Бетон набирает прочность: Как бетон набирает прочность? | ERKON

Содержание

Что такое прочность бетона и от чего зависит твердение материала

Бетон представляет собой твердый строительный материал искусственного происхождения, который получают путем соединения цемента, щебня, песка и воды. От соотношения вода-цемент зависит прочность бетона — величина, меняющаяся во времени, — один из основных и важнейших показателей качества бетона. Также для добавления теплоизоляционных свойств в бетонный раствор добавляют специальные компоненты, например, керамзитовая крошка, обладающие определенными теплосохраняющими качествами.

 

Как бетон набирает прочность? Условия твердения и набор прочности бетона

 

Набор прочности бетона во времени имеет прямую зависимость — материал набирает прочность постепенно и в течение нескольких лет. Кроме того качество бетона зависит от общих условий производства и твердения:


- тщательное и длительное перемешивание, которое для больших объемов могут обеспечить лишь специальные машины;


- температура воздуха 20±2°С;


- влажность не менее 90%.

 

 

Набор прочности бетона в соответствии с его маркой происходит за 28 дней; специалист может определить ее значение в любой из этих дней по формуле:


Прочность бетона на день n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней.


К примеру, прочность бетона на 7 сутки при соблюдении условий затвердевания, для марки М50 составляет: набор прочности бетона на 7 день = 46 * lg7 / lg28 = 27,15 (МПа) или 60% от марочной прочности.

 

 

Для необходимого содержания влаги в окружающей среде и для обеспечения беспрерывного процесса твердения, бетон сразу после укладки, и в процессе эксплуатации конструкции, необходимо обильно поливать водой (смачивать). Другой фактор, влияющий на скорость затвердевания — понижение температурных показателей, которое уменьшает ее значение. Справедлива и обратная зависимость, при которой на графике набора прочности бетона видно, как повышение температурных значений, с соблюдением необходимого уровня влажности в воздушном пространстве определенного участка, приводит к ускорению набора прочности бетоном. Данное свойство материала используется, например, для проведения заводской пропарки смеси, применяемой при изготовлении бетонных свай.

 

Что представляет собой график набора прочности бетона и как выбрать марку цемента для производства бетона

 

В строительной сфере используют график набора прочности бетона, который наглядно демонстрирует зависимость временного момента, необходимого для набора 100%-ой прочности, от температурного режима и уровня влажности окружающей среды. Данный фактор важен для операций по уходу за недавно вылитым бетонным слоем и защиты от механических повреждений свежей бетонной кладки, а также, для определения сроков проведения работ и периодов сдачи строительных объектов в эксплуатацию.

 

 

 

Укладка бетона в зимнее время имеет свои особенные технологические параметры, которые влияют на скорость твердения материала. Выделение тепла собственно бетоном после заливки в течение 1 суток позволяет ему набрать небольшую прочность, однако при дальнейшем действии низких температурных режимов и при отсутствии специальных присадок, бетон замерзает без приобретения необходимой твердости. Эксплуатационный уход за бетонным слоем, который еще не набрал установленной технологическими нормами прочности, определен регламентами, которые объединены одним общим положением: бетонную массу необходимо согревать до набора ею определенного процента уровня прочности.


Бетон при схватывании выделяет значительное количество тепловой энергии, при этом увеличивается риск преждевременного высыхания и снижается скорость его замерзания. В связи с этим, принимая в расчет сезон проведения работ с бетоном, применяют:


• летом — портландцемент, который выделяет мало тепла: 200 кДж на 1 кг/7 дней;
• зимой — глиноземистый цемент, выделяющий много тепловой энергии: 200 кДж на 1 кг/1 день.

 

 

Кроме того, для ускорения набора прочности бетоном в условиях минимальной влажности используют пескобетон, с низким водоцементным отношением, а также, добавляют в бетон суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и пр. )


При выборе марки цемента для производства бетона учитывают не только сезон проведения работ. Это и назначение конструкции, условия эксплуатации с учетом величины отпускной прочности бетона для сборных сооружений и проектный срок использования объектов строительства. Принимая бетонную кладку, при наступлении расчетного срока набора прочности, или определяя качество заводских монолитных элементов из бетона, необходимо осуществлять их проверку по следующим основным критериям:


- внешний вид;
- соответствие проектным геометрическим размерам;
- соответствие проектным уровням наклона и выравнивания;
- наличие закладной части (если обусловлено проектом) и ее антикоррозийная защита;

Набор прочности бетона: графики, особенности, факторы

Все жилые здания и хозяйственные постройки выполняются с применением бетона. В зависимости от его класса, вы можете выложить аллейки, создать фундамент, несущие конструкции, дом, фонтан в саду. Чтобы конструкция прослужила долго, важно использовать правильные марки материалов, соответствующей прочности.

Содержание статьи

Какой бывает прочность бетона

Многие считают бетон прочным и долговечным материалом, и это справедливо. Но есть разные способы оценки его прочности, как и разные виды. Знания о прочности конструкций позволят избежать дефектов и ускоренного разрушения постройки, включая появление трещин и досрочный выход здания из строя.

Прочность на сжатие бетона

Это наиболее известное, распространенное и общепринятое измерение прочности, которое применяют для оценки характеристик конкретной смеси. Прочность на сжатие измеряет способность бетона выдерживать расчетные нагрузки, и соответственно, позволяет уменьшить количество задействованного бетона в конструкции.

Прочность на сжатие проверяют путем разрушения цилиндрических образцов бетона в специальной машине, предназначенной для измерения этого показателя.

Единица измерения кгс/кв. см.  Чем выше значение, тем бетонная смесь прочнее и тем больше ее цена. И чем прочнее бетон, тем он долговечнее.

Прочность на сжатие является главным критерием для ответа на вопрос, будет ли конкретно взятая смесь бетона соответствовать потребностям конкретной работы.

Каждая бетонная конструкция имеет свой диапазон прочности на сжатие. Например:

  • бетон М100 имеет среднюю прочность (кгс/кв. см.) 98;
  • М150 - 131-164;
  • М200 - 196;
  • М250 - 262;
  • М300 - 302;
  • М350 - 327;
  • М400 - 393.

Прочность на сжатие обычно проверяется через семь дней, а затем снова через 28 суток, чтобы определить диапазон прочности на сжатие.  Семидневный тест проводится для определения раннего усиления конструкции, но в стандартах подразумевается результат 28-ми дневного теста.

Для строительной конструкции используют понятие класса прочности, который соотносится с маркой. Например, класс В3,5 соответствует марке бетона М50.

Прочность на разрыв

Прочностью на разрыв называется способность бетона противостоять разрушению или растрескиванию при растяжении. Этот параметр влияет на размер трещин в бетонных конструкциях и степень их возникновения. Трещины появляются, если растягивающие усилия превышают предел прочности бетона.

Обычно бетон имеет более низкую прочность на разрыв по сравнению с прочностью на сжатие.  Из чего следует, что бетонные конструкции, испытывающие растягивающее напряжение, должны быть усилены материалами с высокой прочностью на разрыв, например, сталью.

Непосредственно проверить прочность бетона на разрыв сложно, поэтому используются косвенные методы. Наиболее распространенными косвенными методами являются прочность на изгиб и разделенная прочность на растяжение. Параметр определяют с помощью испытания на разрыв бетонных цилиндров.

Прочность бетона на изгиб

Такой вид прочности используется как еще один измеритель прочности на разрыв. Он определяется, как мера неармированной бетонной плиты или балки, способная противостоять разрушению при изгибе. Другими словами, это способность бетона сопротивляться изгибу. Прочность на изгиб обычно составляет от 10 до 15 процентов прочности на сжатие, в зависимости от конкретной бетонной смеси.

Измеряют прочность на изгиб для влажного бетона. Поэтому при описании прочности на бетона, чаще используются результаты испытаний прочности на сжатие, поскольку эти числа более надежны.

От чего зависит набор прочности бетона?

Главные причины, которые влияют на прочность бетона дополняются химическими процессами, влиянием атмосферы, взаимодействием с влагой. Все это факторы, которые влияют на прочность. Избежать этого невозможно. Но можно учесть на этапе проектирования.

Дополнительные причины, влияющие на проектную прочность бетона, включают:

  1. Соотношение вода / цемент. Чем меньше воды, тем прочнее цемент, но тем труднее работать. Например, бетонная смесь, содержащая 400 кг цемента и 240 литров (= 240 кг) воды, будет иметь отношение вода / цемент 240/400 = 0,6. В смесях, где соотношение выше, можно говорить о наличии пор, заполненных водой или воздухом.
  2. Пористость бетона: пустоты в бетоне можно заполнять воздухом или водой. Чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси.
  3. Дозирование. Традиционный бетон состоит из воды, цемента, воздуха и смеси песка, гравия. Правильное соединение этих ингредиентов является ключевым для достижения более высокой прочности бетона. Например, смесь, в которой много цемента легче заливать, но она легко растрескивается и не выдержит испытания временем.
    И наоборот, при малом количестве цемента получится грубый и пористый бетон.
  4. Смешивание. Прочность имеет тенденцию усиливаться до определенного момента. Чем дольше вы размешиваете, тем больше испарится воды и смесь станет менее прочной.

Дополнительные факторы:

  • 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 твердения 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 прогрев 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 набора прочности бетона по суткам

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 приготовленный на его основе бетон набирает марочную 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 бетонов 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 бетона 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.

Способы определения прочности бетона на сжатие в лабораторных условиях

Все испытания проводятся в сертифицированной лаборатории и соответствуют требованиям, описанным в ГОСТ 10180-2012. Согласно правилам, описанным в документе, для исследования подходят:

  • кусок бетона кубической формы с длиной ребра 100-300 мм и шагом 50 мм;
  • бетонный цилиндр с диаметром основания 100-300 мм и шагом 50 мм; высота цилиндра должна быть равна или больше диаметра основания.
Один из способов определения прочности бетона

Лабораторный образец изготавливается также, как это происходило бы по правилам в реальных условиях. Затем его загружают в испытательную машину-пресс и начинают прилагать равномерное усилие до тех пор, пока испытательный образец не будет разрушен. В испытании используют несколько образцов для того, чтобы определить среднее значение. Метод применяется в заводских или лабораторных условиях.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона или способы определения прочности на месте

Оценка прочности бетона на месте является основной проблемой при оценке состояния существующей инфраструктуры или при контроле качества нового строительства. Поэтому кроме лабораторных методов определения прочности строителям важны и те, которые позволяют измерить ее на месте. Это неразрушающие методы, использующие показания приборов.

Регламентируется такой способ измерения другим ГОСТом - 22690-2015 "Бетоны. Определение прочности механическими методами". Для тестирования тоже применяют электронный измеритель прочности бетона, который изучает прочность при помощи ударного импульса.

К неразрушающим методам относится метод отскока. Он состоит в ударе и последующем измерении отскока массы молота с пружинным приводом после его удара о бетон. Благодаря простоте и дешевизне способ используется довольно часто. Существуют эмпирические корреляции между прочностными характеристиками и числом отскока.  Поэтому его считают достаточно надежным.

Достоинства метода:

  • его легко можно применить в полевых условиях;
  • подходит для изучения однородности бетона.

Минусы:

  • наличие подповерхностных пустот, включение в состав стальной арматуры, состояние поверхности могут повлиять на результаты испытаний.

Также существует ультразвуковой метод измерения. Концепция, лежащая в основе данной технологии, состоит в измерении времени, за которое расширятся акустические волны с последующим сравнением с плотностью и упругостью материала. Время прохождения ультразвуковых волн отражает внутреннее состояние испытываемой поверхности. Применяется для измерения колонн, балок, ригелей.

Плюсы:

  • УПВ можно использовать для обнаружения других подповерхностных недостатков.

Минусы:

  • на способ влияет наличие арматуры, пустот и трещин.

Схватывание бетона

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.

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.

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 монолитного 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 цемента начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Стадия твердения бетона

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.

Графики набора прочности бетона при сжатии в сутках и часахНарастание прочности бетона класса В25...В30 на портладцементе марки 500 в % от R28 при температуре твердения от 00С до +600С График набора прочности бетона в зависимости от температуры

Комбинированные методы контроля

Отбойный молоток и скорость ультразвукового импульса являются наиболее широко используемыми методами неразрушающего контроля для оценки прочности бетона в существующих конструкциях. Если использовать их вместе, то получится комбинированный метод. А комбинированные методы проверки включают в себя сочетание методов неразрушающего контроля. Это позволяет повысить точность полученных значений.

Комбинированный метод проверки

Виды бетонных смесей и сфера их использования

От того, какова степень сжатия бетона зависит сфера применения материала.

Класс бетона по ГОСТ 26633-91 Класс бетона по СНБ 5.03.01-01 Применение
В0,35-В2,5 - используется при проведении подготовительных работ, для бетонирования конструкций, не несущих нагрузку
В3,5-В5 - применяется для монтажа бордюров в дорожном строительстве, для создания подушки или подбетонки под фундаментом
В7,5 - используется также, как и предыдущая позиция, а также при бетонировании дорожек, для заливки фундамента, для формирования дорожных плит
В10-В12,5 С 8/10 Самая популярная смесь, используемая в домашнем и коммерческом строительстве. Этот бетон обычно используется для неструктурных строительных элементов, таких как плиты патио и дорожки. Также подходит для создания конструктивных элементов, например, перемычек.
В15 С12/15 Идеальная бетонная смесь для заделки дорожек и бордюров.
В20 С16/20 Бетон с такой прочностью часто применяется для внутренних полов и фундаментов, где вес общих конструкций на бетон будет меньше. Он идеально подходит для оснований домашних мастерских и гаражей, а также для подъездных путей и внутренних плит перекрытия.
В25 С20/25 Универсальный бетон, который используется на многих коммерческих и бытовых строительных площадках. Часто используется при заливке фундаментов (опор). Это также идеальный бетон для плитных фундаментов для полов в домах и бунгало.
В30 С25/30 Универсальный бетон, который используется на многих коммерческих и бытовых строительных площадках. Он часто используется при заливке фундаментов (опор). Это также идеальный бетон для плитных фундаментов для полов в домах и бунгало.
В35 С 28/35 Конструктивно прочная смесь для интенсивного использования, которая идеально подходит для коммерческих структур и объектов, которые должны выдерживать интенсивное использование. Он обычно используется для несущей конструкции и создания внешних перекрытий и стен. Другие области применения включают коммерческие плиты, включая металлическую арматуру, а также зоны сдерживания сельскохозяйственной и строительной промышленности, такие как дворы и сараи.
В40 С32/40 Конструктивно прочная смесь для интенсивного использования, которая идеально подходит для коммерческих структур и объектов, которые должны выдерживать интенсивное использование. Он обычно используется для несущей конструкции и создания внешних перекрытий и стен. Другие области применения включают коммерческие плиты, включая металлическую арматуру, а также зоны сдерживания сельскохозяйственной и строительной промышленности, такие как дворы и сараи.

Использование бетонных конструкций для частных построек

Использование тех или других бетонных конструкций и смесей в рамках проекта одобряется квалифицированными инженерами, имеющими соответствующий опыт работы. Планы и проекты проходят утверждение в соответствии с требованиями и только после согласования всех технических деталей, можно приступать к началу строительства.

Подъемное оборудование должно иметь маркировку с указанием номинальной грузоподъемности и должно выдерживать, вес, в 2,5 раза превышающий тот, который будет фактически подниматься подъемной установкой.

Прочность бетона - обязательный и важный параметр для проектирования конструкций. Она зависит от ряда факторов, таких как характеристики и свойства конструкции. Ее можно измерить в заводских условиях или в полевых условиях и для этого используют разные методы.

Через какое время бетон набирает прочность. Причины почему бетон не набирает прочность

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 - - - - - -

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.

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.

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.

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.

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

Показатели твердости бетонной массы на сжатие (% от заявленной)

М200-300, замешанный на портландцементе марки 400-500

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

Состав и эксплуатационные данные цемента

Если цемент обладает способностью тепловыделения и сразу после заливки он быстро твердеет, то после замерзания в цементной массе воды процесс твердения неизменно остановится. По этой причине во время строительных работ холодное время года лучше отдавать предпочтение смесям, приготовленным на основе противоморозных добавок.

Так, к примеру, глиноземистая масса после заливки выделяет в 7 раз больше теплоэнергии, нежели обычный портландцемент. Благодаря этому замешанная на основе такого цемента строительная смесь способна быстро набирать прочность даже при температуре ниже 0°С. что, собственно, и обусловлено его популярностью использования в холодное время года.

Стоит отметить и то, что марка цемента также влияет на скорость твердения заливки или кладки. Представленная дальше таблица наглядно демонстрирует эти данные.

Вот, собственно, и все, что нужно знать о затвердевании фундамента. Надеемся, эта информация будет использована вами на практике и поможет достичь поставленной задачи наилучшим образом!

ВИДЕО: Как ускорить затвердевание бетона

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку - это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс - уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном.
Уход за бетоном - это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности. Основные цели ухода за бетоном:

  • Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;
  • Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
  • Предохранить бетон от перепадов температур;
  • Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
  • Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2.66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки .
По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий.
В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной.
Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня.

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин. При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.
Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном. После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!). Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса. Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).
Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки.
Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре).
Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения


Бетон

Срок
твердения,
суток

Среднесуточная температура бетона, °С

прочность бетона на сжатие % от 28-суточной

М200 - М300 на
портландцементе
М-400, М-500

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до - 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.
Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее - 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при холодной погоде

При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

М400 Д20 32,5 Н (32,5N)

32,5R (быстротвердеющий)

4 2,5N

45 ,5R (быстротвердеющий)

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *


Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

В7,5-В10 (М100)

В12,5-В25 (M150 - М 350)

В30 (М400) и выше

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87
К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  • после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 - 2 минуты),
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5 °C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период . Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда-ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов.
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.


Мероприятия по уходу за бетоном

Температура воздуха °C

от -3°C до +5°C

от +5°C до +10°C

от +10°C до +15°C

от +15°C до +25°C

> + 2 5°C

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим материалом

Да при сильном ветре

Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию

Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C

Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

Вопрос: сколько нужно ждать, пока произойдет затвердения бетона? Как и за какое время бетон набирает прочность? Действительно ли нужно ждать 28 суток после того, как залит бетон? Когда можно нагружать бетонные конструкции?

Каждому застройщику или строителю выгоднее построить конструкцию, здание или сооружение за кратчайшие сроки. Но бытует целый ряд мнений о том, что необходимо после выполнения работ по бетонированию конструкций ждать пока конструкция «затвердеет» , чтоб потом приступить к следующему этапу строительства.

Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?

Для правильного вывода необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.

При выполнении бетонных работ сталкиваются с двумя актуальными вопросами:

  1. Через какое время можно снимать опалубку?
  2. Через какое время можно нагружать железобетонный элемент или конструкцию?

Рассмотрим последовательно эти вопросы.

Для сборных железобетонных изделий очень важно определить отпускную прочность .

Отпускная прочность – это набранная прочность бетона, устанавливаемая нормативами, при которой железобетонное изделие возможно поставлять с завода на строительную площадку.

Величина отпускной прочности устанавливается согласно ГОСТов или других нормативных документов в зависимости от:

  • вида и размера конструкции;
  • состава бетона;
  • условий твердения;
  • температуры окружающей среды и климатических условий региона;
  • сроком и величины загрузки;
  • условия транспортировки.

Ниже, в таблице 1 приводятся в зависимости от вида и класса бетона, усредненные значения отпускной прочности в процентах от проектной.

Таблица 1

Итак, отпускная прочность сборных железобетонных изделий в зависимости от целого ряда факторов составляет 50÷100% от проектной. Вывод №1: при достижении отпускной прочности можно уже производить монтаж и затем нагружать железобетонные конструкции, с расчетом на то, что полное нагружение (100%) наступит не позже 28 суток от момента изготовления изделий. Более конкретный порядок и сроки нагружения сборных конструкций оговаривается в ППР (проект производства работ).

Также в строительстве существует такое понятие, как распалубочная прочность .

Распалубочная прочность – это минимальная набранная прочность бетона, при которой возможно извлечь опалубку, не повреждая бетон. Для сборных железобетонных изделий опалубочная прочность должна быть достаточная для безопасной транспортировки. Условия и скорость набора прочности для каждого изделия или конструкции определяются предприятием-изготовителем.

В условиях стройплощадки, при изготовлении монолитных конструкций распалубку, как правило выполняют непосредственно перед началом загружения конструкции.

СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия распалубки железобетонных конструкций (смотри таблицу 2 ).

Таблица 2

Параметр Распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут)
Прочность бетона (в момент распалубки конструкций), не ниже:
— теплоизоляционного 0,5 МПа
— конструкционно-теплоизоляционного 1,5 МПа
— армированного 3,5 МПа, но не менее 50 % проектной прочности
— предварительно напряженного 14,0 МПа, но не менее 70 % проектной прочности
Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (п. 2.34) 70 % от проектной прочности

Российский нормативный документ ТР 80-98 «Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса» приводит следующие разрешения по распалубки и нагрузки конструкций, таблица 3.

Необходимая прочность бетона для распалубки и нагрузки конструкции:

Таблица 3

Строительные конструкции
свыше 70% 70% и менее
прочность бетона, % от проектной
Боковые щиты опалубки на фундаменте и колоннах, стенах, ригелей и балок допускается при нормальных условиях твердения Снимать через 6 — 72 ч
Несущие щиты опалубки 100 См. ниже
Длина пролета несущих железобетонных плит до 3 м 100 70
Длина пролета несущих железобетонных плит (кроме плит) до 6 м 100 70
Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более 100 80
Конструкции с напрягаемой арматурой 100 80

Примечания:

  1. Следует твердо помнить, что полностью на 100 % загружать конструкцию можно только, когда бетон наберет свою полную проектную прочность.
  2. Снимать боковые щиты ненесущей части опалубки можно при условии, когда разность температур между бетоном и наружным воздухом соответствует следующему условию:
  • Dt = 20 °С для конструкций с М п = 2 – 5;
  • Dt = 30 °С для конструкций с М п больше 5, где М п — модуль поверхности конструкции (отношение суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций в м 2 к ее объему в м 3), м -1 .

Дальнейшие мероприятия по выполнению опалубочных работ и движение работников по железобетонным конструкциям допускается, когда прочность бетона составляет 1,5 МПа и более. (СНиП 3.03.01-87 , п. 2.17). Также, в этом нормативном документе есть указание (п.2.110), что при использовании промежуточных опор (подпорок) для перекрытия пролетов, при частичной или последовательной снятии опалубки, допустимая распалубочная прочность может быть понижена, а это означает большую оборачиваемость опалубки и уменьшения сроков строительства. Более конкретные мероприятия по раннем снятие опалубки должно определятся исходя из конкретных условий строительства и освещаться в ППР.

Некоторые литературные источники указывают следующие значения для распалубки железобетонных конструкций, табл. 4 :

Таблица 4

Вывод №2: исходя из всего выше приведенного и анализируя все таблицы по распалубочной прочности бетона и его нагружении, распалубочная прочность находится в пределах 50…80% от проектной. Тогда:

  1. распалубку конструкции допускается проводить, когда фактическая прочность бетона достигнет 70% от проектной, и в этом случае можно постепенно загружать дальше;
  2. распалубку конструкции допускается проводить, при фактической прочности 50% от проектной, только необходимо установить дополнительные опоры для страховки и исключения прогибов. В этом случае также можно постепенно нагружать конструкцию (ставить опалубку, кладку, и т.д.).
Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?

Как уже выше вспоминалось, при разных условиях (температура, влажность, атмосферные осадки и т.д.) разный бетон набирают прочность по разному. На рис. 2 приведен график скорости набора прочности в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки).

Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°С среднюю распалубочную прочность бетон (70%) приобретает через 32 часа (1,3 сут), а при температуре 30°С – приобретает примерно за 4 сут.

Так как на строительных объектах, в течении суток температура окружающего воздуха колеблется, то берут во внимание среднесуточную температуру, которая летом составляет 18…28°С, а осенью достигает и 5…10°С. При таких температурах бетон будет набирать прочность намного медленнее.

Рис. 1. График скорости набора прочности бетона в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки)

На предприятиях по изготовлению бетона и конструкций из него, должны быть графики набора прочности бетона определенного состава. Для примерного определения прочности конкретного бетона, можно воспользоваться графиками набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2 ) из нормативных документов .

Ниже приведен рост прочности бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха или ТВО, (в % от R 28):

Графики набора прочности (табл. 5-9)

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на портландцементе марки М400 (% от R 28):

Таблица 5

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1/2 1 4 5 12 17 28 38 50
1 3 5 9 12 23 35 45 55 63
2 6 12 19 25 40 55 65 75 80
3 8 18 27 37 50 65 77 85
5 12 28 38 50 65 78 90
7 15 35 48 58 75 87 98
14 20 50 62 72 87 100
28 25 65 77 85 100

Набор прочности бетона класса С30 на портландцементе марки М500 (% от R 28):

Таблица 6

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1 8 12 18 28 40 55 65 70
2 16 22 32 50 63 75 85 90
3 10 22 32 45 60 74 85 92 98
5 16 32 45 58 74 85 96
7 19 40 55 66 82 92 100
14 25 57 70 80 92 100
28 30 70 90 90 100

Набор прочности бетона класса С15 – С25 на шлакопортландцементе марки М400 (% от R 28):

Таблица 7

Возраст бетона, сут. Температура бетона, °С
-3 0 5 10 20 30 40 50 60
1/2 2 4 7 20 25 32 42
1 3 6 10 16 30 40 50 65
2 3 8 12 18 30 40 60 75 90
3 5 13 18 25 40 55 70 90
5 8 20 27 35 55 65 85
7 10 25 34 43 65 70 92
14 12 35 50 60 80 96 100
28 15 15 65 80 100

Набор прочности бетона класса С40 на портландцементе марки М600 (% от R 28):

Таблица 8

Возраст бетона, сут Температура бетона, °С
0 5 10 20 30 40
1 8 13 21 32 45 59
2 17 25 36 52 65 75
3 23 35 46 62 74 83
7 42 57 68 83 90 98
14 58 73 82 94 100
28 71 83 92 100

Набор прочности бетона с применением противоморозных добавок:

Таблица 9

Противоморозная добавка Вид вяжущего Температура твердения бетона, °С Прочность бетона, % от R 28 при твердении на морозе через число суток
7 14 28 90
1) Нитрит натрия (в водном растворе), Na N O 2 портландцемент -5 25 40 60 100
-10 15 25 35 70
-15 5 10 20 50
2) Нитрит натрия кристаллический, Na N O 2 портландцемент -5 25 40 60 100
-10 15 25 35 70
-15 5 10 20 50
3) Нитродап шлакопортландцемент -5 15 25 45 90
-10 10 15 25 60
-15 5 15 40

Вывод №3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% прочности от проектной за 5…7 суток, а бетон на шлакопортландцементе набирает при тех же самых условиях – за 14 и более суток. Зимой при отрицательных температурах с применением даже противоморозных добавок (табл.9) бетон набирает проектную прочность за 90 суток и больше. Для ускорения времени набора требуемой прочности при зимнем бетонировании необходимо использовать электропрогрев.

Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции. 2. Бетонные работы» (п. 2.15) за бетоном нужен соответствующий уход. Уход за бетоном начинается сразу после укладки его в опалубку и продолжают до момента распалубки. Бетон следует хранить от прямого попадания солнечных лучей и атмосферных осадков, ветра, а также создать тепловлажностные условия для его твердения (накрыть пленкой). Рекомендуется бетон изготовленный на портландцементе в течении 7 суток поливать водой, а на основе малоактивных и шлакопортландцементах поливать не менее 14 суток. При температуре воздуха 15°С рекомендуется поливать бетон через 3 часа в течении первых 3 суток. При средней температуре воздуха от +5 до 0°С полив и смачивания бетона не осуществляется. Полная нагрузка (расчетная) железобетонных конструкций допускается только после того, как бетон будет иметь проектную прочность.

Отдельно хотелось заострить внимание на фундаменте, так как есть некоторые особенности его работы:

  1. Наилучшее время для строительства фундамента является лето (хороший температурный режим).
  2. Нежелательно, подвергать фундамент длительному простою, т.к. замокание котлована, морозное пучение, попеременное замораживание и оттаивание грунтов основания приводит к его разрушению.
  3. Выше перечисленные факторы приводят к неравномерной усадке фундамента.
  4. Если все-таки есть необходимость оставить фундамент зимовать, необходимо его «законсервировать» — закрыть и защитить от атмосферных осадков, исключить замокания и затопление грунта вблизи фундамента (примерно 0,4…0,5 м).
  5. Так как бетон при благоприятных условиях набирает 50…80% от проектной прочности за 7…14 дней, тогда допускается нагружать фундамент через 7…14 суток, с учетом, что полное нагружение (100%) наступит только после 28 суток с момента заливки фундамента.
  6. При использовании ускорителей твердения при нормальной температуре возможно уже нагружать фундамент и через 5 дней.
  7. Фундамент следует нагружать равномерно, чтобы избежать неравномерной осадки основания.

Для более точной подстраховки для контроля прочности фундаментов или других железобетонных конструкций изготавливают серию стандартных образцов-кубов 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые потом испытывают на сжатие.

Литература:

  1. Как построить дом. Как бетон набирает крепость? Время затвердевания бетона, график набора крепости. Режим доступа:
  2. ТР 80-98 Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса. МОСКВА – 1998.
  3. ВСН 20-68 Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве.

Конев Александр Анатольевич

Наиболее часто задаваемые вопросы и ответы на них

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос-Ответ.

Чем грозит индивидуальному застройщику ошибка в выборе бетона для фундамента?

Две типичные ошибки – завышение и занижение марки бетона. Первая приводит к созданию излишнего запаса прочности. Следствие – необоснованное увеличение стоимости строительства из-за перерасхода материалов. Во втором случае конструкции обладают недостаточной прочностью и жесткостью, что может привести к их разрушению в процессе эксплуатации. Абсолютно недопустимо готовить бетонную смесь вручную, поскольку бетон не набирает необходимой прочности. Автоматически перемешанный бетон прочнее перемешанного вручную более чем на 80%.

Как транспортировать бетон в труднодоступное место на строительном объекте?

В настоящее время более простым и практичным методом доставки бетона  в опалубку является перекачка бетононасосом. При этом достигается равномерность в укладке бетона, устраняются простои, связанные, например, с необходимостью строительства лесов или с ожиданием подхода бадьи, и самое главное, значительно снижаются затраты по укладке бетона.

 

Необходим ли уход за бетоном?

Бетон нуждается в обязательном уходе для создания нормальных условий твердения, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 суток). В теплое время года влагу в бетоне сохраняют путем регулярного поливка и укрытия от солнечных лучей. На поверхность свежеуложенного бетона наносят битумную эмульсию или его укрывают полиэтиленовыми или другими пленками. Для того чтобы бетон набрал необходимую прочность, он должен быть влажным на протяжении всего времени набора прочности. Бетон набирает прочность всю свою жизнь, но наиболее интенсивно в самые первые дни после укладки. Поэтому удержание воды в бетоне после его схватывания является очень важным фактором при изготовлении ответственных изделий и конструкций из бетона. Согласно СНиП бетон без пластификаторов выдерживают под слоем сырых опилок, песка или мешковины не менее 7 дней и периодически поливают водой (при температуре воздуха свыше 20°С - через 3 часа), в том числе и ночью. А бетон с пластификаторами - не менее 14 суток!

Как контролировать воду в бетоне?

Для нормальной гидратации цемента нужно около 25% воды по отношению к массе цемента (водоцементное соотношение - в/ц). Но бетон, приготовленный с таким количеством воды, будет чрезвычайно жестким, поэтому обычно количество воды увеличивают для улучшения пластичности и удобоукладываемости бетона. Нужно учитывать что вода, не принявшая участие в реакции гидратации цемента, будет уменьшать плотность бетона, и, образовывая поры, существенно уменьшать прочность бетона. При в/ц соотношении больше 0,6 возможно расслоение бетонной смеси. Контроль необходимого соотношения в/ц возможен только в условиях промышленного производства. Для улучшения удобоукладываемости бетона при сохранение низких значения в/ц используются специальные добавки, в бетон: пластификаторы и суперпластификаторы. После набора бетоном некоторой прочности, лишняя вода уже не в состоянии увеличивать объем смеси, раздвигая компоненты бетонной смеси, и будет заполнять только поры в бетоне. Реакция гидратации цемента довольно длительная: при хорошем уходе бетон может повышать прочность годами. Известно, что чем старше бетон, тем он прочнее. Это утверждение верно, только если соблюдены следующие условия: положительная температура и высокая влажность (не менее 90%). Поэтому во время интенсивного набора прочности бетоном, стандартные 28 суток бетон должен быть влажным. Таким образом, при замешивании смеси лишняя вода ухудшает качество бетона. Поэтому недопустимо добавление воды в автобетоносмеситель при выгрузке бетона.

Каким видом транспорта доставить бетонную смесь на объект?

Существует два способа доставки бетонной смеси: автосамосвалом и автобетоносмесителем. При перевозке бетонной смеси автосамосвалом смеси угрожает расслаивание, в результате чего на строительную площадку попадает неоднородная бетонная смесь, которая потребует дополнительного перемешивания. Этого можно избежать, доставляя бетонную смесь в автобетоносмесителе, в котором бетонная смесь перемешивается во время транспортировки, и расслоения не происходит.

 

 

Как долго может находиться бетонная смесь в автобетоносмесителе до начала ее укладки?

Продолжительность транспортирования бетонной смеси зависит от температуры наружного воздуха и активности цемента, применяемого для изготовления бетона, и колеблется от 45 минут до 2-х часов. Для сохранения качества бетона при его длительной транспортировке, сохранения требуемой удобоукладываемости смеси в бетонную смесь необходимо вводить замедлители схватывания и твердения, а также пластификаторы.

Существует мнение, что пока миксер автобетоносмесителя вращается, бетон не схватится. Так ли это ?

Это мнение абсолютно неверно. Реакция гидратации цемента начинается сразу после смешивания его с водой, и замедлить или даже остановить ее можно только добавлением специальных добавок, которые позволяют отодвинуть сроки схватывания бетона на 2-4 часа. Длительное перемешивание (в течение нескольких часов) только ухудшает качество бетона, так как рвутся начинающиеся образовываться связи цементного клея (цемент в бетоне выступает в качестве связующего вещества (клея)). Если вращать бочку миксера свыше 3-х часов, то бетон вообще может не схватиться. Это будет уже не бетон, а смесь щебня, покрытая затвердевшим слоем цементного раствора, и прочность эта смесь уже не наберет никогда.

Что лучше для заливки полов - цементный раствор или товарный бетон?

Для заливки полов в жилых или производственных помещениях лучше применять бетон, так как при одинаковых прочностных характеристиках ,износостойкость бетона примерно в три раза выше износостойкости раствора.

Для чего нужны добавки в бетон?

Прежде всего - для повышения качества бетона и получения дополнительных специальных свойств, что позволяет ускорить темпы ведения строительства, а также значительно его удешевить. Как показывает опыт зарубежных производителей , бетон с добавками применяется на каждом строительном объекте, так как к обычному бетону предъявляют все более высокие требования, которые без добавок практически невозможно выполнить без существенных затрат.

Какие бывают добавки?

Сегодня существует множество различных добавок, при жарком климате, например, часто используются замедлители твердения. При производстве полов, подвергающихся  замерзанию/оттаиванию,  рекомендуется применять  воздухо-поглощающие добавки. Для повышения удобоукладываемости товарного бетона применяются пластификаторы и суперпластификаторы. Для бетонирования в фундаментах, насыщенных водой, а также для строительства бассейнов  применяются добавки, повышающие водонепроницаемость бетона.

 


График набора прочности бетона - таблица по суткам

Ключевым достоинством бетонных конструкций являются их высокие прочностные свойства и надежность. В зависимости от марки материал может использоваться в различных условиях. При этом степень набора прочности зависит от разных факторов.

Процесс набора

Бетон представляет собой популярный каменный материал, который создается на основе смеси воды, вяжущей добавки и заполнителя. В его состав вносятся специализированные добавки, отвечающие за особые свойства и функции.

В процессе гидратации происходит образование надежных монолитных соединений, которые приобретают свойства прочного искусственного камня. Для формирования монолита требуется несколько недель (до 28 суток), а получение заводских качеств занимает до 6 месяцев.

Созревание бетона состоит из 2 этапов:
  1. Схватывание. Является начальной стадией.
  2. Твердение. Финишная стадия.

Зная все нормы созревания, можно определить, сколько лет прослужит монолитная конструкция.

Схватывание

Использовать стройматериал сразу после заливки нельзя. Перед этим необходимо ознакомиться с графиком набора прочности бетона и спецификой каждого этапа его созревания. Нередко смесь доставляется на строительную площадку с помощью специальной техники, поэтому ее поддерживают в подвижном состоянии с помощью автоматизированного оборудования. Технология тиксотропии сохраняет базовые параметры консистенции до момента заливки, приостанавливая естественное созревание.

Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов. Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.

Для защиты конструкции от деформации необходимо позаботиться о наличии теплой опалубки. Армированные элементы тщательно прогреваются и очищаются от льда. В летний период теплая опалубка малоэффективна.

Еще некоторые эксперты используют для зимних работ специализированные добавки и теплоизолирующие материалы. Выбирая этот вариант, необходимо ознакомиться с их свойствами и инструкцией по применению.

Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:
  1. Пар.
  2. Электроток.
  3. Известь-кипелку.
  4. Экзотермические цементы.
  5. Всевозможные ускорители.

Специалисты рекомендуют приступать к заливке раствора в формы при +20°C. В таком случае схватывание наступит через 1 час и займет не больше 60 минут. В жаркую погоду процесс происходит практически моментально.

Если применяются марки М300 и М200, а окружающая температура держится на отметке +20 °C, схватывающий процесс будет длиться в течение 1 часа.

Зная, сколько бетон набирает прочность, можно грамотно рассчитать время реализации проекта и определить приблизительные финансовые расходы.

Твердение

Следующий этап заключается в затвердевании бетонной смеси под воздействием гидратации. Процесс заключается в формировании из минералов цемента новых соединений. Если в составе раствора отсутствует влага, затвердевание будет замедлено или вовсе приостановлено, из-за чего материал не получит требуемую прочность и начнет растрескиваться.

При нормальном температурном режиме и достаточном количестве жидкости прочность будет постоянно расти. К благоприятным условиям относят температуру +20 °C и показатель влажности воздуха не меньше 90%.

Если такие требования соблюдены, процесс наращивания прочности составит 7-14 суток. За этот термин раствор получает 60-70% заявленной прочности, после чего процесс замедляется.

При выдерживании бетона в воде его прочностные свойства будут более высокими, чем при твердении на воздухе. Сухая среда способствует быстрому испарению влаги и остановке процесса. Это связано с тем, что зерна цементной смеси не успевают вступить в гидратацию. Поэтому, чтобы избежать неприятных последствий, необходимо исключить преждевременное высыхание бетона.

В процессе твердения монолита его объем постоянно меняется. Еще материал дает усадку — в поверхностных зонах она более быстрая, чем во внутренней части. В случае нехватки влажности при твердении на поверхности бетона появятся усадочные трещины. Дефекты возникают также при обильном тепловыделении.

Время набора прочности бетона зависит и от окружающей температуры. При низких отметках процесс замедляется, а при высоких — ускоряется.

Если возводимая конструкция будет подвергаться дополнительным нагрузкам или есть необходимость быстрее демонтировать опалубку, процесс твердения придется ускорить. Для таких задач задействуют специализированные добавки. Их концентрация определяется опытным путем в строительной лаборатории.

Чтобы получить заводскую прочность в сжатые сроки, необходимо правильно обслуживать раствор и поддерживать его во влажном состоянии, защищая от сотрясений, ударов и повреждений. При ненадлежащем уходе материал станет низкокачественным и уязвимым к растрескиванию.

Ключевой причиной нехватки прочности является низкая температура, которая сопровождает строителей при зимнем бетонировании.

Под воздействием холода возникают 2 проблемы:
  1. Замедление гидратации и рост сроков набора.
  2. Вымерзание жидкости из состава бетонной смеси, из-за чего набор прочностных свойств приостанавливается.

При низкой температуре сроки получения прочностных свойств сильно увеличиваются, поэтому к исходному сырью добавляют специальные компоненты.

В зимних условиях инженеры задействуют противоморозные добавки, которые запускают процессы набора и снижают температуру замерзания жидкого вещества.

При необходимости ускорить твердение при высокой температуре или повышенной влажности исходное сырье подвергается прогреву. После заливки смеси поверхность бетона нужно усилить матами или щитами, которые будут удерживать температуру от гидратации и сохранять требуемые условия. Если наполнитель замерзнет, его запрещено использовать для дальнейших работ.

Электрический прогрев бетона востребован на тех строительных площадках, где имеется доступ к трансформаторам с большой мощностью. Выполнение бетонных работ с применением электрического оборудования — лучший способ получить заводскую прочность без потери эксплуатационных качеств материала.

В зимний период бетон укрывают с целью защиты поверхности от потери тепла.

Особенности набора прочности

График твердения бетона зависит от разных факторов. При опускании температурных показателей процесс замедляется, а нулевая отметка термометра приостанавливает его, поскольку жидкость в составе начинает замерзать, а качество материала ухудшается.

При отсутствии требуемого объема влаги бетонная конструкция не может получить заводские эксплуатационные свойства, а при автоклавном отвердении процесс сильно ускоряется. Наличие влаги в воздухе сокращает интервал.

График набора прочности бетона В25 определяется его составом. Составы более высокой марки твердеют быстрее, что заставляет работников приступать к обработке более оперативно. В период с 3 по 10 сутки после заливки материалу нужно обеспечивать благоприятные условия. При теплой погоде раствор укрывают водоотталкивающей пленкой, а сам камень увлажняется каждые сутки по 6-7 раз.

Смесь нужно изолировать от прямых лучей. В зимний период бетон прогревают искусственным путем и утепляют. Для этих целей используют специальное обогревательное оборудование, препятствующее замерзанию жидкости и защищающее конструкцию от осадков. Необходимо придерживаться нормативно-безопасного срока набора, который указывается в диаграммах СНиП.

От чего зависит набор прочности

Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности, выделяют:

  1. Марку цементной смеси.
  2. Пропорции воды и цемента.
  3. Пропорции других добавок.
  4. Метод уплотнения.
  5. Температурно-влажностный режим.
  6. Способ и скорость укладки.
  7. Качество и интенсивность увлажнения.

По мере повышения марки бетона нужно менять пропорции компонентов, поскольку от них зависят конечные прочностные свойства.

Фундаменты из высоких марок цементной смеси характеризуются повышенной надежностью, большим сроком службы и прочностью. В холодный период камень становится более прочным из-за способности выделять тепло, однако, чтобы сбалансировать график образования монолита, лучше внести в состав специализированные добавки. Они предназначаются для ускорения твердения и остановки гидратации.

С такими компонентами состав приобретает марочную прочность уже через 2 недели. На набор прочностных свойств влияет тип компонентов состава. Так, глиноземистый цемент может упрочняться даже в сильный мороз, поскольку он способен выделять в 7 раз больше тепла, чем классический портландцемент.

Важное значение отыгрывает форма и фракция зерен органических добавок. Если они обладают неправильной формой и шероховатой поверхностью, это создает благоприятные условия сцепления и повышает качество материала. По мере увеличения доли воды происходит расслоение массы.

Для ускорения процесса и сокращения термина выдержки бетона лучше воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды/цемента. Если материал не имеет хорошего уплотнения, в процессе созревания он получит не больше 50% от заявленной прочности. Используя ручные уплотняющие приспособления, можно поднять показатель на 30-40%.

График по суткам

График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства. В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%. При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.

Однако при изменении окружающих условий показания графика могут меняться. Чтобы точно определить, за сколько времени бетон полностью затвердеет, следует выполнить контрольные испытания образцов.

В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:
  1. Выдержка бетона в опалубке.
  2. Созревание смеси после демонтажа опалубочной конструкции.

Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.

Марка бетона М200-М300 (раствор создавался на базе портландцемента М400-М500)Среднесуточная температура, при которой твердеет бетон, °CИнтервал твердения
1235714
Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения)
-3368121520
051218283550
+591927384862
+10122537505872
+20234050657590

Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

Ключевым документом, регламентирующим сроки и условия твердения бетона, является ГОСТ 18105-2010. Еще обработка бетона контролируется стандартом ГОСТ 26633-2012. Для промышленного возведения построек используются другие правовые акты.

Прочностные свойства бетонных конструкций зависят от многих факторов и создаются под воздействием различных условий. Задача строителей заключается в подготовке правильной бетонной смеси и обеспечении благоприятных условий для повышения прочности.

Как бетон набирает прочность

Строительство на основе бетонных смесей (а это практически все современные объекты) может выглядеть попросту волшебно: полужидкий материал за сравнительно короткое время превращается в чрезвычайно надежный искусственный камень. Рассмотрим процесс набора прочности и его особенности – ведь именно схватывание и твердение бетона определяют будущую долговечность всего объекта.

В приготовлении бетона огромное значение имеет соблюдение водоцементного соотношения: при взаимодействии цемента и воды (гидратация цемента) материал обретает необходимые физико-химические свойства. Вот почему надежный производитель товарного бетона так важен: если смесь изначально недостаточно качественная, ущерб может быть огромен. Компания «БетонЭкспресс» предлагает ответственное производство бетона и доставку его на объекты Питера и области. Разумные цены, помощь в выборе материала, оперативные поставки – мы делаем все, что зависит от нас. Но после выгрузки и заливки бетона уже строителям нужно обеспечить должные условия, чтобы материал набрал нужную прочность.

Схватывание и твердение бетонных составов

Уже в первые часы и дни бетонные смеси начинают схватываться – потому так важно укладывать максимально свежий бетон, доставленный с производства без потери времени. Скорость схватывания зависит от температуры – уже при 20°С на это потребуется примерно час. А вот до набора бетоном полной (проектной) прочности нужно до нескольких месяцев. Если необходимо добиться этого быстрее – при заказе можно оговорить добавление специального ускорителя схватывания. Особые добавки, профессионально используемые на производстве бетона, позволяют добиться удивительно эффективных характеристик материала, но важно применять их грамотно.  

При низких температурах начало схватывания отодвигается, а длительность процесса – растет. Например, если бетонирование происходит при нулевой температуре, то этап схватывания может отодвинуться на 6-10 часов от момента затворения. Процесс при этом растянется на 15-20 часов. А вот в летнюю жару бетон может схватиться уже спустя 10-20 минут.

Для практического использования важен механизм тиксотропии, то есть уменьшения вязкости при механическом воздействии – проще говоря, тот факт, что при периодическим помешивании твердение и высыхание бетона не начинаются. На этом основана транспортировка бетонных смесей миксерами, сохраняющими важные качества материала. Впрочем, продлевать жидкое состояние товарного бетона вечно нельзя: рано или поздно состав начнет «свариваться», особенно в жару. Поэтому наша компания располагает тремя собственными заводами в разных районах Петербурга: ваш бетон будет доставлен с ближайшего производства максимально быстро.

Продолжение следует.

Как бетон набирает прочность, особенности этого процесса

Бетон набирает прочность постепенно, причем сама прочность, как параметр, очень непостоянна. Процесс набора прочности (гидратация) зависит от различных факторов и проходит две основные стадии:

  • схватывания;
  • твердения.

Схватывание бетонной смеси

Первая стадия (схватывание бетона) является сравнительно короткой. Как правило, процесс схватывания бетона или цементного раствора занимает несколько часов, однако многое зависит от температуры воздуха окружающей среды.

При расчетной температура окружающего воздуха, которая  составляет приблизительно + 20оС, в этом случае схватывание цементного раствора начнется часа через 2 после укладки, а закончится – приблизительно через 3 часа. Если температура окружающей среды будет равна 0оС, то на схватывание раствора, в котором нет специальных добавок, может понадобиться от 15 до 20 часов. Сам же процесс начнется только 6-10 часов спустя.

Специалисты могут искусственно ускорить процесс схватывания, например, при изготовлении ЖБИ. Для этого используют специальные камеры, которые поддерживают необходимую высокую температуру и влажность, что позволяет значительно сократить процесс до 10-20 минут.

Перемешивание цементного раствора или бетона удлиняет его процесс схватывания (наверняка вы неоднократно видели спецтехнику, транспортирующую бетонный раствор в миксере к месту укладки). Преимуществом такой транспортировки является сохранение всех основных свойств раствора (см. Состав бетона и его свойства).

Бывают ситуации, когда разгрузка бетонного раствора затягивается на длительное время, опаснее всего в летний период, тогда в растворе начинаются необратимые процессы. Это грозит заметным ухудшением его качества (специалисты называют это «свариванием» бетона).

Твердение бетона

Этот процесс твердения бетонной смеси наступает сразу после его схватывания.   В первые 28 суток бетон набирает свою расчётную марочную прочность, однако процесс его твердения не прекращается и может длиться годами. Причем, чем больше времени проходит, тем менее интенсивным становится процесс набора прочности.

Следует отметить, что нормального протекания процесса набора прочности необходима влага, что имеет особое значение для молодого раствора (приблизительно 2 недели). Ее недостаток приводит к остановке гидратации. Почему же так? Технологи компании «Крепкий камень» советуют вам прочитать статью «Гидротация цемента».

 Таким образом, для того чтобы бетонный раствор обладал хорошей прочностью, необходимо соблюдать условия его изготовления, ухода и эксплуатации.

Цены на продукцию

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

Прочность бетона обычно проверяется через 28 дней как прочность бетонного куба или прочность бетонного цилиндра. Обсуждается причина испытания бетона на прочность через 28 дней.

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

Бетон со временем набирает прочность после заливки. Чтобы бетон набрал 100% прочность, требуется много времени, и время для этого пока неизвестно.Скорость набора прочности бетона на сжатие увеличивается в течение первых 28 дней заливки, а затем замедляется.

В таблице ниже показана прочность на сжатие, полученная бетоном через 1, 3, 7, 14 и 28 дней в зависимости от марки используемого нами бетона.

Возраст Прочность в процентах
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%

Из приведенной выше таблицы мы видим, что бетон набирает 16% прочности за один день, 40% за 3 дня, 65% за 7 дней, 90% за 14 дней и 99% за 28 дней.

Таким образом, очевидно, что бетон быстро набирает прочность в первые дни после заливки, то есть на 90% всего за 14 дней. Когда его прочность достигла 99% за 28 дней, бетон продолжает набирать прочность после этого периода, но эта скорость увеличения прочности на сжатие очень меньше по сравнению с 28 днями.

После 14 дней заливки бетона бетон набирает только 9% в следующие 14 дней. Итак, скорость набора силы снижается. У нас нет четкого представления о том, когда бетон набирает прочность, 1 год или 2 года, но предполагается, что бетон может набрать свою окончательную прочность через 1 год.

Итак, поскольку прочность бетона составляет 99% через 28 дней, она почти близка к его конечной прочности, поэтому мы полагаемся на результаты испытания прочности на сжатие через 28 дней и используем эту прочность в качестве основы для нашего проектирования и оценки.

Хотя есть также некоторые экспресс-методы испытаний бетона на сжатие, которые показывают связь между методами экспресс-испытаний и 28-дневной прочностью. Этот экспресс-тест проводится там, где время на строительство ограничено, и необходимо знать прочность конструктивного элемента для выполнения дальнейших строительных работ.

Подробнее:

Бетон - определение, марки, компоненты, производство, конструкция и изделия

Прочность бетонных кубов на сжатие

Планирование испытаний бетона на прочность, долговечность и повреждения на месте

Коэффициент набора прочности бетона

Сила можно определить как способность сопротивляться изменениям.Одно из самых ценных свойств бетона - его прочность. Прочность - самый важный параметр, который дает представление об общем качестве бетона. Прочность бетона обычно напрямую связана с цементным тестом. Многие факторы влияют на скорость увеличения прочности бетона после смешивания. Прежде чем перейти к факторам, влияющим на увеличение прочности бетона, важно иметь представление об этих терминологиях:

Закалка - это процесс роста прочности.Это часто путают с «настройкой», но настройка и закрепление - это не одно и то же.

Параметр - это укрепление бетона после его укладки. Отверждение может продолжаться в течение недель или месяцев после того, как бетон был замешан и уложен.

Факторы, влияющие на прирост прочности и скорость набора прочности бетона

Пористость бетона

Пустоты в бетоне можно заполнять воздухом или водой. Вообще говоря, чем пористее бетон, тем он слабее.Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси, известное как соотношение воды и цемента.

Водоцементное соотношение

Это определяется как масса воды, деленная на массу цемента в смеси. Отношение вода / цемент может быть сокращено до «водоцементного отношения» или просто «вод / цемент». В смесях, в которых соотношение воды к воде превышает примерно 0,4, весь цемент может реагировать с водой с образованием продуктов гидратации цемента. При более высоких соотношениях w / c следует, что пространство, занимаемое дополнительной водой выше w / c = 0.4 останется как поровое пространство, заполненное водой или воздухом, если бетон высохнет.

Следовательно, по мере увеличения соотношения вода / цемент пористость цементного теста в бетоне также увеличивается. По мере увеличения пористости прочность бетона на сжатие будет уменьшаться.

Прочность агрегата

Если заполнитель в бетоне слабый, бетон также будет слабым. Камни с низкой прочностью, такие как мел, явно непригодны для использования в качестве заполнителя.

Агрегатная паста-связка

Плотность связи между пастой и заполнителем имеет решающее значение. Если нет связи, заполнитель фактически представляет собой пустоту, а пустоты являются источником слабости в бетоне.

Параметры, связанные с цементом

Многие параметры, относящиеся к составу компонентов цемента и их пропорциям в цементе, могут влиять на скорость увеличения прочности и конечную достигаемую прочность. К ним относятся:

  1. Содержание алита (трехкальциевые силикаты) и белита (двухкальциевые силикаты)
  2. Реакционная способность алита и белита
  3. Содержание сульфатов

Алит - наиболее реактивный цементный минерал, который значительно увеличивает прочность бетона.Больше Alite должно дать лучшие ранние силы («ранний» означает примерно до 7 дней).

Сульфат в цементе, как сульфат клинкера, так и добавленный гипс, замедляет фазу гидратации. Если сульфата недостаточно, может произойти мгновенное схватывание (быстрое затвердевание свежеприготовленного цементного теста с заметным тепловыделением). с другой стороны, слишком высокое содержание сульфатов может вызвать ложное схватывание (быстрое затвердевание свежесмешанного цементного теста с минимальным тепловыделением)

Некоторые физические параметры цемента также играют роль в повышении прочности бетона, например, Площадь поверхности цемента и гранулометрический состав .

Тонкость частиц часто выражается через общую площадь поверхности частиц. Более мелкий - цемент; больше будет скорость его гидратации. Гранулометрический состав также является очень важным фактором увеличения прочности бетона. Цемент с очень мелко измельченным гипсом и частицами клинкера замедляет гидратацию.

Испытания для определения увеличения прочности и коэффициента увеличения прочности бетона

В практике бетона прочность бетона характеризуется значением 28 дней, а некоторые другие свойства также связаны с прочностью в течение 28 дней.По истечении 28 дней обычно проводят различные испытания для определения прироста прочности бетона. Это как под:

для увеличения силы:

Испытание на прочность при сжатии
  1. Тест цилиндра
  2. Кубический тест
    Испытание на разрыв
    Испытание на разделенный цилиндр
    Испытание на прочность при изгибе
    1. Испытание на двухточечную нагрузку
    2. Испытание на трехточечную нагрузку

    Скорость прироста прочности бетона:

    Для определения скорости набора прочности бетона необходимо выбрать период короче 28 дней, так как 28 дней считается контрольным временем.В конкретной практике принято, что через 28 дней бетон обычно набирает большую часть своей прочности. Прочность, определенную на ранней стадии, например, после 7-го дня укладки бетона, можно сравнить с прочностью, определенной через 28 дней, что считается контрольным временем. Таким образом можно определить скорость набора прочности бетона.

    Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

    Медленное наращивание силы может быть хорошим | Журнал Concrete Construction

    Q.: Мы поместили немного бетона, который должен был достичь прочности на сжатие 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней и 1000 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней. Он не отвечал ни одному требованию, но где-то между 40 и 50 днями его прочность превышала 2000 фунтов на квадратный дюйм. С тех пор мы выявили проблему и исправили ее. Однако теперь возникает вопрос: действительно ли бетон, который достигает 2000 фунтов на квадратный дюйм примерно за 50 дней, так же хорош, как бетон, который достигает 2000 фунтов на квадратный дюйм за 28 дней?

    A .: Здесь действительно есть два возможных вопроса:

    1. Если два бетона достигают прочности 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 и 50 дней соответственно, одинаково ли они хороши в то время, когда достигают этой прочности? Ответ однозначно положительный.Они оба имеют одинаковую прочность, хотя могут быть незначительные различия в абсорбции и проницаемости.
    2. Если два бетона достигнут прочности 2000 фунтов на квадратный дюйм через 28 и 50 дней соответственно, будут ли они одинаково хороши в более позднем возрасте? Ответ зависит от условий.

    (a) Если причиной медленного набора прочности одного бетона является то, что он был изготовлен из цемента типа II или типа IV, или что он содержал слишком много замедлителя схватывания, или был отвержден при низкой температуре, он может фактически оказаться бетон лучше, чем другой.Он может развить более высокий предел прочности и лучшие свойства в целом. Ключевым фактором является то, что если условия отверждения таковы, что у цемента достаточно времени для гидратации, вновь образующийся цементный гель будет равномерно осаждаться по всей матрице. Когда цемент должен быстро гидратироваться, цементный гель имеет тенденцию осаждаться на исходных зернах цемента и вокруг них. В конечном итоге это мешает этим зернам вступать в реакцию с окружающей водой. Это также приводит к тому, что гель распределяется менее равномерно, поэтому вся матрица становится более слабой.Медленное, устойчивое отверждение, достигнутое за счет низкой (но выше точки замерзания) температуры, замедлителя схватывания или медленно гидратирующегося цемента, вероятно, приведет к более высокому пределу прочности при прочих равных условиях. Одно место, где обсуждаются эффекты температуры и скорости отверждения, находится в книге А. М. Невилла «Свойства бетона», «Джон Вили и сыновья», Нью-Йорк, 1973, стр. 276–280.

    (b) Если, однако, причина медленного увеличения прочности заключается в том, что смесь была неправильно дозирована, или содержит вредные примеси, такие как глина, или не была должным образом отверждена, но ей позволили высохнуть, или в ней использовались какие-либо другие вещества. Таким образом, бетон не сможет полностью раскрыть свой прочностный потенциал.Если это так, то бетон не так хорош, как бетон, который набрал прочность с заданной скоростью.

    Изменение прочности бетона на сжатие во времени

    Возраст бетонных конструкций во многом зависит от их прочности и долговечности. Понимание зависимости прочности бетона от времени помогает узнать эффект нагрузки в более позднем возрасте.

    В этом разделе объясняется различное влияние возраста на прочность бетона.

    Изменение прочности бетона во времени

    Согласно исследованиям, прочность бетона на сжатие с возрастом увеличивается. Большинство исследований проводилось для изучения прочности бетона на 28-е сутки. Но на самом деле сила на 28-й день меньше по сравнению с долгосрочной силой, которую он может набрать с возрастом.

    Изменение прочности бетона с возрастом можно изучать разными методами. На рисунке 1 ниже показано изменение прочности бетона в сухом и влажном состоянии.Этот график основан на исследовании, проведенном Байкофом и Сиглофом (1976).

    Они обнаружили, что в сухих условиях через 1 год прочность бетона не увеличивается, как показано на рисунке-1. С другой стороны, прочность образцов, хранящихся во влажной среде (при 15 ° C), значительно увеличивается.

    Рис.1: Изменение прочности бетона во времени

    Рис. 2: Изменение прочности бетона на сжатие со временем (Washa and Wendt (1989))

    Скорость увеличения силы с течением времени

    Процесс непрерывной гидратации повысит прочность бетона.Если условия окружающей среды, которым подвергается бетон, способствуют гидратации, прочность с возрастом постоянно увеличивается. Но эта скорость гидратации высока на ранних стадиях и задерживается позже.

    Прочность на сжатие, полученная бетоном, измеряется на 28-й день, после чего показатель прочности снижается. Прочность на сжатие, полученная в более позднем возрасте, проверяется неразрушающими испытаниями.

    Подробнее: Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

    В таблице 1 ниже показан темп набора силы с первого по 28 день.

    Таблица 1: Прочность бетона с возрастом

    Возраст Прирост силы (%)
    1 день 16%
    3 дня 40%
    7 дней 65%
    14 дней 90%
    28 дней 99%

    Правильные условия отверждения помогут предотвратить утечку влаги, которая будет способствовать реакции увеличения прочности.На рисунке 3 ниже показано изменение прочности на сжатие с возрастом для различных условий отверждения.

    Рис.3. Прочность на сжатие в зависимости от возраста для различных сред отверждения (Мамлук и Заневски)

    Факторы, влияющие на длительную прочность бетона на сжатие

    Достижение прочности бетона на сжатие в долгосрочной перспективе отличается от набора прочности в раннем возрасте. На долговременную прочность бетона на сжатие влияют следующие факторы:

    1.Соотношение вода-цемент

    Адекватное водоцементное соотношение необходимо для прохождения реакций гидратации в более позднем возрасте. Реакции гидратации улучшают прочность бетона на сжатие.

    Недостаточное содержание воды приведет к образованию огромного количества пор до 28 дней, что со временем увеличит шансы ползучести и усадки. Это отрицательно скажется на прочности бетона на сжатие.

    Также читайте: Технологичность бетона - типы и влияние на прочность бетона

    2.Условия отверждения

    Надлежащие условия отверждения - это своего рода подготовка бетона перед его эксплуатацией. Степень отверждения бетона определяется в зависимости от предполагаемых условий воздействия на конструкции.

    Правильно затвердевший и высококачественный бетон не подвержен старению в экстремальных условиях. Следовательно, эффективное отверждение улучшает сжимаемость бетона.

    Также читайте: Отверждение цементного бетона - время и продолжительность

    3.Температура

    Исследования показали, что высокая температура ускоряет реакцию гидратации, но полученные продукты не будут однородными или хорошего качества. В результате могут остаться поры, влияющие на прочность бетона.

    4. Условия окружающей среды

    Бетонная конструкция с возрастом подвергается воздействию таких условий окружающей среды, как дождь, замерзание и таяние, химические воздействия и т. Д. Непроницаемый бетон может подвергаться проникновению влаги, частому замерзанию и оттаиванию, что приводит к образованию трещин в бетоне.

    Химическое воздействие может вызвать коррозию арматуры, что снижает предел текучести арматуры. Все это может повлиять на прочность бетона.

    Развитие прочности бетона

    Многие факторы влияют на скорость увеличения прочности бетона после смешивания. Некоторые из них обсуждаются ниже. Во-первых, хотя несколько определений могут быть полезны:

    Часто путают процессы «установки» и «упрочнения»:

    Параметр - это укрепление бетона после его укладки.Бетон можно «затвердеть» в том смысле, что он больше не жидкий, но все еще может быть очень слабым; например, вы не сможете ходить по нему. Отверждение связано с образованием эттрингита и гидрата силиката кальция на ранних стадиях. Обычно используются термины «начальный набор» и «окончательный набор»; это произвольные определения раннего и позднего множества. Существуют лабораторные процедуры для их определения с помощью утяжеленных игл, проникающих в цементное тесто.

    Отверждение - это процесс увеличения прочности, который может продолжаться в течение недель или месяцев после того, как бетон был смешан и укладан.Затвердевание происходит в основном из-за образования гидрата силиката кальция по мере того, как цемент продолжает гидратировать.

    Скорость схватывания бетона не зависит от скорости его затвердевания. Быстротвердеющий цемент может иметь время схватывания, подобное обычному портландцементу.

    Измерение прочности бетона


    Традиционно это делается путем изготовления бетонных кубиков или призм, затем отверждать их в течение указанного времени. Обычное время отверждения: 2, 7, 28 и 90. дней.Температура отверждения обычно составляет 20 градусов по Цельсию. После по достижении возраста, необходимого для испытаний, кубики / призмы измельчаются в большой пресс.

    Единицей измерения прочности бетона в системе СИ является мегапаскаль, хотя «ньютоны на квадратный миллиметр» все еще широко используются, поскольку числа более удобны. Таким образом, «бетон на пятьдесят ньютонов» означает бетон, плотность которого составляет 50 ньютонов на квадратный миллиметр, или 50 мегапаскалей.

    В то время как измерения на основе бетонных кубов широко используются в строительной отрасли, европейский стандарт для производства цемента EN 197 определяет процедуру испытаний, основанную на призмах из раствора, а не на бетонных кубах.Например, можно ожидать, что цемент, описанный как соответствующий стандарту EN 197-1 CEM I 42,5 N, достигнет не менее 42,5 МПа за 28 дней при использовании указанного теста с призмой из раствора. Будет ли «настоящий бетон», изготовленный из этого цемента, достичь 42,5 МПа при испытаниях бетонных кубов, зависит от ряда других факторов в дополнение к любым внутренним свойствам цемента.

    Факторы, влияющие на прочность бетона


    Есть много важных факторов; Вот некоторые из наиболее важных:

    Пористость бетона: Пустоты в бетоне можно заполнить воздухом или водой.Воздушные пустоты - очевидный и легко различимый пример пор в бетоне. Вообще говоря, чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси, известное как соотношение воды и цемента. Этот параметр настолько важен, что мы поговорим о нем отдельно ниже.

    Соотношение вода / цемент: определяется как масса воды, деленная на массу цемента в смеси. Например, бетонная смесь, содержащая 400 кг цемента и 240 литров (= 240 кг) воды, будет иметь соотношение вода / цемент 240/400 = 0.6. Соотношение вода / цемент может быть сокращено до «вод / цемент» или просто «вод / цемент». В смесях, в которых соотношение воды к воде больше примерно 0,4, весь цемент теоретически может реагировать с водой с образованием продуктов гидратации цемента. При более высоких соотношениях w / c следует, что пространство, занятое дополнительной водой выше w / c = 0,4, останется как поровое пространство, заполненное водой или воздухом, если бетон высохнет.

    Следовательно, по мере увеличения соотношения вода / цемент пористость цементного теста в бетоне также увеличивается.По мере увеличения пористости прочность бетона на сжатие будет уменьшаться.

    Прочность заполнителя: будет очевидно, что если заполнитель в бетоне является слабым, бетон также будет слабым. По своей природе слабые породы, такие как мел, явно не подходят для использования в качестве заполнителя.

    Связка заполнитель-паста: целостность связи между пастой и заполнителем имеет решающее значение. Если облигации нет, совокупность фактически представляет собой пустоту; как обсуждалось выше, пустоты являются источником слабости в бетоне.

    Параметры, связанные с цементом: Многие параметры, относящиеся к составу отдельных минералов цемента и их пропорциям в цементе, могут влиять на скорость роста прочности и конечную достигаемую прочность. К ним относятся:

    • содержание алита
    • реакционная способность алита и белита
    • содержание сульфата цемента

    Т. алит - самый реактивный цементный минерал, который способствует значительно влияет на прочность бетона, большее количество алита должно давать лучшие результаты на ранней стадии сильные стороны («рано» в этом контексте означает примерно до 7 дней).Тем не мение, это утверждение должно быть тщательно оговорено, так как многое зависит от сжигания условия в печи. Возможно, что более легкое горение конкретный клинкер может привести к более высокой начальной прочности из-за образование более реактивного алита, даже если его немного меньше. Не все алиты созданы равными!

    Для конкретного цемента существует будет то, что называется «оптимальным содержанием сульфата» или «оптимальным содержанием гипса». содержание.' Сульфат в цементе, сульфат клинкера и добавленный гипс, замедляет гидратацию алюминатной фазы.Если недостаточно сульфат, может произойти схватывание; и наоборот, слишком много сульфата может вызвать ложная установка.

    Следовательно, требуется баланс между способность основных минералов клинкера, особенно алюминатной фазы, вступать в реакцию с сульфатами на ранних стадиях после смешения и способности цемента для подачи сульфата. Оптимальное содержание сульфатов будет зависит от многих факторов, включая содержание алюмината, алюмината размер кристаллов, реакционная способность алюмината, растворимость различных источники сульфата, размеры частиц сульфата и наличие примесей использовал.

    Если это не было достаточно сложно, сумма сульфат, необходимый для оптимизации одного свойства, например прочности, может не должно быть таким же, как это требуется для оптимизации других свойств, таких как усадка при высыхании. Бетон и раствор также могут иметь разные оптимальные сульфатное содержание.

    Эта увлекательная область обсуждается далее в разделе «Изменчивость прочности бетона, связанная с цементом».

    В дополнение к параметрам состава, рассмотренным выше, также важны физические параметры, в частности площадь поверхности цемента и гранулометрический состав.

    Тонкость помола цемента, очевидно, повлияет на скорость гидратации цемента и, следовательно, на скорость роста прочности; Более мелкое измельчение цемента приведет к более быстрой реакции. Если производитель цемента обнаруживает, что его сила уменьшается, часто первое, что он делает, чтобы исправить проблему, - это измельчать цемент более мелко.

    Тонкость частиц часто выражается через общую площадь поверхности частиц, например: 400 квадратных метров на килограмм.Однако не менее, если не более важно, гранулометрический состав цемента; полагаться только на измерения площади поверхности может ввести в заблуждение. Некоторые минералы, например, гипс, могут измельчаться, в результате чего получается цемент с большой площадью поверхности. Такой цемент может содержать очень мелко измельченный гипс, а также относительно крупные частицы клинкера, что приводит к более медленной гидратации.

    Более подробная информация о прочности бетона

    Мы только что рассмотрели некоторые из основных факторов, влияющих на прочность бетона.Конечно, есть еще много других, некоторые из которых связаны с внутренними проблемами с цементом, а некоторые из них довольно тонкие. Другие относятся к тому, как используется цемент, очевидным примером является то, что в смеси недостаточно цемента, но есть много других, которые менее очевидны.

    Я написал книгу именно по этой теме - чтобы получить более подробную информацию, просто щелкните кубик ниже.


    Дополнительные статьи по этой или смежным темам можно найти в Каталоге статей.

    Как делают бетон

    В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей, или горных пород.Паста, состоящая из портландцемента и воды, покрывает поверхность мелких (мелких) и крупных (крупных) заполнителей. В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон.

    В этом процессе кроется ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен и пластичен при свежем смешивании, прочен и долговечен при затвердевании. Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно строить небоскребы, мосты, тротуары и супермагистрали, дома и плотины.

    Дозирование

    Ключ к получению прочного и долговечного бетона заключается в тщательном дозировании и смешивании ингредиентов. Смесь, в которой недостаточно пасты, чтобы заполнить все пустоты между заполнителями, будет трудно разместить, и она приведет к образованию шероховатых поверхностей и пористого бетона. Смесь с избытком цементного теста легко укладывается и дает гладкую поверхность; тем не менее, получаемый бетон не является рентабельным и может более легко треснуть.

    Химический состав портландцемента оживает в присутствии воды. Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает каждую частицу камня и песка - агрегаты. В результате химической реакции, называемой гидратацией, цементное тесто затвердевает и приобретает прочность.

    Качество пасты определяет характер бетона. Прочность пасты, в свою очередь, зависит от соотношения воды и цемента. Водоцементное соотношение - это вес воды для затворения, деленный на вес цемента.Высококачественный бетон получают за счет максимального снижения водоцементного отношения без ущерба для удобоукладываемости свежего бетона, что позволяет его должным образом укладывать, укреплять и выдерживать.

    Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона. Обычно смесь содержит от 10 до 15 процентов цемента, от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов воды. Вовлеченный воздух во многих бетонных смесях может составлять от 5 до 8 процентов.

    Прочие ингредиенты

    В качестве воды для замешивания бетона можно использовать практически любую питьевую природную воду без ярко выраженного вкуса или запаха. Избыточные примеси в воде для смешивания могут не только повлиять на время схватывания и прочность бетона, но также могут вызвать выцветание, окрашивание, коррозию арматуры, нестабильность объема и снижение долговечности. Спецификации бетонной смеси обычно устанавливают пределы содержания хлоридов, сульфатов, щелочей и твердых веществ в воде для смешивания, если не могут быть проведены испытания для определения влияния примесей на конечный бетон.

    Хотя большая часть питьевой воды подходит для смешивания бетона, заполнители выбираются тщательно. Заполнители составляют от 60 до 75 процентов от общего объема бетона. Тип и размер используемого заполнителя зависит от толщины и назначения конечного бетонного продукта.

    Относительно тонкие строительные секции требуют небольшого крупного заполнителя, хотя заполнители диаметром до шести дюймов использовались в больших плотинах. Для эффективного использования пасты желательна непрерывная градация размеров частиц.Кроме того, заполнители должны быть чистыми и не содержать каких-либо веществ, которые могут повлиять на качество бетона.

    Начало гидратации

    Вскоре после объединения заполнителей, воды и цемента смесь начинает затвердевать. Все портландцементы представляют собой гидравлические цементы, которые затвердевают в результате химической реакции с водой, вызывающей гидратацию. Во время этой реакции на поверхности каждой частицы цемента образуется узел. Узел растет и расширяется, пока не соединится с узлами других частиц цемента или не прилипнет к соседним агрегатам.

    После того, как бетон тщательно перемешан и станет пригодным для обработки, его следует укладывать в формы, пока смесь не станет слишком густой.

    Во время укладки бетон уплотняется, чтобы уплотнить его внутри форм и устранить возможные дефекты, такие как соты и воздушные карманы.

    Для плит бетон оставляют стоять до тех пор, пока пленка поверхностной влаги не исчезнет, ​​затем используется деревянная или металлическая ручная терка для сглаживания бетона. Плавление дает относительно ровную, но слегка шероховатую текстуру, которая имеет хорошее сопротивление скольжению и часто используется в качестве окончательной отделки фасадных плит.Если требуется гладкая, твердая, плотная поверхность, после затирки следует затирка сталью.

    Отверждение начинается после того, как открытые поверхности бетона достаточно затвердеют, чтобы противостоять образованию повреждений. Отверждение обеспечивает постоянную гидратацию цемента, так что бетон продолжает набирать прочность. Бетонные поверхности обрабатывают путем опрыскивания водяным туманом или использования влагоудерживающих тканей, таких как мешковина или хлопчатобумажные коврики. Другие методы отверждения предотвращают испарение воды за счет герметизации поверхности пластиком или специальными спреями, называемыми отвердителями.

    Для защиты бетона используются специальные методы отверждения в очень холодную или жаркую погоду. Чем дольше бетон будет оставаться влажным, тем прочнее и долговечнее он станет. Скорость затвердевания зависит от состава и крупности цемента, пропорций смеси, а также от влажности и температурных условий. Бетон продолжает укрепляться с возрастом. Большая часть гидратации и увеличения прочности происходит в течение первого месяца жизненного цикла бетона, но гидратация продолжается медленнее в течение многих лет.


    Узнайте, как цемент и бетон формируют мир вокруг нас>

    Узнайте больше о преимуществах устойчивости цемента и бетона>

    Ранний высокопрочный бетон: преимущества и проблемы


    Шиврам Багаде , Технолог по бетону - BASF Construction Chemicals India Pvt. Ltd, Бангалор Nagesh Puttaswamy Manager (TASC) UltraTech Cement Ltd., Хайдарабад

    Скоростные автомобили, быстрые графики движения, быстрое строительство дороги стали нормой дня.Во многих отношениях эти технологические достижения были экономическим благом для человечества, но какой ценой? Скоростные автомобили вызывают острые ощущения на гоночных трассах, но риски также являются частью системы. Концепция «сэкономленное время - сэкономленные деньги» привела к ускорению работы в строительной отрасли, поскольку с тех пор инженеры и администраторы применяют целостный подход, заставляя каждую часть строительства вносить свой вклад в систему, ускоряя строительство. Бетон высокой прочности также является одним из них.История высокопрочного бетона насчитывает около 35 лет. В конце 1960-х годов изобретение водоредуцирующих добавок привело к созданию высокопрочных сборных железобетонных изделий, а конструктивные элементы в балке были отлиты на месте с использованием высокопрочного бетона. С тех пор технология достигла зрелости, и обычно используется бетон порядка от M60 до M120. Бетон марки М200 и выше возможен в лабораторных условиях.

    С таким уровнем уверенности отрасль сегодня предъявляет очень высокие требования к производителям цемента и добавкам.Возник спрос на высокую прочность за очень короткое время. Были такие требования, как,

    • 40 МПа бетона М60 за 3 суток,
    • 50% силы цели за 24 часа,
    • 12 МПа за 12 часов,
    • 12 МПа за 10 часов.
    Причин для этих требований много, но, как инженеры, мы должны думать об аспектах долговечности конструкций, в которых используются эти материалы. Потребители в этих случаях удовлетворяются свои потребности с помощью своих бетонных заводов.Не обращая внимания на долгосрочную долговечность, мы смогли удовлетворить потребности. Бетон этих свойств будет иметь своеобразное реологическое поведение. Некоторые наблюдения, сделанные во время испытаний раннего высокопрочного бетона (EHSC), обсуждаются в этой статье вместе с некоторыми проблемами долговечности. Необходимость понимания реологических параметров в связи с аспектами долговечности требует особого внимания. Технология EHSC все больше используется в инфраструктурных проектах и ​​в промышленности сборных железобетонных изделий в некоторых случаях, она используется без разбора, а в некоторых случаях она применяется без надлежащей технической поддержки.Цемент и добавки отбираются и отклоняются по экономическим критериям, очень деликатные вопросы, такие как совместимость цементных добавок и микротрещины из пластика, не решаются должным образом. Концепция EHSC является благом для отрасли производства сборных железобетонных изделий, но ее необходимо развивать лучше, чтобы она не попала в ловушку, подобную той, которая произошла с использованием летучей золы в бетоне, которая даже сегодня не попадает в ловушку. % уверенности в техническом братстве.

    Введение

    Бетон, основанный на 28-дневной прочности, классифицируется как высокопрочный и так далее.Примерно до 1970-х годов бетон, который мог достигать прочности выше 40 МПа, классифицировался как высокопрочный. Когда бетонные смеси с плотностью около 60 МПа и выше производились серийно, ориентир для высокопрочного бетона был повышен до 55 МПа или более.

    История высокопрочного бетона насчитывает около 35 лет с момента разработки добавок суперпластификатора в конце шестидесятых годов, когда в Японии появились высокопрочные сборные изделия с использованием «нафталинсульфоната», а в Германии - с использованием подводного бетона с использованием «сульфоната меланина». 'были пионерами технологии.

    Три-четыре десятилетия назад, несмотря на то, что бетон был универсальным строительным материалом. Большинство высотных зданий по всему миру использовали стальные элементы в качестве структурного каркаса. Знаменитые башни-близнецы на Манхэттене (Всемирный торговый центр) имели стальные конструкции. Причина заключалась в том, что при той прочности бетона, которая была доступна в то время, элементы из бетона были бы громоздкими и некрасивыми.

    С появлением высокой прочности, громоздкость бетонных элементов исчезла, и мы также можем изготавливать тонкие секции из бетона.С тех пор высокопрочный бетон прошел долгий путь и стремится достичь прочности стали. Бетон порядка 200 МПа стал реальностью, по крайней мере, в лабораторных условиях, а бетон порядка от M60 до M120 обычно используется на стройплощадках. Свойства высокопрочного бетона сегодня хорошо изучены и поняты инженерами, использование очень высокопрочного бетона больше не вызывает недоумения. Пользователь устранил недостатки высокопрочного бетона.

    Как достигается высокая прочность бетона

    Более высокая прочность бетона может быть достигнута с помощью одного из следующих методов или комбинации некоторых или многих из следующих:
    • Повышенное содержание цемента
    • Уменьшение водоцементного отношения
    • Лучшая обрабатываемость и, следовательно, лучшее уплотнение
    Некоторые из требований Кодекса для высокопрочного бетона
    Прочность на сжатие 60 МПа или более
    Прочность Проницаемость <5 мм согласно DIN 1048
    Технологичность для размещения в районах с высокой загруженностью.

    Требования к высокопрочному бетону требуют более вяжущего материала в бетонной смеси, которая может составлять от 400 кг на м3. Более высокое содержание вяжущего материала приведет к более высокой термоусадке и усадке при высыхании, и будет стадия, когда любое дальнейшее добавление вяжущего материала не повлияет на прочность. Что касается аспектов долговечности, минимальное и максимальное содержание цемента в бетоне регулируется нормативными положениями, уменьшение водоцементного отношения также имеет свои ограничения, особенно в условиях площадки.Стремление к более высокой прочности приводит к использованию других материалов для достижения желаемых результатов, поэтому вяжущий материал вносит вклад в прочность бетона.
    • Добавление пуццулановой примеси, такой как поццулановая зола (PFA) или гранулированный доменный шлак (GGBS), которая помогает в образовании вторичного геля C-S-H за счет повышения прочности.

      Добавление пуцзулановой добавки, такой как летучая зола, используемая в качестве добавки, снизит прирост прочности в течение первых 3-7 дней бетона и покажет увеличение прочности после 7 дней и даст более высокую прочность в долгосрочной перспективе.

    • Добавление минеральных примесей, таких как пары кремнезема, метакаолин или зола рисовой шелухи.

      Высокоактивные пуццулановые примеси, такие как микрокремнезем или метакаолин и зола рисовой шелухи (RHS), начнут вносить свой вклад примерно через 3 дня. RHS имеет преимущество перед PFA, потому что RHS более реактивен.

    • Использование химических добавок, таких как суперпластификатор или гиперпластификатор, добавки, регулирующие набор, помогут в достижении более высокой прочности бетона.

      Исследования и опыт показывают, что добавки на основе поли карбоксильных эфиров (PCE), называемые гиперпластификаторами, лучше всего подходят для работы, поскольку они обладают способностью уменьшать количество воды от 18% до 40% по сравнению с контролем или эталоном. конкретный.

    • Комбинация всего вышеперечисленного или некоторых из вышеперечисленных для достижения желаемой прочности.

      Комбинация по крайней мере нескольких из этих методов теперь стала неизменной, поскольку HSC пришел вместе с некоторыми сложностями, такими как более высокая усадка, более высокая теплота гидратации и т. Д., все эти сложности необходимо нейтрализовать или контролировать. Большинство проблем решалось комбинацией PFA или GGBS и смеси PCE.

      Для ускорения гидратации цемента также используются методы отверждения паром, однако это может не привести к повышению прочности. Прирост прочности в раннем возрасте может быть достигнут за счет замены части мелкозернистого заполнителя летучей золой или доменным шлаком без увеличения водопотребности бетонной смеси.

    Свойства ингредиентов, используемых в HSC:

    Требуемые свойства цемента

    Прочность на сжатие > 60 МПа
    C3A Содержание <6
    Тонкость 300 + 20 кв.М на кг
    Общее содержание щелочи Макс. 6% выражено как Na 2 O
    С 3 S > 50%
    C 2 S > 24%
    С 4 AF > 15%
    LOI <2%

    Свойства золы

    PFA требовал повышения прочности, водонепроницаемости и долговечности бетона.Необходимо использовать PFA класса F.

    Уменьшает расслоение и просачивание свежего бетона, снижает ползучесть затвердевшего бетона, а также снижает теплоту гидратации.

    Требования к химическим веществам

    SiO 2 > 60%
    SiO 2 + AI 2 O3 + Fe 2 O 3 = 85%
    LOI 2% Максимум
    Тонкость Макс.10% (сохраняется на 45 микронах)

    Агрегаты

    Мелкие заполнители: должны попадать в зону II

    Химические добавки

    Необходимо использовать водоредуцирующую добавку высокого диапазона (HRWRA), обычно добавки PCE разрабатываются для конкретных нужд. Водоредуцирующая добавка высокого диапазона (HRWRA): это известный факт, что для долговечности конструкции проницаемость в бетоне играет важную роль, что является одним из важных факторов, которые регулируют водоцементное соотношение во время производства бетона, более низкое водоцементное соотношение ниже будут капиллярные поры и, следовательно, более низкая проницаемость и повышенная долговечность.Примеси на основе поли карбоксильных эфиров (PCE)

    , называемые гиперпластификаторами, изобретенные в 1990-х годах, отлично справились с условиями, преимущества которых используются при производстве высокопрочного и высокоэффективного бетона. Водоудерживающая способность этих добавок составляет 18–40% от контрольного или эталонного бетона. Эти добавки способствуют достижению более высоких оседаний, более 180 мм, при гораздо меньших соотношениях вода / цемент (менее 0,30). Они обеспечивают лучший контроль над реологией бетона, и это одна из причин, по которой такие добавки всегда используются для производства самоуплотняющегося бетона.Единственным недостатком этих добавок является то, что они не задерживаются дольше 45 минут и всегда используются вместе с замедлителями схватывания, что усложняет смесь. С ситуациями с этими сложностями нужно обращаться очень осторожно, однако строительная химическая промышленность разработала комбинацию химикатов или, скажем так, коктейль химикатов, чтобы удовлетворить спрос.

    Спрос в отрасли

    Строительная промышленность, обращающаяся к сборным элементам и требованию последующего натяжения, сделала требование высокой прочности бетона неизменным, и инженерам пришлось преодолеть эти недостатки, что в значительной степени нам удалось.Строительство в наши дни стало быстрым, когда экономия на вложениях в опалубку считается, что использование высокопрочного бетона является неизменным и стало обязательным. Сегодня строительство имеет решающее значение, когда дело доходит до экономики, очень мелкие аспекты считаются достижением экономии на строительных работах. Скорость строительства и его технология измеряется количеством циклов использования опалубки. Теперь это превратилось в одно из основных требований процесса бетонирования, требования промышленности стали очень сложными.

    У нас была возможность наблюдать и работать с некоторыми из этих случаев. Вот некоторые из примеров:

    ДЕЛО 1

    Инфраструктурный проект


    Это конкретное требование заключалось в том, чтобы сборные сегментные балки подвергались последующему натяжению для инфраструктурного проекта ускоренного строительства. Время - основная цель контракта между потребителем и подрядчиками. Сегменты необходимо поднять на место за рекордно короткое время и дополнительно растянуть. Непрерывность работы, поскольку строительная площадка очень перегружена для работы, требует, чтобы инфраструктура для литья как можно скорее развивалась дальше.
    Требуемая марка бетона M50
    Особые требования указаны
    01 Минимальная необходимая прочность за 24 часа 25 МПа.
    02 Требуемая технологичность: начальная осадка
    03 Требуемая удобоукладываемость: бетон, пригодный для перекачивания через 90 минут
    04 Для получения высокой ранней прочности без липкости

    Эти большие сегментные балки для проекта эстакады
    Пробная 1 Пробная 2 Пробная 3
    Смешанная марка М-50 М-50 М-50
    Цемент OPC 53 марка 5.4 5,4 5,4
    Вт / К, Кондиционер, Вт / Б
    CA - I 20 мм 6,228 5.292 5,472
    CA - II 12,5 мм 5,748 6,372 5,472
    CA - III 6 мм 2,4 2,712 2.76
    Песочный щебень 8,448 8,448 9,12
    Всего воды (включая абс.) 1,974 1,98 1,99
    Песочный щебень 8,448 8,448 9,12
    Всего воды (включая абс.) 1,974 1,98 1,99
    Примесь М-715 М-715 М-715
    Дозировка (в%) @ 0.6 @ 0,6 @ 0,7
    Осадка / расход (в мм)
    0 мин 210 200 200
    30 мин 150 150 165
    Плотность во влажном состоянии (кг / куб. М) 2462 2405 2482
    Комп.Прочность (Н / Кв. Мм)
    01 день 28,04 30,04 31,32
    02 дней 40,12 42,44 46,20
    07 дней 47,80 48,20 50,00
    28 дней
    Размер партии / куб.м 0,012 0,012 0,012

    ДЕЛО 2

    Инфраструктурный проект
    Требуемая марка бетона М60
    Особые требования указаны
    01 Минимальная необходимая прочность за 24 часа 40 МПа.
    02 Требуется удобоукладываемость как в SCC
    03 Количество вяжущего материала Предварительно фиксированная - летучая зола из фиксированного источника
    04 Мелкий заполнитель 100% дробильная пыль

    Бетон должен был достичь более 50% своей окончательной прочности за 24 часа, поскольку мы уже обсуждали ранее, что весь процесс должен происходить примерно через 14 часов после окончательного схватывания цемента!

    Требование проекта заключалось в том, чтобы элементы кровли из листового обшивки были залиты на землю и должны были быть подняты на место и подвергнуты последующему натяжению.Требование ранней высокой прочности бетона было связано с тем, что элементы должны быть заблаговременно закрыты опалубкой и перемещены на площадку для выдержки, а количество циклов опалубки было критическим экономическим критерием. Сегменты имели особую форму и складки, поэтому требовалось свойство самоуплотнения. Сохранение удобоукладываемости в сочетании с требованием ранней высокой прочности тянуло систему в противоположных направлениях.

    Бетон в этом случае был изготовлен на заводе по производству цемента на месте, и необходимые условия были достигнуты с помощью нескольких альтернативных марок цемента.Бетон был помещен в форму с использованием транзитных миксеров на площадке, которые сохраняли критерий удобоукладываемости от почти 45 минут до 1 часа. Детали дизайна микса не могли быть представлены здесь, так как все испытания проводились потребителем, и мы не могли получить разрешение на публикацию здесь. Примесь там должна была быть специально отрегулирована для конкретных требований, и она должна была подвергнуться дальнейшей тонкой настройке с учетом изменения источников ингредиентов. Израсходовано несколько тысяч кубометров бетона.Будет ли это ориентиром для других проектов?

    ДЕЛО 3

    Для сегментарного строительства башен
    Требуемая марка бетона М60
    Особые требования указаны
    01 Минимальная прочность, необходимая за 12 часов 12 МПа.
    02 Количество цемента Предварительно фиксированная
    03 Количество вяжущего материала Предварительно фиксированная - летучая зола из фиксированного источника
    04 Высокореактивные минеральные добавки, такие как Silica Fume Не допускается по экономическим причинам
    05 Минимальные требования к прочности были изменены до 12 МПа за 10 часов

    Первоначальный спад: коллапс.

    Обвал через 30 мин: Обрушение и истечение мин. 450 мм.

    Этот бетон требовался для изготовления сборных сегментов башен, отлитых в удобном с точки зрения логистики месте. Круглые сегменты переменного диаметра от одного конца до другого должны изготавливаться на площадке и подниматься на площадку для выдержки. Стоимость опалубки и ограничение пространства, доступного для зоны разливки, требуют, чтобы сегменты поднимались с литейной площадки на площадку для выдержки, а самым ранним требованием к прочности является выдерживание подъемной нагрузки.Потребитель наносит защитное покрытие на сегменты сборного железобетона для обеспечения долговечности. Сегменты транспортируются на грузовиках до пунктов назначения на расстояние 600-700 км для фактического использования. Экономический критерий для потребителя требовал минимум 2 цикла литья на каждые 30 часов.

    Следующий дизайн смеси был разработан для получения желаемых условий. В среднем было проведено от 10 до 15 испытаний с различными выбранными марками цементов, критические результаты для разных марок цемента перечислены в таблицах.

    Технологичность
    Время в минутах Осадка в мм Расход в мм Примечания
    0 Свернуть 575 до 625 Эти параметры сохранялись постоянными для всех марок цемента при определенной дозировке добавок
    30 Свернуть от 495 до 525
    60 110 Нет
    90 50 Нет
    120 20 Нет

    Было замечено, что потеря оседания и потока была быстрой после отметки 45-50 минут; указанные здесь значения являются средними по результатам нескольких проведенных тестов.Через 60 минут бетон показал необычную жесткость и ощущение эластичности / пористости.
    Детали дозирования смеси
    Смешанная марка М-60 М-60 М-60
    Цемент 53 марка OPC Марка X Марка Y Марка Z
    Цемент 470 470 470
    PFA 130 130 130
    Вт / К 0.26 0,26 0,26
    20 мм 454 454 454
    12,5 мм 454 454 454
    Песок натуральный 750 750 750
    Бесплатная вода 154 154 154
    Всего воды
    Примесь G30 (S3) G30 (S3) G30 (S3)
    Дозировка (%)
    Сравн.Ул. (МПа) среднее значение для всех кубов
    12 часов 14,15 5,38 * 4,5 *
    14 часов 14,33 13,33 * 12,85 *

    Результаты брендов Y и Z очень важны, чтобы отметить увеличение силы между 12 и 14 часами почти в 3 раза.

    Недостатки технологии

    Последствия такого быстрого набора силы настораживают и требуют серьезного внимания.Учитывая тот факт, что время окончательного схватывания большинства марок цемента в Индии составляет около 120 минут, будет получено множество ответов на вопросы относительно долговечности.

    Независимо от этих вопросительных знаков, технология смогла удовлетворить требования заказчика, и работа продолжается. Как технологи, нам необходимо обобщить требования к использованию, поскольку может возникнуть еще много требований, и всем, возможно, придется иметь собственные бетонные заводы для производства этого особого бетона.

    Высокопрочный бетон имеет большое преимущество в сценарии современного строительства, поскольку многие статистические данные показывают, что он показал себя не только с точки зрения прочности, но и с точки зрения экономии. Исследования показывают, что приблизительное увеличение прочности бетона в 5 раз приведет к увеличению прочности бетона только в 3–3,25 раза. Если проектировщик сможет использовать эти условия, общая стоимость проекта определенно снизится. Следовательно, сегодня во многих проектах регулярно используется высокопрочный бетон порядка M60 или выше.

    Благодаря развитию технологий опалубки монтаж и демонтаж опалубочной системы стали проще и проще. Время цикла для опалубки резко сокращается. Одна неделя. Широко применяются концепции одноплитной плиты, в развитых странах этот цикл составляет около 4 дней. Для этого нам нужно, чтобы бетон за это время набрал минимальную прочность.

    Это означает, что ранний высокопрочный бетон станет порядком дня .

    Производители сборных железобетонных элементов уже внедряют эту технологию с соответствующими техническими знаниями или без них. Почему бы и нет, когда мы смогли добавить свойство самоуплотнения или самовыравнивания с небольшим изменением стоимости. Потребитель смог изготовить бетонный элемент с несколько более низкой стоимостью. Теперь, если потребитель может увеличить производство элементов с точки зрения большего количества циклов на работу, стоимость проекта будет увеличена.

    Тип бетона Стоимость Количество циклов в месяц Увеличение стоимости Увеличение № цикла
    Обычное 2900 30
    Самокомпактный 3100 36 6.70% 20,00%
    SCC / EHSC 3200 45 10,35% 50,00%

    При неизменных параметрах это очень выгодное предложение для любого делового предложения. Строительная промышленность в ближайшем будущем обратится к этой технологии, называемой EHSC.

    Технологи должны обдумать эту концепцию / технологию очень критически, иначе эта концепция может быть злоупотреблена неизбирательным использованием.