Скорость твердения бетона
Особенности процесса
В данном материале содержится таблица затвердевания и подробная информация по тому, каким образом можно увеличить скорость твердения бетона. Данная таблица послужит вам при определении сроков работ.
Схема опалубки для заливки.
Неизбежным процессом является твердение после заливки. Качество изделия, которое было залито, будет напрямую зависеть от мероприятий, которые были проведены в момент твердения смеси.
После начала схватывания и укладки смесь должна выстаиваться в условиях, которые способны обеспечить набор необходимой прочности и качества.
Твердение — достаточно сложный физико-химический процесс. Он происходит при взаимодействии воды и цемента. Вода будет проникать в частицы цемента постепенно, в связи с чем скорость застывания будет довольно маленькой. Для того чтобы изготовить бетон высокой прочности, следует создать хорошие условия твердения. К подобным условиям следует отнести относительную влажность окружающего воздуха не меньше чем 90% и плюсовую температуру (18-22°C). Данные условия твердения могут быть созданы в специальной камере либо достигнуты с помощью засыпки опилками или увлаженным песком.
Таблица пропорций.
В процессе твердения во влажной среде прочность его будет гораздо выше, чем при твердении его на открытом воздухе, потому что во втором случае вода из смеси будет полностью испаряться, и это приведет к тому, что нужную крепость смесь не получит, следовательно, такой процесс твердения нельзя считать качественным. Это может происходить из-за того, что сердцевина многих зерен цемента может не успевать вступать в химическую реакцию с водой. Следовательно, нельзя допускать преждевременного высыхания.
В летний и весенний периоды для того, чтобы сохранить влагу, на поверхность его следует нанести битумную эмульсию, помимо того, укрыть бетон при помощи полиэтиленовых пленок.
Рост прочности напрямую будет зависеть от температурного режима твердения. Если температура ниже нормальной, твердение будет замедляться, а если имеется минусовая температура, то твердение и вовсе прекратится. При повышенной влажности и температуре подобный процесс будет происходить несколько быстрее. При нормальных условиях твердения через 7-14 дней приготовления бетон может достигнуть 60-70% собственной 28-дневной прочности.
Во время процесса твердения объем его будет изменяться, потому что смесь, затвердевая, будет давать усадку. Усадка в поверхностных зонах может происходить несколько быстрее, чем во внутренних, следовательно, если имеется недостаток влаги во время твердения, на поверхности могут начать появляться усадочные трещины. Трещины маленьких размеров, которые снижают прочность и качество, могут возникать и из-за неравномерного прогрева блока в процессе выделения тепла при цементном схватывании.
Увеличение скорости схватывания
Схема заливки фундамента.
Скорость застывания будет играть большую роль в процессе проведения строительных работ. В некоторых случаях необходимо ускорить время затвердевания, к примеру, если потребуется быстрая эксплуатационная нагрузка на конструкцию либо же при бетонировании в зимний период времени. В подобном случае следует использовать добавки-ускорители, которые необходимо вводить в при изготовлении.
Для ускорения твердения сборного железобетона данную смесь чаще всего обрабатывают при помощи использования пара либо электрического тока. В конце материала содержится таблица, которая показывает процент прочности, который способен набрать бетон за определенный промежуток времени.
Опыты показали, что повышение температуры до 95°C практически не приведет к ускорению затвердевания на заводских портландцементах. Однако введение добавки к портландцементу, которая состоит из 25% тонкомолотого трепела либо гранулированного шлака, способно обеспечить эффективность повышения температур пропаривания до 95°C.
Стоит заметить, что именно в связи с проблемами твердения цемента в северных районах Российской Федерации цены на частные дома и коттеджи гораздо выше, чем в центральных.
Пропаривание на высокоростных цементах и при низком ВЦ при температурах 80°C на протяжении 7 часов (следует также добавить 3 часа на подъем температур и 2 часа на остывание) чаще всего способно обеспечить получение прочности до 50-75%. С увеличением длительности пропаривания в дальнейшем с 7 до 13 часов появится возможность прироста прочности до 70-80%.
Таблица ускорителей и замедлителей схватывания смесей.
Следовательно, эффективность увеличения срока пропаривания падает. Вовсе не целесообразным оказывается более продолжительный срок обработки теплом подобного бетона при 80°C. Стоит заметить, что затраты портландцементов в подобных случаях составляют 300 и 500 кг на 1 м³. Малоподвижная смесь изготавливается на москворецком песке и гранитном щебне хорошего качества.
При введении гранулированного тонкомолотого шлака эффективность пропаривания способна сохраниться до 1 суток, а при добавлении молотого трепела данный срок может достигать всего 12 часов. Если уменьшить водоцементное отношение и увеличить жесткость смеси, которая укладывается, кратковременный эффект пропаривания будет возрастать. Соответственно, в процессе работы с высокопрочными материалами срок пропаривания может значительно сократиться.
Усадка смеси
В период выдерживания вода в середине смеси будет перемещаться и выпариваться в наружную среду, в связи с чем произойдет уменьшение в объеме, то есть процесс, который называется усадкой. Данный процесс в большинстве случаев происходит неравномерно. В связи с этим будут появляться небольшие усадочные трещины.
График усадки при высыхании образцов.
Образование трещин будет происходить и в связи с неравномерным разогревом смеси вследствие выделения теплоты в процессе гидратации цементов. Трещины способны значительно влиять на качество, прочность и долговечность подобных конструкций.
На интенсивность твердения может влиять и температура. В случае если температура ниже, чем нормальная (20 +/- 2°C), процесс чаще всего замедляется. При отрицательных температурах процесс практически останавливается. В случае повышения температурного режима твердение ускорится в условиях недостаточной влажности.
Факторы ухудшения качества
К ухудшению качества конструкций могут привести удары либо вибрация в начальном периоде твердения — они будут нарушать структуру, которая была вновь создана. Стоит понимать, что нужен правильный уход. Только в таком случае таблица предоставит правильные показатели.
Для того чтобы бетон имел возможность набрать необходимую прочность и качество, за ним нужен надлежащий и качественный уход. Необходимо поддерживать соответствующий температурный режим твердения, оберегать затвердевающую конструкцию от различных механических воздействий, предотвращать возможности возникновения температурно-усадочных трещин и деформаций.
Схема усадки.
Несоблюдение подобных условий твердения чаще всего приводит к получению конструкции самого низкого качества, а иногда и вовсе к ее разрушению. Случиться данное может и при условии укладки бетона высокого качества и правильного выполнения полностью всех арматурных, бетонных и опалубочных строительных работ. Крайне важно ухаживать за затвердевающим бетоном во время первых дней после того, как была выполнена укладка.
Рекомендации по уходу
Для того чтобы предотвратить появление трещин, следует проводить укрывание и полив максимум через 10-12 часов. Во время ветреной погоды либо жары — через 2-3 часа после выполнения процесса укладки (подобные нормы не касаются ухода за смесью в зимний период времени либо при жарком и сухом климате). В летний период времени в условиях умеренной климатической зоны при теплой сухой погоде бетон на основе обыкновенного портландцемента следует поливать на протяжении 7 дней. При этом на глиноземном поливать следует всего 3 дня, а на шлакопортландцементе — в течение 14 суток.
В случае если температура воздуха более 15 градусов, в дневное время в первые 3 дня бетон следует поливать каждые 3 часа, а в ночное время — только 1 раз. Далее полив должен проводиться не реже чем 3 раза в сутки. Если поверхность конструкции предварительно будет накрыта материалом, который способен удерживать влагу, к примеру, матами либо брезентом, перерывы между поливом могут увеличиться в 1,5 раза. Бетон, поверхность которого укрывается полиэтиленовой защитной пленкой, не поливается. Полив не следует проводить при температурах воздуха от 0 до +5 °C.
Защита конструкции
Наиболее распространенным методом накрывания является применение материалов, которые способны удерживать влагу, — рогожи, матов, песка. Однако в достаточно большом количестве случаев перекладывание подобных материалов и поддержание их во влажном состоянии является весьма трудоемким процессом и не годится, в случае если планируется выполнять большие объемы.
Несколько более эффективным можно считать использование водонепроницаемых пленок, к примеру, полиэтиленовых. Помимо того, пленкообразующих материалов в соответствии с требованиями по эксплуатации, при этом желательно, чтобы они были светлых тонов.
После заливки нужно сразу же накрыть пленкой из полиэтилена, чтобы не допустить излишнего попадания влаги.
Для устройства подобной защиты следует применять стандартные пленкообразующие материалы (ПМ), битумные эмульсии, лак этиноль. Пленки, которые имеют темный цвет, после их формирования лучше всего будет осветлять. Делать это можно при помощи водного раствора мела. В летний период бетон должен укрываться от солнечных лучей, а в зимний — от воздействия мороза.
Для того чтобы предотвратить вредные нагрузки на смесь (к примеру, такие, как движение людей), может понадобиться установка опалубки либо риштовки. Данный процесс можно выполнять исключительно после того, как прочность достигнет показателя как минимум в 1,5 МПа.
Ускорение процесса твердения
Продолжительность твердения имеет весьма большое значение.
Темп набора прочности будет зависеть от вида цемента, а также наличия различных химических добавок, которые способны повлиять на процесс твердения, и температур, при которых подобный процесс будет происходить. Таблица, прикрепленная в конце статьи, содержит данные о темпе твердения.
Применение бетона на цементе, который быстро затвердевает, способно обеспечить скорость нарастания прочности в ранний период затвердевания (понадобится приблизительно от 1 до 3 суток). Чаще всего подобный цемент используется для того, чтобы была возможность проводить ремонтные работы и устраивать стыки в сборных конструкциях. Таблица содержит подробные данные по этому поводу.
Добавки необходимо вводить во время приготовления смеси. Количество сульфата натрия ни в коем случае не должно превышать 2%, нитрата кальция, нитрата натрия, нитрит-нитрата кальция — 4%. Хлорида кальция в конструкциях должно содержаться 3%, а в армированных конструкциях — 2%.
Процесс затвердевания может быть ускорен и при помощи тепловой обработки электропрогревом или контактным обогревом термоопалубкой, а в зимний период другими методами. В обычных и жарких условиях продолжительность воздействия электропрогрева составляет от 3 до 8 часов. После этого конструкция начнет набирать прочность самостоятельно.
Таблица, которая содержится в данном материале, дает возможность определить, какая прочность появится через определенный промежуток времени. Таблица содержит различные марки, также в ней предусмотрен такой параметр, как среднесуточная температура.
