Способ и режим твердения бетона

Обновлено: 26.04.2024

СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (с Изменениями N 1, 3, 4)

5.4.1 Открытые поверхности свежеуложенного бетона немедленно после окончания бетонирования (в том числе и при перерывах в укладке) следует надежно предохранять от испарения воды. Свежеуложенный бетон должен быть также защищен от попадания атмосферных осадков. Защита открытых поверхностей бетона должна быть обеспечена в течение срока, обеспечивающего приобретение бетоном прочности не менее 70%, в последующем поддерживать температурно-влажностный режим с созданием условий, обеспечивающих нарастание его прочности.

5.4.2 В бетоне в процессе твердения следует поддерживать расчетный температурно-влажностный режим. При необходимости для создания условий, обеспечивающих нарастание прочности бетона и снижение усадочных деформаций, следует применять специальные защитные мероприятия.

Мероприятия по уходу за бетоном (порядок, сроки и контроль), порядок и сроки распалубки конструкций должны устанавливаться в разрабатываемых для конкретного здания и сооружения технологических регламентах и ППР.

В технологическом процессе прогрева бетона в монолитных конструкциях должны быть приняты меры по снижению температурных перепадов и взаимных перемещений между опалубочной формой и бетоном.

В массивных монолитных конструкциях следует предусматривать мероприятия по уменьшению влияния температурно-влажностных полей напряжений, связанных с экзотермией при твердении бетона, на работу конструкций.

5.4.3 Движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций допускаются после достижения бетоном прочности не менее 2,5 МПа.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

При любом строительстве вам понадобится бетон. Даже при постройке деревянных домов используют ЖБ колонны. Поэтому очень желательно знать о том, сколько сохнет бетон в опалубке.

Стадии набора прочности бетона

По сути, существует всего 2 стадии:

Схватывание бетона.
Набор прочности.

Схватывание бетона наступает спустя пару часов. На глаз вы можете заметить, что состав становится менее подвижным. Заканчивается процесс уже спустя час, после чего начинается набор прочности. В ряде случаев, время схватывания бетона может растягиваться. Зачастую это происходит из-за слишком долгого/быстрого перемешивания.

Время набора прочности бетона может длиться до года. Это зависит от окружающей среды, а также состава.

Сколько времени требуется на застывание

Точно ответить на вопрос, сколько застывает бетон в опалубке – нельзя. Обычно строители ориентируются на показатели из ГОСТа – 28 дней со дня заливки. Это расчетное время, за которое состав может набрать относительную прочность для последующего строительства.

Обратите внимание, что в первый месяц состав очень капризный. Время затвердевания бетона может заметно увеличиваться, в случае какого-либо воздействия.

Срок твердения бетона без добавок

Гидратация чистого бетона (цемент + песок) в нормальных условиях зависит от класса. Ниже представлена таблица времени, на которые можно ориентироваться.

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Во многом на то, сколько застывает цемент, влияют 3 переменных: сезонность, трамбовка и состав.

Сезон

В зависимости от сезона меняются и условия окружающей среды. Влажным летом состав затвердевает намного быстрее, т.к, вода может свободно выходить из состава. Зимой, когда влага в воздухе замораживается, а температура падает ниже 0, процесс твердения может затянуться на 2-3 месяца.

Трамбовка

Трамбовка – это усадка бетонного состава в опалубке. Т.е. максимально плотная укладка, что способствует более быстрой реакции гидратации.

Наиболее эффективной считается вибрационная трамбовка. В этом случае из толщи заливки уходит лишний воздух, а ненужная влага поднимается наверх. Это способствует более быстрому схватыванию даже в неблагоприятных условиях.

Состав

Различные добавки могут менять время выхода воды. Например, керамзит и другие пористые материалы могут впитывать влагу, что резко замедляет ее выход. Обычный щебень или песок напротив ускоряют этот процесс.

Также на это влияют и пластификаторы. Например, жидкое мыло, ПВА и бетонит также связывают воду, что замедляет испарение влаги. К тому же они усложняют реакцию цементации.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

Ускорение твердения

Для этого есть 3 способа:

Уменьшение количества воды в составе. В этом случае повышается жесткость бетона, что снижает время на высыхания. Использовать этот способ не стоит, т.к. усложняется утрамбовка, при этом цементация ухудшается.
Обработка горячим паром. Способ ускоряет испарения, при этом не приводит к пересыханию. В отличие от уменьшения количества воды, качество бетона не ухудшается, но процедура более затратная.
Добавление ускорителей. Время высыхания бетона с добавками может значительно сокращаться, но они, как правило, снижают прочность.

Также не стоит забывать, что твердение бетона в зависимости от температуры меняется. Заливка летом застынет в 1,5 раза быстрее, чем осенью или весной.

Ускорить затвердение зимой можно с помощью следующих способов:

Установка принудительного инфракрасный прогрев.
Укладка светоотражающего полотна. Некоторые виды бетона, особенно глиноземистый, выделяют тепло при гидратации, которое можно закупорить в опалубке светоотражающей пленкой.
Хлориды. Класс веществ, которые снижают температуру застывания воды. Это решит проблему с замерзанием жидкости в толще при глубоком минусе.

Замедление твердения

Замедление возможно только с помощью специальных добавок. Это может быть полезно в случае, если состав необходимо будет перевести в другое место или при многоэтапной заливке.

Также замедлить процесс гидратации можно увеличением пропорции воды в составе. Делать так не стоит, т.к. качество бетона может ухудшится, а зимой и вовсе приведет к кристаллизации и трещинам.

Время застывания бетона в опалубке

Опалубка ограничивает подвижность состава, по этой причине и скорость процессов в ней происходит быстрее. По ГОСТу ее можно удалить, когда бетон наберет 70% от расчетной прочности, т.е. примерно через 7 дней.

В случае, если прочный бетон не нужен, например, при строительстве сарая или гаража, допускается удаление опалубки спустя 3-4 дня.

Сколько времени бетон застывает в воде

Выдерживание в воде является наиболее оптимальным по ГОСТу. При постоянном контакте влаги, бетон становится более упругим. При созревании на воздухе, постепенно происходит усушка поверхности и могут образовываться микротрещины на поверхности.

Застывание в воде происходит с той же интенсивностью, что и без нее – 28 дней.

Стоит обратить внимание, что количество воды должно быть умеренным. Для каждой марки и состава показатель влажности собственный – обычно его указывают на упаковке.

График по суткам

Ниже представлен график того, как бетон набирает прочность по суткам в зависимости от температуры. Из него видно, что летом, когда воздух разогревается до 25-35°С, время созревания сокращается до 16-20 суток. Обратите внимание, что график набора прочности и твердения бетона не учитывает влажность.

Если вы занимаетесь строительством зимой, придется создать искусственные условия для застывания.

Например, покрыть опалубку отражающей пленкой, и поставить инфракрасные обогреватели. Использоваться ветродуи и тепловентиляторы не рекомендуется, т.к. они высушивают воздух, и могут спровоцировать трещины.

Таблица

Набор прочности бетона по суткам происходит нелинейно. Он наиболее интенсивен в первые 5 суток, когда гидратация достигает 50%. Затем процесс постепенно угасает.

Ниже представлена таблица прочности бетона в МПА для классов 200 и 300. В отличие от графика, здесь вы можете в процентном соотношении посмотреть набор твердости состава.

КАК ПРАВИЛЬНО ЗАПОЛНИТЬ ЖУРНАЛ БЕТОННЫХ РАБОТ? ИНСТРУКЦИЯ ПО ЗАПОЛНЕНИЮ (ОФОРМЛЕНИЮ)

В процессе производства бетонных работ, согласно пункту 3.5 СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции», все данные, касающиеся бетонирования, необходимо заносить в журнал бетонных работ.

Если строительный объект подконтролен государственному строительному надзору, то журнал бетонных работ, согласно пункту 4 РД-11-05-2007, подлежит регистрации в органах государственного строительного надзора. За передачу журнала на регистрацию ответственен застройщик или технический заказчик, а сам журнал должен быть туда передан не позднее, чем за 7 рабочих дней до начала работ. Перед поступлением на регистрацию журнал необходимо пронумеровать, прошнуровать и оформить всеми необходимыми записями на титульном листе, а главное скрепить печатью строительной организации. Нумерация страниц ставится снизу и прямо по центру. Делается это для того, чтобы справа осталось свободное место для последующей сквозной нумерации полного комплекта исполнительной документации. После регистрации, а именно скрепления печатью государственного строительного надзора и присвоения регистрационного номера, журнал передается на строительную площадку тем лицам, кто непосредственно ведет бетонирование. Заполнение журнала бетонных работ следует вести ежесменно в процессе бетонирования, и он должен отражать весь ход фактического выполнения бетонных работ на объекте.

Состав журнала определяется нормативной документацией – СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» и включает в себя титульный лист и таблицу, состоящую из 14 граф.

Как отмечалось ранее, сначала следует заполнить титульный лист журнала бетонных работ. На титульном листе присваиваем журналу номер, заносим данные об организации, которая выполняет бетонные работы, наименовании объекта (должно совпадать с наименованием, указанным в проектной документации или разрешении на строительство) и адресе объекта. Далее заполняем проектные данные, такие как класс бетона по прочности на сжатие конструктивных элементов, общий объем бетона, объем неармированного бетона, объем армированного бетона. Все эти данные можно найти в проектной (рабочей) документации. На последок указываем фамилию и инициалы производителя работ, который несет ответственность за бетонирование. Такая ответственность должна быть подтверждена приказом соответствующей организации.

Журнал бетонных работ пример заполнения которого можно найти на этой странице, как отмечалось ранее, состоит из титульного листа и таблицы. Порядок заполнения титульного листа мы разобрали. Теперь остановимся на заполнении таблицы. Первые семь столбцов заполняются на строительной площадке в процессе бетонирования конструкций. За правильное заполнение этих граф несет ответственность производитель работ. Графы с 8 по 13 заполняет представитель строительной лаборатории, которая испытывает бетонные конструкции на прочность. Либо на основе данных строительной лаборатории эти графы может заполнить производитель работ. Так или иначе, представитель строительной лаборатории и производитель работ в пункте 14 ставят свою подпись, которая призвана обеспечить достоверность указанных ими данных. И так, пройдемся по каждому пункту подробнее:

Пункт 1. Заносим данные о дате и времени бетонирования.

Пункт 2. В соответствии с проектной документацией указываем наименование бетонируемой конструкции и ее расположение (строительные оси здания, высотная отметка).

Пункт 3. Указываем изготовителя бетонной смеси. Данные берем из паспорта на бетонную смесь.

Пункт 4. Указываем обозначение (маркировку) бетонной смеси и номер документа о качестве. Не забываем, что в условное обозначение бетонной смеси входит не только класс бетона, к примеру, класс В20, но и такие показатели как морозостойкость, к примеру, F100 и водонепроницаемость, к примеру, W6.

Пункт 5. Указываем объем партии бетона, который был уложен в конструкцию.

Пункт 6. Указываем температуру наружного воздуха, при которой велось бетонирование.

Пункт 7. Указываем способ и режим твердения бетона. Различают три режима твердения бетона: нормальный режим (естественная температура 15—20° С), тепловая обработка при нормальном давлении и автоклавная обработка. Поскольку автоклавная обработка возможна только в заводских условиях, то в пункт 7 этот режим твердения бетона писать не следует. Стоить отметь, что существует несколько способов тепловой обработки железобетонной конструкции: термос, электродный прогрев, обогрев в греющей опалубке, инфракрасный обогрев, индукционный нагрев и обогрев нагревательными проводами.

При сдаче-приемке законченного объекта в эксплуатацию журнал бетонных работ, в случае необходимости предъявляется рабочей комиссии, а по завершению приемки его передают на хранение застройщику или по его поручению – эксплуатационной организации.

Как видим, процесс заполнения журнала бетонных работ не сложен, а если у вас все же остались вопросы, то смело задавайте их в комментариях, а мы постараемся на них оперативно ответить. Обязательно подписывайтесь на наш ресурс в социальных сетях, и получайте новые рекомендации по ведению исполнительной документации в числе первых.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры и прочих факторов

Своим основным качеством — прочностью — бетон обязан реакциям гидратации, которые запускаются после того, как цемент смешивают с водой.

Из чего состоит бетон

Основным компонентом, который обеспечивает характеристики готового бетона, является цемент. Это вяжущее водного твердения, которое в присутствии воды образует прочную кристаллическую структуру, но на это требуется время.

Второй важный компонент бетонной смеси — вода, которая и запускает реакции гидратации. Постоянное присутствие воды — важный фактор, без которого набор прочности не будет происходить должным образом.

Также в состав бетонной смеси вводят крупные и мелкие заполнители ( гравий или щебень и песок соответственно).

Условия твердения бетона

Твердение бетона подчиняется определенным законам.

Можно выделить две стадии набора прочности бетона:

схватывание;
твердение.

Схватывание бетона

Это первая стадия набора прочности, которая происходит в течение первых суток после замеса.

Интересно!

Если бетонную смесь перемешивать, она не схватывается. Это свойство позволяет транспортировать бетон в течение довольно длительного времени. Также, в случае, если необходимо продлить срок «жизни» бетонной смеси, используются пластификаторы. Они позволяют повысить пластичность и подвижность смеси, предотвратить ее расслаивание, сделать ее податливой и удобной в работе. К тому же, пластификатор позволяет уложить бетонную смесь более плотно (иногда даже без применения специальной обработки), «выгоняет» из нее воздух, благодаря чему минимизируется как количество пор, так и их диаметр, и в итоге бетон получается более плотным и прочным. Повышаются также такие его характеристики, как водонепроницаемость и морозостойкость.

Скорость схватывания бетона зависит от температуры воздуха. Так, при температуре около 20°С схватывание начнется примерно через два часа после замеса, а процесс займет около часа. При температуре окружающего воздуха около 0°С схватывание начинается лишь через 6–10 часов после замеса и занимает порядка 15–20 часов. Напротив, при повышенной температуре схватывание происходит очень быстро.

Важно!

Иногда требуется, чтобы схватывание и твердение бетона происходили быстрее. Например, необходимость в этом может возникнуть, если бетонные работы проводятся зимой, при низких температурах (когда, напротив, эти процессы сильно затормаживаются). В этом случае помогают в строительных работах ускорители твердения бетона. Благодаря добавлению ускорителей твердения бетон быстро набирает критическую прочность, после чего ему уже не страшны низкие температуры.

Твердение бетона

После первой стадии — схватывания — наступает черед, собственно, твердения бетона или набора прочности.

В процессе твердения бетона различают два важных момента:

набор критической прочности;
набор распалубочной прочности.

Критическая прочность бетона: что это такое

Критическая прочность бетона особенно важна в зимнее время. После достижения критической прочности бетону уже не страшны морозы. Если бетон замерз до достижения критической прочности, то, хотя после оттаивания он продолжит твердение, в итоге получится менее прочный бетон, чем было запроектировано.

Какую прочность считать критической, определяет проектная документация. Обычно она составляет 30–50%, иногда 70% от расчетной.

Распалубочная прочность

Распалубочной прочностью называют такую прочность, при достижении которой можно снимать опалубку. Она бывает разной для разных типов конструкций и обычно составляет не менее 50%, но, в основном, 70–80% от расчетной прочности.

Скорость набора бетоном распалубочной прочности играет важную роль, поскольку быстрый набор распалубочной прочности ускоряет оборот оборудования и увеличивает темпы строительства.

От чего зависит набор прочности бетона

На твердение бетона оказывают влияние многие факторы.

Цемент

Состав, активность, свежесть цемента напрямую влияют на набор прочности:

Активность цемента. Активностью называется предел прочности цементных образцов на сжатие в возрасте 4 недель. Для набора прочности имеет значение тонкость помола и гранулометрия. Мелкие частицы быстрее смачиваются водой и способствуют быстрому твердению, а частицы средней фракции влияют на прочность, которая будет набрана к концу 4-й недели. Крупно смолотый цемент хуже вовлекается в реакции гидратации, и даже в готовом бетоне остаются непрореагировавшие с водой цементные зерна, что, конечно, плохо отражается на прочности готового бетонного камня.
Свежесть цемента. Цемент, каким бы качественным он ни был, при хранении очень быстро теряет свои характеристики, особенно, если материал хранился открытым при высокой влажности воздуха. В этом случае уже через 3 месяца прочность снижается для суточных образцов на 62%, а для образцов в возрасте 28 суток — на 23%. Интересно, что добавление пластификатора в таком случае позволяет получать качественный бетон даже из лежалого цемента.
Химический состав клинкера и примеси, которые могут увеличивать или уменьшать активность того или иного типа цемента.

Водоцементное соотношение

Цемент и вода в бетонной смеси находятся в определенном соотношении, и выдержать правильную пропорцию очень важно.

Для определенного количества цемента нужно определенное количество воды, а именно, отношение воды к цементу должно равняться 0,3. В этом случае воды достаточно, чтобы весь цемент вступил в реакцию, и не было излишков свободной воды. Однако в этом случае получается очень жесткая бетонная смесь, с которой практически невозможно работать. Поэтому обычно берут водоцементное соотношение 0,45–0,55. Но, если в стремлении сделать смесь более подвижной и удобоукладываемой, добавляют слишком много воды, она остается в непрореагировавшем состоянии, испаряется и оставляет в бетоне поры, которые в итоге негативно влияют на его прочность.

Вот почему для увеличения подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси используют специальные добавки — пластификаторы. Добавление пластификатора позволяет экономить цемент, воду и при этом получать качественный прочный бетон (при меньшем количестве цемента в смеси бетон с пластификатором сохраняет запроектированную прочность).

Говоря о подвижности смеси, нужно упомянуть и методы ее уплотнения, которые напрямую влияют на набор прочности. Если бетонная смесь не относится к «самоуплотняющимся», она требует уплотнения виброобработкой или другими методами. В противном случае в бетоне остаются полости и раковины, снижающие его прочность.

Зависимость набора прочности от температуры и влажности воздуха

Заметное влияние на набор прочности бетона оказывают температура и влажность окружающего воздуха.

Оптимальными являются следующие показатели:

температура воздуха 18–20°С;
влажность воздуха около 100%.

Как было рассмотрено выше, большое значение для процесса набора прочности имеет вода. Именно она обеспечивает реакции гидратации, приводящие к образованию прочной кристаллической структуры бетона. При слишком низкой температуре (ниже 0°С) вода, которая еще не успела прореагировать с цементом, замерзает. Реакции гидратации прекращаются, а замерзшая вода увеличивается в объеме, провоцируя появление микротрещин, снижающих прочность бетона. При слишком высокой температуре воздуха либо слишком низкой влажности воздуха бетонная смесь быстро и неравномерно пересыхает, что в итоге также приводит к замедлению или прекращению реакций гидратации.

Поэтому уход за бетоном после укладки, особенно, если условия далеки от оптимальных, необходим.

В случае слишком высокой температуры и низкой влажности воздуха бетон поливают водой и накрывают пленкой, чтобы удержать влагу.

При бетонировании в условиях низких температур используют целый спектр мероприятий (по отдельности или в комплексе), которые можно разделить на три основные группы:

Сохранение естественного тепла, которое выделяется во время реакций гидратации (эффективно для массивных конструкций с малой площадью охлаждения). При этом бетон замешивается на теплой воде и заполнителях и после укладки укрывается теплоизолирующими материалами.
Обогрев уложенного бетона при помощи электродов, инфракрасного излучения и других методов.
Применение противоморозных добавок.

Из всех этих методов наиболее передовым можно считать именно применение противоморозных добавок, которые можно комбинировать с методом термоса или прогревающими мероприятиями.

В отличие от обогревающих и прогревающих мероприятий, противоморозные добавки позволяют вести бетонные работы при очень низких (–20°С) температурах без ущерба для прочности готового изделия. Они часто сочетают свойства пластификатора и ускорителя твердения бетона, позволяя экономить цемент и получать удобную в работе бетонную смесь.

Набор прочности бетона зависит от состава бетонной смеси, пропорций, метода замеса и укладки, а также ухода за уложенным бетоном. Применение специальных добавок позволяет управлять этим процессом и получать предсказуемые результаты. Немаловажен тот факт, что экономическая выгода от применения добавок значительно превышает затраты на них. К примеру, экономия средств при масштабном строительстве благодаря применению пластификатора может оставлять сотни тысяч рублей. Учитывая, что применение добавок позволяет гарантированно получить нужный результат, нет никаких сомнений в целесообразности применения современных добавок.

Добавки для твердения бетона

Современные бетоны без применения специальных химических добавок просто немыслимы.

Одним из видов добавок являются добавки, влияющие на отвердевание бетона. Рассмотрим, в каких случаях возникает необходимость ускорить набор прочности бетона, когда оправдано применение добавок, и как выбрать добавки.

Когда требуется применение ускоряющих добавок

Как известно, бетон начинается со смешивания цемента с водой, песком, щебнем и различными добавками. В этот момент входящие в состав бетона водорастворимые химические соединения начинают смешиваться с водой, образуя раствор, и запускается образование кристаллической структуры бетона.

В рамках процесса различают две основные фазы:

фаза схватывания, которая в оптимальных условиях начинается через два часа и длится около часа (в это время подвижность раствора сохраняется);
фаза твердения, которая начинается после схватывания и длится до достижения расчетной прочности бетона (через 28 дней при оптимальных условиях) и далее.

Вообще процесс отвердевания и набора прочности бетона линейным не является. Наиболее высокая скорость у него сразу после укладки, затем она постепенно снижается

Важно!

Оптимальными условиями отвердевания и набора прочности бетона считаются температура воздуха от +18 до +22° С и влажность, близкая к 100%. Нужно учитывать, что температура окружающего воздуха будет температурой твердения для тонкостенных конструкций. Если рассматривать монолитные конструкции крупных размеров, то температура измеряется в толще бетона, поскольку она там выше. Повышение температуры связано с тем, что реакции гидратации протекают с выделением тепла, и чем больше массив конструкции, тем больше этого тепла.

В процессе набора прочности раствор проходит фазу схватывания, затем начинается фаза твердения. Примерно на 7–10-й день достигается распалубочная прочность. Для работ в условиях мороза важная точка — достижение критической прочности (30–50% от расчетной прочности, определяется проектной документацией), после чего пониженные температуры уже не оказывают негативного влияния на бетон.

Таким образом, во время бетонных работ постоянно приходится ждать, пока бетон затвердеет достаточно, чтобы снять опалубку, перейти к бетонированию следующего уровня конструкции или нагрузить готовую конструкцию. В коммерческом строительстве это может означать простой людей и оборудования.

Ускорение твердения и набора прочности бетона может потребоваться в следующих случаях:

необходимость ускорить строительство;
повышение оборота опалубки;
оптимизация прочности бетона;
изготовление большого количества штучных изделий;
бетонирование при отрицательных температурах, когда критическая прочность бетона должна быть достигнута в краткие сроки.

Факторы, от которых зависит скорость отвердевания бетона

График показывает, как скорость набора прочности бетона зависит от температуры воздуха.

Но не только температура и влажность воздуха влияют на то, с какой скоростью будут протекать процессы набора прочности бетона. Также влияют следующие аспекты:

тип цемента по составу;
помол цемента;
свежесть цемента;
наличие тепловлажностной обработки;
водоцементное соотношение раствора;
наличие специальных добавок в составе смеси.

Методы ускорения твердения бетона

На сегодняшний день существует несколько основных методов, которые позволяют сократить время набора прочности бетона. Некоторые из них применяются уже давно, другие являются более современными. Выбор той или иной технологии зависит от многих факторов:

типа конструкции;
времени;
доступности тех или иных технологий или компонентов;
бюджета строительства.

В каждом отдельном случае выбирается свой метод.

Изменение водоцементного соотношения

Это один из традиционных методов.

Известно, что увеличение количества цемента и уменьшение количества воды в замесе приводит к более быстрому набору прочности и более высокой прочности бетона.

Таким образом, можно понизить водоцементное соотношение в смеси разными способами:

увеличить массовую долю цемента в замесе при неизменном количестве воды;
применить цемент более высокой марки;
уменьшить количество воды в бетонной смеси.

Однако в итоге смесь получается более жесткой, могут возникнуть проблемы с ее однородностью, увеличатся затраты труда, времени и электроэнергии на обработку бетона. В период первоначального набора прочности повышается хрупкость конструкции.

Другой недостаток такого подхода — увеличение затрат. Поскольку цемент — это самый дорогой компонент бетонной смеси, увеличение его массовой доли повышает стоимость бетона.

Каталог продукции CEMMIX

CemPlast

Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.

Решить эти проблемы можно путем добавления суперпластификаторов, которые позволяют снизить количество цемента и воды в замесе (экономия цемента может составлять 10–15% без потери прочности), сохранить подвижность бетонной смеси даже при изменении водоцементного соотношения.

Применение специальных цементов

На скорость набора прочности бетона положительное воздействие оказывает быстрое насыщение воды замеса растворимыми компонентами цемента. При быстром насыщении процесс кристаллизации протекает быстрее. Поэтому применение специальных цементов, которые быстро вступают в реакции гидратации, ускоряет набор прочности.

Во-первых, это цементы мелкого помола или прошедшие процедуру активации. С этой целью предприятия иногда приобретают специальные мельницы. Активация цемента осуществляется прогоном цемента с крупными заполнителями в бетономешалке (активация помогает также в том случае, когда используется лежалый цемент).

Во-вторых, это цементы с особым составом:

растворы на специальных быстротвердеющих портландцементах в возрасте двух суток показывают прочность на 50% больше, чем растворы на обычных цементах;
глиноземистые цементы позволяют бетону достичь расчетной прочности уже в возрасте трех суток;
сульфоалюминатные цементы позволяют бетону достичь расчетной прочности через несколько часов.

Недостаток этого метода заключается в высокой стоимости специальных цементов, поэтому он применяется только в особых случаях.

Тепловлажностная обработка

На процессы твердения бетона прямое влияние оказывают температура и влажность. Температура +18–22° С считается оптимальной, а ее повышение увеличивает скорость протекания реакций гидратации, но только в том случае, если сохраняется высокая влажность.

С целью ускорения набора прочности бетон могут прогревать различными методами (электроды, ИК-излучение), устанавливать тепляки, укрывать, чтобы сохранить тепло, которое выделяется во время протекания химических реакций. Все эти мероприятия применяются также при зимнем бетонировании.

Чтобы узнать, насколько быстро бетон наберет расчетную прочность при прогреве, применяют формулу Ван Гоффа, согласно которой, при повышении температуры бетонной смеси на 10° С (в диапазоне от 0°С до 100°С) скорость процессов возрастает в 2–4 раза. Теоретически, если бетон при оптимальной температуре воздуха набирает прочность за 28 суток, при его нагреве до 60° С и сохранении влажности 90% расчетная прочность будет набрана за 8 часов.

На практике, бетон при нагреве проходит три фазы:

медленный нагрев до 60° С (три часа);
выдержка при температуре 60° С (шесть часов);
постепенное остывание (три часа).

Итого процесс занимает 12 часов, но это несравнимо с 4 неделями.

Интересно!

Правило работает и в другую сторону: при снижении температуры процессы твердения раствора замедляются. Так, при +10° С набор расчетной прочности может занять 2–3 месяца.

Тепловлажностная обработка считается одним из самых доступных методов ускорения набора прочности бетона, однако она требует специального оборудования и в некоторых случаях — затрат электроэнергии. Кроме того, нужно контролировать температуру раствора, не допускать возникновения температурного градиента, который может привести к растрескиванию бетона.

Добавление микрокремнезема

Это один из современных методов ускорения набора прочности бетона.

Микрокремнезем — это ультрадисперсный материал на основе оксида кремния. Он вступает в реакцию с одним из компонентов цемента — известью, обеспечивая повышение прочности бетона в возрасте 1–2 суток на 50–70%.

Проблем в данном случае две:

Микрокремнезем сложно найти в продаже, поскольку он используется для изготовления специальных комплексных добавок.
Микрокремнезем имеет высокую водопотребность. При его добавлении в смесь придется добавить воды, но проблема в том, что лишняя вода снижает прочность бетона. Поэтому микрокремнезем добавляют в смеси совместно с суперпластификаторами.

Применение специальных ускоряющих добавок

Ускорителями твердения бетона называются химические добавки, которые регулируют кинетику твердения бетонной смеси. Их характеристики регулируются ГОСТ 24211-2008 п. 4.1.2, согласно которому такие добавки должны увеличивать прочность бетона в возрасте суток не менее чем на 30%.

Суть работы специальных добавок-ускорителей заключается в том, что они повышают смачиваемость компонентов, ускоряют реакции гидратации, обеспечивают повышение однородности смеси.

В зависимости от того, как именно влияют добавки на бетонную смесь, их подразделяют на следующие виды:

добавки, которые повышают растворимость компонентов бетонной смеси, но в реакции с компонентами смеси не вступают;
добавки, которые активизируют реакции гидратации;
добавки, которые вступают в реакции обмена с компонентами цемента с образованием гелей гидроксида кальция;
добавки, которые способствуют выделению тепла при протекании реакций гидратации.

Все эти виды добавок также снижают температуру замерзания воды в смеси.

Интересно!

Некоторые из этих добавок также применяются в зимнем бетонировании, поскольку они снижают температуру замерзания воды в бетонной смеси.

Наиболее распространенными добавками-ускорителями являются следующие химические соединения (соли-ускорители):

Однако нужно иметь в виду, что такие добавки надо очень аккуратно дозировать, поскольку они могу приводить к появлению высолов. Кроме того, хлористые соли (CaCl, KCl) и сульфаты вызывают коррозию арматуры, а потому для железобетонных изделий не годятся.

Другой тип добавок — это пено- и газообразующие добавки. Они вовлекают воздух в бетонную смесь, позволяя создавать пористые бетоны (например, газобетон). Чаще всего в качестве такой добавки применяется алюминиевая пудра, которая вступает в реакцию с цементом в присутствии воды и образует алюминат кальция, являющийся мощным ускорителем схватывания бетона. Бетон твердеет за несколько минут, в итоге получается пористый материал.

Комплексные добавки-ускорители

Справедливости ради надо заметить, что в современном строительстве применяют специальные химические добавки, которые не имеют недостатков солей-ускорителей.

Каталог продукции CEMMIX

Liqui

Универсальное защитное пропиточное средство для бетонов и других строительных материалов.

Для ускорения схватывания применяется жидкое стекло (CEMMIX Liqui). Добавку используют чаще всего при проведении ремонтных работ, когда важно, чтобы смесь схватилась очень быстро.

Для ускорения набора прочности используют комплексные добавки, например, CEMMIX CemFix. Эта добавка не вызывает появление высолов или коррозию арматуры. В отличие от других методов ускорения набора прочности, которые требуют проведения лабораторных испытаний для определения оптимального воздействия, CemFix уже протестирована в лаборатории, и вам остается только добавить ее в раствор в определенной концентрации, чтобы получить ожидаемый эффект.

CemFix используется для фундаментов и стяжек, плитки и дорожек, штукатурных и кладочных растворов.

Каталог продукции CEMMIX

CemFix

Высокоэффективный ускоритель – добавка комплексного действия для бетонов и растворных смесей требующих высокой ранней прочности.

Фибра базальтовая

Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Добавка обладает комплексным действием (ускоряющим и пластифицирующим), увеличивает темп набора распалубочной (опалубку можно снимать через 12 часов) и расчетной прочности, повышает удобоукладываемость смеси, прочность и долговечность бетона.

CemFix позволяет снизить водопотребность смеси, уменьшить количество цемента на 5–10% без потери прочности, повысить водонепроницаемость бетона.

Интересно, что другие методы ускорения набора прочности бетона всегда связаны с увеличением расходов, и только применение добавки CemFix, наоборот, позволяет достигнуть поставленных целей и одновременно сэкномить средства.

Важно!

CemFix имеет состав, адаптированный к отечественным цементам и заполнителям. Также добавка совместима с другими добавками CEMMIX.

Рассмотрим рецептуру бетонной смеси класса В30 с использованием фибры и добавки CemFix.

Это тяжелый бетон с плотностью свыше 2400 кг/куб. м (в среднем, 2420 кг/куб. м), который применяется для сооружений, требующих высокой прочности.

При использовании цемента ЦЕМ I/II 42,5 (М500 по старой маркировке), на куб бетона потребуется:

цемент — 420 кг;
песок — 770 кг;
крупный заполнитель — 1080 кг;
вода — 155 л.

Базальтовая фибра CEMMIX добавляется из расчета т 0,9 до 3 кг (в данном случае оптимально 2 кг).

Добавка CemFix — 1 л на 100 кг цемента; в данном случае, 4,2 л.

Применение добавки CemFix позволяет сэкономить до 40 кг цемента, при этом затраты на добавку составят около 300 руб., так что затраты на приобретение CemFix полностью окупаются.

За сотни лет применения бетона в строительстве было разработано немало технологий, позволяющих оптимизировать время набора прочности бетона. Современные комплексные химические добавки-ускорители не имеют недостатков ускорителей предыдущих поколений. Они испытаны в лаборатории, точно определена их дозировка. Применение добавок CemFix и Liqui обеспечивает получение прочных качественных бетонов с повышенными характеристиками по водостойкости и морозостойкости, а также позволяет экономить цемент и увеличивать скорость набора прочности бетона, что благоприятно сказывается на бюджете строительства. Добавки CEMMIX для любых случаев можно приобрести оптом от производителя, а также в розничных строительных магазинах (например, Леруа Мерлен) и в интернет-магазинах.

СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (с Изменениями N 1, 3, 4)

Прочность бетона в промежуточном возрасте при распалубке или нагружении конструкций
(% )

Средняя прочность серий контрольных образцов бетона (МПа) по результатам входного контроля прочности бетонной смеси по пункту 5.4 ГОСТ 18105 или по примечанию к пункту 4.3 ГОСТ 18105

Подписи ответст-
венных испол-
нителей работ по бетони-
рованию и контролю качества

Нормируемый ()

Фактический () в проектном возрасте в контролируемой партии конструкций по результатам сплошного неразрушающего контроля прочности по ГОСТ 18105

Фактическая в контроли-
руемой партии конструкций по результатам сплошного неразру-
шающего контроля прочности по ГОСТ 18105

Условия твердения бетона

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

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

Естественные условия твердения бетона

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

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

Автоклавное твердение

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

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

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

Тепловлажностное твердение бетона

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

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

Читайте также: