Схватывание бетона по дням: Как происходит схватывание и отвердевание бетона
Набор прочности бетона по суткам в зависимости от температуры и класса
Твердение бетона представляет собой сложный поэтапный процесс, время достижения требуемых характеристик определяется целым рядом факторов: от правильности подбора состава и пропорций компонентов до условий окружающей среды. Контроль за всеми стадиями бетонирования и ухода обязателен, нормы выдержки в сутках в каждом случае свои, особенно в зимнее время. Исключить риски помогают графики и таблицы прочности, отражающие изменения по часам и в сутках в зависимости от температуры воздуха и других внешних факторов.
Оглавление:
- Описание
- Устройство
- Принцип работы
Понятие прочности, стадии ее набора
Эта характеристика является самой важной, именно она определяет соответствие качеств конструкций ожидаемым условиям эксплуатации. Прочность задается марками (отражающим предельные нагрузки на сжатие в кг/см2) и классом (доверительной вероятностью обеспечения заявленных свойств в 95%).
В нормальных условиях ее максимальное марочное значение достигается на 28 сутки после начала бетонирования, за этот промежуток раствор проходит все стадии гидратации цемента, а именно: схватывание и твердение.
Время первой стадии полностью зависит в первую очередь от состава и температурных условий и варьируется от 20 минут до 1 дня. На этом этапе начинается образование внутренних связей, но смесь еще сохраняет подвижность и поддается механическим воздействиям. На практике это означает возможность предотвращения появления крупных трещин в течение первых 1-2 часов после бетонирования путем виброобработки, выравнивания поверхности заливаемых монолитов и поправки формы изготавливаемых изделий.
В зимнее время сама стадия удлиняется на 15-20 часов и затягивается ее начало (в особо сложных условиях – до 10 ч), в жаркую погоду – наоборот. При необходимости ее продления (например, в ходе доставки или заливке большого объема) смесь перемешивают с целью сохранения подвижности и качества в полной мере.
Стадия твердения начинается по окончании схватывания и длится вплоть до 100% вывода из раствора влаги, в ряде случаев она занимает несколько лет. Интенсивность процесса экспоненциальная: максимальная скорость набора прочности наблюдается в первые 3 дня (до 30% от марочной), до 70 % – в течение 7-14 и до 100 % на 28 сутки. Далее он замедляется, но не останавливается никогда, искусственный камень относится к материалам с упрочняющейся со временем структурой. При расчетах и проектировании используются величины, соответствующие выдерживаемой нагрузке на сжатие на 28 день, на практике они могут быть выше на 20 и более %.
График набора прочности
Взаимосвязь между значением этой характеристики и условиями внешней среды отражена в таблице:
| Время застывания, сутки | Процентное соотношение прочности в сравнении с нормативом, достигаемым на 28 день в зависимости от температуры окружающего воздуха, °С | ||||||
| 0 | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | |
| 1 | 20 | 23 | 27 | 30 | 34 | 37 | 39 |
| 2 | 26 | 30 | 34 | 39 | 43 | 47 | 50 |
| 3 | 30 | 35 | 41 | 45 | 50 | 52 | 56 |
| 4 | 34 | 40 | 46 | 50 | 55 | 58 | 63 |
| 5 | 39 | 44 | 51 | 55 | 60 | 63 | 68 |
| 6 | 42 | 48 | 54 | 59 | 64 | 68 | 72 |
| 7 | 45 | 52 | 58 | 63 | 68 | 72 | 76 |
| 10 | 53 | 60 | 67 | 72 | 77 | 82 | 85 |
| 14 | 60 | 68 | 74 | 81 | 86 | 690 | 95 |
| 21 | 70 | 76 | 83 | 91 | 97 | > 100 | > 100 |
| 28 | 75 | 83 | 90 | 100 | > 100 | > 100 | > 100 |
Набор прочности бетона в зависимости от температуры можно отследить визуально, по специальному графику, но табличными значениями пользоваться удобнее.
Оптимальными условиями признаны +20° C, в этих пределах и с уровнем влажности не ниже нормы ЦПС набирает марочную прочность равномерно, без создания зон внутреннего напряжения и без растрескивания.
Факторы влияния и ускорения
К главным критериям относят:
- Внешние условия среды в ходе схватывания и застывания. Помимо температуры воздуха на величину итоговой прочности оказывает влияние влажность (чем она будет выше, тем лучше) и состояние основания (опалубка и грунт не должны быть холодными, зимой их рекомендуется предварительно подогревать).
- Бетонный состав: тип, доля и активность вяжущего, пропорции сухих компонентов, соотношение В/Ц. Качество заполнителей на скорость набора марочной прочности влияет слабо, но итоговое значение от этого фактора зависит напрямую.
- Степень уплотнения и однородность. Наличие сухих участков нарушает процессы гидратации; растворы, уложенные с применением виброоборудования, имеют лучшие показатели прочности и застывают точно по графику.
- Время от начала заливки. Игнорирование нормативно-безопасных и оптимальных сроков последующих строительных работ влияет на целостность заливаемых конструкций.
Лучшие результаты достигаются при выдержке при оптимальной температуре и влажности в пределах указанной временной нормы, но в ряде случаев набор прочности требуется ускорить. Чаще всего такая ситуация возникает зимой из-за риска замерзания воды. Среди принимаемых мер выделяют ввод ускорителей и противоморозных добавок, обгорев опалубки, грунта или самого бетона электрокабелем, установку тепловых пушек, снижение В/Ц соотношения без потерь пластичности.
com/embed/6NNJN5iIMFM» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
все о наборе прочности бетона и методы определения
Набор прочности бетона в среднем происходит в течение 28 суток, а полный срок твердения может составлять 3 года. Во время застывания цемент, реагируя с водой, образует монолитные соединения, которые по свойствам похожи на искусственный камень.
Таблица времени набора прочности по классу и марке бетона:
График набора прочности бетона В15-В25 на сжатие на портландцементе М400– М500:
Процесс вызревания включает 2 стадии:
- Начальная — схватывание, которое зависит от температуры воздуха и протекает от 20 минут до 20 часов. Дольше всего материал схватывается при температуре 0°С, а минусовые значения отрицательно сказываются на его прочности после оттаивания.
- Завершающая — твердение, после окончания стадии бетон может нагружаться. Оптимальный температурный коридор —18–20°С, влажность примерно 100%. В первые 3 суток набор бетона по прочности составляет 30%, в первые 7–14 суток — до 70 % от марочной, а через 3 месяца — 90 %. Бетон может набирать прочность еще в течение трех лет.
Если работы проводятся в условиях слишком высоких или слишком низких температур, необходимо использовать добавки для твердения бетона, уменьшения или увеличения скорости схватывания, повышения пластичности и придания других свойств. Чтобы обеспечить высокое качества бетона в зимнее время, нужно поддерживать оптимальный режима температуры и влажности с помощью электрообогрева, обогрева паром и обустройства «термоса».
Виды добавок:
- антифризы — снижают точку замерзания жидкости, увеличивают схватываемость, не вызывают коррозию арматуры, безопасны для людей, употребляются в количестве 1%–2% в зависимости от температуры воздуха;
- сульфаты — ускоряют твердение бетона благодаря активному выделению тепла, во время замешивания компоненты равномерно распределяются;
- ускорители твердения бетона — помогают лучше растворять силикатные компоненты цемента, которые при гидратации образуют соли, снижающие температуру замерзания воды.
Данные присадки увеличивают жидкую фазу, во время которой происходит процесс гидратации и созревания материала. Если вода в порах замерзнет, химические реакции соединения цемента с водой не пройдут как положено, а после оттаивания компоненты вместо того, чтобы соединиться в камень, рассыпятся. Нужно учитывать, что набор прочности бетона с противоморозными добавками происходит медленнее по сравнению со скоростью твердения в нормальных условиях. Прочность до замерзания составляет 30% от заявленной, остальные 70% материал набирает после оттаивания.
Выбор противоморозных добавок и количество зависят от вида конструкции, степени армирования, степени агрессивности среды, наличия блуждающих токов, температуры воздуха, так как некоторые виды приводят к коррозии металлических элементов, снижению прочности сцепления бетона с арматурой, появлению высолов на поверхности.
МодификаторыМодификаторы используют, когда нужно повысить прочность на 1-2 марки, долговечность, устойчивость к низким или высоким температурам, химическим веществам.
Они снижают проницаемость бетона, улучшают подвижность раствора на стадии заливки. Благодаря им он ложится равномерно,проникая во все щели и углубления. Для разных сооружений и конструкций используют свои модификаторы — для колодцев, бассейнов одни, а для фасадов или стяжки полов другие.
Пластификаторы придают раствору пластичность, увеличивают подвижность, адгезию, разжижают, при этом не снижая скорость схватывания и прочность. Присадки позволяют сократить количество воды, что увеличивает плотность, стойкость к морозам, уменьшает усадочные деформации. Добавки позволяют заполнить бетонной смесью труднодоступные места при заливке сложных конструкций. Их вводят 0,1–1,2% от общего объема смеси. Срок их действия составляет 2–3 часа.
Методы определения прочности бетона
Разрушающие. Испытание прочности бетона на сжатие проводится на контрольных образцах или на образцах из застывшего бетонного монолита. При этом контрольные образцы помещают в в одинаковые с реальной конструкцией условия.
Данные методы наиболее точные.
Неразрушающие косвенные. С помощью ультразвукового прибора для измерения, методов упругого отскока и ударного импульса прочность бетона оценивают косвенно, а потом проводят более точные вычисления. Данные методы дают погрешность до 50%, их применяют вместе с прямыми.
Неразрушающие прямые. Включают 2 метода. Первый — когда производят отрыв заделанного в бетон металлического анкера и измеряют нагрузку с помощью создаваемой при помощи измерителя прочности. Второй — когда измеряют усилие для скалывания участка ребра бетонной конструкции.
Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре
Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре Начальная деформация, согласно определению ACI 116R, представляет собой степень жесткости
смесь цемента меньше, чем окончательный набор, обычно указывается как эмпирический
значение, указывающее время в часах и минутах, необходимое для цемента
пасты для достаточного затвердевания, чтобы сопротивляться в установленной степени проникновению
взвешенной тестовой иглы.
Время схватывания бетона при различных температурах
приведена в таблице ниже:
Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре
| Температура | Приблизительное время установки (часы) |
| 100 или Ф (38 или С) | 1-2/3 |
| 90 или Ф (32 или С) | 2-2/3 |
| 80 или F (27 или С) | 4 |
| 70 или Ф (21 или С) | 6 |
| 60 или F (16 или С) | 8 |
| 50 или F (10 или С) | 11 |
| 40 или F (4 или С) | 14 |
| 30 или F (-1 или С) | 19 |
| 20 или Ф (-7 или С) | Установка не произойдет |
Влияние температуры на замедление времени начального схватывания
Температура может отрицательно сказаться на наборе прочности бетона. Тем не менее, правильное отверждение бетона в холодную погоду повысит прочность бетона. разработка. Жаркая погода определяется как любая комбинация высокой температуры окружающей среды. температура, высокая температура бетона, низкая относительная влажность и ветер скорость. Холодный период, как определено Комитетом 306 ACI, это когда одно из следующих условий происходит в течение трех дней подряд:
- Среднесуточная температура воздуха ниже 40 o F
- Температура воздуха не выше 50 o F в течение более чем половины любого 24-часового периода.
Влияние температуры бетона и замедления времени схватывания
данные PCA в таблице ниже. Из графика делается вывод, что
эффект замедления более выражен при более высокой температуре бетона
используется.
Замедление времени схватывания зависит от типа добавок использовал. На приведенной ниже диаграмме показано влияние различных лигносульфонатов. (1 и 2) и карбоксильных (3 и 4) примесей на время схватывания.
Время добавления добавки в шихту здесь существенно и может повлиять на окончательные результаты. Большее замедление может иметь место, если примесь добавляется в качестве последнего ингредиента, и цемент влажный.
Влияние дозировки на замедление времени первоначального схватывания
Более высокие дозы можно использовать до определенного уровня только до того, как
происходит быстрое затвердение и потеря упругости. Эта примесь чувствительна к
температура окружающей среды при введении в партию.
Чем ниже окружающая среда
температуры, тем дольше будет время схватывания бетона.
следующий рисунок используется для оценки времени начального схватывания в соответствии с
дозировка замедлителя схватывания и температура окружающей среды бетона.
Каков минимальный период отверждения бетона?
🕑 Время чтения: 1 минута
Минимальный период твердения бетона зависит от типа используемого цемента, температуры окружающей среды, типа конструкции (размер и форма бетонного элемента), заданной прочности и режима твердения.
Для большинства бетонных конструкций минимальный период отверждения при температурах выше 5°C составляет семь дней или до тех пор, пока прочность бетона не достигнет 70% от указанной прочности на сжатие или изгиб в соответствии с ACI 308.1R. При использовании высокоранних бетонов срок твердения можно сократить до трех суток.
Кроме того, по IS-456 выдерживание бетона должно продолжаться до достижения им прочности 70-80%. В нормах также указано, что обычный портландцемент должен сохнуть не менее 7 дней. Минимальный период отверждения должен быть увеличен до 10 дней, если используется смешанный цемент.
Содержание:
- Каков минимальный период отверждения бетона?
- Время отверждения бетона в зависимости от типа цемента
- Минимальное время отверждения различных бетонных конструкций
- Часто задаваемые вопросы
Каково минимальное время отверждения бетона?
Время отверждения бетона в зависимости от типа цемента
В таблице 1 показано минимальное время отверждения бетонных конструкций в зависимости от типа используемого цемента.
Таблица- 1 : время отверждения бетона на основе типов цемента
| Типы цемента | Время курения |
2099. свойства, указанные для любого другого типа, не требуются. | 7 дней |
| Тип II, ASTM C 150 — для общего применения, особенно когда требуется умеренная устойчивость к сульфатам. | 10 дней |
| Тип III, ASTM C 150 — для использования, когда требуется высокая начальная прочность. | 3 дня |
| Тип IV, ASTM C 150 — для использования, когда требуется низкая теплота гидратации. | 14 дней |
| Тип V, ASTM C 150 — для использования, когда требуется высокая стойкость к сульфатам. | 14 дней |
| Гидравлический цемент, смешанный гидравлический цемент, расширяющийся гидравлический цемент | Варьируется |
Таблица 1 или время, в течение которого бетон набирает 70 % прочности на сжатие или изгиб, в зависимости от того, что больше.
Однако, если испытания бетона не проводятся, бетон следует выдерживать при температуре выше 10°C и выдерживать в течение периода, указанного в Таблице-1.
Это связано с тем, что химическая реакция бетона прекращается при температуре около 7°C; бетон перестанет набирать прочность.
При заливке бетона при температуре окружающей среды ниже 5°C бетон следует защищать от воздействия замерзания и оттаивания, в противном случае долговечность бетона снижается. Иногда требование долговечности бетона заменяет требование прочности при определении периода отверждения.
Следует помнить, что высокая температура ускоряет набор прочности бетона. Однако предел прочности бетона может быть снижен. Температура воды, используемой для отверждения, должна быть холоднее бетона более чем на 11°C, в противном случае она создает термоудары и приводит к развитию трещин.
Минимальное время отверждения различных бетонных конструкций
В таблице 2 показано минимальное время отверждения для различных бетонных конструкций.
Таблица 2: Минимальный период твердения бетона для различных типов конструкций
| Construction types | Examples | Curing period, days |
| Pavements and other slabs on ground | Highway pavements, airfield pavements, canal linings, parking lots, driveways, walkways и перекрытия | См. Таблицу-1 |
| Здания, мосты и другие конструкции | Монолитные стены, колонны, плиты, балки, все другие части зданий, кроме плит на уровне земли, небольшие фундаменты , опоры, подпорные стенки, облицовка туннелей и трубопроводы. | См. Table -1 |
| , не достигнутые массивные секции, не содержащие земли гранулированного шлака бласту или пучзолана | — | 14 |
| нереиндиверскую массивную сельс. | ||
| Железобетон | — | 7 |
| Полы и плиты из цветного бетона | — | 7 |
| Shrinkage-compensating concrete | — | 7 |
| Roller-compacted concrete | — | 14 |
| Shotcrete | — | 7 |
Table-3 illustrates how concrete набирает прочность на сжатие через 1, 3, 7, 14 и 28 дней отверждения.
Таблица- 3 : Развитие прочности бетона на сжатие в зависимости от времени отверждения
| Days | Compressive Strength |
| 1 Day | 16% |
| 3 Day | 40% |
| 7 Day | 65% |
| 14 Day | 90% |
| 28 день | 99% |
Для большинства конструкций время отверждения при температуре выше 5ºC (40ºF) должно составлять не менее 7 дней или до достижения 70% указанной прочности на сжатие или изгиб, в зависимости от того, что дольше.
Период отверждения может быть сокращен до 3 дней, если используется бетон с высокой начальной прочностью и температура выше 10º C (50º F). Кроме того, время отверждения необходимо увеличить, если используется смешанный цемент.
Когда следует начинать отверждение водой?
Отверждение бетона начинается, как только в бетоне начинаются химические реакции и бетон начинает твердеть.
Какой самый быстрый способ отверждения бетона?
Добавление ускорителя, такого как хлорид кальция, в бетонную смесь перед заливкой поможет бетону быстро затвердеть. Отверждение паром является одним из методов отверждения, который позволяет быстро отвердить бетон.
Сколько времени требуется для отверждения бетона в холодную погоду?
При использовании обычного цемента бетонная конструкция, такая как фундамент, должна затвердевать не менее 20 дней.