Автор 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:
- Схватывание. Этот этап происходит в течение первых 24 часов после замешивания основы. Время схватываемости раствора зависит от показателей температуры в помещении или на улице. И если обеспечить должные условия, то можно ускорить схватывание бетонной массы.
- Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.
Интересно, что во многих источниках можно найти, от чего зависит кинетика набора прочности – температур, время. влажность, качество ингредиентов. Но мало где найдешь ответ на вопрос, за счет чего бетон набирает прочность? Это происходит в процессе гидратации цемента.
В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:
- аллит;
- белит;
- трехкальциевый алюминат;
- четырехкальциевый аллюмоферрит.
Первым при замесе в реакцию вступает аллит, но это самый хрупкий минерал. Далее идут алюминаты и алюмоферриты. Последним в реакцию вступает белит, он же и дает необходимую прочность. При этом он гидратируется постепенно, ежегодно набирая нужные параметры. Даже спустя 50 лет процесс гидратации идет, соответственно, все это время бетон продолжает набирать прочность.
Процесс гидратации цемента начинается с момента смешения с водой и продолжается в течение долгого времени
Что же касается именно бетона, то его параметры зависят от степени гидратации цемента. Если речь идет о низкой степени, то спустя 4 недели она достигнет искомых 90%. В высокопрочном составе через это же время будет только половина (до 49%), и в дальнейшем с течением времени она будет только нарастать. В среднем за 3-5 лет прирост составляет порядка 60%.
Что влияет на вызревание фундамента
Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:
- температурные условия окружающей среды;
- уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
- марка цемента;
- время.
Температурные условия
Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.
Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры
При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».
Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.
Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.
Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается
Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.
За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.
При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.
Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.
График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.
График набора прочности по марке цемента
Время
С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.
|
Марка цемента |
Среднесуточная t цементной основы, °С |
Срок затвердевания по суткам |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
5 |
7 |
14 |
28 |
||
|
Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной) |
||||||||
|
М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500 |
2 |
3 |
6 |
8 |
12 |
15 |
20 |
25 |
|
0 |
5 |
12 |
18 |
28 |
35 |
50 |
65 |
|
|
+5 |
9 |
19 |
27 |
38 |
48 |
62 |
77 |
|
|
+10 |
12 |
25 |
37 |
50 |
58 |
72 |
85 |
|
|
+20 |
23 |
40 |
50 |
65 |
75 |
90 |
100 |
|
|
+30 |
35 |
55 |
65 |
80 |
90 |
100 |
— |
|
В том случае, если нормативно-безопасный срок установлен на отметке в 50%, то самым оптимальным сроком старта строительных работ будет 72-80% от заявленных марочных показателей.
Показатели влажности
Сниженные показатели влажности окружающей среды негативно отражаются на процессе твердения фундаментной базы. При полнейшем отсутствии влаги процесс гидратации практически не происходит, и набор твердости неизбежно останавливается. Именно поэтому очень важно следить за влажностью заливаемого фундамента.
Если в помещении или на улице, где осуществляется заливка или кладка фундамент, повышенная влажность (70-90°), то скорость нарастания прочностных показателей возрастает.
Прогрев до такого высокого температурного режима при минимальных значениях влажности обязательно приведет к засыханию залитой поверхности и снизит скорость твердения. Чтоб избежать таких последствий, необходимо регулярно производить увлажнение. При таких обстоятельствах в жаркую погоду твердение будет происходить очень быстро.
ВИДЕО: Сколько твердеет бетон
Состав и эксплуатационные данные цемента
Если цемент обладает способностью тепловыделения и сразу после заливки он быстро твердеет, то после замерзания в цементной массе воды процесс твердения неизменно остановится. По этой причине во время строительных работ холодное время года лучше отдавать предпочтение смесям, приготовленным на основе противоморозных добавок.
Так, к примеру, глиноземистая масса после заливки выделяет в 7 раз больше теплоэнергии, нежели обычный портландцемент. Благодаря этому замешанная на основе такого цемента строительная смесь способна быстро набирать прочность даже при температуре ниже 0°С. что, собственно, и обусловлено его популярностью использования в холодное время года.
Стоит отметить и то, что марка цемента также влияет на скорость твердения заливки или кладки. Представленная дальше таблица наглядно демонстрирует эти данные.
|
Марка цемента |
Показатели критической твердости (% от заявленной), минимум |
|
Для предварительно напряженных поверхностей |
70 |
|
М15-150 |
50 |
|
М200-300 |
40 |
|
М400-500 |
30 |
Вот, собственно, и все, что нужно знать о затвердевании фундамента. Надеемся, эта информация будет использована вами на практике и поможет достичь поставленной задачи наилучшим образом!
ВИДЕО: Как ускорить затвердевание бетона
nagdak.ru
Прочность бетона
Здравствуйте, уважаемый читатель блога прораба, в данной статье «Прочность бетона» поговорим о требованиях на строительной площадке к испытаниям бетона на прочность, выясним, следует ли проводить испытания через 7 суток. Я работал в разных строительных фирмах и в основном возили бетонные кубики в лабораторию через 28 суток, после приемки бетонной смеси на объекте.
Недавно устроился на новую работу инженером ПТО, на сегодняшний день производим работы по устройству фундаментов под металлические опоры для трубопровода. Для оформления строительной документации приходиться вникать во все эти тонкости.Сначала я пошел простым путем спросил у технадзора заказчика, надо ли испытывать бетон на прочность через 7 суток и прикладывать его к актам. Он привел пример строительной фирмы, которая у них на заводе работала и они испытывали бетон через 7 и 28 суток, согласно какому то госту. В данной статье мы рассмотрим все госты, связанные с испытанием бетона и попробуем найти, где говориться про 7 суток.
Теоретически бетон набирает проектную прочность через 7 суток 70%, а через 28 суток 100%. Эти данные взяты из различных рекомендации по уходу за бетоном при условии, что он находиться в нормальных условиях (20+/-20С и влажность 95%). В реальности, бетон редко набирает заданную прочность, по ряду причин из-за погодных условия или неправильном уходе за уложенным бетоном.
Думаю ни для кого не секрет, что прочность бетона для железобетонных конструкций в зданиях рассчитывают проектировщики. Из данных проекта, заказывают бетон (для заливки его в фундаменты, стены, колоны, плиты перекрытия и т.д.) у завода определенной марки, с заданной морозостойкостью, водонепроницаемостью, подвижностью и т.д.
На строительной площадке прорабу или ответственному лицу завод должен передать паспорт качества бетонной смеси, в котором указывается марка бетона, подвижность, добавки и объем. Обычно с каждым миксером передают документ на бетонную смесь, эти данные вносят в журнал бетонных работ.
Но как узнать, что бетонный завод привез на строительную площадку именно ту смесь, которую мы заказывали? Для этого и проводятся испытания бетона, после расчетного времени набора прочности, обычно это 28 суток. В первую очередь эти испытания нужны строителям, если прочность не будет соответствовать заказанному бетону, то расходы по демонтажу можно будет предъявить бетонному заводу.
Бетон испытывается несколькими методами согласно ГОСТ Р 53231-2008 «БЕТОНЫ. Правила контроля и оценки прочности»:
3.14 разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.
3.15 прямые неразрушающие методы определения прочности бетона, не требующие обязательной градуировки: Определение прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690.
3.16 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы определения прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
В данной статье будем разбираться с разрушающим методом, с помощью контрольных образцов, изготовлением бетонных кубиков. Сейчас зима и неразрушающий метод не получиться применить согласно ГОСТ 22690-88 «БЕТОНЫ. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»:
1.3. Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105-86, а также для определения прочности бетона при обследовании и отбраковки конструкций.
Метод испытания следует выбирать с учетом предельных значений прочности, рекомендуемых руководствами к конкретным приборам неразрушающего контроля, в соответствии с требованиями разд. 3 настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Поправка 2009)
1.4. Испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается при обследовании конструкций определять прочность при отрицательной температуре, но не ниже минус 10 °C при условии, что к моменту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75%.
Интересно, сколько времени на вашей стройке зимой обогревают уложенный бетон? Сутки, двое, трое или неделю. Работая в разных строительных организациях, везде мы грели бетон, в основном, не больше двух суток. Так что согласно ГОСТ 22690-88 неразрушающим методом испытывать бетон на прочность зимой нельзя.
В лаборатории испытывают бетон на прочность, давя в прессе бетонные кубики размерами 10 на 10 см. Для изготовления бетонных кубиков на стройке используют специальные металлические формы.
У меня было такое, что на строительной площадке не было железной формы и мы делали ее из опалубочной фанеры. Минус такой самопальной формы, получаются не идеально ровные кубики и лаборатория их не принимала.
Если вы будете использовать для формы обычную фанеру, то необходимо внутри положить полиэтиленовую пленку, чтоб бетон не соприкасался с фанерой и не терял влажность. Перед укладкой бетонной смеси в железную форму необходимо смазать внутри нее машинным маслом, чтоб кубики потом можно было легко вытащить из формы и она оставалась чистой.
Как брать образцы бетона для лаборатории можно узнать из ГОСТа 10181-2000 «СМЕСИ БЕТОННЫЕ. Методы испытаний».
3 Правила отбора проб и проведения испытаний
3.1 Пробы бетонной смеси для испытания при производственном контроле следует отбирать:
— при производстве сборных и монолитных изделий и конструкций — на месте укладки бетонной смеси;
— при отпуске товарной бетонной смеси — на месте ее приготовления при погрузке в транспортную емкость.
3.2 Пробу бетонной смеси для испытаний отбирают непосредственно перед началом бетонирования из средней части замеса или порции смеси. При непрерывной подаче бетонной смеси (ленточными транспортерами, бетононасосами) пробы отбирают в три приема в случайные моменты времени в течение не более 10 мин.
3.3 Объём отобранной пробы должен обеспечивать не менее двух определений всех контролируемых показателей качества бетонной смеси.
3.4 Отобранная проба перед проведением испытаний должна быть дополнительно перемешена.
Бетонные смеси, содержащие воздухововлекающие, газообразующие и пенообразующие добавки, а также предварительно разогретые смеси, перед испытанием не перемешивают.
3.5 Испытание бетонной смеси и изготовление контрольных образцов бетона должно быть начато не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.
3.6 Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °С.
3.7 Условия хранения пробы бетонной смеси после ее отбора до момента испытания должны исключить потерю влаги или увлажнение.
3.8 Поверку средств измерений и аттестацию испытательного оборудования следует осуществлять в соответствии с ГОСТ 8.001, ГОСТ 8.326, ГОСТ 8.383.
3.9 Результаты определения показателей качества бетонной смеси должны быть занесены в журнал, в котором указывают:
— наименование организации — изготовителя смеси;
— наименование бетонной смеси по ГОСТ 7473;
— наименование определяемого показателя качества;
— дату и время испытания;
— место отбора пробы;
— температуру бетонной смеси;
— результаты частных определений отдельных показателей качества бетонной смеси и среднеарифметические результаты по каждому показателю.
Если неправильно забить кубики и использовать самодельную форму, то скорее всего ваши образцы лаборатория на примет к испытаниям. Пример плохого бетонного кубика, который был сделан в самодельной форме из фанеры и не проштыкован (не провибрирован) смотрите на картинке.
Как правильно делать бетонные кубики я еще рассказал в статье «Вибрирование бетона».
С образцами бетона для лаборатории разобрались, но вопрос остается открытым, следует ли испытывать бетон на прочность через 7 суток, может ответ найдем в СНиП 3.03.01-87 «НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ», но кроме этой записи больше ничего не написано:
ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА ПРИ ПРИЕМКЕ КОНСТРУКЦИЙ
2.18. Прочность, морозостойкость, плотность, водонепроницаемость, деформативность, а также другие показатели, установленные проектом, следует определять согласно требованиям действующих государственных стандартов.
В каких ГОСТах искать ответы не понятно, продолжаем искать дальше. Читаем СП 52-101-2003 п. 5.1.4 «БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ»:
5.1.4 Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 сут.
Получается, что если в проекте не указано про то, что прочность бетона через 7 суток должна быть равна какому то значению, то и везти бетонные кубики в лабораторию на испытание прочности не следует и на желание технадзора можно ответить отказом.
Как мы сдавали кубики в лабораторию на испытания прочности бетона.
Да в первую очередь испытание бетона на прочность необходимы строителям, а не заказчику, чтоб в случае чего не остаться крайними. В реальности происходит все наоборот, на первом месте стоят сроки, заказчик торопит подрядчика и об исполнительной документации вспоминают, когда отработали 1-2 месяца.
И тогда строители вспоминают, что во время заливки не делали бетонные кубики и вообще металлические формы отсутствуют на строительной площадке. Я не редко бывал в такой ситуации, часто просто терялись бетонные кубики.
В таких случаях мы просто брали и изготавливали необходимое количество кубиков с бетонного миксера, который приходил на площадку и не важно, что бетон нам надо испытывать месячной давности. Главное ведь подписать акты выполненных работ, чтоб получить деньги.
Если контроль на стройке строгий и нет бетонных кубиков, то вызывают лабораторию на площадку и испытывают бетон не разрушаемым методом или вырезают из бетонной конструкции, с помощью алмазного бурения керны и везут их на испытания.
Буду рад вашим дополнениям в комментариях по теме испытания бетона на прочность.
С уважением Олег Клышко
Cтатьи похожей тематики:
Ваша благодарность за мою статью это клик по любой кнопке ниже. Спасибо!
klyshko.ru
График набора прочности бетона — таблица по суткам
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.
Созревание бетона состоит из 2 этапов: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.
- Схватывание. Является начальной стадией.
- 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.
Для защиты конструкции от деформации необходимо позаботиться о наличии теплой опалубки. Армированные элементы тщательно прогреваются и очищаются от льда. В летний период теплая опалубка малоэффективна.
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:- Пар.
- Электроток.
- Известь-кипелку.
- Экзотермические цементы.
- 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.
Зная, сколько бетон набирает прочность, можно грамотно рассчитать время реализации проекта и определить приблизительные финансовые расходы.
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.
При нормальном температурном режиме и достаточном количестве жидкости прочность будет постоянно расти. К благоприятным условиям относят температуру +20 °C и показатель влажности воздуха не меньше 90%.
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.
Время набора прочности бетона зависит и от окружающей температуры. При низких отметках процесс замедляется, а при высоких — ускоряется.
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:- Замедление гидратации и рост сроков набора.
- 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.
При отсутствии требуемого объема влаги бетонная конструкция не может получить заводские эксплуатационные свойства, а при автоклавном отвердении процесс сильно ускоряется. Наличие влаги в воздухе сокращает интервал.
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:
- Марку цементной смеси.
- Пропорции воды и цемента.
- Пропорции других добавок.
- Метод уплотнения.
- Температурно-влажностный режим.
- Способ и скорость укладки.
- 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.
Однако при изменении окружающих условий показания графика могут меняться. Чтобы точно определить, за сколько времени бетон полностью затвердеет, следует выполнить контрольные испытания образцов.
В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:- Выдержка бетона в опалубке.
- 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 | ||||
| 0 | 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.
1beton.info
Строительный миф №2. Нужно ли после заливки бетона ждать 28 суток?
Вопрос: сколько нужно ждать, пока произойдет затвердения бетона? Как и за какое время бетон набирает прочность? Действительно ли нужно ждать 28 суток после того, как залит бетон? Когда можно нагружать бетонные конструкции?
Каждому застройщику или строителю выгоднее построить конструкцию, здание или сооружение за кратчайшие сроки. Но бытует целый ряд мнений о том, что необходимо после выполнения работ по бетонированию конструкций ждать пока конструкция «затвердеет», чтоб потом приступить к следующему этапу строительства.
Как и за какое время бетон набирает прочность?
Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?
Для правильного вывода необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.
При выполнении бетонных работ сталкиваются с двумя актуальными вопросами:
- Через какое время можно снимать опалубку?
- Через какое время можно нагружать железобетонный элемент или конструкцию?
Рассмотрим последовательно эти вопросы.
Для сборных железобетонных изделий очень важно определить отпускную прочность.
Отпускная прочность – это набранная прочность бетона, устанавливаемая нормативами, при которой железобетонное изделие возможно поставлять с завода на строительную площадку.
Величина отпускной прочности устанавливается согласно ГОСТов или других нормативных документов в зависимости от:
- вида и размера конструкции;
- состава бетона;
- условий твердения;
- температуры окружающей среды и климатических условий региона;
- сроком и величины загрузки;
- условия транспортировки.
Ниже, в таблице 1 приводятся в зависимости от вида и класса бетона, усредненные значения отпускной прочности в процентах от проектной.
Таблица 1
| Вид бетона | Отпускная прочность (% от проектного класса бетона) |
| Тяжелый бетон и бетон на пористом заполнителе с классом С10 и выше | 50 % |
| Тяжелый бетон класса С7,5 и ниже | 70 % |
| Бетон на пористом заполнителе, класс С7,5 и ниже | 80 % |
| Бетон всех видов и классов при автоклавном твердении | 100 % |
Итак, отпускная прочность сборных железобетонных изделий в зависимости от целого ряда факторов составляет 50÷100% от проектной. Вывод №1: при достижении отпускной прочности можно уже производить монтаж и затем нагружать железобетонные конструкции, с расчетом на то, что полное нагружение (100%) наступит не позже 28 суток от момента изготовления изделий. Более конкретный порядок и сроки нагружения сборных конструкций оговаривается в ППР (проект производства работ).
Также в строительстве существует такое понятие, как распалубочная прочность.
Распалубочная прочность – это минимальная набранная прочность бетона, при которой возможно извлечь опалубку, не повреждая бетон. Для сборных железобетонных изделий опалубочная прочность должна быть достаточная для безопасной транспортировки. Условия и скорость набора прочности для каждого изделия или конструкции определяются предприятием-изготовителем.
В условиях стройплощадки, при изготовлении монолитных конструкций распалубку, как правило выполняют непосредственно перед началом загружения конструкции.
СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия распалубки железобетонных конструкций ( смотри таблицу 2).
Таблица 2
| Параметр | Распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут) |
| Прочность бетона (в момент распалубки конструкций), не ниже: | |
| — теплоизоляционного | 0,5 МПа |
| — конструкционно-теплоизоляционного | 1,5 МПа |
| — армированного | 3,5 МПа, но не менее 50 % проектной прочности |
| — предварительно напряженного | 14,0 МПа, но не менее 70 % проектной прочности |
| Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (п. 2.34) | 70 % от проектной прочности |
Российский нормативный документ ТР 80-98 «Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса» приводит следующие разрешения по распалубки и нагрузки конструкций, таблица 3.
Необходимая прочность бетона для распалубки и нагрузки конструкции:
Таблица 3
| Строительные конструкции | Фактическая нагрузка, % от нормативной | |
| свыше 70% | 70% и менее | |
| прочность бетона, % от проектной | ||
| Боковые щиты опалубки на фундаменте и колоннах, стенах, ригелей и балок допускается при нормальных условиях твердения | Снимать через 6 — 72 ч | |
| Несущие щиты опалубки | 100 | См. ниже |
| Длина пролета несущих железобетонных плит до 3 м | 100 | 70 |
| Длина пролета несущих железобетонных плит (кроме плит) до 6 м | 100 | 70 |
| Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более | 100 | 80 |
| Конструкции с напрягаемой арматурой | 100 | 80 |
Примечания:
- Следует твердо помнить, что полностью на 100 % загружать конструкцию можно только, когда бетон наберет свою полную проектную прочность.
- Снимать боковые щиты ненесущей части опалубки можно при условии, когда разность температур между бетоном и наружным воздухом соответствует следующему условию:
- Dt = 20 °С для конструкций с Мп = 2 – 5;
- Dt = 30 °С для конструкций с Мп больше 5, где Мп — модуль поверхности конструкции (отношение суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций в м2 к ее объему в м3), м-1 .
Дальнейшие мероприятия по выполнению опалубочных работ и движение работников по железобетонным конструкциям допускается, когда прочность бетона составляет 1,5 МПа и более. (СНиП 3.03.01-87, п. 2.17). Также, в этом нормативном документе есть указание (п.2.110), что при использовании промежуточных опор (подпорок) для перекрытия пролетов, при частичной или последовательной снятии опалубки, допустимая распалубочная прочность может быть понижена, а это означает большую оборачиваемость опалубки и уменьшения сроков строительства. Более конкретные мероприятия по раннем снятие опалубки должно определятся исходя из конкретных условий строительства и освещаться в ППР.
Некоторые литературные источники указывают следующие значения для распалубки железобетонных конструкций, табл. 4:
Таблица 4
| Конструкция | Минимальная распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут) |
| Железобетонные плиты и своды с длиной пролета до 2 м | 50% |
| Железобетонные балки с длиной пролета до 8 м | 70% |
| Все несущие железобетонные конструкции с длиной пролета более 8 м | 100% |
| Железобетонные конструкции с жесткой арматурой (колоны, армированные сварными несущими двутавровыми балками) | 25% |
Вывод №2: исходя из всего выше приведенного и анализируя все таблицы по распалубочной прочности бетона и его нагружении, распалубочная прочность находится в пределах 50…80% от проектной. Тогда:
- распалубку конструкции допускается проводить, когда фактическая прочность бетона достигнет 70% от проектной, и в этом случае можно постепенно загружать дальше;
- распалубку конструкции допускается проводить, при фактической прочности 50% от проектной, только необходимо установить дополнительные опоры для страховки и исключения прогибов. В этом случае также можно постепенно нагружать конструкцию (ставить опалубку, кладку, и т.д.).
Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?
Как уже выше вспоминалось, при разных условиях (температура, влажность, атмосферные осадки и т.д.) разный бетон набирают прочность по разному. На рис. 2 приведен график скорости набора прочности в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки).
Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°С среднюю распалубочную прочность бетон (70%) приобретает через 32 часа (1,3 сут), а при температуре 30°С – приобретает примерно за 4 сут.
Так как на строительных объектах, в течении суток температура окружающего воздуха колеблется, то берут во внимание среднесуточную температуру, которая летом составляет 18…28°С, а осенью достигает и 5…10°С. При таких температурах бетон будет набирать прочность намного медленнее.
Рис. 1. График скорости набора прочности бетона в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки) [1]
На предприятиях по изготовлению бетона и конструкций из него, должны быть графики набора прочности бетона определенного состава. Для примерного определения прочности конкретного бетона, можно воспользоваться графиками набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2) из нормативных документов [2, 3].
Ниже приведен рост прочности бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха или ТВО, (в % от R28):
а) класс С15–С25 на основе портландцемента марки М400
б) класс С30 на основе портландцемента марки М500
в) класс С15–С25 на основе шлакопортландцемента марки М400
г) класс С40 на основе портландцемента марки М600
д) быстротвердеющий высокоактивный портландцемент (БТЦ)
Графики набора прочности (табл. 5-9)
Набор прочности бетона класса С15 – С25 на портландцементе марки М400 (% от R28):
Таблица 5
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1/2 | — | 1 | 4 | 5 | 12 | 17 | 28 | 38 | 50 |
| 1 | 3 | 5 | 9 | 12 | 23 | 35 | 45 | 55 | 63 |
| 2 | 6 | 12 | 19 | 25 | 40 | 55 | 65 | 75 | 80 |
| 3 | 8 | 18 | 27 | 37 | 50 | 65 | 77 | 85 | — |
| 5 | 12 | 28 | 38 | 50 | 65 | 78 | 90 | — | — |
| 7 | 15 | 35 | 48 | 58 | 75 | 87 | 98 | — | — |
| 14 | 20 | 50 | 62 | 72 | 87 | 100 | — | — | — |
| 28 | 25 | 65 | 77 | 85 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С30 на портландцементе марки М500 (% от R28):
Таблица 6
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1 | — | 8 | 12 | 18 | 28 | 40 | 55 | 65 | 70 |
| 2 | — | 16 | 22 | 32 | 50 | 63 | 75 | 85 | 90 |
| 3 | 10 | 22 | 32 | 45 | 60 | 74 | 85 | 92 | 98 |
| 5 | 16 | 32 | 45 | 58 | 74 | 85 | 96 | — | — |
| 7 | 19 | 40 | 55 | 66 | 82 | 92 | 100 | — | — |
| 14 | 25 | 57 | 70 | 80 | 92 | 100 | — | — | — |
| 28 | 30 | 70 | 90 | 90 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С15 – С25 на шлакопортландцементе марки М400 (% от R28):
Таблица 7
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1/2 | — | — | 2 | 4 | 7 | 20 | 25 | 32 | 42 |
| 1 | — | 3 | 6 | 10 | 16 | 30 | 40 | 50 | 65 |
| 2 | 3 | 8 | 12 | 18 | 30 | 40 | 60 | 75 | 90 |
| 3 | 5 | 13 | 18 | 25 | 40 | 55 | 70 | 90 | — |
| 5 | 8 | 20 | 27 | 35 | 55 | 65 | 85 | — | — |
| 7 | 10 | 25 | 34 | 43 | 65 | 70 | 92 | — | — |
| 14 | 12 | 35 | 50 | 60 | 80 | 96 | 100 | — | — |
| 28 | 15 | 15 | 65 | 80 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С40 на портландцементе марки М600 (% от R28):
Таблица 8
| Возраст бетона, сут | Температура бетона, °С | |||||
| 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
| 1 | 8 | 13 | 21 | 32 | 45 | 59 |
| 2 | 17 | 25 | 36 | 52 | 65 | 75 |
| 3 | 23 | 35 | 46 | 62 | 74 | 83 |
| 7 | 42 | 57 | 68 | 83 | 90 | 98 |
| 14 | 58 | 73 | 82 | 94 | 100 | — |
| 28 | 71 | 83 | 92 | 100 | — | — |
Набор прочности бетона с применением противоморозных добавок:
Таблица 9
| Противоморозная добавка | Вид вяжущего | Температура твердения бетона, °С | Прочность бетона, % от R28 при твердении на морозе через число суток | |||
| 7 | 14 | 28 | 90 | |||
| 1) Нитрит натрия (в водном растворе), NaNO2 | портландцемент | -5 | 25 | 40 | 60 | 100 |
| -10 | 15 | 25 | 35 | 70 | ||
| -15 | 5 | 10 | 20 | 50 | ||
| 2) Нитрит натрия кристаллический, NaNO2 | портландцемент | -5 | 25 | 40 | 60 | 100 |
| -10 | 15 | 25 | 35 | 70 | ||
| -15 | 5 | 10 | 20 | 50 | ||
| 3) Нитродап | шлакопортландцемент | -5 | 15 | 25 | 45 | 90 |
| -10 | 10 | 15 | 25 | 60 | ||
| -15 | — | 5 | 15 | 40 | ||
Вывод №3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% прочности от проектной за 5…7 суток, а бетон на шлакопортландцементе набирает при тех же самых условиях – за 14 и более суток. Зимой при отрицательных температурах с применением даже противоморозных добавок (табл.9) бетон набирает проектную прочность за 90 суток и больше. Для ускорения времени набора требуемой прочности при зимнем бетонировании необходимо использовать электропрогрев.
Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции. 2. Бетонные работы» (п. 2.15) за бетоном нужен соответствующий уход. Уход за бетоном начинается сразу после укладки его в опалубку и продолжают до момента распалубки. Бетон следует хранить от прямого попадания солнечных лучей и атмосферных осадков, ветра, а также создать тепловлажностные условия для его твердения (накрыть пленкой). Рекомендуется бетон изготовленный на портландцементе в течении 7 суток поливать водой, а на основе малоактивных и шлакопортландцементах поливать не менее 14 суток. При температуре воздуха 15°С рекомендуется поливать бетон через 3 часа в течении первых 3 суток. При средней температуре воздуха от +5 до 0°С полив и смачивания бетона не осуществляется. Полная нагрузка (расчетная) железобетонных конструкций допускается только после того, как бетон будет иметь проектную прочность.
Рекомендации по выполнению фундаментов
Отдельно хотелось заострить внимание на фундаменте, так как есть некоторые особенности его работы:
- Наилучшее время для строительства фундамента является лето (хороший температурный режим).
- Нежелательно, подвергать фундамент длительному простою, т.к. замокание котлована, морозное пучение, попеременное замораживание и оттаивание грунтов основания приводит к его разрушению.
- Выше перечисленные факторы приводят к неравномерной усадке фундамента.
- Если все-таки есть необходимость оставить фундамент зимовать, необходимо его «законсервировать» — закрыть и защитить от атмосферных осадков, исключить замокания и затопление грунта вблизи фундамента (примерно 0,4…0,5 м).
- Так как бетон при благоприятных условиях набирает 50…80% от проектной прочности за 7…14 дней, тогда допускается нагружать фундамент через 7…14 суток, с учетом, что полное нагружение (100%) наступит только после 28 суток с момента заливки фундамента.
- При использовании ускорителей твердения при нормальной температуре возможно уже нагружать фундамент и через 5 дней.
- Фундамент следует нагружать равномерно, чтобы избежать неравномерной осадки основания.
Для более точной подстраховки для контроля прочности фундаментов или других железобетонных конструкций изготавливают серию стандартных образцов-кубов 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые потом испытывают на сжатие.
Литература:
- Как построить дом. Как бетон набирает крепость? Время затвердевания бетона, график набора крепости. Режим доступа: ссылка на статью.
- ТР 80-98 Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса. МОСКВА – 1998.
- ВСН 20-68 Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве.
Автор публикации эксперт GIDproekt
Конев Александр Анатольевич
gidproekt.com
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, | Тип цемента | Относительная | |||
30 оС | 20 оС | 10 оС | 5 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:
podomostroim.ru
Набор прочности бетоном. Время твердения бетона.Тепловыделение цемента (бетонной смеси).
Набор прочности бетоном. Время твердения бетона. Тепловыделение цемента (бетонной смеси).
В отсутствие воды никакого набора прочности не происходит (нужно поливать). То есть высохший бетон перестает набирать прочность и замерзший бетон перестает набирать прочность (нужно нагревать или использовать присадки-добавки). Если бетон потом нагреть или разморозить он продолжит набирать прочность, но наберет ее тем больше от номинала, чем позже произошла остановка твердения.
Считается, что при температуре 20 °С бетон (при доступе влаги = если не высох) набирает марочную прочность за 28 суток по волшебной формуле:
| Прочность бетона на день n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней |
За первые трое суток при нормальных условиях бетон набирает не более 30% марочной прочности.
Через 1-2 недели (7-14 суток) бетон при нормальных условиях набирает 60-80% марочной прочности.
Через 4 недели (28 суток) бетон при нормальных условиях набирает 100% марочной прочности.
Через 3 месяца (90 суток) бетон при нормальных условиях набирает 120% марочной прочности.
В дальнейшем, при доступе влаги, бетон продолжит набирать прочность, но очень медленно.
Снижение температуры сильно замедляет твердение бетона, если не применять специальные добавки. Повышение температуры резко ускоряет твердение бетона, но следут не допускать высыхания бетона. Если бетон греть водяным паром при температуре 80oС в течение 16 часов, то бетон наберет 60-70% марочной прочности (заводская пропарка — изготовление свай и т.д.)
Нагревать бетон свыше 90 oС нельзя.
Теперь последует важное замечание:
Схватывание и твердение цемента это экзотермические процессы, т.е при наборе прочности бетоном выделяется весьма существенное количество тепла, что на практике увеличивает риск высыхания бетона и существенно снижает риск замерзания бетона.
Характерными (оценочными) величинами тепловыделения являются:
200 кДж = 50 ккал на каждый килограмм портландцемента за 7 суток.
200 кДж = 50ккал на каждый килограмм глиноземистого цемента за 1 сутки .
tehtab.ru
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 оглавлениюСхватывание
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 оглавлениюТвердение
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 оглавлениюОсобенности 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 оглавлениюОт 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 оглавлениюГрафик 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 оглавлениюВывод
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.
kladembeton.ru