Температура твердения бетона: Бетон — до какой температуры можно заливать

Условия твердения бетона и уход за ним

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится.

Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть  каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

— затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)

— вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

   Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.

   И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

    При бетонировании в отрицательных температурах, основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. 

Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

— применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

— использование электропрогрева бетона

— укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.

— сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

   Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого строитель должен помнить:

— чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне  создают   путем подогрева материалов, составляющих   бетонную смесь;

— после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;

— запрещается применять смерзшийся заполнитель.

   Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт).  Электрический прогрев бетона зимой  лучший метод, при проведении монолитных работ.

   Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

  Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т. п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

При какой температуре заливают бетон, оптимальная температура твердения бетона

Одним из важных критериев набора бетоном требуемой прочности (прочность на сжатие) является температура его твердения. Несоблюдения температурного режима на строительной площадке может вылиться в значительное увеличение сроков сдачи объекта или, что значительно хуже, в изъяны будущей конструкции.

Именно поэтому еще на этапе планирования монолитных работ необходимо четко уяснить, при какой температуре заливают бетон. За эталонные условия, при которых бетон набирает максимальную (марочную) прочность за 28 суток принято считать +20°C. Этот показатель обозначается R28 и принимается равным единице при данных условиях. В других ситуациях прочность принимает дробное значение. Так 0,3 R28 означает 30% проектной прочности.

Зависимость прочности бетона от температуры и времени выдерживания представлена в таблице:

Прочность бетона от температуры и времени

Время твердения бетона, сут Относительная прочность бетона при температуре твердения
-3°C 0°C 5°C 10°C 20°C 30°C
1 0,03 0,05 0,12 0,21 0,34 0,37
2 0,06 0,12 0,19 0,32 0,5 0,52
3 0,08 0,18 0,23 0,38 0,6 0,6
7 0,15 0,28 0,31 0,51 0,78 0,75
14 0,2 0,3 0,37 0,6 0,9 0,85
28 0,25 0,36 0,43 0,7 1,0 0,93
56 0,3 0,4 0,49 0,79 1,08 1,0

Данные в таблице приведены для лабораторных условий и марок цементов, имеющих нормальную скорость твердения. В реальных же условиях и температура меняется в значительных диапазонах, и раствор может иметь разные характеристики. Поэтому рекомендуется немного увеличивать сроки выдерживания.

Заливка бетона при низких и высоких температурах

Основной совет, который можно дать людям, которые строят что-то своими руками, не прибегая к профессиональной помощи и технике, это заливать бетон летом при температурах выше 10°C (в крайнем случае – выше 5°C). Тогда бетон затвердеет в нужной степени за достаточно короткий срок.

Если же температура за время выдерживания может опуститься ниже 5°C, то следует подумать о технологиях прогрева бетона или сохранения выделяемого им тепла. Особенно это актуально в первые дни, когда происходит схватывание. Если в это время вода в растворе кристализуется, то лед попросту разорвет образовавшиеся связи цемента с наполнителем и конечное изделие получится крайне хрупким.

С другой стороны при температурах выше 30°C возникает проблема чрезмерного испарения влаги из тела бетона, что также негативно сказывается на его качестве. В этом случае залитый бетон необходимо накрывать защитной пленкой и периодически поливать его поверхность водой.

Для измерения температуры можно использовать бесконтактный термометр (пирометр), например, такой, как на видео:

Прочность бетона при распалубке и его нагрузка

Распалубку бетона можно проводить при достижении прочности в районе 50%, то есть на третий день при температуре воздуха 20°C. При достижении им 60-70% допускается производить частичную нагрузку конструкции.

Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

Для того чтобы бетон не тратил свои свойства, его нужно транспортировать с помощью специальных машин и поддерживать нужную температуру. Правильное соблюдение температурного режима позволит создать благоприятные условия твердения смеси, предотвратить опасное трещинообразование не только в период выполнения строительных работ, но и в дальнейшей эксплуатации всего строения.

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

В материале данной статьи речь пойдет о том, какой должна быть температура бетона для того, чтобы он смог затвердеть и набрать необходимую прочность.

Температура свежеприготовленного бетона

Итак, свежеприготовленный бетон должен иметь температуру не более 30°C. При укладке смеси из бетона в условиях температуры воздуха окружающей среды от +5 до -3°C ее температура должна быть не меньше +5°C. Здесь следует учесть, что данный температурный показатель, характерный для массы цемента как минимум 240 кг/м? (марка М200 и более), при использовании меньшего количества цемента температура приготовленной смеси должна быть не меньше +10°C.

Соответствующей температурной средой для твердения специалисты считают +15+20°С. Время схватывания бетона, которое напрямую зависит от его температуры, можно посмотреть в таблице.

Схема твердения конуса бетонной смеси.

Конечно, при укладке смеси из бетона с пониженной температурой окружающей среды ее прочность нарастает намного медленнее. А если температура ниже нуля, то твердение будет практически прекращено, если только в смесь не включены соли, которые способны снизить точку замерзания влаги.

Бетон, который начал уже твердеть, а после этого замерз, после оттаивания в теплой среде будет продолжать твердеть только в том случае, если в начале его твердения не было повреждения замерзающей водой. По мнению специалистов, допускается одноразовое замораживание бетона и, соответственно, его оттаивание только в том случае, когда температурный режим бетонной смеси на протяжении не менее 72 часов поддерживался на отметке не ниже +10°C.

При бетонировании с повышенной температурой окружающей среды бетон твердеет намного быстрее, особенно это характерно в условиях повышенной влажности. Обогрев бетонной смеси до температуры более 80°C приводит к быстрому ее высыханию. Исключением является лишь обработка бетона насыщенным паром в специально герметизированной камере с температурой 90-100°C или изготовление изделий на заводах в автоклаве под давлением.

Зимний период

К укладке бетонной смеси в холодное зимнее время года есть одно главное требование – приобретение бетоном прочности, достаточной для распалубки, полной или частичной нагрузки конструкции. Следствием замерзания бетонной смеси в начальной стадии является существенное снижение ее прочности после того, как произойдет оттаивание.

Данное явление происходит из-за того, что свежеприготовленный бетон насыщен влагой, которая при низкой температуре замерзает и расширяется, результатом этого становится разрыв связи между слабо схватившимся цементным камнем и поверхностью заполнителей.

График усадки при высыхании бетона.

Кроме того, при сооружении железобетонных конструкций раннее замораживание бетонной смеси значительно снизит ее сцепление с металлической арматурой.

При выполнении бетонных работ в зимний период нужно обеспечить твердение бетонной смеси во влажной и теплой среде на протяжении определенного времени. Этого можно достичь двумя способами:

  • применение внутренней температуры бетона;
  • дополнительная подача тепла.

В первом способе нужно использовать быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Специалисты рекомендуют применять различные ускорители твердения цемента, например, хлористый кальций. Таким образом, ускорение твердения бетонной смеси добивается путем уменьшения количества воды, добавления в нее воздухововлекающих и пластифицирующих добавок, а также использование при укладке высокочастотного вибратора.

Выполнение всех этих мероприятий непременно позволит ускорить твердение и даст возможность добиться достаточной прочности бетонной смеси прежде, чем она замерзнет.

Запас внутренней теплоты создается путем нагревания материалов, из которых состоит бетонная смесь, кроме того, в застывающем бетоне тепло выделяется и в результате химической реакции, которая происходит между водой и цементом (экзотермия цемента).

Следует знать, что для замешивания бетонной смеси подогревать можно только воду или воду и составные (щебень, гравий, песок). Вода подогревается до 90°С, наполнители – до 40°С.

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

Нужно учесть, что температура смеси при выгрузке из бетономешалки должна быть не более 30°С, так как при большей температуре она просто застынет и потеряет необходимую для укладки подвижность. Также следует знать, что не рекомендуется добавлять воду в приготовленную смесь, потому что это приводит к снижению ее прочности.

Непосредственно перед тем, как уложить бетон в конструкцию, его можно подогреть в специальном бункере – использовать электропрогрев. Электрический ток проникает через бетонную смесь, и она разогревается до температуры 50-70°С.

Разогретая смесь должна быть сразу же уложена, так как она достаточно быстро густеет. Процесс твердения составляет 3-7 дней, при этом бетон будет выделять весомое количество тепла. Для того чтобы на некоторое время это тепло сохранить, опалубку и открытые ее места нужно накрыть хорошим изоляционным материалом (минеральная вата, шевелин, опилки и т. д.). Данный способ называется термос. Таким способом обогрева бетонной смеси специалисты рекомендуют пользоваться для сооружения конструкций со средней толщиной.

Существует обогрев бетона с использованием пара. Водяной пар пропускается посередине двойной опалубки, которая его окружает, или по трубкам, расположенным внутри бетонной смеси. Пар может пропускаться и по каналам, которые заблаговременно вырезаются на внутренней стороне опалубки. Как правило, температура пара колеблется в пределах от 50 до 80°С.

Обогрев бетонной смеси с помощью пара позволяет достичь ее твердения в сравнительно короткое время (2 суток).

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

В данном способе подогрева используется переменный ток. Специальные пластинки-электроды из стали соединяются с электрическими проводами и укладываются с боку или сверху конструкции на начальном этапе схватывания бетона. Также могут быть использованы продольные электроды или короткие стержни из стали, которые вбиваются в бетон с последующим подключением к электрическим проводам. После того как бетон затвердеет, концы стержней просто срезаются.

Пластинки-электроды применяют, как правило, для прогрева плит и стен, поперечные стальные стержни и продольные электроды – для обогрева колонн и балок.

На начальной стадии прогрева необходимо подавать ток с низким напряжением (50-60 В). Свежеуложенная бетонная смесь при прохождении через нее электричества подогревается и затвердевает. Следует учесть, что подогрев нужно выполнять очень медленно, это позволит избежать преждевременного высушивания бетона и появления в нем трещин. Температуру бетонной смеси повышают не больше чем на 5°С/ч, таким путем необходимо довести его температуру до 60°С. При этом способе обогрева бетонной смеси она на протяжении 1-2 дней твердения наберет необходимую прочность.

Специалисты не рекомендуют использовать бетон, в приготовление которого включены противоморозные добавки, для сооружения ответственных бетонных конструкций и в сооружениях, которые будут эксплуатироваться во влажной среде.

График набора прочности бетона – таблица по времени

Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.

В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.

В чем суть процесса?

Условно, он делится на 2 этапа:

  1. Схватывание. Этот этап происходит в течение первых 24 часов после замешивания основы. Время схватываемости раствора зависит от показателей температуры в помещении или на улице. И если обеспечить должные условия, то можно ускорить схватывание бетонной массы.
  2. Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.

Интересно, что во многих источниках можно найти, от чего зависит кинетика набора прочности – температур, время. влажность, качество ингредиентов. Но мало где найдешь ответ на вопрос, за счет чего бетон набирает прочность? Это происходит в процессе гидратации цемента.

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

  • аллит;
  • белит;
  • трехкальциевый алюминат;
  • четырехкальциевый аллюмоферрит.

Первым при замесе в реакцию вступает аллит, но это самый хрупкий минерал. Далее идут алюминаты и алюмоферриты. Последним в реакцию вступает белит, он же и дает необходимую прочность. При этом он гидратируется постепенно, ежегодно набирая нужные параметры. Даже спустя 50 лет процесс гидратации идет, соответственно, все это время бетон продолжает набирать прочность.

Процесс гидратации цемента начинается с момента смешения с водой и продолжается в течение долгого времени

Что же касается именно бетона, то его параметры зависят от степени гидратации цемента. Если речь идет о низкой степени, то спустя 4 недели она достигнет искомых 90%. В высокопрочном составе через это же время будет только половина (до 49%), и в дальнейшем с течением времени она будет только нарастать. В среднем за 3-5 лет прирост составляет порядка 60%.

Что влияет на вызревание фундамента

Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:

  • температурные условия окружающей среды;
  • уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
  • марка цемента;
  • время.
Температурные условия

Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».

Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.

Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.

Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается

Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.

За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.

При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.

Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.

График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.

График набора прочности по марке цемента

Время

С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.

Марка цемента

Среднесуточная t цементной основы, °С

Срок затвердевания по суткам

1

2

3

5

7

14

28

Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной)

М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500

2

3

6

8

12

15

20

25

0

5

12

18

28

35

50

65

+5

9

19

27

38

48

62

77

+10

12

25

37

50

58

72

85

+20

23

40

50

65

75

90

100

+30

35

55

65

80

90

100

В том случае, если нормативно-безопасный срок установлен на отметке в 50%, то самым оптимальным сроком старта строительных работ будет 72-80% от заявленных марочных показателей.

Показатели влажности

Сниженные показатели влажности окружающей среды негативно отражаются на процессе твердения фундаментной базы. При полнейшем отсутствии влаги процесс гидратации практически не происходит, и набор твердости неизбежно останавливается. Именно поэтому очень важно следить за влажностью заливаемого фундамента.

Если в помещении или на улице, где осуществляется заливка или кладка фундамент, повышенная влажность (70-90°), то скорость нарастания прочностных показателей возрастает.

Прогрев до такого высокого температурного режима при минимальных значениях влажности обязательно приведет к засыханию залитой поверхности и снизит скорость твердения. Чтоб избежать таких последствий, необходимо регулярно производить увлажнение. При таких обстоятельствах в жаркую погоду твердение будет происходить очень быстро.

ВИДЕО: Сколько твердеет бетон


График твердения бетона в зависимости от температуры

Главная » Статьи » График твердения бетона в зависимости от температуры

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

Изготовление различных конструкций предполагает заливку бетона, главной характеристикой которого является прочность на сжатие. При этом нагружать конкретный элемент нельзя, пока не завершится набор прочности бетона. Данный процесс зависит от ряда факторов, к которым относятся не только внешние условия, но и состав самой смеси.

Для достижения марочного значения, как правило, требуется четыре недели (28 дней). Чтобы будущая конструкция прослужила достаточно долго, необходимо ясно представлять, как осуществляется сам процесс, и сколько времени требуется для его завершения. Процесс включает две стадии. На первой происходит схватывание бетона. На второй он твердеет и набирает прочность.

Стадия схватывания

Схватывание происходит в течение первых суток с момента его приготовления. Сколько времени потребуется для завершения первой стадии напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Теплая погода

В летний период, когда температура 20 °C и выше, на схватывание может потребоваться около часа. Процесс начнется приблизительно через два часа после приготовления смеси и завершится, следовательно, через три.

Прохладное время года

При похолодании время начала и завершения стадии сдвигается. Для схватывания требуется больше суток. При нулевой температуре процесс начинается, как правило, только через 6 – 10 часов после приготовления раствора и может длиться до 20 часов после заливки. В жаркую погоду время, наоборот, уменьшается. Иногда для схватывания достаточно 10 минут.

Уменьшение вязкости раствора

На первой стадии приготовленная смесь остается подвижной. В этот период еще можно оказать механическое воздействие, придав изготавливаемой конструкции требуемую форму.

Продлить стадию схватывания позволяет механизм тиксотропии, способствующий уменьшению вязкости смеси при оказании механического воздействия. Именно поэтому перемешиваемый в бетономешалке раствор намного дольше может находиться на первой стадии.

Однако следует учесть, что ряд процессов вызывает необратимые изменения в смеси, что негативно отражается на качестве затвердевшего бетона. Особенно быстро «сваривание» происходит в летний период.

Стадия твердения

После схватывания бетон начинает твердеть. Для завершения процесса и окончательного набора прочности может потребоваться несколько лет. Марку бетона можно будет определить через четыре недели.

Стоит учесть, что прочность бетон набирает с различной скоростью. Наиболее интенсивно процесс протекает в первую неделю после заливки бетона. Уже в первые трое суток данный показатель в нормальных условиях составляет около 30% от марочного значения, определяемого через 28 дней после заливки.

В течение первых 7 – 14 суток раствор набирает до 70 % от указанного значения, а через три месяца на 20 % превышает его. После этого процесс замедляется, но не прекращается.

Через три года показатель может вдвое превысить значение, полученное через 28 дней после заливки. Специальная справочная таблица позволяет узнать, какой процент от марочного значения наберет состав при конкретной температуре через определенное количество дней.

От чего зависит набор прочности?

На процесс набора прочности влияет множество факторов. Однако основными можно считать:

  • температуру;
  • влажность;
  • марку бетона;
  • время.
Температура

Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.

При наличии в составе различных модификаторов время твердения может уменьшаться, а температура, при которой процесс останавливается, снижаться. Производители предлагают специальные быстротвердеющие составы, способные набрать марочную прочность уже через две недели.

Потепление способствует ускорению процесса созревания бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.

Зимой может потребоваться подогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.

Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.

График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения. Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора.

Время

Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:

Марка бетона Среднесуточная температура бетона в °C Срок твердения в сутках
1 2 3 5 7 14 28
Прочность бетона на сжатие (процент от марочной)
М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500 -3 3 6 8 12 15 20 25
0 5 12 18 28 35 50 65
+5 9 19 27 38 48 62 77
+10 12 25 37 50 58 72 85
+20 23 40 50 65 75 90 100
+30 35 55 65 80 90 100

Если нормативно-безопасный срок установлен на уровне приблизительно 50%, то безопасным сроком начала работ можно считать 72 – 80% от марочного значения.

В зависимости от времени выдержки искомое значение можно определить по следующей формуле:

прочность на n-ый день = марочная прочность *(lg (n) / lg (28)). Причем n не может быть меньше 3-х дней.

Состав и характеристики цемента

Если сразу после заливки цемент способен набирать прочность благодаря своему тепловыделению, то после замерзания воды процесс неизменно остановится. Именно поэтому при выполнении работ в зимний и осенне-весенний период предпочтительно использовать смеси с противоморозными добавками.

Глиноземистый цемент после укладки способен выделить в семь раз больше тепла, чем обычный портландцемент. Именно поэтому приготовленная на его основе смесь набирает прочность даже при отрицательной температуре.

Марка также оказывает влияние на скорость процесса. Чем ниже марка, тем выше критическая прочность. Таблица наглядно отражает такую зависимость:

Марка бетона (по прочности на сжатие) Критическая прочность (процент от марочной), минимум
для предварительно напряженных конструкций 70
М15 – 150 50
М200 – 300 40
М400 – 500 30
Влажность

Пониженная влажность негативно отражается на процессе. При полном отсутствии влаги гидратация цемента становится невозможной, и твердение практически останавливается.

При максимальной влажности и высокой температуре (70 – 90 °C) скорость нарастания прочности значительно повышается. В таком режиме осуществляется пропаривание состава в автоклавах паром высокого давления.

Нагрев до столь высоких температур при минимальной влажности неизбежно приведет к высыханию залитого раствора и снижению скорости набора. Чтобы этого не произошло, следует своевременно производить увлажнение. В таком случае в жаркую погоду прочность будет набрана в минимально возможные сроки.

tehno-beton.ru

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха

Процесс твердения бетонного раствора относится к значимым этапам производства строительных работ. От его продолжительности, в конечном итоге, зависит прочность монолитной конструкции. После заливки смеси в опалубку, по графикам или таблицам устанавливается приблизительное время застывания бетона, в зависимости от температуры и влажности окружающего воздуха. Также учитывается проектная марка искусственного камня.

Что влияет на сроки твердения бетонной массы

Температурно-влажностный режим играет огромную роль в процессе схватывания и отверждения бетона. В жаркие дни поверхность монолита смачивают водой, чтобы цементному порошку хватило жидкой составляющей для полноценного завершения химических реакций. В таких условиях схватывание камня происходит гораздо быстрее, чем при низких температурах. Следует принимать во внимание тот факт, что минусовые значения и недостача воды способны даже остановить застывание растворной массы.

Лабораторные исследования показали, что оптимальной температурой окружающего воздуха для начала и продолжения процесса твердения бетона является 20-30 градусов. При этом влажность на его поверхности должна составлять не менее 90 процентов, что достигается путем полива и накрытия глыбы полиэтиленовой пленкой или рубероидом. Описанные условия позволят камню набрать 70-типроцентную прочность в течение первых пяти-семи дней после заливки опалубки. Марочные же показатели достигаются через две-четыре недели.

Конечно же, лабораторные условия перенести в реальность не представляется возможным. На открытых площадках температура и влажность постоянно меняются в зависимости от:

  • времени суток;
  • сезонных изменений;
  • климатических особенностей;
  • наличия атмосферных осадков и т.д.

Фактически, набор бетоном прочности на сжатие происходит намного дольше 28 суток, но последующий процесс твердения продвигается настолько медленно по сравнению с первой семидневкой, что после четырех недель его в большинстве случаев не принимают во внимание. Хотя при неблагоприятных условиях, спровоцированных низкой температурой, сроки застывания увеличивают на несколько дней, а то и недель.

В промышленных условиях заливку бетона допускается выполнять при минусовых температурах. Для предотвращения замерзания воды в растворе и для ускорения отверждения бетонной массы, производится ее принудительный прогрев. Нередко в раствор подмешивают специальные добавки.

Частным застройщикам рекомендуется заливать монолитные конструкции в летний период года, когда среднесуточная температура не опускается ниже 15-20 градусов.

Проведение работ следует планировать заранее. Важно позаботиться о том, чтобы срок застывания бетона закончился раньше наступления холодных ночей. В случае понижения среднесуточной температуры до уровня +5 градусов, находящийся в процессе твердения камень накрывают теплоизолирующими материалами, а при угрозе появления заморозков – над монолитной глыбой устанавливают парник.

Как упоминалось выше, продолжительность застывания бетонной массы увеличивается по мере снижения температуры окружающего воздуха. В идеале, бетон марки М300 набирает стопроцентную прочность на сжатие при +20 градусах через 28 суток, тогда как при среднесуточных показателях температуры в пределах +5 градусов прочность за четыре недели сможет достичь лишь 77 процентов. Рассматривая графики твердения бетонного камня, представляющие собой выгнутые линии, можно с уверенностью сказать, что в последнем случае срок набора проектной прочности увеличится вдвое по сравнению с предыдущим вариантом.

В определенных случаях пригрузка бетонных конструкций разрешается после 50-процентного отверждения монолита. Здесь зависимость прочности от температуры выглядит следующим образом:

  • при +20 градусах должно пройти более 3 суток после заливки опалубки;
  • при +10 градусах – не менее 5 суток;
  • при +5 – 8 дней и более.

В жаркую погоду, когда столбик термометра поднимается выше 30 градусов, для набора 55-процентной прочности может понадобиться всего лишь 48 часов. Но при столь быстром застывании бетона нагружать конструкцию рекомендуется, все же, не раньше чем через 4-5 суток. В таком случае лучше будет перестраховаться, чем переделывать работу.

semidelov.ru

Набор прочности бетона в зависимости от температуры: график

Одним из значимых показателей качества бетона является его прочность. Если заглянуть в государственные стандарты, то в них можно отыскать условия сжатия. Согласно им, прочность может быть равна пределу от М50-800. В качестве одних из наиболее часто используемых выступают марки цемента до М-500. Многие профессиональные строители и частные застройщики учитывают график набора прочности материала. О нём и пойдет речь ниже.

Для вас данная информация тоже может оказаться полезной, ведь из неё вы сможете узнать, через какой период времени после затворения раствора можно начинать дальнейшую работу. Это обусловлено тем, что манипуляции по проведению строительства могут предполагать нагружение конструкций из бетона. Наиболее часто в связке с этим речь идет о фундаментах, которые обязательно должны быть выдержаны в течение 28 дней перед началом возведения стен.

Набор прочности по графику

Набор прочности бетона в зависимости от температуры определяется графиком, который представляет собой временной интервал. В процессе этого раствор обретает эксплуатационные свойства, после чего можно проводить формирование финишного слоя. График набора прочности – это время, которое необходимо бетону для достижения нужного значения прочности. Если поддерживаются нормальные условия, то состав созреет за 28 дней.

В течение 5 дней можно наблюдать наиболее быстрое твердение. По истечении этого времени материал достигнет 70-процентной прочности. Последующие работы следует продолжать лишь через 28 дней, ведь только тогда материал достигнет 100-процентного уровня прочности.

Твердение и набор прочности бетона происходят по-разному для каждого конкретного случая. Для того чтобы определить сроки, проводятся испытания образцов. В теплое время в монолитном домостроении для обретения составом оптимальных свойств осуществляются некоторые операции. Например, материал выдерживается в опалубке, его оставляют дозревать и после удаления ограждений. Набор прочности бетона в зависимости от температуры будет происходить за разный период времени. Это объясняется еще и тем, что мероприятия могут проводиться в холодное время года. В этом случае для достижения марочной прочности необходимо обеспечить обогревание материала и гидроизоляцию бетона. Это обусловлено тем, что снижение температуры замедляет процесс полимеризации.

Рекомендации по ускорению процесса

Для того чтобы ускорить набор прочности и снизить время выдержки материала, необходимо использовать пескобетон, в котором низкое соотношение воды и цемента. Если это соотношение выглядит как 1 к 4, то сроки будут сжаты в два раза. Для того чтобы добиться такого результата, состав следует дополнить пластификаторами. Сократить срок созревания материала можно и искусственным способом, увеличив температуру.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Набор прочности бетона в зависимости от температуры материала будет происходить по-разному. В качестве примера можно рассмотреть марки бетона в пределах от М-200 до М-300, которые были затворены на портландцементе с маркировкой в пределах от М-400 до М-500. За сутки материал достигнет трехпроцентной прочности на сжатие, если его температура будет равна -3 °C. При условиях, что смесь будет иметь температуру в +30 °C, прочность за сутки составит 35%.

За трое суток прочность достигнет 8%, если температура материала будет равна -3 °C. 60% прочности удастся добиться при +30 °C температуры за этот же период времени. Если температура материала будет равна +5 °C в течение 28 дней, то прочность материала составит 77%. Стопроцентной прочности удастся добиться за 14 дней, если температура материала будет равна +30 °C.

Контроль за процессом

Набор прочности бетона в зависимости от температуры был освещен выше. Однако важно следить за процессом в течение первой недели. Мероприятия, направленные на обеспечение условий для выдержки, выражены в:

  • электрообогреве;
  • увлажнении;
  • укрывании влагозащитными и теплоизолирующими материалами;
  • обогреве тепловыми пушками.

Нужно будет уделить внимание смачиванию поверхности. Через неделю после выработки состава конструкция может быть нагружена, это верно, если температура воздуха будет равна 25-30 °C.

Дополнительно о стадиях набора прочности

Схватывание залитого бетона происходит за первые сутки после его приготовления. Частным строителем обязательно необходимо знать, какова зависимость набора прочности бетона от температуры воздуха. Например, в теплую погоду, когда температура за окном находится в пределах 20 °C, схватывание произойдет в течение часа. Процесс начнется через пару часов, отсчет необходимо вести после соединения составляющих, а завершится через 3.

Прохладное время

При похолодании начало и завершение схватывания сдвигаются. Для схватывания будет достаточно больше суток. Если температура находится на нулевой отметке, то процесс начнется минимум через 6 часов после затворения. При таких условиях он длится до 20 часов, отсчет времени начинается после того, как раствор окажется в опалубке. В жаркий день время уменьшается. Это указывает на то, что иногда для схватывания достаточно всего лишь 10 минут.

Снижение вязкости раствора

Вами обязательно должен быть изучен процесс набора прочности бетона в зависимости от температуры. Важно знать и об уменьшении вязкости. На первой стадии смесь будет сохранять подвижность. В течение этого времени на материал может быть оказано механическое воздействие, а конструкции при этом все еще можно придать нужную форму. Продлить стадию схватывания можно тиксотропией, которая будет способствовать снижению вязкости при оказании механического воздействия.

Отличным примером может стать раствор, перемешиваемый в бетономешалке. В течение этого периода раствор дольше будет оставаться на первой стадии. Но необходимо учитывать, что многие процессы вызывают необратимые изменения в растворе, что может негативно отразиться на качестве затвердевшего бетона. Например, довольно быстро происходит «сваривание» в летний период.

Стадия твердения

Набор прочности бетона, график по времени которого описан в статье, начинается после схватывания. Этот процесс все еще не закончится и через несколько лет. Но уже через 4 недели можно определить марку бетона. Прочность материала будет набираться с разной скоростью. Максимально интенсивно этот процесс будет протекать в первые 7 дней. В первые трое суток при нормальных условиях прочность достигнет 30% от марочного значения. В течение первых двух недель раствор достигнет 70% прочности от указанного значения. Через 3 месяца этот параметр увеличится на 20%, после процесс замедлится, но не прекратится. Через 3 года показатель может повыситься в 2 раза.

Дополнительно о влиянии температуры внешней среды на твердение материала

Набор прочности бетона, особенности, график которого описаны в статье, зависит от температуры. Чем холоднее, тем медленнее будет повышаться прочность. При отрицательных температурах процесс и вовсе останавливается, так как вода замерзает, а ведь она обеспечивает гидратацию цемента. С повышением температуры набор продолжится. Но при снижении этот процесс снова остановится. Если в составе присутствуют модификаторы, время твердения уменьшается, тогда как температура, при которой процесс останавливается, снижается.

В продаже можно найти быстродействующие составы, которые имеют способность придавать бетону марочную прочность через 2 недели. Так как потепление будет способствовать сокращению процесса созревания материала, то можно утверждать, что при 40 °C марочное значение будет достигнуто через 7 дней. Поэтому заливка бетона должна осуществляться в жаркую погоду. Зимой для обеспечения нормальных условий потребуется подогрев материала, а своими силами осуществить такие работы будет проблематично, ведь потребуется специальное оборудование. Кроме того, нагревать раствор до 90 °C и выше недопустимо.

Заключение

График набора прочности бетона, условия затвердевания вами обязательно должны быть изучены перед началом работ. Таким образом, согласно графику, вы сможете определить, через какое количество времени может быть осуществлена распалубка монолитных конструкций. Демонтаж опалубки может быть осуществлён только лишь после того, как прочность материала превысит 50% от марочного значения.

При этом необходимо учитывать, что если столбик опустился ниже +10 °C, то это значение не будет достигнуто и через 2 недели после заливки. При таких условиях необходимо задуматься о подогреве раствора. Нормативно безопасный срок устанавливается на 50-процентной прочности. Тогда как приступать к дальнейшим работам можно лишь после того, как марочное значение раствора достигнет 80%.

fb.ru

Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ

Комментариев:

Рейтинг: 57

Оглавление: [скрыть]

  • Как происходит набор прочности бетона
    • Что представляет собой процесс твердения бетона
    • Как осуществляют испытания
  • Способы заливки бетона при повышенных температурах

Главное свойство бетонной смеси определяет набор прочности бетона, отражающий качественное состояние монолитной конструкции. Поскольку она находится во взаимосвязи со структурой данного строительного материала, то набор прочности можно поделить на два шага, связанных со схватыванием и затвердеванием бетона. Для последнего характерно наличие физико-химических свойств, возникающих при взаимодействии цемента с водой. Кода идет формирование бетона, то гидратация цемента вызывает образование других соединений.

Схема приготовления бетона.

Как происходит набор прочности бетона

Схватывание состава может произойти в первые дни с того момента, как была изготовлена консистенция из цемента и воды. Время ее схватывания находится в прямой зависимости от температуры воздуха. Если она составляет 20°С, то может понадобиться около одного часа. Поскольку процесс застывания бетона не мгновенный, а достаточно долговременный, то для набора прочности материала может потребоваться несколько месяцев.

Зачастую схватывание цемента происходит приблизительно спустя около двух часов с того момента, как был затворен цементный раствор, а окончательный процесс может начаться приблизительно спустя три часа. Поэтому на данной стадии может помочь ускоритель схватывания бетона.

Изображение 1. График набора прочности бетона.

Начало данной стадии может быть отодвинуто в результате снижения температурного уровня, а ее продолжительность существенно возрастает. Если уровень температуры воздуха составляет 0°С, то начало этапа схватывания может произойти спустя от 6 до 10 часов после того, как произошло затворение смеси. При этом данный процесс способен растянуться на 15-20 часов. Если температуры завышены, то период схватывания бетона может быть сокращен, что составит около 10-20 мин.

Схватывание бетона предполагает то, что данный состав должен оставаться подвижным весь период, что позволяет оказывать влияние на смесь. Механизм тиксотропии, связанный с уменьшением вязкости субстанции в условиях механического воздействия на нее, то есть периодического смешивания бетона, который схватился не полностью, твердение и процесс высыхания бетона не начинаются. Данное свойство учитывают в процессе доставки раствора на бетоносмесителе, поскольку состав при этом должен перемешиваться в миксере, что позволяет сохранять все его важные свойства.

Вращение миксера машины препятствует высыханию цементного раствора, не позволяя твердеть смеси достаточно долго. Возможно и развитие необратимых последствий, которые называют «свариванием» бетона, а это снижает его полезные свойства. Данный процесс особенно быстро может происходить летом.

Вернуться к оглавлению

Ниже перечислены особенности, характерные для бетона:

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

  1. Чем ниже уровень температуры внешней среды, тем медленней твердеет состав и нарастает его прочность.
  2. Если температура не превышает нулевую отметку по Цельсию, то вода в составе начинает замерзать, а твердение смеси уже не происходит. Повышение уровня температуры влечет за собой возобновление твердения.
  3. Влажность среды позволяет всей строительной массе приобретать более высокую прочность, чем в процессе затвердевания бетона вне помещения.
  4. Процесс схватывания бетона может стать замедленным и практически непрерывным при отсутствии влаги, так как именно она необходима в первую очередь при гидратации цемента.
  5. Если температура повышается до 80-90°С, то происходит значительное увеличение скорости процесса нарастания прочности в условиях максимальной влажности.

Пар высокого давления позволяет пропаривать смесь автоклавным способом, что осуществляется только при создании соответствующих условий.

Набор прочности бетона — это непостоянная величина. Если твердение бетона происходит в нормальных условиях, то набор прочности начинается через одну-две недели, что составляет от 60 до 70% от того уровня прочности, который набирается за 28 дней. Далее он продолжается, но очень медленно. С момента, когда была произведена заливка раствора, затвердевание бетона является максимальным.

При правильном течении процесса гидратации должны соблюдаться определенные условия. Уровень влажности должен составлять от 90 до 100%, а температуры — от 18 до 20°С. При нарушении данных условий может произойти изменение времени застывания состава.

Переход воды при отрицательных температурах в твердое состояние вызывает в результате промерзания бетона давление кристаллов льда на массу частиц цемента, что может снижать качество состава.

Таблица соответствия марок и классов бетона.

Смесь начинает затвердевать и при низком уровне влажности. Это вызвано прекращением поступления влаги, что требуется для гидратации цемента.

Если для конструкции характерны идеальные условия, то гидратация возобновляется. Когда подходит к концу уже вторая неделя, то смесь уже имеет прочность, составляющую 80% от основной первоначальной прочности. После этого ее набор замедляется.

На практике по истечении 28 дней завершение набора прочности не происходит, поскольку длительность данного процесса может составлять несколько лет. Когда смесь достигает трехлетнего возраста, то его прочность соответствует 200-250% от величины, характерной для возраста бетона, равного 28 суткам.

Никто не может дать однозначного ответа на вопрос о длительности процессов твердения смеси. Все зависит от той нагрузки, которая запланирована для той или иной конструкции.

Вернуться к оглавлению

Например, если планируется строительство забора из металлического сайдинга либо досок, то для его возведения будет достаточно устройства бетонного ленточного фундамента. Если требуется начать строительство дома на бетонном фундаменте, то без помощи специалиста высокой квалификации здесь не обойтись. Процесс набора прочности в зависимости от температуры показан на рисунке (ИЗОБРАЖЕНИЕ 1).

Изображение 2. Таблица набора прочности бетона.

Марочная прочность, которая набрана за 28 суток, на рисунке взята за 100%. Оценка класса бетона производится спустя 28 суток. Осуществление процесса испытаний возможно с использованием образцов, имеющих стандартную кубическую форму. Сторона куба при этом может составлять 15 см. Температура, позволяющая выдержать образец, должна достигать 20°С, а относительная влажность колебаться в пределах 95%. Хранить смесь в виде испытуемых образцов можно в камере нормального хранения в нормальных условиях.

Если уровень температуры твердения отклоняется от нормального в наибольшую сторону, то созревание бетона будет осуществляться в условиях повышенной температуры. Если происходит ее отклонение к наименьшей стороне, то твердение бетона может предполагать сниженную температуру.

В таблице (ИЗОБРАЖЕНИЕ 2) отражена информация, связанная с набором прочности бетонного состава, имеющего марку от М200 до М300, изготавливаемого на основе портландцемента, маркой М-400 или М-500, за первые прошедшие 28 суток, что определяется среднесуточной температурой.

Вернуться к оглавлению

Среди многих факторов, оказывающих влияние на набор прочности бетонного раствора, в большей степени можно отметить следующие:

  1. Соотношение воды с цементом.
  2. Уровень уплотнения смеси.
  3. Тип цемента, необходимый при производстве раствора.
  4. Определенная температура, которая характерна в процессе твердения бетона.

Таблица критической прочности для разных марок бетона.

В подавляющем большинстве случаев, связанных с осуществлением работ с использованием раствора бетона, влияние атмосферных условий может быть слишком далеким от идеальных, поэтому необходимо принятие дополнительных мер. Когда заливка раствора осуществляется в холодный период, то отрицательные температуры требуют обеспечения прогрева смеси.

С этой целью можно применять ряд различных способов. Среди них можно выделить процесс прогрева бетона с применением электрических проводов. При этом заливку раствора делают, используя теплую опалубку. Для предотвращения процесса кристаллизации воды зимой в бетон производится ввод соответствующих антиморозных присадок.

В зимних условиях иногда может быть использован способ, который предполагает гидратацию цемента. С этой целью в бетон добавляют противоморозные вещества в небольших количествах. Температура при заливке смеси должна составлять не менее -15°С. Данные условия связаны с быстрым замерзанием воды и прекращением процесса гидратации, возобновление которого происходит только в весенний период. Применение данного метода способно приводить к процессу снижения качества бетонной конструкции.

Другое экстремальное условие связано с повышенным уровнем температуры окружающего воздуха. Данный случай позволяет увлажнять застывающий раствор. При этом после поливания раствора водой бетон должен быть укрыт специальной пленкой и слоем состава, который имеет битумную основу. Созревание бетона требует осуществления контроля над изменением объема смеси. Превышение в процентах не должно составлять 1% от первоначального уровня показателя.

Отсутствие усадки при этом является идеальным моментом, хотя на практике это не всегда становится возможным. При изменении объемов, которое имеет практическое значение, возможно применение специальных мер, далеко не всегда являющихся эффективными. Если времени на процесс высыхания бетона недостаточно, то на заливке могут появиться трещины, которые способны вызвать понижение прочности всей строительной конструкции.

tolkobeton.ru

Твердение бетона в зависимости от температуры


Время застывания бетона в зависимости от температуры, минимальная температура

Прочность бетона – это главная его характеристика, благодаря которой удается определить качество монолитно сооружения. Причина в том, что прочность напрямую связан со структурой бетонного камня. Процесс твердение бетона очень сложный. В ходе таких мероприятий происходит взаимодействие цемента и воды.

Здесь указано сколько времени застывает бетон.

Результатом гидратации цемента становится образование новых соединений, а также формирование бетонного камня. В результате твердения бетон становится прочнее, но набирается прочность не сразу, а постепенно. Для этого может понадобиться не один месяц.

Условия

Перед тем как перейти к строительным работам, необходимо учитывать конкретные условия, которые определенным образом влияют на длительность твердения бетона.

Время года

Большой процент влияния на застывание бетонного раствор оказывают окружающие факторы. С учетом температурного режима и атмосферной важности время застывания и полноценной сушки может составить несколько дней, но это при условии, что все мероприятии проходили в летнее время. Но в этом случае имеется свой недостатком, который заключается в невысокой прочность полученной конструкции. Если работы проводились в зимнее время, то конструкция будет удерживать большое количество влаги в течение месяца.

Бетон м200 цена и другие технические данные указаны в статье.

На видео рассказывается о времени застывания бетона в зависимости от температуры:

Бетон марки м200 технические характеристики и другие данные указаны в статье.

Длительность затвердевания бетона во многом определяется плотностью укладки строительного состава. Конечно, чем выше ее показатель, тем медленно осуществляется выход воду из структуры, а показатели гидратации цемента будут лучше. В промышленном строительстве такой проблеме уже было найдено решение. В этом случае задействуют виброобработку, в домашних условиях имеется альтернативный вариант – стыкование.Процесс утрамбовки

Необходимо отметить, что стяжку с высокими показателями плотности очень тяжело резать и сверлить. Здесь не обойтись без такого оборудования, как буры с алмазными напылением. Если применять сверла с обычным наконечником, то они сразу же выходят из строя.

Какова прочность бетона в15 указано в статье.

Состав
На фото показан состав бетона

Компоненты, которые находятся в составе цементной смеси, также оказывают немаловажную роль на время схватывание бетона. Если в составе находится большое количество пористых материалов, то процесс обезвоживания конструкции будет происходить намного медленнее. Если в составе преобладают такие компоненты, как песок и гравий, то вся вода начнет быстрее выходить из раствора.

Каково время набора прочности бетона, можно узнать из статьи.

Для того чтобы сделать процесс испарения благи из бетона медленнее, а также улучшить его прочностные показатели, стоит задействовать специальные добавки. Как правило, это бетонит, мыльный состав. Конечно, это потребует небольших денежных затрат, но зато вы сможете защитить свою конструкцию от преждевременного пересыхания.

Каков состав бетона для отмостки лучшего всего применять указано в статье.

Обеспечение условий затвердения

Когда нужно добиться длительного нахождения влаги в цементной смеси, то стоит выполнить монтаж гидроизоляционного материала на опалубку. При условии, что формовочный каркас выполнен из пластика, укладывать дополнительный слой гидроизоляции нет смысла. Демонтаж опалубки стоит производить только по прошествии 8-10 дней. За этот период бетон уже успел схватиться и дальше может сохнуть без опалубки. 

Добавки

Для задержания воды в бетоне можно вводить в строительную смесь различные модифицирующие добавки. Если необходимо добиться быстрого застывания и уже ходить по залитой конструкции, стоит добавлять к раствору особые ингредиенты, позволяющие добиться быстрой сцепки. 

Низкий уровень испарения

Когда бетонный раствор схватился, его сразу накрывают полиэтиленовой пленкой. Благодаря таким мероприятиям удается задержать влагу в бетону в первые дни после установки конструкции. Раз в 3 дня пленку нужно удалять и обрабатывать поверхность водой.

Расчет времени прогрева бетона в зимнее время указано в статье.

Когда момента заливки пройдет 20 дней, то пленку можно убрать насовсем и подождать, пока стяжка полностью высохнет при обычных условиях. Как правило, это занимает 28-30 дней. Уже по прошествии этого срока по основанию можно ходить и даже устанавливать различные строительные конструкции.

Время застывания при разной температуре

Необходимо обозначить, что время схватывания бетона в опалубке может достигать до 7 дней. Только после этого опалубка может быть демонтирована. В таком случае удается сохранить целостность бетонной конструкции. Но в большинстве случаев этот показатель зависит от марки бетона, а также температурных условий.

В данной статье указано сколько идет цемента на 1 куб бетона.

Таблица 1 – Время твердения бетона в зависимости от температуры

Марка бетона Время затвердения бетона Среднесуточная температура бетона, оС
-3 0 +5 +10 +20 +30
Прочность бетона на сжатие, % от 28-суточной
М200-М300 на основе портландцемента М400-М500 1 3 5 9 12 23 35
2 6 12 19 25 40 55
3 8 18 27 37 50 65
5 12 28 38 50 65 80
7 15 35 48 58 75 90
14 20 50 62 72 90 100
28 25 65 77 85 100
Минимальная температура

Осуществлять заливку бетона в холодное время года можно только при условии, что обеспечена необходимая гидро- и теплоизоляция конструкции после монтажных работ. По той причине, что низкие температуры замедляют процесс гидратации, а, следовательно, и набор прочностных характеристик, то очень важно строго выждать необходимое время. Как правило, при температурном режиме -5 градусов, для набора прочности понадобиться увеличить время в 5-7 раз, в отличие от рекомендуемой температуре в 20 градусов.

В статье описан подбор состава тяжелого бетона.

На видео рассказывается о минимальной температуре застывания бетона:

Поэтому выполнять заливку фундамента в зимнее время необходимо только при условии, что вы знаете, как правильно заливать бетон в мороз. Главное условие – это соблюдение все правил, тогда качество заливки будет не хуже, чем в благоприятные дни.

Опытные строители не экономят на строительстве и используют бетононасос. Кроме этого, важно выполнять правильный уход за бетоном. При заливке во время морозов в состав смеси стоит добавлять морозоустойчивые присадки и утеплить опалубку. После этого стоит осуществлять прогревания бетонированной площадки. Если все эти условия будут соблюдены, то будет совершенно неважно, при каком температурном режиме будет происходить заливка бетона.

Узнать сколько весит куб бетона м400 можно в данной статье.

Процесс заливки фундамент – это очень сложный процесс. Для обеспечения необходимой прочности стоит правильно выждать время затвердения. Если влажность из конструкции испариться раньше указанного срока, то прочностные показатели будут незначительные, что приведет к ухудшению качеств будущей постройки.

resforbuild.ru

Скорость твердения бетона

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.

Читайте также:  Время застывания цемента

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.

Читайте также:  Значение водоцементного соотношения бетонной смеси

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.

Page 2
  • Армирование
  • Виды
  • Изготовление
  • Инструменты
  • Монтаж
  • Расчёт
  • Ремонт

1pobetonu. ru

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

 Как правило, нормальной температурой твердения бетона принято считать 15 – 20°. Чем ниже температура, тем медленнее нарастает прочность. Если отметка падает ниже ноля, бетон будет твердеть только в том случае, если в воду добавлены соли, которые снижают точку замерзания.

В случае, когда бетон начал твердеть, а затем замерз, после оттаивания процесс продолжится. Если замерзшая вода изначально не повредила структуру бетона, то прочность материала значительно возрастет.

Твердение при высоких температурах. 

 В условиях повышенной температуры бетон затвердевает быстрее, особенно если процесс происходит в условиях повышенной влажности. При высоких температурах сложно защитить бетон от высыхания, потому нельзя нагревать его сильнее 85°. Пример исключения – обработка в автоклавах паром под высоким давлением на заводах.

 Прочность бетона, который твердеет при разных температурах (скорость не имеет значения), приблизительно определяется по проектным показателям бетона R28 умножением на коэффициенты таблицы С. А. Миронова (см. таблицу). R28 затвердевает при нормальной температуре за 28 дней. 

Производство работ и основные требования к бетону в зимний период. 

 Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.

В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток. 

Негативное влияние низких температур. 

 Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.

Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок.  

Обеспечение правильного твердения бетона зимой. 

 Стимулировать процесс можно двумя путями:

  • используя внутреннее тепло бетона;
  • передавая дополнительное тепло извне.

 В первом случае нужно использовать только быстротвердеющие высокопрочные марки цемента, например, глиноземистый или портландцемент. Рекомендуется также применить ускоритель твердения, такой как хлористый кальций, уменьшить объем воды в растворе, уплотнить его высококачественными вибраторами. Это позволит бетону набрать нужную прочность не за 28 дней, а всего за 3 – 5 суток.

Температура твердения бетона

Бетон

Срок твердения,

суток

Среднесуточная температура бетона, °С

-3

0

+5

+10

+20

+30

   

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 — М300 на портландцементе

М-400, М-500

1

3

5

9

12

23

35

2

6

12

19

25

40

55*

3

8

18

27

37

50

65

5

12

28

38

50

65

80

7

15

35

48

58

75

90

14

20

50

62

72

90

100

28

25

65

77

85

100

www. betonmo26.ru

График набора прочности бетона – определение скорости гидратации раствора

Создание различных строительных конструкций предполагает выполнение работ с цементным раствором, потому чрезвычайно важно предварительно изучить график набора прочности бетона, чтобы строительство завершилось успешно. Для достижения раствором марочной твердости обычно необходимо 4 недели, однако на протекание затвердевания могут влиять различные факторы, которые следует учитывать.

Первый этап приобретения цементом марочной твердости – процесс схватывания, который происходит за несколько суток с момента подготовки смеси. Скорость схватывания напрямую зависит от температуры воздуха:

  1. 1. Летом при достижении воздухом температуры 20 градусов по Цельсию процесс схватывания начнется уже через 120 минут после заливки смеси и полностью завершится еще через 60 минут. Итого на весь процесс уйдет примерно 3 часа.
  2. 2. При охлаждении воздуха схватывание начнется намного позже. При 0 градусов оно начинается через шесть и более часов, а на всю первую стадию твердения уйдет до суток.

Чем теплее воздух, тем быстрее схватывается смесь. Жарким летом для схватывания бывает достаточно 10-15 минут.

В жаркую погоду бетон может схватиться за 10-15 минут

Схватывание бетонного раствора приводит к началу его затвердевания, потому очень важно придать смеси нужную форму максимально быстро. При высоких температурах требуется увеличение времени схватывания, чему способствует механизм тиксотропии. Так называют способность раствора уменьшать вязкость из-за встряхивания. Из-за этого смесь в бетономешалке на протяжении длительного времени сохраняет свои качества и не твердеет.

После схватывания запускается процесс твердения. На набор максимально возможной жесткости уходит до нескольких лет, однако свои характеристики цемент приобретает уже спустя 4 недели. Процесс затвердения раствора очень неравномерен. Наиболее интенсивно он идет в течение первой недели-двух с момента заливки, за это время он приобретает до 70 процентов от своего максимального значения, после чего твердение замедляется, однако не прекращается.

Набор прочности бетона – продолжительная процедура, на которую могут оказывать влияние различные факторы. К наиболее значимым из них относят:

  • внешнюю температуру;
  • влажность воздуха;
  • марку.

Теплота воздуха – самый важный фактор, влияющий на скорость приобретения бетоном его характеристик. При прохладном воздухе процесс затвердевания происходит намного медленнее, чем жарким летом. При морозе процесс набора жесткости полностью останавливается, так как входящая в состав смеси вода замерзает, а она необходима для гидратации цемента. При повышении температуры выше нуля процесс затвердевания продолжится, но способен вновь остановиться из-за мороза.

Зимой процесс затвердевания происходит намного медленнее

Для работы в зимнее время обычно используют смеси, в состав которых входят специальные вещества, обеспечивающие ускорение процедуры затвердевания и снижающие температуру, при которой процедура гидратации останавливается. На современном рынке представлены качественные составы, твердеющие максимально быстро и способные достичь крепости за 14 дней.

Горячий воздух среды позитивно сказываются на скорости затвердевания бетона. При +40 градусах по Цельсию раствор приобретает твердость в течение первой недели. Именно по этой причине все работы с растворами принято проводить в летний период.

Зимой для ускорения процесса твердения и предотвращения замерзания воды могут использовать специальное оборудование и средства для подогрева залитой конструкции. Однако это, во-первых, требует профессиональных знаний, во-вторых, приводит к существенному удорожанию всех запланированных строительных работ. Нагрев до температуры более 90 градусов недопустим, так как из-за этого может пострадать сама структура возводимых частей.

Ниже представлен график, отражающий время набора марочной прочности бетона в зависимости от температуры. Кривые построены из расчета характеристик материала марки М400 и они позволяют определить процент прочности, набираемой за определенное количество суток в соответствии с различными температурными условиями. Первая линия – это +50 градусов по Цельсию, последняя – +5 градусов.

К примеру, график дает возможность определить, что при +50 градусах смесь за первые 2 суток наберет около 75% от марочной прочности. При +5 градусах эти же характеристики бетон приобретет только спустя 20 дней.

Существует специальное оборудование для ускорения затвердевания бетона

С помощью информации из графика можно также узнать сроки распалубки заливаемой конструкции. Распалубка может осуществляться после того, как смесь наберет более 50% от величины жесткости. Учитывая, что при температуре ниже +10 градусов для набора полной прочности бетону не хватит даже 4 недель, в таких условиях стоит задуматься о возможности подогрева заливаемых конструкций.

Определить оптимальное время заливки цементного раствора поможет приведенная ниже таблица. Она, в зависимости от марки материала и условий, показывает необходимое количество суток для гидратации.

В таблице красным цветом выделена нормативно-безопасная жесткость раствора, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях. Зеленым – безопасная твердость смеси, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях. Синим – твердость смеси, приобретаемая в течение указанного времени при определенных условиях.

Марка используемого цемента напрямую влияет на скорость затвердевания. Более того, марка определяет также критическую прочность раствора, которую он должен успеть приобрести на начальном этапе схватывания. Ниже приведено соотношение, описывающее критическую прочность (в проценте от марочной) для разных цементов:

  1. 1. М15-М150 – 50%.
  2. 2. М200-М300 – 40%.
  3. 3. М400-М500 – 30%.

Если планируется осуществлять заливку предварительно напряженных конструкций, критическая твердость будет составлять более 70% от марочной.

Что касается влажности окружающей среды, то пониженный уровень данного параметра может отрицательно влиять на процесс гидратации. Если влага будет полностью отсутствовать, то процедура гидратации цемента полностью остановится. Если же влажность будет высокой то скорость твердения будет увеличиваться. Оптимальные условия для быстрого затвердевания – высокая влажность и высокая температура.

Особенно критичной малая влажность станет для заливки при высоких температурах. Жара приведет к быстрому высыханию воды, что отрицательно скажется не только на времени гидратации, но и на характеристиках заливаемых конструкций. Из-за этого в теплое время года может требоваться периодическое увлажнение залитого цемента.

Так как на гидратацию цемента влияет множество факторов, заливку смеси необходимо осуществлять только после определения оптимальных условий и с их соблюдением. Если не учитывать влияющие на процедуру условия, все строительство способно завершиться совсем не так, как изначально планировалось и потраченные собственником деньги просто уйдут в трубу.

obustroen.ru

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Нормальной температурой среды для твердения бетона считается 15 — 20°. При пониженной температуре твердения прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже нуля твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды.

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах

Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его нарастает значительно.

При повышенных температурах бетон твердеет быстрее, чем при нормальной, особенно в условиях влажной среды. Так как при высоких температурах бетон трудно предохранить от быстрого высыхания, то нагревать его выше 85° нельзя. Исключение составляет лишь обработка насыщенным паром под давлением в автоклавах на заводах, изготовляющих бетонные изделия .
Прочность бетона, твердеющего при различных температурах в течение любого срока, может быть приблизительно определена по проектной прочности бетона R28, твердеющего 28 дней при нормальной температуре, умножением на коэффициенты, полученные опытным путем С. А. Мироновым и приведенные в табл. 1.

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных средних температурах (портландцемент средней марки)

Время набора прочности бетона от температуры

Основные требования к бетону при зимних работах и способы производства работ

Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же затвердеть и приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной загрузки или даже для полной загрузки сооружения.

При любых бетонных работах бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им 50% проектной прочности

Даже при применении быстротвердеющих цементов (глиноземистого, высокопрочного портландцемента) срок твердения бетона в теплой среде должен быть не меньше 2 — 3 суток, а при обычных цементах — 5 — 7 суток.

Опыты показывают, что замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связь между поверхностью заполнителей; и малозатвердевшим цементным камнем. Прочность бетона, тем ближе к нормальной, чем позже бетон был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

Для затвердевания бетона зимой необходимо обеспечить его твердение в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Этой цели достигают двумя способами:

  1. использованием внутреннего тепла бетона;
  2. дополнительной подачей бетону тепла извне, если внутреннего тепла недостаточно.

При первом способе необходимо применять высокопрочные и быстротвердеющие цементы, прежде всего портландцемент высоких марок и глиноземистый цемент. Кроме того, рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента — хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси и уплотнять ее высокочастотными вибраторами. Все это дает возможность ускорить сроки твердения бетона при бетонировании сооружений и добиться того, чтобы бетон приобрел достаточную прочность в течение 3—5 дней вместо обычных 28.

Внутренний запас тепла в бетоне создают, подогревая материалы, составляющие бетонную смесь; кроме того, тепло выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).
В зависимости от массивности конструкций и температуры наружного воздуха подогревают либо только воду для бетона, либо воду и заполнители (песок, гравий и щебень). Воду можно подогревать до 90°, заполнители — до 40°, цемент не подогревают. Требуется, чтобы бетонная смесь при выходе из бетономешалки имела температуру не выше 30°, так как при более высокой температуре она быстро густеет.

Загустевание, т. е. потеря подвижности бетонной смеси, затрудняет укладку, добавлять же воду нельзя, так как это понижает прочность бетона. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не ниже +5°, а при укладке в тонкие конструкции — не ниже + 20°.

В процессе твердения бетона цемент выделяет значительное количество тепла, зависящее от состава и тонкости помола цемента, температуры бетона и срока твердения. Это тепло выделяется главным образом в первые 3—5 дней твердения. Чтобы сохранить тепло в бетоне на определенный срок, необходимо покрыть опалубку и все открытые части бетона хорошей изоляцией (соломит, шевелин, опилки, шлак и т. п.), толщина которой определяется теплотехническим расчетом.

Описанный выше способ зимнего бетонирования часто называют способом «термоса», так как подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Применение Данного способа допустимо и рационально, если тепло сохраняется в бетоне по крайней мере 5—7 суток, необходимых для его первоначального твердения. Это возможно только при массивных или тщательно изолированных средних по толщине конструкциях.

У этих конструкций отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему (так называемый модуль поверхности F /V) должно быть не более 6.
Все конструкции более тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, должны бетонироваться с подачей тепла извне. Существуют три разновидности этого способа, описанные ниже.

Способы обогрева бетона

Обогрев бетона паром

Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки. Последний способ пропаривания (так называемая капиллярная опалубка) предложен А. А. Вацуро. Обычная температура пара 50—80°. При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение двух суток такой прочности, которую он приобретает на 7-й день при нормальном твердении.

Электропрогрев бетона

Электропрогрев бетона, который осуществляют, пропуская через бетон электрический переменный ток. Для этой цели стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции на бетон в начале его схватывания. При другом способе в бетон закладывают продольные и струнные электроды или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердевания бетона эти стержни срезают.

Пластинчатые электроды применяют главным образом для подогрева плит и стен, «струнные» электроды и поперечные короткие стержни — для балок и колонн.

В начале прогрева подают обычно ток низкого напряжения—50—60 в, получаемый путем трансформирования обычного тока в 220 в. Сырой бетон при пропускании тока разогревается и затвердевает. По мере затвердевания бетона его электрическое сопротивление возрастает, и напряжение приходится повышать. Нагревать бетон следует медленно во избежание высушивания и появления в нем трещин (повышать   температуру нужно не более чем на 5° в час) и доводить температуру бетона до 60.° При этих условиях бетон в течение 36—48 час. твердения приобретает прочность не меньшую, чем за 7 дней нормального твердения.

При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения, чтобы предохранить их от преждевременного замерзания (так называемый периферийный электропрогрев).

Применяется еще один способ электропрогрева бетона, который заключается в использовании так называемой «термоактивной опалубки». Это — двойная деревянная  опалубка, в которую засыпают опилки, смоченные раствором соли. В опилки через опалубку вставляют стержневые электроды и разогревают опилки и опалубку. При этом способе электроды в бетоне не остаются, и бетон равномерно нагревается, но требуется тщательный противопожарный надзор.

Обогрев воздуха, окружающего бетон.

Для этого устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, жаровни (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи. В тепляке ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для тверlения, или поливают бетон. Этот способ дороже предыдущих и применяется иногда при малых объемах бетонирования, при очень низких температурах, а также при отделочных работах

Поддержание идеальной температуры во время твердения бетона

Опубликовано Келли

Отверждение бетона звучит как простой процесс, просто смешайте цемент с водой и подождите, пока он высохнет, верно? Неправильный! Чтобы максимизировать прочность бетона, вам придется контролировать влажность и температуру, поэтому планируйте заранее.

При наблюдении за процессом твердения бетона помимо времени в игру вступают два основных фактора: погодные условия окружающей среды и температура бетонной смеси.

Проверить прогноз

Прежде всего, если достаточно жарко, когда вы не хотите отказываться от комфорта вашего кондиционера, или настолько холодно, что вам нужно надеть шапку и перчатки, вам не следует укладывать бетон!

Рекомендуется отверждать бетон при умеренной температуре от 50 °F до 90 °F. В идеальном мире температура свежего бетона должна быть выше 50 ° F, но выдержанная и поддерживаемая на уровне 50 ° F. Но если вы не можете точно достичь отметки в 50 градусов, бетон, отвержденный при этих температурах, превзойдет по прочности и долговечности бетон +90 °F.

Укладку бетона легко производить днем, но когда бетон заливают днем, охлаждение поверхности ночью может привести к растрескиванию. Один из способов – полить на ночь. Это позволяет бетону остыть, а затем повысить температуру в начале дня, давая бетону больше времени для укрепления без растрескивания под напряжением.

Испытание бетона

Чтобы температура бетона оставалась в допустимых пределах, для непрерывного мониторинга рекомендуется использовать термопарные регистраторы данных.Перед заливкой бетона можно надежно разместить одну или несколько термопар для измерения и регистрации температуры в течение всего процесса отверждения.

Испытание на зрелость обычно проводится, чтобы помочь оценить прочность бетона посредством измерения температуры с течением времени. Имейте в виду, что температуры, достигаемые на ранней стадии отверждения бетона, напрямую влияют на конечную прочность и эксплуатационные характеристики.

Длительное отверждение бетона повышает его прочность и долговечность. Американский институт бетона предполагает, что бетон должен достигать своей идеальной прочности после 7 дней отверждения при 50 ° F или 3 дней при 50 ° F для бетонной смеси с высокой ранней прочностью.


Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с решениями для регистрации данных с помощью термопар, которые обеспечивают непрерывный контроль температуры на протяжении всего процесса отверждения.

Для получения дополнительной информации позвоните нам по телефону (603) 456-2011 или напишите по электронной почте [email protected]

О Келли:

Келли Райт присоединилась к команде MadgeTech в мае 2016 года в качестве автора маркетингового контента, привнеся с собой многолетнее образование и непосредственный опыт работы в СМИ и коммуникациях.Келли вносит ключевой вклад в исследование и разработку интересного и ценного контента. Как сертифицированный менеджер HACCP, Келли демонстрирует свой опыт на мероприятиях и выставках по всей стране, представляя MadgeTech.

Мониторинг температуры твердения бетона с помощью датчиков

Одним из наиболее важных аспектов обеспечения целостности вашей бетонной конструкции является контроль ее температуры на ранних этапах строительства. Это особенно актуально в экстремальных погодных условиях, когда смешивание и отверждение бетона зависят от различных факторов окружающей среды.

Если свежезалитый бетон подвергается воздействию слишком высоких или слишком низких температур или если он не сохраняет достаточно влаги, набор прочности бетона будет поставлен под угрозу. По этой причине тщательное отслеживание колебаний температуры бетонной плиты во время отверждения жизненно важно для обеспечения прочности, качества и долговечности. Использование термометра для отверждения бетона — лучший способ обеспечить целостность вашей бетонной конструкции.

Как контролировать температуру бетона во время смешивания и твердения

В настоящее время существует множество методов, позволяющих уменьшить неблагоприятное воздействие неправильной температуры гидратации. Можно использовать два подхода или их комбинацию для контроля температуры во время фазы покоя и фазы набора прочности в процессе гидратации.

Первый подход заключается в оптимизации дизайна микса . Второй подход заключается в управлении окружающими элементами или свойствами отверждения, влияющими на температуру.

Контроль температуры бетона при расчете смеси

Чтобы поддерживать желаемую температуру во время теплоты гидратации (экзотермическая реакция в цементе), вам необходимо разработать смесь, соответствующую конкретному применению и условиям окружающей среды бетона.Вот некоторые моменты, которые следует учитывать при разработке бетонной смеси:

  • Выбор соответствующего типа цемента изменяет количество выделяемого тепла. По сравнению с цементом типа I тип III выделяет больше тепла, тип II выделяет умеренное количество тепла, а тип IV выделяет меньше тепла, чем другие;
  • Регулировка тонкости цемента (т. е. использование более мелкозернистого цемента) будет генерировать больше тепла;
  • Использование дополнительных вяжущих материалов (SCM) эффективно снижает выделение тепла во время гидратации.Замена части цемента, например, шлаком или летучей золой снижает количество химически активного материала на ранних стадиях; в свою очередь, это снижает количество выделяемого тепла и задерживает набор прочности бетона; и
  • Добавление других типов добавок, таких как замедлители и ускорители, может помочь контролировать продолжительность периода покоя (однако эти смеси обычно не влияют на выделение тепла).

Узнайте больше об оптимизации дизайна микса здесь!

Почему важна правильная температура затвердевания бетона

Отверждение бетона помогает поддерживать уровень влажности и температуры в бетоне раннего возраста, чтобы он мог достичь определенной прочности смеси.Наличие нужного количества влаги в бетоне важно, потому что химическая реакция, известная как гидратация, имеет тенденцию высушивать бетон из-за потери тепла. При бетонировании в экстремальных погодных условиях (жарко или холодно) необходимо принять определенные меры, чтобы обеспечить целостность вашей бетонной конструкции.

Бетонирование в жаркую погоду

Общее эмпирическое правило при бетонировании в жаркую погоду заключается в поддержании предела 70°C (160°F) для температуры отверждения бетона во время гидратации.Если температура бетона во время гидратации слишком высока, это приведет к тому, что бетон будет иметь высокий набор прочности на ранней стадии, но, следовательно, получит меньшую прочность на более поздней стадии, что приведет к снижению долговечности конструкции в целом. Было также замечено, что такие температуры препятствуют образованию эттрингита на начальной стадии и впоследствии способствуют его образованию на более поздних стадиях; что вызывает реакцию расширения и последующее растрескивание.

Бетонирование в холодную погоду

В Американском институте бетона (ACI) 306: Руководство по бетонированию в холодную погоду «холодная погода» определяется как три или более дней подряд низких температур, в частности, температура наружного воздуха ниже 40 ° F (4 ° C) и температура воздуха ниже 50 °. F (10°C) в течение более чем 12-часового периода.При холодном бетонировании, когда температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедляется или даже полностью прекращается до тех пор, пока температура снова не повысится. Общие рекомендации предполагают, что температура затвердевания бетона должна поддерживаться на уровне >5°C (40°F) в течение 48 часов (ACI 306).

Как экстремальные погодные условия влияют на бетон

Одним из способов избежать перегрева бетона в жаркую погоду является планирование заливки в ночное время, когда наружная температура ниже.Другой метод заключается в использовании холодной воды в смеси или охлаждении заполнителей льдом.

В холодную погоду температуру можно регулировать с помощью внешних систем обогрева, чтобы контролировать условия отверждения. Экстремальные температуры отверждения также можно регулировать при массовой заливке с помощью охлаждающих труб.

Наконечники для бетонирования в жаркую погоду

  1. Для охлаждения бетона используйте лед или жидкий азот в составе водной смеси для бетона.
  2. Избегайте укладки бетона в полдень, так как температура в это время дня обычно самая высокая.
  3. Используйте холодную воду для увлажнения боковых опалубок для перекрытий или стен.
  4. Держите на месте замедлитель испарения на случай, если температура повысится и вода начнет быстро испаряться.
  5. Если во время укладки бетона ожидается жаркая погода, используйте крупные частицы заполнителя. Более крупные заполнители сводят к минимуму вероятность усадки бетона из-за условий окружающей среды.

Наконечники для бетонирования в холодную погоду

  1. Контролируйте температуру застывания бетона в течение первых 24 часов, чтобы убедиться, что температура бетона на месте не падает более чем на 4° C (40° F).
  2. Замерзший свежий бетон в течение первых 24 часов может привести к потере 50% его потенциальной 28-дневной прочности.
  3. Поддерживайте температуру затвердевания бетона выше 4°C в течение как минимум четырех дополнительных дней после использования изоляционных покрытий или обогреваемых ограждений.
  4. Поддерживайте температуру застывания бетона выше 10° C (50° F) в течение трех-семи дней, используя свежий бетон.
  5. Никогда не заливайте бетоном промерзшую землю, снег или лед. Используйте нагреватели, чтобы оттаять землю перед заливкой бетона.

Интересуетесь мониторингом температуры в экстремальных погодных условиях? Кликните сюда!

Самый эффективный инструмент для контроля температуры твердения бетона

Процесс укладки и отверждения бетона на месте требует точных температур, чтобы не повредить структурную целостность бетона. С SmartRock, беспроводным термометром температуры твердения бетона, вам больше не нужно беспокоиться о неоднозначном времени ожидания и ошибочных испытаниях на разрыв. SmartRock предоставляет точные данные в режиме реального времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут.Бесплатное приложение вычисляет данные вашего бетона на месте, исключая догадки.

Будучи полностью беспроводным датчиком, SmartRock позволяет подрядчикам работать эффективно, не беспокоясь о торчащих проводах. Датчик полностью погружен в бетон и закреплен на арматуре в опалубке. Это означает, что вам не нужно искать провода под нагревательными одеялами или полагаться на какие-либо внешние регистраторы данных для сбора или отправки данных. Одним нажатием кнопки вы можете загрузить бесплатное приложение и мгновенно поделиться данными со своей командой!

Способность

SmartRock отслеживать влияние температуры бетона на месте и температуры окружающей среды упрощает контроль затвердевания бетона и обеспечивает оптимальные условия.Кроме того, результаты в режиме реального времени позволяют подрядчикам оптимизировать процесс нагрева, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в графике проекта, зная, когда переходить к последующим строительным операциям, таким как снятие опалубки или последующее натяжение. Согласно методу зрелости ASTM C1074 датчики SmartRock можно использовать для оценки прочности бетона на месте.

Узнайте больше о преимуществах датчиков SmartRock прямо сейчас!

Источники:
Советы и рекомендации по заливке бетона в жаркую погоду
Узнайте, как заливать бетон в холодную погоду
Бетон на практике
Бетонные конструкции

**Примечание редактора. Первоначально это сообщение было опубликовано 19 декабря 2018 года и обновлено для обеспечения точности и полноты.

Температура твердения бетона имеет значение – Powerblanket

В жарких или морозных условиях идеальная температура затвердевания бетона должна поддерживаться на уровне около 55°F для достижения оптимальной прочности бетона.

Лечение плотины Гувера

На момент завершения строительства в 1935 году плотина Гувера была самой большой плотиной в мире и чудом труда и инженерной мысли. Первая заливка началась 6 июня 1933 года. Вместо того, чтобы представлять собой единый бетонный блок, рабочие построили плотину в виде ряда отдельных колонн.Трапециевидные колонны возвышались на пять футов. Этот метод позволил рассеять огромное количество тепла, выделяемого твердеющим бетоном. Если бы плотина была построена за один раз, бетон стал бы настолько горячим, что потребовалось бы 125 лет, чтобы бетон остыл до температуры окружающей среды. Возникшие напряжения привели бы к тому, что плотина треснула и разрушилась.

Жара и сухость Невады создали дополнительные сложные проблемы с температурой заливки и твердения бетона.Когда бетон был впервые залит, речная вода циркулировала через охлаждающие змеевики из тонкостенных стальных труб диаметром 1 дюйм. Как только бетон получил первое начальное охлаждение, охлажденная вода из холодильной установки на нижней перемычке циркулировала через змеевики для завершения охлаждения.

Отверждение бетона — это искусство

Мы живем в мире, где быстрее всегда кажется лучше; однако бетон, который отверждается слишком быстро или в условиях отверждения горячего бетона, на самом деле может привести к получению слабого или нестабильного бетона.Если бетон затвердевает при более низких температурах окружающей среды (от 32°F до 50°F) при постоянном присутствии влаги, набор прочности будет медленным, но в конечном итоге бетон достигнет высокой прочности. Бетон не должен нагреваться выше 90 ° F или высыхать в течение периода отверждения.

Лучшая температура твердения бетона

Под «лучшим» мы подразумеваем «самый тщательный», а не самый быстрый. Высокие температуры означают более быстрое отверждение, но быстрое отверждение в конечном итоге означает меньшую прочность.Следующее исследование, проведенное Полом Клигером в Исследовательском бюллетене Portland Cement Association 103 , иллюстрирует эту концепцию.

Диаграмма времени отверждения бетона с температурой

В возрасте 1 дня бетон с температурой 120°F был самым прочным, а бетон с температурой 25°F – самым слабым. К 7 дням бетоны, отвержденные при высокой температуре, имели прочность не выше, чем у бетона при температуре 73°F, или даже меньше. К возрасту 28 дней высокотемпературные бетоны были слабее, чем бетоны с температурой 73°F.От 28 дней до 1 года бетон с температурой 55°F был значительно прочнее, чем бетон с температурой 73°F. Все это говорит о том, что при условии непрерывного отверждения бетон, отвержденный при температуре около 55 ° F в течение первых 28 дней, в конечном итоге достигает максимальной прочности (бетон).

Пределы температуры бетона для жаркой погоды

Бетонирование в жаркую погоду зависит не только от температуры. Высокие температуры окружающей среды, ветер и относительная влажность — все это играет роль в «жаркой погоде». В условиях горячего вереска основная проблема отверждения заключается в том, чтобы верхняя часть бетонной плиты высыхала намного быстрее, чем нижняя.По мере высыхания бетон дает усадку. Это означает, что верхняя часть будет сжиматься, а нижняя — нет. Это создает внутренние проблемы с бетоном, что приведет к повреждению плиты. Верх и низ заливки должны отверждаться с одинаковой скоростью (укладка).

Решения по температуре отверждения бетона

Слишком ГОРЯЧО?

North Slope Chillers производит переносное охлаждающее оборудование, которое защищает только что залитый бетон от тепла.Портативные, изолированные и эффективные чиллеры North Slope эффективно регулируют температуру бетона как в обычных, так и в жарких условиях.

Циркуляционное одеяло Fluxwrap сочетается с охладителем или охладителем для достижения оптимальных результатов. Циркуляционное одеяло отводит тепло к одеялу для охлаждения бетона.

  • Используйте запатентованную Powerblanket технологию распределения тепла в обратном порядке — охлаждающее покрывало отводит тепло и снижает температуру бетона.
  • Одеяло и изоляция такие же, как прочная система, используемая в нагревательных изделиях Powerblanket
  • .
  • Портативный
  • Контроль скорости отверждения только что залитого бетона даже в жарких условиях

Слишком ХОЛОДНО?

Можно ли заливать и выдерживать бетон зимой? Одеяла Powerblanket для отверждения бетона обеспечивают удобный способ эффективного и надежного отверждения бетона в холодные месяцы. Даже в теплую погоду одеяла для полимеризации Powerblanket увеличивают производительность за счет быстрого полимеризации с постоянным равномерным нагревом.

  •   Затвердевание бетона в 2,8 раза быстрее, чем у обычных изолирующих покрытий
  •   Обеспечение прочности бетона в холодную погоду до 3925 фунтов на квадратный дюйм за 72 часа
  •   Поддерживайте влажность на протяжении всего процесса увлажнения
  •   Легко устанавливается и удаляется
  •   Предотвратить цикл замораживания
  •   Оттаивание грунта и инея на рабочей площадке перед заливкой
  •   Сокращение времени простоя и повышение прибыльности
  •   Соблюдение требований ACI для бетонирования в холодную погоду

Powerblanket понимает, что значит работать над крупными бетонными проектами, когда погода и температура не благоприятствуют этому.От Статуи Свободы до крупного межгосударственного моста в Канзас-Сити — мы участвовали в акции и доказали, что наша продукция является лучшей в отрасли.

Для получения дополнительной информации о решениях ознакомьтесь с разделом «Одеяла для полимеризации бетона» от Powerblanket и найдите то, которое лучше всего соответствует вашим потребностям.

Процитированные работы

«Укладка бетона в жаркую или холодную погоду». Блог Сакрете. 16 мая 2017 г. https://www.sakrete.com/blog/placing-concrete-in-hot-or-cold-weather

«История плотины Гувера – очерки».Бюро мелиорации. 16 мая 2017 г. https://www.usbr.gov/lc/hooverdam/history/essays/concrete.html

Управление температурой укладки и отверждения бетона – ключ к успеху

Бетонирование в холодную погоду преследует три основные цели: 1) защитить только что уложенный бетон от повреждений, вызванных ранним замерзанием; 2) поддерживать условия отверждения для обеспечения надлежащего набора прочности; и 3) защитить бетон от термического удара и связанного с ним растрескивания в конце периода защиты.

Если свежеуложенный бетон замерзнет, ​​это может привести к немедленному и необратимому повреждению. Повреждение происходит из-за того, что вода (то есть вода для замеса или затворения) увеличивается в объеме на 9% при замерзании. Образование кристаллов льда и линз, в результате расширения пасты и микротрещины могут снизить прочность на сжатие и увеличить пористость затвердевшего бетона (рис. 1). Снижение прочности до 50% может произойти, если замерзание происходит в первые несколько часов после укладки или до того, как бетон достигнет прочности на сжатие примерно 500 фунтов на квадратный дюйм.Последующее отверждение не заживляет повреждения и не восстанавливает затвердевшие свойства бетона.

Свежеуложенный бетон должен быть защищен от раннего замерзания до тех пор, пока количество воды для затворения или степень насыщения не будут достаточно уменьшены в результате процесса гидратации, который описывает химическую реакцию между портландцементом или вяжущими материалами и водой. Во время гидратации степень насыщения бетонной смеси постоянно снижается, так как вода затворения соединяется с вяжущими материалами, и смесь начинает застывать и твердеть.Из-за процесса гидратации количество доступной воды для затворения для образования кристаллов льда и линз уменьшается, поэтому снижается риск необратимого повреждения в случае замерзания бетона.

При отсутствии внешних источников воды критическая степень насыщения, при которой один цикл замораживания не приводит к необратимому повреждению бетона, достигается, когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм. При заданных температурах отверждения хорошо подобранные бетонные смеси должны набрать эту прочность примерно через 24 часа.Для смесей с высоким содержанием цемента или смесей с горячей водой и химическими ускорителями прочность 500 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута намного раньше. Поэтому очень важно, чтобы свежеуложенный бетон был защищен от замерзания в течение первых 24 часов или до тех пор, пока бетон не достигнет прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм.

Когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания-оттаивания без повреждений, если бетон содержит воздух и не подвергается воздействию внешнего источника воды. Для воздействия повторяющихся циклов замораживания и оттаивания новый бетон должен достигать минимальной прочности на месте не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм, если он подвергается повторным циклам замораживания и оттаивания, и 4500 фунтов на квадратный дюйм, если также подвергается воздействию антиобледенительных химикатов.Кроме того, только что уложенный бетон или, точнее, вода для смешивания в порах бетона не замерзает до тех пор, пока температура не упадет ниже 32 ° F из-за щелочей в поровой воде и других факторов. Поэтому не паникуйте и не предполагайте, что бетон замерз, если измеренная температура бетона составляет 32°F или на несколько градусов меньше. Чтобы избежать преждевременного старения и необратимого повреждения от холода, защитите бетон от замерзания как можно скорее после укладки, уплотнения и отделки.

Рисунок 1.Крупный план отпечатков кристаллов льда в пасте из замороженного бетона. Для этого образца повреждение от мороза или микротрещины проникли в бетон примерно на 2 дюйма. Фото: Дэвид Ротштейн, DRP, компания Twining. и 73°F. Изображение предоставлено: Клигер, П. Влияние температур смешивания и отверждения на прочность бетона, RDB RX103, Ассоциация портландцемента, 1958 г., www.cement.org

Защитите, чтобы обеспечить адекватный прирост прочности

Скорость твердения и набора прочности бетона зависит от температуры бетона.Как показано на рисунке 2, низкие температуры отверждения бетона снижают скорость гидратации и, следовательно, замедляют скорость набора прочности. Для обеспечения того, чтобы вновь уложенный бетон приобрел необходимую прочность для безопасного снятия опалубки, опор и опор, а также безопасной загрузки конструкций во время и после строительства, необходимо поддерживать адекватную температуру бетона в течение периода защиты или отверждения.

Укладка бетона и температура отверждения: На всех поверхностях, на которые наносится свежий бетон, не должно быть снега, льда и стоячей воды.Не укладывайте свежий бетон на промерзшие основания или основания. Избегайте разницы температур, превышающей примерно 20°F, между свежим бетоном и базовым материалом для плит на земле; в противном случае может произойти неравномерное схватывание, быстрая потеря влаги, расслоение и растрескивание при пластической усадке.

Обычно в спецификациях по бетонированию в холодную погоду устанавливаются минимальные температуры укладки бетона, минимальные температуры отверждения бетона и периоды отверждения для защиты бетона как от раннего замерзания, так и для обеспечения адекватного набора прочности.Наиболее распространенные минимальные температуры укладки и отверждения бетона, указанные DOT, составляют 50 ° F и 55 ° F, но некоторые из них достигают 40 ° F. Некоторые DOT имеют уменьшающуюся или понижающую минимальную температуру отверждения бетона в зависимости от времени.

Большинство инспекторов измеряют температуру свежего бетона в месте доставки или укладки. Однако некоторые могут измерять бетон после укладки или в формах. Для некоторых DOT указаны только минимальные температуры укладки бетона. Вместо указания минимальных температур отверждения в этих DOT указывается минимально необходимая температура изоляции (значение R) или температура нагреваемого корпуса на основе минимального размера сечения и температуры окружающего воздуха.Несмотря на различия, каждый DOT имеет спецификации для начала отверждения сразу после отделки, чтобы поддерживать температуру только что уложенного бетона для защиты от раннего замерзания и обеспечения надлежащего набора прочности. При следующей работе обязательно узнайте минимальные температуры укладки и отверждения бетона; также не забудьте учесть падение температуры бетона во время доставки.

Периоды защиты: DOT по-разному определяют период времени отверждения. Некоторые требуют минимальных периодов времени при минимальной температуре отверждения, в то время как другие основывают минимальный период отверждения на прочности на сжатие или изгиб, в первую очередь определяемой методом зрелости.Зрелость бетона является косвенным средством оценки прочности бетона на месте путем сочетания температуры и времени (рис. 3).

Некоторые DOT требуют минимального периода отверждения в 5, 7 или 14 дней при определенной минимальной температуре отверждения для различных типов структурных элементов, в то время как другие основывают продолжительность периода отверждения на набранной прочности бетона, определяемой методом зрелости. Например, DOT часто требуют от подрядчика поддерживать температуру дорожных покрытий на уровне 40 °F или выше до тех пор, пока бетон не достигнет прочности на сжатие на месте не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, или указать, что минимальный период отверждения должен начинаться с момента укладки бетона. размещение до тех пор, пока бетон не достигнет определенного процента требуемой прочности.Если разрешено, всегда используйте метод зрелости для оценки прочности на месте, потому что это, как правило, самый безопасный и экономичный способ.

Методы защиты: Изоляционные или зимние покрытия для отверждения бетона являются наиболее экономичным средством поддержания адекватной температуры отверждения бетона, поскольку в этом методе используется тепло гидратации или тепло, выделяемое в результате химической реакции между вяжущими материалами и водой (рис. 4). ). В зависимости от массы бетона, содержания вяжущих материалов, температуры бетона и условий окружающей среды изоляция обычно может поддерживать адекватную температуру отверждения.

Накройте бетон пленкой как можно скорее, не повреждая поверхность, чтобы уловить как можно больше тепла гидратации. Улавливание раннего тепла поможет поддерживать температуру отверждения, но также будет способствовать гидратации, которая, в свою очередь, производит дополнительное тепло. Обязательно защитите края, углы и поверхности, так как эти области наиболее подвержены замерзанию и повреждениям в раннем возрасте. Обязательно наложите и закрепите одеяла, чтобы ветер и проезжающие грузовики не сдули их с бетона.

В экстремальных зимних условиях иногда теплоты гидратации недостаточно для поддержания адекватной температуры отверждения, и требуется дополнительное тепло. Дополнительное тепло может подаваться с помощью бетонных одеял с электрическим подогревом, водяных обогревателей с тепловыми одеялами зимнего отверждения и отапливаемых ограждений. Конечно, использование дополнительного тепла может значительно увеличить стоимость бетонирования в холодную погоду.

Рисунок 3. Система зрелости в пробуренной шахте опоры моста, обеспечивающая оперативный, удаленный или беспроводной доступ к температуре и прочности бетона (данные зрелости).Фото предоставлено Джоном Гнедингером, Con-Cure

Защита от теплового удара и растрескивания

По окончании периода защиты постепенно удаляйте изоляцию или другую защиту, чтобы температура поверхности постепенно снижалась в течение последующих 24 часов. В противном случае поверхность бетона может остывать слишком быстро, создавая большие температурные градиенты между поверхностью и внутренними частями бетона, и результирующие термические напряжения могут вызвать случайное растрескивание поверхности.По сути, поверхность бетона подвергается термической усадке, но внутренняя часть все еще теплая и не дает усадки, поэтому поверхность трескается. Рассмотрите возможность постепенного уменьшения количества источников тепла или оставляйте изоляцию на месте до тех пор, пока температура бетона не остынет до средней температуры воздуха. Некоторые подрядчики снимают защиту днем, когда температура выше, и заменяют ее ночью, когда температура падает; однако это дорогостоящий подход с точки зрения рабочей силы.

Спецификации

обычно ограничивают максимальное падение температуры поверхности до 50°F в течение 24 часов.Однако ваши спецификации могут отличаться (менее 50°F) или основываться на минимальном размере бетонной секции, поэтому проверьте максимально допустимое падение температуры поверхности после снятия защиты.

Предварительное планирование является ключом к успешному бетонированию в холодную погоду. При разработке или реализации вашего следующего плана бетонирования в холодную погоду рассмотрите три основные задачи: защитить бетон от раннего промерзания, защитить, чтобы обеспечить достаточный прирост прочности, и защитить от теплового удара и растрескивания.

Какая оптимальная температура для заливки бетона?

Идеальная температура для заливки бетона составляет от 50 до 60 градусов   по Фаренгейту. Это связано с тем, что бетон приобретает свою прочность и долговечность в процессе, известном как гидратация , на который могут влиять условия сильной жары или холода.

Как работает бетон

Чтобы понять, почему правильная температура так важна для заливки бетона, важно знать основы работы бетона.

Бетон

подобен рецепту, в котором есть два ключевых «ингредиента»: заполнитель и паста . Наполнитель представляет собой смесь песка и битого гравия, смешанных вместе в необходимом количестве. Паста представляет собой смесь воды и цемента (цемент представляет собой мелкий порошок, содержащий несколько элементов, таких как мелкоизмельченный камень, зола и другие минералы).

Когда заполнитель и паста смешиваются друг с другом, они образуют липкое вещество, которое легко выливается и может принимать различные формы и формы.Однако, как только это вещество остается на некоторое время в покое, оно начинает затвердевать. В конце концов, он затвердевает до такой степени, что становится похожим на камень.

Важность увлажнения

Даже после того, как бетон затвердеет, он приобретает повышенную прочность благодаря процессу гидратации (он же «отверждение»). При этом соединения в цементной смеси химически реагируют с молекулами воды в бетоне. Эти химические реакции приводят к соединению частиц цемента, образуя более прочное и связное вещество.

В то время как бетон затвердевает в течение относительно короткого времени после первоначальной заливки, процесс гидратации будет продолжаться в течение нескольких недель и даже месяцев после этого. Поэтому знающие люди говорят, что бетон со временем становится крепче. Однако, если бетон заливают или отверждают при экстремальных температурах, процесс гидратации может не работать должным образом.

Почему важно поддерживать правильную температуру

Первоначальная заливка и первые 72 часа после заливки являются наиболее важным временем в процессе гидратации.На химическую реакцию, в которой молекулы воды помогают связать частицы цемента друг с другом, влияет тепло или его отсутствие. Это означает, что заливка бетона в летние или зимние месяцы может вызвать дополнительные трудности.

Риски заливки бетона в жаркую погоду

Температура выше 90 градусов по Фаренгейту может изменить соотношение воды, цемента и заполнителя из-за испарения воды. Это может привести к более слабому конечному продукту, а также к аномалиям формы или формы.

Однако риски, связанные с жаркой погодой, меркнут по сравнению с рисками заливки бетона в холодную погоду.

Риски заливки бетона в холодную погоду

При заливке бетона при температуре ниже 40 градусов по Фаренгейту процесс гидратации может занять до 24 часов дольше. Однако наиболее опасным аспектом заливки бетона в холодную среду является замерзание и расширение воды в цементной смеси. Это расширение может привести к отрыву верхнего слоя свежего бетона от нижних слоев.В худшем случае это может в конечном итоге привести к тому, что фундамент здания треснет под тяжестью надстройки, что приведет к полному обрушению.

Кроме того, даже если сама цементная смесь не подвергается воздействию холода, если бетон заливается на очень холодную или промерзшую поверхность, он может неправильно затвердеть. Со временем слои бетона могут сдвигаться, вызывая серьезные структурные повреждения любого здания наверху.

способов достижения наилучшей температуры при заливке и отверждении

Даже при заливке бетона при экстремальных температурах есть шаги, которые профессионалы могут предпринять для достижения успеха.В жаркую погоду могут потребоваться следующие шаги:

  • Рабочие будут избегать полива в самые жаркие часы дня (полдень и день).
  • Они могут использовать более крупные (крупные) частицы заполнителя в бетонной смеси, что сведет к минимуму риск усадки от тепла.
  • Они могут охлаждать заполнитель, периодически распыляя воду на партию.
  • Они могут использовать лед как часть цементной смеси или жидкий азот для охлаждения партии.

Существуют также определенные шаги для заливки в холодную погоду, которые могут оказаться эффективными, например:

  • Использование обогревателей или матов с подогревом для оттаивания мерзлого грунта
  • Смешивание в горячей воде с цементом
  • Использование дополнительного количества цемента для повышения температуры химических реакций и ускорения гидратации
  • Использование добавок, предназначенных для ускорения процесса затвердевания
  • Использование нагретых бетонных смесей или специальных смесей, предназначенных для использования в холодную погоду
  • Использование химических ускорителей для ускорения процесса отверждения
  • Сохранение формы или каркаса бетона на месте до завершения процесса затвердевания (раннее удаление приведет к разрушению бетона)

После затвердевания бетона важно, чтобы он оставался при температуре выше 50 градусов по Фаренгейту, по крайней мере, в течение следующих двух дней, чтобы завершить процесс отверждения.Есть несколько способов сохранить бетон в нужном температурном диапазоне, например:

.
  • Использование отапливаемого корпуса, защищенного от ветра, дождя и воды. Крайне важно, чтобы в таком ограждении была достаточная вентиляция для обогревателя внутри, чтобы избежать случайного карбонизации поверхности бетона.
  • Покрытие бетона изоляционными покрытиями.
  • Укладка соломы на поверхность бетона в качестве изоляционного материала.

Партнерство с экспертами по бетону

Укладка бетона в идеальных погодных условиях требует навыков, знаний и опыта.Это еще более верно, когда заливка бетона должна выполняться при экстремально высоких или низких температурах. Один неверный шаг или неверный расчет могут привести к снижению качества конечного продукта, дополнительной работе в краткосрочной перспективе и потенциально опасным структурным последствиям в долгосрочной перспективе.

В Empire Parking Lot Services наши специалисты по бетону имеют многолетнюю подготовку и опыт за плечами и знают, как успешно выполнить заливку бетона, независимо от того, жарко или холодно может быть.Кроме того, наши рабочие обладают необходимыми навыками для выполнения ремонта бетонных парковок, тротуаров и других поверхностей по мере необходимости.

Если вы хотите приступить к проекту, связанному с бетоном, в ближайшие недели или месяцы, сотрудничайте с экспертами по бетону в Empire Parking Lot Services. Свяжитесь с нами по телефону 714-633-0300 или свяжитесь с нами через наш веб-сайт. Мы будем рады помочь.

 

Другие блоги, связанные с бетоном:

 

Роль отверждения бетона

Отверждение играет важную роль в развитии прочности и долговечности бетона.Отверждение происходит сразу после укладки и отделки бетона и включает в себя поддержание желаемых условий влажности и температуры как на глубине, так и у поверхности в течение продолжительных периодов времени. Правильно затвердевший бетон имеет достаточное количество влаги для постоянной гидратации и развития прочности, объемной стабильности, устойчивости к замерзанию и оттаиванию, а также стойкости к истиранию и образованию накипи.

Продолжительность достаточного времени отверждения зависит от следующих факторов:

  • Пропорции смеси
  • Заданная прочность
  • Размер и форма бетонного элемента
  • Погодные условия окружающей среды
  • Условия будущего воздействия е.г. тротуары, тротуары, автостоянки, подъездные пути, полы, облицовка каналов) и конструкционный бетон (например, мостовые настилы, опоры, колонны, балки, плиты, небольшие фундаменты, монолитные стены, подпорные стены) требуют минимального периода отверждения в течение семи дней при температуре окружающей среды выше 40 градусов по Фаренгейту 1 .

    Комитет 301 Американского института бетона (ACI) рекомендует минимальный период отверждения, соответствующий бетону, достигающему 70 процентов от указанной прочности на сжатие 2 .Часто указанное семидневное отверждение обычно соответствует примерно 70 процентам указанной прочности на сжатие. 70-процентный уровень прочности может быть достигнут раньше, если бетон отверждается при более высоких температурах или при использовании определенных комбинаций цемента и добавок. Точно так же может потребоваться больше времени для различных комбинаций материалов и/или более низких температур отверждения. По этой причине комитет ACI 308 рекомендует следующие минимальные периоды отверждения 3 :

    • ASTM C 150 цемент типа I семь дней
    • ASTM C 150 цемент типа II десять дней
    • ASTM C 150 цемент типа III три дня
    • ASTM C 150 Цемент типа IV или V 14 дней
    • ASTM C 595, C 845, C 1157 цементы варьируются

    Влияние продолжительности отверждения на развитие прочности при сжатии представлено на рисунке 1.

    Рис. 1. Время отверждения во влажном состоянии и увеличение прочности на сжатие

    Более высокие температуры отверждения способствуют быстрому увеличению прочности бетона, но могут снизить его 28-дневную прочность. Влияние температуры отверждения на развитие прочности на сжатие представлено на рисунке 2.

    Рисунок 2. Влияние температуры отверждения на прочность на сжатие 1) Сохранение воды для затворения бетона в процессе раннего твердения

    Заливка и погружение
    Заливка обычно используется для отверждения плоских поверхностей при выполнении небольших работ.Следует соблюдать осторожность, чтобы поддерживать температуру воды для отверждения не более чем на 20 градусов по Фаренгейту ниже, чем у бетона, чтобы предотвратить растрескивание из-за термических напряжений. Погружение в основном используется в лаборатории для отверждения образцов бетона.

    Распыление и распыление
    Распыление и распыление используются, когда температура окружающей среды намного выше точки замерзания и влажность низкая. Запотевание может свести к минимуму растрескивание при пластической усадке до тех пор, пока бетон не достигнет окончательного схватывания.

    Влажные покрытия
    Влажные покрытия, пропитанные водой, следует использовать после того, как бетон достаточно затвердеет, чтобы предотвратить повреждение поверхности.Они должны быть постоянно влажными.

    Оставленные на месте опалубки
    Оставленные на месте опалубки обычно обеспечивают удовлетворительную защиту формованных бетонных поверхностей от потери влаги. Формы обычно остаются на месте до тех пор, пока позволяет график строительства. Если формы сделаны из дерева, их следует поддерживать во влажном состоянии, особенно в жаркую и сухую погоду.

    2) Уменьшение потерь воды затворения с поверхности бетона

    Покрытие бетона непроницаемой бумагой или пластиковыми листами
    Непроницаемые бумажные и пластиковые листы можно наносить на тщательно смоченный бетон.Бетонная поверхность должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить повреждение поверхности при укладке.

    Нанесение мембранообразующих отвердителей
    Мембранообразующие отвердители используются для замедления или уменьшения испарения влаги из бетона. Они могут быть прозрачными или полупрозрачными и иметь белый пигмент. Для жарких и солнечных погодных условий рекомендуются составы с белым пигментом для отражения солнечной радиации. Отвердители следует наносить сразу после окончательной отделки.Отвердитель должен соответствовать требованиям ASTM C309 4 или ASTM C1315 5 .

    3) Ускорение набора прочности за счет тепла и дополнительной влаги

    Острый пар
    Острый пар при атмосферном давлении и пар высокого давления в автоклавах — это два метода паровой обработки. Температура пара для острого пара при атмосферном давлении должна поддерживаться на уровне около 140 градусов по Фаренгейту или ниже, пока не будет достигнута желаемая прочность бетона.

    Нагревательные змеевики
    Нагревательные змеевики обычно используются в качестве встроенных элементов вблизи поверхности бетонных элементов. Их назначение – защита бетона от замерзания при бетонировании в холодную погоду.

    Опалубки или прокладки с электрическим нагревом
    Опалубки или прокладки с электрическим нагревом в основном используются производителями сборного железобетона.

    Бетонные покрытия
    Бетонные изоляционные покрытия используются для покрытия и изоляции бетонных поверхностей, подвергающихся воздействию отрицательных температур в период отверждения.Бетон должен быть достаточно твердым, чтобы предотвратить повреждение поверхности при покрытии бетонным покрытием.

    Другие формы отверждения включают внутреннее влажное отверждение с легкими заполнителями или абсорбирующими полимерными частицами. Для элементов из массивного бетона (обычно толщиной более 3 футов) обычно разрабатывается план теплового контроля, помогающий контролировать тепловые напряжения. Дополнительную информацию можно найти в отчете Комитета 308 ACI Руководство по отверждению бетона 3 . Для специальных бетонов рекомендуется обращаться к другим отчетам ACI следующим образом:

    • Огнеупорный бетон ACI 547.1R
    • Огнеупорный бетон ACI 547.1R
    • Изоляционная бетон ACI 523.1R
    • Обширное цементное бетон ACI 223
    • роликовый уплотненный бетон ACI 207,5R
    • архитектурный бетон ACI 303R
    • Shinccrete ACI 506.2
    • , железобетонный бетон ACI 544.3 R
    • Вертикальная скользящая опалубка ACI 313

    Отверждение в холодную или жаркую погоду требует особого внимания. В холодную погоду некоторые из процедур включают в себя обогреваемые корпуса, понизители испарения, отвердители и изолирующие одеяла.Температура свежего бетона должна быть выше 50 градусов по Фаренгейту. Период отверждения холодного бетона дольше, чем стандартный период из-за снижения скорости набора прочности. Ожидается, что прочность на сжатие бетона, отвержденного и поддерживаемого при температуре 50 градусов по Фаренгейту, будет набирать прочность в два раза быстрее, чем у бетона, отвержденного при 73 градусах по Фаренгейту. В жаркую погоду отверждение и защита имеют решающее значение из-за быстрой потери влаги из свежего бетона. Отверждение фактически начинается до укладки бетона путем смачивания поверхности основания водой.Для укладки бетона в жаркую погоду можно использовать солнцезащитные и ветрозащитные средства, средства от запотевания и ингибиторы испарения. Поскольку набор прочности бетона в жаркую погоду происходит быстрее, время твердения может быть сокращено. Дополнительную информацию можно найти в ACI 306.1, Стандартная спецификация для бетонирования в холодную погоду , ACI 306R, Бетонирование в холодную погоду , ACI 305.1, Спецификация для бетонирования в жаркую погоду и ACI 305R, Бетонирование в жаркую погоду

    4


    Образцы для испытаний на отверждение бетона Отверждение образцов бетона для испытаний обычно отличается от отверждения бетона, уложенного во время строительства.Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало два стандарта изготовления и отверждения образцов бетона. ASTM C192 6 предназначен для лабораторных образцов, а ASTM C31 7 предназначен для полевых образцов. Оба документа содержат стандартизированные требования к изготовлению, отверждению, защите и транспортировке образцов бетона в полевых или лабораторных условиях соответственно.

    ASTM C192 обеспечивает процедуры для оценки различных смесей в лабораторных условиях.Обычно он используется на начальном этапе проекта или в исследовательских целях.

    ASTM C31 используется для приемочных испытаний, а также может использоваться в качестве инструмента принятия решения об удалении формы или крепления. В зависимости от предполагаемого назначения стандарт определяет два режима отверждения: стандартное отверждение для приемочных испытаний и отверждение в полевых условиях для удаления формы/подпорки. Изменение стандартного отверждения испытательных образцов может существенно повлиять на измеренные свойства бетона. По данным Национальной ассоциации товарных бетонных смесей 8 (NRMCA), прочность бетона, отвержденного на воздухе в течение одного дня с последующим 27-дневным отверждением во влажном состоянии, будет примерно на 8 процентов ниже, чем у бетона, отвержденного во влажном состоянии в течение всего периода.Снижение прочности составляет 11% и 18% для образцов бетона, первоначально выдержанных на воздухе в течение трех и семи дней соответственно. Для тех же комбинаций отверждения воздух/влажность, но при температуре отверждения на воздухе 100 градусов по Фаренгейту, 28-дневная прочность будет примерно на 11%, 22% и 26% ниже соответственно.

    Ссылки

    Стим

    STEVE KOSMATKA et al, Дизайн и контроль бетонных смесей, 15-й издание, EB001, PCA Engineering Bulletin EB 001, Портленд цементное объединение, Skokie, IL 2002

    Технические характеристики для структурного бетона , АКИ 301 (www.бетон.org)

    Руководство по отверждению бетона , ACI 308R-01 (www.concrete.org)

    ASTM C309, Стандартные технические условия на жидкие мембранообразующие составы для отверждения бетона (www.astm.org) (www.astm.org) Лаборатория (www.astm.org)

    ASTM C31 / C31M, Стандартная практика изготовления и отверждения образцов бетона для испытаний в полевых условиях (www.astm.org)

    Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре

    Таблица 1 Время схватывания бетона при различной температуре Использование добавок и их Влияние на время схватывания

    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 схватывания (часы)
    100 или Ф (38 или С) 1-2/3
    90 или Ф (32 или С) 2-2/3
    80 или F (27 или C) 4
    70 или F (21 или C) 6
    60 или Ф (16 или С) 8
    50 или Ф (10 или С) 11
    40 или Ф (4 или С) 14
    30 или F (-1 или C) 19
    20 или F (-7 или C) Установка не произойдет
    Замедление начального времени схватывания за счет использования добавки влияет на тремя факторами: температурой окружающей среды, применяемой дозировкой и время добавления в партию.

    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.

    Рис. 1 Влияние температуры бетона и замедлителя схватывания на схватывание Время

    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.

    Рис. 2 Влияние различных добавок на время схватывания бетона

    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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.