановый портландцемент обычно вызывают большую усадку бетона;
усадка больше при мелкозернистых и пористых заполнителях;
влажный режим твердения и специальные покрытия не дают бетону быстро высыхать с поверхности, тем самым устраняются последствия большой и неравномерной усадки (трещины)

Усадку и расширение бетона учитывают при проектировани конструкций и производстве бетонных работ в сооружения большой длины устраивают специальные швы, в массивных сооружениях бетон укладывают отдельными блоками, применяют цементы с минимальными тепловыделением и усадкой. Это особенно важно при выборе цементов для гидротехнических сооружений

Что это такое

Журнал этот не большой, оформление тоже не занимает много времени, но его необходимо заполнять если на объекте ведутся бетонные работы установлено это в п. 3.5 СП 70.13330.2012. Заполняет его ответственный производитель работ в те дни когда выполняются бетонные работы.

В этом СП приведена новая форма журнала, старую форму надо уже списывать. Имейте это ввиду.

Солнечный поглотитель можно установить проще всего на гараж или крышу дома. Завод также включает в себя насос с достаточно большим размером, так как вода должна преодолевать разницу в высоте между бассейном и крышей. Не рекомендуется подключать солнечные поглотители к насосу системы фильтров. На первый взгляд, это, по-видимому, самое простое решение, но насос фильтра также должен работать в то время, когда солнечные поглотители не работают ночью и в плохую погоду.

Дополнительные аксессуары для неокрашенной ванны

С противоточной системой спортивная производительность может быть обеспечена даже в самом маленьком бассейне. Листва и другие загрязняющие вещества следует регулярно удалять. Есть много сил, которые производят такие трещины, а некоторые показывают их эффект через несколько часов после того, как свежий бетон высох. Он, по-видимому, относится к свойствам материала, что он не работает без трещин в долгосрочной перспективе.

Раньше я где то читал, что если объем бетонных работ не превышает 50 м3, то вести журнал бетонных работ не обязательно и можно записи делать прямо в общем журнале работ. Но вот никак не могу вспомнить где это я прочитал. Если кто знает напишите, пожалуйста, в комментариях.

Ниже приведу образец заполнения журнала бетонных работ. Нажимайте на картинки для увеличения изображения.

Как бетонные полы неизбежно становятся трещинами через несколько лет — даже если они по-прежнему выглядят такими прочными и великолепными, как, например, на этом крыльце? Движения в почве, расширение материалов, изменение мороза и оттаивания погоды: все эти факторы гарантируют, что идеальная бетонная терраса не сохранит свой макулярный вид.

Тем не менее, есть силы, которые развиваются намного раньше и являются наиболее частыми причинами преждевременно возникающих трещин на волосах, которые могут образовываться в бетонной плите вскоре после литья. Усадочные трещины. Растрескивание волос является нормальным и никогда не может быть полностью устранено. Их наиболее распространенным типом является так называемая усадка. Он образуется, в то время как в сушильном бетоне вода, содержащаяся в нем, испаряется.

Условия твердения бетона зависят от начала химической реакции между цементом и водой в составе, а также температуры и порядка укладки смеси. Подобный процесс занимает много времени и в обычных условиях длится около одного месяца. Сначала набор прочности идет весьма быстро, но довольно резко замедляется. Как показывает практика, чтобы выйти на стопроцентный показатель прочности, требуется около одного месяца пребывания в оптимальных условиях.

Следует отметить, что, при отличных от данных показателей параметров окружающей среды, приходится обеспечивать различные мероприятия. Например, сюда относится проведение увлажнения, утепления, а также некоторых других процедур. Как уже говорилось, набор прочности идет весьма быстро в первые дни, но потом существенно замедляется. Он начинается сразу после схватывания, когда в составе образуются прочные связи между его основными компонентами. Согласно стандартам, полная нагрузка недопустима до того момента, как смесь выйдет на заданный показатель прочности. Частичное осуществление давление может происходить при наборе 70 процентов от номинального показателя. Особенность твердения бетона заключается в том, что конструкция из данного материала будет постоянно набирать прочность, хоть этот процесс и станет чрезвычайно замедленным.

Естественные условия твердения бетона

Твердение бетона в естественных условиях является наиболее распространенным вариантом, который используется чаще всего. Причина заключается не только в доступности, но и минимальных затратах на осуществление подобного способа. Как уже говорилось, стандартное время на твердение бетона в естественных условиях — это около 28 суток, пока состав набирает прочность. Важным моментом является именно процентное соотношение в смеси вяжущего материала и воды.

Между ними происходит химическое взаимодействие, способствующее набору прочности. Частицы цемента начинают скреплять между собой все элементы заполнителя, обеспечивая монолитную массу. Вне зависимости от условий твердения, соотношение воды и вяжущего материала всегда строго просчитывается и соблюдается. Если того или иного компонента будет недостаточно, это приведет к существенной потере во всех эксплуатационных характеристиках. Все пропорции представлены в специализированных документах, позволяющих на их основе создать материал с широким диапазоном показателей. Естественное твердение бетона используется в теплый период года, при создании конструкций, заливаемых непосредственно на строительной площадке. К данной категории относятся различные типы фундаментов, как наиболее популярный класс монолитных объектов.

Автоклавное твердение

Присутствует несколько вариантов добиться того, чтобы смесь твердела быстрее. Довольно дорогостоящим методом, но весьма эффективным по своему результату, является использование автоклава. В этом промышленном оборудовании создается высокое давление и температура, что способствует ускорению всех процессов набора прочности в несколько раз. Бетонные изделия держатся в автоклаве до того момента, пока показатели не выйдут на уровень в 70 процентов от требуемого значения.

Автоклав обладает довольно большой, по своей объему, внутренней камерой. В нее происходит загрузка поддонов с блоками, плитами или иными другими формами элементов. Присутствует несколько рядов по вертикали, что позволяет добиться увеличенного количества обрабатываемых объектов. Бетон автоклавного твердения должен подвергаться воздействию повышенной температуры и давления со всех сторон. Если обеспечить второй фактор довольно легко, то чтобы поддерживать температуру во всех точках одинаковой, требуется использовать конвекционные методы. Обработка происходит при 400-700 градусов в течение относительно короткого времени. Именно этот фактор и обеспечивает высокую производительность автоклава. Следует подробнее рассмотреть процессы, которые происходят в структуре бетона.

Несмотря на то, что температура в 400-700 градусов способствует переходу воды в газообразное состояние, высокое давление не позволяет осуществиться данному процессу. В результате, химическая реакция проходит на порядок быстрее. Процесс схватывания занимает минимальное время, после чего начинается ускоренное твердение. Для улучшения параметров изделия, бетон автоклавного твердения подразумевает использование специальных добавок.

Тепловлажностное твердение бетона

Существует и другой вариант — тепловлажностное твердение бетона. Он имеет высокую эффективность и достаточно часто используется при решении задач современного строительства. К данной категории относится несколько десятков способов. Каждый из них зарекомендовал себя при наличии определенных факторов, что требуется учитывать при выборе конкретного варианта. В условиях холодной погоды происходит замедление твердения, которое, в конечном итоге, приведет к полной остановке, если температура опустится ниже нуля.

Использование добавок является только одним из вариантов обеспечения набора прочности и, как следует отметить, не самым эффективным. Если заливаемый монолитный объект обладает большими размерами, например, в случае строительства крупных коммерческих, промышленных или жилых сооружений, принято использовать методику электрического прогрева. Она подразумевает пропускание через состав электрического тока, который проходит через смесь и вызывает выделение теплоты из-за сопротивления. Существуют и менее распространенные варианты, которые подразумевают тепловлажностные условия твердения бетона. Например, к данной категории следует отнести инфракрасные излучатели, а также контактный обогрев и некоторые другие варианты.

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	-	-	-	-	-	-

Содержащиеся в официальных таблицах данные, конечно, должны служить ориентиром при самостоятельном обустройстве бетонных или железобетонных конструкций. Но применение таких данных должно происходить в плотной практической привязке к реальным условиям строительства.

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.

Химия твердения бетона. Образование цементного камня

Разложение идет по следующей реакции:

ЗСаО • SiO2+nН,О=2СаО • SiO2(n-1 )Н2 О + Са(ОН)2.

2СаО • SiO2 •mH2O.

Трехкальциевый алюминат подвергается быстрой гидратации по реакции:

ЗСаО • А12О3+6Н2О=ЗСаО • А12О3 • 6Н2О.

Нарастание прочности цементного камня

Этапы набора прочности

Степени набора прочности

Насчитывается 4 ступени набора прочности по результатам гидратирования.

Схватывание – первичное связывание воды в растворе начинается со времени замеса, но в течение первых двух часов раствор остается подвижным, центры кристаллизации не образованы. Последующий час происходит схватывание. Затормозит процесс интенсивное перемешивание, вибрация, но при этом произойдет потеря прочности.
Твердение до критической прочности (30-50 % от распалубочной) происходит за счет связывания молекул в комплексы. В этот момент должен соблюдаться баланс влажности. Зимой залитый бетон подогревают до набора критической прочности. Считается, в массе отсутствует свободная вода, могущая образовать кристаллы при замерзании.
Распалубочная прочность – монолит не готов принимать нагрузку, но не деформируется, держит форму при снятой опалубке. Показатели достигаются в благоприятных условиях за неделю, составляет 70 % от расчетной для марки строительной смеси.
Расчетная прочность, показатель класса бетона, наступает через 28 дней после заливки при соблюдении стандартной технологии.

Твердение бетона в зависимости от температуры

lgn—десятичный логарифм возраста бетона, выраженного в днях.

Поддержите блог — скачайте электронную версию журнала бетонных работ за символическую цену!

В окне платежа после успешной оплаты нажмите на Перейти на сайт магазина и файл попадет в загрузки

Уход за бетоном — методы способы и документальное оформление

Ускоритель твердения бетона

Для этого пользуются химическими ускорителями, обогревают бетон паром или применяют электропрогрев.

Из химических ускорителей наиболее часто используют хлористый кальций СаСl2.

при сроке твердения 3 дня — примерно в 2 раза;
7 дней -— в 1,5 раза;
28 дней — в 1,1 раза.

Схватывание цемента с добавкой хлористого кальция должно ускориться не более, чем в 2 раза.

Мероприятия при зимнем бетонировании

Базовая плита для сарая инструмента

Опалубка утепляется. Открытые поверхности не только укрываются для уменьшения испарений и защиты от осадков и солнца, но и дополнительно теплоизолируются.
Конструкции нагреваются несколькими способами — внешними электронагревателями или теплообменниками, с помощью инфракрасных ламп или горелок или нагрев производят, пропуская ток от специальных трансформаторов через арматурную сетку .
Для увлажнения используется только горячая вода.
Если это возможно, то вокруг конструкции устанавливают укрытие или палатку, внутренний объем которых прогревают с помощью воздушных теплогенераторов (пушек) или другим способом. Возможна также подача пара, тогда одновременно будет происходить и увлажнение поверхности.

Усадка бетона при твердении

усадка бетона тем больше, чем выше содержание в нем цемента и воды;
быстро схватывающиеся и высокопрочные портландцементы, а также пуццолановый портландцемент обычно вызывают большую усадку бетона;
усадка больше при мелкозернистых и пористых заполнителях;
влажный режим твердения и специальные покрытия не дают бетону быстро высыхать с поверхности, тем самым устраняются последствия большой и неравномерной усадки (трещины)

Что это такое

В этом СП приведена новая форма журнала, старую форму надо уже списывать. Имейте это ввиду.

Дополнительные аксессуары для неокрашенной ванны

Ниже приведу образец заполнения журнала бетонных работ. Нажимайте на картинки для увеличения изображения.

Основной вопрос при изготовлении бетона: как достичь расчетной прочности в оптимальные сроки.

Представим в общих чертах, как протекают процессы затвердевания и набора прочности, и какие факторы могут привести к изменениям в них.

Срок твердения 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	—	—	—	—	—	—

Химия процесса

В составе бетонной смеси цементный камень – продукт реакций гидратации, происходящих при смешивании цемента с водой.

Цемент – основной компонент смеси; от его марки и соотношения с водой зависит прочность готового бетона и скорость его отвердевания.

Водоцементное отношение (В/Ц) – это отношение количества воды затворения к количеству цемента. Оно обычно составляет 0,3-05 и выше.

В состав цемента входят такие соединения, как кальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты. При смешивании этих соединений с водой начинаются химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (благодаря чему увеличивается скорость протекания реакций гидратации).

Чем быстрее водный раствор насыщается, тем лучше и быстрее происходит кристаллизация, то есть схватывание цемента. Вот почему бетоны с пониженным содержанием воды схватываются быстрее.

Процесс твердения бетона состоит из двух фаз:

Схватывание бетона в условиях оптимальной температуры и влажности окружающей среды начинается через 2 часа и протекает довольно быстро, в течение часа. В этой фазе на бетон можно воздействовать, он остается подвижным.

После окончания первой фазы начинается отвердевание. В оптимальных условиях распалубочная прочность достигается на 7-10-е сутки, расчетная – по истечении 28 дней, затем набор прочности продолжается еще несколько месяцев, но с очень низкой скоростью.

Сколько времени требуется на застывание

Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.

Важно!

Преждевременная нагрузка на бетонную конструкцию может разрушитьне набравший достаточной прочности бетон, а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.

Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.

Срок твердения бетона без добавок

Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.

Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона

Марка и класс бетона: в чем разница?

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Срок застывания бетона зависит от различных факторов:

качества исходных материалов;

температуры и влажности воздуха;

обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);

ухода за бетоном;

использования специальных добавок.

Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:

температура воздуха 18–22°С;

относительная влажность воздуха 100%.

При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.

График твердения бетона при разных температурах

Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.

Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.

От чего зависит скорость твердения

Факторы, влияющие на скорость застывания:

температура, при которой происходит застывание;

наличие тепловлажностной обработки;

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Как ускорить твердение бетона

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Когда нужно ускорить затвердевание

Процессы схватывания и набора прочности требуют ускорения:

При необходимости производить строительные работы зимой, чтобы уменьшить затраты на прогрев бетона.

Когда нужна ранняя распалубка.

В случае необходимости продолжить строительство раньше, чем через 28 суток.

Для изготовления большого количества мелких бетонных изделий (производство брусчатки, тротуарной плитки).

Для оптимизации прочности.

Стадии набора прочности бетона

Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?

Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.

Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:

C2S двухкальциевый силикат,

C3S трёхкальциевый силикат,

C3A трёхкальциевый алюминат,

C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.

Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.

Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.

В твердении бетона выделяют две стадии:

Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.

Интересно!

Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.

После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.

От чего зависит время застывания раствора?

На прочность бетона большое влияние оказывает марка цемента, из которого он изготавливается. Наиболее надежные смеси делаются из материала М500. А самые непрочные производятся из цемента М100.

Прочность, кгс/ кв. см

Наличие разных компонентов в бетоне изменяет время его затвердевания. Чем больше в смеси гравия либо песка, тем быстрее вода выходит из нее. При повышенном содержании шлака и керамзита, жидкость медленнее испаряется из раствора. В таблице приведены рекомендованные соотношения основных составляющих бетонных смесей.

Расход на 1 кубометр

Песчано-гравийная смесь, кг

Прочность бетона снижается, если не выдерживается требуемая плотность его укладки. Важно! Жидкость выходит из смеси тем медленнее, чем большую плотность имеет раствор. При промышленном строительстве бетон обрабатывают специальным вибрационным оборудованием. В быту его заменяют операции штыкования лопатой и уплотнения ручной трамбовкой.

Для удержания влаги в бетонной смеси, помещенной в опалубочную конструкцию, рекомендуется накрывать последнюю гидроизолятором. В качестве такового используется битумная мастика либо обычная полиэтиленовая пленка. Эти материалы усиливают гидратацию, так как препятствуют быстрому обезвоживанию бетона.

Аналогичного эффекта добиваются и посредством периодического смачивания застывающего раствора водой. Жидкость наносится методом распыления или обрызгивания. Обратите внимание! Указанные мероприятия не ускоряют процесс застывания бетона.

Особенности процесса

В данном материале содержится таблица затвердевания и подробная информация по тому, каким образом можно увеличить скорость твердения бетона. Данная таблица послужит вам при определении сроков работ.

Схема опалубки для заливки.

Неизбежным процессом является твердение после заливки. Качество изделия, которое было залито, будет напрямую зависеть от мероприятий, которые были проведены в момент твердения смеси.

После начала схватывания и укладки смесь должна выстаиваться в условиях, которые способны обеспечить набор необходимой прочности и качества.

В процессе твердения во влажной среде прочность его будет гораздо выше, чем при твердении его на открытом воздухе, потому что во втором случае вода из смеси будет полностью испаряться, и это приведет к тому, что нужную крепость смесь не получит, следовательно, такой процесс твердения нельзя считать качественным. Это может происходить из-за того, что сердцевина многих зерен цемента может не успевать вступать в химическую реакцию с водой. Следовательно, нельзя допускать преждевременного высыхания.

В летний и весенний периоды для того, чтобы сохранить влагу, на поверхность его следует нанести битумную эмульсию, помимо того, укрыть бетон при помощи полиэтиленовых пленок.

Во время процесса твердения объем его будет изменяться, потому что смесь, затвердевая, будет давать усадку. Усадка в поверхностных зонах может происходить несколько быстрее, чем во внутренних, следовательно, если имеется недостаток влаги во время твердения, на поверхности могут начать появляться усадочные трещины. Трещины маленьких размеров, которые снижают прочность и качество, могут возникать и из-за неравномерного прогрева блока в процессе выделения тепла при цементном схватывании.

Как узнать точное время затвердевания бетона?

Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.

Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500

Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:

Узнать точные данные в лаборатории производителя.

Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.

Набор прочности – сколько дней длится?

Стадия твердения бетона стартует сразу после его схватывания. В этот период наблюдается процесс цементной гидратации. Оптимальные условия для его протекания следующие:

температура воздуха – от +15 до +20 °С;
уровень влажности – 70–75 %.

n – это количество дней, прошедших после заливки смеси (первые и вторые сутки не учитываются);
R28 – марка бетона (М300, М400);
lg28, lgn – логарифм (десятичный) возраста раствора.

Домашние умельцы этой формулой не пользуются. При расчетах они ориентируются на график, приведенный ниже.

Определиться со временем твердения бетона и его прочностью на сжатие позволяет и специальная таблица. Она составлена для смесей, сделанных из цемента марок М300, М200 и М400, которые считаются самыми популярными среди мастеров-самоучек.

Читайте также: