Самым важным показателем качества бетонов является прочность материала. Согласно требованиям ГОСТ в условиях сжатия она может варьировать в диапазоне М50-800. Наибольшей популярностью пользуются марки цемента М100-500.
Твердение бетона
Бетон – это искусственный каменный материал, который получается при твердении оптимально подобранной смеси из воды, вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителя, а также специализированных добавок. Крупным заполнителем служат куски гравия или щебня, а мелким – песок.
При смешивании всех компонентов образуется цементное тесто, которое постепенно затвердевает, образуя прочный искусственный камень. В зависимости от качества смеси, марки цемента и входящих в состав добавок бетон имеет разные сроки твердения.
При нормальных условиях, то есть при влажности около 100% и комнатной температуре, время набора прочности бетона составляет 28 суток. В условиях современного строительства это слишком большой срок, поэтому зачастую твердение бетона ускоряют.
Срок твердения бетона
Подавляющее большинство самодеятельных строителей считают по не совсем понятным причинам, что за окончанием укладки в опалубку либо завершением работ по выравниванию стяжки процесс бетонирования законченным. Между тем, время схватывания бетона значительно больше, чем время на его укладку. Бетонная смесь – живой организм, в котором по окончании укладочных работ происходят сложные и протяженные по времени физико-химические процессы, связанные с превращением раствора в надежную основу строительных конструкций.
Прежде чем производить распалубку и наслаждаться результатами приложенных усилий, нужно создать максимально комфортные условия для созревания и оптимальной гидратации бетона, без которой невозможно достижение требуемой марочной прочности монолита. Строительные нормы и правила содержат выверенные данные, которые приведены в таблицах времени схватывания бетона.
| Температура бетона, С | Срок твердения бетона, сутки | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 14 | 28 | |
| Прочность бетона, % | |||||||||
| 0 | 20 | 26 | 31 | 35 | 39 | 43 | 46 | 61 | 77 |
| 10 | 27 | 35 | 42 | 48 | 51 | 55 | 59 | 75 | 91 |
| 15 | 30 | 39 | 45 | 52 | 55 | 60 | 64 | 81 | 100 |
| 20 | 34 | 43 | 50 | 56 | 60 | 65 | 69 | 87 | — |
| 30 | 39 | 51 | 57 | 64 | 68 | 73 | 76 | 95 | — |
| 40 | 48 | 57 | 64 | 70 | 75 | 80 | 85 | — | — |
| 50 | 49 | 62 | 70 | 78 | 84 | 90 | 95 | — | — |
| 60 | 54 | 68 | 78 | 86 | 92 | 98 | — | — | — |
| 70 | 60 | 73 | 84 | 96 | — | — | — | — | — |
| 80 | 65 | 80 | 92 | — | — | — | — | — | — |
Содержащиеся в официальных таблицах данные, конечно, должны служить ориентиром при самостоятельном обустройстве бетонных или железобетонных конструкций. Но применение таких данных должно происходить в плотной практической привязке к реальным условиям строительства.
Время затвердевания бетона
Набор прочности бетона -Время затвердевания бетона на 100%. По ГОСТу оно составляет 28 суток с момента заливки бетонной смеси. Но при оптимальной температуре, уже в первую неделю смесь застывает более интенсивно и набирает около 75% прочности. После 28 дней процесс набора прочности не останавливается, и свойство материала может измениться спустя 200-300 суток даже в два раза. Так, например, бетон М200-М250 через несколько лет может набрать прочность, соответствующую бетону М300- М350.
Бетон — надежный строительный материал и имеет широкий спектр применения, как в индивидуальном, так и в промышленном строительстве. В зависимости от пропорций и качества его состава меняется прочность конечного материала. Именно от этого параметра зависит назначение марки и класса бетона. Чем выше обозначение, тем выше прочность.
Процесс набора
Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.
Вернуться к оглавлению
Схватывание
Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения, б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода, 2 — вода, 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.
Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.
Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.
Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.
Вернуться к оглавлению
Твердение
Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.
Вместе с тем на этой стадии скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.
Вернуться к оглавлению
Факторы, влияющие на скорость набора прочности бетона
Факторы, от которых зависят сроки схватывания и твердения бетонной смеси:
- активность цемента, его марка;
- введение добавок-ускорителей твердения;
- соотношение вода-цемент в растворе;
- способ укладки и уплотнения бетонной смеси;
- технология приготовления смеси;
- влажность;
- температура окружающего воздуха.
Набор прочности бетона напрямую зависит от температуры. Бетон может твердеть только при положительных температурах, так как в его составе присутствует вода. При замерзании воды процесс набирания прочности прекращается, он возобновляется, когда столбик термометра поднимется выше нуля, но бетон при этом становится менее прочным.
Чем больше температура, тем интенсивнее идет процесс твердения.
График набора прочности бетона в зависимости от температуры:
* На графике изображен процесс твердения бетона марки В25.
Уход за бетоном после заливки: основные цели и методы
Процессы, связанные с проведением мероприятий, которые предшествуют распалубке, содержат несколько технологических приемов. Цель выполнения таких мероприятий одна – создание железобетонной конструкции, максимально соответствующей по своим физико-техническим свойствам параметрам, которые заложены в проект. Основополагающим мероприятием, безусловно, является уход за уложенной бетонной смесью.
Уход заключается в выполнении комплекса мероприятий, которые призваны создать условия, оптимально соответствующие происходящим в смеси физико-химическим преобразованиям, во время набора прочности бетона. Неукоснительное следование предписанным технологией ухода требованиям позволяет:
- свести к минимальным значениям усадочные явления в бетонном составе пластического происхождения;
- обеспечить прочностные и временные значения бетонного сооружения в параметрах, предусмотренных проектом;
- предохранить бетонную смесь от температурных дисфункций;
- препятствовать прелиминарному отвердению уложенной бетонной смеси;
- предохранить сооружение от различного происхождения воздействий механического или химического генеза.
Процедуры ухода за свежеобустроенной железобетонной конструкцией следует начинать непосредственно по окончании укладки смеси и продолжаться до тех пор, пока ей не будет достигнуто 70 % прочности, предусмотренной проектом. Это предусматривается требованиями, изложенными в пункте 2.66 СНиПа 3.03.01. Распалубку можно провести и в более ранние сроки, если это обосновано сложившимися параметрическими обстоятельствами.
После окончания укладки бетонной смеси следует провести осмотр опалубочной конструкции. Цель такого осмотра – выяснение сохранения геометрических параметров, выявление протечек жидкой составляющей смеси и механических повреждений элементов опалубки. С учетом того, сколько времени застывает бетон, точнее сказать – с учетом времени его схватывания, проявившиеся дефекты необходимо устранить. Среднее время, за которое может схватиться свежеуложенная бетонная смесь, составляет около 2-х часов, в зависимости от температурных параметров и марки портландцемента. Конструкцию необходимо предохранять от любого механического воздействия в виде ударов, сотрясений, вибрационных проявлений столько, сколько времени сохнет бетон.
Стадии набора прочности бетонной конструкцией
Бетонная смесь любого состава имеет свойство схватываться и получать необходимые прочностные характеристики при прохождении двух стадий. Соблюдение оптимального соотношения временных, температурных параметров и значений приведенной влажности имеет определяющее значение для получения монолитной конструкции с запланированными свойствами.
Стадийные характеристики процесса заключаются в:
- схватывании бетонного состава. Время предварительного схватывания не велико и составляет ориентировочно 24 часа при средней температуре +20 Со. Начальные процессы схватывания происходят в течение первых двух часов по затворении смеси водой. Окончательное схватывание происходит, как правило, в течение 3–4 часов. Применение специализированных полимерных добавок позволяет, при определенных условиях, период начального схватывания смеси сократить до нескольких десятков минут, но целесообразность такого экстремального метода бывает оправданной по большей части при поточном производстве железобетонных элементов промышленных конструкций;
- отвердевании бетона. Бетон набирает прочность, когда в его массе протекает процесс гидратации, иными словами – удаление воды из бетонной смеси. Часть воды при прохождении этого процесса удаляется при ее испарении, другая часть связывается на молекулярном уровне с составляющими смесь химическими соединениями. Гидратация может происходить при неукоснительном соблюдении температурно-влажностного режима отвердевания. Нарушение условий приводит к сбоям в прохождении физико-химических процессов гидратации и, соответственно, к ухудшению качества железобетонной конструкции.
Контроль за набором прочности
В первую неделю бетон обогревают, увлажняют, проводят тепло- и гидроизоляцию. Особенно важно правильно увлажнять раствор. При температуре воздуха от 25 до 30 градусов бетон нагружают уже спустя неделю после заливки.
Чтобы узнать, как эффективно бетонное изделие будет справляться с нагрузками, используют специальные приборы. Благодаря им можно определить прочность. Устройством для ее определения рассчитывают предельные нагрузки, допустимые для бетонного изделия или кирпича. Чтобы определить показатель, пользуются двумя методами:
- Разрушающий способ. Часть готового материала в форме кубика раздавливают под прессом.
- Неразрушающий метод. При его использовании параметры бетона измеряют без разрушительных воздействий.
Большей популярностью отличается второй способ. Для этой цели используют устройства упругого отскока, приборы с ультразвуковой технологией или ударного отскока.
При помощи портативных измерителей можно точно определить нужный параметр, не затрачивая много времени. Существуют разные механизмы, которые отличаются принципом работы. Приборы отличаются функционалом:
При помощи таких устройств легко узнать прочность материала.
Набор прочности бетона по суткам
Таблица прочности бетона по суткам в зависимости от температуры
Заказать с доставкой
- — круглосуточная отгрузка на объект 24х7
- — цена для Юр Лиц с НДС -20%
Пн-Сб с 9.00-21.00 | Звоните: +7 (499) 348-88-99
Выберите необходимый город*
Методы ускорения твердения бетона
Существует несколько наиболее часто используемых методов ускорения набора прочности бетона:
Режимы термовлажностной обработки:
- выдержка (2-3 часа);
- подъём температуры со скоростью 25-30 °С/ч;
- изотермический прогрев (t=80-90 °С), продолжительность: 6-8 часов;
- снижение температуры со скоростью 30-40 °С/ч.
После того, как бетон прошел ТВО, он приобретает 70-100% прочность бетона 28-суточного твердения.
- внутренний прогрев, который происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через бетон;
- обогрев изделия внешними источниками. Это могут быть инфракрасные излучатели, или контактные электронагреватели.
Важно! Изделия должны быть закрыты пароизоляционной пленкой. Это поможет избежать испарения воды.
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.
| Марка цемента | Время твердения различных марок бетона | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| за 14 суток | за 28 суток | |||||||
| 100 | 150 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | |
| 300 | 0.65 | 0.6 | 0.75 | 0.65 | 0.55 | 0.5 | 0.4 | — |
| 400 | 0.75 | 0.65 | 0.85 | 0.75 | 0.63 | 0.56 | 0.5 | 0.4 |
| 500 | 0.85 | 0.75 | — | 0.85 | 0.71 | 0.64 | 0.6 | 0.46 |
| 600 | 0.9 | 0.8 | — | 0.95 | 0.75 | 0.68 | 0.63 | 0.5 |
Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.
Классификация бетонов
Различают несколько типов бетона по эксплуатационным характеристикам:
- тяжелы составы, выполненные из цементов М50-800;
- легкие бетоны, которые имеют пористые заполнители (М50-450);
- ячеистые составы, в которые входят легкие и особо легкие бетоны (от М50 до М150).
Устанавливают марку бетона в процессе подготовки проекта, который необходим при возведении объекта.
Набор прочности материала на растяжение растет при повышении марки цемента по прочности на сжатие. Учитывая область использования бетона, определяют как марку, так и класс его прочности. Самыми неустойчивыми к нагрузкам считаются бетоны М50, М75 и М100. Они не используются для ответственных конструкций.
При устройстве домов, для которых требуется повышенная прочность основания, используют бетон М300. При создании бетонной стяжки можно применять состав М200. Цементные изделия, начинающиеся от М500, относятся к категории самых крепких.
Разница в прочности марок объясняется составляющими их компонентами. Важно точно соблюдать пропорции. Наилучших показателей можно достичь, используя большую долю связующего вещества.
Для перевода марки в класс применяют такую формулу:
B=(M*0.787)/10
Здесь B означает класс, а M – марку. Больше узнать о марках и классах можно из таблицы.
Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетона
Основным документом, в котором прописаны правила контроля прочности бетона, определены его сроки и условия твердения, является ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Также бетонные работы регламентируются ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».
В промышленном строительстве процесс набора прочности бетона может регулироваться локальными правовыми актами, к примеру, правилами производства работ.
Влажность
Низкая влажность негативно отражается на процессе затвердевания бетона и набора им прочности. Когда в воздухе мало влаги, не происходит гидратации цемента. В результате процесс отвердения бетона не происходит.
Высокие показатели температуры и влажности хорошо сказываются на наборе прочности. При 70-90 градусах прочность нарастает стремительно. В этом режиме составы пропариваются в автоклавах при высоком давлении.
Однако чрезмерное нагревание бетона приведет к его высыханию и потере прочности. Исключить эту ситуацию можно увлажнением. В жаркую погоду бетон набирает прочность быстрее, поэтому работы лучше проводить летом.
Температура, оптимальная для быстрого затвердевания бетона, равна 30 градусам. В таких условиях состав наберет 97% нормативной прочности за 11 дней. При пяти градусах камень не достигнет безопасного показателя даже за 2 недели. Это требует разогревания и утепления укладки.
Заключение
Показатели твердости и прочности бетонных изделий меняются под воздействием различных условий и факторов. Задачей инженеров-строителей является подбор оптимальной бетонной смеси и создание определенных внешних воздействий для обеспечения необходимой прочности бетона, которая достигается за тот или иной период времени.
