Время набора прочности бетона от температуры: График набора прочности бетона, таблица прочности бетона

Содержание

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

Набор прочности бетона. Твердение бетона при разных температурах. Сроки набора прочности бетона при устройстве бетонных полов.

Набор прочности бетона значительно зависит от температуры, что ограничивает скорость выполнения бетонных работ, устройство бетонных полов, и, соответственно, сроки сдачи строительных объектов в эксплуатацию.

Твердение бетона — относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения % от 28-суточной.

Бетон Срок
твердения,
суток
Средняя температура бетона, °С
-3 0 +5 +10 +20 +30
М200 — М300 на
портландцементе
М-400, М-500
1 3 5 9 12 23 35
2 6 12 19 25 40 55
3 8 18 27 37 50 65
5 12 28 38 50 65 80
7 15 35 48 58 75 90
14 20 50 62 72 90 100
28 25 65 77 85 100

Для ускорения набора прочности бетона и уменьшения времени выдержки рекомендуется использовать бетон (пескобетон) с пониженным водоцементным отношением (В/Ц). При В/Ц=0,4 сроки, приведенные в таблице, уменьшаются в 2 раза.

Для этого в бетон добавляются суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и т.п.)

Таблица «Твердение бетона» показывает, что сроки устройства бетонных полов и бетонных конструкций значительно зависят от температуры. Из таблицы видно, что если устройство бетонных полов производится при низких температурах, то это отразиться на наборе прочности бетона, то есть прочность будет недостаточна для передачи полов в эксплуатацию.

В большинстве случаев устройство бетонных полов выполняется для дальнейшего нанесения финишных покрытий: полимерных полов, полимерных наливных полов и т.п. Медленный набор прочности бетона вынуждает увеличивать перерыв между устройством бетонных полов и началом устройства полимерных покрытий, что приводит к увеличению общих сроков работ.

Можно ли ускорить набор прочности бетона, даже если твердение бетона происходит при низких температурах? — Да можно!
ООО «ТэоХим» производит добавки для бетона, которые позволяют значительно увеличить скорость набора прочности бетона. Например, если «обычный» бетон необходимо выдерживать до нанесения защитной пропитки около месяца (28 дней), то добавка для бетона «Эластобетон-А» позволяет ускорить твердение бетона, и нанести пропитку уже на 7-8день после того, как выполнено устройство бетонных полов. Для укладки окрасочных и кварцевых полимерных полов, наливных полимерных полов необходимые сроки твердения бетона с добавками Эластобетон-А сокращаются в 2 раза — с 28 суток до 12-14 суток.

Таким образом, добавки для бетона Эластобетон значительно ускоряют набор прочности бетона и дают значительный экономический эффект за счет уменьшения сроков ввода объектов в эксплуатацию.

12янв14

» От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

Изготовление различных конструкций предполагает заливку бетона, главной характеристикой которого является прочность на сжатие. При этом нагружать конкретный элемент нельзя, пока не завершится набор прочности бетона. Данный процесс зависит от ряда факторов, к которым относятся не только внешние условия, но и состав самой смеси.

Для достижения марочного значения, как правило, требуется четыре недели (28 дней). Чтобы будущая конструкция прослужила достаточно долго, необходимо ясно представлять, как осуществляется сам процесс, и сколько времени требуется для его завершения. Процесс включает две стадии. На первой происходит схватывание бетона. На второй он твердеет и набирает прочность.

Стадия схватывания

Схватывание происходит в течение первых суток с момента его приготовления. Сколько времени потребуется для завершения первой стадии напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Теплая погода

В летний период, когда температура 20 °C и выше, на схватывание может потребоваться около часа. Процесс начнется приблизительно через два часа после приготовления смеси и завершится, следовательно, через три.

Прохладное время года

При похолодании время начала и завершения стадии сдвигается. Для схватывания требуется больше суток. При нулевой температуре процесс начинается, как правило, только через 6 – 10 часов после приготовления раствора и может длиться до 20 часов после заливки. В жаркую погоду время, наоборот, уменьшается. Иногда для схватывания достаточно 10 минут.

Уменьшение вязкости раствора

На первой стадии приготовленная смесь остается подвижной. В этот период еще можно оказать механическое воздействие, придав изготавливаемой конструкции требуемую форму.

Продлить стадию схватывания позволяет механизм тиксотропии, способствующий уменьшению вязкости смеси при оказании механического воздействия. Именно поэтому перемешиваемый в бетономешалке раствор намного дольше может находиться на первой стадии.

Однако следует учесть, что ряд процессов вызывает необратимые изменения в смеси, что негативно отражается на качестве затвердевшего бетона. Особенно быстро «сваривание» происходит в летний период.

Стадия твердения

После схватывания бетон начинает твердеть. Для завершения процесса и окончательного набора прочности может потребоваться несколько лет. Марку бетона можно будет определить через четыре недели.

Стоит учесть, что прочность бетон набирает с различной скоростью. Наиболее интенсивно процесс протекает в первую неделю после заливки бетона. Уже в первые трое суток данный показатель в нормальных условиях составляет около 30% от марочного значения, определяемого через 28 дней после заливки.

В течение первых 7 – 14 суток раствор набирает до 70 % от указанного значения, а через три месяца на 20 % превышает его. После этого процесс замедляется, но не прекращается.

Через три года показатель может вдвое превысить значение, полученное через 28 дней после заливки. Специальная справочная таблица позволяет узнать, какой процент от марочного значения наберет состав при конкретной температуре через определенное количество дней.

От чего зависит набор прочности?

На процесс набора прочности влияет множество факторов. Однако основными можно считать:

  • температуру;
  • влажность;
  • марку бетона;
  • время.

Температура

Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.

При наличии в составе различных модификаторов время твердения может уменьшаться, а температура, при которой процесс останавливается, снижаться. Производители предлагают специальные быстротвердеющие составы, способные набрать марочную прочность уже через две недели.

Потепление способствует ускорению процесса созревания бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.

Зимой может потребоваться подогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.

Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.

График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения. Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора.

Время

Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:

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

Если нормативно-безопасный срок установлен на уровне приблизительно 50%, то безопасным сроком начала работ можно считать 72 – 80% от марочного значения.

В зависимости от времени выдержки искомое значение можно определить по следующей формуле:

прочность на n-ый день = марочная прочность *(lg (n) / lg (28)). Причем n не может быть меньше 3-х дней.

Состав и характеристики цемента

Если сразу после заливки цемент способен набирать прочность благодаря своему тепловыделению, то после замерзания воды процесс неизменно остановится. Именно поэтому при выполнении работ в зимний и осенне-весенний период предпочтительно использовать смеси с противоморозными добавками.

Глиноземистый цемент после укладки способен выделить в семь раз больше тепла, чем обычный портландцемент. Именно поэтому приготовленная на его основе смесь набирает прочность даже при отрицательной температуре.

Марка также оказывает влияние на скорость процесса. Чем ниже марка, тем выше критическая прочность. Таблица наглядно отражает такую зависимость:

Марка бетона (по прочности на сжатие) Критическая прочность (процент от марочной), минимум
для предварительно напряженных конструкций 70
М15 – 150 50
М200 – 300 40
М400 – 500 30

Влажность

Пониженная влажность негативно отражается на процессе. При полном отсутствии влаги гидратация цемента становится невозможной, и твердение практически останавливается.

При максимальной влажности и высокой температуре (70 – 90 °C) скорость нарастания прочности значительно повышается. В таком режиме осуществляется пропаривание состава в автоклавах паром высокого давления.

Нагрев до столь высоких температур при минимальной влажности неизбежно приведет к высыханию залитого раствора и снижению скорости набора. Чтобы этого не произошло, следует своевременно производить увлажнение. В таком случае в жаркую погоду прочность будет набрана в минимально возможные сроки.

Время набора прочности бетона в зависимости от температуры

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

Процесс набора

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

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

Созревание бетона состоит из 2 этапов:

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

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

Схватывание

Использовать стройматериал сразу после заливки нельзя. Перед этим необходимо ознакомиться с графиком набора прочности бетона и спецификой каждого этапа его созревания.

Нередко смесь доставляется на строительную площадку с помощью специальной техники, поэтому ее поддерживают в подвижном состоянии с помощью автоматизированного оборудования.

Технология тиксотропии сохраняет базовые параметры консистенции до момента заливки, приостанавливая естественное созревание.

Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов. Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.

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

Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:

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

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

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

Твердение

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

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

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

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

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

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

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

Под воздействием холода возникают 2 проблемы:

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

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

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

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

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

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

Особенности набора прочности

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

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

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

От чего зависит набор прочности

Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности, выделяют:

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

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

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

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

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

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

График по суткам

График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства.

В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%.

При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.

В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:

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

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

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

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

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

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

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

Источник: https://1beton.info/proizvodstvo/rabota/grafik-nabora-prochnosti-betona

Набор прочности бетона

Сколько нужно времени для твердения бетона и при какой температуре блоки быстрее наберут отпускную прочность? Рассказываем, зачем знать время застывания и пользоваться графиком созревания бетонной смеси.

В строительной сфере блоки на основе бетона используются для изготовления фундамента и возведения стен. Одной из главных характеристик бетона становится прочность на сжатие. Она повышается по мере застывания смеси, пока не достигнет своего максимума. Сколько ждать созревания бетона, как ускорить или замедлить этот процесс — в нашей статье.

Время набора прочности бетона необходимо знать для того, чтобы определить момент, когда можно нагружать конкретный элемент.

До того, пока смесь не достигнет максимальных показателей прочности, давать какую-либо нагрузку на изделие запрещается. Это может повредить всю конструкцию, привести к смещению деталей и деформации самого материала.

Соответственно, пока процесс «вызревания» не закончится, строительные работы со свежими блоками производиться не могут .

Твердение бетона происходит постепенно. Схватывание смеси начинается с самого начала ее изготовления во время замешивания с водой и другими компонентами для приготовления бетона.

Но скорость этого процесса в немалой степени зависит от температуры воздуха и уровня влажности.

Если застывание бетонной смеси происходит в течение нескольких часов, то набор прочности может длиться несколько месяцев.

Застывание происходит при спокойном состоянии смеси, когда на нее не оказывают механического воздействия. Поэтому для длительных работ используют бетономешалки, которые замедляют застывание.

Во время схватывания смесь остается в пластичном состоянии, что позволяет перемещать ее и заполнять ею необходимые формы. Механическое воздействие уменьшает вязкость материала.

Только после помещения в соответствующую форму смесь сможет затвердеть, так как на нее больше не будет оказываться никакого механического воздействия.

Время твердения бетона составляет около двух часов, но зависит от его марки и температуры окружающей среды.

В течение всего процесса заливки бетона смесь перемешивается, чтобы она не застыла раньше времени. Но при длительном перемешивании возникают негативные последствия в виде «сваривания» смеси, что приводит к потере качества.

Время «сваривания» зависит от температуры. Если придерживаться ГОСТ 25192, то появление таких негативных последствий во время твердения бетона недопустимо.

Кстати, подобные «казусы» могут происходить не только при работе с монолитом, но и при формовке блоков. Как правило, некондиция часто встречается на небольших кустарных производствах, где замешивание формовочной смеси происходит не по ГОСТу, а «на глазок». Проехав, без малого, пол-России, мы с уверенностью можем сказать, что сделать идеальные блоки своими руками не так просто, как кажется. Поэтому собрали в нашем каталоге поставщиков только тех, кому это действительно под силу. Фото реальных производств и поставка стройматериалов прямо с заводов-производителей без наценок — работа с тендерной площадкой KBLOK действительно снижает стресс и превращает строительство в удовольствие. С нами у вас все получится.

Но знать, как твердеет бетон и сколько времени для этого требуется, все равно полезно.

Нужны качественные блоки без посредников?

Таблица набора прочности бетона составляется на основе определенных условий окружающей среды, в которых находится бетон. Для сравнения нескольких марок берутся одинаковые условия, чтобы видна была точная разница во всех вариантах, без погрешностей на внешние условия. Рассмотрим подробнее, какие именно факторы влияют на процесс набора прочности бетона.

Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее происходит процесс твердения бетона. Если ее значение опустится ниже нуля, то прочность перестанет набираться из-за того, что вода внутри смеси замерзнет — гидратация на морозе полностью останавливается. И, напротив, при повышении температуры воздуха набор прочности восстанавливается: схватывание и твердение бетона также ускоряются.

Добавки для твердения бетона и разнообразные модификаторы могут помочь снизить минимальную температуру для начала набора прочности. Поэтому на рынке можно встретить специальные быстротвердеющие марки, использование которых разрешено при низких температурах.

В зимнее время может потребоваться дополнительный подогрев бетона для работы. Это можно сделать с помощью специального оборудования, но после заливки из бетономешалки с подогревом состав все равно будет долго набирать прочность. График набора прочности бетона обеспечивает более полное представление о том, какое влияние температура оказывает на набор прочности.

График твердения бетона: зависимость набора прочности от времени и температуры.

Благодаря графику можно узнать, например, что при снижении температуры до 10 °C марочное значение не будет достигнуто за две недели, а растянется на значительно более длительный срок. Если же значение температуры доходит до 40 °C, то окончательный набор прочности достигается уже за одну неделю вместо трех и более. Именно по этой причине большинство фундаментов рекомендуется заливать в летнее время. Добавлением новых компонентов можно заметно сместить максимальные и минимальные показатели. О них — немного ниже. График твердения бетона всегда включает в себя время, так как именно этот параметр наиболее интересен для строителей. Влияние времени на набор прочности всегда оказывается положительным. Чем более длительный период прошел, тем выше прочность материала. На первых порах она набирается максимально быстро, пока происходит твердение, а затем темпы упрочнения снижаются. Это хорошо видно по вышеуказанному графику. Набор прочности бетона по суткам может меняться в зависимости от других факторов. В отличие от влияния температуры на набор прочности бетона, время никогда не останавливает данный процесс, если не изменялись другие факторы. Это связано с тем, что данный параметр является постоянным.

Слишком низкая влажность снижает естественное твердение бетона. Если влага полностью отсутствует, то гидратация материала оказывается невозможной и процесс отвердевания останавливается.

Для того чтобы бетон быстрее отвердел и набрал необходимую прочность для дальнейшей работы, необходимо качественное и своевременное увлажнение.

С повышением влажности возрастает и скорость набора прочности. Если влажность и температура становятся максимально высокими, то прочность нарастает с очень большой скоростью.

Ячеистый бетон автоклавного твердения изготавливается как раз по данному принципу: высокое давление, влажность и температура, которая достигает, в среднем, 80 °C, — идеальный вариант для быстрого созревания таких блоков.

Если нагревание, которое ускорят процесс, будет происходить с низким уровнем влажности, то это приведет к быстрому высыханию раствора, но скорость набора прочности станет значительно ниже. Чтобы избежать таких проблем, необходимо использовать дополнительное увлажнение.

Ускорители твердения бетона — специальные добавки, которые дополняют основной состав смеси и позволяют сократить время набора прочности практически в два раза.

Они могут изначально входить в заводские упаковки цементной смеси, или же их потребуется добавлять во время приготовления вещества: если вы собираетесь строить дом своими руками или самостоятельно изготавливать блоки, выбор таких добавок остается исключительно вашей прерогативой и никак не регламентируется. Дозировка ускорителя определяется количеством замешиваемого материала.

Встречаются различные варианты добавок. Например, благодаря ряду химических веществ, твердение бетона можно не только ускорить, но и замедлить, если того требуют условия работы.

Стоит отметить, что выбор добавки напрямую зависит от температуры. Ускорители лучше работают в летнее время, хотя предназначаются скорее для зимней стройки.

На упаковках цементной смеси могут быть указаны противоморозные компоненты, позволяющие увеличивать скорость набора даже при низких температурах.

Замедлители твердения, как правило, в состав готовых смесей не входят, их требуется добавлять в бетон отдельно.

При строительстве нередко возникает необходимость ускорить процесс твердения, так как пока он не закончится, невозможно будет продолжить дальнейшие процедуры.

К примеру, в холодное время года твердение ячеистого бетона может длиться более одной недели, тогда как при высокой температуре и прочих сопутствующих условиях это будет занимать менее суток.

Для увеличения скорости процесса используется несколько способов.

Бетонная смесь помещается в специальную камеру-автоклав. Здесь возможно повышать температуру и давление при обработке материала, а также обдавать паром, что также способствует более быстрому застыванию.

Эта технология получила широкое распространение в строительной области, так как с ее помощью можно создавать бетоны автоклавного твердения с заданной температурой, давлением.

Продукция приобретает необходимые характеристики, так как на нее не влияют посторонние факторы.

Среди всех способов твердения бетона именно пропарочная камера максимально точно обеспечивает соблюдение стандартов и прекрасно подходит для производства блоков. Готовые блоки получаются с точными размерами и нужными характеристиками прочности по ГОСТу.

Нормальное твердение бетона происходит значительно дольше, чем при обработке в парильной камере. В автоклаве ему достаточно пробыть 15 часов, чтобы получить такой же набор прочности, как при годичном застывании. Но в данной ситуации есть своя обратная сторона, которая кроется в отсутствии дальнейшего увеличения прочности материала.

Камеры твердения бетона представляют собой емкость, в которой будет находиться бетонная плита или блок. К ней подключены нагревательные элементы, повышающие температуру для лучшего твердения. Давление, обработка паром и прочие дополнения здесь не используются.

Камеры твердения бетона предназначены для создания более благоприятных условий, чем на улице, но при этом тут не используются какие-либо экстремальные условия, значительно увеличивающие скорость созревания блоков.

Камера нормального твердения бетона может быть изготовлена самостоятельно. Для этого требуется подобрать соответствующую емкость и подключить нагревательные элементы, которые могли бы создавать нужную температуру. Также можно купить стандартную камеру заводского изготовления. В них проще соблюдать условия твердения бетона с высокой точностью.

Добавки в бетон для быстрого твердения также является существенной помощью в строительстве. Оптимальное соотношение компонентов и их наличие в конкретной марке определяется в лабораторных условиях. Вне зависимости от разновидности бетона, максимальные показатели добавок должны быть следующими:

Благодаря использованию добавок можно не только увеличить скорость набора прочности, но и понизить температуру твердения бетона.

Многие модификаторы не рекомендуется применять, если в бетонной смеси присутствует сталь, которая прошла термическое упрочнение. Также не допускается использование некоторых веществ для глиноземистого цемента.

В таких ситуациях есть лишь один беспроигрышный вариант — сульфат натрия.

Если вы собираетесь делать бетонную смесь или блоки для строительства дома, не поленитесь ознакомиться со СНиПами и ГОСТами, регламентирующими ограничения и особенности работы с выбранными вами материалами, чтобы не допустить снижения прочности соединяемых арматурных элементов.

Планируете выпускать блоки? Поможем с заказами.

Вышеуказанные способы актуальны практически для всех разновидностей бетона. Подведем некоторые итоги и закрепим информацию.

При высокой температуре окружающей среды нужно заботиться о влажности раствора, так как под солнцем влага быстро испаряется. Здесь нужно обеспечить дополнительное увлажнение, чтобы поддерживать этот параметр на одном уровне.

В зимнее время рекомендуется использовать добавки, которые помогут ускорить процесс затвердевания, даже если их нет в составе смеси. Подобрать самостоятельно подходящий вариант не составит труда, так как в продаже встречаются специальные средства.

Для работы при высокой температуре в смесь можно добавить замедлитель твердения, чтобы она не схватилась еще до того, когда ее нужно будет использовать. Главное точно соблюдать пропорции, чтобы не испортить весь строительный материал.

Если же после прочтения статьи у вас все еще остались вопросы — не стесняйтесь, спросите у наших экспертов, воспользовавшись формой ниже. Мы не только поможем советом по строительству, но и подскажем профессиональных производителей блоков на основе бетона, чьи материалы соответствуют всем нормам ГОСТа по показателям прочности. Вы, к слову, можете сами сравнить их качество: получите бесплатные образцы блоков, просто заполнив форму обратной связи.

Источник: https://kblok.ru/nabor-prochnosti-betona

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха

Процесс твердения бетонного раствора относится к значимым этапам производства строительных работ. От его продолжительности, в конечном итоге, зависит прочность монолитной конструкции.

После заливки смеси в опалубку, по графикам или таблицам устанавливается приблизительное время застывания бетона, в зависимости от температуры и влажности окружающего воздуха.

Также учитывается проектная марка искусственного камня.

Что влияет на сроки твердения бетонной массы

Температурно-влажностный режим играет огромную роль в процессе схватывания и отверждения бетона.

В жаркие дни поверхность монолита смачивают водой, чтобы цементному порошку хватило жидкой составляющей для полноценного завершения химических реакций.

В таких условиях схватывание камня происходит гораздо быстрее, чем при низких температурах. Следует принимать во внимание тот факт, что минусовые значения и недостача воды способны даже остановить застывание растворной массы.

Лабораторные исследования показали, что оптимальной температурой окружающего воздуха для начала и продолжения процесса твердения бетона является 20-30 градусов.

При этом влажность на его поверхности должна составлять не менее 90 процентов, что достигается путем полива и накрытия глыбы полиэтиленовой пленкой или рубероидом.

Описанные условия позволят камню набрать 70-типроцентную прочность в течение первых пяти-семи дней после заливки опалубки. Марочные же показатели достигаются через две-четыре недели.

Конечно же, лабораторные условия перенести в реальность не представляется возможным. На открытых площадках температура и влажность постоянно меняются в зависимости от:

  • времени суток;
  • сезонных изменений;
  • климатических особенностей;
  • наличия атмосферных осадков и т.д.

Фактически, набор бетоном прочности на сжатие происходит намного дольше 28 суток, но последующий процесс твердения продвигается настолько медленно по сравнению с первой семидневкой, что после четырех недель его в большинстве случаев не принимают во внимание. Хотя при неблагоприятных условиях, спровоцированных низкой температурой, сроки застывания увеличивают на несколько дней, а то и недель.

В промышленных условиях заливку бетона допускается выполнять при минусовых температурах. Для предотвращения замерзания воды в растворе и для ускорения отверждения бетонной массы, производится ее принудительный прогрев. Нередко в раствор подмешивают специальные добавки.

Частным застройщикам рекомендуется заливать монолитные конструкции в летний период года, когда среднесуточная температура не опускается ниже 15-20 градусов.

Проведение работ следует планировать заранее. Важно позаботиться о том, чтобы срок застывания бетона закончился раньше наступления холодных ночей. В случае понижения среднесуточной температуры до уровня +5 градусов, находящийся в процессе твердения камень накрывают теплоизолирующими материалами, а при угрозе появления заморозков – над монолитной глыбой устанавливают парник.

Как упоминалось выше, продолжительность застывания бетонной массы увеличивается по мере снижения температуры окружающего воздуха.

В идеале, бетон марки М300 набирает стопроцентную прочность на сжатие при +20 градусах через 28 суток, тогда как при среднесуточных показателях температуры в пределах +5 градусов прочность за четыре недели сможет достичь лишь 77 процентов.

Рассматривая графики твердения бетонного камня, представляющие собой выгнутые линии, можно с уверенностью сказать, что в последнем случае срок набора проектной прочности увеличится вдвое по сравнению с предыдущим вариантом.

В определенных случаях пригрузка бетонных конструкций разрешается после 50-процентного отверждения монолита. Здесь зависимость прочности от температуры выглядит следующим образом:

  • при +20 градусах должно пройти более 3 суток после заливки опалубки;
  • при +10 градусах – не менее 5 суток;
  • при +5 – 8 дней и более.

В жаркую погоду, когда столбик термометра поднимается выше 30 градусов, для набора 55-процентной прочности может понадобиться всего лишь 48 часов. Но при столь быстром застывании бетона нагружать конструкцию рекомендуется, все же, не раньше чем через 4-5 суток. В таком случае лучше будет перестраховаться, чем переделывать работу.

Источник: http://semidelov.ru/mar/vremya-zastyvaniya-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury-okruzhausc/

Зависимость прочности бетона от температуры

Нормальной температурой среды для твердения бетона считается 15 — 20°. При пониженной температуре твердения прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже нуля твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды.

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах

Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его нарастает значительно.

При повышенных температурах бетон твердеет быстрее, чем при нормальной, особенно в условиях влажной среды. Так как при высоких температурах бетон трудно предохранить от быстрого высыхания, то нагревать его выше 85° нельзя.

Исключение составляет лишь обработка насыщенным паром под давлением в автоклавах на заводах, изготовляющих бетонные изделия .

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах в течение любого срока, может быть приблизительно определена по проектной прочности бетона R28, твердеющего 28 дней при нормальной температуре, умножением на коэффициенты, полученные опытным путем С. А. Мироновым и приведенные в табл. 1.

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных средних температурах (портландцемент средней марки)

Время набора прочности бетона от температуры

Основные требования к бетону при зимних работах и способы производства работ

  • Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же затвердеть и приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной загрузки или даже для полной загрузки сооружения.
  • При любых бетонных работах бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им 50% проектной прочности
  • Даже при применении быстротвердеющих цементов (глиноземистого, высокопрочного портландцемента) срок твердения бетона в теплой среде должен быть не меньше 2 — 3 суток, а при обычных цементах — 5 — 7 суток.

Опыты показывают, что замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связь между поверхностью заполнителей; и малозатвердевшим цементным камнем.

Прочность бетона, тем ближе к нормальной, чем позже бетон был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

Для затвердевания бетона зимой необходимо обеспечить его твердение в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Этой цели достигают двумя способами:

  1. использованием внутреннего тепла бетона;
  2. дополнительной подачей бетону тепла извне, если внутреннего тепла недостаточно.

При первом способе необходимо применять высокопрочные и быстротвердеющие цементы, прежде всего портландцемент высоких марок и глиноземистый цемент.

Кроме того, рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента — хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси и уплотнять ее высокочастотными вибраторами.

Все это дает возможность ускорить сроки твердения бетона при бетонировании сооружений и добиться того, чтобы бетон приобрел достаточную прочность в течение 3—5 дней вместо обычных 28.

Внутренний запас тепла в бетоне создают, подогревая материалы, составляющие бетонную смесь; кроме того, тепло выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).

В зависимости от массивности конструкций и температуры наружного воздуха подогревают либо только воду для бетона, либо воду и заполнители (песок, гравий и щебень). Воду можно подогревать до 90°, заполнители — до 40°, цемент не подогревают.

Требуется, чтобы бетонная смесь при выходе из бетономешалки имела температуру не выше 30°, так как при более высокой температуре она быстро густеет.

Загустевание, т. е. потеря подвижности бетонной смеси, затрудняет укладку, добавлять же воду нельзя, так как это понижает прочность бетона. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не ниже +5°, а при укладке в тонкие конструкции — не ниже + 20°.

В процессе твердения бетона цемент выделяет значительное количество тепла, зависящее от состава и тонкости помола цемента, температуры бетона и срока твердения. Это тепло выделяется главным образом в первые 3—5 дней твердения.

Чтобы сохранить тепло в бетоне на определенный срок, необходимо покрыть опалубку и все открытые части бетона хорошей изоляцией (соломит, шевелин, опилки, шлак и т. п.), толщина которой определяется теплотехническим расчетом.

Описанный выше способ зимнего бетонирования часто называют способом «термоса», так как подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции.

Применение Данного способа допустимо и рационально, если тепло сохраняется в бетоне по крайней мере 5—7 суток, необходимых для его первоначального твердения.

Это возможно только при массивных или тщательно изолированных средних по толщине конструкциях.

У этих конструкций отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему (так называемый модуль поверхности F /V) должно быть не более 6. Все конструкции более тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, должны бетонироваться с подачей тепла извне. Существуют три разновидности этого способа, описанные ниже.

Способы обогрева бетона

Обогрев бетона паром

Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки.

Последний способ пропаривания (так называемая капиллярная опалубка) предложен А. А. Вацуро. Обычная температура пара 50—80°.

При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение двух суток такой прочности, которую он приобретает на 7-й день при нормальном твердении.

Электропрогрев бетона

Электропрогрев бетона, который осуществляют, пропуская через бетон электрический переменный ток.

Для этой цели стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции на бетон в начале его схватывания.

При другом способе в бетон закладывают продольные и струнные электроды или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердевания бетона эти стержни срезают.

Пластинчатые электроды применяют главным образом для подогрева плит и стен, «струнные» электроды и поперечные короткие стержни — для балок и колонн.

В начале прогрева подают обычно ток низкого напряжения—50—60 в, получаемый путем трансформирования обычного тока в 220 в. Сырой бетон при пропускании тока разогревается и затвердевает. По мере затвердевания бетона его электрическое сопротивление возрастает, и напряжение приходится повышать.

Нагревать бетон следует медленно во избежание высушивания и появления в нем трещин (повышать   температуру нужно не более чем на 5° в час) и доводить температуру бетона до 60.° При этих условиях бетон в течение 36—48 час.

твердения приобретает прочность не меньшую, чем за 7 дней нормального твердения.

При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения, чтобы предохранить их от преждевременного замерзания (так называемый периферийный электропрогрев).

Применяется еще один способ электропрогрева бетона, который заключается в использовании так называемой «термоактивной опалубки». Это — двойная деревянная  опалубка, в которую засыпают опилки, смоченные раствором соли.

В опилки через опалубку вставляют стержневые электроды и разогревают опилки и опалубку. При этом способе электроды в бетоне не остаются, и бетон равномерно нагревается, но требуется тщательный противопожарный надзор.

Обогрев воздуха, окружающего бетон.

Для этого устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, жаровни (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи.

В тепляке ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для тверlения, или поливают бетон.

Этот способ дороже предыдущих и применяется иногда при малых объемах бетонирования, при очень низких температурах, а также при отделочных работах

Источник: https://www.masterovoi.ru/stroy-mat/nabor-prochnosti-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury

Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ

Главное свойство бетонной смеси определяет набор прочности бетона, отражающий качественное состояние монолитной конструкции.

Поскольку она находится во взаимосвязи со структурой данного строительного материала, то набор прочности можно поделить на два шага, связанных со схватыванием и затвердеванием бетона.

Для последнего характерно наличие физико-химических свойств, возникающих при взаимодействии цемента с водой. Кода идет формирование бетона, то гидратация цемента вызывает образование других соединений.

Схема приготовления бетона.

Как происходит набор прочности бетона

Схватывание состава может произойти в первые дни с того момента, как была изготовлена консистенция из цемента и воды. Время ее схватывания находится в прямой зависимости от температуры воздуха.

Если она составляет 20°С, то может понадобиться около одного часа.

Поскольку процесс застывания бетона не мгновенный, а достаточно долговременный, то для набора прочности материала может потребоваться несколько месяцев.

Зачастую схватывание цемента происходит приблизительно спустя около двух часов с того момента, как был затворен цементный раствор, а окончательный процесс может начаться приблизительно спустя три часа. Поэтому на данной стадии может помочь ускоритель схватывания бетона.

Изображение 1. График набора прочности бетона.

Начало данной стадии может быть отодвинуто в результате снижения температурного уровня, а ее продолжительность существенно возрастает.

Если уровень температуры воздуха составляет 0°С, то начало этапа схватывания может произойти спустя от 6 до 10 часов после того, как произошло затворение смеси. При этом данный процесс способен растянуться на 15-20 часов.

Если температуры завышены, то период схватывания бетона может быть сокращен, что составит около 10-20 мин.

Схватывание бетона предполагает то, что данный состав должен оставаться подвижным весь период, что позволяет оказывать влияние на смесь.

Механизм тиксотропии, связанный с уменьшением вязкости субстанции в условиях механического воздействия на нее, то есть периодического смешивания бетона, который схватился не полностью, твердение и процесс высыхания бетона не начинаются.

Данное свойство учитывают в процессе доставки раствора на бетоносмесителе, поскольку состав при этом должен перемешиваться в миксере, что позволяет сохранять все его важные свойства.

Вращение миксера машины препятствует высыханию цементного раствора, не позволяя твердеть смеси достаточно долго. Возможно и развитие необратимых последствий, которые называют «свариванием» бетона, а это снижает его полезные свойства. Данный процесс особенно быстро может происходить летом.

Источник: https://tolkobeton.ru/beton/nabor-prochnosti-betona.html

Процесс набора прочности бетона

Важнейшая характеристика бетона — прочность. Чтобы раствор достиг максимальных показателей прочности должно пройти время. Что происходит в первые часы после заливки раствора? Почему продолжать строительство можно только спустя месяц? Какие факторы влияют на срок набирания бетоном прочности?

Первый этап — схватывание бетона

Рассмотрим несколько вариантов температурного режима, чтобы понять зависимость времени первого этапа от температуры:

  • 0°С. Начало схватывания наступает после 8 часов с момента, как раствор приготовлен. Продолжительность процесса может достигать 15-20 часов.
  • 20°С. Начало процесса наступит через 2 часа после приготовления раствора и завершится спустя еще один час.
  • При жаркой солнечной погоде этот процесс проходит быстрее, однако в таких случаях важно увлажнять поверхностный слой бетона.

Использование специальных добавок сокращает время схватывания до 20 минут. Такой эффект наблюдается при пропаривании растворов в специальных камерах, однако это применимо только в заводских условиях.

Время схватывания бетона напрямую зависит от марки. Вот несколько примеров:

  • М200 — схватывание происходит за 2-2,5 часа.
  • М300 — на схватывание нужно 1,5-2 часа.
  • М400 — схватывание занимает 1-2 часа.

Чтобы понять, сколько времени нужно на схватывание для каждого конкретного случая необходимо принять во внимание все факторы.

Второй этап — твердение бетона

Следующий этап набирания бетоном прочности — твердение. Этот процесс продолжителен и во время него раствор обретает необходимые характеристики.

Чем выше температура вокруг, тем быстрее протекает твердение раствора. При минусовых температурах этот процесс приостанавливается, ведь вода в бетоне кристаллизуется.

Твердение возобновляется, когда температура снова превышает нулевую отметку, и вода в бетоне оттаивает. Замерзание раствора при твердении может пагубно сказаться на прочности бетона.

Замерзая, кристаллы льда давят на цементную составляющую массы.

Чтобы ускорить твердение бетона в заводских условиях температуру повышают до 80-90°С. Еще один фактор, ускоряющий данный этап — высокая влажность. Также возможно пропаривание раствора автоклавным способом при помощи пара высокого давления.

На то время, пока раствор обретает необходимую прочность, строительные работы прекращаются. Если речь идет о заливке фундамента, кладка стен начнется спустя месяц после начала работ.

Твердение бетона продолжается и в течение последующих месяцев или даже лет. К примеру, через 3 года прочность будет в два раза выше, чем та, какой характеризовался бетон спустя месяц после заливки. Дальнейший процесс обретения прочности также будет зависеть от получаемой нагрузки.

Чаще всего на твердение бетона при температуре около +20°С отводится около 28 дней. Если на протяжении 14 дней держалась знойная погода (+30°С) в бетоне уже мог относительно закончиться процесс твердения, поэтому дальнейшие работы продолжаются ранее. Эти цифры верны для растворов марок М-200, М-250 и М-300.

Особенно интенсивно твердение протекает в первые несколько дней. За трое суток бетон обретает около 30% марочной прочности. Через две недели этот показатель достигнет 70%.

В процессе набора бетоном необходимой прочности очень важно соблюдать температурно-влажностный режим и избегать резких перепадов температур. Также если возможно оградить бетон от замерзания — это позволит избежать потери качества материала и прочности здания в последующем.

Источник: https://beton-v-anape.ru/poleznaya-inormatsiya/protsess-nabora-prochnosti-betona/

Набор прочности бетона — график зависимости от температуры

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.

Как бетон набирает прочность?

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.

Стадия схватывания

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.

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.

Источник: https://betonpro100.ru/harakteristiki-i-svojstva/nabor-prochnosti-betona

особенности, график и от чего зависит?

Основная характеристика бетона, 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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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 скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 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.

Вернуться к оглавлению

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 марки бетона и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Таблица 1

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.

Вернуться к оглавлению

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, способ уплотнения, 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.

Таблица 2

Поэтому прочностью фундамента из бетона высокой марки 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%.

Вернуться к оглавлению

График набора прочности

Важно знать график набора прочности бетона для прогнозирования последствий изменения температурных условий твердения, которые приводят к увеличению времени выдерживания.

График 1

График 1 показывает на примере бетона М400 через сколько суток смесь при фиксированных температурных значениях набирает определенный процент прочности (за сто процентов взят набор марочной прочности за 4 недели). Температурный режим 30 град. является оптимальным для набора нормативной прочности (97%) за 11 дней, а при показателе в 5 град. значение безопасной прочности не будет достигнуто камнем и за 14 дней. В такой ситуации следует разогревать, утеплять укладку. В соответствии с кривыми определяются сроки распалубки при превышении прочностью 50% марочного значения.

Вернуться к оглавлению

Вывод

В реальности прочностные показатели бетонных конструкций могут изменяться по очень многим причинам. Важно обеспечить оптимальные параметры для реализации по времени графика роста прочностных свойств, соответствующих марке бетона.

Твердение и набор прочности бетона

 

Содержание статьи:

.

Схватывание и твердение

Прочность бетона считается  его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня.  Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются  новые соединения, и формируется бетонный камень.

При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.

Набор прочности условно делят на два этапа:

1. Стадия первая — схватывание бетона 

Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.

В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что  в дальнейшем значительно снижает его качества. Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.

2. Стадия вторая — твердение бетона 

Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.

.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов  называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

 

 

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

 Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

 

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

30 оС

20 оС

10 оС

оС

1

Б

0,45

0,42

0,26

0,16

Н

0,37

0,34

0,21

0,12

М

0,23

0,19

0,11

0,06

2

Б

0,58

0,58

0,37

0,22

Н

0,52

0,5

0,32

0,19

М

0,38

0,34

0,21

0,12

3

Б

0,65

0,66

0,43

0,26

Н

0,6

0,6

0,38

0,23

М

0,47

0,45

0,28

0,17

7

Б

0,78

0,82

0,54

0,33

Н

0,75

0,78

0,51

0,31

М

0,67

0,68

0,44

0,27

14

Б

0,87

0,92

0,61

0,38

Н

0,85

0,9

0,6

0,37

М

0,81

0,85

0,56

0,34

28

Б

0,93

1,0

0,71

0,45

Н

0,93

1,0

0,7

0,43

М

0,93

1,0

0,67

0,41

56

Б

0,98

1,06

0,8

0,51

Н

1,0

1,08

0,79

0,49

М

1,0

1,12

0,76

0,47

М – медленнотвердеющий портландцемент;
Н – нормальнотвердеющий портландцемент;
Б – быстротвердеющий портландцемент.

Промежуточные значения – определяются интерполяцией;

1 (единица) относительной прочности – прочность бетона через 28 суток при температуре твердения 20 оС. При включении в состав бетонной смеси добавок, способных повлиять на динамику процесса твердения,  –  скорость набора прочности изменяется.

 

Зависимость прочности бетона от уплотнения и водоцеметного отношения:

 

 

График набора прочности бетона – таблица по времени



Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.


В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.


В чем суть процесса?



Условно, он делится на 2 этапа:


  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.


Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры


При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».


Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.


Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.


Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается


Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.



За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.


При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.


Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.


График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.


График набора прочности по марке цемента


Время



С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.











Марка цемента


Среднесуточная t цементной основы, °С


Срок затвердевания по суткам


1


2


3


5


7


14


28


Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной)


М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500


2


3


6


8


12


15


20


25


0


5


12


18


28


35


50


65


+5


9


19


27


38


48


62


77


+10


12


25


37


50


58


72


85


+20


23


40


50


65


75


90


100


+30


35


55


65


80


90


100



В том случае, если нормативно-безопасный срок установлен на отметке в 50%, то самым оптимальным сроком старта строительных работ будет 72-80% от заявленных марочных показателей.


Показатели влажности


Сниженные показатели влажности окружающей среды негативно отражаются на процессе твердения фундаментной базы. При полнейшем отсутствии влаги процесс гидратации практически не происходит, и набор твердости неизбежно останавливается. Именно поэтому очень важно следить за влажностью заливаемого фундамента.


Если в помещении или на улице, где осуществляется заливка или кладка фундамент, повышенная влажность (70-90°), то скорость нарастания прочностных показателей возрастает.


Прогрев до такого высокого температурного режима при минимальных значениях влажности обязательно приведет к засыханию залитой поверхности и снизит скорость твердения. Чтоб избежать таких последствий, необходимо регулярно производить увлажнение. При таких обстоятельствах в жаркую погоду твердение будет происходить очень быстро.


ВИДЕО: Сколько твердеет бетон



Состав и эксплуатационные данные цемента



Если цемент обладает способностью тепловыделения и сразу после заливки он быстро твердеет, то после замерзания в цементной массе воды процесс твердения неизменно остановится. По этой причине во время строительных работ холодное время года лучше отдавать предпочтение смесям, приготовленным на основе противоморозных добавок.


Так, к примеру, глиноземистая масса после заливки выделяет в 7 раз больше теплоэнергии, нежели обычный портландцемент. Благодаря этому замешанная на основе такого цемента строительная смесь способна быстро набирать прочность даже при температуре ниже 0°С. что, собственно, и обусловлено его популярностью использования в холодное время года.


Стоит отметить и то, что марка цемента также влияет на скорость твердения заливки или кладки. Представленная дальше таблица наглядно демонстрирует эти данные.







Марка цемента


Показатели критической твердости (% от заявленной), минимум


Для предварительно напряженных поверхностей


70


М15-150


50


М200-300


40


М400-500


30


Вот, собственно, и все, что нужно знать о затвердевании фундамента. Надеемся, эта информация будет использована вами на практике и поможет достичь поставленной задачи наилучшим образом!


ВИДЕО: Как ускорить затвердевание бетона




Поддержание идеальной температуры во время отверждения бетона

Опубликовано автор: Келли

Отверждение бетона звучит как простой процесс, просто смешайте цемент с водой и подождите, пока он высохнет, верно? Неправильный! Чтобы добиться максимальной прочности бетона, вам придется контролировать влажность и температуру, поэтому планируйте это заранее.

При наблюдении за процессом твердения бетона, помимо времени, играют роль два основных фактора: погодные условия окружающей среды и температура бетонной смеси.

Проверить прогноз

Перво-наперво: если достаточно жарко, когда вы не хотите оставлять комфорт своего кондиционера, или достаточно холодно, чтобы надеть шляпу и перчатки, не следует укладывать бетон!

Бетон рекомендуется выдерживать при умеренной температуре от 50 ° F до 90 ° F. В идеальном мире температура свежего бетона должна быть выше 50 ° F, но выдерживаться и поддерживаться на уровне 50 ° F. Но если вы не можете достичь отметки 50 градусов, бетон, выдержанный при этих температурах, будет превосходить бетон с температурой +90 ° F по прочности и долговечности.

Укладывать бетон легко при дневном свете, но когда бетон заливается днем, охлаждение поверхности ночью может вызвать растрескивание. Один из способов — поливать ночью. Это позволяет бетону остыть, а затем повысить его температуру в начале дня, давая бетону больше времени для укрепления без растрескивания под действием напряжения.

Испытание бетона

Для обеспечения того, чтобы температура бетона оставалась в пределах допустимых уровней, для непрерывного мониторинга рекомендуется использовать регистраторы данных с термопарами.Перед заливкой бетона можно надежно разместить одну или несколько термопар для измерения и записи температуры на протяжении всего процесса отверждения.

Испытания на зрелость обычно проводятся для оценки прочности бетона путем измерения температуры с течением времени. Имейте в виду, что температуры, достигнутые на ранней стадии отверждения бетона, напрямую влияют на конечную прочность и характеристики.

Более длительное отверждение бетона увеличивает прочность и долговечность.Американский институт бетона предполагает, что бетон должен достичь идеальной прочности после 7 дней отверждения при 50 ° F или 3 дней при 50 ° F для бетонной смеси с высокой ранней прочностью.


Щелкните здесь, чтобы изучить решения для регистрации данных термопар, которые обеспечивают непрерывный мониторинг температуры на протяжении всего процесса отверждения.

Для получения дополнительной информации позвоните нам по телефону (603) 456-2011 или по электронной почте [адрес электронной почты защищен]

О Келли:

Келли Райт присоединилась к команде MadgeTech в мае 2016 года в качестве писателя маркетингового контента, принеся с собой годы образования и непосредственный опыт работы в СМИ и коммуникациях.Келли является ключевым участником исследования и разработки интересного и ценного контента. Как сертифицированный менеджер HACCP, Келли демонстрирует свой опыт на мероприятиях и выставках по всей стране, представляя MadgeTech.

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

Использование добавки и ее
Влияние на время установки

Начальная установка, как определено ACI 116R, представляет собой степень жесткости
цементная смесь менее окончательного схватывания, обычно указывается как эмпирическая
значение, указывающее время в часах и минутах, необходимое для цемента
паста, чтобы затвердеть достаточно, чтобы противостоять до установленной степени, проникновение
утяжеленной тестовой иглы.Время схватывания бетона при различных температурах
приведено в таблице ниже:

Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

Температура Приблизительное время схватывания (часы)
100 o F (38 o C) 1-2 / 3
90 o F (32 o C) 2-2 / 3
80 o F (27 o C) 4
70 o F (21 o C) 6
60 o F (16 o C) 8
50 o F (10 o C) 11
40 o F (4 o C) 14
30 o F (-1 o C) 19
20 o F (-7 o C) Установить не произойдет

На замедление начального времени схватывания из-за использования добавки влияет
тремя факторами, а именно температурой окружающей среды, используемой дозировкой и
время добавления в замес.

Влияние температуры на замедление начального времени схватывания

Температура может отрицательно сказаться на повышении прочности бетона.
Однако правильное отверждение бетона в холодную погоду повысит его прочность.
разработка. Жаркая погода определяется как любая комбинация высокой температуры окружающей среды.
температура, высокая температура бетона, низкая относительная влажность и ветер
скорость. Период холодной погоды, как определено Комитетом 306 ACI, — это когда
одно из следующих условий возникает в течение трех дней подряд:

  • Среднесуточная температура воздуха ниже 40 o F
  • .

  • Температура воздуха не выше 50 o F более чем на половину
    любого 24-часового периода.

Влияние температуры бетона и замедления времени схватывания
приведено PCA в таблице ниже. Из графика следует, что
эффект замедления более выражен при более высокой температуре бетона.
используется.

Рисунок 1 Влияние температуры бетона и замедлителя схватывания
Время

Замедление времени схватывания зависит от типа добавок
использовал.В приведенной ниже таблице показано действие различных лигносуфонатов.
(1 и 2) и карбоновые (3 и 4) примеси по времени схватывания.

Рисунок 2 Влияние различных добавок на время схватывания бетона

Время добавления примеси в замес здесь значительное и
может повлиять на окончательные результаты. Более замедление может иметь место, если примесь
добавляется в качестве последнего ингредиента, и цемент становится влажным.

Влияние дозировки на замедление начального времени схватывания

Более высокая дозировка может использоваться до определенного уровня только до того, как
происходит быстрое затвердевание и потеря осадки. Эта примесь чувствительна к
температура окружающей среды при введении в партию. Чем ниже окружающий
температуры, тем дольше будет время схватывания бетона. В
следующий рисунок используется для оценки времени начального схватывания в соответствии с
дозировка замедлителя схватывания и температура окружающей среды бетона.

Рисунок 3 Увеличение времени начальной схватывания с содержанием замедлителя схватывания

Советы по отверждению бетона в холодную погоду

Процесс отверждения бетона становится более сложным в холодную погоду, поскольку для правильного схватывания и достижения максимальной прочности свежий бетон необходимо защищать от замерзания по крайней мере в течение первых 24 часов или до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм ( фунтов на квадратный дюйм).Бетон, замерзающий в раннем возрасте, может потерять большую часть своей прочности. Но бетон можно успешно заливать и укладывать в холодных погодных условиях, если принять правильные меры для устранения проблем, связанных с низкими температурами. По определению Американского института бетона (ACI) бетонирование в холодную погоду — это «период, когда в течение более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту в течение более половины любых 24-х дней. часовой период.«В этих условиях необходимо применять специальные методы.

Нет причин избегать заливки бетона в холодную погоду, если вы примете соответствующие меры. Правильно сделанный бетон, заливаемый в прохладную погоду, на самом деле прочнее, чем бетон, заливаемый в жаркую погоду, благодаря медленному периоду отверждения.

Когда температура наружного воздуха ниже 20 градусов по Фаренгейту, лучше просто отказаться от идеи размещения бетона на открытом воздухе, поскольку при таких температурах гидратация полностью прекращается.При очень низких температурах наружного воздуха становится очень трудно поддерживать температуру на рабочем месте на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить хорошие результаты, даже с кожухами и изолирующими одеялами.

Если бетон замерзнет слишком рано

Бетон, который замерзает в свежем виде или до того, как он затвердеет до прочности, способной противостоять расширению, связанному с замерзающей водой, будет иметь безвозвратную потерю прочности. Раннее замораживание может снизить конечную прочность бетона до 50%. Если температура воздуха во время заливки и укладки ниже 40 градусов по Фаренгейту и если в течение первых 24 часов ожидается отрицательная температура, подрядчики следует соблюдать ряд рекомендуемых методов бетонирования в холодную погоду.

Советы по подготовке

Правильное отверждение бетона в холодную погоду можно улучшить с помощью определенных методов подготовки:

  • В холодную погоду предварительный нагрев одного или нескольких составляющих материалов (воды и заполнителя) может гарантировать поддержание правильной температуры бетона во время заливки. Вместо того, чтобы нагревать портландцемент, это делается путем нагревания воды и / или песка и гравия перед смешиванием. Компании по производству готовой смеси могут иметь такую ​​возможность; Обычно бетон покидает завод в грузовиках при температуре около 65 градусов по Фаренгейту.Смешивание небольшого количества бетона на месте может включать использование горячей воды или хранение заполнителя в теплом помещении перед смешиванием.
  • Может потребоваться корректировка компонентов смеси. Чаще всего это включает увеличение соотношения содержания цемента в бетоне или использование ускоряющей химической добавки, такой как хлорид кальция, в соотношении до 2%.
  • Используйте портландцемент типа III, цемент, который помогает схватываться без ухудшения качества бетона.Это важно, потому что высокое содержание влаги может вызвать проблемы с коррозией стальной арматуры.
  • Избегайте использования золы-уноса или шлакового цемента в холодную погоду. Эти материалы затвердевают медленнее и выделяют меньше внутреннего тепла.

Наконечники для заливки и укладки

Дополнительные приемы во время заливки и укладки также могут помочь бетону правильно схватиться и застыть в холодную погоду:

  • Убедитесь, что бригады будут на месте на более длительный срок.Бетону, подвергающемуся воздействию низких температур, потребуется больше времени для достижения первоначального схватывания, что может означать, что бригаде отделочных работ потребуется более длительное время.
  • Ветрозащитные полосы могут помочь защитить бетон (и рабочих) от ветра, который может вызвать быстрое падение температуры и слишком быстрое испарение. Обычно достаточно ветрозащитных полос высотой около 6 футов.
  • Могут потребоваться шкафы с подогревом. Они могут быть сделаны из дерева, брезента или полиэтиленовых листов или вы можете использовать коммерческие корпуса из жесткого пластика.Нагрев внутри шкафа лучше всего осуществлять с помощью электронагревателей. Если используются обогреватели, работающие на топливе, наилучшим вариантом является использование обогревателей косвенного нагрева, в которых теплый воздух направляется в кожух из расположенного снаружи блока горелки. Другой вариант — гидронная система, в которой теплая смесь гликоля и воды циркулирует по корпусу через трубы или шланги.

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что бетон заливается и помещается при температуре не менее 40 градусов по Фаренгейту и выдерживается там в течение периода времени, соответствующего типу бетона и его предполагаемому использованию.Для высокопрочного бетона, который не будет подвергаться циклам замораживания-оттаивания, достаточно одних суток при температуре выше 40 градусов. Но для бетонного фундамента или другой конструкции, которая в раннем возрасте будет нести высокие нагрузки, требуется 20 дней и более при минимальной температуре 50 градусов. Помните, что отверждение цемента — это экзотермическая реакция, которая сама по себе выделяет некоторое количество тепла, и часто достаточно накрыть бетон полиэтиленовой пленкой или изолирующими одеялами, чтобы удержать тепло.

Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после заливки и укладки.Взаимодействие с другими людьми

Советы по отверждению

Наконец, есть методы, которые вы можете использовать в процессе отверждения, чтобы обеспечить максимальную прочность бетона:

  • Если используются формы, оставьте их на месте как можно дольше, так как они сохранят тепло и помогут предотвратить слишком быстрое высыхание бетона. Углы и края наиболее уязвимы, а формы помогут в процессе отвода тепла.
  • Острый пар можно закачивать в ограждение вокруг бетона, чтобы предотвратить его слишком быстрое высыхание при низких уровнях влажности, которые являются обычным явлением в холодную погоду.
  • Перед завершением дождитесь, пока вся сливная вода не испарится. Бетон, залитый и уложенный в холодную погоду, схватывается и затвердевает гораздо медленнее, поэтому кровотечение также начнется позже, чем ожидалось. Будьте готовы к большему количеству стекающей воды, чем при обычной укладке бетона.
  • Пока бетон застывает, проверьте температуру бетона с помощью инфракрасного термометра. Убедитесь, что бетон поддерживает температуру не менее 40 градусов в течение периода отверждения.
  • По мере прекращения активного нагрева следите за тем, чтобы бетон не остыл слишком быстро. Это можно сделать, постепенно снижая температуру внутри ограждения или накрыв бетон изолирующими покрытиями. Для больших структур рекомендуется несколько дней или даже недель постепенного охлаждения. Внезапное удаление одеял в холодную погоду может вызвать перепад температур между внешней стороной бетона и его серединой, что приведет к растрескиванию.
  • Убедитесь, что бетон выдержан в течение периода времени, рекомендованного для используемого типа цемента.Комитет ACI 308 рекомендует следующие минимальные периоды отверждения:
    ASTM C 150, тип I, 7 дней
    ASTM C 150, тип II, 10 дней
    ASTM C 150, тип III, 3 дня
    ASTM C 150, тип IV или V, цемент, 14 дней
    Цементы ASTM C 595, C 845, C 1157, переменная
  • Герметизируйте только что затвердевший бетон, нанеся герметик, чтобы предотвратить просачивание воды снаружи в бетон. Бетонные герметики продлят срок службы бетона и уменьшат вероятность разрушения при отверждении. В очень холодных регионах используйте только воздухопроницаемый герметик для бетона, который позволяет испарять влагу.

Почему следует контролировать температуру застывания бетона

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

Если свежеуложенный бетон подвергается воздействию слишком высоких или слишком низких температур или если он не сохраняет достаточное количество влаги, развитие прочности бетона будет нарушено.По этой причине тщательный мониторинг изменений температуры в бетонной плите во время отверждения жизненно важен для обеспечения прочности, качества и долговечности.

Как контролировать температуру бетона во время смешивания и отверждения

В настоящее время существует множество методов уменьшения неблагоприятного воздействия неправильной температуры гидратации. Можно использовать два подхода или их комбинацию для контроля температуры во время фазы покоя и фазы увеличения силы процесса гидратации.

Первый подход — это оптимизировать дизайн смеси .Второй подход заключается в том, чтобы контролировать окружающие элементы или свойства отверждения, которые влияют на температуру.

Хотите узнать больше о том, что такое отверждение бетона? Прочитать этот блог

Контроль температуры бетона при проектировании смеси

Чтобы поддерживать желаемую температуру во время высокой температуры гидратации (экзотермической реакции в цементе), вам необходимо разработать смесь, соответствующую конкретному применению и окружающим условиям бетона. Вот несколько вещей, которые следует учитывать при проектировании бетонной смеси:

  • Выбор подходящего типа цемента изменяет количество выделяемого тепла.По сравнению с цементом типа I, тип III выделяет больше тепла, тогда как тип II выделяет умеренное тепло, а тип IV выделяет меньше, чем другие;
  • Регулировка тонкости цемента (т. Е. Использование более мелкого цемента) приведет к выделению большего количества тепла;
  • Использование дополнительных вяжущих материалов (SCM) эффективно снижает тепло, выделяемое во время гидратации. Замена части цемента, например, шлаком или летучей золой снижает количество химически активного материала на ранних стадиях; в свою очередь, это снижает количество выделяемого тепла и замедляет рост прочности бетона; и
  • Добавление других типов добавок, таких как замедлители схватывания и ускорители, может помочь контролировать продолжительность периода бездействия (однако эти смеси обычно не влияют на тепловыделение).

Узнайте больше об оптимизации конструкции бетонной смеси здесь!

Почему важна правильная температура отверждения бетона

Отверждение бетона помогает поддерживать уровень влажности и температуры в бетоне раннего возраста, чтобы он мог достичь своей удельной прочности смеси. Необходимое количество влаги в бетоне важно, потому что химическая реакция, известная как гидратация, имеет тенденцию высушивать бетон из-за потери тепла.

При бетонировании в жаркую погоду общее практическое правило состоит в том, чтобы поддерживать предельную температуру затвердевания бетона во время гидратации в 70 ° C (160 ° F).Если температура бетона во время гидратации слишком высока, бетон быстрее наберет прочность на раннем этапе, но, следовательно, потеряет прочность на более поздних стадиях и, следовательно, станет менее долговечным.

При бетонировании в холодную погоду, когда температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедлится или даже полностью прекратится, пока температура снова не повысится. Общие рекомендации предполагают, что температура отверждения бетона должна поддерживаться на уровне> 5 ° C (40 ° F) в течение 48 часов (ACI 306).

Как экстремальные погодные условия влияют на бетон

Один из способов избежать перегрева бетона в жаркую погоду — запланировать заливку на ночь, когда внешние температуры ниже. Другой способ — использовать в смеси холодную воду или охладить агрегаты льдом.

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

Советы по бетонированию в жаркую погоду

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

Насадки для бетонирования в холодную погоду

  1. Следите за температурой затвердевания бетона в течение первых 24 часов, чтобы убедиться, что температура монолитного бетона не опускается более чем на 4 ° C (40 ° F).
  2. Замерзший свежий бетон в течение первых 24 часов может привести к потере 50% его потенциальной 28-дневной прочности.
  3. Поддерживайте температуру твердения бетона выше 4 ° C в течение как минимум четырех дополнительных дней после использования изоляционных покрытий или обогреваемых корпусов.
  4. Поддерживайте температуру твердения бетона выше 10 ° C (50 ° F) в течение трех-семи дней, используя свежий бетон.
  5. Никогда не заливайте бетонную смесь по мерзлой земле, снегу или льду. Используйте обогреватели, чтобы разморозить землю перед заливкой бетона.

Хотите узнать о мониторинге температуры в экстремальных погодных условиях? Подробнее!

Самый эффективный инструмент для контроля температуры отверждения бетона

Процесс укладки и выдержки бетона на стройплощадке требует точных температур, чтобы не повредить структурную целостность бетона.Благодаря SmartRock, беспроводному датчику температуры и прочности бетона, вам больше не придется беспокоиться о неоднозначном времени ожидания и ошибочных тестах на разрыв. SmartRock доставляет точные данные в реальном времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут. Бесплатное приложение рассчитывает данные вашего монолитного бетона, избавляя от лишних догадок.

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

Способность

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

Узнайте больше о преимуществах датчиков SmartRock прямо сейчас!

Источники:
Советы и рекомендации по заливке бетона в жаркую погоду
Узнайте, как заливать бетон в холодную погоду
Бетон на практике

Бетонная конструкция: https://www.concreteconstruction.net/how-to/maximum-concrete-temperature_o

Бетонирование для холодной погоды

Погодные условия на стройплощадке — жаркие или холодные, ветреные или тихие, сухие или влажные — могут значительно отличаться от оптимальных условий, предполагаемых при разработке, проектировании или выборе бетонной смеси — или лабораторных условия, в которых хранятся и испытываются образцы бетона.Бетон можно укладывать в холодную погоду при условии принятия надлежащих мер предосторожности для смягчения негативного воздействия низких температур окружающей среды. Текущее определение Американского института бетона (ACI) для бетонирования в холодную погоду, как указано в ACI 306, — это «период, когда более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту еще дольше. чем половина любого 24-часового периода ». Это определение потенциально может привести к проблемам с замерзанием бетона в раннем возрасте.

Весь бетон должен быть защищен от замерзания до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм (psi), что обычно происходит в течение первых 24 часов. Если бетон замерзает, пока он еще свежий или до того, как он наберет достаточную прочность, чтобы противостоять расширяющим силам, связанным с замерзающей водой, образование льда приводит к разрушению матрицы цементного теста, вызывая непоправимую потерю прочности. Раннее замораживание может привести к снижению предела прочности до 50%.Когда бетон достигает прочности на сжатие около 500 фунтов на квадратный дюйм, обычно считается, что он обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять значительному расширению и повреждению в случае замерзания. Если температура воздуха во время укладки бетона ниже 40 градусов по Фаренгейту и ожидается отрицательная температура в течение первых 24 часов после укладки, следует учитывать следующие общие вопросы:

Начальная температура бетона при поставке

В холодную погоду может потребоваться нагреть один или несколько бетонных материалов (воду и / или заполнители) для обеспечения надлежащей температуры бетона в момент доставки.Из-за количества и теплоемкости цемента использование горячего цемента не является эффективным методом повышения начальной температуры бетона.

Защита при укладке, укреплении и отделке бетона

Воздействие на бетон холодной погоды увеличит время, необходимое для достижения начального схватывания, что может потребовать более длительного присутствия отделочных бригад. В зависимости от фактической температуры окружающей среды для защиты бетонного основания может потребоваться использование ветрозащитных экранов, ограждений или дополнительного обогрева.Также может быть целесообразно отрегулировать состав бетонной смеси с учетом влияния температуры окружающей среды на время схватывания. Это может потребовать увеличения содержания цемента, использования ускоряющей химической добавки или того и другого.

Ветрозащитные полосы защищают бетон и строительный персонал от сильных ветров, вызывающих перепады температуры и чрезмерное испарение. Обычно достаточно высоты шести футов. Ветрозащитные полосы могут быть выше или короче в зависимости от ожидаемой скорости ветра, температуры окружающей среды, относительной влажности и температуры укладки бетона.

Обогреваемые шкафы очень эффективны для защиты бетона в холодную погоду, но, вероятно, являются самым дорогим вариантом. Ограждения могут быть из дерева, брезента или полиэтилена. Также доступны сборные корпуса из жесткого пластика.

В бетонных конструкциях для холодных погодных условий используются три типа нагревателей: с прямым нагревом, с косвенным нагревом и в водяных системах. Чтобы избежать карбонизации свежих бетонных поверхностей, следует использовать обогреватели косвенного нагрева. Если бетон не подвергается прямому воздействию обогревателя или выхлопных газов, тогда подойдет обогреватель прямого нагрева.Следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что рабочие не подвергаются чрезмерному воздействию окиси углерода каждый раз, когда внутри ограждения используется обогреватель. Гидравлические системы передают тепло путем циркуляции раствора гликоля / воды в замкнутой системе труб или шлангов. Типичные применения для гидравлических систем включают оттаивание и предварительный нагрев основания и зоны нагрева, которые слишком велики, чтобы их можно было использовать в ограждении.

Отверждение для получения качественного бетона

Для отверждения требуется не только соответствующая влажность, но и соответствующая температура.Температура бетона при укладке должна быть выше 40 градусов по Фаренгейту с использованием методов, описанных выше, однако продолжительность нагрева зависит от типа обслуживания бетона, от одного дня для высокопрочного бетона, который не подвергается замерзанию. — оттаивать события во время эксплуатации до 20 дней и более для бетонного элемента, который в раннем возрасте будет нести большие нагрузки. В конструкциях, которые будут нести большие нагрузки в раннем возрасте, температура бетона должна составлять не менее 50 градусов по Фаренгейту, чтобы обеспечить снятие опалубки и опалубки и нагрузку на конструкцию.

Ни в коем случае нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после его укладки. Поскольку гидратация цемента является экзотермической реакцией, бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла самостоятельно. Защита этого тепла от выхода из системы с помощью полиэтиленовой пленки или изоляционных покрытий может быть всем, что требуется для хорошего качества бетона. Более суровые температуры могут потребовать дополнительного тепла.

Бетон, удерживаемый в форме или покрытый изоляцией, редко теряет достаточно влаги при температуре от 40 до 55 градусов по Фаренгейту), чтобы ухудшить отверждение.Однако высыхание из-за низкой зимней влажности и обогревателей, используемых в вольерах, вызывает беспокойство. Рекомендуется оставлять формы на месте как можно дольше, потому что они помогают более равномерно распределять тепло и помогают предотвратить высыхание бетона. Острый пар, выпущенный в ограждение вокруг бетона, является отличным методом отверждения, поскольку он обеспечивает как тепло, так и влагу. Жидкие мембранообразующие составы можно также использовать в обогреваемых помещениях для раннего отверждения бетонных поверхностей.

Также важно предотвратить быстрое охлаждение бетона по окончании периода нагрева.Внезапное охлаждение бетонной поверхности при теплом помещении может вызвать термическое растрескивание. Методы постепенного охлаждения бетона включают в себя ослабление форм при сохранении покрытия пластиковым листом или изоляцией, постепенное уменьшение нагрева внутри корпуса или отключение тепла и обеспечение медленного уравновешивания корпуса с температурой окружающей среды. Для массивных конструкций может потребоваться несколько дней или даже недель постепенного охлаждения, чтобы снизить вероятность термического растрескивания.

Температура отверждения бетона имеет значение

Независимо от того, жаркие ли условия или холодные, идеальная температура выдержки бетона должна поддерживаться на уровне около 55 ° F для достижения оптимальной прочности бетона.

Лечение дамбы Гувера

После завершения строительства в 1935 году плотина Гувера была самой большой плотиной в мире и чудом труда и инженерной мысли. Первая заливка началась 6 июня 1933 года. Рабочие построили плотину не как один бетонный блок, а как серию отдельных колонн. Трапециевидные колонны поднимались пятифутовым подъемником. Этот метод позволил рассеять огромное количество тепла, выделяемого застывшим бетоном. Если бы плотина была построена путем однократной непрерывной заливки, бетон стал бы настолько горячим, что для его охлаждения до температуры окружающей среды потребовалось бы 125 лет.Возникающие в результате напряжения могли бы привести к растрескиванию и обрушению дамбы.

Жара и сухость Невады вызвали дополнительные сложные проблемы с температурой заливки и отверждения бетона. При первой заливке бетона речная вода циркулировала через охлаждающие змеевики из тонкостенных стальных труб диаметром 1 дюйм. После того, как бетон получил первое начальное охлаждение, охлажденная вода из холодильной установки на нижнем перемычке циркулировала через змеевики для завершения охлаждения.

Отверждение бетона — искусство

Мы живем в мире, где быстрее всегда кажется лучше; однако бетон, который затвердевает слишком быстро или в условиях затвердевания горячего бетона, на самом деле может привести к образованию слабого или нестабильного бетона.Если бетон выдерживается при более низких температурах окружающей среды (от 32 ° F до 50 ° F) и постоянно присутствует влага, увеличение прочности будет медленным, но в конечном итоге бетон достигнет высокой прочности. Бетон не должен нагреваться выше 90 ° F или высыхать в течение периода отверждения.

Лучшая температура отверждения бетона

Под «лучшим» мы подразумеваем «самый тщательный», а не самый быстрый. Высокие температуры означают более быстрое отверждение, но быстрое отверждение в конечном итоге означает меньшую прочность.Следующее исследование, проведенное Полом Клигером в Исследовательском бюллетене № 103 Портлендской цементной ассоциации, иллюстрирует эту концепцию.

График времени отверждения бетона

при температуре

В возрасте 1 дня бетон при температуре 120 ° F был самым прочным, а бетон при температуре 25 ° F — самым слабым. К 7 дням бетон, отвержденный при высокой температуре, имел не большую прочность, чем бетон 73 ° F, или даже меньше. К 28-дневному возрасту высокотемпературный бетон был слабее бетона с температурой 73 ° F.С 28 дней до 1 года бетон с температурой 55 ° F был значительно прочнее, чем бетон с температурой 73 ° F. Все это говорит о том, что при непрерывном отверждении бетон, выдержанный при температуре около 55 ° F в течение первых 28 дней, в конечном итоге достигает максимальной прочности (бетон).

Пределы температуры бетона в жаркую погоду

Бетонирование в жаркую погоду связано не только с температурой. Высокая температура окружающей среды, ветер и относительная влажность — все это играет роль в «жаркой погоде». В условиях горячего вереска основная проблема отверждения заключается в том, что верхняя часть бетонной плиты высыхает намного быстрее, чем нижняя.По мере высыхания бетон дает усадку. Это означает, что верх будет сжиматься, а нижний — нет. Это создает внутренние проблемы с бетоном, что приведет к повреждению плиты. Верх и низ заливки необходимо затвердеть с одинаковой скоростью (Размещение).

Решения по температуре отверждения бетона

Слишком жарко?

North Slope Chillers производит портативное охлаждающее оборудование, которое предохраняет свежеуложенный бетон от тепла.Портативные, изолированные и эффективные чиллеры North Slope эффективно регулируют температуру бетона как в обычных, так и в жарких условиях.

Циркуляционное одеяло Fluxwrap комбинируется с охладителем или охладителем для достижения оптимальных результатов. Циркуляционное одеяло отводит тепло к одеялу, чтобы охладить бетон.

  • Используйте запатентованную технологию распределения тепла Powerblanket в обратном направлении — охлаждающее одеяло отводит тепло и снижает температуру бетона.
  • Покрывало и изоляция такие же, как и в прочной системе, используемой в обогревателях Powerblanket
  • Портативный
  • Контроль скорости затвердевания свежеуложенного бетона даже в жарких условиях

Слишком ХОЛОДНО?

Можно ли заливать и выдерживать бетон зимой? Покрытия для отверждения бетона Powerblanket обеспечивают управляемый способ эффективного и уверенного отверждения бетона в холодные месяцы. Даже в теплую погоду отверждающие одеяла Powerblanket увеличивают производительность за счет быстрого отверждения при постоянном равномерном нагреве.

  • Бетон твердеет в 2,8 раза быстрее, чем обычные теплоизолированные одеяла
  • Обеспечивает прочность бетонирования в холодную погоду до 3925 фунтов на квадратный дюйм за 72 часа
  • Поддерживать влажность на протяжении всего процесса увлажнения
  • Легко устанавливается и снимается
  • Предотвратить цикл замораживания
  • Оттаять землю и заморозить на стройплощадке перед заливкой
  • Сократить время простоя и повысить прибыльность
  • Обеспечение соответствия требованиям ACI для бетонирования в холодную погоду

Powerblanket понимает, каково работать над большими бетонными проектами, когда погода и температура не подходят друг другу.От Статуи Свободы до крупного межгосударственного моста в Канзас-Сити — мы участвовали в акции и доказали, что наши продукты являются лучшими в отрасли.

Для получения дополнительной информации о решениях ознакомьтесь с одеялами для отверждения бетона Powerblanket и найдите то, которое лучше всего соответствует вашим потребностям.

Процитированные работы

«Укладка бетона в жаркую или холодную погоду». Блог Сакрете. 16 мая 2017 г. https://www.sakrete.com/blog/placing-concrete-in-hot-or-cold-weather

«История плотины Гувера — Очерки».Бюро мелиорации. 16 мая 2017 г. https://www.usbr.gov/lc/hooverdam/history/essays/concrete.html

Как выдерживать бетон в холодных условиях

Пит Хог, ЧП, и Тодд Рудольф, ЧП

В любом процессе, в котором участвует вода, пересечение отметки замерзания может стать препятствием. Это относится к отверждению бетона, которое должно происходить при температуре выше точки замерзания. Несоблюдение этого правила приведет к отверждению, которое займет значительно больше времени, и, возможно, к преждевременному разрушению бетона.Тем, кто живет в холодном климате, не всегда можно запланировать строительство на теплые месяцы. Работа может быть выполнена в условиях ниже нуля, но не без значительного количества шагов, чтобы поддерживать бетон выше точки замерзания во время смешивания и отверждения.

Американский институт бетона (ACI) продолжает совершенствовать свои рекомендации по заливке в холодную погоду, а на недавнем вебинаре, представленном Эриком Холком, старшим инженером-проектировщиком Denver Water, были рассмотрены причины, по которым важно защищать затвердевающий бетон от замерзания, и способы защиты от замерзания. обеспечить и проверить эту защиту.

Почему нельзя смешивать замораживание и отверждение

При температуре от 25 до 27 градусов по Фаренгейту замерзание поровой воды при затвердевании бетона остановит гидратацию — и процесс затвердевания. Гидратация — это химическая реакция, при которой ключевые соединения в цементе образуют химические связи с молекулами воды и становятся гидратами или продуктами гидратации. При температуре ниже 27 градусов образование льда в затвердевающем бетоне может повредить долговременную целостность бетона из-за растрескивания.

На этой фотографии показано ограждение и нагрев бетонной смеси во время замены бетона на цапфах затвора.На фото вверху этого поста температура воздуха составляла 16 градусов по Фаренгейту во время заливки бетона на водосбросе на плотине Биллесби в округе Дакота, штат Миннесота. Во время бетонирования этого проекта, спроектированного Эйресом, температура упала до 6 градусов. Подрядчик использовал теплоизоляционные покрытия поверх шлангов водяных обогревателей, которые подавали теплую воду от дизельных котлов на бетонную поверхность во время отверждения.

Определение ACI для холодной погоды — во время которой следует принимать защитные меры — было упрощено и включает любое фактическое или прогнозируемое падение температуры воздуха ниже 40 градусов по Фаренгейту в течение периода защиты бетона в холодную погоду — времени, в течение которого рекомендуется выдерживать бетон. быть защищенным в холодную погоду.Этот период обычно составляет от 1 до 6 дней, причем самый короткий период применяется к бетону, который содержит химикаты ускоренного схватывания, не находится под нагрузкой во время строительства и не подвергается воздействию холода при эксплуатации (после завершения проекта). Самый продолжительный период отверждения требуется для бетона без ускорителей, который находится под нагрузкой во время строительства и подвергается воздействию холода при эксплуатации.

Какую температуру следует поддерживать?

На заводе бетонной смеси температура бетона должна составлять от 45 до 70 градусов, причем верхний предел этого диапазона требуется для более тонких заливок бетона и более холодных условий наружного воздуха.Более низкие температуры в этом диапазоне допустимы на предприятии, если температура воздуха менее суровая и если заливка будет более густой. После заливки и во время отверждения бетон должен оставаться под углом 40 градусов, если толщина более 72 дюймов, 45 градусов, если толщина от 36 до 72 дюймов, 50 градусов, если толщина от 12 до 36 дюймов, или 55 градусов, если толщина меньше 12 дюймов.

Вот еще несколько советов по температуре, которыми следует руководствоваться при любых бетонных работах в холодную погоду:

  • Поверхность, края и углы налитого бетона наиболее чувствительны к холоду и требуют защиты.
  • Арматура № 18 и меньше при установке может иметь угол менее 32 градусов. То же самое можно сказать о опалубке, стальной двутавровой балке и других закладных меньше 4 квадратных дюймов.
  • Однако поверхности, контактирующие со свежим бетоном, не должны иметь льда, снега и инея, а бетон нельзя укладывать на мерзлое земляное полотно. Трубы водяного (водяного или парового) обогрева могут быть размещены непосредственно на земляном полотне или поверх изолирующих покрытий, размещенных на земляном полотне, для оттаивания земляного полотна перед заливкой.

Как защитить бетон от высоких температур?

Вот лучшие методы защиты для изоляции застывающего бетона от холодного окружающего воздуха:

  • Поскольку бетон выделяет тепло во время химических реакций отверждения, изолированных одеял и опалубки может быть достаточно для поддержания надлежащих температур отверждения. Они должны быть закреплены так, чтобы ветер не сдувал их. Также важно не вызывать теплового стресса из-за перегрева в результате чрезмерной изоляции.
  • Прочные, погодоустойчивые, обогреваемые корпуса защищают бетон внутри зданий, но может потребоваться отверждающая мембрана или дополнительная вода, чтобы предотвратить высыхание поверхности из-за использования нагревателей.

Контролировать температуру сложно

Бетон на этой замене бетонной цапфы затвора в 2016 году потребовал защиты и обогрева, чтобы поддерживать нужную температуру во время отверждения.

Одним из наиболее сложных способов отверждения бетона в холодную погоду является необходимость контролировать температуру бетона на протяжении всего процесса отверждения, чтобы убедиться в соблюдении минимальной температуры бетона от 40 до 55 градусов.Датчики зрелости могут использоваться для измерения внутренней температуры бетона, а инфракрасные термометры могут использоваться для измерения температуры поверхности бетона.

Прочность на месте, а не количество дней отверждения, должна определять окончательный период защиты отверждения бетона. Проблема в том, что лабораторные цилиндры и полевые цилиндры, заливаемые одновременно с основной заливкой, ненадежны при определении прочности бетонной заливки, потому что их трудно поддерживать при той же температуре, что и основная заливка, и цилиндры также могут быть намного более тонкие, чем заливка, поэтому они затвердевают быстрее.Данные мониторинга зрелости, откалиброванные с данными цилиндра, можно использовать для проверки прочности на месте.

По окончании периода отверждения важно не сотрясать бетон внезапным воздействием более низких температур. Рекомендуемый ACI максимальный 24-часовой перепад температуры после снятия защиты варьируется от 20-градусного поворота для бетона толщиной более 72 дюймов до 50-градусного падения для бетона толщиной менее 12 дюймов.

Стоимость зимнего бетонного строительства

Зимнее бетонное строительство является дорогостоящим, отчасти потому, что бетонная смесь стоит дороже, но в основном потому, что производительность труда ниже из-за всей работы, связанной с обогревом и изоляцией во время отверждения, настройкой дополнительного освещения на рабочем месте и компенсацией низкой влажности воздуха.

Например, проект водосброса плотины, изображенный в верхней части этого поста, стоил примерно на 750 000 долларов больше для строительства зимой, чем летом. Частично эта надбавка связана с исключительно холодными условиями той зимой, когда температура упала до 23 ниже и опустилась до отрицательного диапазона в течение 20 дней в январе 2014 года. Частичное снижение внутренних затрат на строительство в зимнее время связано с тем фактом, что подрядчики заинтересованы в том, чтобы «Съесть» часть затрат на отопление и ограждение, чтобы сотрудники могли работать в течение нескольких месяцев, в противном случае они были бы сезонно уволены.

Имейте план защиты от холодной погоды

ACI считает, что коммуникация является важнейшим компонентом успешного бетонного проекта в холодную погоду, и рекомендует инженерам убедиться, что подрядчик предоставляет план защиты в холодную погоду. Этот план дает инженеру возможность судить об относительном уровне опыта подрядчика, а также дает возможность всем сторонам ознакомиться с одной и той же страницей, а инженер поделиться советом с подрядчиком, чтобы убедиться, что все оборудование защиты и мониторинга выстроено в линию перед залить.План должен включать:

  • Подготовка и защита земляного полотна
  • Метод контроля температуры
  • Метод контроля прочности
  • Идентификация методов защиты, таких как ограждения, изоляционная опалубка и одеяла, водяные обогреватели и топочные обогреватели
  • Изменение дизайна смеси

ACI рекомендует следующие советы по планированию, чтобы избежать проблем:

  • Размещение бетона на как можно более низком уровне осадки, чтобы свести к минимуму утечку воды и задержки, так как вода может стоять и замерзать вместо испарения.
  • Избегать преждевременного начала процесса отделки, что заманчиво, когда подрядчики работают в условиях сокращенного дневного света. Образование накипи может возникнуть в результате отделки, когда из бетона все еще течет спускная вода.
  • Избегайте чрезмерного нагрева. Например, обогреватели внутри корпуса могут перегреть ближайшие к ним участки.

Пит Хауг, ЧП, инженер по водным ресурсам, имеет 20-летний опыт проектирования и испытаний гидротехники с упором на водосбросы.В качестве опытного инженера по проектированию и строительству нескольких водосбросов, шлюзовых ворот и речных каналов, он выполнил несколько проектов по ремонту небольших плотин, включая проекты, требующие строительства зимнего бетона в холодном климате. Тодд Рудольф, ЧП, инженер по водным ресурсам, проектирует и инспектирует гидротехнические сооружения, такие как ворота, выполняет гидравлические и гидрологические расчеты и обеспечивает поддержку при проведении строительных инспекций, в том числе по проектам, требующим выполнения бетонных работ в холодную погоду.