График схватывания бетона в зависимости от температуры: График твердения бетона в зависимости от температуры

Содержание

График твердения бетона в зависимости от температуры

Главная » Статьи » График твердения бетона в зависимости от температуры

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

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

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

Стадия схватывания

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

Теплая погода

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

Прохладное время года

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

Уменьшение вязкости раствора

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

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

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

Стадия твердения

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

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

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

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

От чего зависит набор прочности?

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

температуру;
влажность;
марку бетона;
время.

Температура

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

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

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

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

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

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

Время

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

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

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

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

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

Состав и характеристики цемента

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

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

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

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

Влажность

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

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

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

tehno-beton.ru

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха

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

Что влияет на сроки твердения бетонной массы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

semidelov.ru

Набор прочности бетона в зависимости от температуры: график

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

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

Набор прочности по графику

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

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

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

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

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

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

Контроль за процессом

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

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

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

Дополнительно о стадиях набора прочности

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

Прохладное время

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

Снижение вязкости раствора

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

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

Стадия твердения

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

Дополнительно о влиянии температуры внешней среды на твердение материала

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

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

Заключение

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

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

fb.ru

Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ

Комментариев:

Рейтинг: 57

Оглавление: [скрыть]

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

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

Схема приготовления бетона.

Как происходит набор прочности бетона

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

Изображение 1. График набора прочности бетона.

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Ниже перечислены особенности, характерные для бетона:

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

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

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

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

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

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

Таблица соответствия марок и классов бетона.

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

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

Изображение 2. Таблица набора прочности бетона.

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

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

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

Вернуться к оглавлению

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

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

Таблица критической прочности для разных марок бетона.

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

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

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

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

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

tolkobeton.ru

сроки затвердевания раствора в зависимости от температуры

Одним из основных качеств бетона считается прочность. Так как этот материал сильнее всего сопротивляется сжатию, конструкции проектируют с таким условием, чтобы он снимал эту нагрузку. Гораздо реже учитывают его сопротивление растяжению. Все строительные работы проводятся при обязательном соблюдении специалистами графика набора прочности бетона. Если потребуется, они вносят коррективы в этот процесс.

Этапы твердения раствора

Уже довольно давно при строительстве любых объектов стали применять этот материал. Причем его применяют на любых стадиях этого процесса начиная с фундамента и заканчивая плитами перекрытия. Удобен этот материал тем, что способен в жидком состоянии принимать форму опалубки и, по мере его застывания, получается требуемая конструкция.

При этом необходимо знать промежуток времени, за сколько бетон набирает прочность. Обычно полная готовность бетона достигается через 28 суток. Обязательно все работы проводят согласно требованиям строительных норм и правил (СНиП). В этом документе полностью описано как работать с этим материалом в любое время года, чтобы объекты прослужили затем в течение 50—100 лет.

Причем при современном строительстве постоянно появляются новые технологии и конструктивные решения, позволяющие продлить этот срок. Но до сих пор процессу набора прочности уделяют большое внимание и следят за проведением каждого этапа, в которые входят:

Застывание — начинается с первых минут, после залития бетонной смеси, которое производят с помощью автобетоносмесителя. В начальный период прямую зависимость имеет время набора прочности бетона от температуры. Чем температура выше, тем быстрее схватывается раствор. Например, при 20° C этот процесс протекает в течение часа, летом на открытом солнце — от 15 до 30 минут, а при 0° C — до 20 часов.
Твердение — важный этап, при котором материал набирает до 70% расчетного значения прочности. Длительность этого процесса зависит от марки материала и протекает от 7 до 14 дней.

Во время заливки раствора одновременно берутся и контрольные пробы, которые затем проверяют специалисты и сравнивают с нормативами, через определенное время, по таблице твердения бетона.

Факторы, влияющие на прочность

Практически все работы с раствором проводятся на открытом воздухе как летом, так и зимой. Погодные условия и температура воздуха оказывает непосредственное влияние на время застывания бетона. Таким образом, на набор прочности влияют следующие факторы:

температура;
влажность;
класс материала;
время.

Чем ниже температура на улице, тем медленнее и дольше будет происходить процесс затвердения. Зимой, в естественных условиях, эта процедура полностью останавливается, так как вода не испаряется, а замерзает. При повышении температуры застывание раствора опять продолжится. Чтобы это лучше понять, стоит обратиться к графику твердения бетона В25 или В30.

График представляет собой кривые линии, показывающие, как долго и при какой температуре достигается определенная прочность бетона. Если летом твердение бетона протекает естественным образом, то зимой необходимо принимать меры для его застывания. Для этого в бетонную смесь добавляют специальные противоморозные вещества, которые способствуют сохранению свойств приготовленного раствора.

При этом они не дают воде быстро замерзать и позволяют качественно провести заливку бетонной смеси. При более низких температурах сразу после заливки раствора обеспечивают его прогрев. Обычно для этого используют электрический ток или тепловые обогреватели. В первом случае с помощью проводов по контурам производят подключение непосредственно арматуры в опалубке или через электроды, погруженные в раствор.

Причем контуры не должны касаться друг друга, иначе будет короткое замыкание. Все подключение ведется через специальный масляный трансформатор для прогрева бетона. Во втором случае место бетонирования накрывают шатром и подключают несколько воздушных обогревателей. Большую роль играет повышенная влажность воздуха. Если ее показатели достигают 70—90%, то прочность раствора значительно увеличивается.

Методы ускорения застывания бетона

Очень часто в процессе строительства необходимо ускорить процесс набора прочности бетона. Так, при заливке монолитных конструкций и ограничении сроков строительных работ применяют смеси на основе сернокислых, углекислых и аммонийных солей, хлоридов и нитратов кальция.

Применение этих добавок позволяет сократить длительность застывания бетона в 2 раза. Стоит заметить, что такие работы проводят в летний период и антиморозные добавки здесь не подойдут. В сильно жаркую и сухую погоду проводят увлажнение залитого раствора, так как очень быстро испаряется вода и происходит нарушение графика набора прочности материала.

Для этого верхнюю часть раствора накрывают материалом или посыпают опилками и периодически смачивают их по мере испарения воды. На асфальтобетонных заводах для ускорения застывания раствора применяют способ пропаривания. Процедуру эту проводят на открытом воздухе или в специальных закрытых камерах, где за 6—16 часов изделия из бетона набирают 60—70% прочности.

Скорость набора прочности бетона — Строим из бетона

Набор прочности бетона — температура, влажность, гидратация

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:

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.
Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.

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

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

аллит,
белит,
трехкальциевый алюминат,
четырехкальциевый аллюмоферрит.

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

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

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

Что влияет на вызревание фундамента

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

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

Температурные условия

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

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

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

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

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

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

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

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

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

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

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

График набора прочности по марке цемента

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

Процесс и стадии набора прочности бетона

Показатель прочности — основная характеристика бетона как конструкционного материала. Одним из его свойств является набор прочности бетона со временем. Только после полного затвердевания можно сделать оценку качества, поскольку показатель достигает максимальных значений.

Как бетон набирает прочность?

После укладки в смеси начинают происходить физико-химические процессы по превращению его в прочную основу для строительной конструкции. Как только под их влиянием вода и цемент вступают во взаимодействие, раствор постепенно теряет свою подвижность и изменяет свойства. Формирование новой структуры происходит в течение определенного времени. Вызревание бетона предполагает прохождение раствором двух стадий: начальной — схватывания, и завершающей — затвердевания. Их прохождение дает возможность получить прочностные свойства соответствующие бетону определенного класса и марки.

Стадия схватывания

Во время транспортировки в автобетоносмесителе смесь остается подвижной благодаря постоянному перемешиванию и тиксотропным ее свойствам. Прекращение механического воздействия на раствор после заливки увеличивает его вязкость, и он начинает схватываться. Все выявленные дефекты нужно устранять в начале первой стадии вызревания, она начинается сразу после заливки бетонной смеси и длится недолго.

Время схватывания зависит от температуры воздуха. Постоянная температура +20°С считается идеальным условием для первой стадии застывания раствора, позволяющим ему схватиться за 3 часа. При изменении этого условия длительность схватывания может уменьшиться или увеличиться. Дольше всего эта стадия длится при температурных значениях окружающего воздуха близких к 0 градусов.

Стадия твердения

После окончательного схватывания раствора начинается стадия твердения. На начальном этапе заполнитель, скрепленный кристаллизованными частицами цемента, не обеспечивает требуемую прочность. Но с началом реакции гидратации, твердение становится наиболее динамичным. Бетонная основа за 7 суток становится намного прочнее. За этот небольшой отрезок времени бетон набирает 70 процентов прочности. После происходит замедление этого процесса и еще 25% твердости набираются на протяжении трех недель. Полное затвердевание происходит через несколько лет.

Сколько бетон набирает прочность?

Если марка раствора определяется через 28 дней после заливки, то это и есть ответ на интересующий многих вопрос, за сколько бетон набирает твердость. Но не стоит забывать о некоторых особенностях набора прочности бетона в зависимости от температуры:

При низких температурах воздуха значения прочности растут медленнее,
При нулевой отметке вовсе не твердеет, поскольку гидратация цемента из-за замерзшей воды становится невозможной, потепление активизирует набор твердости,
Влажная среда помогает бетонному основанию становиться прочнее,
При пониженной влажности набор замедляется и даже может прекратиться, из-за нехватки воды, которая нужна для гидратации вяжущего.

Зависимость времени набора прочности от температуры

По приведенным в таблице данным видно, что временной показатель затвердевания бетонной основы зависит от марки и температурных условий.

Нужно иметь в виду, что скорость затвердевания раствора – величина непостоянная. На графике хорошо видно, что набранная скорость в первую пятидневку затем начинает постепенно уменьшаться. Временной интервал, в котором происходит ускоренное твердение раствора, принято называть периодом выдерживания. В это время важно обеспечить залитому раствору необходимые температурные и влажностные условия.

Хотя график набора прочности бетона составлен на месяц, данный процесс выходит за рамки этого временного периода (СП 63.13330.2012). Для окончательного затвердевания конструкции могут потребоваться годы.

От чего зависит набор прочности?

Если созданы благоприятные условия, то бетонное основание затвердевает за 28 дней. Но под влиянием некоторых факторов время набора прочности может увеличиваться или наоборот сокращаться. Срок затвердевания бетонного камня зависит от:

Постоянства температурных показателей во время вызревания бетона,
Уровня влажности,
Возможных атмосферных осадков и их интенсивность,
Марки цемента,
Времени выполнения заливки.

Температура

Если говорить о влиянии температуры окружающей среды на набор прочности бетона, то здесь действует следующее правило: чем холоднее, тем больше времени займет затвердевание бетонного основания. При отрицательной температуре процесс останавливается, из-за чего время окончательного затвердевания увеличивается. Поэтому на севере, где вызревание бетонного камня проходит в условиях низких температур, процесс может длиться годами.

Такой большой срок обусловлен тем, что вода, необходимая для реакции гидратации не может испаряться, поскольку постоянно замерзает. Но при наступлении тепла и повышении температуры воздуха до положительных значений, процесс затвердевания бетонной конструкции возобновляется.

При определении сроков проведения работ по бетонированию основания строительной конструкции пользуются таблицей набора твердости. В ней приведены прочностные показатели, которых достигает бетонный камень через определенный отрезок времени после заливки при разных температурных значениях.

Понижение влажности окружающего воздуха в месте бетонирования отрицательно сказывается на процессе твердения бетонного камня. В сухом воздухе испарение воды из раствора происходит намного быстрее, поэтому скорость набора необходимой прочности бетона достаточно высокая. Но ускоренная гидратация цемента недостаточно скрепляет компоненты, и бетонная основа получается непрочной.

Оптимальный показатель влажности 66-70%.

Летом время застывания заливки зависит от влажности основы. При максимальной влажности повышается скорость нарастания твердости.

Цемент и добавки

Использование при замесе раствора портландцемента разных марок приводит к изменению времени его твердения. Поскольку, чем выше марка цемента, тем меньше дней требуется бетону, чтобы набрать марочную прочность. Существенное влияние на скорость застывания смеси оказывает ее состав и характеристики исходных материалов.

Зимой в раствор добавляют противоморозные смеси. Поскольку сразу после заливки он сможет немного затвердеть благодаря тепловыделению, а вот после замерзания воды процесс прекращается.

Летом наоборот лучше замедлить испарение влаги, чтобы защитить конструкцию от преждевременного пересыхания. Это несложно сделать с помощью специальных добавок, которые также улучшат прочностные показатели бетона.

Внимание! Если в составе будут пористые материалы, то испарение влаги будет происходить медленнее.

Для быстрого нарастания твердости бетона и получения качественной конструкции нужно обеспечить надлежащий уход. Причем начинать ухаживать следует сразу после заливки, и продолжать до момента снятия опалубки. Полная нагрузка конструкции возможна только после получения бетоном расчетной прочности.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от марки

График набора прочности бетона

Ключевой этап проведения ремонтно-строительных работ – сушка бетона. Залитый состав отвердевает и набирает прочность несколько недель. Процесс проходит под наблюдением инженеров и требует постоянного контроля.

Специалисты обеспечивают выполнение нормативов и при необходимости вносят коррективы в график. Материал чувствителен к температурным колебаниям и имеет «коэффициент сезонности» – зимой бетонные работы проводят с использованием систем обогрева. Чтобы определить, сколько сохнет бетон, учитывают различные факторы.

Этапы твердения раствора

Бетонные работы – часть любого строительства, от дачно-коттеджного до промышленного и специального. Материал применяют на различных стадиях возведения объектов, для заливки фундамента и несущих конструкций, устройства перекрытий.

Строители успешно используют свойство цементно-песчаной смеси с добавлением щебня – способность принимать форму опалубки. Ценят прочность и долговечность материала, время высыхания которого составляет порядка 28 дней.

В зависимости от условий эксплуатации и качества состава расчетный срок службы объектов достигает 250 лет, а в среднем оценивается в 50-100. Для современного строительства это солидный период – технологии постоянно совершенствуются, появляются новые материалы и конструктивные решения.

Набору прочности по-прежнему уделяют особое внимание и контролируют каждый этап:

Застывание. Происходит в первые часы «жизни» состава. К месту работ раствор доставляют в бетономешалке или подготавливают на месте для максимального сохранения необходимых свойств. Время застывания летом при температуре выше 20°С – около часа, в жару – 15-30 минут. При «ноле» – начинается через 6-10 часов после приготовления смеси и растягивается до 20 часов с момента заливки,
Твердение. Основной этап занимает 7-14 дней. За этот период конструкция набирает до 70% расчетного значения, которое зависит от марки бетона,
Контрольное значение по ГОСТ 18105-86. Стандартное время набора прочности – 28 дней. Специалисты сравнивают полученный результат с нормативами специальной таблицы.

Имеется прямая зависимость между затвердением раствора в различных условиях и достижением максимального значения.

Что влияет на набор максимальной прочности

Абсолютное большинство бетонных работ выполняют на открытом воздухе. Погодные условия и температурный график – ключевые параметры, которые определяют, сколько застывает раствор.

В теплое время года созревание смеси и постепенное отвердение происходит естественным образом. Процесс зависит от физико-химических свойств состава и имеет небольшие отличия, связанные с маркой бетона.

В осенне-зимний период набор прочности обеспечивают двумя способами:

Противоморозные добавки. Используют для сохранения свойств приготовленного раствора. Специальные вещества не допускают замерзание воды и потерю качества, облегчают заливку конструкции, выравнивание поверхности,
Электропрогрев. Выполняется несколькими методами с общей сутью – обеспечение равномерного прогрева толщи бетона в течение периода, необходимого для набора прочности.

При низких температурах применяют провода ПНСВ или «вживляют» в материал электроды, после чего подключают напряжение. Реже используют в качестве нагревательного элемента саму опалубку, покрывают поверхность специальными матами.

Работы требуют соблюдения правил электробезопасности и выполняются по СНиП 3.03.01-87. Если минимальная температура достигает 0°С, а средняя за сутки не превышает 5°С, бетонирование изначально планируют с прогревом залитой конструкции. При необходимости в раствор включают ПМД.

Ускорение набора прочности

Бетонные составы классифицируют в зависимости от показателя прочности на сжатие. Легкие растворы используют для вспомогательных работ или конструкций, которые не испытывают нагрузку.

Базовыми считаются бетоны М-200 – М-400. Составы применяют при сооружении большинства объектов гражданского строительства. Растворы класса выше М-500 предназначаются для специальных объектов и конструкций повышенной прочности.

Базовую скорость отвердения рассчитывают на основе марок М-200 – М-300. Показатели основаны на временном промежутке в четыре недели. На практике необходимый период сокращается при определенных условиях:

Использование специальных добавок. Это вспомогательные компоненты, которые подмешивают в раствор при приготовлении. Применение сокращает время полного застывания до 14 дней. Такие работы проводят летом – антиморозные добавки не обладают подобным свойством,
Увлажнение. При сухой жаркой погоде происходит быстрое испарение воды из высыхающего состава, что отрицательно влияет на график набора прочности и качество конструкции. Постоянное увлажнение способствует созданию условий, при которых достигают оптимальной динамики застывания.

После завершения расчетного периода проводят испытания бетона и контрольные замеры. Если показатели соответствуют нормативам, приступают к следующим этапам работ.

Чтобы строительство завершилось согласно планам, рекомендуется разработать детальную проектную документацию с учетом особенностей конструкции. В календарном графике бетонные работы по возможности планируют в наиболее благоприятный сезон.

Набор прочности бетона

Время затвердевания бетона

Набор прочности бетона -Время затвердевания бетона на 100%. По ГОСТу оно составляет 28 суток с момента заливки бетонной смеси. Но при оптимальной температуре, уже в первую неделю смесь застывает более интенсивно и набирает около 75% прочности. После 28 дней процесс набора прочности не останавливается, и свойство материала может измениться спустя 200-300 суток даже в два раза. Так, например, бетон М200-М250 через несколько лет может набрать прочность, соответствующую бетону М300- М350.

Бетон — надежный строительный материал и имеет широкий спектр применения, как в индивидуальном, так и в промышленном строительстве. В зависимости от пропорций и качества его состава меняется прочность конечного материала. Именно от этого параметра зависит назначение марки и класса бетона. Чем выше обозначение, тем выше прочность.

Таблица прочности бетона

Как увеличить скорость застывания бетонной смеси

Чтобы набор прочности происходил быстрее, в процессе приготовления в смесь добавляют специальные химические элементы. Под воздействием химических добавок, необходимые свойства приобретаются за 14 суток. Дозы средства рассчитываются исходя из количества цемента в составе бетона. В зимнее время заливки, так же применяют противоморозные добавки, чтобы поддержать плюсовую температуру бетона на период схватывания. В течение нескольких недель залитая бетонная смесь отвердевает под наблюдением инженеров, которые контролируют каждый этап.

Залитый состав отвердевает и набирает прочность несколько недель. При прочих равных, чем выше марка бетона, тем меньше времени нужно для его затвердевания. Процесс проходит под наблюдением инженеров, поскольку каждый этап набора прочности требует постоянного контроля специалистов.

Этапы застывания бетона

Этап застывания. Время начального схватывания бетонной массы сразу после заливки. Для максимального сохранения свойств материала, готовый раствор подвозят в бетоносмесителе либо подготавливают смесь на месте. На данном этапе осматривается опалубка на предмет протечек и деформаций. Среднее время первичного застывания 1 час, с учетом теплого времени года (выше 20 градусов), в более низкие температуры время варьируется от 6 до 20 часов,
Основной этап твердения. Время, когда материал набирает до 70% прочности, составляет от 7 до 14 дней и зависит от марки бетона. Именно на этом этапе рекомендуется снимать опалубку конструкции,
Контрольный этап. Официально принятый период по стандарту ГОСТ (18105-86) составляет 28 дней. Именно столько нужно времени, чтобы полностью прошел процесс гидратации, когда выходит влага из бетонной смеси. На данном этапе специалисты сопоставляют полученные данные с нормами в специальной документации.

До окончания всех стадий застывания бетонной смеси, строго избегается любое механическое воздействие на конструкции, а так же тщательно контролируется температурный режим.

В готовой бетонной смеси, как вовремя, так и после укладки происходят сложные и долгие химические процессы, которые необходимо учитывать при строительном расчете. Чем лучше условия превращения раствора в крепкий бетонный материал, тем качественнее и надежнее будет результат.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

Таблица набора марочной прочности бетонного раствора по дням

Твердение бетона представляет собой сложный поэтапный процесс, время достижения требуемых характеристик определяется целым рядом факторов: от правильности подбора состава и пропорций компонентов до условий окружающей среды. Контроль за всеми стадиями бетонирования и ухода обязателен, нормы выдержки в сутках в каждом случае свои, особенно в зимнее время. Исключить риски помогают графики и таблицы прочности, отражающие изменения по часам и в сутках в зависимости от температуры воздуха и других внешних факторов.

Понятие прочности, стадии ее набора

Эта характеристика является самой важной, именно она определяет соответствие качеств конструкций ожидаемым условиям эксплуатации. Прочность задается марками (отражающим предельные нагрузки на сжатие в кг/см2) и классом (доверительной вероятностью обеспечения заявленных свойств в 95%). В нормальных условиях ее максимальное марочное значение достигается на 28 сутки после начала бетонирования, за этот промежуток раствор проходит все стадии гидратации цемента, а именно: схватывание и твердение.

Время первой стадии полностью зависит в первую очередь от состава и температурных условий и варьируется от 20 минут до 1 дня. На этом этапе начинается образование внутренних связей, но смесь еще сохраняет подвижность и поддается механическим воздействиям. На практике это означает возможность предотвращения появления крупных трещин в течение первых 1-2 часов после бетонирования путем виброобработки, выравнивания поверхности заливаемых монолитов и поправки формы изготавливаемых изделий.

В зимнее время сама стадия удлиняется на 15-20 часов и затягивается ее начало (в особо сложных условиях – до 10 ч), в жаркую погоду – наоборот. При необходимости ее продления (например, в ходе доставки или заливке большого объема) смесь перемешивают с целью сохранения подвижности и качества в полной мере.

Стадия твердения начинается по окончании схватывания и длится вплоть до 100% вывода из раствора влаги, в ряде случаев она занимает несколько лет. Интенсивность процесса экспоненциальная: максимальная скорость набора прочности наблюдается в первые 3 дня (до 30% от марочной), до 70 % – в течение 7-14 и до 100 % на 28 сутки. Далее он замедляется, но не останавливается никогда, искусственный камень относится к материалам с упрочняющейся со временем структурой. При расчетах и проектировании используются величины, соответствующие выдерживаемой нагрузке на сжатие на 28 день, на практике они могут быть выше на 20 и более %.

График набора прочности

Взаимосвязь между значением этой характеристики и условиями внешней среды отражена в таблице:

[res1]

График набора прочности бетона – определение скорости гидратации раствора

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

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

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

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

В жаркую погоду бетон может схватиться за 10-15 минут

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

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

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

внешнюю температуру,
влажность воздуха,
марку.

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

Зимой процесс затвердевания происходит намного медленнее

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

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

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

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

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

Существует специальное оборудование для ускорения затвердевания бетона

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры снип

График набора прочности бетона в зависимости от температуры

Когда необходимо изготовить определенную конструкцию, то порой бывает невозможно этого сделать без заливки бетона. Этот материал очень активно используется в области строительства. Главной его характеристикой является прочность на сжатие. Причем устанавливать определенную нагрузку на конкретный элемент запрещено, пока бетон полностью не наберет необходимую прочность. При осуществлении данного процесса имеется ряд факторов, которые так или иначе оказывают свое влияние: состав смеси, внешние условия.

Как это происходит

Процесс схватывания может происходить сразу после того, как была выполнена заливка бетона. Длительность напрямую зависит от температурного режима окружающего воздуха. При ее значении 20 градусов, для схватывания может понадобиться примерно час. Так как этот процесс не носит мгновенный характер, то бетоны, чтобы набрать прочностные характеристики может понадобиться пару месяцев.

Каков состав бетона м 400 на 1 м-3 можно узнать из таблицы в статье.

Очень часто бетон начинает твердеть уже по прошествии двух часов с того момента, как были соединены цемент и вода. А вот для окончательного схватывания нужно подождать 3 часа. Увеличить время твердения помогают специальные добавки в бетон.

Схватывание бетона подразумевает под собой подвижность раствора на весь период, благодаря чему удается воздействовать на смесь. При этом механизм тиксотропии, который указывает на снижение вязкости бетона, твердение и высыхание не происходят. Это условие необходимо учитывать в ходе доставки раствора на бетоносмесители. В этом случае раствор должен перемешиваться в миксере, в результате чего удается сохранить все его важные качества.

Как использовать бетон марки м200, указано в статье.

Какова пропорция бетона м200 на 1 куб указано здесь.

Благодаря вращению миксера удается предотвратить высыхание бетона, а также набора твердости. Но в этом случае может произойти другая неприятная ситуации – это сваривание материала, в результате чего все его положительные характеристики снижаются. Происходит такое явление чаще всего в летнее время.

Временные рамки

Этот график несет в себе информацию, которая показывает кривую роста прочности на протяжении 28 дней. Именно этого времени будет достаточно, чтобы бетон сумел просохнуть при естественных условиях.

Время, которого будет достаточно, чтобы раствор набрал вес необходимые эксплуатационные качества, носит название период выдерживания бетона. График набора прочностных характеристики показывает время, которые необходимо раствору, чтобы добиться максимальной отметки по прочности.

Каковы технические характеристики по ГОСТу бетона м 200 можно узнать из данной статье.

Какова прочность бетона в15 указано здесь.

При нормальных условиях созревание бетона осуществляется в течение 28 дней. Первые 5 дней – это интенсивное твердение материала. Когда позади неделя, то бетон уже набрал 70% всей прочности для выбранной марки. Но приступать к дальнейшим строительным мероприятиям можно после того, как прочность достигал 100%, а это не ранее 28 дней.

Этот период для определенного случая свой. Чтобы точно определить период застывания раствора необходимо выполнять контрольные испытания образцов материала. При проведении работ летом в монолитном домостроении в целях оптимизации процесса для обретения раствору всех физических свойств требуется выполнение следующих условий:

Выдерживание в опалубке раствора.
Дозревание состава после того, как опалубка была удалена.

Когда необходимо, чтобы раствор приобретал необходимые показатели прочности, требуется придерживаться конкретных условий. Например, самой оптимальной температурой для его твердения считается 20 градусов. Но это далеко не все параметры.

Какова характеристика бетона класса в 25 указано в статье.

Температура

Чем ниже температурные показатели на улице, тем медленнее происходит набор прочности бетона. Если температурный режим предполагает отрицательные показатели, то процесс приостанавливается по той причине, что застывает жидкость, которая обеспечивает гидратацию цемента. Когда температура воздуха начинает повышаться, то процесс набора прочности снова в действии.

Если в составе раствора имеются различные модификаторы, то длительность твердения может во много раз уменьшиться, а температура, которая необходима для установки процесса, снизиться. Изготовители предлагают разнообразные быстротвердеющие составы, благодаря которым удается набирать прочностные характеристики уже по прошествии 14 дней.

Какова таблица набора прочности бетона, можно узнать из данной статьи.

При повышении температуры воздуха процесс созревания раствора начинает ускоряться. Если на улице 40 градусов, то установленная маркой прочность будет достигнута через 7 дней. По этой причине процесс заливки бетона на приусадебном участке в целях сокращения сроков строительства необходимо выполнять в летнее время года.

Если работы осуществляются зимой, то здесь понадобиться ряд дополнительных мероприятий, например, таких как подогрев бетона. Осуществить такие действия очень непросто, ведь для этого нужно обладать подходящим оборудованием и знаниями в этой области. Кроме этого, нужно понимать, что нагрев материала нельзя проводить выше температуры 90 градусов.

Как сделать бетон для отмостки пропорции, указано в статье.

Для того чтобы определить, какое влияние оказывает температурный режим на процесс твердение, необходимо снова обратиться к графику набора прочности. Присутствующие на нем линии с учетом данных, которые собраны с бетона М400 при различных значениях температуры. Согласно этому графику удается понять процент прочности, который будет достигнут по прошествии конкретного количества дней. Для каждой кривой характерна своя температура. Первая линия – это 5 градусов, а вторая – 50 градусов.

При помощи графика удается понять длительность распалубки монолитной конструкции. Демонтаж опалубки ожжет происходить после того, как показатели прочности увеличились на 50% от заданного маркой значения. Кроме этого, важно обращать внимание на то, что при температуре ниже 10 градусов значение прочности, заданное конкретной маркой, не будет достигнуто даже по прошествии 14 дней. Если присутствуют такие погодные условия, то нужно предпринимать меры по прогреванию заливаемого раствора.

Каков график прогрева бетона в зимнее время, можно узнать из данной статьи.

Чтобы определить нормативно-безопасное время начало строительных мероприятий применяется специальная таблица. Она содержит в себе данные марки бетона и его среднесуточные температурные показатели. На основании этих данных удается отыскать информацию, как происходит набор прочности по прошествии конкретного количества суток.

Таблица 1 – Набор прочности в зависимости от количества дней

[res2]

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

Стадия схватывания

Теплая погода

Прохладное время года

Уменьшение вязкости раствора

Стадия твердения

От чего зависит набор прочности?

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

Температура

Скорость набора прочности бетона от температуры

Набор бетоном прочности

Содержание статьи:

Схватывание и твердение

Прочность бетона считается его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня. Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются новые соединения, и формируется бетонный камень.

При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.

Набор прочности условно делят на два этапа:

1. Стадия первая — схватывание бетона

Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.

В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что в дальнейшем значительно снижает его качества. Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.

2. Стадия вторая — твердение бетона

Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность,
при температуре ниже 0°С вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются,
при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе,
в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента,
при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.

Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси. При нормальных условиях твердения через 7—14 дней бетон набирает 60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.

От чего зависит набор прочности и твердение

На набор прочности бетона влияют множество факторов, среди них можно выделить следующие:

тип цемента, используемого при производстве бетонной смеси,
температура, при которой происходит твердение бетона,
водоцеметное отношение,
степень уплотнения бетонной смеси.

Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на твердение и набор прочности приведено ниже в виде таблицы и графиков.

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

Ниже приведены данные по набору тяжелым бетоном относительной прочности в зависимости от вышеуказанных двух параметров (типа цемента и температуры твердения).

[res3]

Как происходит набор прочности бетона в зависимости от температуры?

Основным фактором, определяющим долговечность бетонной конструкции и его способность выдерживать заданные статические и динамические нагрузки, является показатель прочности бетона. При этом величина прочности бетона нарастает постепенно и зависит от нескольких условий, в том числе от температуры окружающей среды.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Набор прочности бетона, является непостоянной величиной. Если твердение материала происходит в стандартных условиях (18-20 градусов Цельсия), набор прочности начинается через 7-14 суток и составляет до 70% прочности, которая достигается за общепринятый всеми строителями срок – 28 суток.

Впоследствии набор прочности происходит очень медленно и может достигать периода от 1 до 3-х лет (прочность 200-250% от уровня прочности характерного для возраста бетона 28 суток).

Соответственно для правильного течение процесса гидратации (твердения) бетона необходимо обеспечить определенные условия:

Влажность поверхности конструкции от 90 до 100%,
Температура бетона или окружающей среды от 18 до 20 градусов Цельсия.

При нарушении данных условия происходит изменение времени твердения как в сторону значительного увеличения (при понижении температуры), так и в сторону увеличения (при повышении температуры).

Также при отрицательных температурах, вследствие перехода воды в кристаллическое состояние, происходит давление кристаллов льда на частицы цемента, что существенно снижает долговечность конструкции.

Особенности твердения бетонных конструкций

Чем ниже температура от рекомендованных 18-20 градусов Цельсия, тем медленнее идет гидратация и нарастание прочности:
Если температура достигла уровня 0 градусов Цельсия и ниже – вода в толще цемента начинает замерзать, твердение состава останавливается и возобновляется только после повышения температуры тем или иным способом,
Высокая влажность окружающей среды позволяет бетону приобретать более высокую прочность, чем он достигнет в условиях пониженной влажности,
При температуре окружающей среды до 80-90 градусов Цельсия в условиях максимальной влажности (промышленное пропаривание ЖБИ в автоклавах) происходит значительное увеличение скорости нарастания прочности.

Учитывая сказанное, при проведении бетонных работ в условиях пониженных температур, для правильного течение процесса твердения и набора прочности, необходимо обеспечить соответствующий температурный режим.

Достигнуть температурного режима можно разными способами. В числе самых распространенных способов: прогрев толщи конструкции трансформаторами или сварочными аппаратами, прогрев поверхности специальными тепловыми матами, а также строительство над бетонной конструкцией временных сооружений (шатров) и прогрев внутреннего «подшатрового» пространства тепловыми пушками или электронагревателями.

Скорость набора прочности бетона с противоморозными добавками

Скорость набора прочности бетона с противоморозными добавками

Один из наиболее важных показателей строительно-технических свойств бетона с противоморозными добавками — прочность на сжатие, зависящая при прочих равных условиях от отрицательной температуры твердения, вида и концентрации водного раствора (воды затворения) добавки. Ранее было рассмотрено, в какой степени введение различных противоморозных добавок приводит к понижению температуры замерзания и влияет на кинетику и состав новообразований в бетоне. Следует отметить, что механизм гидратации при твердении вяжущих, в том числе и с противоморозными добавками, достаточно полно рассмотрен и других работах.

Известно, что понижение температуры влияет на интенсивность набора прочности бетона. При ее изменении на 10° С скорость химических реакций снижается в два — четыре раза. Замедление реакций при понижении температуры — следствие изменения их диффузионных и кинетических зависимостей. Понижение температуры уменьшает также активность и подвижность ионов (молекул).

Успешное применение противоморозных добавок во многом зависит от их оптимального расхода (концентрации водного раствора затворения при отрицательной температуре твердения бетоном). Из-за неуправляемости температурой твердения бетонов в естественных условиях редко удается избежать частичного льдообразования в жидкой фазе бетона, а при предельных концентрациях даже перехода за эвтектику. Большинство инструктивных материалов по использованию противоморозных добавок в таких случаях предлагают утеплять (а иногда и прогревать) уложенный бетон, если он не имеет прочности 50 кг/см2, а для ряда конструкций — прочности, составляющей 50% марочной. Выполнение этих требований в строительной практике не всегда соблюдается. Производственный опыт применения противоморозных добавок подтверждает, что при действии отрицательных температур, ниже расчетных, «холодные» бетоны не снижают прочностных показателей. Эта «аномалия» объясняется температурными колебаниями, обычно наблюдаемыми в естественных условиях.

Для проверки влияния колебания температуры на набор прочности бетонами с противоморозными добавками в лабораторных условиях их исследуют в области переменных отрицательных температур без частичного льдообразования и с льдообразованием. Кроме того, необходимо иметь сравнительные данные по набору прочности при твердении в условиях постоянных положительных и отрицательных температур, поскольку уложенный в зимний период бетон продолжает набирать прочность в весенний и летний периоды.

Видимо, логичнее проводить исследования набора прочности бетонов с противоморозными добавками в такой последовательности: при положительной температуре (в нормальных тепловлажностных условиях), при постоянной отрицательной температуре, при переменной.

Противоморозные добавки. Специфика применения

В этой статье расскажем про противоморозные добавки и специфику их применения, а также приведем несколько интересных исследований, которые проводила наша компания.

Для бетонирования в зимнее время необходимо.

2) Выбирать оптимальную гранулометрию инертных материалов, что позволит получить стабильные бетонные смеси без расслоений и водоотделений,

3) Использовать подогрев инертных материалов, чтобы не образовывался лед, который будет таять в миксерах или при приготовлении бетонной смеси,

4) Подбирать противоморозные добавки на стадии проектирования, т.к. различные добавки по разному влияют на растворную и бетонную смесь,

5) При использовании горячей воды более 70°С желательно применять следующую последовательность загрузки:

— инертные материалы,
— горячая вода с добавкой,
— цемент.

6) Применять водоредуцирующие добавки, которые позволят снизить расход воды.

Противоморозные добавки позволяют.

2) ускорить химические реакции, протекающие в структуре бетона, снижая тем самым температуру льдообразования и не допуская его срастания в единый монолит,

3) обеспечить защиту смесей от замерзания на время от ее изготовления до укладки и подачи внешнего тепла (эл. прогрев, тепляк и т.д.),

4) исключить деструкцию бетона при замораживании в раннем возрасте и обеспечить сохранение хорошего сцепления бетона с арматурой.

Принцип действия противоморозных добавок

— Снижение точки замерзания воды в бетоне,
— Образование комплексных соединений,
— Ускорение процессов гидратации,
— Повышение тепловыделения бетона,
— Изменение структуры льда.

Исследование №1. Зависимость температуры замерзания воды от концентрации ПМД

График зависимости температуры замерзания воды от концентрации добавки

Исследование №2. Влияет ли выбор цемента на электропроводность бетонной смеси?

Цементы:
— Пикалевский 500 Д0
— Волховский 32,5
— ЮГПК 52,5 R
— ЦЕСЛА СЕМ II 42,5 А-Ш.

В результате исследования мы получили большую базу данных, которая будет подвергаться дальнейшему анализу. Предварительные данные такие: на цементе ЦЕСЛА СЕМ II 42,5 А-Ш получили наименьшее сопротивление, следовательно, на стройках можно подавать меньшую силу тока для разогрева данной смеси.Из всех проводимых опытов самое низкое сопротивление и максимальную температуру разогрева получили с добавкой на основе соли.

Состав без добавок

Состав с добавкой ST3.0.5 без противоморозного эффекта.

Состав с противоморозной добавкой ST AF8

Состав с противоморозной добавкой ST AF8.1

Состав с противоморозной добавкой ST AF4

Состав с противоморозной добавкой ST AF

Исследование №3. Интенсивность набора прочности бетона при различной отрицательной температуре наружного воздуха

Исследование проводили по «теплому методу».

«Теплый метод» — твердение бетона происходит при отрицательной температуре 4 часа. Последующее твердение бетона происходит в нормальных условиях.

Изготавливался состав с применением солевой добавки и устанавливался на 4 часа в морозильную камеру на разные температуры: 0°С, -5°С, -10°С, -15°С. После этого образцы подвергались испытаниям на 7, 14, 28 и 90 сутки и проводился контроль полученной прочности.

График зависимости прочности бетона (МПа) от времени (в сутках)

При 0°С получили максимальную прочность, при -5°С на 7 сутки пошло снижение прочности, но на 28 сутки получили такую же как при 0°С. При -10°С и -15°С расхождение уже было большим, но на 90 сутки при температуре -15°С прочность получили выше, чем при -10°С.

Вы можете задать вопрос или оставить комментарий к этой статье в нашей группе ВКонтакте!

Остались вопросы? Свяжитесь с нами!

Твердение бетона в зависимости от температуры

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Время твердения бетона в зависимости от температуры.

Таблица

Набор прочности бетона по суткам происходит нелинейно. Он наиболее интенсивен в первые 5 суток, когда гидратация достигает 50%. Затем процесс постепенно угасает.

Ниже представлена таблица прочности бетона в МПА для классов 200 и 300. В отличие от графика, здесь вы можете в процентном соотношении посмотреть набор твердости состава.

Что влияет на сроки твердения бетонной массы.

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

Скорость твердения бетона в зависимости от температуры.

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

Твердение бетона.

Снижение вязкости раствора

Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.

Характеристики действия пластификаторов на примере одного из наиболее популярных.

Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.

Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.

Сроки твердения бетона в зависимости от внешних факторов.

График твердения бетона в зависимости от температуры.

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

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

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

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

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

Твердение при высоких температурах.

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

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

Усадка смеси

В период выдерживания вода в середине смеси будет перемещаться и выпариваться в наружную среду, в связи с чем произойдет уменьшение в объеме, то есть процесс, который называется усадкой. Данный процесс в большинстве случаев происходит неравномерно. В связи с этим будут появляться небольшие усадочные трещины.

График усадки при высыхании образцов.

Образование трещин будет происходить и в связи с неравномерным разогревом смеси вследствие выделения теплоты в процессе гидратации цементов. Трещины способны значительно влиять на качество, прочность и долговечность подобных конструкций.

На интенсивность твердения может влиять и температура. В случае если температура ниже, чем нормальная (20 +/- 2°C), процесс чаще всего замедляется. При отрицательных температурах процесс практически останавливается. В случае повышения температурного режима твердение ускорится в условиях недостаточной влажности.

Обеспечение правильного твердения бетона зимой.

Стимулировать процесс можно двумя путями:

используя внутреннее тепло бетона;
передавая дополнительное тепло извне.

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

Какое время необходимо застывания бетона, есть ли зависимость от температуры.

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

Здесь указано сколько времени застывает бетон.

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

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

Твердение бетона в зависимости от температуры.

Время года.

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

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

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

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

Таблица твердения бетона в зависимости от температуры.

На фото показан состав бетона

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

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

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

Обеспечение условий затвердения.

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

Гидроизоляция для твердения бетона фундамента.

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

Состав для твердения бетона фундамента.

Низкий уровень испарения.

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

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

Факторы ухудшения качества

К ухудшению качества конструкций могут привести удары либо вибрация в начальном периоде твердения – они будут нарушать структуру, которая была вновь создана. Стоит понимать, что нужен правильный уход. Только в таком случае таблица предоставит правильные показатели.

Для того чтобы бетон имел возможность набрать необходимую прочность и качество, за ним нужен надлежащий и качественный уход. Необходимо поддерживать соответствующий температурный режим твердения, оберегать затвердевающую конструкцию от различных механических воздействий, предотвращать возможности возникновения температурно-усадочных трещин и деформаций.

Схема усадки.

Несоблюдение подобных условий твердения чаще всего приводит к получению конструкции самого низкого качества, а иногда и вовсе к ее разрушению. Случиться данное может и при условии укладки бетона высокого качества и правильного выполнения полностью всех арматурных, бетонных и опалубочных строительных работ. Крайне важно ухаживать за затвердевающим бетоном во время первых дней после того, как была выполнена укладка.

Время застывания при разной температуре.

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

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

Таблица 1 – Время твердения бетона в зависимости от температуры.

Время затвердения бетона.

Твердение (время схватывания) бетона в зависимости от температуры

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Главные параметры по которым выбираются добавки для бетонного раствора — это назначение будущей конструкции, температура и сменяемость окружающей среды, потребность в декоре т.е чистовой или черновой слой.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Бетонные конструкции бывают разные, исходя из этого следует рассчитывать соотношение компонентов раствора и предполагать сроки схватывания и твердения.

Стадия схватывания

В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.

Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.

Итоговая прочность бетона в зависимости от марки, времени затвердевания и температуры воздуха.

Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.

При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.

В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.

Стадия твердения

Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.

Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.

Стадия твердения

Стандартный срок затвердевания бетона

Стандартное время застывания бетона составляет 28-30 дней. Нормальные условия для отверждения — температура +15…+22°С и влажность 60-100%. Длительность отверждения зависит от условий процесса, марки бетона и наличия дополнительных добавок в растворе.

Корреляция прочности бетона с временем выдерживания и температурой среды.

Время застывания бетона в опалубке

Опалубка ограничивает подвижность состава, по этой причине и скорость процессов в ней происходит быстрее. По ГОСТу ее можно удалить, когда бетон наберет 70% от расчетной прочности, т.е. примерно через 7 дней.

В случае, если прочный бетон не нужен, например, при строительстве сарая или гаража, допускается удаление опалубки спустя 3-4 дня.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.

Продолжительность реакций для бетона разных марок

Марка материала	Время схватывания, часов	Время твердения, суток
М100	3-3,5	До 30
М200	2-2,5	14-25
М300	1,5-2	7-14
М400	1-2	4-7
М500	<1	2-4

Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.

Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:

для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
для М400, М450 и М500 — 30%;
для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.

Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.

Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.

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.

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, °C	Интервал твердения
		1		2	3		5		7	14
		Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения)
	-3	3	6			8	12	15		20
	5	12			18	28	35		50
	+5	9	19			27	38	48		62
	+10	12	25			37	50	58		72
	+20	23	40			50	65	75		90

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.

Специальные добавки

Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.

При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.

В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.

Набор прочности бетона при различных температурах

Срок застывания, суток	Доля от 28-суточной прочности, достигнутой при оптимальных условиях твердения
Срок застывания, суток	При -3°С	При 0°С	При +5°С	При +10°С	При +20°С	При +30°С
1	3	5	9	12	23	35
2	6	12	19	25	40	55
3	8	18	27	37	50	65
5	12	28	38	50	65	80
7	15	35	48	58	75	90
14	20	50	62	72	90	100
28	25	65	77	85	100	100

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

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.

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.

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:

Пар.
Электроток.
Известь-кипелку.
Экзотермические цементы.
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.

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.

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.

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:

Замедление гидратации и рост сроков набора.
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.

Снижение вязкости раствора

Характеристики действия пластификаторов на примере одного из наиболее популярных.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.

Учитывайте, как может измениться температура окружающей среды пока бетон будет затвердевать.

При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).

Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Вид цемента	Максимальная температура воды для затворения, °С	Предельная температура наполнителя, °С	Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С
Глиноземистый	40	20	25
Портландцемент марки М400 и выше Пуццолановый цемент марки М300 и выше	60	40	35
Портландцемент марок М300 и М350 Цемент с пуццоланой М200	80	50	40
Шлакопортландцемент М200 и М300	90	60	45

Методы ускорения твердения бетона

Иногда необходимо ускорить процесс отвердения фундамента. Например, в зимнее время или по требованиям технологии строительства. Для ускорения процесса затвердевания применяют 2 способа:

Прогревание смеси тепловыми пушками, другими нагревательными элементами, установленными в общем теле фундамента. Повышение температуры на 10° С ускоряет набор твердости в 2 — 4 раза. Следует помнить, что конечная температура не должна превышать отметку +90° С. Недостатки метода — высокие расходы электроэнергии и, соответственно, материальные затраты.
Применение химических пластификаторов. Эти вещества способствуют ускорению схватывания смеси, ее затвердеванию. Также распространены комплексные добавки в фундамент. Они намного эффективней, чем одиночные.

График показывает срок твердения бетона в сутках с добавками и без.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры: график

Домашний уют

1 апреля 2017

Набор прочности по графику

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Контроль за процессом

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

Дополнительно о стадиях набора прочности

Прохладное время

Снижение вязкости раствора

Стадия твердения

Дополнительно о влиянии температуры внешней среды на твердение материала

Заключение

Источник: fb.ru

КАК ПРОИСХОДИТ НАБОР ПРОЧНОСТИ БЕТОНА — remdominfo

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

Зачастую схватывание цемента происходит приблизительно спустя около двух часов с того момента, как был затворен цементный раствор, а окончательный процесс может начаться приблизительно спустя три часа. Поэтому на данной стадии может помочь ускоритель схватывания бетона.
Начало данной стадии может быть отодвинуто в результате снижения температурного уровня, а ее продолжительность существенно возрастает. Если уровень температуры воздуха составляет 0°С, то начало этапа схватывания может произойти спустя от 6 до 10 часов после того, как произошло затворение смеси. При этом данный процесс способен растянуться на 15-20 часов. Если температуры завышены, то период схватывания бетона может быть сокращен, что составит около 10-20 мин.
Схватывание бетона предполагает то, что данный состав должен оставаться подвижным весь период, что позволяет оказывать влияние на смесь. Механизм тиксотропии, связанный с уменьшением вязкости субстанции в условиях механического воздействия на нее, то есть периодического смешивания бетона, который схватился не полностью, твердение и процесс высыхания бетона не начинаются. Данное свойство учитывают в процессе доставки раствора на бетоносмесителе, поскольку состав при этом должен перемешиваться в миксере, что позволяет сохранять все его важные свойства.
Вращение миксера машины препятствует высыханию цементного раствора, не позволяя твердеть смеси достаточно долго. Возможно и развитие необратимых последствий, которые называют “свариванием” бетона, а это снижает его полезные свойства. Данный процесс особенно быстро может происходить летом.
ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ
ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ПРОЦЕСС ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА
Ниже перечислены особенности, характерные для бетона:
Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах
Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.
Пар высокого давления позволяет пропаривать смесь автоклавным способом, что осуществляется только при создании соответствующих условий.
Набор прочности бетона – это непостоянная величина. Если твердение бетона происходит в нормальных условиях, то набор прочности начинается через одну-две недели, что составляет от 60 до 70% от того уровня прочности, который набирается за 28 дней. Далее он продолжается, но очень медленно. С момента, когда была произведена заливка раствора, затвердевание бетона является максимальным.
При правильном течении процесса гидратации должны соблюдаться определенные условия. Уровень влажности должен составлять от 90 до 100%, а температуры – от 18 до 20°С. При нарушении данных условий может произойти изменение времени застывания.
Смесь начинает затвердевать и при низком уровне влажности. Это вызвано прекращением поступления влаги, что требуется для гидратации цемента.
Если для конструкции характерны идеальные условия, то гидратация возобновляется. Когда подходит к концу уже вторая неделя, то смесь уже имеет прочность, составляющую 80% от основной первоначальной прочности. После этого ее набор замедляется.
На практике по истечении 28 дней завершение набора прочности не происходит, поскольку длительность данного процесса может составлять несколько лет. Когда смесь достигает трехлетнего возраста, то его прочность соответствует 200-250% от величины, характерной для возраста бетона, равного 28 суткам.
Никто не может дать однозначного ответа на вопрос о длительности процессов твердения смеси. Все зависит от той нагрузки, которая запланирована для той или иной конструкции.
ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ
КАК ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ИСПЫТАНИЯ
Например, если планируется строительство забора из металлического сайдинга либо досок, то для его возведения будет достаточно устройства бетонного ленточного фундамента. Если требуется начать строительство дома на бетонном фундаменте, то без помощи специалиста высокой квалификации здесь не обойтись.
Марочная прочность, которая набрана за 28 суток, на рисунке взята за 100%. Оценка класса бетона производится спустя 28 суток. Осуществление процесса испытаний возможно с использованием образцов, имеющих стандартную кубическую форму. Сторона куба при этом может составлять 15 см. Температура, позволяющая выдержать образец, должна достигать 20°С, а относительная влажность колебаться в пределах 95%. Хранить смесь в виде испытуемых образцов можно в камере нормального хранения в нормальных условиях.
Если уровень температуры твердения отклоняется от нормального в наибольшую сторону, то соз?

Конструкция из бетона в жаркую погоду

Что следует учитывать при бетонировании в жаркую погоду

Когда температура свежезамешенного бетона приближается примерно к 77 градусам Фаренгейта, неблагоприятные условия на стройплощадке могут повлиять на качество бетона. Температура окружающей среды выше 90 градусов по Фаренгейту и отсутствие защищенной среды для укладки и отделки бетона (закрытые здания) могут усложнять производство качественного бетона.

Использование жидкого азота — один из вариантов снижения температуры бетона во время бетонирования в жаркую погоду.

Меры предосторожности, необходимые для обеспечения качественного конечного продукта, будут варьироваться в зависимости от фактических условий во время укладки бетона и конкретного применения, для которого будет использоваться бетон. В общем, если температура во время укладки бетона превысит 77 градусов по Фаренгейту, необходимо разработать план, чтобы свести на нет влияние высоких температур.

Меры предосторожности могут включать в себя некоторые или все из следующего:

Увлажните земляное полотно, стальную арматуру и опалубку перед укладкой бетона.
Установите временные ветрозащитные ограждения для ограничения скорости ветра и солнцезащитные козырьки для снижения температуры поверхности бетона.
Охладить заполнители и добавить воду для замешивания в бетонную смесь, чтобы снизить ее начальную температуру. Влияние горячего цемента на температуру бетона минимально.
Используйте бетон такой консистенции, который позволяет быстро укладывать и укреплять.
Защитите бетонную поверхность во время укладки пластиковой пленкой или замедлителями испарения, чтобы сохранить исходную влажность бетонной смеси.
Обеспечьте достаточную рабочую силу, чтобы свести к минимуму время, необходимое для укладки и отделки бетона, поскольку жаркие погодные условия существенно сократили время до начальной и окончательной схватывания.
Рассмотрите возможность запотевания области над бетонным покрытием, чтобы повысить относительную влажность и удовлетворить потребность во влажности окружающего воздуха.
Обеспечьте соответствующие методы отверждения как можно скорее после завершения процессов отделки бетона.
В экстремальных условиях рассмотрите возможность корректировки времени укладки бетона, чтобы использовать преимущества более низких температур, например, укладку рано утром или ночью.

При правильном планировании и выполнении бетон может быть успешно размещен и отделан для получения высококачественного прочного бетона при температуре 95 градусов по Фаренгейту или выше.

Время схватывания

Влияние высоких температур окружающей среды и высокотемпературных материалов компонентов бетона на время схватывания бетонных смесей вызывает беспокойство из-за сокращения времени, в течение которого бетон должен быть помещен, укреплен и отделан; повышенная вероятность растрескивания при пластической усадке, термического растрескивания и образования холодных швов; потенциальное снижение прочности из-за большого расхода воды и высоких температур отверждения; сложность контроля содержания воздуха; и повышенная срочность применения соответствующего метода лечения в раннем возрасте.

Как правило, увеличение на 20 градусов по Фаренгейту сокращает время схватывания бетонной смеси на 50 процентов. Например, бетонная смесь, которая достигает окончательного схватывания за три часа при 60 градусах по Фаренгейту, может достигнуть окончательного схватывания всего за полтора часа при 80 градусах по Фаренгейту. С повышением температуры бетона время схватывания еще больше сокращается. Фактическая температура бетонной смеси при поставке зависит от температуры материалов, используемых в смеси, цементного содержания смеси, температуры оборудования, используемого для дозирования и транспортировки бетона, а также температуры и условий окружающей среды на объекте. Сайт проекта.Бетонные конструкции можно рассматривать как бетон для жаркой погоды при температурах от 77 до 95 градусов по Фаренгейту в зависимости от конкретного применения. Меры предосторожности должны быть спланированы заранее, чтобы противодействовать воздействию высокой температуры, задолго до выполнения, чтобы противодействовать этим эффектам.

Меры предосторожности могут включать использование материалов с хорошей историей работы в условиях высоких температур, охлаждение бетонных материалов или бетонной смеси, обеспечение консистенции бетона и размещение оборудования и бригады для быстрого размещения, сокращение времени транспортировки, планирование размещения для ограничения воздействия атмосферных условий. (ночное размещение или более благоприятная погода), спланируйте ограничение быстрой потери влаги (солнцезащитные экраны, ветровые экраны, запотевание или запотевание) и рассмотрите возможность использования замедлителя испарения.Запланируйте встречу перед строительством, включая всех участников, чтобы обсудить план контроля эффектов, специфичных для проекта и ожидаемых условий.

Дополнительная информация

« Бетонирование в жаркую погоду», глава 13 документа «Проектирование и контроль бетонных смесей» , EB001.15, Portland Cement Association.

ACI 305R-10, Справочник по Бетонирование в жаркую погоду Бетонирование в жаркую погоду .

Что нужно знать о схватывании бетона

Согласно ASTM C125-20: Стандартная терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям, схватывание бетона — это «процесс из-за химических реакций, происходящих после добавления воды для смешивания, который приводит к постепенному увеличению жесткости цементной смеси. ”

Другими словами, бетон подвергается процессу, называемому гидратацией, при котором основные соединения цемента образуют химические связи с молекулами воды.Гидратация заставляет бетон затвердеть и стать достаточно прочным для использования по назначению. Период схватывания начинается с момента укладки бетона и продолжается до тех пор, пока он не приобретет желаемые свойства.

В зависимости от конкретного применения, для которого будет использоваться бетон, он должен иметь относительную влажность более 80% и температуру более 10 ° C (50 ° F) в течение от 3 до 14 дней. Это можно проверить с помощью датчика схватывания бетона.

Отверждение бетона оказывает значительное влияние на свойства затвердевшего бетона, в том числе:

Прочность
Проницаемость
Устойчивость к истиранию
Стабильность объема
Склонность к растрескиванию в раннем возрасте
Устойчивость к замерзанию и оттаиванию, а также к химикатам против обледенения

Влияние погодных условий на схватывание бетона

Строительные проекты было бы намного легче завершить, если бы они находились в идеальных погодных условиях для заливки и укладки бетона круглый год.Реальность такова, что подрядчикам, инженерам и руководителям проектов приходится приспосабливаться к различным погодным условиям, чтобы построить прочную бетонную конструкцию. Когда присутствуют экстремальные погодные условия, важно контролировать температуру вашего бетона, чтобы не повредить структурную целостность вашего бетона.

В Американском институте бетона (ACI) 306: Руководство по бетонированию в холодную погоду «холодная погода» определяется как три или более последовательных дня низких температур, в частности, температура наружного воздуха ниже 40 ° F (4 ° C) и температура воздуха ниже 50 ° C. ° F (10 ° C) дольше любого 12-часового периода.Если температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедлится или полностью прекратится.

Холодная погода замедляет процесс схватывания или полностью останавливает его, что отрицательно сказывается на приросте прочности бетона. Кроме того, если бетон схватывается при воздействии отрицательных температур, вода в бетоне замерзает и вызывает растрескивание, что значительно снижает его прочность и срок службы конструкции.

Бетонирование в жаркую погоду не является исключением и также может повредить бетон.Высокие температуры приводят к быстрому испарению воды и, как следствие, к более высокой начальной прочности. Более высокая начальная прочность создает менее прочные конструкции в долгосрочной перспективе и ставит под угрозу структурную целостность вашего бетона. Бетон будет испытывать снижение прочности и, возможно, потрескается. Однако причина в этом — быстрое испарение воды.

Нажмите, чтобы узнать больше о температуре бетона в экстремальную погоду!

Как дизайн смеси влияет на схватывание бетона

Конструкция вашей бетонной смеси состоит из цемента, крупных заполнителей, мелких заполнителей, добавок, воды и воздуха.Каждый из этих элементов играет огромную роль в сеттинге. Вот несколько советов по проектированию бетонной смеси, которые позволят оптимизировать параметры бетона:

Использование более крупных крупных заполнителей более экономично, поскольку снижает количество цемента на единицу объема, но может вызвать проблемы с удобоукладываемостью смеси.
Более низкое водоцементное соотношение повысит прочность бетона и обеспечит лучшую долговечность. Однако это также может значительно снизить удобоукладываемость бетона.
Когда бетонная конструкция подвергается воздействию морозильных или противообледенительных солей, повышенное содержание воздуха увеличивает долговечность бетона, поскольку это позволяет воде расширяться в захваченном воздухе при замерзании.
Использование пуццоланового материала, такого как летучая зола, пары кремнезема или шлак, для замены части цемента более экологично и экономично. Обычно это замедляет процесс схватывания и придает бетону улучшенные свойства.

Разработка бетонной смеси — важная часть вашего бетонного проекта.Подбор правильной комбинации элементов гарантирует, что вы оптимизируете бетонную смесь, придав вашей конструкции прочность, долговечность, удобоукладываемость и другие желаемые свойства. Программное обеспечение Giatec SmartMix ™ — это веб-панель, которая позволяет производителям оптимизировать бетонные материалы и прогнозировать характеристики их смесей. С помощью панели управления SmartMix производители могут регулировать пропорции своих бетонных смесей, такие как использование химических добавок и количество цемента. С помощью Roxi ™ (программа искусственного интеллекта) предложения приборной панели гарантируют, что эти настройки будут соответствовать расчетной прочности смеси на сжатие и другим критериям производительности.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше об оптимизации конструкции бетонной смеси!

Как проверить схватывание бетона

Тестирование и мониторинг температуры вашего бетона с использованием соответствующего устройства для контроля бетона в полотне на протяжении всего процесса установки имеет важное значение для вашего строительного проекта. Есть много способов сделать это, один из самых эффективных — использование метода зрелости и датчика схватывания бетона!

Метод зрелости — это точный и неразрушающий способ измерения совокупного воздействия времени и температуры на свойства бетона и, таким образом, позволяет оценить прочность монолитного бетона.Применение метода зрелости требует мониторинга температуры монолитного бетона в конструкции с течением времени и расчета влияния зависимости температуры от времени на зрелость монолитного бетона.

Использование датчика схватывания бетона, такого как SmartRock ^TM, позволяет собирать необходимые данные точно и в режиме реального времени без использования более дорогостоящих и трудоемких методов. Просто установите его прямо на арматурный стержень без громоздких проводов или дорогостоящих регистраторов данных.После заливки и схватывания бетона значения температуры и прочности немедленно отправляются в мобильное приложение для просмотра.

Чтобы повысить эффективность работы на стройплощадке, вы даже можете использовать SmartHub ™, систему удаленного мониторинга, для доступа к данным датчика SmartRock в любом месте и в любое время. Он автоматически собирает данные о вашем бетоне, чтобы вы могли анализировать их, даже не находясь физически на стройплощадке.

Благодаря тому, что SmartRock устанавливается на более чем 8000 рабочих площадок по всему миру, беспроводные датчики быстро становятся предпочтительным методом измерения параметров бетона из-за их экономии в долгосрочных и оптимизационных графиках проекта.

** Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован 21 августа 2020 г. и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Влияние историй температуры отверждения на развитие прочности на сжатие высокопрочного бетона

В этом исследовании изучалась взаимосвязь относительной прочности и зрелости высокопрочного бетона (HSC), специально разработанного для конструкций ядерных объектов, с учетом экономической эффективности и долговечности конкретный.Два типа пропорций смеси с соотношением воды к связующему 0,4 и 0,28 были испытаны при различных температурах, включая (1) изотермические условия отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и (2) ступенчатые температурные режимы 20 ° C для начального возраста человека 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов. На основе результатов испытаний традиционная функция зрелости эквивалентного возраста была изменена с учетом смещения зрелости и незначительности последующей температуры отверждения после возраста 3 дней для более поздней прочности бетона.Для определения ключевых параметров функции зрелости также были измерены параметры схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости приготовленных смесей. Это исследование показывает, что на развитие прочности на сжатие HSC, отвержденных при эталонной температуре в раннем возрасте 3 дней, незначительно влияет последующая история температур отверждения. Предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом точно предсказывает развитие силы HSC.

1.Введение

Возрастает интерес к практическому применению высокопрочного бетона (HSC) для быстрого строительства конструкций ядерных установок с системой предварительного напряжения. Как показали несколько исследований [1, 2], ускоренные графики строительства конструкций могут быть достигнуты с помощью HSC из-за его естественного высокого прироста прочности в раннем возрасте по сравнению с бетоном нормальной прочности (NSC). Таким образом, точная оценка начальных свойств HSC важна для определения следующих этапов строительства [2]: минимальное время снятия бетонной опалубки и опалубки; минимальный возраст бетона для приложения усилия предварительного напряжения к элементу конструкции; и температура и продолжительность ускоренных процессов отверждения на месте, особенно в холодную погоду.Кроме того, необходимо тщательно изучить влияние начальной температуры отверждения на развитие прочности бетона в долгосрочной перспективе, поскольку длительная прочность влияет на реконструкцию и долговечность бетонных конструкций. Прирост прочности бетона на месте при различных температурных условиях обычно отслеживается с помощью соотношения зрелости и прочности [3, 4]. Однако большая часть существующих взаимосвязей [3–11] между функцией зрелости и развитием силы была получена на основе данных НСК и проверена с использованием таких данных.Более того, данных о зрелости для HSC [2, 12] доступно гораздо меньше, чем для NSC.

Понятие зрелости используется для описания комбинированного воздействия температуры и возраста на повышение прочности бетона. Однако точность и возможность соотношения зрелости и прочности остаются спорными из-за отсутствия научного консенсуса относительно совместимости между зрелостью и кинетикой гидратации цемента [12]. Концепция эквивалентного возраста, полученная из функции Аррениуса [13], в основном использовалась как функция зрелости для описания температурной чувствительности реакции вяжущих материалов.В последние годы для объяснения эффекта кроссовера и точного прогнозирования долговременной прочности монолитного бетона в функцию Аррениуса была введена конкретная взаимосвязь между степенью гидратации и относительной прочностью [3–7]. Традиционно кажущаяся энергия активации и / или константа скорости для данного бетона считаются ключевыми параметрами в функции зрелости, основанной на эквивалентном возрасте. Несколько исследователей [4, 5] предложили простые уравнения для определения кажущейся энергии активации, используя регрессионный анализ экспериментальных данных для NSC.Однако необходима дальнейшая экспериментальная проверка, чтобы распространить эти уравнения на HSC, потому что энергия активации существенно зависит от степени гидратации, на которую влияет соотношение вода / вяжущее и дозировка дополнительных вяжущих материалов (SCM).

Целью настоящего исследования было оценить взаимосвязь зрелости и силы в HSC. Пропорции смеси HSC были специально определены для его использования в конструкциях ядерных установок с учетом экономической эффективности и долговечности бетона.Два типа пропорций смеси с расчетной прочностью 42 МПа и 65 МПа были испытаны при различных температурах, а именно: в условиях изотермического отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и ступенчатых температурных режимах 20 ° C для начальной возраст особи 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов. Характеристики схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости обеих приготовленных смесей также были измерены в соответствии с процедурами ASTM [14]. Подход к зрелости, предложенный Карино и Танком [3], был изменен, чтобы учесть влияние температуры отверждения в раннем возрасте на более позднее увеличение прочности бетона.Модифицированная версия принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности, температуры до 3-дневного возраста и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на этапе отверждения. Для оценки прочности на сжатие в разном возрасте на основе предложенного отношения относительной прочности к зрелости с использованием результатов испытаний было сформулировано простое уравнение для прямого прогнозирования 28-дневной прочности.

2. Подход к зрелости

На основе обзора ранее описанных взаимосвязей [3, 8, 14, 15] между функцией зрелости и силой, основная формула, предложенная Карино и Танком [3], была изменена для достижения настоящего зрелый подход.При одинаковом значении индекса зрелости большинство бетонных смесей демонстрируют переходное поведение, то есть более высокие температуры в раннем возрасте приводят к более высокой начальной прочности и более низкой долгосрочной прочности, как показано на Рисунке 1. Данная бетонная смесь не обладает уникальные отношения силы и зрелости. Это указывает на то, что функция зрелости связана с отношением относительной прочности, а не с абсолютной прочностью, и что энергию активации для данного бетона необходимо оценивать в соответствии со зрелостью.Время смещения для введения индукционного периода перед быстрым ростом прочности также чувствительно к температуре. Настоящий подход к зрелости принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на стадии отверждения. Функция зрелости определяется с использованием эквивалентного возраста, включая фазы смещения и упрочнения.

2.1. Относительное развитие прочности

При изотермическом отверждении прочность на сжатие () бетона в возрасте (в днях) обычно определяется по следующей гиперболической функции: где — константа скорости (в единицах дня ^-1) для развития прочности при температура отверждения — это время смещения (в днях), указывающее возраст, в котором предполагается, что начинается развитие прочности, и является предельной прочностью.При оценке предельной силы в бесконечном возрасте пренебрежимо мало. Таким образом, (1) можно переписать в терминах 28-дневной прочности на сжатие () следующим образом:

Зрелость представляет собой срок отверждения при фиксированной эталонной температуре, необходимый для достижения того же уровня зрелости при отверждении при другой температурной предыстории. Следовательно, в терминах эквивалентного возраста (), (2) можно переписать, чтобы описать соотношение относительной прочности и зрелости [3, 15]: где и — константа скорости и время смещения, соответственно, при эталонной температуре.

2.2. Эквивалентный возраст и время отверждения

Поскольку константа скорости связана со скоростью набора прочности в данном возрасте, изменение константы скорости в зависимости от температуры отверждения должно быть определено для надежной функции зрелости данной бетонной смеси. Функция константы скорости обычно выражается с помощью функции Аррениуса [13] следующим образом: где — экспериментальная константа (в ^-1 день), — кажущаяся энергия активации (в Дж / моль), (= 8,314 Дж / моль · моль · K) — универсальная газовая постоянная и температура отверждения (в ° C).Согласно принципу зрелости, эквивалентный возраст в фазе затвердевания () можно записать следующим образом [3]: где — эталонная температура (в ° C). Обратите внимание, что в (6) обозначается коэффициент преобразования возраста, который определяется как коэффициент сродства () констант скорости на этапе упрочнения. Из (6) коэффициент, используемый для расчета значения, может быть выражен в следующей форме:

Время смещения () при эталонной температуре связано с характером схватывания данного бетона.В то время как эквивалентный возраст на этапе затвердевания для достижения той же доли предельной прочности при различных температурах пропорционален коэффициенту сродства, время смещения на этапе отверждения обратно пропорционально коэффициенту сродства, поскольку чем выше температура, тем быстрее время схватывания. По этой причине Пинто и Ховер [16] указали, что кажущуюся энергию активации для периода до начальной и конечной установки можно оценить по графику Аррениуса, используя вместо, где — время схватывания.Точная точка времени смещения () при заданной температуре остается неопределенной из-за различных факторов, включая содержание связующего, соотношение воды и связующего (), а также типы и количества добавленных SCM и химических агентов. Однако в нескольких исследованиях [3, 15, 16] делается вывод, что время схватывания близко к окончательному времени схватывания () бетона при данной температуре. Пинто и Шиндлер [15] также указали, что выбор для существенно не влияет на прогноз прочности бетона на месте.На основании имеющихся выводов настоящее исследование предполагает, что равно. Следовательно, из функции Аррениуса можно просто выразить следующее: где — время окончательного схватывания бетона при эталонной температуре, — константы скорости развития схватывания при эталонной температуре и другой температуре, соответственно, — кажущаяся энергия активации до окончательного времени схватывания. В целом, принимая во внимание фазы схватывания и затвердевания, эквивалентный возраст () в (4) может быть получен из

2.3. Энергия активации в фазе затвердевания

Общеизвестно [17], что цемент с обычной крупностью не может полностью гидратироваться при нормальных условиях, даже при возрасте более 100 лет. Ча [17] продемонстрировал, что степень гидратации в зависимости от возраста в целом можно охарактеризовать как параболу, сходящуюся к конечному значению. Это указывает на то, что температура отверждения играет важную роль в степени гидратации в раннем возрасте, тогда как ее эффект становится минимальным в долгосрочном возрасте, потому что реакция гидратации постепенно достигает стабильного состояния с возрастом.Эта зависящая от температуры реакция гидратации также влияет на значение энергии активации () в фазе затвердевания. Byfors [18] показал, что после определенного возраста, который зависит от температуры отверждения, он резко уменьшается. Следовательно, ожидается, что это в некоторой степени зависит от температуры отверждения и возраста. В настоящем исследовании используется следующая простая модель, эмпирически подобранная Kim et al. [19] для оценки в зависимости от возраста и температуры: где — начальная кажущаяся энергия активации на стадии твердения.

2.4. Определение ключевых параметров

В вышеупомянутом подходе к зрелости для прогнозирования развития прочности бетона, смешанного в заданных пропорциях, необходимо предоставить несколько ключевых параметров, таких как,, и. Чтобы свести к минимуму погрешность при прогнозировании прочности бетона на месте, желательно, чтобы эти параметры для данного бетона определялись на основе соответствующей экспериментальной программы. Значение может быть определено по наклону наиболее подходящей линии данных, представленных в виде натурального логарифма значений в зависимости от температуры, в соответствии с ASTM [14].Значение можно определить из графика Аррениуса, используя обратное время окончательной схватывания вместо константы скорости [16]. Значения и могут быть получены непосредственно из образцов бетона, отвержденных при эталонной температуре. При прогнозировании прочности на месте с использованием отношения относительной прочности к зрелости иногда нецелесообразно использовать результаты лабораторных испытаний для представления фактического значения на месте. Стандартные образцы бетона обычно отверждаются и испытываются в идеальных условиях с постоянной комнатной температурой.Однако в процессе эксплуатации бетонные конструкции подвергаются воздействию внешней среды. Вот почему нелегко подогнать лабораторную температуру отверждения к условиям in situ в широких пределах [20–22]. Следовательно, для практического и прямого применения подхода к зрелости для прогнозирования прочности бетона на месте в разном возрасте, в идеале должна быть установлена взаимосвязь между и для данного бетона, где 28-дневная прочность на сжатие бетона, затвердевшего на эталонном уровне. температура.

3. Детали эксперимента

3.1. Образцы бетона

Были приготовлены два типа пропорций бетонной смеси, как указано в таблице 1. При обычных условиях твердения при постоянной температуре и относительной влажности 20 ° C и 60%, соответственно, расчетная прочность бетона на сжатие составляла 42 МПа. и 65 МПа для смесей типа I и II соответственно. Пропорции для обеих бетонных смесей были определены в ходе многочисленных лабораторных испытаний для практического применения в конструкциях ядерных установок.Для смесей типа I и типа II было выбрано 0,4 и 0,28 соответственно.

Цемент

9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019


Тип	Расчетная прочность (МПа)	W / B	Вес агрегата (кг / м ³)
Тип	Расчетная прочность (МПа)	W / B
Песок	Гравий	(%)

I	42	0,4	155	368	19.4	763	973	0,9
II	65	0,28	155	526	27,7	701	895	= высокое массовое соотношение водовосстанавливающего агента и связующего.

В качестве основного вяжущего был выбран цемент, который обычно используется для конструкций атомных станций в Южной Корее.Химический состав цемента был специально изменен для уменьшения теплоты гидратации. В результате химический состав цемента был близок к химическому составу цемента умеренной температуры, как указано в таблице 2. По сравнению с обычным химическим составом обычного портландцемента (OPC) оксид алюминия (Al ₂ O ₃) в модифицированном цементе было ниже примерно на 2%, тогда как содержание оксида кремния (SiO ₂) было на 1% выше. Расчет минерального состава на основе химического состава показал, что содержание C ₃ S и C ₃ A в модифицированном цементе было на 16% и 54% ниже, чем у OPC, соответственно, тогда как C ₂ S содержание первого было 37.На 6% выше, чем у последнего. Основным компонентом микрокремнезема (SF) был SiO ₂. Удельный вес и удельная поверхность используемых вяжущих материалов составляли 3,15 и 3466 см ² / г для цемента и 2,32 и 200000 см ² / г для SF, соответственно.

0,13


Материалы	SiO ₂	Al ₂ O ₃	Fe ₂ O ₉₀₁₃ Ca O	Na ₂ O	TiO ₂	SO ₃

OPC	23.30	3,85	3,83	63,4	1,24	1,47	0,15	0,33	2,01	0,42
SF
SF		0,05	—	0,28	0,06

Потери при зажигании.

Смешивание и подготовку образцов проводили при комнатной температуре ° C.Мелкие и крупные агрегаты вместе с предварительно смешанным связующим были смешаны в сухом состоянии в смесительном поддоне вместимостью 0,35 м ³ в течение 1 мин, а затем смешаны во влажном состоянии в течение еще 1 мин. Сразу после литья все образцы были покрыты пластиковым листом для предотвращения испарения гидратной воды и перенесены в камеру с регулируемой температурой.

3.2. Процесс отверждения

Средние температуры отверждения в каждой камере были предварительно установлены на 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C для имитации зимних (холодных), контролируемых лабораторных (эталонных) и летних (жарких) условий, соответственно.Для каждого типа бетонной смеси история температур отверждения была разделена на два режима: изотермический и террасный с переменными условиями. Таким образом, обозначения образцов были идентифицированы в соответствии с типом смеси и температурным режимом, как указано в таблице 3. Образцы в изотермических условиях непрерывно отверждались в ранее установленной камере до момента испытания. Образцы для террасных температурных историй были разработаны для оценки возраста, при котором 28-дневная прочность на сжатие будет увеличиваться на 80%, что соответствует времени удаления бетонной формы для конструкций ядерных установок в холодную погоду.В террасных историях температуры начальные периоды при эталонной температуре были выбраны как 1, 3 и 7 дней, а последующая температура поддерживалась на уровне 5 ° C. Таким образом, образцы с террасными историями температуры сначала выдерживались в эталонной камере до указанного возраста для испытаний, а затем переносились в холодную камеру.

9019

902

9019 902

448

50,0

9019 902 1) С

902


Образец	Тип смеси	История температур (° C)	(ч)	(ч)	(Дж / моль)	(день ^-1)	(Дж / моль)	Предел прочности при сжатии (в МПа) при различных возраст (дни)
Образец	Тип смеси	История температур (° C)	(ч)	(ч)	(Дж / моль)	(день ^-1)	(Дж / моль)	1	3	7	13	22	28	56	91

IC		17.2	25,2	23204	0,13	43332	—	12,4	29,5	42,0	46,8	48,2	53,3	55,6
IR		11,5 156	45,5		47,5		48,7	51,9	52.0
IH		5,0	9,0		0,88		22,0	44,7	48,0	52,0	56,0	58,0	58,0				5,3	17,1	30,4	39,7	46,9	48,1	51,3	53,6
19 9019 — 3
5.3	25,6	39,8	45,6		48,0		49,4	50,6	50,9
IR (7) C	5,3 9013										48,6	50,3	52,3	52,8

II-C	II		13.5	23,2	20304	0,22	41777	0,5	22,1	41,1	53,5	58,9	61,5	63,9	66,3
II-R			9,6	9,6		57,0		63,9	64,4	65,4	65.4
II-H			7,0	9,4		1,41		32,2	61,2	65,7	65,9	66,3	66,5			11,5	29,9	49,1	54,8	59,3	61,8	64,8	69,3	9019 9019
—		—	11.5	40,4		48,6		56,4	60,8	62,1	63,5	63,8
II-R (7) C											58,8	62,4	63,5	65,3	65,7

Примечание: = время начального схватывания, = время окончательного схватывания, = кажущаяся энергия активации при окончательном времени схватывания при данной температуре и = начальная кажущаяся энергия активации в фазе затвердевания.
Для обозначения образца в изотермических условиях первая и вторая части относятся к типу смеси и температуре отверждения, соответственно. Обозначение образца в террасной истории включает следующие обозначения: первая часть указывает тип смеси, вторая буква и третья цифра относятся к начальной температуре отверждения и соответствующему периоду, соответственно, а четвертая часть обозначает последующую температуру отверждения. Температура отверждения обозначается сокращениями C, R и H, которые обозначают холодный (5 ° C), эталонный (20 ° C) и горячий (40 ° C) условия соответственно.

3.3. Тестирование

Температуру отверждения в реальном времени контролировали в центре образцов и в климатической камере с помощью термопар и автоматически сохраняли в регистраторе данных. Чтобы определить термочувствительный фактор и кажущуюся энергию активации бетона на этапе схватывания, свежий раствор был извлечен из бетона с помощью сита сита 4,75 мм. Испытания на сопротивление проникновению для проверки схватывания бетона проводились в соответствии с ASTM [14].Испытания, необходимые для экспериментального определения кажущейся энергии активации на этапе отверждения, были выполнены с использованием 18 кубиков с размерами 50 мм на изотермическую историю отверждения в соответствии с ASTM [14]. Измерение прочности бетона на сжатие было запланировано в возрасте 1, 3, 7, 13, 22, 28, 56 и 91 дней с использованием цилиндра 100 × 200 мм. Однако испытание прочности на сжатие образца I-C в возрасте одного дня не удалось, поскольку образцы находились в пластическом состоянии.

4. Результаты тестирования и обсуждение

В таблице 3 перечислены значения ключевых параметров, необходимых для предлагаемого подхода к зрелости.В таблицу также включены результаты испытаний средней прочности на сжатие, полученные для трех цилиндров в каждом возрасте испытаний. Настоящее обсуждение фокусируется на влиянии на кажущуюся энергию активации на этапах схватывания и твердения, а также на развитие прочности бетона на сжатие при различных температурах, чтобы исследовать тенденцию функции зрелости в HSC.

4.1. Энергия активации до времени окончательного схватывания

Общие характеристики схватывания двух испытанных смесей показаны на Рисунке 2.Кривые наилучшего соответствия, определенные из каждого набора данных, также показаны на рисунке. ASTM C 403 [14] определяет начальную и конечную схватывание при сопротивлении пробиванию 3,4 и 27,6 МПа соответственно. Фактическое начальное и конечное время схватывания значительно варьировалось в зависимости от температуры, показывая, что окончательное время схватывания для смеси типа I составляло 25,2, 15,6 и 9,0 часов при температуре отверждения 5, 20 и 40 ° C, соответственно. Начальная и конечная настройки произошли раньше при повышении начальной температуры отверждения. Подобное поведение схватывания в обеих смесях наблюдалось в условиях высоких температур, тогда как время схватывания при стандартных и холодных температурных условиях было меньше в смеси типа II, чем в смеси типа I.Разница между временем схватывания в соответствии с уменьшением с увеличением температуры отверждения. Более низкий уменьшает заполненные водой пространства в свежей пасте, что приводит к быстрому установлению гидратированной цементной пасты [23]. Таким образом, концентрация Ca (OH) ₂ увеличивается быстрее с уменьшением. Ускоренные химические реакции гидратации из-за повышения температуры отверждения происходят быстрее с уменьшением заполненных водой пространств в пасте.

Значения, рассчитанные по графику Аррениуса с использованием обратной величины времени окончательного схватывания, составили 23200 Дж / моль для бетона с 0.4 и 20300 Дж / моль для бетона с 0,28. Тесты, проведенные Wade et al. [24] обнаружили, что значения OPC-бетона составляют 33400 Дж / моль для 0,48 и 27100 Дж / моль для 0,41. В целом имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением. Для температуры отверждения 5, 20 и 40 ° C эквивалентные возрасты до окончательного времени схватывания, рассчитанные с использованием (8), составили приблизительно 15,1, 15,6 и 16,5 часов, соответственно, для смеси типа I и 13,9, 14,7 и 17,3 часа. ч, соответственно, для смеси типа II. Эквивалентный возраст до последнего установленного времени был более однородным, чем фактическое время.

4.2. Начальная энергия активации на этапе отверждения

При одинаковой температуре отверждения константа скорости, определенная на этапе отверждения, была ниже в смеси типа I, чем в смеси типа II, и эти различия в обеих бетонных смесях уменьшались с понижением температуры твердения, поскольку показано на рисунке 3. Для условий низких температур значения константы скорости были близки в обеих бетонных смесях. Это указывает на то, что влияние на константу скорости постепенно уменьшается с понижением температуры отверждения.С другой стороны, характер температурной зависимости константы скорости был аналогичным в обеих бетонных смесях, показывая нелинейное изменение в зависимости от температуры отверждения. Следовательно, константа скорости HSC может быть подобрана с использованием экспоненциальной функции температуры отверждения, как определено функцией Аррениуса.

Начальная энергия активации (), рассчитанная из графика Аррениуса натурального логарифма значений в зависимости от температуры, составила 43332 Дж / моль для смеси типа I и 41777 Дж / моль для смеси типа II.В целом, значения для бетона OPC без SCM [14] составляют от 40000 до 45000 Дж / моль. Значение измеряемой для текущих бетонных смесей соответствовало общему диапазону, указывая на уменьшение с уменьшением.

4.3. Прочность на сжатие в течение 28 дней

Бетон, изготовленный из смеси типа I, достиг проектной прочности 42 МПа в возрасте 28 дней независимо от истории отверждения, в то время как прочность на сжатие в течение 28 дней бетона из смеси типа II, за исключением бетона затвердевший в условиях высоких температур, был немного ниже расчетной прочности 65 МПа, как указано в Таблице 3.В целом, более высокая 28-дневная прочность на сжатие была получена у бетона, отвержденного в условиях высокой температуры, чем у других образцов бетона при других температурных условиях, как показано на Рисунке 4. По сравнению с бетоном, отвержденным при эталонной температуре, бетон затвердел в горячем состоянии. температура развила прочность, которая была в 1,19 раза выше для типа I и в 1,03 раза выше для типа II, тогда как бетон, отвержденный при низкой температуре, показал прочность на 1–4,5% ниже. В целом, пороговый возраст для эффекта кроссовера наблюдается в OPC-бетоне от 7 до 14 дней [3, 4, 7, 8].Однако настоящие смеси допускают отсроченный пороговый возраст после 91 дня, демонстрируя более низкую 28-дневную прочность при низких температурах. Химический состав цемента, использованного для данной смеси, был близок к химическому составу цемента умеренной температуры, что давало более низкое содержание C ₃ S и C ₃ A, чем OPC. Пониженное содержание C ₃ S и C ₃ A в модифицированном цементе было неблагоприятным для развития прочности в раннем возрасте и при температуре холодного отверждения.

Также интересно, что близкие значения 28-дневной прочности наблюдались между образцами бетона, отвержденными в условиях низких температур, и образцами, отвержденными при 20 ° C в течение 1 дня и последующей низкой температуре.Эти близкие значения наблюдались также между образцами бетона, отвержденными при эталонной температуре, и образцами, отвержденными при 20 ° C в течение 3 или 7 дней и последующих низких температурах. В целом, уменьшение позволяет увеличить скорость гидратации цементного теста, что приводит к более высокому развитию прочности и большей чувствительности к температуре отверждения в раннем возрасте. Таким образом, ранний возраст, равный 3 дням, можно рассматривать как критический период с точки зрения влияния истории температуры отверждения на 28-дневный прирост прочности на сжатие HSC.

4.4. Относительное развитие прочности на сжатие

Отношение развития прочности на сжатие для различных возрастов по сравнению с 28-дневной прочностью показано на рисунке 5. Образцы бетона, отвержденные в изотермических холодных условиях, показали более низкую начальную прочность, чем образцы в горячих и исходных температурных условиях. , тогда как самая высокая скорость набора прочности наблюдалась у бетона, отвержденного в изотермических условиях холода при длительном возрасте через 28 дней. Следовательно, перекрестный эффект может быть обнаружен в образцах бетона, отвержденных в изотермических условиях, хотя абсолютная прочность бетона, отвержденного при высокой температуре, обычно была выше, чем у бетона при низкой температуре из-за более низких C ₃ S и C ₃ A содержание в модифицированном цементе.Для смеси типа I скорость набора прочности в возрасте 3 дней при горячей температуре была примерно вдвое выше, чем у сопутствующего бетона при холодной температуре. Эти различия в зависимости от температуры отверждения постепенно уменьшались до возраста 28 дней, после которого скорость набора прочности бетона при холодной температуре была в 1,1 раза выше, чем у сопутствующего бетона при горячей температуре. При высоких температурах раннее развитие прочности у бетона типа I было выше, чем у бетона типа II, показывая постоянный прирост прочности после 7-дневного возраста.Прирост долговременной прочности при высоких температурах был только в 1,04 раза выше у бетона типа I, чем у бетона типа II. В целом кроссоверный эффект смягчался с уменьшением.

Бетон, отвержденный на террасах с различными температурами, показал одинаковую скорость набора прочности независимо от эталонного температурного периода в раннем возрасте, хотя несколько более очевидный перекрестный эффект наблюдался в бетоне при эталонной температуре в течение первого дня и последующих. холодная температура, чем в конкретных образцах в других историях.Во всех образцах бетона, отвержденных при различных температурах, за исключением образца IRC, увеличение прочности примерно на 80% было достигнуто в течение первых 7 дней. При строительстве конструкций ядерных объектов в условиях сильного замораживания-оттаивания опалубку для нормально твердеющего бетона необходимо сохранять до тех пор, пока не будет достигнуто 80% расчетной прочности бетона. Принимая во внимание это требование, бетон, произведенный с использованием настоящих пропорций смеси, в идеале должен выдерживаться при 20 ° C как минимум в течение первых 3 дней, чтобы облегчить снятие опалубки и опалубки в течение 7 дней.Кроме того, переменные температурные режимы отверждения указывают на то, что скорость набора прочности бетона не зависит от последующего изменения температуры отверждения в холодном состоянии после того, как бетон отвержден при эталонной температуре в течение первых 3 дней.

5. Проверка предлагаемого подхода к зрелости

Развитие прочности бетона на сжатие при использовании нынешних пропорций смеси было спрогнозировано на основе предложенного подхода к зрелости. Для применения отношения относительной прочности-зрелости значения ключевых параметров (,, и), перечисленные в таблице 1, были использованы для каждого конкретного образца, независимо от истории температуры отверждения.Чтобы рассчитать прочность на сжатие в заданном возрасте из отношения относительной прочности, соотношение между и также было эмпирически сформулировано с использованием текущих данных испытаний. На соотношение между и существенно повлияла история температуры отверждения. В частности, температура до 3-х дневного возраста может рассматриваться как критический фактор для представления всей температурной истории, как показано на рисунках 4 и 5. На основе регрессионного анализа с использованием этих двух влияющих параметров можно определить следующую взаимосвязь между и. (Рисунок 6): где — средняя температура до 3-х дневного возраста.

5.1. Отношение относительной прочности к зрелости

Отношение относительной прочности к зрелости, измеренное для бетона типа I, сравнивается с прогнозами, полученными с использованием (4) (см. Рисунок 7). На соотношение относительной прочности и зрелости незначительно повлиял период отверждения при исходной температуре. Для условий изотермического отверждения предлагаемый подход к зрелости обеспечивает сравнительно высокую точность в прогнозировании относительной прочности HSC, хотя этот подход имеет тенденцию слегка недооценивать начальную прочность бетона при низких температурах.Напротив, прогнозы относительного развития прочности бетона при различных температурах обычно ниже, чем прогнозы, полученные в ходе испытаний в раннем возрасте, но выше, чем прогнозы, полученные в результате испытаний после возраста 28 дней (эквивалентный возраст примерно 13 лет. дней). Различия между измеренными и прогнозируемыми значениями после возраста 28 дней постепенно увеличиваются с возрастом. Остаток заполненных водой пространств в свежей пасте, называемый капиллярными порами, зависит от степени гидратации.Свободная вода, содержащаяся в капиллярах, задерживает процесс гидратации пасты. Таким образом, более низкая благоприятна для получения раствора, перенасыщенного Ca (OH) ₂ и содержащего концентрации гидрата силиката кальция в метастабильных условиях [23]. Последующее отверждение происходит из-за удаления воды из гидратированного материала. Этот процесс гидратации цементного теста происходит быстрее с повышением температуры отверждения из-за ускоренного испарения свободной воды. В целом, HSC становится более чувствительным к температуре раннего отверждения, чем NSC.

Развитие прочности HSC не зависит от температуры отверждения после раннего критического возраста. Принимая во внимание этот эффект температуры отверждения в раннем возрасте и то, что первые 3 дня являются критическим периодом, эквивалентный возраст (9) может быть изменен для HSC следующим образом:

Относительная прочность образцов бетона, отвержденных при изменении температуры предыстории, сравнивается с подход к зрелости с использованием модифицированного эквивалента возраста, приведенного выше (см. рисунок 8). По сравнению с рисунком 7 (b), прогнозы с использованием модифицированного эквивалентного возраста лучше согласуются с результатами испытаний, даже в отдаленном возрасте.Различия между прогнозами и измеренными значениями относительной прочности одинаковы для обоих типов бетона. Следует отметить, что (12) необходимо дополнительно изучить для бетона, отвержденного при переменной истории с высокой или низкой температурой в раннем возрасте.

5.2. Развитие прочности при разном возрасте

Сравнения измеренной прочности бетона на сжатие в разном возрасте и прогнозы показаны на Рисунке 9. В прогнозах с использованием предлагаемого подхода к зрелости 28-дневная прочность и эквивалентный возраст каждого образца бетона определяются из ( 11) и (12) соответственно.Для объективной статистической оценки для каждого возраста было рассчитано следующее стандартное отклонение () абсолютной ошибки (см. Таблицу 4): где — количество точек данных, и — измеренные и прогнозируемые значения прочности на сжатие, соответственно, в возрасте каждого возраста. образец. В целом, предложенный подход к зрелости имел тенденцию к занижению ранней прочности до возраста 7 дней для бетона типа I независимо от температурных режимов отверждения. Для бетона типа II наибольший разброс наблюдался в возрасте 3 суток.Следовательно, максимальное значение было оценено в 4,78 МПа в возрасте 3 дней для бетона типа I и 4,77 МПа в возрасте 7 дней для бетона типа II. После возраста 22 дней полоса рассеяния уменьшилась, дав значения ниже 2,17 МПа для смеси типа I и 1,41 МПа для смеси типа II. В целом, определенный для всех испытанных возрастов и температурных режимов отверждения составил 2,81 МПа для бетона типа I и 2,32 МПа для бетона типа II. По сравнению с расчетной прочностью бетона эти значения соответствуют примерно 6.7% для смеси типа I и 3,6% для смеси типа II. Кроме того, коэффициент вариации соотношений между измеренной и прогнозируемой силой в разном возрасте находился в диапазоне от 0,015 до 0,090. Таким образом, предложенный подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом представляется полезным в качестве альтернативного инструмента для практической оценки развития прочности HSC на месте при различных температурах отверждения.

(0,015)
(0,018)


Тип бетона	Возраст (дни)								Итого
Тип бетона	1	3	7	13	22	28	56	91	Итого

I	93 (0,041)	4,09 (0,040)	4,78 (0,090)	4,34 (0,077)	2,17 (0,037)	1,01 (0,015)	1,59
2,81 (0,084)

II	0,80 (0,057)	4,77 (0,027)	3,91 (0,02) 0,02	1,41 (0,019)	0.89 (0,014)	1,45 (0,024)	1,97 (0,018)	2,33 (0,052)

соотношение между измеренной и прогнозируемой сильными сторонами.

6. Выводы

На основе результатов испытаний традиционная функция зрелости эквивалентного возраста была изменена, чтобы учесть офсетную зрелость и незначительность последующей температуры отверждения после возраста 3 дней для более поздней прочности конкретный.Однако предлагаемые уравнения, особенно модифицированный эквивалентный возраст, необходимо дополнительно исследовать для различных пропорций смеси с SCM и различных температурных режимов с начальной горячей или холодной температурой и другой последующей температурой. Из исследования развития прочности HSC, основанного на предлагаемом подходе к зрелости, можно сделать следующие выводы: (1) При уменьшении отношения воды к связующему () кажущаяся энергия активации на этапах схватывания и твердения имеет тенденцию к снижению. .(2) По сравнению с бетоном, отвержденным при эталонной температуре (20 ° C), бетон при горячей температуре (40 ° C) развил прочность, которая была в 1,19 раза выше для смеси типа I и в 0,4 и 1,03 раза выше для смеси типа II с 0,28, тогда как бетон при холодной температуре (5 ° C) показал снижение прочности на 1,0–4,5%. (3) Подобное развитие прочности было достигнуто для образцов бетона при изотермической эталонной температуре и образцов, отвержденных при переменной истории эталонная температура для начального возраста 3 или 7 дней и последующая низкая температура.(4) Перекрестный эффект на развитие относительной прочности был немного уменьшен при уменьшении. (5) Время схватывания и развитие прочности были более чувствительны к температуре раннего отверждения при понижении. (6) Предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом точно предсказывает развитие прочности HSC в зависимости от возраста с указанием значения стандартного отклонения абсолютной погрешности 2,81 МПа для бетона типа I и 2,32 МПа для бетона типа II.

Обозначения

:	Экспериментальная константа (^{-1 день})
:	Кажущаяся энергия активации (Дж / моль)
:	Время полной активации (Дж до окончательного схватывания) / моль)
:	Начальная кажущаяся энергия активации в фазе отверждения (Дж / моль)
:	Константа скорости (^-1 день) для развития прочности при температуре отверждения
:	Константы скорости (^-1 сутки) для развития схватывания при эталонной температуре
:	Константы скорости (^-1 сутки) для развития схватывания при температуре застывания
:	Константа скорости (день ^-1) при эталонной температуре
:	Универсальная газовая постоянная (= 8.314 Дж / моль · К)
:	Прочность на сжатие (МПа)
:	Предельная прочность (МПа)
:	28-дневная прочность на сжатие (МПа)
Прочность на сжатие в течение 28 дней бетона, отвержденного при эталонной температуре (МПа)
:	Температура отверждения (° C)
:	Эталонная температура (= 20 ° C)
:	Возраст (дни)
:	Эквивалентный возраст (дни)
:	Эквивалентный возраст в фазе затвердевания (дни)
:	Время смещения (дни)
		:	Время смещения (дни) при эталонной температуре
:	Время окончательного схватывания (дни) бетона при эталонной температуре
:	Окончательное схватывание Время г (дни)
:	Отношение воды к связующему по массе
:	Предельное отношение прочности к 28-дневной прочности
:	Отношение сродства констант скорости на этапе затвердевания.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Эта работа была поддержана Программой исследований и разработок в области ядерной энергетики Корейского института оценки и планирования энергетических технологий (KETEP), грант, финансируемый Министерством экономики знаний правительства Кореи (№ 2011T100200161).

Конструирование бетонной смеси: контроль температуры и времени

Преднамеренное создание DEF в лаборатории — эксперимент для менеджеров по контролю качества

Фрэнк Боуэн

Примечание редактора. Это четвертая статья из годичной серии статей, в которых исследуется наука о бетоне с целью лучшего понимания конструкции смеси.Сериал написан Полом Рамсбургом, техническим специалистом по продажам Sika Corp., и Фрэнком Боуэном, представителем по развитию бизнеса Rosetta Hardscapes. Щелкните здесь, чтобы увидеть третью статью из этой серии.

Примечание автора: прежде чем мы углубимся в это, я предлагаю вам прочитать ACI 305, «Руководство по бетонированию в жаркую погоду», и ACI 306, «Руководство по бетонированию в холодную погоду», а также разделы 4.4.6, «Горячие Меры предосторожности при погодных условиях »и 4.4.7« Меры предосторожности в холодную погоду »в Руководстве по контролю качества NPCA для заводов по производству сборных железобетонных изделий.В дополнение к этим рекомендациям я также предлагаю вам прочитать статью «Термический удар бетона» Кайлы Хэнсон, PE, опубликованную в выпуске Precast Inc. за июль-август 2016 г. чтобы представить новые идеи и концепции, а не повторять то, что уже было освещено в убедительной редакционной статье. В своей статье Хэнсон рассматривает основные правила литья и отверждения, которым мы должны следовать в отношении регулирования температуры при производстве сборного железобетона.Моя статья, однако, предназначена для читателей, которые хотят нарушить эти правила и извлечь уроки из своих выводов.

Поскольку мы находимся в разгаре летней жары, самое время ознакомиться с методами производства и отверждения на наших предприятиях. Температурные ограничения — даже если я собираюсь попросить вас их пересечь — установлены по очень веской причине. Нам, производителям сборного железобетона, необходимо постоянно отливать формы, чтобы оставаться прибыльными. Время — деньги, а рабочая сила не из дешевых. Поэтому мы хотим изготовить как можно больше отливок в кратчайшие сроки.Здесь мы можем столкнуться с серьезными проблемами, особенно если мы не будем осторожны с нашими ограничениями. Производственные бригады, которые больше сосредоточены на количестве произведенных единиц, чем на качестве произведенных единиц, могут рисковать опасностями отложенного образования эттрингита (DEF), если не используются надлежащие методы смягчения последствий.

Время может быть на вашей стороне

«Эти формы нужно заливать дважды в день!» Все мы слышали это раньше. Ускорение добавления добавок, более короткие циклы отверждения и быстрое производство — это инструменты, которые повышают эффективность сборных железобетонных изделий.Но что произойдет, если мы достигнем пределов наших возможностей и отстаем от графика? Когда строительные проекты опережают запланированный график, часто хвалят поставщиков и производителей. Время производства «за кадром», которое мы предоставляем нашим клиентам, всегда будет фактором в наших предложениях по увеличению нашей доли работы. Время, как оно постоянно напоминает нам, непрерывно и ценно с каждым днем. Когда приближаются дедлайны и мы отстаем от графика, жульничество становится все более привлекательным.Но если мы будем придерживаться нескольких простых правил, мы сможем спланировать все так, как мы надеемся.

Проблема

В чем заключается проблема, о которой я говорю в этой статье, чем она вызвана и как ее избежать? Слишком сильный нагрев во время отверждения бетона может вызвать DEF, но этого можно избежать, следуя рекомендациям Американского института бетона и Национальной ассоциации сборного железобетона. Давайте посмотрим, что происходит на этапах отверждения сборного литья.

Я делю этапы отверждения сборного железобетона на четыре категории.Первая — это хорошо известная категория под названием «начальный набор». Первоначальное схватывание определяется как время от момента укладки и обработки бетона до момента, когда требуется 500 фунтов на квадратный дюйм для проникновения раствора на 1 дюйм в соответствии с ASTM C403, «Стандартный метод испытаний для определения времени схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению». Этот этап легко контролируется с помощью пенетрометра и может помочь нам определить, когда мы можем внедрить дополнительные методы отверждения. Второй этап отверждения начинается с момента, когда бетон достигает прочности при транспортировке.Я называю этот этап «начальное лечение». Именно на этом этапе он больше полагается на неявные знания менеджера по контролю качества, чем на его или ее явные знания, чтобы спрогнозировать время, необходимое для достижения этой точки. Это связано с тем, что многие пенетрометры имеют точность от примерно 100 до примерно 700 фунтов на квадратный дюйм. Большинство современных машин для испытаний на гидравлическую прочность не считаются точными для результатов испытаний ниже 1500 фунтов на квадратный дюйм на 4-дюймовых образцах. Это оставляет промежуток между испытаниями на прочность от 700 до 1500 фунтов на квадратный дюйм, который лучше всего можно понять по годам литья, записи и анализа данных установленного времени.

СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА: В общем, нам нужен бетон для достижения заданной прочности на снятие изоляции, прежде чем мы сможем вывести его из формы. Это, конечно, зависит от толщины элемента, массы элемента, используемых подъемных устройств и многих других переменных. Каждую отливку следует тщательно анализировать, чтобы определить пределы прочности при снятии изоляции, подъеме и перемещении. Некоторым отливкам может потребоваться меньше, некоторым — больше. Окончательное внутреннее тестирование — единственный способ доказать, что участник готов к удалению из формы.

После испытания по крайней мере трех 4-дюймовых цилиндров — я рекомендую отлить один дополнительный цилиндр для испытания на прочность на отрыв, чтобы вы могли сломать один раньше, чтобы получить оценку увеличения нагрузки — и зарегистрировать в пределах указанного диапазона. После снятия прочности отливку можно переместить из формы, закончить, нанести этикетку и переместить на третью стадию отверждения. Я называю этот этап «лечением производственных растений». Это этап, на котором отливка перемещается в зону, где может произойти дальнейшее отверждение.Заключительный этап лечения — это после того, как отливка установлена, что я называю «лечением на месте / установленным».

В этой статье я хочу обратиться к двум наиболее важным стадиям отверждения сборного железобетона, касающимся экономии времени производственного цикла форм, начального схватывания и начального отверждения. Но позвольте мне отвлечься на мгновение, чтобы убедиться, что вы приняли меры по снижению затрат, прежде чем погрузиться в тотальную тепловую атаку на ваши бетонные отливки.

Процесс

Существует множество способов увеличить производительность завода по производству сборного железобетона.Некоторые варианты, такие как покупка дополнительных форм или добавление нового серийного завода / здания, не всегда жизнеспособны. Когда это невозможно, это заставляет нас задуматься о повышении производительности за счет сокращения существующего времени производственного цикла. Это стало движущим фактором для создания производства сухого бетона. Что касается операций по мокрому литью, я предлагаю продолжить рассмотрение бережливого производства.

Прежде всего, найдите свои отходы — большая часть их будет найдена в потерянное время — используйте их, исправьте и научите других, как поддерживать изменения.Применяя методологию бережливого производства к производству сборного железобетона, наблюдайте за привычками и технологическим процессом бригады, чтобы узнать, сколько времени требуется для выполнения данной задачи. Сделайте это, чтобы пересмотреть план завода и, в частности, шаги и расстояния, используемые в процессе. На каждом заводском этаже есть свободные деньги, если вы знаете, где искать. Самый эффективный способ максимизировать эффективность завода по производству сборного железобетона — это добавить исправно работающую вторую или даже третью смену. Добавление вечерней производственной бригады устраняет недоиспользованные простои на производственном предприятии.Это не всегда легко реализовать и обычно требует большого внимания руководства для координации двух смен. Если ваш потребительский спрос растет, и вы хотите использовать больше того, что у вас уже есть, во что бы то ни стало, продолжайте пытаться достичь этой цели, независимо от ограничений, с которыми вы сталкиваетесь.

Теперь давайте вернемся к пониманию температуры бетона на производственном предприятии с быстрым циклом.

В очень кратком синопсисе, вот шесть ключевых примечаний из Руководства по контролю качества NPCA относительно температурных пределов, найденных в разделах 4.3.5 и 4.3.6.

В холодную погоду:

Избегайте добавления в смесь замораживающих агрегатов.
Запрещается наливать в миксер воду с температурой, превышающей 180 градусов по Фаренгейту.
Температура свежего бетона во время укладки должна быть от 45 до 90 F. Если для отверждения используется тепло или пар, начальное схватывание должно быть достигнуто до введения тепла и / или пара.
Для этого начальное схватывание должно регистрироваться не реже одного раза в месяц для каждого дизайна смеси, чтобы проверить, когда можно ввести тепло и / или пар.
Когда применяется ускоренное отверждение, следует внимательно следить за скоростью повышения температуры и никогда не допускать превышения 40 F в час. На микроуровне при мониторинге цифрового датчика температуры, который показывает точность до десятых долей градуса, это будет в среднем около 9 секунд между каждой десятой долей градуса.
Максимальная внутренняя температура бетона никогда не должна превышать 150 градусов во время отверждения, если не используются процедуры снижения DEF. См. Комментарий в Руководстве по контролю качества NPCA на страницах 59 и 60, где приведены несколько вариантов, предлагаемых для уменьшения DEF при более высоких температурах отверждения.

СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА: Имейте в виду, что при отверждении паром на вашем предприятии аудиторы программы сертификации предприятий NPCA будут учитывать намерение добавленного тепла, вводимого в ваше предприятие, при оценке необходимости внутренней тепловой записи. Например, включение тепла на центральном воздушном термостате, который регулирует общую температуру окружающей среды в установке, не может рассматриваться как преднамеренное повышение температуры отверждения. С другой стороны, направление горячего конца торпедного нагревателя в направлении сборной формы должно показать намерение добавленного тепла как заранее запланированного процесса для ускорения отверждения, тем самым требуя надлежащего внутреннего контроля.

Во время начального схватывания начинается химическая реакция гидратации, и по мере развития первых образований кристаллического кремнезема критически важно, чтобы отливка была защищена от манипуляций, перемещения или вибрации. Недавно разработанная матрица на данном этапе столь же хрупка, как и когда-либо. После первоначального выделения повышенного тепла кристаллизация протекает медленно с периодом небольшого выделения тепла. В зависимости от формы отливки и функции формы, демонтаж внешней опалубки может быть возможен всего за пару часов и до того, как будет достигнуто даже 500 фунтов на квадратный дюйм, но это по своей сути рискованно.

Во второй части отверждения, которое обычно происходит в течение ночи на заводе по производству сборных железобетонных изделий, происходит огромное увеличение теплоты гидратации.

«Нет ничего лучше, чем увидеть выпуск пара и почувствовать поверхность отливки, когда форму открывают утром после укладки бетона», — сказал Гэри Найт из Lehigh Cement Co.

В течение следующих нескольких дней этот бетон будет быстро набирать прочность. На ранней стадии гидратации наиболее растворимые фазы, трикальцийалюминат и трикальцийсиликат, вступают в реакцию первыми и способствуют начальному схватыванию и ранней прочности.На этом этапе регулируемые температуры в верхней части указанных выше пределов и максимальная влажность обеспечивают идеальную среду (за исключением добавления атмосферного давления), чтобы гарантировать, что этот бетон достигнет своей прочности и долговечности.

Эксперимент

Сейчас, на этих двух этапах, я призываю вас нарушить некоторые правила (конечно, в лаборатории). В частности, я рекомендую вам выйти за пределы максимальных температурных ограничений, но тестируйте столько переменных, сколько хотите, при условии, что они изолированы для каждого эксперимента.Чтобы лучше понять эффекты отверждения в оптимальных, стандартных и нестандартных условиях, вот мой рекомендуемый эксперимент, в котором вы можете намеренно вызвать DEF.

Отлейте 22 испытательных цилиндра из смеси, используемой на вашем предприятии. Хотя для этого эксперимента нет необходимости, выберите такую смесь, если таковая имеется, без дополнительных вяжущих материалов, с использованием цемента типа 3 и с химическим ускорением. Постарайтесь, чтобы температура свежего бетона была близка к 90 F при помещении его в испытательные цилиндры.Это дало бы самые драматические результаты.
Вылечите шесть цилиндров, как обычно, для стандартного выпуска, в соответствии с требованиями внутреннего тестирования, два для снятия разрывов прочности (давайте останемся последовательными здесь в 24 часа), два в резервуаре с температурой 73,5 градуса F для 7-дневных перерывов и два в бак на 73,5 градуса F для 28-дневных перерывов. Это ваши контрольные образцы. Сравните все результаты с этими перерывами.
Теперь возьмите 10 цилиндров сразу после заливки, пока бетон еще свежий, и немедленно отвердите их в контролируемой среде со 100% влажностью при 200 F в течение 23 часов.Через 23 часа выньте цилиндры из форм, дайте им остыть до 73,5 F в течение 24 часов и храните в сухом месте. Оставьте их выставленными на прилавке в лабораторной комнате, если в лаборатории может поддерживаться приемлемая температура окружающей среды около 73,5 F.
Перерыв двух в 24 часа. На отметке 4 дня поместите четыре баллона обратно в резервуар, перерыв два через семь дней и два через 28 дней.
Оставьте четыре баллона на прилавке, перерыв два через семь дней и два через 28 дней.
Пройдите оставшиеся шесть цилиндров через оптимальный процесс отверждения.После заливки поместите две штуки в среду с влажностью 100% и температурой 90 F до установленного начального времени схватывания этой конкретной смеси в аналогичных условиях. После первоначального схватывания увеличивайте температуру отверждения на 10 градусов каждые 15 минут в течение следующих 90 минут до тех пор, пока температура не достигнет 150 F при сохранении 100% влажности. В этой среде отвердите два цилиндра в течение примерно 20 часов (непосредственно перед 24-часовой точкой разрыва, позволяя цилиндрам остыть для обработки до 73.5 F), два для 7-дневных перерывов и два для 28-дневных перерывов.
Вы, конечно же, обнаружите, что вы можете демонтировать отливку с рекордной скоростью при перегреве отливки во время начальной схватывания. Однако проблема заключается в том, что потеря влаги из-за увеличения тепла предотвращает образование гидрата силиката кальция, и это останавливает химическую реакцию гидратации до ее завершения. Когда вы демонтируете свои цилиндры, на первый взгляд может не быть ничего очевидного, но проблемы теперь скрыты в матрице преждевременных ошибок.Частичная кристаллизация, которая уже сформировалась и созрела до затвердевания, смешивается с частицами цемента, которые еще не начали развиваться. У вас есть бомба замедленного действия.
Цилиндры, которые раньше подвергались сильному нагреву, оставались на прилавке на четыре дня, а затем снова подвергались воздействию влаги, должны испытать обширное растрескивание, которое возникает в результате замедленного образования минерала эттрингита. При высокой начальной температуре, превышающей предписанный предел, эттрингит, который является нормальным продуктом ранней гидратации цемента, блокируется от развития на той стадии его жизненного цикла, когда он больше всего необходим.

Урок

Прочитать об этом эксперименте может быть полезно, но еще лучше увидеть его из первых рук и обучить группу контроля качества и производственную бригаду. Я надеюсь, что вы попросите своих сотрудников по контролю качества проверить пределы и получить представление о методах ускоренного отверждения. Нарушение правил извлекает большие уроки, если эти неудачи признаются, и мы извлекаем уроки из них. Неудача — это, пожалуй, предпосылка для достижения успеха.

Фрэнк Боуэн, выпускник Master Precaster 2013 г., получил степень M.Б.А. окончил Государственный университет Среднего Теннесси по программе повышения квалификации в сфере управления бетонной промышленностью в 2014 году и является представителем по развитию бизнеса в Rosetta Hardscapes в Шарлевуа, штат Мичиган.

Время загустевания — обзор

10.4.11 Контроль водоотдачи

Агенты контроля водоотдачи, также рассматриваемые как добавки для контроля фильтрации, используются в цементных композициях скважин для уменьшения потерь жидкости из цементных композиций в проницаемые пласты или зоны в или через который прокачиваются цементные составы.При первичном цементировании потеря жидкости, то есть воды, в проницаемые подземные пласты или зоны может привести к преждевременному гелеобразованию цементной композиции, в результате чего перекрытие кольцевого пространства между проницаемым пластом или зоной и цементируемой в ней колонной труб предотвращает цементный состав от размещения по всей длине затрубного пространства [92].

Добавки для контроля фильтрации добавляются к цементам по той же причине, по которой они используются в буровых растворах. Однако необработанные цементные растворы имеют гораздо большую скорость фильтрации, чем необработанные буровые растворы.Поэтому очень важно ограничить потерю воды из суспензии в проницаемый пласт. Это необходимо по нескольким причинам:

•: , чтобы свести к минимуму гидратацию чувствительных к воде пластов,
•: , чтобы обеспечить достаточное количество воды для гидратации цемента,
•: , чтобы избежать изменение свойств суспензии, то есть реологии, плотности, времени загустевания,
•: , чтобы избежать перекрытия кольцевого зазора.

Однако механизм действия добавок, регулирующих фильтрацию, еще полностью не изучен. Примерами являются бентонит, латекс и различные органические полимеры. Многие добавки для снижения водоотдачи представляют собой водорастворимые полимеры.

Добавка, увеличивающая вязкость и контролирующая водоотдачу, для композиций скважинного цемента в основном представляет собой смесь сополимера и гомополимера. Сополимер получают из [92]:

1.: сомономеров, толерантных к кальцию, анионной природы и дисперсных основных цементных растворов;
2.: сомономеров, которые могут гидролизоваться в основных цементных растворах с образованием анионных карбоксилатных групп, которые связываются с кальцием, загущают суспензии и предотвращают осаждение в растворах;
3.: сомономеров, которые образуют неионные боковые группы на полимере при гидролизе в основных цементных растворах для предотвращения осаждения полимера.

Примерами сомономера первого типа являются AMPS, винилсульфонат, аллилсульфонат, 3-аллилокси-2-гидрокси-1-пропансульфоновая кислота и их соли.

Примеры сомономера второго типа выбраны из акрилонитрила, акриламида (AAm), трет, -бутилакрилата, N , N -диалкилакриламида, N -винилпирролидона, AMPS и сложных эфиров акриловой кислоты. Другие добавки, снижающие водоотдачу для цементов, приведены в Таблице 10.18.

Таблица 10.18. Добавки для снижения гидродинамики для цементов

присадки на основе гидроизоляции ^c

9019 9019 9019 9019 9019

Соединение	Каталожные номера
Водорастворимые полимеры ^a	[183]
		AMB
[184]
Стирол-бутадиеновый латекс ^d	[148]
Анионные ароматические полимеры ³
Поли (нафталинсульфонат) и акриловый тройной сополимер	[186]
Поли (винилацетат) ^f	[162, 187, 188]
сополимеры акриловой кислоты и длинной стороны акриловые эфиры и несколько подобных материалов (например,g., метакриловые)	[189]
Гидрофобно модифицированный гидроксипропилгуар	[190]

Водорастворимые AAm tert сополимеры на основе бутилсульфоновой кислоты обычно используются для контроля потери жидкости в масле. скважинные цементные растворы. Велановая камедь может негативно повлиять на эффективность этих сополимеров. А именно, он конкурирует с полимером за места адсорбции на поверхностях цемента и кремнезема [191]. Их воздействие обычно зависит от плотности их анионного заряда, качества их группы крепления к поверхности цемента или кремнезема и их концентрации.

Водорастворимые азосоединения служат радикальными инициаторами полимеризации, например, 2,2′-азобис ( N , N ‘-диметиленизобутирамидин) дигидрохлорид, 2,2′-азобис (2-амидинопропан) дигидрохлорид и 2,2’-азобис [2-метил- N — (2-гидроксиэтил) пропионамид]. Азоинициаторы термически разлагаются на радикалы, инициируя таким образом полимеризацию in situ. Азоинициатор объединяют с водным раствором, содержащим мономер [8].

Сомономеры третьей группы — это N -алкил- N -винилалканамиды, такие как N -метил- N -винилацетамид, аллилглицидиловый эфир или винилацетат [92, 192].Сополимеризация AMPS с сопряженными мономерами дает агент водоотдачи, свойства которого включают минимальное замедление, солеустойчивость, высокую эффективность, термическую стабильность и отличную поддержку твердых веществ [192].

Соотношение сомономеров выбирается таким образом, чтобы сополимер не приводил к чрезмерному увеличению вязкости суспензий в условиях окружающей среды, но при прохождении реакций гидролиза в цементных растворах во время укладки полимер будет непрерывно генерировать достаточное количество карбоксилатных групп при температурах в скважине, чтобы реагировать с ионы кальция, присутствующие в суспензиях в реакциях сшивания, повышают вязкость суспензий, чтобы противодействовать термическому разжижению суспензий.Таким образом, чем выше температура в скважине, тем больше термическое разжижение цементных растворов и тем выше скорость загустения цементных растворов из-за реакций гидролиза, генерирующих карбоксилаты.

Различные гомополимеры, содержащие карбоксилатные фрагменты, могут использоваться в комбинации с вышеописанным сополимером. Например, было обнаружено, что полимер можно использовать в синергической смеси с другими гомополимерами. Вышеописанный сополимер может быть успешно использован в смеси с поли (винилпирролидоном) или поли (акриламидом) для предотвращения оседания частиц в цементных растворах [92].

Поли (виниловый спирт) (ПВС) снижает проницаемость фильтрационной корки за счет коалесценции частиц гидратированного микрогеля ПВС, которые затем образуют полимерную пленку. При температуре выше 38 ° C несшитый ПВС начинает растворяться в воде. Следовательно, выше этой температуры образование пленки больше невозможно, и невозможно контролировать водоотдачу [193]. Однако добавление поликонденсата ацетон-формальдегид-сульфит в качестве диспергатора расширяет температурный диапазон, при котором можно успешно использовать ПВС.

Кроме того, были идентифицированы анионные ароматические полимеры, которые одновременно придают богатым солью цементным растворам улучшенный контроль водоотдачи и адекватные реологические свойства. Преимущество этих анионных ароматических полимеров заключается в их использовании даже при низких температурах циркуляции на забое скважины.

Обычно включение добавок для контроля водоотдачи или уменьшителей трения противопоказано в системах с высоким содержанием соли, когда температура циркуляции ниже 65 ° C, поскольку обычные добавки вызывают чрезмерное замедление времени схватывания.Анионные ароматические полимерные системы по-прежнему демонстрируют приемлемо короткое время загустевания (<6 часов) и хорошее раннее развитие прочности при температурах циркуляции всего лишь 50 ° C.

Определенные полимеры на натуральной основе использовались в качестве добавок для контроля водоотдачи при цементировании. К ним относятся HEC, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, сополимеры AMPS и AAm или N , N -диметилакриламид. Кроме того, привитые сополимеры с лигниновой или лигнитовой основной цепью и AMPS, акрилонитрил и N , N -диметилакриламид в качестве привитых фрагментов использовали в качестве добавок для контроля водоотдачи.

Недавно разработанная разновидность представляет собой привитой сополимер с основной цепью мономеров, аналогичных солям гуминовой кислоты, как упоминалось ранее. К ним, в частности, относятся AMPS и AAm, акриловая кислота, винилфосфоновая кислота, хлорид диаллилдиметиламмония и соответствующие соли [194].

Гильсонит активен как добавка, снижающая водоотдачу, поскольку проницаемость цемента снижается. Латексные добавки также действуют как добавки, снижающие водоотдачу. Они также действуют как вспомогательные средства склеивания, препятствуют миграции газа и усиливают матрицу.

Они улучшают эластичность цемента и устойчивость к коррозионным жидкостям [195]. Стирол-бутадиеновый латекс в сочетании с неионными и анионными поверхностно-активными веществами показывает меньшую потерю жидкости. Стирол-бутадиеновый латекс добавляют в количестве до 30% от сухого цемента. Соотношение стирола и бутадиена в латексе обычно составляет 2: 1. Кроме того, неионогенное поверхностно-активное вещество, этоксилат октилфенола и поли (этиленоксид) или анионное поверхностно-активное вещество, сополимер МА и 2-гидроксипропилакрилат [149] могут быть добавлены в количествах до 2%.

Органические добавки для снижения водоотдачи

Может быть трудно приготовить концентрат на водной основе для снижения водоотдачи из некоторых набухающих в воде полимеров, потому что полимер может образовывать «рыбий глаз» в водной жидкости [196]. Рыбий глаз обычно возникает в процессе смешивания набухающего в воде полимера с водной жидкостью. Рыбий глаз — это шарики из негидратированного полимера, окруженные гелеобразным покрытием из гидратированного полимера. «Рыбий глаз» предотвращает попадание воды внутрь «рыбьего глаза» и содержащегося в нем негидратированного полимера.Сформированный рыбий глаз может быть трудным для разрушения. Жидкий концентрат, содержащий «рыбий глаз», не является однородной системой. Однако желательно иметь однородный жидкий концентрат.

Чтобы избежать проблемы образования «рыбьего глаза», можно использовать суспензию на масляной основе, содержащую набухающий в воде полимер. Однако суспензия на масляной основе, содержащая набухающий в воде полимер, может иметь плохую стабильность. Набухающий в воде полимер в концентрате на масляной основе также может прилипать к стенке контейнера, что может вызвать затруднения при разливе.Нестабильность относится к суспензии, в которой равномерно диспергированные нерастворенные твердые частицы оседают из жидкой непрерывной фазы с течением времени. Напротив, стабильная суспензия может оставаться гомогенной в течение от нескольких дней до нескольких месяцев [196].

Другая проблема с использованием суспензии на масляной основе заключается в том, что углеводородная жидкость может быть биоразлагаемой или биосовместимой. Кроме того, для суспензии на масляной основе углеводородная жидкость не смешивается с цементной композицией на водной основе.В результате для эмульгирования масла в цементной композиции требуются поверхностно-активные вещества и другие химические вещества, что приводит к еще более сложной системе.

Было обнаружено, что композиция для обработки скважины может быть приготовлена в виде жидкого концентрата, содержащего [196]:

1.: водорастворимую органическую жидкость;
2.: высокомолекулярный, набухающий в воде полимер в качестве добавки для снижения водоотдачи;
3.: органофильный суспендирующий агент для глины.

Некоторые из преимуществ композиции для обработки скважин заключаются в том, что композиция более гомогенная, более стабильная, менее вязкая, легче разливается, растворяется в воде и имеет более высокую активность по сравнению с некоторыми маслами и водой. на основе концентратов [196].

В качестве органического жидкого полиэтиленгликоля и в качестве добавки для снижения водоотдачи используется статистический сополимер на основе AMPS, набухающий в воде. Суспендирующий агент представляет собой органофильную глину [196]. Органофильная глина — это глина, обладающая катионообменной способностью, которая покрыта четвертичным амином жирной кислоты, который связывается с органической жидкостью.Примером такой глины является органофильный аттапульгит. Коммерчески доступным примером органофильной глины является Suspentone®, продаваемый Halliburton.

Влияние температуры на кислотное окрашивание бетона

Температура и кислотное окрашивание

По мере того, как наступает каждый летний и зимний сезон, мы получаем довольно много вопросов о погоде и температуре в отношении того, как это повлияет на проекты кислотного окрашивания бетона.Вопросы действительно можно разделить на три категории: «как температура влияет на высыхание или схватывание бетона?», «Как температура влияет на окрашивание бетона?» И «как температура влияет на герметизацию бетона?». Поэтому, чтобы помочь нашим самодельным покупателям, мы написали это краткое руководство, которое должно помочь вам понять все, что вам нужно знать о погоде и ваших проектах по окрашиванию кислотой.

Когда мы говорим о температуре, здесь используются два различных типа температуры: температура воздуха и температура поверхности бетона.Эти две температуры могут быть разными или одинаковыми, в зависимости от того, как долго бетон подвергался воздействию температуры воздуха, солнца и температуры земли. Между каждым из этапов вам нужно будет убедиться, что бетон высох, прежде чем переходить к следующему этапу. Наряду с температурой очень важно учитывать влажность, которая увеличивает время между этапами. Причина этого в том, что большинство факторов, связанных с сушкой, связано с водой, будь то сушка бетона, схватывание пятен или отверждение герметика.Когда влажность высокая, влага не может испаряться в воздух и дольше остается на бетоне. Хотя он увеличивает время высыхания пятен, если его слишком много (более 65%), это может отрицательно сказаться на герметизации.

Влияет ли температура на время высыхания свежезлитого бетона?

Для начала обсудим крайности: какая температура слишком холодная, чтобы заливать свежий бетон, и какая температура слишком горячая, чтобы заливать бетон? Если температура ниже точки замерзания, не стоит пытаться схватывать бетон.Это температура, которую мы считаем слишком низкой для заливки бетона. Хорошее практическое правило — минимум 35 градусов по Фаренгейту и повышение. Если температура выше 90 градусов по Фаренгейту, мы также советуем подождать, так как верхний слой бетона может высыхать быстрее, чем нижний уровень, что приводит к проблемам с растрескиванием поверхности.

Для деталей посередине правило: чем холоднее, тем дольше бетон схватывается. Как отмечает PSU, время высыхания будет составлять от 4 часов при 80 градусах по Фаренгейту до 14 часов при 40 градусах Фаренгейта.

Влияет ли температура на окрашивание бетона?

Температура должна быть минимум 35 градусов по Фаренгейту, желательно повышаться до образования пятен и не опускаться ниже точки замерзания в течение как минимум 4 часов, предпочтительно в течение 12 часов. Морилка будет сохнуть с разной скоростью, но мы всегда советуем подождать 24 часа, чтобы морилка полностью подействовала. Если вы хотите получить более светлый цвет пятна, вы можете нейтрализовать его и сполоснуть раньше, но через 24 часа пятно полностью проявит себя.В более теплую погоду вы можете попробовать окрашивать в более прохладное время дня. Раннее утро лучше всего в жаркую погоду, чтобы бетон имел всю ночь, чтобы высвободить тепло, которое он удерживал накануне, и до того, как он начал нагреваться в течение дня. Если пятно высыхает слишком быстро, покрытие уменьшится, так как вам придется нанести больше, чтобы получить полное насыщение.

Влияет ли температура на герметизацию бетона?

Для герметизации температура должна быть 45 градусов по Фаренгейту, предпочтительно подниматься и не опускаться ниже точки замерзания в течение как минимум 12 часов, а лучше 24 часов.На уплотнение особенно влияет влажность. Абсолютная максимальная влажность составляет 70% и падает, хотя 65% — лучший индикатор для использования. Идеальный диапазон влажности 50% — 60% или меньше. Не наносите герметик для бетона, если в ближайшие 24 часа возможен дождь или туман. Для высыхания герметика для бетона требуется всего час или два, если условия подходящие, поэтому в этом случае действительно нет температурно-зависимого фактора при работе внутри помещений и в пределах безопасной влажности. Однако при работе на улице важно еще раз отметить, что в жаркую погоду вам нужно наносить герметик в более прохладную и / или затененную часть дня.Более высокие температуры и солнечный свет могут вызвать слишком быстрое высыхание поверхности герметика, что может привести к задержке влаги в герметике до того, как она успеет выйти, что приведет к помутнению. Поэтому при запечатывании нужно обращать пристальное внимание на температуру, но особенно на влажность.

Следует учитывать несколько факторов, связанных с температурой и погодой / влажностью, но по большей части вы можете выполнять работы по окрашиванию бетона и кислотных пятен практически в любую погоду.Как мы упоминали ранее, мы составили эту статью на основе общих вопросов, которые нам присылают наши клиенты. Итак, не стесняйтесь присылать нам вопросы о кислотном окрашивании бетона. Мы любим говорить об этом бизнесе и помогаем вам реализовать идеальный проект DIY. Для получения более общей информации ознакомьтесь с нашим руководством по кислотным окрашиванию бетона.

Руководство для всех по заливке бетона в любую погоду

Бетон — один из самых универсальных и широко используемых строительных материалов на земле.Он прочный, долговечный, не требующий особого ухода, огнестойкий, простой в использовании и может быть изготовлен для любого размера и формы, от невероятно массивных конструкций до скромных ступенек.

Тем не менее, независимо от того, являетесь ли вы подрядчиком по бетону или домовладельцем, желающим залить собственную бетонную плиту, вы знаете, что заливка, схватывание и отверждение бетона может оказаться более сложным процессом, чем многие думают.

Почему?

Погода. Хотя бетон довольно просто заливать, его прочность и долговечность во многом зависят от осторожности, которая была предпринята во время заливки, особенно с учетом погодных условий.

Есть большая вероятность, что вам пришлось отменить заливку бетона из-за надвигающегося ливня, но знаете ли вы, что холодная и теплая погода, а также влажность и скорость ветра влияют на долговечность бетона?

Если вы планируете заливку бетона или столкнулись с неудовлетворительными результатами при заливке другого бетона, вам сюда. В этой статье мы дадим советы и рекомендации по заливке бетона в любую погоду, а также разберемся, как работает бетон, чтобы вы могли стать экспертом по заливке бетона.

Готовы нырнуть? Давайте начнем!

Как бетон схватывается и застывает

Прежде чем мы перейдем к практическим советам по заливке бетона в любую погоду, давайте убедимся, что у нас есть четкое представление о том, что такое бетон и как он работает.

Во-первых, бетон — это не цемент! Цемент, который фактически представляет собой измельченный известняк, и глина, нагретая до высоких температур в печи, — лишь один из ключевых ингредиентов бетона. Для изготовления бетона вам понадобится комбинация:

Если вы когда-либо использовали мешок товарной бетонной смеси, вы получили первые три ингредиента, уже отмеренные и смешанные, и ваша задача — просто добавить последний ингредиент. — воды.Когда вы это сделаете, вуаля — у вас есть бетон, который можно использовать во множестве приложений.

Понимание взаимосвязи бетона с водой чрезвычайно важно для овладения искусством заливки бетона в ненастную погоду.

Бетон на самом деле не «сохнет», так как вода испаряется, как многие ошибочно думают. Вместо этого бетон схватывается и затвердевает в результате химической реакции, называемой гидратацией. Вода фактически становится важной частью затвердевшего бетона.

Но подождите — что на самом деле происходит в химической реакции гидратации?

Что такое гидратация?

Когда химические свойства цемента взаимодействуют с водой, на внешней стороне частиц цемента начинают образовываться такие соединения, как Tobermite Gel и гидроксид кальция.Рост на внешней стороне частиц цемента приводит к образованию прочной, взаимосвязанной стержневой структуры.

Хотя основная работа по гидратации происходит в течение 5 часов после контакта с водой, процесс гидратации будет продолжаться медленно в течение очень долгого времени.

Вот почему нельзя допускать высыхания бетона во время его застывания. Недостаток воды может преждевременно остановить процесс гидратации, не позволяя бетону достичь полной прочности. Фактически, если вы избегаете вымывания цемента, бетон можно полностью укладывать и затвердевать под водой!

Как погода влияет на бетон

Это проливает свет на то, почему погода может влиять на прочность бетона.Если бетон схватывается и затвердевает слишком быстро из-за жары, низкой влажности, ветра или холода, прочность бетона снижается.

Это не означает, что больше воды всегда лучше при заливке бетона. Избыток воды часто вызывает даже большие проблемы, чем дефицит воды.

Когда в вашей бетонной смеси слишком много воды, химические связи будут отделены друг от друга большими участками воды. Это снижает прочность затвердевшего бетона.

Увеличение количества воды приводит к увеличению пористости, а это означает, что в затвердевшем бетоне будет много каналов, которые могут повлиять на любой цвет или отделку, которую можно нанести на поверхность.

После затвердевания бетон со слишком большим количеством воды также будет иметь гораздо больший риск усадки и трещин, особенно в морозно-оттаявшем климате, а это означает, что он будет особенно прочным.

Вот дополнительный совет: если вы хотите убедиться, что в вашем бетоне правильное соотношение цемента, заполнителя и воды, обратитесь к местному поставщику готовой бетонной смеси.

Вероятно, у них есть много проверенных смесей и конструкций, которые соответствуют вашим потребностям, и бетон будет доставлен прямо вам.Таким образом вы почти гарантированно получите больше удовольствия от готового проекта, чем самостоятельное замешивание бетона.

Если вы заливаете бетон в Северной или Центральной Индиане, команда Gra-Rock будет рада вам помочь!

Конечно, это все еще не решает проблемы заливки бетона в погодные условия, которые могут повлиять на водный коэффициент, необходимый для создания прочного цемента. Вот почему мы здесь. Прочтите практические советы и рекомендации по заливке бетона в любую погоду!

Заливка бетона в холодную погоду

Первый вопрос, который нужно задать при заливке бетона в холодную погоду: «Насколько холодно слишком холодно?»

Американский институт бетона определяет, что бетон будет подвергаться воздействию холода при наличии следующих условий:

Средняя дневная температура составляет менее 40 градусов по Фаренгейту (5 Цельсия)
Температура воздуха не превышает 50 градусов по Фаренгейту (10 по Цельсию) более 12 суток в сутки.

Если вы заливаете бетон в условиях более прохладных, чем перечисленные выше, вам следует принять дополнительные меры предосторожности, чтобы убедиться, что ваш бетон схватится и затвердеет должным образом.

Вот несколько советов, которые помогут обеспечить успешную заливку:

Подготовьте площадку для заливки, удалив с рабочей зоны снег, лед, лед или стоячие. Никогда не заливайте бетон на мерзлую землю!
Начинайте заливку рано утром, чтобы бетон мог полностью впитать эффект полуденного солнца, пока он еще застывает.
Используйте низкую осадку и минимальное водоцементное соотношение. Это уменьшит утечку воды и уменьшит время схватывания, что позволит воде в бетоне меньше времени замерзнуть.
Используйте продукт для ускорения схватывания бетона, например SpeedSet или хлорид кальция.
Используйте защитные покрытия для бетона, чтобы предотвратить замерзание и поддерживать оптимальную температуру застывания бетона. Убедитесь, что бетон не замерзнет минимум 3 дня.Вы можете использовать эти же продукты, чтобы защитить землю от замерзания, на которую вы будете заливать бетон.
Температура любых элементов, которые должны быть заделаны в бетон (арматура, проволочная сетка и т. Д.), Должна быть выше точки замерзания до контакта со свежим бетоном.
Не начинайте окончательные отделочные операции при наличии сточной воды.
Запросите у поставщика бетона подогретую смесь.
Установите обогреваемый корпус.Если используются обогреватели внутреннего сгорания, не забудьте выпустить воздух наружу, чтобы предотвратить образование углекислого газа!
Используйте гидроизоляционный герметик для бетона в качестве отвердителя вместо отверждения водой.
Когда бетон затвердеет, не используйте антиобледенительные соли. Они разъедают поверхность и позволяют воде проникать, замерзать и, в конечном итоге, треснуть вашу мелкую работу.

Следуя этим советам при заливке бетона в холодную погоду, вы обеспечите качественную заливку!

Заливка бетона в жаркую погоду

Итак, если вы живете в климате, где нет холода или минусовых температур, вы можете безопасно заливать бетон в течение всего года, верно?

Неправильно.

Помните, гидратация — самый важный аспект для получения прочного и долговечного бетона. Высокие температуры вызывают недостаток воды в бетоне и неправильное схватывание.

Когда летом становится очень жарко, это может быть слишком хорошо. На самом деле, бетон лучше всего твердеет в диапазоне от 70 ° до 80 ° F. Однако, когда ваша температура приближается к 90 ° F, вы начнете сталкиваться с проблемами.

«Жаркая погода» — это больше, чем просто температура. Дни с низкой относительной влажностью, а также дни с высокой скоростью ветра также относятся к «жаркой погоде».”

Помните, что поддержание соответствующего уровня влажности в бетоне является высшим приоритетом. Высокая температура, низкая влажность и высокая скорость ветра увеличивают скорость испарения, что затрудняет удержание влаги в бетоне.

Если температура наружного воздуха приближается к 90 градусам по Фаренгейту, или если день сухой и ветреный, вы должны принять меры для обеспечения хорошей заливки бетона.

Вот несколько советов, которые помогут обеспечить хорошую заливку бетона в жаркую погоду:

Используйте крупные частицы заполнителя большого размера и в больших количествах, если во время укладки бетона вероятна жаркая погода.Заполнители большего размера минимизируют вероятность усадки бетона из-за условий окружающей среды.
По возможности избегайте заливки бетона в полдень или во второй половине дня.
Рассмотрите возможность использования добавок для жаркой погоды, таких как добавки из переработанного пластика. Это упростит работу со смесью и увеличит время ее схватывания, чтобы она могла затвердеть до большей прочности.
Запросите охлажденную воду у поставщика бетона. Если вы собираете бетон самостоятельно, воспользуйтесь промышленным охладителем.
Используйте солнцезащитные козырьки или ветрозащитные экраны, чтобы уменьшить возможные суровые условия.
После добавления воды в смесь сократите время перемешивания. Чрезмерное перемешивание приведет к большей потере воды из-за испарения.
Все необходимое оборудование должно оставаться закрытым до последнего момента перед использованием. По возможности держите желоба, конвейеры и аксессуары под крышей и регулярно опрыскивайте их водой.
При укладке бетона на плиту сначала смочите земляное полотно.
Используйте прохладную воду для увлажнения боковых опор перекрытий или стен.
Вызов всех участников. Из-за более быстрого набора времени вам потребуется как можно больше рабочей силы для быстрого выполнения работы.

Заливка бетона в летнюю жару может быть сложной задачей как для нашего тела, так и для бетона! Использование перечисленных выше советов и приемов поможет бетону должным образом схватиться и застыть, а также обеспечит вам хорошее настроение от проделанной работы!

Заливка бетона в дождливую погоду

Заливка бетона под дождем может быть самой большой проблемой, с которой вы сталкиваетесь в плане получения отличного результата.

По возможности избегайте заливки бетона под дождем! Вы обязательно захотите держаться подальше от проливного дождя или продолжительных периодов дождя.

Однако, если вы столкнулись с продолжительным периодом влажной погоды и столкнулись с крайним сроком выполнения проекта, или если вы просто застряли в неожиданном ливне, вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы помочь своему делу:

Убедитесь, что у вас отличная дренажная система. Это гарантирует, что дождевая вода не будет скапливаться в траншеях, вырытых для фундаментов, фундаментов и плит.
Если возможно, накройте бетонным полотном брезент, чтобы дождь не смешивался с бетоном. Чем больше воды смешивается с полутвердым бетоном, тем выше вероятность его разрушения.
Не допускайте попадания дождевой воды на бетонную поверхность!
Не впитывайте дождевую воду с сухим цементом. Это ухудшит отделку и еще больше ослабит верхний слой бетона.
После того, как дождь пройдет, используйте поплавок, чтобы отодвинуть воду от края плиты, прежде чем начинать отделку.

Заключение

Не нужно много времени, чтобы понять, что получение идеальной заливки бетона может оказаться труднее, чем ожидалось!

Мы не можем контролировать погоду, поэтому нам нужно сосредоточиться на элементах, которые мы можем контролировать. Помимо понимания науки, лежащей в основе бетона, и принятия мер для обеспечения хорошей заливки, неплохо найти поставщика готовой смеси, которому вы доверяете.

В Gra-Rock мы всегда работаем, чтобы помочь нашим клиентам найти стабильность и надежность, на которые они могут рассчитывать.Вот почему мы поставляем товарных бетонных смесей высокого качества в Индиана .

Будь то наши проверенные смеси и конструкции, наши доступные инструменты и расходные материалы , наша гарантированная доставка или наша услужливая команда водителей грузовиков, мы стремимся сделать так, чтобы вы были довольны и уверены в своем бетоне.

График твердения бетона в зависимости от температуры

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

Стадия схватывания

Теплая погода

Прохладное время года

Уменьшение вязкости раствора

Стадия твердения

От чего зависит набор прочности?

Температура

Время

Состав и характеристики цемента

Влажность

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха

Что влияет на сроки твердения бетонной массы

Набор прочности бетона в зависимости от температуры: график

Набор прочности по графику

Рекомендации по ускорению процесса

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Контроль за процессом

Дополнительно о стадиях набора прочности

Прохладное время

Снижение вязкости раствора

Стадия твердения

Дополнительно о влиянии температуры внешней среды на твердение материала

Заключение

Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ

Как происходит набор прочности бетона

сроки затвердевания раствора в зависимости от температуры

Этапы твердения раствора

Факторы, влияющие на прочность

Методы ускорения застывания бетона

Скорость набора прочности бетона — Строим из бетона

Скорость набора прочности бетона в зависимости от марки

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры снип

Скорость набора прочности бетона от температуры

Скорость набора прочности бетона с противоморозными добавками

Твердение бетона в зависимости от температуры

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Таблица

Что влияет на сроки твердения бетонной массы.

Снижение вязкости раствора

Сроки твердения бетона в зависимости от внешних факторов.

Рекомендации по ускорению процесса

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

Твердение при высоких температурах.

Усадка смеси

Обеспечение правильного твердения бетона зимой.

Какое время необходимо застывания бетона, есть ли зависимость от температуры.

Время года.

Обеспечение условий затвердения.

Низкий уровень испарения.

Факторы ухудшения качества

Время застывания при разной температуре.

Твердение (время схватывания) бетона в зависимости от температуры

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Стадия схватывания

Стадия твердения

Стадия твердения

Стандартный срок затвердевания бетона

Время застывания бетона в опалубке

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

График по суткам

Специальные добавки

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

При высоких температурах

В прохладное время

При отрицательной температуре

Процесс набора

Схватывание

Твердение

Снижение вязкости раствора

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Рекомендации по ускорению процесса

Методы ускорения твердения бетона

Набор прочности бетона в зависимости от температуры: график

Набор прочности по графику

Рекомендации по ускорению процесса

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала