Как быстро застывает бетон

Содержание страницы

Как ускорить застывание бетона?

Как известно, промежуток времени, в течение которого застывает бетон, составляет 28 дней. Однако есть ситуации, при которых нужно ускорить процесс схватывания бетона. Современный бетон в клину цена которого доступна, может застывать быстрее. Так как созревание бетона происходит быстрее при повышенных температурах, самой распространённой методикой ускорения является обработка в автоклаве.

Процедура ускорения

Благодаря тому, что в автоклаве выполняется пропаривание плиты под высоким давлением, бетон становится таким же прочным, как годичный раствор . Несмотря на то, что после термической обработки внутри автоклава плита не становится прочное, её качество будет вполне сопоставимым с материалом, затвердевающим натуральным образом.

Чтобы ускорить схватывание материала, надо пользоваться веществами, добавляемыми в смесь. Специалисты строительных лабораторий определяются с:

составом добавок;
их количеством.

Содержание ускорителей не должно быть больше показателей, установленных в лаборатории. Например, соль азотной кислоты должна быть представлена до 4 %, объём сульфата натрия — 2 %, хлорида кальция — 5 %.

Особенности применения ускорителей

Можно пользоваться сульфатом натрия внутри железобетонных конструкций, рассчитанных на работу в зонах, где действует блуждающие токи. Прочие добавки не стоит добавлять в цемент с глинозёмом, а также растворы конструкций, которые армируются сталью, упрочненной при повышенной температуре. Приобретая бетон в клину , можно применять ускорители и автоклавную обработку параллельно. Благодаря этому можно значительно уменьшить время, необходимое для твердения бетона. Для ускорения процесса затвердевания можно пользоваться портландцементами с добавлением мокрого или сухого вибромола.

Сколько времени застывает бетон: особенности, график, таблица

Главный вопрос этой статьи — сколько застывает цемент. Чтобы понять процесс, нам помогут график, таблица и точные данные. Это полезная информация для любого человека, решившего работать с бетонными конструкциями, которые сегодня нужны повсюду.

Изучив данный материл, читатели узнают:

что такое крепкость на сжатие;
о чем говорят марки бетона;
сколько застывает бетонная смесь при морозе и на жаре более 30°C.

Крепкость бетона

Крепкость на сжатие — это главная характеристика любой бетонной смеси. Именно по этому параметру отличаются марки бетона. Смесь набирает необходимую крепкость в течение 25-30 дней, независимо от марки. Такая особенность вынуждает рабочих ждать определенное время. Первые 6-8 суток бетон набирает крепкость более активно, чем в последующие недели – уже за этот срок бетон получает около 60% крепости, указанной в марке.

Полная крепкость появится только после 28 дней созревания. Некоторые рабочие, чтобы сэкономить время, решают загрузить конструкцию раньше времени. Разумеется, это ведет к ухудшению качества всей постройки. Чтобы конструкция была надежной, нужно ждать полное время. Опалубку есть смысл разбирать только через 8 суток.

Условия для качественного затвердевания

К этим условиям относятся:

плюсовая температура, которая должна находиться в диапазоне 18-22°C;
влажность воздуха, которая должна быть около 90% или больше.

Такие условия не всегда присутствуют, выход из положения – увлажненный песок, опилки или специальные камеры. Бетон твердеет быстрее и качественнее, если находится во влажной среде. Не рекомендуется оставлять смесь на открытом воздухе, так как из нее исправиться вся влага, и прочность бетона будет минимальной.

На графике показано соотношение времени и температур.

Как преждевременное высыхание влияет на качестве бетона? Дело в том, что сердцевины всех зерен цемента не могут за короткий промежуток времени вступить в реакцию с водой. Многие работы проводятся на улице, под открытым небом. Здесь применяют битумную эмульсию и полиэтиленовые пленки, которые препятствуют испарению жидкости.

Прочность бетонной смеси зависит от температурного режима, в котором будет происходить затвердевание. Если температура падает ниже 18°C — бетон твердеет медленнее. Повышенная температура и высокий процент влажности обеспечат ускоренное затвердевание. Если процесс будет проходить в нормальных условиях, то смесь наберет 60-75% от полной прочности уже через 10-15 дней.

Таблица ниже демонстрирует, как скорость твердения зависит от температурных показателей:

Объём бетонной смеси будет меняться через каждый промежуток набор прочности. Смесь будет давать усадку. При недостатке воды на поверхности бетона могут появляться трещины, так как усадка во внутренних зонах проходит медленнее, чем внутри поверхностных.

Как ускорить твердение бетона

Скорость твердения меняется в зависимости от вида цемента. Большое значение имеют различные химические добавки, влияющие на процесс затвердевания. Температура является важным фактором при замешивании бетона. Таблица в начале статьи подтверждает это.

Иногда мастерам нужно параллельно устраивать стыки в сборных конструкциях и проводить ремонтные работы, в этом случае скорость твердения является важным фактором. Быстрое твердение обеспечивается за счет скорости нарастания в начальный период. Такие виды бетона уже через 1-3 суток могут получить 70% от полной 28-дневной прочности. Опыт показывает, что конструкции с быстрозастывающим бетоном менее прочные, чем те, в которых материал застывает 2-4 суток.

Таблица ускорителей и замедлителей затвердевания бетонной смеси.

Как правило, мастера добавляют специальные смеси, чтобы ускорить процесс. Здесь есть правила, которые нужно соблюдать:

хлорида кальция должно быть около 3% в стандартных конструкциях, и 2% — в армированных;
в цементе не должно быть более 2% сульфата, независимо от конструкции;
предел для нитрит-нитрата, нитрата кальция и натрия — 4%.

Разумеется, что есть и технические методы сокращения времени твердения. Для этих целей используют тепловую обработку электропрогревом. Если конструкция небольшая, то эффективно будет использовать контактный обогрев термоопалубкой. При умеренном или жарком климате воздействие электропрогрева должно длиться от 3 до 8 часов. По истечении времени аппарат нужно выключить, на следующем этапе конструкция самостоятельно наберет необходимую прочность.

За сколько времени затвердевает бетон при температуре выше 30С?

Схватывание происходит очень быстро, но есть существенный минус, такая температура отрицательно влияет на качество. Бетон теряет прочность из-за слишком быстрого испарения влаги из смеси, в результате процесс гидрации останавливается. Если температура выше 30°C, то бетон затвердеет уже через 1-2 часа после затворения.

Таким образом влага сохраняется в сердцевинах зерен цемента.

Твердение бетона при отрицательных температурах

В зимнее время работы с бетоном проводятся лишь в том случае, если есть возможность обеспечить тепло- и гидроизоляции после заливки смеси. Из-за минусовых температур гидротация значительно замедляется, как результат, бетон медленно набирают прочность. Для получения прочности при температуре в -5°C времени нужно больше 6-8 раз, если сравнить с температурой в 20С.

При работе в холодную пору нужно четко соблюдать время набора прочности. Чем меньше температура, тем больше нужно времени для полного застывания. Ускорить ситуацию могут дополнительные смеси, рассчитанные на холод.

Подготовил
Самохин Олег Юрьевич

Схватывание и твердение бетона или цемента.

Многие знают, что цемент при взаимодействии с водой твердеет и превращается в так называемый цементный камень. Однако, немногие знают суть этого процесса: как твердеет, почему твердеет, что нам даёт осознание происходящей реакции и каким образом мы можем на неё воздействовать. На сегодняшний момент понимание всех стадий гидратации позволяет учёным изобретать новые добавки в бетон или цемент, так или иначе воздействующие на процессы, происходящие в период схватывания цемента и твердения бетонной или ЖБИ конструкции.

Заводы выпускающие ЖБИ или товарный бетон могут пользоваться этими добавками с огромной пользой для себя. Это и экономия электроэнергии и газа за счёт сокращения сроков пропаривания ЖБИ изделий, и снижение трудозатрат на вибрирование, и скорость оборачивания формоснастки или опалубки, и экономия цемента, и улучшение качественных характеристик товарного бетона и изделий ЖБИ. Всё это возможно за счёт применения специальных добавок для бетона или цемента. Перечень используемых на сегодняшний день добавок довольно велик, поэтому ему посвящён отдельный раздел добавки в бетон.

Вообще, в процессе набора прочности бетона присутствуют две основные стадии:

схватывание бетона

В течение периода схватывания бетон или цементный раствор остаются подвижными, на них ещё можно воздействовать. Тут действует механизм тиксотропии. Пока Вы «шевелите» несхватившийся до конца бетон, он не переходит в стадию твердения, и процесс схватывания цемента растягивается. Именно поэтому доставка бетона на бетоносмесителях, сопровождающаяся постоянным перемешиванием бетонной смеси, способна сохранить её основные свойства. При желании прочтите подробности про основные свойства и состав бетона.

Из личного опыта могу вспомнить экстраординарные случаи, когда наши миксера с бетоном стояли и «молотили» на объекте по 10-12 часов, в ожидании разгрузки. Бетон в такой ситуации не твердеет, но происходят некие необратимые процессы, существенно снижающие его качества в дальнейшем. Мы называем это свариванием бетона. Особенно критичны такие мероприятия летом в жару. Вспомните сокращённые сроки схватывания цемента при высокой температуре, о которых мы говорили выше. Менеджеры и диспетчера Компании BESTO стараются избегать подобных казусов, но иногда происходят непредвиденные ситуации, в основном связанные с обрушением некачественной опалубки. Бетон разливается, все бегают, пытаясь его собрать, восстанавливают опалубку, а время идёт, а ещё не разгрузившиеся бетоносмесители с бетоном стоят и молотят. Хорошо, если есть куда переадресовать, а если нет? Одним словом — беда.

твердение бетона это процесс наступает сразу после окончания схватывания цемента. Представьте, что мы при помощи бетононасоса наконец-то уложили бетон в опалубку, он благополучно схватился, и тут собственно и начинается процесс твердения бетона. Вообще, твердение бетона и набор прочности ЖБИ идёт не месяц, и не два, а годы. 28 суточный срок регламентирован лишь для того, чтобы гарантировать определённую марку бетона на тот или иной период. График набора прочности бетона или ЖБИ нелинеен и в первые дни и недели процесс происходит наиболее динамично. Почему же так? А вот как раз давайте разберёмся. Пришла пора поговорить про процесс гидратации цемента.

Минералогический состав и гидратация цемента

Мы не будем здесь разбирать сами стадии получения портландцемента, для этого есть специальный раздел, описывающий производство цемента более подробно. Нас интересует лишь состав цемента и его основные компоненты, вступающие в реакцию с водой при затворении цементного раствора или бетона. Итак. В качестве основы портландцемента рассматриваются четыре минерала, полученные в результате всех стадий производства цемента:

C3S трёхкальциевый силикат
C2S двухкальциевый силикат
C3A трёхкальциевый алюминат
C4AF четырёхкальциевый алюмоферит

Поведение каждого из них на разных стадиях схватывания бетона и его твердения, существенно отличается. Одни минералы вступают в реакцию с водой затворения сразу, другие немного погодя, а третьи — вообще не понятно зачем здесь «ошиваются». Давайте рассмотрим всех по порядку:

C3S трёхкальциевый силикат 3CaO x SiO2 минерал участвующий в процессе нарастания прочности цемента в течение всего времени. Без сомнения, он является главным звеном, хотя, в период первых суток жизни бетона у трёхкальциевого силиката есть серьёзный более шустрый соперник C3A, о котором мы упомянем позже. Процесс гидратации цемента является изотермическим, то есть — химическая реакция сопровождающаяся выделением тепла. Именно C3S «греет» раствор цемента при затворении, прекращает греть в период с начала затворения до момента начала схватывания, затем выброс тепла в течение всего периода схватывания и дальше происходит постепенное снижение температуры.

Трёхкальциевый силикат и его вклад в набор прочности бетона наиболее значим лишь в первый месяц жизни бетонной или ЖБИ конструкции. Это те самые 28 дней нормального твердения. Далее, его влияние на набор прочности цемента ощутимо уменьшается.

C2S двухкальциевый силикат 2CaO x Si02 начинает активно действовать лишь спустя месяц после затворения цемента в бетонной смеси, как будто принимая смену у своего трехкальциевого брата-силиката. В течение первого месяца жизни бетона или ЖБИ он в общем-то валяет дурака и ждёт своего часа. Это период безделья и расслабухи можно существенно сократить за счёт применения специальных добавок в цемент. Зато, его действие длится годами, в течении всего периода нарастания прочности железобетона, ЖБИ или бетона.

C3A трёхкальциевый алюминат 3CaO x Al2O3 наиболее активный из перечисленных. Он начинает кипучую деятельность с самого начала процесса схватывания. Именно ему мы обязаны за набор прочности, в течение первых дней жизни бетона или железобетона. В дальнейшем его роль в твердении и наборе прочности минимальна, но в скорости ему нет равных. Марафонцем его не назовёшь, а вот спринтером, пожалуй — да.

C4AF четрыёхкальциевый алюмоферит 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 это как раз тот самый, который — «непонятно зачем вообще здесь ошивается». Его роль в наборе прочности и твердении минимальна. Незначительное воздействие на набор прочности отмечается лишь на самых поздних сроках твердения.

Все перечисленные компоненты при затворении водой вступают в химическую реакцию, благодаря которой происходит нарастание, сцепление и осаждение кристаллов гидратированных соединений. По сути, гидратацию можно назвать и кристаллизацией. Так наверное понятней.

Благодаря стараниям учёных и научным разработкам многочисленных испытательных лабораторий и НИИ стало возможным прогнозируемое и регулируемое воздействие на процесс гидратации цемента, влияние на начало и конец схватывания, регулируемая подвижность бетона, его прочность, коррозионная стойкость и так далее. В основном это делается за счёт применения специальных добавок в бетон. Спектр доступных методов воздействия на процесс схватывания цемента и дальнейшего набора прочности бетона или ЖБИ довольно широк и более подробно он описан в разделе добавки для бетона.

Компания БЭСТО поставляет товарный бетон и раствор, изготовленные с применением самых современных добавок, позволяющих получать бетонные смеси и цементные растворы с улучшенными показателями по морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности и т.д. Современное дозирующее и бетоносмесительное оборудование помогает добиться наилучших результатов по однородности состава бетонной смеси или цементного раствора.

Надеюсь, что не загидратировал Вам мозги своими силикатами и алюминатами. С трёхкальциевым приветом, Эдуард Минаев.

Насколько быстро сохнет бетонная смесь?

Применение бетона во многих строительных процессах является стимулом, заставляющим мастеров изучать характеристики и свойства этого материала. Без знания теории невозможно определить правильные пропорции раствора, а также время, необходимое бетонной конструкции для первичного схватывания или полного застывания. Сроки твердения – важный показатель для специалиста, так как на их основе можно составлять график проведения дальнейших работ.

Застывание бетонного раствора представляет собой достаточно сложную химическую реакцию. Она называется гидратацией, а суть ее состоит в том, что первоначальный состав в присутствии молекул воды преобразуется в гидрат кальция. Вяжущий компонент минерализуется, тем самым связывает смесь в монолит.

Бетон, залитый в опалубку, проходит через два основных этапа:

Первая стадия длится недолго. Она начинается вскоре после затворения (ориентировочно через 2 часа). Время схватывания бетона наиболее популярных в частном строительстве марок М 200 и М 300 при 20°C составляет 60 минут. Если температура воздуха на улице низкая, но не ниже нуля, то смесь станет схватываться приблизительно через 5 часов, а если высокая, то очень быстро – всего за 15-20 минут.

Бетон при температуре 0 градусов начинает схватываться только через 6-10 часов. Такая «отсрочка» обусловлена слабым протеканием химических процессов. Само схватывание длится от 15 до 20 часов. При отрицательных температурах реакция воды и цемента прекращается, что наносит непоправимый вред конструкции. Смесь фактически не сохнет, а пребывает в инертном состоянии до того момента, пока температура на улице не повысится до 0°С и выше.

Современные добавки решают проблему с гидратацией в холодных условиях. В раствор на стадии замешивания вводятся специальные компоненты, стимулирующие гидратацию и протекание химических процессов, а также препятствующие кристаллизации воды. На этикетке средства всегда указываются пропорции, чтобы мастер точно рассчитал, сколько нужно добавки при определенном температурном режиме.

Вторым способом продолжить застывание при отрицательных температурах на улице является теплая опалубка. Она обеспечивает нормальные условия для отвердения смеси, но не ускоряет при этом естественное отвердение.

Если в холодное время года залитый бетон на улице нуждается в специальном уходе, то применять теплую опалубку летом для ускорения гидратации равносильно сознательной порче заливки. Застывание пройдет в 2 раза быстрее, но раствор будет обезвожен, процесс гидратации прекратится, а необходимого качества и прочности конструкция не достигнет.

После первой стадии начинается вторая – отвердение. В ходе протекания этого этапа бетон в опалубке сохнет и набирает прочность. Контрольный срок для застывания – 28 дней (при температуре 20-22 °C и влажности 68 %). Но максимальных прочностных характеристик бетонная конструкция достигает месяцами и даже годами.

Строительные формулы и существующие графики позволяют быстро и точно определить процент прочности. Вычислить показатель Rn для бетона, возраст которого составляет n суток (n≥3), можно по формуле:

Rn = R28(lgn/lg28), где:

R28 — марка (например, М 200 или М 300);
n — число дней, прошедших с момента заливки смеси в опалубку.

При этом пропускаются первые двое суток. Для них прочность не определяется. Важными контрольными точками являются 3-й, 7-й и 28-й дни. Известно также, что через 2 недели показатель составляет в среднем 70 %.

Застывание на улице

Конкретного ответа не существует. Любой специалист может только приблизительно определить время. Показатель зависит от того, где создается конструкция и каково ее предназначение. В качестве примеров можно рассмотреть некоторые ситуации.

1. Ленточный фундамент для легкого забора. Снимать опалубку и начинать возведение можно через 4-7 дней.

2. Частный дом. Марка бетона для индивидуального строительства может быть М200 или М300. Ленточный фундамент должен набирать прочность не менее 28 дней, а время застывания бетона в монолитной плите продлится 1,5-2 месяца.

3. Дамбы, мосты и другие усиленные конструкции.

Бетонная смесь марки М400 в таких случаях сохнет не менее 90 дней. Контроль над процессом затвердения осуществляют специалисты. У них есть приборы, позволяющие в любой момент определить коэффициент прочности. Специалисты рассчитывают время, через сколько можно снимать опалубку без ущерба качеству.

Сколько сохнет бетонная стяжка внутри помещения?

Внутренние работы по бетонированию также требуют выполнения определенных рекомендаций. В первую очередь – это соблюдение температурных показателей. Идеальными считаются условия 20-23°C. Нужно обязательно поддерживать высокую влажность. Как правило, проводится принудительное увлажнение стяжки. Вода распыляется по ее поверхности.

В доме или другом помещении бетонный пол сохнет все те же 28 дней. Но проводить отделочные работы можно, начиная с 4-го дня.

Как повлиять на скорость высыхания?

Бывают ситуации, когда нужно изменить сроки застывания бетонной смеси. В таких случаях используются различные методики.

1. Промышленное производство.

Заводы ЖБИ ускоряют застывание раствора за счет повышения температуры и давления. Нагревание плохо влияет на гидратацию, так как бетон при этом очень быстро сохнет. Но компенсируется интенсивное испарение за счет автоклавирования или пропаривания. ЖБ-изделия буквально через сутки можно использовать на стройплощадке.

2. Частное строительство.

Промышленные методы абсолютно непригодны для индивидуального застройщика. Повышать температуру, прогревая помещение или смесь в опалубке, можно, но хозяева рискуют получить пол, фундамент, отмостку в трещинах и с отслоенным песком.

В домашних условиях можно накрыть бетон полиэтиленовой пленкой или покрыть битумной мастикой, чтобы уменьшить испарение. Нужно проводить интенсивное смачивание поверхности водой (обрызгивание, распыление). Такие способы будут препятствовать обезвоживанию и усилят гидратацию, хотя никак не ускорят застывание.

В холодное время года частным застройщикам необходимо использовать теплую опалубку или прогревать бетонную конструкцию электропроводами. Также применяются антиморозные присадки (вводятся в состав бетона).

Существует метод «отложенной гидратации». Его суть следующая:

в раствор добавляются противоморозные вещества;
заливка проводится при -15°C и ниже;
вода замерзает, гидратация прекращается;
весной сооружение размораживается, начинается естественное застывание бетона.

Минус методики – снижение качества конструкции.

Сколько времени твердеет бетон

Итак. Бетон приготовлен, уложен в форму и обезвожен.

Теперь он должен затвердеть и набрать прочность. После того, как бетон схватился, он уже является твердым телом, но недостаточно прочным.

Поместим его в воду или будем непрерывно увлажнять, и прочность бетона будет расти! Как это можно объяснить? При увлажнении в нем будут происходить химические процессы. Они превратят минералы, из которых состоят цементные зерна в новые стабильные образования – гидросиликаты калия. Этот процесс преобразования очень длительный; он может совершаться годами. Но строителям столько ждать нельзя!

Поэтому устанавливают контрольный срок твердения бетона, после которого бетон можно подвергать расчетной нагрузке. Для бетона, изготовленного в условиях стройки и твердеющего в естественных условиях, такой срок равен 28-30 суток.

В некоторых случаях можно допустить более долгий срок твердения бетона – при возведении морских сооружений, дамб, плотин, набережных, мостов и т. п. Они строятся очень медленно, а поэтому полная нагрузка к уложенному бетону может быть приложена через довольно долгое время. В этих случаях в расчетах можно учитывать 90-суточную прочность бетона; она примерно на 20% выше 28-суточной.

Но после установленного контрольного срока бетон продолжает твердеть и набирать прочность, правда, значительно медленнее. Этот процесс медленного твердения бетона в расчетах не учитывается. Прирост прочности бетона во времени, превышающем установленные контрольные сроки твердения, оказывается как бы гарантией надежности бетонных и железобетонных конструкций.

Высокие температуры (порядка 80-90 С) ускоряют химические реакции в бетоне. Так, например, если бетон пропарить, т. е. прогреть во влажной среде при такой температуре 12-16 часов, то можно получить бетон с прочностью, равной 65-70% прочности 28-суточного бетона. Именно так и поступают при заводском изготовлении железобетонных изделий. А если еще больше повысить температуру? Ускорится ли твердение бетона? Да, и настолько, что при температуре 170-180? С за те же 12-16 часов прочность бетона так возрастет, что превысит годичный уровень прочности. Однако при таком сильном прогреве бетон очень быстро высыхает и перестает твердеть. Это объясняется интенсивным испарением заключенной в бетоне воды. Чтобы «затормозить» испарение воды, надо обеспечить в камере прогрева (автоклаве) высокое давление пара (порядка 0,8 – 1,2 МПа, или 8 – 12 атм.). Такой процесс термовлажностной обработки называется запаркой под давлением, или автоклавной обработкой бетона. При этом цемент можно заменить известью, а крупный заполнитель – песком без ущерба для качества изделий.