За какое время схватывается бетон - Brigada-Doma.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

За какое время схватывается бетон

За какое время схватывается и сколько сохнет бетон

Зная время застывания бетона, можно заранее спланировать дальнейшие строительные процессы.

Далее речь пойдет о том, как определить время схватывания смеси, узнаем сколько времени застывает бетон. Также попробуем разобраться в сопутствующих операциях и их влиянии на правильную сушку.

Существует несколько факторов, от которых зависят качественные показатели вновь возведенной постройки:

  • температура воздуха;
  • атмосферная влажность;
  • марка цемента;
  • соблюдение технологии монтажа;
  • уход за стяжкой в период высыхания.

Полимеризация бетона

Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.

Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.

Схватывание

Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.

Отвердение

После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.

Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.

Набор прочности

Структурная прочность пола или любой другой конструкции и время на отвердевание цементного раствора находятся в прямой зависимости. Если вода из бетона уйдет быстрее, чем это необходимо для схватывания и цемент не успеет вступить в реакцию, то через определенный период после высыхания мы столкнемся с неплотными сегментами, влекущими за собой трещины и деформацию стяжки.

Эти дефекты можно наблюдать во время резки бетонных изделий болгаркой, когда неоднородная структура плиты свидетельствует о нарушении технологического процесса.

Согласно технологическим правилам, бетонный фундамент сохнет не менее 25 – 28 суток. Однако для конструкций, не выполняющих повышенные несущие функции, этот период разрешено сократить до пяти дней, после которых по ним можно ходить без опасения.

Факторы воздействия

Перед началом строительных работ необходимо взять во внимание все факторы, способные так или иначе оказать влияние на время высыхания бетона.

Сезонность

Конечно же, основное воздействие на процесс высыхания цементного раствора оказывает окружающая среда. В зависимости от температуры и атмосферной влажности период для схватывания и полноценной сушки может ограничиться парой суток в летнее время (но прочность будет невысокой) либо конструкция будет удерживать большое количество воды более 30 дней в период холодов.

Об упрочнении бетона при нормальных температурных условиях лучше расскажет специальная таблица, в которой указано, сколько времени потребуется для достижения максимального эффекта.

Время, суткиМарочная прочность, %
1-3не более 30
7-1460-80
28100

Трамбовка

Также многое зависит и от плотности укладки строительной смеси. Естественно, чем она выше, тем медленнее уходит влага из структуры и тем лучше будут показатели гидратации цемента. В промышленном строительстве эту проблему решают при помощи виброобработки, а в домашних условиях обычно обходятся штыкованием.

Стоит помнить, что плотная стяжка сложнее поддается резке и сверлению после трамбовки. В таких случаях используют буры с алмазным напылением. Сверла с обычным наконечником моментально выходят из строя.

Состав

Наличие разнообразных компонентов в строительной смеси также влияет на процесс схватывания. Чем больше в составе раствора пористых материалов (керамзит, шлак), тем медленнее будет происходить обезвоживание конструкции. В случае с песком или гравием, наоборот, жидкость быстрее выйдет из раствора.

Чтобы замедлить испарение влаги из бетона (особенно в условиях высокой температуры) и улучшить его прочность, прибегают к использованию специальных добавок (бетонит, мыльный состав). Это несколько отразится на стоимости массы для заливки, но избавит от преждевременного пересыхания.

Обеспечение условий сушки

Чтобы влага дольше оставалась в растворной смеси, можно уложить гидроизоляционный материал на опалубку. Если формовочный каркас состоит из пластика, дополнительная гидроизоляция не требуется. Демонтаж опалубки проводят через 8 – 10 дней – этого времени застывания достаточно, дальше бетон может сохнуть без опалубки.

Добавки

Также можно удержать влагу в толще бетонного пола путем введения в строительную смесь модификаторов. Чтобы можно было ходить по залитой поверхности как можно скорее, придется добавлять к раствору специальные компоненты для быстрого затвердевания.

Снижение испарения

Сразу после схватывания бетонную поверхность укрывают полиэтиленом, чем существенно снижают испарение влаги в первые дни после монтажа конструкции. Раз в три дня пленку убирают и проверяют наличие пыли и трещин, поливая пол водой.

На двадцатые сутки полиэтилен убирают и дают стяжке окончательно высохнуть в обычном режиме. Через 28 – 30 дней можно не только ходить по фундаменту, но и нагружать его строительными конструкциями.

Прочность бетона

Марка цементаПоказатель прочности
М10098,23 кгс/см²
М150от 130,97 до 163,71 кгс/см²
М200196,45 кгс/см²
М250261,93 кгс/см²
М300от 327,42 до 360,18 кгс/см²
М400392,9 кгс/см²
М450458,39 кгс/см²
М500523,87 кгс/см²

Зная, сколько времени уйдет на полноценное высыхание бетонной заливки, и как правильно организовать столь ответственный процесс, вы сможете избежать ошибок и сохранить крепость строительного элемента. Более подробную информацию о показателях прочности бетона по маркам цемента содержит таблица.

Время застывания бетона – от каких факторов зависит?

Бетон – надежный, простой в использовании и доступный по стоимости строительный материал. Он применяется при возведении частных домов, промышленных объектов, многоэтажных жилых и общественных зданий, различных конструкций и сооружений. Время застывания бетона – важнейшая характеристика материала, варьирующаяся в пределах 1–28 дней. Она определяет качество выполненных работ, прочность и длительность безаварийной эксплуатации готовой постройки.

Затвердевание бетонной смеси происходит в результате химического процесса, называемого гидратацией. Под такой реакцией понимают преобразование начальных элементов строительной композиции (цемента, щебня, песка, воды, других добавок) в гидросиликат кальция.

После полного завершения процесса получается монолитный состав с высокими прочностными показателями. Время застывания бетона зависит от:

  • марки используемого цемента;
  • состава смеси;
  • атмосферной влажности;
  • соблюдения технологии работы с бетоном;
  • температуры воздуха (в помещении, где используется описываемая смесь, и на улице);
  • толщины и плотности укладки бетонного слоя;
  • ухода за конструкцией во время ее застывания.

Полная полимеризация бетонной смеси проходит в две стадии – схватывания и набора проектной прочности. Эти этапы имеют собственные особенности, которые следует учитывать при выполнении строительных работ.

На прочность бетона большое влияние оказывает марка цемента, из которого он изготавливается. Наиболее надежные смеси делаются из материала М500. А самые непрочные производятся из цемента М100.

Прочность, кгс/ кв. см

Наличие разных компонентов в бетоне изменяет время его затвердевания. Чем больше в смеси гравия либо песка, тем быстрее вода выходит из нее. При повышенном содержании шлака и керамзита, жидкость медленнее испаряется из раствора. В таблице приведены рекомендованные соотношения основных составляющих бетонных смесей.

Читайте также:  Заливка пола полистиролбетоном

Расход на 1 кубометр

Песчано-гравийная смесь, кг

Прочность бетона снижается, если не выдерживается требуемая плотность его укладки. Важно! Жидкость выходит из смеси тем медленнее, чем большую плотность имеет раствор. При промышленном строительстве бетон обрабатывают специальным вибрационным оборудованием. В быту его заменяют операции штыкования лопатой и уплотнения ручной трамбовкой.

Для удержания влаги в бетонной смеси, помещенной в опалубочную конструкцию, рекомендуется накрывать последнюю гидроизолятором. В качестве такового используется битумная мастика либо обычная полиэтиленовая пленка. Эти материалы усиливают гидратацию, так как препятствуют быстрому обезвоживанию бетона.

Аналогичного эффекта добиваются и посредством периодического смачивания застывающего раствора водой. Жидкость наносится методом распыления или обрызгивания. Обратите внимание! Указанные мероприятия не ускоряют процесс застывания бетона.

Первый этап полимеризации длится недолго – от 1 до 2,5 часов. Время схватывания бетона зависит от температуры, при которой производятся работы:

  • +20 °С – реакция в смеси начинается через 100–120 минут после ее затворения (добавки к цементу, песку и иным компонентам воды). После этого бетон сохнет примерно 1 час.
  • +1–19 °С – процесс начинается через 3–5 ч. Для схватывания бетону требуется такое же время.
  • 0 °С – реакция стартует после затворения через 7–10 ч, сохнет бетон в течение 16–20 ч.

При отрицательных температурах воздуха компоненты смеси не вступают в химреакцию с водой. Состав не сохнет. Он находится в замороженном (инертном) состоянии, из которого раствор выходит только после повышения температуры до 0°. Указанная проблема решается путем добавления в бетон спецэлементов, чья задача заключается в стимуляции смеси к гидратации, либо сооружения утепленной опалубки.

При температурах выше +30° раствор схватывается очень быстро. Это снижает качество готового бетона (так как вода из него испаряется с высокой скоростью) и прочностные характеристики возводимой конструкции.

В жаркую погоду в бетон добавляют особые компоненты, замедляющие его схватывание (кислота НТФ, сахарная кормовая патока, глюконат натрия, молочная сыворотка, комплексные составы – Зика и Сементол Ретард, Поззолит-100, Аддимент ВЗ).

Стадия твердения бетона стартует сразу после его схватывания. В этот период наблюдается процесс цементной гидратации. Оптимальные условия для его протекания следующие:

  • температура воздуха – от +15 до +20 °С;
  • уровень влажности – 70–75 %.

При таких условиях требуемый набор прочности раствора отмечается через 28 суток. При других температурах и влажности процент надежности бетона высчитывается по специальной формуле: Rn = R28(lgn/lg28), в которой:

  • n – это количество дней, прошедших после заливки смеси (первые и вторые сутки не учитываются);
  • R28 – марка бетона (М300, М400);
  • lg28, lgn – логарифм (десятичный) возраста раствора.

Домашние умельцы этой формулой не пользуются. При расчетах они ориентируются на график, приведенный ниже.

Определиться со временем твердения бетона и его прочностью на сжатие позволяет и специальная таблица. Она составлена для смесей, сделанных из цемента марок М300, М200 и М400, которые считаются самыми популярными среди мастеров-самоучек.

Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности

Широкое применение бетона в строительстве обусловлено его надежностью, простотой изготовления и доступностью. Сегодня такой материал востребован при возведении как жилых, так и промышленных помещений с разной этажностью. Ключевым фактором, влияющим на прочность бетонных изделий, является время затвердевания.

Полимеризация бетона

Твердение бетона выполняется за счет гидратации — особой химической реакции, возникающей между вяжущими компонентами и водой. Процесс предназначается для преобразования базового сырья (цементно-песчаной смеси со щебнем и песком) в гидросиликат кальция. По завершении периода затвердевания создается монолитная основа с повышенными прочностными свойствами.

Срок застывания бетона определяется следующими факторами:

  1. Марка цементной смеси.
  2. Пропорции и соотношение компонентов в растворе.
  3. Показатели атмосферной влажности.
  4. Технология производства.
  5. Окружающий температурный режим.
  6. Толщина и плотность заливки бетона.
  7. Соблюдение правил ухода за раствором в процессе затвердевания.

Для полной полимеризации задействуются два этапа:

  1. Схватывание.
  2. Набор заявленной прочности.

Определяя, сколько сохнет бетон, важно учитывать марку цемента, который использовался при замешивании смеси. Наибольшей надежностью характеризуется модель М500, а минимальной прочностью — М100.

Еще время застывания бетона определяется пропорциями компонентов и наличием различных наполнителей в составе. Чем больше в растворе будет присутствовать песка или гравия, тем быстрее из него выйдет лишняя жидкость. Если использовать большое количество керамзита и шлака, вода начнет испаряться медленнее.

При несоблюдении плотности укладки прочностные свойства бетонной смеси будут снижены. При возведении промышленных объектов бетон дополнительно уплотняют с помощью вибропрессования. В бытовых условиях процедуру заменяют простым уплотнением ручными приспособлениями.

Чтобы сохранить влагу в составе смеси, ее нужно укрыть гидроизолирующей пленкой. Это может быть полиэтилен или битумная мастика. Задача подобных материалов заключается в усилении гидратации и защите раствора от быстрой потери жидкости.

Схватывание

Схватывание бетона является первой стадией его полимеризации и занимает не больше 1-2,5 часов. Точный интервал определяется температурными условиями, при которых выполняются работы:

  1. Если окружающая температура составляет +20°С, химическая реакция будет запущена через 100-120 минут после заливки смеси в опалубку. Потом состав будет сохнуть еще час.
  2. При температурном режиме +1…+19°С схватывание будет происходить через 3-5 часов.
  3. При нулевой температуре реакция начинается через 7-10 часов после затворения. При этом продолжительность высыхания составит 16-20 часов.

Если на стройплощадке будет отрицательная температура, составляющие смеси перестанут вступать в процесс гидратации с водой, а смесь не сможет засохнуть. Она будет держаться в инертном состоянии до повышения температурных отметок выше 0°С. Чтобы избавиться от подобного явления, можно добавить к составу бетона специальные наполнители, которые ускоряют гидратацию, или возвести утепленную опалубку.

Если на улице достаточно жарко (выше +30°С), время схватывания бетона сократится, но качество конечной продукции снизится. Связано это с быстрым испарением влаги и ухудшением прочностных свойств бетонных изделий.

В жаркий период в смесь вносят специальные наполнители, которые увеличивают время твердения бетона.

В их числе:

  1. Кислота НТФ.
  2. Сахарная кормовая патока.
  3. Глюконат натрия.
  4. Комплексные составы.
  5. Другие добавки.

Срок твердения

После схватывания начинается процесс затвердевания бетона. Он заключается в возникновении химической реакции между цементными гранулами и жидкостью из раствора. Лучшие показатели гидратации замечаются при влажности воздуха 75% и при температуре +15…20°С.

Если показатели температуры держатся на уровне ниже +10°С, понадобится введение в состав специальных антиморозных компонентов. В противном случае бетон не получит проектную прочность.

Уход за бетоном после заливки

Любая бетонная смесь требует правильного ухода после заливки. В первую очередь необходимо обеспечить подходящие условия для нормальной химической реакции между водой и вяжущими компонентами. При соблюдении базовых правил раствор становится прочным и твердым. Специфика ухода напрямую зависит от времени года, когда выполнялась укладка.

Последующий уход заключается в защите поверхности от размытия и появления отверстий. Выполняя самостоятельное замешивание, необходимо придерживаться требований СНиП и не допускать больших пауз между мероприятиями. В летний период смеси сохнут достаточно быстро, поэтому любые простои противопоказаны. В противном случае раствор станет непригодным для использования.

Если температура на улице составляет больше 15°С, в состав нужно вводить воду через каждые 10-12 часов. В ветреную погоду — через 2-3 часа.

Особые сложности в уходе за залитой основой отсутствуют. Главное — поддерживать оптимальную влажность и температуру на этапе схватывания и твердения смеси.

Читайте также:  Сетка для заливки пола бетоном

Стадии набора прочности

Затвердевание бетона до момента набора марочной прочности занимает около 28 дней, но точно определить, сколько застывает материал, можно только на стройплощадке.

Весь процесс выполняется в две стадии:

  1. Первая заключается в схватывании смеси, когда все ее составляющие соединяются в одно целое.
  2. Вторая предусматривает набор прочностных свойств и затвердевание.

Смесь приступает к схватыванию через 2-3 часа с момента перемешивания компонентов. В осенний период это может длиться больше суток. При этом в холодное время строительные работы продолжаются.

В течение первой стадии смесь сохраняет подвижное состояние, поэтому пользователь может вносить изменения в форму будущей конструкции. Для снижения вязкости применяют механизм тиксотропии.

Следующий этап заключается в затвердевании смеси. Марочные прочностные характеристики появляются через четыре недели, но финишные свойства обретаются через пару лет. Сроки твердения бетона зависят от условий температуры и влажности.

Первые 5-6 суток с момента заливки отличаются максимальной интенсивностью застывания, поэтому за этот период материал уже имеет 30% прочности. Через 90-10 суток показатель на 20% превысит марочный.

В течение первой недели бетон нужно подвергать температурному воздействию, увлажнению, тепло- и гидроизоляции.

Зависимость времени набора прочности от марки бетона

Интенсивность набора прочности зависит и от марки бетона. Чем ниже марка бетона, тем выше будут прочностные характеристики. Для составов под марками М15-М150 характерна критическая прочность до 50%.

Конструкции из материалов марки М200-300 обладают значением в 40% от марочной. При этом допустимый нормативами безопасный показатель составляет 50%, а приступать к строительным работам можно только после получения отметок в 72% от заданных значений.

Для оценки прочностных показателей бетонной смеси можно воспользоваться двумя методиками:

  1. Разрушающая. Подразумевает раздавливание кубика с помощью пресса.
  2. Неразрушающая. В таком случае свойства материала определяются без разрушительных воздействий.

Вторая технология более востребована и основана на применении устройств упругого отскока, ультразвукового оборудования или ударных приборов.

Факторы воздействия

Чтобы узнать, сколько сохнет бетон, необходимо учитывать ряд условий, оказывающих воздействие на скорость твердения бетона.

Сезонность

Ключевыми факторами, определяющими, сколько по времени застывает бетон, являются среда и период года, когда производятся строительные работы. В эту группу относят показатели уличной температуры и влажности воздуха.

Если летом состав может затвердеть за несколько суток, то в холодный период отвердение займет больше месяца. Специфика набора прочности при благоприятных условиях твердения бетона выглядит следующим образом:

  1. 1-3 сутки — не больше 30% марочной прочности.
  2. 7-14 — 60-80%.
  3. 28 — 100%.

Трамбовка

Еще большое влияние на время высыхания бетона оказывает трамбовка. Чем качественнее проведена эта процедура, тем лучше будет реакция воды с вяжущими компонентами. При промышленном производстве бетонных растворов применяется вибрационное оборудование, но дома можно обойтись штыкованием.

Плотная стяжка плохо переносит резку и сверление после трамбовки, поэтому для проведения таких работ необходимо задействовать алмазные буры. Простой наконечник будет быстро выведен из строя.

Состав

Как долго может длиться процесс твердения бетона, зависит и от его состава. Так, если в нем присутствует большое количество пористых добавок, таких как шлак и керамзит, вода будет долго задерживаться в растворе. Если в смеси содержатся песок или гравий, жидкость быстрее выйдет наружу.

Для снижения интенсивности испарения влаги и повышения прочностных показателей состава его разбавляют дополнительными компонентами. Это может быть бетонит или мыльный состав. Введение подобных добавок повышает общую стоимость работ, но предотвращает проблему раннего пересыхания раствора.

Сколько по времени застывает бетон: таблица, график, особенности

Основной вопрос данной статьи — сколько времени застывает цемент. Для понимания этого процесса нам поможет график, таблица и точные данные. Эта информация будет полезна любому начинающему строителю, решившему работать с бетонными конструкциями, востребованность в которых есть везде.

    В результате изучения статьи, вы узнаете:

  • что нужно знать про марки бетона;
  • что такое крепость на сжатие;
  • сколько времени застывает бетонная смесь на жаре более 30°C;
  • сколько застывает бетонная смесь при морозе.
  • Процесс укладки бетона.

    Крепость бетона

    Крепость на сжатие — это основная характеристика каждой бетонной смеси. В связи с этим параметром отличаются марки бетона. Необходимую крепость смесь может набрать в течение 25-30 дней, независимо от своей марки. Данная особенность вынуждает рабочих выжидать определенное время. В течении первой недели бетон набирает крепость более активно, чем в последующие дни – именно в этот период бетон набирает около 60% крепости, указанной в марке.

    Полная крепость образуется по истечению 28 дней созревания смеси. Некоторые рабочие, для экономии времени, решают загрузить конструкцию раньше времени. И как правило, это ведет к ухудшению качества всей постройки. Именно поэтому для надежности всей конструкции необходимо выждать полное время. Разбирать опалубку имеет смысл только через 7-8 суток.

    Условия для качественного затвердевания

      Такими условиями являются:
  • плюсовая температура в диапазоне 18-22°C;
  • влажность воздуха около 90% или больше.
  • Эти условия получается соблюсти не в каждом случае, поэтому выход из положения – увлажненный песок, опилки или специальные камеры. Твердение бетона происходит быстрее и качественнее, если он находится во влажной среде. Не рекомендуется оставлять смесь на открытом воздухе, так как из нее испарится вся влага, и прочность бетона будет минимальной.

    На графике показано соотношение времени и температур.

    Как преждевременное высыхание может отразиться на качестве бетона? Все дело в том, что сердцевины зерен цемента не могут за короткий промежуток времени вступить в реакцию с водой. Многие работы приходиться проводить на улице, под открытым небом. Здесь нужно применять битумную эмульсию и полиэтиленовые пленки, которые препятствуют испарению жидкости.

    Прочность бетонной смеси напрямую зависит от температурного режима, в котором происходит затвердевание. Если температура падает ниже 18°C — бетон твердеет медленно. Положительная температура более 18°C и высокий процент влажности способны обеспечить ускоренное затвердевание. Если процесс будет проходить в нормальных условиях, то смесь наберет 60-75% от полной прочности уже в течении 10-15 дней.

    Таблица демонстрирует, как скорость твердения зависит от температурных показателей.

    Объём бетонной смеси будет меняться через каждый промежуток набора прочности. Смесь будет давать усадку. При недостатке воды на поверхности бетона могут появляться трещины из за того, что усадка во внутренних зонах проходит медленнее, чем внутри твердеющей смеси.

    Как ускорить затвердевание бетона

    Скорость твердения меняется в зависимости от марки цемента. Большое значение имеют различные химические добавки, пластификаторы, влияющие на процесс затвердевания бетонной смеси. Температура является важным фактором для замешивания бетона. Таблица выше наглядно это подтверждает.

    Бывает мастерам необходимо параллельно обустраивать стыки в сборных конструкциях и проводить ремонтные работы, в таком случае скорость твердения является важнейшим фактором. Быстрое твердение обеспечивают за счет скорости нарастания в начальный период. Определенные виды бетона уже от 1 до 3 суток могут получить 70% от полной 28-дневной прочности. Опыт показывает, что конструкции с быстрозастывающим бетоном менее прочные, чем те, в которых материал застывает полное время.

    Таблица ускорителей и замедлителей затвердевания бетонной смеси.

    Для ускорения процесса строители добавляют специальные смеси. Здесь есть правила, которые требуется соблюдать:

    • хлорида кальция должно быть около 3% в стандартных конструкциях, и 2% — в армированных;
    • в цементе не должно быть более 2% сульфата, независимо от типа конструкции;
    • максимальное значение для нитрит-нитрата, нитрата кальция и натрия — 4%.
    Читайте также:  Как сверлить бетонную стену перфоратором

    Конечно существуют и технические методы сокращения времени твердения. Для этого используют тепловую обработку электропрогревом. Если конструкция небольшая, то эффективно будет использовать контактный обогрев термоопалубкой. При умеренном или жарком климате воздействие электропрогрева должно длиться от 3 до 8 часов. По истечении времени аппарат отключается от сети, на следующем этапе конструкция самостоятельно сможет набрать необходимую прочность.

    За сколько времени твердеет бетон при температуре выше 30°C?

    При высокой температуре схватывание бетона происходит очень быстро. Но есть один существенный недостаток — такая температура отрицательно сказывается на качестве. Бетон теряет прочность из-за слишком быстрого испарения влаги из смеси, в результате процесс гидрации останавливается. Если температура выше 30°C, то бетон затвердеет почти сразу после затворения в течении 1-2 часов.

    Таким образом влага сохраняется в сердцевинах зерен цемента.

    Твердение бетона в условиях отрицательных температур

    В зимнее время работы с бетоном проводятся тогда, когда есть возможность обеспечить гидро- и теплоизоляцию после заливки смеси. Из-за отрицательных температур гидротация значительно замедляется, как результат, бетон медленно набирает прочность. Для получения прочности при температуре в -5°C времени нужно больше 6-8 раз, в сравнении с температурой в +20°C.

    При работе в осенних и зимних условиях требуется четко соблюдать время набора прочности. Чем ниже температура, тем больше времени потребуется для полного застывания. Ускорить ситуацию могут дополнительные смеси, рассчитанные на холод.

    Время схватывания бетона: химическая и физическая модели. Время протекания реакций

    За какое время схватывается бетон? Какие процессы протекают в нем во время превращения полужидкого раствора в твердый материал? Как на эти процессы влияет температура атмосферного воздуха? Давайте разбираться.

    Схватывание: химия и физика

    Для начала давайте выясним, что это за процесс — схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).

    Уточним: все процессы в бетоне, строго говоря, правильнее называть гидратацией цемента. По понятным причинам куда более стойкие химически кварцевый песок и щебень в реакцию не вовлекаются.

    Химическая модель

    При контакте портландцемента с водой одновременно запускается несколько химических процессов, сводящихся к превращению окисей и солей алюминия и кальция в, соответственно, гидроалюминаты и гидросиликаты.

    Основные реакции имеют следующий вид:

    • 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
    • Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
    • 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.

    Все три реакции протекают с выделением незначительного количества тепла. Полная гидратация цемента требует его смешивания с водой в пропорции 1:0,4; при этом в собственно химические процессы вовлекается примерно 60% от общего количества воды. Остальная жидкость остается запертой в ячейках будущего бетона, формируя его пористую структуру; она будет испаряться в течение нескольких недель или даже месяцев.

    Параллельно с гидратацией составляющих цемент минералов в массе бетона протекает несколько более медленных реакций, которые постепенно приводят к набору бетоном марочной прочности:

    • Гашеная известь Ca(OH)2 в союзе с углекислотой постепенно превращается в прочный и слаборастворимый карбонат кальция CaCO3.

    Несколько минералов, большей частью состоящих из карбоната кальция.

    • Присоединение к этой реакции двуокиси кремния порождает не менее прочные и стабильные силикаты кальция.

    Физическая модель

    Как процесс выглядит с точки зрения происходящих в массе бетона физических процессов?

    Время от начала гидратацииПротекающие процессы
    5 минутПоверхность зерен цемента покрывается иглообразными кристаллами алюмината кальция 3CaO*Al2O3.
    6 часовКристаллы разрастаются настолько, что начинают образовывать общую кристаллическую решетку. Между цементными зернами возникают первые пространственные связи.
    8-10 часовЛавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов — своеобразного «ворса» из силикатов кальция.
    24 часаСиликаты кальция начинают вытеснять решетку алюмината, образуя собственную прочную сеть между твердыми наполнителями.
    28 сутокЦементный камень полностью состоит из кристаллов силикатов кальция. Алюминаты вытеснены.

    Время протекания реакций

    В общем-то, сколько времени схватывается бетон — понятно из предыдущей таблицы. Через 6 часов его масса перестает быть подвижной; через сутки она утрачивает пластичность, но остается хрупкой. Полная марочная прочность набирается материалом примерно за месяц.

    Справка: марочная прочность соответствует максимальному усилию на сжатие, которое бетон способен выдержать без разрушения. Усилие измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. Так, бетон марки М200 обязан выдерживать 200 кгс/см2, М300 — 300 кгс/см2, М400 — 400 кгс/см2 и так далее.

    Однако приведенная выше таблица верна для так называемых нормальных условий : +18-22С при относительной влажности около 60%. Что произойдет при отклонениях в ту или иную сторону?

    ОтклонениеОказываемое влияние
    Понижение температурыПри низких температурах (от 0 до +18) скорость протекания реакций замедляется; схватывание может занять до 5-7 суток. При падении температуры бетона ниже 0 градусов вода кристаллизуется, и гидратация портландцемента полностью останавливается.
    Повышение температурыДо определенного предела реакции ускоряются; однако при 90С и выше вода начинает испаряться их растущей кристаллической структуры быстрее, чем вступает в реакцию с ней. В результате набор прочности опять-таки останавливается.
    Понижение влажностиВ сухом воздухе вода быстро испаряется из поверхностного слоя бетона, что приводит к падению его прочности и появлению трещин.
    Повышение влажностиПри нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 часов.

    Набор прочности при разных температурах.

    Как нивелировать отклонения от нормального режима?

    • В жару и сухую погоду конструкцию в опалубке укрывают мокрой мешковиной, влажными опилками или поливают водой два-три раза в сутки.

    Поливка плитного фундамента.

    • При температурах до -5 С достаточно укрыть и по возможности теплоизолировать молодой бетон. Выделяющееся при гидратации тепло не даст воде замерзнуть.
    • При более низких температурах требуется его подогрев. Альтернатива — использование зимних марок бетона, способных благодаря специальным добавкам схватываться при отрицательных температурах.

    Полезно: благодаря противоморозным добавкам цена кубометра увеличивается всего лишь на 100-300 рублей за куб. Собственно, зимний бетон несложно приготовить и своими руками: инструкция сводится к добавке в него специальных антиморозных присадок (например, Антифриз ДС) в количестве 1% от массы цемента.

    Полезные мелочи

    • Итоговая прочность может превышать марочную. В нормальных условиях прочность бетонной конструкции за 3 месяца достигает 120%.
    • Снимать опалубку и ходить по монолиту можно через 3-4 дня. Обработка, возведение стен на бетонном фундаменте и т.д. возможно через 10-14 дней.
    • До набора полной прочности нежелательно использовать ударные инструменты. Если обработка необходима, предпочтительна резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне: в этом случае можно не бояться трещин и сколов.

    На фото — алмазная дисковая пила.

    Заключение

    Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).

    Как обычно, видео в этой статье содержит дополнительные материалы. Успехов!

    Ссылка на основную публикацию