Застывание бетона: Как происходит схватывание и отвердевание бетона

Статья: время схватывания бетона

Бетонный раствор после заливки в опалубку или форму не просто твердеет, а в нем происходит химическая реакция гидратации, во время которой минеральные вещества цемента соединяются с кристаллами воды и образуют кристаллогидраты. Так как компоненты взаимодействуют с водой в разное время, процесс схватывания и затвердевания бетона продолжается около месяца, а прочность он может набирать в течение трех лет. 

В процессе схватывания активно участвуют 2 компонента:

• Трехкальциевый силикат запускает реакцию гидратации и не прекращает работу на всем протяжении набора прочности. При реакции воды с ним выделяется тепло, которое повышает температуру смеси.
• Трехкальциевый алюминат — активный компонент, который способствует нарастанию прочности цементного камня в первые дни после заливки, а затем прекращает работу.

Так как процесс гидратации продолжается 45–90 минут, готовить раствор нужно непосредственно перед использованием.

Преждевременное загустевание в течение нескольких минут после перемешивания называется ложным схватыванием бетона. Это происходит из-за дегидратации гипса, но исправить ситуацию можно. Достаточно активного перемешивания без добавления воды, чтобы свойства смеси восстановились.

Время полного схватывания бетона зависит от температуры. Оптимальная температура — 20°С, если она будет выше 30 градусов, то застывание наступит преждевременно, а при низких температурах, наоборот, затянется.

Таблица времени схватывания бетона:  

Таблица времени схватывания разных марок:

Процесс схватывания бетона при низких температурах замедляется, поэтому для сохранения качества готовой конструкции нужно обеспечить гидро- и теплоизоляцию с использованием электроподогрева, полиэтиленовых пленок и утеплителей, временных сборных укрытий, а также использовать противоморозные добавки.

На жаре из бетона быстро испаряется влага, которая необходима для процесса гидратации. Некоторые цементы при температуре 35°С разлагаются и теряют прочность. Необходимо защищать бетон с помощью укрытий и поливать водой, чтобы не пересыхал. 

В некоторых случаях требуются добавки замедляющие схватывание бетона:

• при изготовлении бетона высоких марок, так как в них высокий процент вяжущих компонентов;
• при транспортировке на дальние расстояния, чтобы смесь не потеряла качество;
• при поэтапной заливке, чтобы увеличить срок хранения смеси;
• при температуре воздуха до +30°C для продления периода подвижности

Замедлители схватывания бетона, которые добавляют в раствор во время приготовления позволяют исключить расслаиваемость, снизить усадку, повысить прочность, улучшить поверхность готовой конструкции, снизить расход цемента.

Замедлители по типу мытого бетона используются поверхностно для придания бетону фактуры декоративного камня. Лак наносят на свежеуложенный бетон на дорожки, площадки, лестницы и другие поверхности. Поверхностный замедлитель схватывания бетона можно сделать своими руками. 

• организации бетонирования в зимнее время, чтобы уменьшить затраты на прогрев конструкции;
• более быстрого завершения работ, более ранней распалубки;
• производства большого количества тротуарной плитки и других мелких изделий;
• увеличения прочности материала.

Уменьшить время застывания можно с помощью снижения воды или добавления присадок в бетон для быстрого схватывания. Присадки повышают растворимость компонентов цемента, и образование камня проходит активнее. 

Ускорители производят на основе калия, кальция, натрия, фосфора и других веществ, каждое из которых влияет на качество бетона.

Какое время схватывания у бетона М100

2. Главная
3. Информация
4. Время схватывания бетона М100

Схватываемость бетонной смеси — один из важнейших параметров, который необходимо учитывать при работе с бетоном. От скорости схватывания зависит план строительных работ, затраты на обогрев бетона в зимнее время. На сегодняшний день скорость схватывания можно прогнозировать с точностью до 95% путем выбора оптимального температурного режима при выполнении бетонных работ и введения в смесь специальных добавок.

Что такое схватывание бетона?

Схватывание бетона – это процесс, в течение которого происходит переход бетонной смеси из подвижного состояния в твердое. Сразу после этого наступает затвердение материала, в результате которого он набирает проектную прочность. Время схватывания для всех марок составляет в среднем от 2 до 24 часов. Пока длится процесс на бетонную смесь можно оказывать физическое воздействие, например, производить выравнивание, формование.

В период схватывания проявляется одно из главных качеств жидкого бетона — тиксотропность. Суть тиксотропности заключается в том, что материал способен оставаться в вязком виде под влиянием физических факторов, т.е. пока смесь перемешивается, ее схватывание не начнется длительное время. На этом принципе основана доставка материала миксерами, в которых происходит постоянное перемешивание бетона.

Скорость схватывания в первую очередь зависит от температуры окружающей среды. Косвенно на скорость влияет класс прочности, состав (водоцементное соотношение), удобоукладываемость. Методика определения скорости схватывания описана в ГОСТ Р 56587-2015.

Зависимость схватывания от температуры

Чем выше температура окружающего воздуха, тем быстрее твердеет бетон. Например, бетонная смесь М100 при температуре +20 С начнет схватываться через 2 часа после приготовления, а длительность процесса будет составлять 1 час.

Скорость и продолжительность схватывания в зависимости от температуры воздуха:

• отрицательные значения — без использования специальных добавок процесс схватывания не начинается по причине замерзания воды, входящей в состав смеси;
• ноль градусов — начало схватывания через 6-12 часов, длительность — 20-24 часа;
• от +15 до +25 С — в этом диапазоне достигаются лучшие эксплуатационные показатели, начало процесса — через 1,5-2,5 часа, длительность — 1-1,5 часа;
• от +30 С и выше — вода испаряется быстро, бетон начинает твердеть через 20-60 минут, длительность — 1-2 часа.

При производстве некоторых видов ЖБИ используются высокотермальные камеры, в которых схватывание происходит за 5-15 минут.

Специальные добавки: ускорители и замедлители

Быстрое схватывание отрицательно сказывается на прочности материала, а длительное — повышает расходы на уход за бетонированной поверхностью, особенно в зимнее время.

1. Ускорители. Ускоряют начало затвердевания на 30% и одновременно увеличивают прочность, электропроводимость, теплоотдачу бетона. Самый дешевый ускоритель — хлористый кальций. Также используются такие добавки как: Конкрит-Ф, Релаксор, Форт-УП2 (Россия), серия Аддимент (Германия), Лития карбонат (Италия) и другие.
2. Замедлители. Замедляют процесс схватывания. Используются при температуре окружающей среды более +25 С, а также для доставки смеси на дальние расстояния. Снижают прочность бетона не более чем на 5%, повышают подвижность и удобоукладываемость. Популярные марки: нитрилотриметиленфосфоновая кислота, цитрат натрия, SikaPlast 520 N, Линамикс.

Выбор добавок осуществляется на этапе подбора состава бетонной смеси с учетом требований заказчика, условий бетонирования, дальности доставки.

Возврат к списку

Сайт компании ООО «МБТ»: любое копирование информации только с письменного разрешения!

3 Методы отверждения для повышения прочности бетона на сжатие

При строительстве бетонных конструкций важно знать их способность выдерживать нагрузку на сжатие и находить способы ее улучшения. Поэтому в этом блоге будут рассмотрены преимущества трех практических методов отверждения для повышения прочности бетона на сжатие.

Что такое отверждение бетона?

Отверждение бетона – это процесс поддержания достаточной влажности бетона в надлежащем температурном диапазоне, чтобы способствовать гидратации цемента в раннем возрасте. Гидратация – это химическая реакция между цементом и водой, в результате которой образуются различные химические вещества, способствующие схватыванию и твердению. Некоторыми из факторов, влияющих на процесс гидратации, являются начальная температура бетона, температура окружающего воздуха, размеры бетона и состав смеси. Следовательно, для успеха этого процесса монолитный бетон должен иметь достаточную влажность и температуру, которые способствуют быстрой и непрерывной химической реакции.

Американский институт бетона (ACI) рекомендует минимальный период отверждения, соответствующий достижению 70% прочности бетона на сжатие. В спецификациях сказано, что это может произойти после семи дней отверждения. Тем не менее, 70%-ная прочность может быть достигнута быстро, когда бетон отверждается при более высоких температурах или когда в бетонную смесь добавляются определенные добавки. Точно так же может потребоваться больше времени для отверждения, если температура бетона или окружающей среды ниже. Как правило, идеальная температура отверждения составляет 20°F или 68°F.

Почему отверждение бетона так важно

Тщательный контроль влажности и температуры вашего монолитного бетона во время отверждения является неотъемлемой частью контроля качества и обеспечения качества вашей бетонной конструкции. Надлежащие методы отверждения предотвратят высыхание, усадку и/или растрескивание бетона на месте. Это в конечном итоге влияет на производительность вашей структуры, особенно в зоне укрытия. Затвердевание бетона должно происходить сразу после его укладки. Также важно, чтобы мониторинг условий твердения бетона осуществлялся непрерывно в течение семи дней. Если вода испарится из бетона до того, как он достигнет максимальной прочности, ее будет недостаточно для полной гидратации цемента и достижения максимальной прочности бетона на сжатие. Это особенно актуально при экстремальных погодных условиях, поскольку на бетонную плиту могут воздействовать различные факторы окружающей среды. Таким образом, развитие прочности вашего бетона может быть поставлено под угрозу.

3 Методы эффективного твердения бетона

Многие факторы влияют на скорость испарения воды из свежеуложенного бетона. Это температура воздуха, влажность, температура бетона и скорость ветра. В результате существует множество методов, помогающих бетону удерживать влагу в раннем возрасте. Эти методы могут:

1. Поддерживать присутствие воды в бетоне в период раннего твердения,
2. Уменьшить потерю воды с поверхности бетона и
3. Ускорьте набор прочности бетона за счет подачи тепла и дополнительной влаги.

Выбранный метод (или комбинация методов) зависит от таких факторов, как наличие отверждающих материалов, размер, форма, возраст бетона, производственные мощности (на месте или на заводе), эстетический вид и экономика. В результате отверждение часто включает в себя серию процедур, используемых в определенное время по мере старения бетона. От степени затвердевания бетона будут зависеть сроки проведения процедуры во избежание повреждения бетонной поверхности.

Методы отверждения для повышения прочности бетона на сжатие

Посмотрите это видео на YouTube

1) Поддержание влажности

Как правило, песчаные грунты и насыпи отверждают плоские поверхности, такие как тротуары и окружающие их поверхности. бетонная поверхность может удерживать пруд с водой. Заливка — идеальный метод предотвращения потери влаги из бетона; он также эффективен для поддержания однородной температуры по всему бетону. Погружение готового бетонного элемента обычно используется для отверждения испытуемых образцов.

Узнайте больше о важности условий отверждения цилиндра в этой статье

Распыление и распыление полезно, когда температура окружающей среды намного выше точки замерзания, а влажность низкая. Туман распыляется через форсунки или распылители для повышения относительной влажности воздуха над плоской поверхностью, что замедляет испарение с поверхности. Запотевание работает, чтобы свести к минимуму растрескивание пластиковой усадки. Если разбрызгивание происходит через определенные промежутки времени, мешковина или подобные материалы могут предотвратить высыхание бетона между применениями воды. В противном случае чередование циклов увлажнения и сушки может привести к растрескиванию поверхности.

Для процесса отверждения обычно используют влажные покрытия, пропитанные водой, такие как мешковина, хлопчатобумажные маты, коврики или другие влагоудерживающие ткани. Материалы следует укладывать, как только бетон достаточно затвердеет, чтобы предотвратить повреждение поверхности. Они должны оставаться постоянно влажными, чтобы пленка воды оставалась на поверхности бетона в течение всего периода твердения.

Несъемные опалубки обычно обеспечивают удовлетворительную защиту формованных бетонных поверхностей от потери влаги. Формы обычно остаются на месте, пока позволяет график строительства. Если формы деревянные, они должны удерживать влагу, особенно в жаркую и сухую погоду.

2) Сокращение потерь воды

Непроницаемые бумажные и пластиковые листы можно наносить на полностью влажный бетон, например полиэтиленовую пленку. Этот материал представляет собой легкий, эффективный замедлитель влаги, который легко наносится. Во время укладки бетонная поверхность должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить повреждение поверхности.

Мембранообразующие отвердители предназначены для замедления или уменьшения испарения влаги из бетона. Они могут быть прозрачными или полупрозрачными и окрашенными в белый цвет. Для жарких и солнечных погодных условий рекомендуются составы с белым пигментом для отражения солнечной радиации. Отвердители следует наносить сразу после окончательной отделки и они должны соответствовать требованиям ASTM C309.4 или ASTM C13155.

3) Ускорение набора прочности бетона

Острый пар и пар высокого давления — это два метода отверждения паром. Температура острого пара должна поддерживаться на уровне около 140ºF или ниже, пока не будет достигнута желаемая прочность бетона.

Нагревательные змеевики обычно работают как встроенные элементы вблизи поверхности бетонных элементов. Их назначение – защита бетона от замерзания при бетонировании в холодную погоду.

Производители сборного железобетона в основном используют опалубки или прокладки с электрическим нагревом.

Бетонные изоляционные покрытия служат для покрытия и изоляции бетонных поверхностей, подвергающихся воздействию отрицательных температур в период отверждения. При использовании бетонных покрытий мы должны убедиться, что бетон достаточно твердый, чтобы предотвратить повреждение поверхности.

Все, что вам нужно знать о бетонировании в холодную погоду здесь

Отверждение для повышения прочности бетона на сжатие

Свежезамешанный бетон обычно содержит больше воды, чем требуется для гидратации цемента. Однако чрезмерная потеря воды в результате испарения может задержать или предотвратить адекватную гидратацию, особенно на поверхности плиты. Таким образом, эти методы сохранения влаги в монолитном бетоне важны для надлежащей гидратации, чтобы бетон мог получить достаточную прочность на сжатие.

Отверждение напрямую влияет на качество всей конструкции. Прирост силы происходит быстро в раннем возрасте, но продолжается медленнее в течение неопределенного периода времени. Надлежащее отверждение повысит долговечность, прочность, водонепроницаемость, стойкость к истиранию, стабильность объема и устойчивость к замораживанию и оттаиванию.

Датчик температуры и прочности

Процесс укладки и отверждения бетона на месте требует точной температуры во избежание повреждения структурной целостности бетона. С SmartRock® , беспроводным датчиком измерения температуры и прочности бетона, вам больше не нужно беспокоиться о неоднозначном времени ожидания. SmartRock предоставляет точные данные в режиме реального времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут с помощью бесплатного приложения SmartRock.

Этот беспроводной датчик позволяет членам команды работать эффективно, не беспокоясь о торчащих проводах или их поиске под нагревательными одеялами, когда они полагаются на внешние регистраторы данных. Датчик полностью погружен в бетон и закреплен на арматуре в опалубке. SmartRock постоянно отслеживает влияние температуры окружающей среды и внешней среды на ваш монолитный бетон. Это облегчает контроль твердения бетона и обеспечивает оптимальные условия для набора прочности бетона на сжатие. Кроме того, результаты в режиме реального времени позволяют подрядчикам оптимизировать процесс отопления, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в графике проекта. Это возможно, если знать, когда бетон наберет достаточную прочность для последующих строительных операций, таких как снятие опалубки или последующее натяжение.

Узнайте, как компания S&F Concrete Contractors использовала SmartRock для мониторинга отверждения бетона

Источники
CCANZ
PCA
NRMCA

Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован в январе 2019 г. и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Отверждение цементного бетона – время и продолжительность

🕑 Время считывания: 1 минута

Отверждение цементного бетона определяется как процесс поддержания влажного и температурного режима бетона для реакции гидратации на нормальный уровень, при котором бетон приобретает затвердевшие свойства со временем. Основными компонентами, о которых необходимо позаботиться, являются влажность, тепло и время в процессе отверждения.

В комплекте:

• Зачем требуется твердение цементного бетона?
• Какое время подходит для отверждения бетона?
• Правильное время отверждения бетона зависит от:
  • 1. Начального отверждения
  • 2. Промежуточного отверждения
  • 3. Окончательного отверждения
• Какова продолжительность отверждения цементного бетона?
• Продолжительность отверждения бетона зависит от
• Каталожные номера

Почему требуется отверждение цементного бетона?

Отверждение цементного бетона требуется по следующим причинам:

• Для предотвращения преждевременного высыхания бетона из-за солнечной радиации и ветра. Это предотвращает пластическую усадку бетона.
• Помогает поддерживать температуру бетона, позволяя процессу гидратации. Процесс гидратации требует наличия воды и выделяет тепло.
• Отверждение помогает бетону затвердеть и сцепиться с внутренними материалами и арматурой. Это помогает предотвратить повреждение связи между бетоном и арматурой из-за вибрации и ударов.
• Помогает получить непроницаемый, прочный бетон без трещин.

Какое время подходит для отверждения бетона?

Время начала твердения бетона зависит от скорости испарения влаги из бетона. На скорость испарения влияют ветер, лучистая энергия солнца, температура бетона, климатические условия, относительная влажность.

Испарение влаги происходит за счет разницы в давлении паров на поверхности бетона и в окружающем воздухе. Когда разница велика, скорость испарения высока.

ACI 308 – Руководство по отверждению бетона предлагает три этапа отверждения бетона. Эти этапы показаны на рисунке 1.6 ACI 308.

Правильное время отверждения бетона зависит от:

Когда бетон уложен и уплотнен, происходит просачивание воды, которая поднимается по поверхности бетона за счет усадки бетона. Скорость и продолжительность кровотечения зависят от многих факторов, в том числе от свойств бетонной смеси, глубины или толщины бетона, способа уплотнения бетона и т. д.

Эти отработанные воды начинают испаряться с поверхности. Когда с поверхности исчезнет вся кровоточащая вода, начинается высыхание бетона, затем требуется первичное выдерживание бетона для минимизации потерь влаги и предотвращения пластических усадочных трещин на бетоне до и во время отделочных работ.

Начальное отверждение бетона может быть выполнено с помощью таких методов, как туманообразование или использование средств, уменьшающих испарение, или с помощью солнцезащитных и ветровых стекол.

Промежуточное отверждение выполняется, когда операции по отделке бетонной поверхности выполнены до окончательного схватывания бетона. Это происходит, когда требуемая текстура поверхности бетонных элементов достигается быстро или когда схватывание бетона задерживается.

Когда бетон готов после окончательного схватывания бетона, необходимо выполнить окончательное отверждение бетона. Это помогает предотвратить высыхание поверхности бетона, так как происходит немедленная потеря влаги с поверхности бетона.

Какова продолжительность твердения цементобетона?

Длительное отверждение бетона повышает прочность и долговечность бетонных элементов конструкции. На следующем рисунке показано, как прочность бетона на сжатие увеличивается со временем, когда он выдерживается в течение более длительного времени.

Продолжительность отверждения бетона зависит от

1. Причины отверждения, т. е. предотвращения пластической усадки, регулирования температуры, прочности и долговечности бетона.
2. Размер элемента бетонной конструкции
3. Марка бетона и скорость твердения бетона
4. Температура и влажность окружающей среды
5. Условия воздействия на поверхность бетона во время и после твердения
6. Требование твердения продолжительность в соответствии со спецификацией бетона

Комитет Американского института бетона (ACI) 301 рекомендует минимальный период отверждения, соответствующий достижению бетоном 70 процентов указанной прочности на сжатие. Часто указанное семидневное отверждение соответствует примерно 70 процентам указанной прочности на сжатие.

Индийский стандарт IS 456 – 2000 рекомендует, чтобы продолжительность отверждения бетона составляла не менее семи дней в случае использования обычного портландцемента, не менее десяти дней для бетона с минеральными добавками или смешанных цементов. Также рекомендуется, чтобы продолжительность отверждения составляла не менее десяти дней для бетона, подвергающегося воздействию сухих и жарких погодных условий, и 14 дней для бетона с минеральными добавками или смешанным цементом в жаркую и сухую погоду.

1. ACI 308, Американский институт бетона. Руководство по отверждению бетона.
2. BS 8110. Британский стандарт проектирования и строительства железобетонных и предварительно напряженных бетонных конструкций. Бетон

1. Что такое твердение бетона?

Отверждение цементного бетона определяется как процесс поддержания влажного и температурного режима бетона для нормальной реакции гидратации, так что со временем бетон приобретает твердые свойства.

2. Зачем требуется твердение цементного бетона?

Отверждение цементного бетона необходимо по следующим причинам:
1. Чтобы предотвратить преждевременное высыхание бетона из-за солнечной радиации и ветра.
2. Для поддержания температуры бетона путем обеспечения процесса гидратации.
3. Для отверждения и соединения с внутренними материалами и арматурой. Это помогает предотвратить повреждение связи между бетоном и арматурой из-за вибрации и ударов.
4. К получению непроницаемого, безтрещинного и прочного бетона.

3. Какое время подходит для отверждения бетона?

Время начала твердения бетона зависит от скорости испарения влаги из бетона. На скорость испарения влияют ветер, лучистая энергия солнца, температура бетона, климатические условия, относительная влажность.

4. Какова продолжительность твердения цементобетона?

Затвердевание бетона в течение более длительного времени увеличивает прочность и долговечность бетонных элементов конструкции. Однако через 28 дней заливки бетона процесс гидратации бетона завершается на 99%. Далее, продолжение лечения бесполезно.

5. Каковы стандартные кодовые обозначения для отверждения бетона?

1.