Как набирает прочность цементный раствор. От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

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

Химия процесса твердения

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

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

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

Нарастание прочности бетона

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

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

Сезонная специфика

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

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

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

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

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

Ускорение схватывания и набора прочности

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

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

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

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

Характеристики бетона

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

Портландцемент

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

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

Марки и классы бетона

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

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

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

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

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

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

Как избежать проблем с бетоном

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

1. Перед бетонными работами заказчику необходимо ознакомиться с их основными этапами и технологией, а также свойствами и методикой выбора ингредиентов, то есть – цемента, песка, щебня. Это поможет контролировать процесс выполнения работ и вовремя его приостановить, если что-то пойдет не так, как задумано.

1. Приглашать для работ нужно только квалифицированных опытных исполнителей, уже имеющих опыт работы с бетоном.

1. Приобретать материалы следует только у проверенных поставщиков, и проверять наличие сертификатов качества. Лучше иметь с поставщиками заключенные договора с тем, чтобы в случае более позднего обнаружения того, что материалы были некачественные и не соответствовали ГОСТам или техническим условиям, можно было бы потребовать возмещения ущерба или причиненных убытков.

Пример сертификата на соответствие требованиями ГОСТа

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

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

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

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

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

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

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

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

Почему не застывает бетон

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

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

• Использование в растворе слишком большого количества воды;

• Кладка бетона при температуре ниже +5°С без его прогрева;

• Смесь замёрзла при сильных морозах;

• Слишком долгий замес смеси автомобильным миксером;

• Недоброкачественный цемент или бетон;

• Несоблюдение или прочие ошибки при замешивании бетона;

• Использование различных непроверенных или некачественных добавок для бетонной смеси;

• Плохой уход за бетоном.

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

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

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

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

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

1. Нарушено правило, что бетонные работы не выполняются при минимальной суточной температуре меньше 5 градусов по Цельсию. Срок схватывания такого бетона сильно замедлится, однако при отсутствии отрицательных температур он в течение более длительного, чем 28 суток, периода времени наберет проектную прочность.

1. Бетонирование в условиях отрицательных температур. Такое бетонирование может осуществляться только в условиях крайней необходимости с использованием специальных добавок, содержащих соли кальция или магния, а также с использованием специальных закрытых тепляков-тентов и воздушных тепловых пушек. Бетонирование без специальных мероприятий в зимнее время недопустимо.

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

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

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

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

1. Использование недоброкачественного или поддельного цемента. О том, как максимально попытаться избежать такой ситуации уже было написано выше. Бороться с такой проблемой, если материалы уже уложены, практически невозможно, поэтому есть два выхода - ждать и надеяться, что бетон всё-таки затвердеет (только для ненагружаемых конструкций), но при этом помнишь, что долго такой бетон не продержится в любом случае. Либо всё сломать и уложить качественный раствор (если бетонная конструкция − опорная, то это единственный вариант).

1. Неправильно запроектированная бетонная смесь при самостоятельном изготовлении, несоблюдение пропорций используемых материалов. Такой бетон через длительное время может начать схватываться, однако его прочность будет недостаточна для требуемого дальнейшего использования. Конструкция должна быть подвергнута разборке или усилению, которое может значительно увеличить ее стоимость.

1. Песок и щебень могут иметь включения минералов, которые при воздействии воды выделяют химические вещества, неблагоприятно влияющие на реакцию схватывания цемента. Эти заполнители для бетона также должны приобретаться у проверенных поставщиков и не содержать вредных химически активных компонентов.

1. Использование непроверенных разрекламированных, якобы улучшающих добавок, выпускаемых как в сухом, так и в жидком виде. В лучшем случае такие добавки могут быть нейтральны, а в худшем вредны для бетона и влиять на его схватывание. Любители экспериментов всегда могут попробовать предварительно вручную изготовить небольшое количество бетона с такими добавками и посмотреть, что из этого получится.

1. Отсутствие или недостаточность мероприятий по уходу за бетоном. Если после окончания бетонирования не компенсировать потерю бетоном влаги вследствие естественного испарения (высыхания), нарушается водоцементное соотношение и реакция в наружном слое становится либо крайне замедленной или полностью останавливается.В этом случае в этих местах бетон либо не набирает нужной прочности, либо пересыхает и рассыпается при самом незначительном механическом воздействии. Именно поэтому после бетонирования, конструкции обычно оборачивают паронепроницаемыми пленками – полиэтиленовой или полипропиленовой, покрывают ветошью и в течение 10-14 дней несколько раз в день регулярно поливают водой.

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

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

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

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

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

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

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

Средние темпы набора прочности

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

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

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

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

На фото — работа с бетоном в холодное время года

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

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

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

Время снимать опалубку

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

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

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

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

Темпы схватывания и способы контроля данных параметров

На фото — фундамент после своевременного демонтажа опалубки

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

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

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

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

На фото — результат пересыхания раствора в процессе схватывания

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

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

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

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

Вывод

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

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

При строительстве встречаются случаи, когда после бетонирования прошло 1-6 месяцев и оказалось, что бетон не набрал требуемую прочность, и его класс по прочности не дотягивает до нормы на 10%-20%.

Чаще всего такое наблюдается после "зимнего" бетонирования или бетонирования в жаркую погоду.

Что делать? Демонтировать бетонные конструкции и возводить заново - крайне затратно и требует много времени и усилий. Оставить "как есть" и не обращать внимания в случае несущих конструкций - недопустимо, т.к. требуется вести дальнейшие строительные работы, связанные с нагрузкой таких конструкций.

Решение есть!

Применимость метода

Метод вторичного запуска (активизации) набора прочности цементного камня применим для достижения прочности, возможной именно для этого бетона. То есть той прочности, которую обеспечивает:

• состояние цементного камня, возникшее в ходе твердения бетона (цементный камень не должен быть разморожен или растрескаться);
• фактическая рецептура бетона, получившаяся при бетонировании, учитывая реальное содержание и марку цемента, включая всю воду, добавленную или попавшую в бетонную смесь.

Рабочее "окно" для использования метода вторичного запуска (активизации) набора прочности цементного камня составляет до одного года с окончания укладки бетонной смеси. При этом чем быстрее начать применять метод, тем интенсивнее протекает активизация набора прочности бетона и необходимо меньше времени для достижения требуемой прочности бетона. Оптимально, если с момента укладки бетонной смеси прошло не более 3-4 месяцев (за вычетом продолжительности твердения бетона при температуре ниже плюс 10°С).

Например, при практическом применении метода увеличена прочность фундаментных плит, несущих стен, колонн до 24%, что обеспечило их соответствие требованиям проекта и позволило вести дальнейшие работы по строительству в обычном режиме.

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

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

Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы

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

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

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

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

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

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

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

Стадийные характеристики процесса заключаются в:

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

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.

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