Время набора прочности бетоном: Набора прочности бетона — график набора по времени

Набор прочности бетона — график зависимости от температуры

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 Бетонные и железобетонные конструкции). 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.

Время

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.

Влажность

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.

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.

Марки и классы бетона: твердение и набор прочности

Наши цены на бетон всех марок >>>

Главные параметры бетонной смеси

Базовые показатели степени качества бетона – это марка или
класс бетонной смеси. При покупке продукции на эти параметры следует
обратить особое внимание. К второстепенным факторам относят
коэффициенты водонепроницаемости, подвижности и морозостойкости.
Самое главное – выбрать товар по типу марки или класса: они
неизменны в течение всего периода эксплуатации.

А вот прочность бетонной смеси, например, напротив, параметр
достаточно изменчивый. Он может варьироваться в течение всего периода
терпения, увеличиваясь и нарастая. Так, при соответствующих
климатических и погодных условиях прочность наберет расчетный
(проектный) показатель только через 28 суток твердения. Вообще
процессы твердения бетонной смеси и набора прочности могут идти
несколько лет.

Марка бетона определяется в зависимости от количества цемента в
общем составе.

Какие диапазоны классов и марок существуют?

Методы определения основных показателей и контрольные пробы

Выбор и последующая покупка зависят от указанного в проекте типа
марки и класса бетонной смеси. Если такой документ отсутствует,
следует обратиться за помощью к строителям. Специалисты выдадут
соответствующие рекомендации. Однако можно попробовать разобраться в
данном деле самостоятельно.

Итак, что обозначают цифры на маркировке? Значения 200, 400 и т.д.
(на маркировках м200, м400 и т.д.) – это соотношение предела
прочности на сжатие, выраженное в расчете 1 кгс. на 1 кв.см.
Показатель указывает среднее значение. Большинство строительных
компаний и организаций подобного профиля чаще всего заказывают бетон
именно в марках. Однако класс бетона является также довольно часто
встречающимся параметром, используемым в современном строительстве.
Цифры класса указывают не средний, как цифры марки, а гарантированный
показатель прочности.

Как проверить бетонную смесь на соответствие указанным
показателям марки и класса?

Для начала во время разгрузки бетона возьмите пробу смеси, отлив
два-три кубика размером 15х15х15 см. Чтобы это сделать, достаточно,
например, сколотить из дощечек формы такого размера. Кстати, перед
взятием пробы полученные ящики следует увлажнить, иначе сухое дерево
впитает в себя большое количество влаги (это может негативно повлиять
на гидратацию важного компонента – цемента).

Пробу необходимо проверить, прощупав смесь куском арматуры или
уплотнив ее ударом молотка по бокам кубиков-ящиков. Отлитую бетонную
смесь нужно хранить в течение 28 суток при температуре 20 градусов и
влажности 90%.

Затвердевшую смесь по истечению срока необходимо отнести в
независимую лабораторию. Специалисты вынесут окончательные вердикт –
принадлежит ли данная марка бетона к указанным на маркировке данным. Кстати, 28
дней – срок необязательный. Известно, что основную часть
расчетной прочности (70%) бетонная смесь набирает за первые 7 суток.

! Обратите внимание

• не стоит разбавлять смесь водой в автобетоносмесителе;
• брать пробу необходимо с самого лотка бетоносмесителя;
• нужно как можно тщательнее уплотнить бетон штыкованием;
• хранить кубики с образцами бетонной смеси следует только в
  соответствующих условиях: оптимальные варианты – прохладный
  подвал или любое помещение в тени.

Таблица соотношения класса, прочности и марки бетона

Твердение бетона

В результате процесса взаимодействия воды и цемента общая
прочность бетонной смеси возрастает. Такой процесс называют
гидратацией цемента. Если в непрочном молодом бетоне вода высыхает
или вымерзает, гидратация останавливается. Замерзание, безусловно,
очень негативно влияет на эксплуатационные характеристики смеси,
ухудшает базовые свойства и снижает показатель прочности. Кстати,
молодым бетон называют в течение первых двух-трех недель твердения.

Итак, что делать с потерей влаги? Для положенного твердения и
нормальной гидратации необходимо поддерживать оптимальную влагу.
Только тогда бетонная смесь будет иметь соответствующие
эксплуатационные свойства и характеристики (включая показатель
прочности) и прослужит исправно в течение несколько десятков лет.

! Обратите внимание

• при высоких температурах (в жаркое время года) следует
  накрыть только что уложенный бетон мокрой мешковиной или пленкой
  ПВХ;
• молодые бетонные конструкции (1-5 дневные) нужно периодически
  поливать водой.

В холодное время хода наблюдается процесс замораживания бетонной
смеси. Замерзает здесь не сам бетон, а находящаяся в смеси вода. В
данном случае весь процесс взаимодействия воды и цемента –
гидратации – затормаживается и останавливается. Об этом можно
прочитать в материалах про зимнее бетонирование.

Любопытно, что если всю построенную конструкцию не размоет к
весне, процесс гидратации также может расстроиться, когда снег
растает. Безусловно, показатели морозостойкости и общей прочности
такой бетонной смеси буду существенно ниже показателей при
достаточной норме твердения. Разработаны специальные технологии и
методики, позволяющие предотвратить негативные последствия. Такие
разработки называют методиками раннего замораживания бетонной смеси.
С помощью современных технологий и добавления специальных
противоморозных добавок бетон твердеет, замерзая, при низких
температурных условиях (от -15 до -30 градусов по Цельсию). А весной
запускается процесс гидратации воды и цемента.

Какую роль здесь играют противоморозные добавки? Заполнители
служат некими стабилизаторами и регуляторами всего процесса
гидратации. Например, при температуре заливания бетона в -25 градусов
по Цельсию вводятся добавки с расчетом на -10 градусов. Тогда
завершается процесс твердения, и бетон замерзает. С помощью добавок
бетонная смесь не реагирует на колебания температуры в диапазоне от
-5 до +5 градусов, стойко перенося цикличные изменения погодных
условий. Бетон не будет замерзать или оттаивать. Однако существует
одно ограничение – монолитные конструкции в этот период
эксплуатировать нельзя.

Критическая прочность бетона

Этим термином называют допустимый порог показателей прочности.
Такой порог – своеобразная грань и для каждой марки он
индивидуален. Так, высокие марки обладают более низким процентом
критической прочности (в среднем, треть от проектного показателя
прочности), а низкие – высоким процентом. Критичные показатели
набираются за первые сутки жизни бетонной смеси.

Как бороться с замораживанием бетона?

Способов существует несколько. Перечислим основные, часто
используемые и проверенные меры:

• добавление противоморозных смесей в бетон. Их еще называют
  ПМД – противоморозные добавки. Такие вещества не позволяют
  воде замерзнуть, а также увеличивают скорость твердения. Когда-то
  такие препараты заменялись солями. Однако подобные составы разъедали
  оболочку арматуры со временем, поэтому их сменили на более щадящие
  ПМД;
• электропрогрев бетона. Разработаны специальные
  электроподогреваемые опалубки, электроды и трансформаторы. Приборы
  отлично подходят для заливки бетонной смеси в зимнее время года.
  Однако данный вариант, скорее всего, экономически невыгоден и
  недоступен частным предприятиям-застройщикам. Оплата услуг монтажа и
  доставки, аренда, а также оплата электроэнергии (системам необходимо
  огромное количество кВт в час) формируют конечную стоимость проекта;
• укрытие конструкции. Авральная мера – укрытие
  построенной конструкции пленкой. Метод оптимален при температуре в
  один-два градуса. Однако положительные результаты при данном способе
  не гарантированы. Весь период гидратации цемента идет параллельно с
  выделением тепла. Выделяемое тепло можно и нужно сберегать и
  сохранять. Возможно поставить дизельную или газовую пушки: они будут
  способствовать задуванию теплого воздуха под специальное укрытие.
  Важно помнить, что первые дни жизни бетонной смеси – самые
  ответственные.

Кстати, на предприятиях ЖБК и ЖБИ рассмотренной проблемы не
существуют. Все железобетонные материалы (плиты перекрытия, сваи,
дорожные плиты и бетонные фундаментные блоки ФБС) проходят
специальную обработку. Изделия в течение нескольких часов
пропариваются в камерах. После процедуры любая марка бетона может быстро набрать
нужную прочность.

Время набора прочности бетона через 7 суток, график набора требуемой прочности СНИП в Санкт Петербурге

Качество бетона оценивается по показателю прочности. От него будет зависеть, сколько прослужит построенное здание, сооружение или будущая конструкция. Изготавливаться бетон должен обязательно по установленным требованиям ГОСТа и должны соблюдаться условия сжатия, обычно они варьируются в диапазоне М50-800. Самым востребованным считается цемент марки М100-500. При производстве бетона каждая партия тщательно исследуется и проверяется на все характеристики. Но в основном потребители считают нужным испытывать материал на прочность. Во время испытаний обязательно нужно выдерживать время набора прочности бетона. Только так можно получить точные данные.

Классификация бетона

Материал выпускается разного вида. Но есть три основных:

1. Тяжелые составы. Их делают из традиционных плотных заполнителей и цементов (М50-800).
2. Легкие составы. Используются пористые заполнители. Это бетоны М50-450.
3. Ячеистые составы. Относятся к разряду легких и особо легких смесей (М50-150).

Устанавливается проектная марка бетона уже на этапах проектирования, когда ведется расчет и выбор всех конструкций. Требуемая прочность бетона получается на основании сопротивления осевому сжатию в контрольных образцах-кубиках. Для будущей конструкции наиболее важным является осевое растяжение и поэтому марку цемента определяют согласно сопротивлению на это растяжение.

Набор прочности бетона на растяжение растет с увеличением марки по прочности на сжатие (это указано в СНИПе), но надо учитывать, что в диапазоне высокопрочных материалов возможно замедление роста сопротивления.

Марка бетона и его класс прочности, а также состав определяется в зависимости от области применения. К менее прочным относят материалы, которые обозначены М50, М75, М100. Их используют тогда, когда конструкции не ответственны и им не требуется выдерживать сильные нагрузки.

Если при возведении зданий, сооружений важна большая прочность, то нужно использовать бетон марки М300.  Для стяжки неплохим вариантом является состав М200. Цементы от марок М500 относятся к самым крепким.

Важность графика набора прочности

Исследовательская работа по определению характеристик материала проводится согласно графику набора прочности бетона. Все эксплуатационные свойства раствор приобретает через определенное время, которое называется периодом выдерживания бетона. В графике отражается время, требуемое для достижения самого высокого значения прочности.

С того момента как заливается смесь по формам показатели прочности постоянно меняются. Так через 7 суток прочность бетона будет одной, а через 28 дней уже другой, более высокой. Срок 28 дней – это как раз то время, когда материал созревает полностью, но важно, чтобы для этого были созданы требуемые условия. Интенсивное твердение бетона происходит в первые 5 дней, а через 7 дней прочность достигается 70 процентов, но при этом нужно учитывать марку и класс. Специалисты рекомендуют дальнейшие строительные работы начинать только тогда, когда материал достигнет 100-процентной прочности и не раньше, то есть через 28 дней после заливки.

Есть такое понятие в строительстве, как распалубочная прочность бетона (его можно найти в СНИПе). То есть это самый минимальный показатель прочности, но при ней уже можно убрать опалубку и при этом материал не будет поврежден. Такая прочность вполне достаточна для транспортировки, но проводить строительные работы дальше пока нельзя. Надо выдержать конструкции еще минимум 28 дней.

Лаборанты отмечают, что время набора прочности может быть различным. Чтобы определить их точно, необходимо провести испытание образцов из каждой партии.

Если монолитное строительство происходит в теплое время года, то состав выдерживать для обретения оптимальных физических и механических свойств надо следующим образом:

• Выдержать в опалубке бетона;
• Дать дозреть составу после удаления опалубки.

Для холодного времени немного другие правила. Чтобы бетон приобрел требуемую прочность, то сам материал и его гидроизоляцию необходимо дополнительно обогревать. Потому что при низкой температуре процесс полимеризации проходит медленней.

Более подробно об этой информации можно узнать у специалистов в нашей компании (мы находимся в Санкт-Петербурге). У нас имеется специализированная лаборатория, и работают квалифицированные специалисты.

Что такое прочность бетона и от чего зависит твердение материала

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

Как бетон набирает прочность? Условия твердения и набор прочности бетона

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

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

— температура воздуха 20±2°С;

— влажность не менее 90%.

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

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

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

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

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

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

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

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

• летом — портландцемент, который выделяет мало тепла: 200 кДж на 1 кг/7 дней;

• зимой — глиноземистый цемент, выделяющий много тепловой энергии: 200 кДж на 1 кг/1 день.

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

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

— внешний вид;

— соответствие проектным геометрическим размерам;

— соответствие проектным уровням наклона и выравнивания;

— наличие закладной части (если обусловлено проектом) и ее антикоррозийная защита;

Набор прочности бетоном фундамента

Свойства бетонов, влияющие на их эксплуатационные характеристики

Среди основных свойств бетонов, влияющих на длительность срока их эксплуатации без изменения структуры, можно выделить два основных:

• Прочность бетона на сжатие: проектная (марочная).
• Стойкость: к замораживанию/оттаиванию, к воздействию высоких температур, к воздействию влаги.

Различие видов бетонов и их свойств позволяет подобрать материал с необходимыми механическими параметрами и стойкостью к физико-химическим воздействиям. Классификация на марки и классы бетона дает представление обо всех необходимых характеристиках, таких прочность, степень морозоустойчивости, водонепроницаемости, жаро- и термостойкости.

Марочная прочность бетона и классы прочности

Прочность бетона – это показатель предела сопротивляемости материала к внешнему механическому воздействию на сжатие (измеряется в кгс/см²). То есть, можно сказать, что этот параметр дает представление о механических свойствах бетона, его устойчивости к нагрузкам. Именно эта характеристика и положена в основу классификации бетона. Бетон марки М15 обладает наименьшей прочностью, а М800, соответственно, наибольшей.

Такая маркировка позволяет максимально точно учесть прочностные свойства бетона, и подобрать его в соответствии с предполагаемыми нагрузками.

Так, для предварительно-напряженных конструкций необходим раствор с маркировкой не ниже М300, а для обычных железобетонных панелей или блоков, не испытывающих большой нагрузки — М200-М250. Марки М100-М150 используются при заливке монолитных фундаментов. Бетонный раствор М15—М50 применяется при изготовлении ограждающих и теплоизоляционных конструкций.

Существует и другая классификация – по классам прочности на сжатие бетона: от В1 до В22. Эти две системы классификации учитывают один параметр – прочность на сжатие. Отличие класса от марки бетона в том, что для марок (М) берется усредненное значение по прочности на сжатие, а для классов (В) – гарантированное. Средняя прочность бетона на сжатие – это средний показатель прочности проверяемых образцов, а гарантированное означает, что бетон имеет прочность не менее заявленной. При разработке проектной документации в спецификации указывается класс (В), хотя, в силу привычки, более распространенной является классификация по маркам. Ниже приведено примерное соотношение класса и марки бетона.

Таблица марок и классов бетона и их соотношения:

Набор прочности и критическая прочность бетона

Критическая прочность – параметр крайне важный при заливке бетонного раствора в условиях низких температур. Дело в том, что проектная прочность бетона появляется только на 28 день вызревания, при условии соблюдения технологии твердения, а соответственно и температурного режима (не ниже + 30°С). При более низкой температуре срок твердения бетона увеличивается, а при отрицательной прекращается.

При температуре ниже 0°С останавливается набор прочности бетона, в силу прекращения гидратации – связывания молекул воды и клинкерных составляющих цемента, образующих цементный камень. Если температура опускается ниже — 3°С начинаются фазовые превращения воды, что приводит к разрушениям структуры невызревшего бетона и потери прочности. Как показали проведенные опыты, образцы, набравшие критическую прочность, то есть вызревшие до определенного состояния, после замерзания и оттаивания не подвергаются разрушению и в дальнейшем продолжают набирать прочность, а образцы, замороженные на раннем сроке твердения, характеризуются потерей прочности до 50%.

Для растворов разных марок необходимо и различное время для вызревания до критической прочности бетона. На этой странице можно посмотреть таблицу, где указано, какую прочность от проектной должен набрать бетон до замораживания. Однако можно сказать, что недопустимо замораживание в первой фазе – фазе схватывания (первые сутки) и в первые 5-7 дней твердения бетона при нормальном температурном режиме. За первую неделю бетон набирает до 60-70% марочной прочности, после чего замораживание бетона только приостановит процесс вызревания и после оттаивания он возобновится.

Таблица критической прочности для различных марок:

Повышение температуры ускоряет процесс созревания бетона, но необходимо помнить о том, что нагрев свыше 90°С недопустим. При температуре твердения бетона 75-85°С в атмосфере насыщенного пара твердение до 60-70% марочной прочности происходит в течение 12 часов. Прогрев до такой температуры без насыщения паром приводит к высыханию, что также останавливает вызревание (гидратацию). Необходимо помнить, что гидратация невозможна без молекул воды и уход за бетоном заключается, в том числе, и в постоянном увлажнении в процессе набора прочности. В графике твердения бетона можно посмотреть взаимосвязь температурного режима и сроков вызревания бетона (дано для бетона марки М400), но нужно учитывать, что если в раствор вводятся специальные добавки (модификаторы — ускорители твердения), то время набора прочности бетона может быть значительно меньше.

График набора прочности бетона:

Стойкость бетона к внешним воздействиям

Коррозия бетона

Коррозия бетона (разрушение цементного камня) происходит вследствие многих факторов:

• влияния окружающей среды,
• механических воздействий,
• проникновения воды,
• изменения температур (замораживание/оттаивание, нагрев/резкое охлаждение).

Нарушение структуры цементного камня сопровождается понижением его сцепления с армирующими элементами, повышением водопроницаемости и, как результат, снижением прочности. Для повышения коррозийной стойкости бетона рекомендуются такие меры:

• использование специальных кислотостойких, глиноземистых или пуццолановых цементов;
• введение в смеси гидрофобизирующих, жаростойких или морозостойких добавок;
• увеличение плотности бетона. Большое влияние на стойкость бетона, кроме состава смеси и соотношения компонентов, оказывает технология приготовления и доставки, укладки и последующего ухода. Виброперемешивание смеси увеличивают активность цемента и позволяют получить тесто с макрооднородной структурой, а транспортировка в миксерах – избежать его расслоения при доставке на объект. Эффект от виброуплотнения при укладке теста объясняется вытеснением пузырьков воздуха: в неуплотненной смеси он может достигать 45%. Удаление воздуха обеспечивает защиту бетона от коррозии, увеличение прочности, морозо-, жаростойкости, а также снижает водопроницаемость бетона.

Морозостойкость бетона

Воздействие на бетон поочередного замораживания/оттаивания приводит к его растрескиванию. Объясняется это тем, что в замороженном состоянии влага, находящаяся в порах материала, превращается в лед, а значит, увеличивается в объеме (до 10%). Это приводит к повышенному внутреннему напряжению бетона, а в результате и к его растрескиванию и разрушению.

Морозостойкость бетона тем ниже, чем больше доступ к проникновению влаги: объем пор, в которых может накапливаться вода (макропористость) и уровень капиллярной пористости.

Повышение морозостойкости бетона происходит за счет уменьшения показателей макро и микропористости, а также введением гидрофобных воздухововлекающих добавок. С их помощью в бетоне образуются резервные поры, не заполняемые водой в обычных условиях. При замерзании воды, уже попавшей внутрь бетона, часть ее перемещается в эти поры, тем самым снимая внутреннее давление. Использование глиноземистых цементов также увеличивает морозостойкость материала.

Так как при возведении объектов предъявляются различные требования к свойствам бетона по морозоустойчивости, производится бетон с классом устойчивости к циклам замораживания/оттаивания от F25 до F1000. Для гидротехнических сооружений необходима марка бетона по морозостойкости от F200, а для возводимых в зонах с суровым климатом – от F800 (спецификация производится, исходя из среднесуточной температуры для данного региона).

Водонепроницаемость бетона

Разрушение бетона под воздействием жидких сред происходит не только при отрицательных температурах. Влага имеет свойство вымывать легкорастворимые компоненты из любого вещества, а один из компонентов, при затворении бетонного теста, гашеная известь (гидрат окиси кальция) – водорастворимое вещество. Его вымывание приводит к нарушению структуры и разрушению бетонных блоков и фундаментов. Кроме того, находящиеся в воде кислотные компоненты также оказывают неблагоприятное влияние на состояние материала. На сегодняшний день существуют различные способы защиты бетона от разрушения вследствие воздействия влаги.

Избежать негативного влияния воды можно использованием пуццоланового или сульфатостойкого портландцемента, введением в раствор гидрофобных добавок в бетон для водонепроницаемости, а также применением специальных пленкообразующих покрытий, препятствующих проникновению влаги и уплотняющих добавок. По параметру водонепроницаемости бетон подразделяется на классы (марки). Существуют марки бетона по водонепроницаемости (характеризуется односторонним гидростатическим давлением, измеряется в кгс/см²) от W2 до W20.

Устойчивость к воздействию высоких температур

Если возводимые бетонные сооружения или отдельные изделия будут эксплуатироваться при постоянных высоких температурах, то необходимо выбирать жаростойкий бетон соответствующего класса, так как обычный под воздействием жара теряет прочность и дает усадку вследствие потери цеолитной, абсорбционной и кристаллизационной воды. Это приводит к растрескиванию, частичному, а затем и полному разрушению бетона. Жаростойкий бетон обозначается BR и подразделяется в соответствии с предельно допустимой температурой применения на классы от И3 до И18 (или U3-U18).

Для класса И3 предельно допустимая температура составляет +300°С, а для И18 — +1800°С.

Кроме того существует подразделение на марки по термостойкости:

• для водных теплосмен — Т(1)5, Т(1)10, Т(1)15, Т(1)20, Т(1)30, Т(1)40;
• для воздушных теплосмен — Т(2)10, Т(2)15, Т(2)20, Т(2)25.

Последний параметр обозначает способность выдерживать смены температур без деформаций и снижения прочности.

Полезное по теме:

Поделитесь статьей с друзьями:

Время набора прочности бетона от температуры. Набор прочности бетона

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.

От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона

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.

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. Через 3 года показатель может повыситься в 2 раза.

Основная характеристика бетона , которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями. Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня.

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.

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. 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.

При таких условиях необходимо задуматься о подогреве раствора. Нормативно безопасный срок устанавливается на процентной прочности.

Женщина похудела, чтобы друзья мужа не травили его за выбор толстой супруги. Девушка пришла в гости к парню. Его мать наорала на нее, узнав причину ее грусти. Меня научили готовить особенный пирог-гармошку из лаваша сама бы не догадалась. Брат решил вступиться за девушку.

На следующий день он был уволен с работы. Кушать и развиваться: как улучшить мозг при помощи еды — 10 простых советов.

Твердение бетона

Воры украли у старика сумку, но внутри были не деньги, а нечто пугающее. Раньше долго ворочалась: 5 продуктов, которые помогают мне легче засыпать. Узнать, насколько удачливым является человек, можно по родинках на теле. Итальянская журналистка рассказала, за какие привычки она полюбила Россию. Когда лоток в стиральной машинке снова забивается, я беру уксус, соду и чищу его.

От чего зависит набор прочности бетона?

Пустые места и еще 6 поводов сразу же уйти из ресторана: рассказ официанта. Чем отличается хищник от травоядного: этот и другие факты, которые удивят всех. Главная Домашний уют Строительство. Набор прочности по графику. Петр Васильев 1 апреля, Комментарии 0. Новые Обсуждаемые Популярные. Я хочу получать. Новые комментарии в личный кабинет. Ответы на мои комментарии.

Читают онлайн — Следят за новыми комментариями — 8. Отмена Ответить. 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. Данный процесс особенно быстро может происходить летом. Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

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.

Пар высокого давления позволяет пропаривать смесь автоклавным способом, что осуществляется только при создании соответствующих условий. Набор прочности бетона — это непостоянная величина.

Как быстро он происходит?

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. 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.

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. После этого ее набор замедляется. На практике по истечении 28 дней завершение набора прочности не происходит, поскольку длительность данного процесса может составлять несколько лет.

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.

Прочность бетона

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. 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. 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.

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

Каков минимальный период отверждения для бетона?

🕑 Время чтения: 1 минута

Минимальный период твердения бетона определяется типом используемого цемента, температурой окружающей среды, типом конструкции (размером и формой бетонного элемента), назначенной прочностью и режимом твердения.

Для большинства бетонных конструкций минимальный период отверждения при температурах выше 5 ° C составляет семь дней или до тех пор, пока прочность бетона не достигнет 70% указанной прочности на сжатие или изгиб согласно ACI 308.1р. При использовании высокопрочного бетона можно сократить период отверждения до трех дней.

Кроме того, согласно IS-456, отверждение бетона должно продолжаться до достижения им прочности от 70% до 80%. В кодексе также указано, что обычный портландцемент необходимо выдерживать не менее 7 дней. Минимальный период отверждения следует увеличить до 10 дней, если используется смешанный цемент.

Каков минимальный период отверждения бетона?

Время отверждения бетона в зависимости от типа цемента

Таблица-1 показывает минимальный период отверждения для бетонных конструкций в зависимости от типа используемого цемента.

Таблица- 1 : Время отверждения бетона в зависимости от типа цемента

Если бетон помещается при средней температуре окружающей среды 5 ° C или выше, минимальный период отверждения соответствует указанному в Таблица-1 или время, в течение которого бетон набирает 70% своей прочности на сжатие или изгиб, в зависимости от того, что больше.

Однако, если испытания бетона не проводятся, его следует выдерживать при температуре выше 10 ° C и выдерживать в течение периода, указанного в Таблице-1. Это потому, что химическая реакция бетона останавливается при температуре около 7 ° C; бетон перестанет набирать прочность.

Если бетон заливается при температуре окружающей среды менее 5 ° C, бетон следует защищать от воздействия замерзания и оттаивания, в противном случае прочность бетона будет снижена. Иногда требование прочности бетона заменяет требование прочности при определении периода отверждения.

Следует помнить, что высокая температура ускоряет рост прочности бетона. Однако предел прочности бетона может снизиться. Температура воды, используемой для отверждения, должна быть ниже, чем у бетона, более чем на 11 ° C, в противном случае это создаст термические удары и приведет к развитию трещин.

Минимальное время отверждения различных бетонных конструкций

Таблица-2 показывает минимальный период отверждения для различных бетонных конструкций.

Таблица-2: Минимальный период отверждения бетона для различных типов строительства

Таблица 3 показывает, как бетон набирает прочность на сжатие через 1, 3, 7, 14 и 28 дней отверждения.

Таблица- 3 : Повышение прочности бетона на сжатие в зависимости от времени отверждения

Рисунок 1: Повышение прочности бетона по сравнению с влажным отверждением бетона

Часто задаваемые вопросы

Какое минимальное время затвердевания бетона?

Для большинства конструкций время отверждения при температурах выше 5 ° C (40 ° F) должно составлять не менее 7 дней или до достижения 70% указанной прочности на сжатие или изгиб, в зависимости от того, что больше.Период отверждения можно сократить до 3 дней, если используется высокопрочный бетон и температура выше 10 ° C (50 ° F). Кроме того, необходимо увеличить время отверждения, если используется смешанный цемент.

Когда следует начинать отверждение в воде?

Отверждение бетона начинается, как только в нем начинаются химические реакции, и бетон начинает затвердевать.

Как быстрее всего застыть в бетоне?

Добавление в бетонную смесь ускорителя, такого как хлорид кальция, перед заливкой поможет бетону быстро затвердеть.Отверждение паром — это один из методов отверждения, который позволяет быстро отверждать бетон.

Сколько времени требуется бетону для застывания в холодную погоду?

Если используется обычный цемент, бетонная конструкция, например, фундамент, должна затвердеть не менее 20 дней. Однако высокопрочный цементный бетон не страдает от замерзания, а оттаивание требует гораздо меньшего времени для отверждения.

Подробнее

Как правильно выбрать метод твердения для конструкционных бетонных элементов?

как ускорить процесс твердения бетона?

Литье и отверждение образцов бетона в полевых условиях согласно ASTM C31

Что можно и чего нельзя делать при отверждении бетона

Последствия неправильного отверждения бетона

Ниже приведены некоторые из существенных недостатков неправильного отверждения бетона, которые вы хотите предотвратить в своих проектах.Знание последствий и того, как их избежать, поможет упростить управление строительными проектами, когда дело доходит до работ по бетонированию.

1. Вероятность попадания в атмосферу химических веществ и хлоридов очень высока.
2. Прочность на изгиб и сжатие снижена.
3. Трещины образуются из-за усадки при высыхании, пластической усадки и термических воздействий.
4. Прочность бетона снижается из-за высокой проницаемости.
5. 5. Снижена атмосферостойкость и морозостойкость.
6. Скорость карбонизации бетона увеличивается.
7. Поверхности покрыты пылью и песком, что снижает стойкость к истиранию.

Дозировка отверждения бетона

НЕОБХОДИМО опрыскивать только что залитый бетон водой.

Первые семь-десять дней отверждения имеют решающее значение, когда прочность бетона возрастет больше всего. Свежий бетон не должен высыхать в течение этого периода, особенно если он подвергается воздействию прямых солнечных лучей.

Один из наиболее типичных методов отверждения бетона — поливать его водой из шланга — пять-десять раз в день или как можно чаще в течение первых семи дней. Этот метод, обычно известный как « влажного отверждения », позволяет влаге, находящейся в бетоне, медленно испаряться. Влажный бетон может быть на 50 процентов прочнее обычного бетона, поэтому он не будет отсыревать. Однако стоит отметить, что распыление не рекомендуется для бетона, заливаемого в холодное время года.Правильное руководство строительной бригадой поможет вам назначить рабочих и запланировать распыление бетона на семь дней, а также избавит вас от лишних поводов для беспокойства.

НЕОБХОДИМО покрывать свежеуложенный бетон.

Предположим, у вас нет времени, чтобы еще раз осмотреть бетон с помощью шланга для опрыскивания водой для влажного отверждения; Другой метод — использовать покрытие для отверждения, которое может задерживать и замедлять испарение влаги в бетонной смеси. Два лучших варианта для этой задачи — полиэтиленовая пленка толщиной не менее 4 мм и изолирующее одеяло для отверждения бетона, которые можно приобрести в любом магазине DIY и хозяйственных магазинах.

Перед нанесением покрытия для отверждения по вашему выбору, убедитесь, что бетон полностью увлажнен. Убедитесь, что листы выходят за периметр плиты как минимум на двойную глубину плиты. Для удержания крышки на месте обычно используются тяжелые материалы, такие как кирпичи и камни. Ежедневно снимайте одеяло или защитную пленку, снова намочите бетон, намочите покрытие и повторяйте в течение семи дней. Более того, этот метод отверждения также можно использовать для вертикальных стен и колонн, пропитав их и обернув полимерным листом или одеялом.

Бетонные плиты для прудового твердения.

Отверждение пруда — еще один отличный способ отверждения бетона, и этот процесс звучит так, как он звучит. Сформируйте временные бермы вокруг только что залитой бетонной плиты, а затем залейте внутреннюю поверхность одним футом воды. Только три дня отверждения пруда делают работу семи дней влажного отверждения, и без ежедневных повторных посещений убедитесь, что уровень воды остается выше бетонной плиты. Если вода упала, ее необходимо постоянно доливать.Однако этот метод применим не ко всем типам проектов, потому что для формирования берм вокруг больших бетонных плит потребуется немало почвы. Крупные застройщики могут использовать этот метод в своих проектах, чтобы ускорить строительные работы при заливке бетонных плит, например, чтобы получить стеновой каркас конструкции.

ОБЯЗАТЕЛЬНО сделайте процесс отверждения более управляемым с помощью отвердителя.

Если два ранее описанных метода неосуществимы, вот простейшее решение, которое вы можете адаптировать к отверждению вашего бетона: отвердители.Эти добавки содержат растворимые эмульсии, которые при распылении непосредственно на поверхности вновь залитых бетонных стен или плит создают защитную пленку. В конечном итоге пленка обеспечивает слой или барьер для предотвращения испарения воды, позволяя ей участвовать в процессе отверждения с постоянной скоростью. Эти добавки доступны в ваших местных магазинах DIY, но вы также можете купить их непосредственно на предприятиях по производству товарного бетона.

Некоторые добавки для отверждения предназначены для полного разложения через пару недель, в то время как другие должны быть смыты после завершения процесса отверждения.Тем не менее, другие составы проникают через поверхность затвердевающего бетона, как следствие, становясь постоянным гидроизоляционным герметиком для бетона, сохраняя свежеуложенный вид. Настоятельно рекомендуется внимательно прочитать этикетки производителя перед покупкой отвердителя, чтобы убедиться, что он соответствует вашим конкретным потребностям.

Выполните испытание на осадку перед укладкой бетона.

Целью испытания на осадку бетона является измерение консистенции вновь смешанного бетона до его схватывания.Как правило, это выполняется для проверки удобоукладываемости бетона, чтобы облегчить операции по заливке бетона. Для товарного бетона, поставляемого на объект, испытание на осадку также может быть индикатором неправильно перемешанной партии, чтобы убедиться, что у вас есть правильный тип смеси для вашей конструкции.

В течение многих лет этот тест использовался подрядчиками на местах из-за простоты процедуры и базового оборудования, которое необходимо использовать для его проведения. Убедитесь, что один из ваших рабочих делает это до того, как начнется заливка бетона, и обеспечьте однородность для различных бетонных нагрузок в любых полевых условиях, которые могут быть у вас на месте.

Важный шаг для создания высококачественных бетонных столешниц

Отверждение. Все мы знаем, что это важно, но что именно, почему это важно и какие факторы влияют на лечение?

Добавление воды в портландцемент запускает химическую реакцию, называемую гидратацией. По мере гидратации портландцемент и вода превращаются в полезные соединения гидрата силиката кальция (CSH). Эти соединения представляют собой клей, который скрепляет агрегаты, создавая твердый твердый материал, который мы называем бетоном.Есть и другие соединения, которые образуются в процессе гидратации, но они не отвечают за прочность.

Портландцемент + вода = CSH (обеспечивает прочность )

Отверждение — это процесс поддержания уровня влажности внутри литого бетона для продолжения гидратации. Пока внутри бетона присутствует свободная влага и негидратированный цемент, прочность, твердость и плотность будут постепенно увеличиваться. С практической точки зрения, отверждение — это просто процесс поддержания затвердевшего бетона во влажном состоянии, чтобы он мог продолжать набирать прочность.

По мере того, как бетон становится прочнее и плотнее, его пористость уменьшается. Это важно, потому что на ранних этапах бетон намного более пористый, чем в более старом возрасте, и дольше остается гидратированным. Пористый бетон быстро теряет влагу из-за испарения, что может снизить уровень внутренней влажности и остановить гидратацию. Если бетон высыхает, он перестает набирать прочность. Вот почему так важно покрыть бетон сразу после заливки и поддерживать его во влажном состоянии. Когда бетон высыхает, он умирает, так же как рассада помидора погибла бы, если бы его не поливали.

Когда бетон смешивается, в его составе присутствует вся вода, необходимая для полной гидратации. Часто подрядчики добавляют в бетон больше, чем необходимо для гидратации, чтобы сделать бетон более пригодным для обработки. Эта дополнительная вода называется удобренной водой . Эта дополнительная вода приводит к тому, что частицы цемента слишком далеко друг от друга, чтобы слиться в прочную матрицу. Это приводит к более длительному схватыванию и меньшей прочности.

Частицы цемента, расположенные слишком далеко друг от друга, не могут срастаться.

Очень мощные суперпластификаторы позволяют удалить практически всю воду, оставляя немного больше, чем просто вода, необходимая для гидратации. Это идеальная смесь, в которой достаточно воды для гидратации, но не так много воды, чтобы частицы цемента находились слишком далеко друг от друга.

На самом деле бетон редко затвердевает до тех пор, пока большая часть цемента не гидратирована. Обычно на это уходят месяцы или годы. Скорее, бетон выдерживается столько времени, сколько вам нужно, чтобы достичь желаемой прочности .Продолжительность отверждения может широко варьироваться в зависимости от конструкции или элемента, сделанного из бетона, конструкции смеси, температуры бетона и желаемой прочности в определенное время, и это лишь несколько факторов.

Для бетонных столешниц клиенты не хотят ждать 28 дней, пока будет доставлен их бетон. Из-за этого конструкции смесей, специально разработанные для бетонных столешниц, обладают высокой начальной прочностью, так что бетон можно заливать, выдерживать, обрабатывать и доставить за пару недель (или меньше).Например, обычный строительный бетон часто достигает прочности на сжатие 4000 фунтов на квадратный дюйм за 28 дней. Нет ничего необычного в том, что смесь для бетонных столешниц достигает такой прочности всего за 2 дня. С некоторыми продвинутыми миксами это может быть достигнуто за несколько часов. Таким образом, для определенной расчетной прочности разные смеси требуют разного времени отверждения.

Еще одним фактором, влияющим на время отверждения, является температура. Более холодный бетон набирает прочность намного медленнее, чем более теплый.Через 3 дня после заливки бетон, затвердевший при 45 градусах по Фаренгейту, имеет только около 70% прочности того же бетона, отлитого при комнатной температуре (73 градуса по Фаренгейту). Напротив, бетон, отлитый и отвержденный при 90 ° F, имеет примерно на 10% большую прочность, чем бетон, отвержденный при 73 ° F. Со временем эти различия постепенно уменьшаются, но часто именно ранняя (2-3 дня) прочность более важна, чем 28-дневная сила.

Так что помните, не используйте больше воды для замешивания, чем необходимо, держите бетон равномерно влажным в течение, по крайней мере, первых двух дней, при необходимости нагрейте его.Все это позволит вашему бетону застыть и укрепиться. Вы получите более качественные бетонные столешницы и более довольных клиентов.

Глава 2: Обобщение информации — Руководство по отверждению бетонных покрытий из портландцемента, II, август 2006 г.

ГЛАВА 2: ОБОБЩЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Этот раздел представляет собой обобщение информации, которая поддержала разработку проекта руководства, представленного в промежуточном отчете.Дополнительная информация, необходимая для заполнения руководства, была определена в результате идей и предложений, внесенных ТКП, и будет добавлена ​​в главе 4. Полный обзор литературы приведен в приложении B.

Терминология

ACI 308R ⁽⁶⁾ определяет две фазы отверждения. Для целей этого проекта будет полезно сослаться на них. Период начального отверждения — это время между укладкой бетона и началом окончательных операций отверждения. Операции окончательного отверждения обычно не могут быть применены в течение этого периода, потому что одно или несколько свойств бетона недостаточно развиты, и бетон может быть поврежден.Целью отверждения в течение начального периода отверждения является предотвращение чрезмерных потерь воды для затворения из пластичного бетона, что может привести к растрескиванию из-за пластической усадки. Сознательная активность в этот период требуется только в том случае, если условия сушки достаточны, чтобы вызвать чрезмерную потерю воды. Это будет обсуждаться в главе 5.

Окончательный период отверждения — это время между применением процедур окончательного отверждения и прекращением преднамеренного отверждения. Целью отверждения в течение этого периода является обеспечение того, чтобы необходимая вода либо удерживалась, либо добавлялась, и чтобы температура поддерживалась в пределах диапазона, при котором гидратация вяжущих материалов может прогрессировать в достаточной степени для развития необходимых физических свойств, и чтобы температура контролировалась в достаточной степени, чтобы Избегайте разрушительных температурных градиентов.

Выбор методов отверждения

Начальный период отверждения. Если в течение начального периода требуется целенаправленное отверждение, в руководстве обычно упоминаются два метода по снижению скорости испарения — ветровые перерывы и устройства для образования водяного тумана. Это часто считается непрактичным для проектов строительства больших тротуаров из-за большого количества необходимого оборудования и рабочей силы.

Рисунок 1. Навес, используемый для защиты свежего бетона.

Практика в Соединенном Королевстве (Великобритания) (Carroll, 1988) одно время включала использование длинного навеса, который можно было буксировать за укладкой дорожного покрытия, чтобы защитить от солнца, ветра и дождя (рис. 1). ⁽⁷⁾ Неизвестно, применяется ли там эта практика до сих пор. Никакого упоминания о таком устройстве не было найдено в американской литературе или руководствах.

Уменьшители испарения (иногда называемые замедлителями испарения) — это относительно новый продукт, продаваемый для защиты бетона в течение начального периода отверждения. Упоминания о них в основном отсутствуют в стандартных руководствах и исследовательской литературе. Эти изделия используются в строительстве, но информации о масштабах их использования не обнаружено.Никаких спецификаций или методов испытаний не известно. В настоящее время пользователи полагаются на инструкции производителя.

Редукторы испарения набирают популярность из-за относительной простоты использования. Как и отверждающие составы, их использование требует относительно небольших затрат труда. Снижающие испарение средства обычно можно наносить с помощью того же оборудования, которое используется для нанесения отвердителя, или наносить в виде капель на мешковину, поэтому дополнительные затраты на оборудование не высоки. Эта технология требует дальнейшего изучения.

Окончательный период отверждения. Стандартное руководство по выбору методов окончательного отверждения портландцементного бетона допускает несколько вариантов. Допустимые методы можно в широком смысле классифицировать как методы удержания воды или методы с добавлением воды. Как следует из терминов, цель первого состоит просто в том, чтобы удерживать воду для затворения в бетоне в течение периода времени, необходимого для завершения отверждения. Методы с добавлением воды обеспечивают воду, превышающую воду для смешивания. Иногда методы с добавлением воды используются из соображений практичности, а не потому, что требуется больше воды.

Для мощения бетона выбор методов затвердевания в основном зависит от практичности и экономичности, а не от качества работы. Однако в некоторых руководствах проводится различие между методами с добавлением воды и методами удержания воды на основе водоцементного отношения, которое в некоторых случаях может повлиять на бетонное покрытие.

Руководство

, содержащее это различие, включает Стандартную практику USACE для бетона (EM 1110-2-2000) ⁽⁸⁾ и Стандарт 3420, как указано в Meeks and Carino (1999) ⁽⁴⁾ .Это различие также очевидно в исследовательской литературе. При водоцементном соотношении ниже примерно 0,40 (точное число зависит от источника информации) рекомендуются методы с добавлением воды. Это руководство основано на том факте, что бетон может внутренне высыхать из-за потребления воды в результате реакций гидратации при водоцементном соотношении ниже, чем примерно 0,40, и необходимо добавить дополнительную воду, если требуется дополнительная гидратация. Порог 0,40 — это приблизительное значение, которое может варьироваться в зависимости от химического состава вяжущих материалов.Вероятно, это происходит из расчетов Филлео (1986 ⁽⁹⁾ , 1991 ⁽¹⁰⁾ ) количества заполненного водой пространства в свежей цементной пасте и объема, занимаемого продуктами реакции в полностью гидратированной пасте. При водоцементном отношении больше, чем примерно 0,40, первоначально имеется больше пространства, заполненного водой для перемешивания, чем может быть заполнено продуктами гидратации, если весь цемент гидратируется. При водоцементном соотношении менее примерно 0,40 изначально недостаточно заполненного водой пространства для перемешивания, чтобы весь цемент мог гидратироваться.Следовательно, при водоцементном соотношении выше 0,40 часть воды для затворения может быть потеряна без ущерба для максимальной гидратации цемента, если это желательно. При водоцементном соотношении менее 0,40 это не так.

Другой и, вероятно, более важный эффект внутреннего высыхания из-за полного потребления воды для затворения — это развитие усадочных трещин. Тот же механизм, который вызывает высыхание (атмосферные) усадочные трещины, по-видимому, вызывает растрескивание, когда вода теряется на гидратацию.Этот источник деформаций усадки является формой автогенной усадки. Эта форма растрескивания, вероятно, не является распространенной проблемой для дорожных покрытий, поскольку водоцементное соотношение обычно выше 0,40, но может быть существенной причиной растрескивания настилов мостов. В этом приложении иногда рекомендуются методы с добавлением воды.

Одна потенциальная проблема при отверждении с добавлением воды для бетона с низким водоцементным соотношением состоит в том, что после относительно короткого времени отверждения капиллярные поры могут быть настолько разъединены, что никакое заметное количество воды от влажного отверждения не проникает в бетон.Пауэрс, Коупленд и Манн (1959) ⁽¹¹⁾ сообщают, что непрерывность капилляров пасты с водоцементным соотношением 0,40 теряется через 3 дня. Для достижения необходимой прочности может быть не очень важно, чтобы дополнительная вода попала в бетон с низким водоцементным соотношением. Опыт, сообщенный Министерством транспорта штата Айова, показал, что бетонные смеси, обычно используемые для мощения, достигают достаточной прочности, даже если весь цемент не гидратируется. Однако из соображений долговечности может быть важно, чтобы дополнительная вода попадала в приповерхностную зону бетона.Не было проведено исследований эффективности методов с добавлением воды на приповерхностные свойства бетонов с низким водоцементным соотношением.

При сегодняшней технологии производства дорожных покрытий обычно наиболее практичным и экономичным методом отверждения больших объемов портландцементных бетонных покрытий является использование методов удержания воды, как правило, в виде отверждающих смесей. Водоцементное отношение смесей для дорожного покрытия обычно близко или превышает 0,40, поэтому нет важной теоретической причины рекомендовать методы с добавлением воды, если только экономические соображения не являются благоприятными.

Управление температурой при укладке больших площадей затруднено и в основном зависит от выбора подходящих климатических условий. Обычно используемый подход заключается в определении температурных условий воздуха, которые считаются подходящими для мощения. Допустимые температуры укладки обычно находятся в диапазоне от минимум 5 градусов Цельсия (° C) (при повышении температуры) до максимум примерно 30 ° C. Эти ограничения по температурам во время укладки предназначены для сведения к минимуму возможности повреждения из-за преждевременного замерзания в случае низких температур или из-за развития трещин пластической усадки в случае высоких температур.

На время окончательного отверждения требуется защита от замерзания, а для обеспечения повышения прочности обычно требуется минимальная средняя температура бетона около 10 ° C. Если температура бетона опускается ниже этой, часто требуется увеличенное время отверждения. Не было найдено никаких указаний, которые ссылались бы на максимальную температуру отверждения в течение последнего периода отверждения, хотя руководство действительно требует использования световозвращающих материалов в жарких погодных условиях, как описано в ACI 305R ⁽¹²⁾ .В стандартных руководствах не рассматривается проблема термических напряжений, которые могут возникнуть в течение первых нескольких дней в дорожных покрытиях из-за комбинированного воздействия тепла гидратации и нагрева и охлаждения окружающей среды. Это основная тема нового программного обеспечения FHWA под названием HIPERPAV ^{® (13)} .

Температурный контроль небольших участков дорожного покрытия в холодную погоду практически можно осуществить с помощью теплоизоляции. ACI 306R ⁽¹⁴⁾ дает подробные рекомендации по изоляции, необходимой для поддержания этой температуры.В требованиях Министерства транспорта штата по защите бетона от замерзания было найдено множество указаний. Основная необходимость здесь состоит в том, чтобы преобразовать эту информацию в формат, легко доступный для пользователя.

Выбор отверждаемых материалов

Начальный период отверждения. Основное действие во время начального периода отверждения — контроль испарения сточной воды. Как правило, отводимая вода может быть потеряна без значительного ущерба, но существует тонкая грань между потерей только отводимой воды и потерей поровой воды, которая вызывает усадку.Для использования в начальный период отверждения варианты ограничены двумя материалами: водой (в виде тумана) и веществами, уменьшающими испарение. Вода для нанесения для предотвращения чрезмерной потери стекающей воды обычно сталкивается с несколькими серьезными проблемами соответствия спецификациям и может быть разумным вариантом, когда скорость испарения такова, что одного или двух проходов оборудования для нанесения достаточно для защиты бетона. При норме расхода 0,2 килограмма на квадратный метр (кг / м ² ) и скорости испарения 1 килограмм на квадратный метр в час (кг / м ² / ч) воду необходимо будет поливать каждые 12 минут. (мин), чтобы избежать потери воды для смешивания.Редукторы испарения — очень практичный вариант для увеличения этого периода между необходимыми применениями. Однако по этим продуктам не было найдено никакой опубликованной информации или стандартных руководств. Единственная найденная информация была в виде документации производителя. Эти продукты потенциально весьма ценны для защиты бетонных покрытий от чрезмерного количества воды в условиях высокой скорости испарения. Их использование легко вписывается в уже распространенную строительную практику и требует небольшого дополнительного оборудования.Основным препятствием для их использования является отсутствие методов испытаний, спецификаций и подробных инструкций.

Окончательный период отверждения. Для окончательного отверждения доступно несколько вариантов материалов для каждого метода отверждения. К способам удержания воды относятся водостойкие пленки и отвердители. Методы с добавлением воды включают воду, влажную мешковину, влажную почву и влажные хлопковые коврики. Водонепроницаемая пленка, вода, мешковина и отвердитель покрываются стандартными спецификациями. Спецификации для воды, водонепроницаемого покрытия и мешковины относительно просты, а вопросы соответствия относительно легко решить.Вопросы соблюдения нормативных требований, связанные с использованием отверждающих составов, намного сложнее, но, за исключением небольших участков, экономичность мощения обычно диктует использование отверждающих составов в качестве материала для окончательного отверждения.

Вода для отверждения ограничивается только окрашивающими материалами или растворенными солями (Американское общество испытаний и материалов (ASTM)) ⁽¹⁵⁾ , USACE CRD-C 400 ⁽¹⁶⁾ ). Листовые материалы указаны в стандарте ASTM C 171 ⁽¹⁷⁾ , который ограничивает потерю воды (ASTM C 156 ⁽¹⁸⁾ ), физические свойства и отражательную способность.USACE в CWGS 03300 ⁽¹⁹⁾ ограничивает использование непроницаемой пленки мешковиной с пластиковым покрытием. Использование простых пластиковых покрытий недопустимо из-за того, что они могут иметь пятнистый вид на поверхности бетона. Мешковина рекомендована Американской ассоциацией государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO) M 182. ⁽²⁰⁾ ACI 325.9R также требует, чтобы ткань была водопоглощающей. ⁽²¹⁾ Других критериев отбора среди материалов не обнаружено. Отверждающие составы указаны в AASHTO M 148 ⁽²²⁾ (ASTM C 309 ⁽²³⁾ ) и ASTM C 1315. ⁽²⁴⁾

Выбор отвердителя, приемочные испытания, проверка применения и эффективности, вероятно, представляют собой одни из самых серьезных проблем в практике отверждения. Критическое свойство производительности, ограниченное спецификациями, — потеря влаги, определенная ASTM C 156 ⁽¹⁸⁾ или аналогичным методом. Государственные DOT обычно используют свои собственные вариации ASTM C 156 ⁽¹⁸⁾ для приемочных испытаний отверждающего состава, и некоторые из них имеют более строгие требования к потере влаги, чем в ASTM C 309. ⁽²³⁾ Например, Миннесота DOT (Mn / DOT) допускает максимум 0,15 кг / м ² за 24 часа (ч) и 0,40 кг / м ² за 72 часа. Вирджиния допускает максимум 0,116 кг / м ² за 24 часа и 0,232 кг / м ² за 72 часа. Отверждающие компаунды производятся в нескольких форматах (воски, смолы, на водной основе, на основе растворителей), но, по-видимому, существует мало рекомендаций по их выбору. Существующие дискриминационные указания в основном основаны на практических проблемах. Например, USACE (CWGS 03300 ⁽¹⁹⁾ ) предписывает использование отвердителей стиролакрилата или хлорированного каучука, когда краска, битум или гидроизоляция должны быть нанесены на отвержденную поверхность позже.USACE TM 5‑822-7 ⁽²⁵⁾ предписывает избегать продуктов на основе воска, если бетонная поверхность должна быть окрашена. При использовании под прямыми солнечными лучами требуются отвердители с белыми пигментами. ACI 305R ⁽¹²⁾ рекомендует повышать требования к потере влаги для отвердителей в жаркую погоду. Рекомендуется предел 0,39 кг / м ² .

ASTM C 1315 ⁽²⁴⁾ предъявляет более строгие требования к отверждающим компаундам, чем C 309. ⁽²³⁾ Потеря влаги ограничена до 0.40 кг / м ² (при более низкой норме внесения, чем разрешено в C 309 ⁽²³⁾ ), и требуется минимальное содержание твердых частиц 25 процентов. Целью требования к содержанию твердых частиц является обеспечение толщины мембраны не менее 25 микрон (мм). Этот стандарт не стал общепринятой практикой при определении материалов для использования в строительстве дорожного покрытия, хотя ACI 308R ⁽⁶⁾ , относительно новый отчет комитета, действительно признает эту спецификацию.

Ожидается, что последние изменения в экологических нормах, регулирующих летучие органические соединения (ЛОС), окажут существенное влияние на выбор отвердителей.В литературе производителей уже появилась классификация материалов, совместимых с летучими органическими соединениями. Материалы, совместимые с летучими органическими соединениями, в основном состоят из воды, что означает, что на скорость их высыхания могут влиять очень влажные условия. Применение составов на водной основе при относительной влажности около 100 процентов может помешать формированию мембраны, которое зависит от испарения воды из отверждающего состава. В этом случае приложение может быть подвержено смыванию или повреждению дождем в течение многих часов после нанесения.Практически не было найдено информации о практических вопросах, связанных с использованием отверждающих составов с низким содержанием летучих органических соединений.

Отверждающие составы от разных производителей отличаются друг от друга по химическому составу и принципу действия. За исключением руководства, которое предостерегает от использования некоторых продуктов, если бетон должен быть окрашен или когда важна адгезия поверхности, имеется не так много информации об относительных сильных и слабых сторонах конкурирующих технологий. Различия могут не иметь значения в характеристиках материалов, но было бы полезно собрать некоторую информацию о логике конкурирующих материалов.

Текущее состояние приемочных испытаний отверждающих составов, в лучшем случае, неадекватно. Межлабораторная точность в ASTM C 156 ⁽¹⁸⁾ настолько низка, что ошибка тестирования сильно влияет на согласие покупателя / продавца или разногласия по поводу приемлемости продукта. Либо этот метод испытаний требует существенного улучшения, либо необходимо разработать более точный метод испытаний.

Улучшение этого метода испытаний было бы предпочтительным решением, учитывая степень его внедрения в текущую практику.

Как указано в описании прецизионности и систематической ошибки метода испытаний, межлабораторное стандартное отклонение составляет 0,30 кг / м ² . Это соответствует коэффициенту вариации 54,5 процента при скорости потери воды 0,55 кг / м ² за 72 часа (предел спецификации ASTM C 309 ⁽²³⁾ ). Можно разумно ожидать, что две лаборатории будут различаться в сравнении результатов отдельных испытаний на целых 0,84 кг / м ² в 95 процентах сравнений с двумя лабораториями.(Эта статистика называется пределом D2S, как описано в ASTM C 670 ⁽²⁶⁾ ). Такой уровень неопределенности делает практически невозможным для производителя быть уверенным в том, что материал, отвечающий требованиям к потере влаги с кажущимся комфортным запасом, будет соответствовать требованиям спецификации испытательной лабораторией пользователя. Небольшая разница между требованиями ASTM C 309 ⁽²³⁾ и C 1315 ⁽²⁴⁾ к потере влаги (0,55 кг / м ² против 0.40 кг / м ² ) было бы очень трудно проверить с помощью этого метода испытаний.

Внутрилабораторная точность метода значительно лучше, чем межлабораторная точность, и были представлены другие методы, которые, как утверждается, имеют значительно лучшую внутрилабораторную точность, чем C 156 ⁽¹⁸⁾ . Примерами являются ASTM C 1151 ⁽²⁷⁾ (теперь отозвано), BS 7542 ⁽²⁸⁾ и метод, опубликованный Dhir, Levitt и Wang (1989) ⁽²⁹⁾ . Но именно межлабораторная точность контролирует приемку материала и в конечном итоге оказывает наибольшее влияние на его использование.Упомянутая выше практика некоторых государственных DOT по установке более строгих спецификаций на это свойство может частично объясняться проблемой точности.

Трудно сказать, какая часть проблемы межлабораторной точности связана с плохо описанными деталями метода испытаний, а какая — с недостатком внимания оператора к деталям метода испытаний. Формальный анализ надежности этой процедуры (ASTM C 1067 ⁽³⁰⁾ ), вероятно, внесет значительный вклад в понимание источников отклонений и их относительного вклада в текущую точность.Основные переменные либо известны, либо их можно разумно предвидеть. К ним относятся температура, относительная влажность, скорость ветра, время нанесения отвердителя и качество поверхности образца цемента. Для того, чтобы метод был эффективным при различении материалов, вероятно, потребуется межлабораторный коэффициент вариации около 10 процентов.

Учет климатических условий

Климатические условия, особенно в экстремальных условиях, могут оказывать значительное влияние на баланс влажности, скорость гидратации вяжущих материалов, повреждение из-за замерзания и оттаивания, а также могут способствовать повреждению из-за чрезмерных температурных градиентов.Эти эффекты составляют основную потребность в целенаправленной лечебной деятельности.

Начальный период отверждения. Бетон особенно чувствителен к эффектам чрезмерных потерь воды для затворения, хотя обычно нет необходимости сберегать всю воду для затворения. Вода для замешивания, которая выглядит как стекающая вода на поверхности бетона, обычно считается превышающей количество воды, необходимой для достаточной гидратации и защиты от эффектов усадки. Однако как

практическая мера, лучше не приближаться к пределу отводимой воды и случайно потерять критическую поровую воду.

Скорость испарения сточной воды обычно оценивается с помощью номограммы в ACI 308 ⁽³¹⁾ (также 305R ⁽¹²⁾ , 308R ⁽⁶⁾ и других источниках). Эта номограмма представляет собой графический калькулятор испарения с поверхности свободной воды с учетом значений температуры бетона, температуры воздуха, относительной влажности и скорости ветра. ACI 308R рассматривает вопрос соответствия между скоростями испарения, предсказанными номограммой, и фактически измеренными скоростями, и приходит к выводу, что номограмма имеет точность примерно в пределах 25 процентов для фактических скоростей испарения, близких к 1.0 кг / м ² / ч или ниже, но это имеет тенденцию завышать скорость испарения на более высоких уровнях. ⁽⁶⁾ Отчет комитета также подробно описывает измерение скорости испарения, используемое для сбора данных, на которых основана номограмма. Скорость ветра, по-видимому, является наиболее важной переменной.

Потери воды на испарение сверх отводимой воды во время начального периода отверждения особенно критичны. В климатических условиях, особенно благоприятных для высыхания, испарение сточной воды может происходить довольно быстро, поскольку свободная водная поверхность подвергается воздействию окружающей среды.Когда испарение превышает просачивание, приповерхностная зона цементного теста начинает высыхать, что приводит к усадке и развитию деформаций растяжения. Предел прочности на разрыв в таком раннем возрасте очень низкий, и в свежем бетоне легко образуются трещины пластической усадки.

Самым важным действием в течение начального периода отверждения является точное прогнозирование этого баланса между испарением и истечением воды и принятие соответствующих мер по его перемещению в более благоприятное положение.Текущее руководство предлагает либо установить ограничения на продолжительность времени, в течение которого бетон может оставаться в незащищенном состоянии, либо установить верхние пределы скорости испарения.

Некоторые государственные дорожные департаменты устанавливают максимальное время, в течение которого бетон может оставаться незащищенным в течение начального периода отверждения, равного 30 мин. Это руководство предполагает, что испарение отбираемой воды не может разумно превышать образование отбираемой воды в этот период времени, по крайней мере, до критической степени. Никакой информации, которая бы комментировала это предположение, не обнаружено.

До недавнего времени основное руководство по максимально допустимой скорости испарения можно было найти в подписи к номограмме ACI 308. ⁽³¹⁾ Значения, полученные в результате вычислений, не применяются к скоростям испарения, когда поверхность свободной воды отсутствует, хотя значения иногда используются в качестве индикатора возможности осушения в таких ситуациях. Рекомендации в заголовке гласят, что, когда скорость испарения превышает 0,5 кг / м ² / ч, рекомендуются меры предосторожности для уменьшения скорости испарения, а когда скорость испарения превышает 1.0 кг / м ² / ч, необходимо принять меры по снижению скорости испарения. USACE TM 5-822 предписывает избегать работ по укладке дорожного покрытия, если скорость испарения превышает 1,0 кг / м ² / ч и, возможно, даже при 0,75 кг / м ² / ч, если необходимо предотвратить образование трещин пластической усадки. ⁽²⁵⁾

Аль-Фадхала и Ховер (2001) ⁽³²⁾ комментируют историю руководства ACI 308 ⁽³¹⁾ . Когда эти пределы были установлены, предполагалось, что типичная скорость вытекания для бетона обычно находится в пределах 0.5 и 1,5 кг / м ² / ч. Можно сделать вывод, что большая часть скорости кровотечения превышала 1,0 кг / м2 / ч, поскольку предписывающий предел в ACI 308 для требуемых действий был установлен на этом уровне. Признавая, что этот диапазон может не соответствовать некоторым современным бетонам, недавно опубликованный ACI 308R ⁽⁶⁾ содержит следующие рекомендации. Для бетонов, которые проявляют небольшую тенденцию к растеканию, может потребоваться установить требования по скорости испарения ниже 1,0 кг / м ² / ч. Пределы 0,25 кг / м ² / ч для кварцевого бетона и 0.От 50 до 0,75 кг / м ² / ч для других бетонов с низкой уносом рекомендуются.

Температура воздуха — важная климатическая переменная в течение начального периода отверждения, помимо прямого влияния на скорость испарения. Высокие температуры воздуха, как правило, приводят к более высоким температурам свежего бетона, если не будут предприняты целенаправленные меры по охлаждению складских запасов бетонных материалов. Однако температура свежего бетона и ветер являются более важными факторами, влияющими на испарение сточной воды, чем температура воздуха.Высокие температуры свежего бетона также ускоряют гидратацию цемента, влияя на время работы и продолжительность начального периода отверждения.

Окончательный период отверждения. Потери воды из бетона из-за испарения после окончания начального периода отверждения намного ниже, независимо от активности отверждения. После того, как кровотечение прекратилось и любая остаточная сливная вода потеряна, скорость испарения значительно замедляется, потому что поверхность свободной воды, подверженная воздействию атмосферы, теперь находится ниже поверхности бетона.Приповерхностная зона защищает основную часть бетона, уменьшая скорость ветра у поверхности воды и поддерживая относительно высокую влажность около поверхности бетона. ACI 308R сообщает, что фактическая скорость испарения из бетона, в котором нет стекающей воды, на 10-50 процентов меньше, чем скорость испарения с поверхности со свободной водой. ⁽⁶⁾ Однако, даже если скорость ниже, общая потеря воды может накапливаться в течение нескольких дней до такой степени, что она становится значительной и влияет на гидратацию цемента, возможно, вызывая разрушительную усадку.Целью отверждения в последний период отверждения является сохранение этой воды.

Пределы количества воды, которое может быть потеряно в течение последнего периода отверждения без ущерба, были определены на ранней стадии разработки отверждающих составов. Информация в более ранней литературе, кажется, сходится к цифре потерь около 0,6 кг / м ² за 3 дня как полезному верхнему пределу, хотя другие исследования предполагают, что потери до 1,0 кг / м ² могут быть допустимы. . Потеря 0.6 кг / м ² за 72 часа соответствует средней скорости потери воды 0,008 кг / м ² / час в течение временного интервала. Эта скорость на два порядка ниже, чем пределы испарения сточной воды, допустимые в течение начального периода отверждения.

Кажется, нет простого способа определить, какие уровни испарения, по оценке номограммы, могут привести к такому виду потенциальной потери воды при отсутствии свободной водной поверхности. Скорость испарения, вероятно, не постоянна, но, вероятно, значительно варьируется в зависимости от конкретных материалов и пропорций смеси и снижается со временем, поскольку большая часть воды для смешивания химически объединяется во время гидратации.ACI 305R рекомендует использовать высокоэффективный отвердитель в жарких погодных условиях. ⁽¹²⁾ В этом отчете нет точного определения жарких погодных условий, но на основании другой информации в 305R можно было бы разумно сделать вывод, что это условия, которые приравниваются к условиям сушки 1,0 кг / м ² / ч или более. ⁽¹²⁾ ASTM C 156 (метод проверки потери воды через отверждающий состав) использует набор условий испытаний, которые приводят к скорости испарения в диапазоне от 0,65 до 1.2 кг / м ² / ч. ⁽¹⁸⁾ Из этой информации можно сделать вывод, что условия сушки, которые считаются опасными для свежего бетона, также будут опасны для затвердевшего бетона в течение первых нескольких дней после укладки.

Установление точных пределов условий высыхания затвердевшего бетона, требующих внимания, не является критичным в большинстве практик, поскольку стандартной практикой в ​​строительстве большинства бетонных покрытий является выполнение действий по отверждению, независимо от ожидаемых погодных условий.

Температура воздуха — важная климатическая переменная в течение последнего периода отверждения, помимо прямого влияния на скорость испарения. Высокие температуры влияют на рост прочности и могут способствовать достижению пиковых температур бетона, особенно в первые 24 часа после укладки. Высокие пиковые температуры могут привести к возникновению теплового стресса. Низкие температуры воздуха вызывают беспокойство в первую очередь из-за снижения скорости набора прочности и из-за возможности повреждения из-за замерзания.

Верхние пределы температуры воздуха являются общими в стандартных руководствах. Например, AASHTO Guide Specification ⁽³³⁾ рекомендует не бетонировать при температурах выше 30 ° C. У других агентств более низкие лимиты. Например, требования Аризоны ограничивают размещение до температуры 29 ° C или ниже. Замена настила моста в Небраске была ограничена максимальной температурой 27 ° C (Beacham, 1999). ⁽³⁴⁾ ACI 305R не дает максимально допустимых температур для размещения. ⁽¹²⁾ Army TM 5-822 ⁽²⁵⁾ предписывает соблюдать меры предосторожности, указанные в ACI 305R ⁽¹²⁾ , если температура превышает 32 ° C, но также рекомендует избегать бетонирования выше этой температуры, если возможный. Этот предел основан на опасениях по поводу высоких скоростей испарения.

Что касается температурных градиентов, ACI 305R указывает, что температура воды для отверждения должна быть в пределах 10 ° C от температуры бетона. ⁽¹²⁾ Руководство USACE «Спецификация для конструкционного бетона» ограничивает разницу температур между точкой в ​​50 мм в бетон и температурой окружающей среды менее 13 ° C. ⁽³⁵⁾

Три сообщения в литературе определили повышение температуры в летних местах как потенциально важное, даже если окружающие условия не связаны с высокими температурами (Okamoto and Whiting, 1994, ⁽³⁶⁾ ; Healy and Lawrie, 1998, ⁽³⁷⁾ ; Mohsen, 1999). ⁽³⁸⁾ ). Для гидратации портландцемента характерно наличие большого пика теплоты гидратации, который начинается примерно в то же время, что и время схватывания, и продолжает быть значительным источником тепла в течение первых 24 часов после укладки.Максимальная скорость нагрева обычно происходит через 8-10 часов после укладки, но точное время и продолжительность зависят от цемента и сильно зависят от температуры и добавок. Это тепло может накапливаться в толстом дорожном покрытии и, вместе с нагревом от солнечного излучения, может привести к значительному повышению температуры, что может еще больше ускорить гидратацию цемента, выделяя больше тепла и, таким образом, создавая цикл самозагрузки с повышением температуры. . Возможны пиковые температуры 60 ° C. Определение тепла для моделей гидратации в раннем возрасте может быть очень полезным при определении графика строительства, который позволил бы избежать этого синергетического эффекта автогенного и климатического нагрева, тем самым снижая пиковую температуру, которую испытывает дорожное покрытие.

ACI 306R ⁽⁽¹⁴⁾ охватывает эффект медленного увеличения прочности при низких температурах и дает рекомендации по решению проблемы, как обсуждалось выше в разделе «Выбор методов отверждения». Метод зрелости (ASTM C 1074 ^{(39) )} ) является эффективным способом прогнозирования скорости увеличения прочности в условиях низких температур.

Рекомендации по предотвращению замораживания непоследовательны. Спецификация руководства AASHTO ⁽³³⁾ предписывает защищать бетон от замерзания в течение 10 дней или до тех пор, пока его прочность на сжатие не достигнет 15 мегапаскалей (МПа).ACI 306R ⁽¹⁴⁾ и 308 ⁽³¹⁾ указывают, что следует избегать единичного замерзания, пока бетон не достигнет прочности 3,5 МПа. Стандартная практика USACE (EM 1110-2-2000) предостерегает от циклов замораживания и оттаивания до тех пор, пока прочность не достигнет 24 МПа. ⁽⁸⁾ Избегание условий замерзания и использование изоляции — две основные особенности стандартного руководства. Нет упоминания об использовании антифриза. Спецификация руководства AASHTO рекомендует избегать бетонирования при условиях окружающей среды ниже 10 ° C и предписывает защищать бетон с помощью одеял, если ожидается, что температура окружающей среды упадет ниже 2 ° C. ⁽³³⁾ ACI 306R дает руководство по использованию изоляции для поддержания минимальной температуры 10 ° C в бетоне при температуре окружающей среды ниже 10 ° C. ⁽¹⁴⁾ Удержание влаги часто не является серьезной проблемой из-за низкой скорости испарения, связанной с холодной погодой, если не используются отапливаемые корпуса, и в этом случае применяются методы удержания влаги для более теплых условий.

Как британский стандарт (BS 8110: часть 1 ⁽⁴⁰⁾ ), так и европейские стандарты (CEB-FIP ⁽⁴¹⁾ и EN 206 ⁽⁴²⁾ ) учитывают климатические условия во время отверждения, но не используют испарение. темп.Оба используют относительно неколичественные меры, такие как количество прямых солнечных лучей (отсутствие, среднее и сильное) и ветер (слабый, средний и высокий), но есть количественные рекомендации по относительной влажности (RH), с RH менее 50 процентов. тяжелая, относительная влажность от 50 до 80 процентов является средней, а относительная влажность более 80 процентов — умеренной.

Начало отверждения

Типичное руководство гласит, что отверждение должно начинаться после укладки бетона, завершения отделки и исчезновения блеска поверхности.В обычных бетонных конструкциях отделка обычно не завершается до момента первоначального схватывания. При строительстве дорожного покрытия отделка по существу завершается, когда машина для укладки дорожного покрытия проезжает мимо, хотя некоторые ремонтные работы могут быть выполнены в течение нескольких минут. Поверхностный блеск может исчезнуть вскоре после этого, учитывая тенденцию к очень слабому растеканию смесей для скользящих форм.

Используя концепции начального и конечного периода отверждения, как описано в ACI 308R ⁽⁽⁶⁾ , начало и продолжительность этих периодов сильно различаются для мощения скользящей опалубкой и для более традиционных укладок бетона.В случае обычного бетона начальный период отверждения начнется сразу после укладки, затем закончится, а окончательный период отверждения начнется примерно во время первоначального схватывания. Обычно это 2-4 часа, хотя может продолжаться еще несколько часов, если добавки вызывают замедление. В случае дорожного покрытия скользящей опалубкой начальный период отверждения начнется сразу после того, как асфальтоукладчик пройдет мимо, и точка перехода к окончательному периоду отверждения неясна.

В случае укладки скользящей формы бетон, вероятно, не достиг бы момента первоначального схватывания, когда применяются процедуры окончательного отверждения.Если для окончательного отверждения использовалась вода и / или листовые материалы, может возникнуть проблема, поскольку бетон недостаточно прочен, чтобы противостоять вымыванию или повреждению. Поскольку эти методы обычно не используются в приложениях с большими скользящими формами, проблема на самом деле не возникает. Отвердители можно наносить практически в любое время, не вымывая цементный клей и не вызывая механических повреждений. Однако вопрос о характеристиках отвердителя остается нерешенным. Работают ли отвердители, нанесенные до схватывания, так же хорошо, как если бы они были нанесены после схватывания?

ACI 308 содержит короткий раздел, предупреждающий о применении отвердителей до остановки кровотечения. ⁽³¹⁾ Интервью с инженерами-проектировщиками показывают, что бетон, используемый в укладке скользящей формы, не растекается, а если и происходит, то он настолько мал, что не имеет большого значения. Если это правда, то кажется, что отверждающие составы можно наносить очень рано без ущерба. Эта деталь требует проверки.

Продолжительность отверждения

Требования к продолжительности отверждения в основном прямо или косвенно основаны на скорости набора прочности, которая определяется температурой, свойствами вяжущих материалов и пропорциями бетонной смеси.В большинстве руководств США (ACI, FHWA и DOT) это упрощено до указания продолжительности отверждения как необходимого фиксированного интервала времени с некоторой корректировкой скорости ожидаемого увеличения прочности бетона (например, высокая начальная прочность по сравнению с нормальной прочностью). Существует некоторая несогласованность в предписанном времени отверждения, даже среди различных рекомендаций ACI. В качестве второстепенного положения многие стандарты допускают, чтобы требования к продолжительности отверждения основывались на времени, необходимом для достижения прочности некоторой минимальной доли указанной прочности (f _c ‘), измеренной на образцах c.

В соответствии со спецификацией руководства AASHTO ⁽⁽³³⁾ требуется 3-дневное отверждение для тротуаров и 7 дней для конструкций, включая настилы мостов. Последнее увеличивается до 10 дней, если используется более 10 процентов пуццолана. Есть положение о конструкциях это отверждение может быть прекращено при достижении 70 процентов f _c ¢. Это единственное стандартное руководство, которое требует дополнительного отверждения для бетона, содержащего медленно реагирующий вяжущий материал, такой как пуццолан.

Ограниченный обзор государственных DOT показывает, что продолжительность отверждения в значительной степени соответствует рекомендациям AASHTO.

Руководство

ACI обычно устанавливает фиксированный период времени при условии, что температура бетона поддерживается на уровне выше или равного 10 ° C. Иногда есть предостережение о том, что досрочное прерывание может быть разрешено, если тестирование показывает установленный процент f _c ‘(обычно 70 процентов) в более раннем возрасте.

Указание в Строительном кодексе ACI (ACI 318 ⁽³⁾ ) о 3 днях для высокопрочного бетона и 7 дней для бетона нормальной прочности при температурах выше или равных 10 ° C является примером простейшей формы. такого рода руководства.Высокая-ранняя прочность и нормальная прочность не определены. Стандартные технические условия для конструкционного бетона (ACI 301 ⁽⁴³⁾ ) предписывают отверждение в течение 7 дней (3 дня для бетона с высокой ранней прочностью) с условием, что отверждение может быть прекращено при достижении 70 процентов f _c ¢ в полевых условиях. отвержденные образцы; или если температура выше или равна 10 ° C (50 ° F) в течение периода времени, необходимого для достижения 85 процентов f _c ¢ в лабораторных отвержденных образцах; или если прочность достигает f _c ¢, что определяется неразрушающими методами, которые не указаны.Стандартная практика отверждения бетона (ACI 308 ⁽³¹⁾ ) определяет продолжительность отверждения на основе используемых типов цемента (ASTM C 150 ⁽⁴⁴⁾ ): 3 дня для типа III, 7 дней для типа I и 14 дней. дней для Типа II. Согласно последним рекомендациям ACI, Стандартным техническим условиям для отверждения бетона (ACI 308.1-98 ⁽⁴⁵⁾ ), продолжительность по умолчанию составляет 7 дней, но допускается досрочное прекращение отверждения, если прочность достигает 70 процентов от f _c ¢ или, если желательно, уровни прочности достигаются раньше.Дополнительных указаний по последнему критерию нет. ACI 325.9R ⁽²¹⁾ для бетонных покрытий требует 7 дней при температуре выше 4 ° C или 70 процентов f _c ¢. ACI 330R на бетонных автостоянках требует 7 дней при температуре выше 15 ° C или прочности на сжатие 21 МПа. ⁽⁴⁶⁾ ACI 306R учитывает более длительное время отверждения, необходимое в холодную погоду, с помощью скользящей шкалы, в зависимости от степени холода. ⁽¹⁴⁾

Руководство ACI 308, основанное на типе цемента, является устаревшим в случае цемента типа II. ⁽³¹⁾ Когда был впервые написан ACI 308, большинство представленных на рынке цементов типа II медленно гидратировались по сравнению с цементом типа I, потому что они составлены таким образом, чтобы выдерживать умеренную теплоту гидратации цементов. ⁽³¹⁾ Цемент типа II в настоящее время почти неотличим от цемента типа I по скорости гидратации, за исключением редких случаев, когда цемент производится с учетом необязательного требования по теплоте гидратации в ASTM C 150 ⁽⁴⁴⁾ ( Пул, 1998). ⁽⁴⁷⁾

Руководство Британского института стандартов (BSI) и Европейского комитета по стандартизации (CEN) носит очень предписывающий характер и значительно сложнее, чем руководство в U.С. стандартов. BSI 8110, часть 1, определяет продолжительность отверждения на определенном отрезке времени, но это время определяется как функция скорости набора прочности цемента, климатических условий после заливки и температуры поверхности бетона во время отверждения (подробности воспроизводятся в Приложении B ). ⁽⁴⁰⁾ Функция зрелости используется для учета конкретных температурных эффектов. EN 206 учитывает увеличение прочности бетона, водоцементное соотношение, температуру окружающей среды и климатические условия, чтобы обеспечить переменное время отверждения, но зрелость, по-видимому, не используется. ⁽⁴²⁾

Австралийское руководство (AS 3600 ⁽⁴⁸⁾ ) основано исключительно на соображениях долговечности. Климатические зоны и агрессивность окружающей среды внутри зон являются основными переменными. Продолжительность отверждения колеблется от 3 дней для самого мягкого воздействия до 7 дней для наиболее агрессивного, с некоторыми корректировками, сделанными для ускоренного отверждения.

В рекомендациях США очень мало учитывается более медленная скорость гидратации бетонов, содержащих вяжущие материалы, отличные от портландцемента, особенно в бетоне для мощения.Хотя хорошо задокументировано, что пуццоланы и шлак, два из наиболее часто используемых дополнительных цементирующих материалов, могут значительно замедлить рост прочности, это явление настолько изменчиво, что предписывающая спецификация должна быть чрезвычайно консервативной, чтобы учесть все возможности.

Возможно, лучшим подходом было бы полностью полагаться на тестирование производительности. Как только бетон достигнет 70 процентов от требуемой прочности, целенаправленные усилия по отверждению могут прекратиться.Способы созревания (ASTM C 1074 ⁽³⁹⁾ ), отверждения с согласованной температурой и отверждения в полевых условиях достаточно хорошо изучены, чтобы служить разумно практичными способами определения того, когда следует прекратить операции отверждения. Если с практической точки зрения пользователь хотел разработать предписывающую временную спецификацию и следовать ей, то для определения консервативных временных ограничений для конкретной работы можно использовать лабораторные испытания.

Иногда выражается некоторая озабоченность по поводу использования прочности в качестве индикатора развития других физических свойств, важных для дорожного покрытия, таких как сопротивление истиранию и водопроницаемость.Однако прочность является хорошим показателем степени гидратации цемента и достаточно хорошо отражает развитие других физических свойств. Таким образом, использование силы в качестве критерия индикатора — разумная практика.

Процедуры проверки отверждения

Начальный период отверждения. Процедуры проверки применения процедур отверждения в течение начального периода отверждения не разработаны. Несколько государственных департаментов транспорта предписывают, что если в этот период начнут появляться трещины, необходимо принять меры по снижению испарения или компенсации потерь воды в бетоне на испарение.Если возможно, было бы предпочтительнее определить или разработать метод, позволяющий обнаруживать недостатки до того, как начнется развитие повреждений.

Правдоподобный подход — контролировать блеск поверхности до конца начального периода отверждения. Потеря блеска в этот период является признаком того, что испарение превышает истечение, что может привести к растрескиванию пластической усадки. Наблюдение за лабораторными образцами показывает, что в отсутствие поверхностного испарения поверхностный блеск присутствует до приблизительного времени первоначального схватывания, даже если практически не обнаруживается обнаруживаемого кровотечения.

Было бы очень полезно в этом руководстве, если бы он мог дать пользователю возможность предвидеть, что это условие возможно в ожидаемых условиях проекта. Затем строительные бригады могут быть подготовлены с использованием оборудования и материалов на случай возникновения критических условий.

Окончательный период отверждения. Проверка добавленной воды и методов, в которых используются водонепроницаемые листы, в основном сводится к проверке через установленные промежутки времени на наличие сухих пятен или участков, не покрытых листовым материалом.Процедуры проверки применения отверждающего компаунда не разработаны.

Основной подход к проверке эффективности отверждения — предписывающий. Все стандартные руководства предписывают норму нанесения отвердителя либо в виде рекомендованной производителем нормы, либо в соответствии с предписываемым значением. В руководстве USACE есть дополнительные предписания. ТМ 5-822-7 предписывает оборудование для нанесения отвердителя на тротуары. ⁽²⁵⁾ Он предписывает, что оборудование должно приводиться в движение механическим приводом, преодолевать только что вымощенную полосу движения и обеспечивать равномерное покрытие.Форсунки должны быть окружены кожухами, чтобы предотвратить обдув отверждающего состава. Нет никаких указаний о том, как обеспечить фактическое достижение равномерного охвата. Руководство CWGS 03300 указывает, что отверждающий состав должен наноситься в два слоя при минимальном давлении 500 кПа (кПа). ⁽¹⁹⁾ Если в течение 3 часов после нанесения идет дождь, нанесение необходимо повторить. Норма нанесения отвердителя подтверждается документированием количества использованного отвердителя и оценкой покрытой площади.

Другая концепция, используемая, по крайней мере, одним государством для оценки количества внесения, состоит в том, чтобы связать скорость потока через форсунки (путем прямого измерения) с давлением, а затем контролировать давление и скорость перемещения оборудования для нанесения. Исходя из этой информации, можно рассчитать норму внесения.

Другой распространенной практикой является прямой визуальный осмотр при использовании пигментированных отвердителей. Это основано на концепции, согласно которой неравномерный цвет или белизна будет указывать на проблемы при нанесении отвердителя.Не было обнаружено информации о чувствительности визуального контроля к изменению норм внесения. Измерения отражательной способности также могут быть правдоподобным способом оценки степени покрытия отверждающими смесями с белыми пигментами. Доступны портативные инструменты, разработанные для измерения отражательной способности краски, которые могут применяться для оценки тротуаров.

ACI 308R предупреждает, что оценка норм расхода на сильно текстурированных поверхностях с использованием методов расчета может вводить в заблуждение, потому что фактическая площадь сильно текстурированной поверхности может быть сильно занижена расчетом, основанным на простых размерах. ⁽⁶⁾ Ни в стандартных руководствах, ни в литературе не было найдено информации о прямом подтверждении применения отверждающих составов.

Теоретически дорожное покрытие, на которое неправильно нанесен отвердитель или на котором он не функционирует должным образом, должно быть холоднее, чем хорошо покрытое покрытие, из-за испарительного охлаждения. Инфракрасное изображение поверхности здесь могло бы быть эффективным. Такой подход может быстро дать результаты для целей контроля качества.

Проверка эффективности отверждения

Существует ряд методов испытаний для подтверждения того, что ожидаемые уровни отверждения были достигнуты, включая измерение прочности, как непосредственно, так и с использованием неразрушающих методов, а также путем измерения поверхностных или приповерхностных физических свойств.Методы прочности описаны в ACI 228 ⁽⁴⁹⁾ и включают отверждение испытательных цилиндров на месте, скорость ультразвукового импульса, отбойный молоток, сопротивление выдергиванию и пробиванию. Все они охватываются стандартными методами испытаний ASTM. Испытания приповерхностных свойств, которые развиваются при отверждении, описаны в Kropp and Hilsdorf (1995) ⁽⁵⁰⁾ и включают методы, которые измеряют проницаемость, водопоглощение, относительную влажность, сопротивление истиранию и твердость.

Стандартное руководство по-прежнему сильно зависит от силы или коррелятов силы.Современная тенденция в литературе последних 10 лет заключается в том, чтобы полагаться на поверхностные или приповерхностные свойства, но на практике это не так часто проявляется. Обычно предпочтение отдается методам проницаемости и водопоглощения. Некоторые из них утверждают, что они полезны для полевых испытаний, но большинство из них не просты. Одной из повторяющихся проблем, связанных с методами испытаний приповерхностного слоя, применяемыми к полевому бетону, является влияние состояния влажности бетона на определение. Большинство из этих методов работают лучше всего, когда образцы для испытаний готовятся и анализируются в лаборатории, поскольку методы включают период сушки для устранения этого эффекта.Однако некоторые полевые методы предусматривают процедуры коррекции влажности. Самый простой обнаруженный тест был основан на кнопке относительной влажности, содержащей чувствительный к влаге краситель, позволяющий визуально проверить, что поверхность бетона была влажной (Carrier and Cady, 1970). ⁽⁵¹⁾ Насколько нам известно, это устройство широко не использовалось (Senbetta, 1994) ⁽⁵²⁾ , но не было информации о том, было ли это из-за технических проблем или из-за общего игнорирования такого рода проверки.

Некоторые из методов, описанных в ACI 228, потенциально могут быть адаптированы для измерения изменений приповерхностных свойств в качестве индикатора отверждения. ⁽⁴⁹⁾ Отбойный молоток, кажется, здесь многообещающий. Этот метод часто критикуют как средство измерения прочности на месте из-за очень большого влияния поверхностных особенностей на показания. Одна из этих проблем, приповерхностные частицы заполнителя, могут быть усреднены статистически, так что метод должен иметь потенциал для измерения качества приповерхностного отверждения, особенно если он правильно откалиброван с участком полевого бетона, который, как известно, хорошо затвердевает.

Учет бетонных материалов и пропорций смесей

Четыре свойства бетонных смесей и бетонных материалов, которые влияют на процесс отверждения, рассматриваются в стандартном руководстве: (1) тип цемента, (2) наличие пуццолана или шлака, (3) водоцементное соотношение и (4) скорость увеличение силы. Переменные не независимы. В основном эти переменные влияют на продолжительность отверждения и были рассмотрены в этом разделе настоящего отчета. Присутствие некоторых пуццоланов, особенно микрокремнезема, и водоцементного отношения менее 0.40 требует отверждения с добавлением воды, что обсуждалось в разделе «Выбор методов отверждения». Одной из наиболее важных особенностей конструкции смеси в отношении того, как она влияет на практику отверждения, может быть количество возникающих кровотечений.

Тип цемента. Для мощения используется цемент ASTM C 150 типа I, типа II и типа V. ⁽⁴⁴⁾ Многие цементы соответствуют требованиям типов I и II и называются типами I / II. Эта категория не признана ASTM. Типы II и V обычно упоминаются из-за их сульфатостойкости.Тип III иногда используется для небольших участков, когда требуется быстрое раннее развитие силы. Цемент IV типа практически недоступен и не представляет интереса для мощения. Эквивалентными цементами, определенными в соответствии с ASTM C 1157, являются тип GU (эквивалентный типу I), тип MS (эквивалент умеренной сульфатостойкости типа II) и тип HS (эквивалентный типу V). ⁽⁵³⁾ По крайней мере, один штат (Флорида) ввел требование теплоты гидратации для цемента типа II, используемого при летнем асфальтировании, в размере 80 калорий на грамм (кал / г) в течение 7 дней.

Как обсуждалось выше, ACI 308 делает существенное различие между цементом Типа I и Типа II в отношении требуемой продолжительности отверждения (7 против 14 дней, соответственно). ⁽³¹⁾ Когда-то существовала значительная основа для этого различия, но показатели прироста прочности в современных цементах типов I и II очень похожи. Цемент типа V обычно набирает прочность несколько медленнее, чем цемент типов I и II, но в рекомендациях по отверждению мало различий.

Пуццоланы. Пуццоланы обычно оказывают на портландцементный бетон два эффекта, связанных с отверждением.Во-первых, время схватывания иногда отстает на несколько часов. В основном это влияет на сроки применения лечебных процедур. Другое свойство состоит в том, что увеличение прочности происходит медленнее, чем у чистого портландцементного бетона. Это особенно остро стоит в случае золы-уноса класса F. Некоторые исследования рекомендуют дополнительное отверждение в течение 3-7 дней для получения желаемых прочностных свойств при использовании этого типа пуццолана в качестве замены портландцемента (см. Приложение B). В некоторых случаях пуццолан просто добавляют к цементирующему составу, что требует корректировки других ингредиентов бетона.Эта практика эффективно приводит к увеличению общего количества вяжущих материалов. Дополнительное отверждение, вероятно, не требуется для достижения целевых значений прочности при использовании этой практики.

Тонкость вяжущих материалов. Очень мелкодисперсные цементы и пуццоланы способствуют снижению растекания и повышенной склонности к растрескиванию при пластической усадке. Типичные значения крупности цемента составляют от 350 до 400 м ² / кг (квадратные метры на килограмм) (ASTM C 204), а для пуццоланов 10–30 процентов удерживаются на сите размером 45 микрометров (мкм). ⁽⁵⁴⁾ Значения намного меньшие, чем указанные, могут в значительной степени способствовать возникновению этих проблем. Портландцементы типа III обычно имеют крупность 500 м ² / кг или более. Дым кремнезема еще примерно на порядок больше. Шлак имеет тенденцию быть немного мельче, чем цемент типов I или II, особенно сорта 120, который может достигать тонкости помола 500 м ² / Мг (квадратные метры на мегаграмм) (ASTM C 204). ⁽⁵⁴⁾

Замедлители. Как и в случае с пуццоланами, чрезмерное замедление времени схватывания может повлиять на склонность к растрескиванию при пластической усадке, увеличивая начальный период отверждения.Это не должно быть проблемой, если потери от испарения регулируются должным образом, но любое замедление увеличивает продолжительность времени, в течение которого это должно происходить.

Соотношение вода-цемент. Бетоны с водоцементным отношением менее примерно 0,45 имеют тенденцию быть более восприимчивыми к растрескиванию при пластической усадке из-за меньшего количества образующейся сточной воды. С другой стороны, более быстрое увеличение прочности бетонов с низким водоцементным соотношением сокращает время схватывания и общее время затвердевания.

Содержание цемента. Бетоны с высоким содержанием вяжущих материалов, как правило, имеют более низкую скорость вытекания (хотя водоцементное соотношение здесь является основной переменной). Высокое содержание цемента также связано с более высокой окончательной усадкой при высыхании. Усадка при длительном высыхании связана с количеством гидратированного цементного теста в бетоне. Уменьшение содержания цемента, если это совместимо с развитием других свойств, иногда рекомендуется как способ уменьшить окончательную усадку.

Количество пуццолана.Как отмечалось выше, смеси портланд-пуццолан гидратируются медленнее, чем чистый портландцемент, и время схватывания часто увеличивается. Эти эффекты проявляются примерно пропорционально количеству пуццолана. Из-за этих эффектов содержание пуццолана обычно ограничивается примерно 20 процентами по массе от общего количества вяжущих материалов в бетоне для мощения.

6 факторов, влияющих на время отверждения бетона

Что такое отверждение?

Отверждение обычно называют добавлением воды к бетону, не позволяя ему высохнуть в течение указанного времени отверждения бетона.

Это правильно ?? .. №

Это неверно.

Отверждение — это другое дело, имеющее существенные преимущества. Не всегда нужно добавлять воду. Существуют различных методов твердения бетона .

Давайте обсудим преимущества отверждения , прежде чем обсуждать время отверждения бетона.

• Отверждение бетона увеличивает содержание влаги на поверхности бетона и обеспечивает достаточный запас влаги для процесса гидратации.В результате прочность на сжатие улучшится.
• Снижает проницаемость бетона и, как следствие, повышает устойчивость к замерзанию, отложению солей и воздействию химикатов.
• Повышает долговечность бетона
• Повышает удобство обслуживания
• Улучшает микроструктуру
• Минимизирует или предотвращает образование трещин пластической усадки, вызванное быстрым высыханием поверхности
• Повышает стойкость к истиранию
• Цвет поверхности становится однородным

Есть некоторые проблемы, связанные с неправильным отверждением

• Вода, нанесенная на бетон, может содержать вредные химические вещества, такие как хлориды.Поэтому следует уделять должное внимание качеству воды.
• Из-за незнания, некоторые рабочие использовали морскую воду для отверждения, что привело к проблемам с износостойкостью .

• Прочность на сжатие может быть ниже ожидаемого значения
• Бетон может треснуть из-за пластической усадки, усадки при высыхании и тепловых эффектов.
• Скорость карбонизации может увеличиться

Статья была написана как роль отверждения бетона, чтобы подробно рассказать больше информации о методах отверждения.

Влияние времени отверждения бетона

Когда начинать и когда прекращать отверждение — это самая большая проблема.

На самом деле, это зависит от многих факторов.

На период отверждения существенно влияет прочность бетона и другие свойства бетона.

Ниже приведены некоторые ключевые факторы, связанные с влажным отверждением.

• Бетон, которому разрешено немедленное высыхание, достигает только 40% прочности
• Трехдневное отверждение увеличивает прочность на 60%
• Отверждение в течение семи дней увеличивает прочность на 75%. бетон, как показано на следующем рисунке.Кроме того, при выборе периода отверждения следует учитывать и другие факторы.

  Почему нужно начинать лечение немедленно?

  Фактор, влияющий на время отверждения бетона

  1. Чтобы избежать преждевременного высыхания, особенно от ветра и солнечного излучения
  2. Чтобы избежать вымывания дождя и проточной воды
  3. Чтобы избежать быстрого охлаждения после первые несколько дней после укладки
  4. Для уменьшения высоких внутренних температурных градиентов
  5. Чтобы избежать низких температур или мороза
  6. Чтобы избежать вибрации и ударов, которые могут повредить бетон и его поверхность соединение с арматурой

  Следовательно, отверждение следует начинать немедленно.Однако время выдержки может зависеть от метода выдержки и типа бетона.

  Например, в большом бетоне, если нам нужно уложить полиэтиленовый лист или какую-либо мембрану, мы должны подождать, пока бетон не затвердеет до уровня, с которым мы можем работать.

  В следующей таблице, взятой из BS 8110, указаны минимальные периоды отверждения. Кроме того, в нем говорится, что ни одна часть поверхности бетона не должна иметь температуру ниже 5 ⁰ ° C.

  Как указано в таблице, в зависимости от типа цемента может быть выбран период твердения.

  Кроме того, масштаб проекта и скорость достижения прочности бетоном также могут быть приняты во внимание при выборе окончательных сроков.

  Сколько времени требуется для застывания бетона?

  Прежде чем бетон станет прочной и красивой поверхностью пола, которую вы видите, он проходит несколько процессов для полного отверждения. От смешивания компонентов, заливки и выравнивания до схватывания — все эти процессы влияют на конечный результат. Условия окружающей среды также играют важную роль в продолжительности отверждения бетона.

  Почему это важно? Время, необходимое для высыхания бетона, является критическим фактором при планировании ваших строительных проектов. Если вам удастся сократить это время, вы сэкономите время и деньги. Вот почему большинство владельцев недвижимости предпочитают нанимать профессиональных специалистов по бетону для установки и обработки поверхностей в соответствии с существующими стандартами. Это гарантирует долгую службу.

  Armor Coatings предоставляет решения для бетонных полов уже более трех десятилетий и поэтому понимает, как работать с вашими полами и создавать лучшие отделки.

  Итак, сколько дней требуется для застывания бетона

  После того, как вы смешали песок, гравий, воду и цемент, для полного отверждения потребуется около 28 дней. В некоторых случаях, если вы улучшите условия отверждения, это может занять около семи дней. Это отверждение хорошо происходит при наличии влаги на протяжении всего процесса. Следовательно, это ключ к контролю уровня влажности на свежих бетонных поверхностях. Когда дело доходит до отверждения бетона, существует множество правил, которые можно и нельзя. Вот некоторые из вещей, которые вам не следует делать:

  • Не окрашивайте и не окрашивайте бетон в первые 28 дней
  • Не используйте бетон, пока он еще свежий
  • Не подвергайте бетон сильным воздействиям вес до того, как он достигнет полной прочности
  • Не позволяйте свежему бетону становиться слишком холодным
  • Не избегайте контрольных швов

  Как ускорить время затвердевания бетона

  Ваш бетон требует внимания к деталям от момент смешивания продуктов до первого использования.Хорошая новость в том, что мы можем ускорить процесс отверждения, следуя различным рекомендациям.

  Распыление бетона водой

  Один из лучших способов помочь бетону быстро затвердеть — это распылить на него воду. Этот процесс должен происходить по несколько (пять и более раз) в течение суток до седьмого дня. Это гарантирует постепенное испарение влаги, содержащейся в бетоне.

  Специалисты по бетону согласны с тем, что бетон, в котором используется этот метод отверждения, на 50% прочнее, чем тот, который остался без влаги.

  К сожалению, орошение водой происходит не во всех случаях, особенно в холодную погоду. Если температура опускается ниже 50 градусов по Фаренгейту, химическая реакция отверждения замедляется с понижением температуры.

  Покройте бетон бетонным изоляционным слоем

  Если вы не можете посещать строительную площадку, чтобы как можно чаще распылять воду, вам следует накрыть ее, чтобы сдержать процесс испарения. Для этой цели отлично подойдет изоляционное одеяло или полиэтиленовая пленка.Вы можете использовать кирпичи, чтобы удерживать одеяло или защитную пленку на месте. С помощью этого метода вы можете смачивать бетон один раз в день, восстанавливать его и повторять в течение семи дней.

  Нанесите отвердитель на бетон

  Нанесите отвердитель на бетон, чтобы облегчить процесс отверждения. Эти составы замедляют процесс испарения, как в случае бетонного изоляционного покрытия. У них есть растворимые эмульсии, которые создают тонкий слой защитного покрытия и препятствуют испарению воды, позволяя ей постоянно затвердевать.В зависимости от того, какой из них вы купите, некоторые из них распадутся, а другие потребуют очистки после отверждения. Более того, вы можете приобрести компаунд для отверждения, который можно использовать в качестве перманентного герметика, проникая в бетон.

  Отверждение бетона — это то же самое, что сушка бетона?

  Отверждение бетона отличается от сушки бетона. Отверждение — это отверждение, которое начинается после смешивания ингредиентов. Как упоминалось ранее, этот процесс занимает от семи до 28 дней.Конечно, бетон со временем будет твердеть, но будет готов к использованию в течение месяца.

  С другой стороны, сушка — это процесс удаления воды из бетона. Это может занять месяцы в зависимости от имеющихся условий. Чтобы ускорить процесс сушки, вы можете сделать следующее:

  • Используйте точное количество воды в смеси. Слишком много воды увеличивает время высыхания
  • Включите систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и держите точки входа закрытыми
  • Во время герметизации в процессе отверждения вы не должны блокировать поры бетона во время процесса сушки
  • Осушители могут помочь вам удалить влагу из окружающий воздух.

  Постройте бетонный пол своей мечты с помощью броневых покрытий

  Armor Coatings работает на бетонных полах много лет и понимает все тонкости отверждения бетона. Мы закончили множество поверхностей пола в Сан-Хосе и полны решимости сделать больше, в том числе и ваше. У нас есть ряд решений для полировки бетона на патио, подъездных дорожках, пешеходных дорожках, террасах у бассейнов и т. Д.

  Мы также выполняем бетонные покрытия — процесс, который восстанавливает сильно поврежденный бетон и занимает от пяти до семи дней, чтобы получить красивую поверхность пола.К концу дня ваш бетон будет выглядеть аккуратно, гладко и эстетично.

  Почему важно выдерживать бетон

  Ничто так не привлекает отпечатков рук, инициалов или других рисунков, как поверхность недавно залитого бетона. Вскоре эти личные штрихи буквально заключены в бетон, оставленные на века. Важно время: слишком рано бетон выровняется. Подождите слишком долго, и работать с бетоном будет сложно.

  Это процесс отверждения бетона. Развитие прочности начинается сразу же после начала химической реакции между водой, цементом и заполнителем. Бетон никогда не перестает набирать прочность. Однако период времени, когда отверждение является наиболее важным, составляет первые 28 дней после заливки бетона в форму.

  Если оставить его в покое, правильно перемешанные смеси для отверждения (вода, цемент, заполнитель) бетона будут достаточно хорошо затвердевать. Однако после заливки можно предпринять дополнительные действия, чтобы ускорить и улучшить прочность бетона.

  Влажное отверждение
  Влажное отверждение — это очень распространенный способ отверждения бетонных подушек или террас в полевых условиях. После того, как бетон был залит, выровнен или утрамбован, подрядчик каждые несколько часов опрыскивает всю площадь водой. Это делается для того, чтобы вода не испарялась слишком быстро, что скажется на прочности бетона.

  Отверждение паром
  В сборном железобетонном производстве предпочтительным способом добавления влаги для борьбы с испарением является отверждение паром. Вместо того, чтобы разбрызгивать бетон каждые несколько часов, для ускорения процесса отверждения применяется пар.Кроме того, существуют рекомендации ASTM о том, как отверждать продукты паром, чтобы они работали с максимальной производительностью. Этот процесс является предпочтительным для производства сборных железобетонных изделий и положительно влияет на повышение прочности бетона.

  Температуры
  Экстремальные температуры на обоих концах шкалы отрицательно влияют на прочность бетона. Если бетон не затвердел должным образом, он в любом случае не будет таким прочным, как бетон, затвердевший должным образом. Например, жаркая погода заставит воду испаряться слишком быстро, а более холодная погода (ниже 35 градусов) может полностью остановить процесс отверждения.В идеале сделайте все возможное, чтобы температура окружающей среды была выше 50 градусов. Целевая температура отверждения бетона составляет от 50 до 60 градусов.

  Подземная инфраструктура

  За исключением декоративных аспектов бетона, включая штамповку, формовку или добавление цветов, ничто не может сравниться с прочностью бетона. Бетон, используемый на протяжении тысяч лет, является строительным материалом номер один во всем мире. Время достижения истинной прочности бетона зависит от толщины бетона, размера заливаемого продукта и условий использования.

  С силами, оказывающими давление со всех сторон, а также со стороны движения транспортных средств сверху, люки, водосборные бассейны и панельные своды должны соответствовать всем самым высоким стандартам прочности. Каждая деталь была тщательно спроектирована для каждой работы. Количество арматуры, в которой размещается арматура, толщина бетона и сама смесь вполне регулируются.

  Бетон так часто используется как в общественных, так и в частных целях из-за прочности, обеспечиваемой надлежащим отверждением. Устойчивый к гниению, ржавчине и любым погодным условиям, правильно залитый и затвердевший бетон рассчитан на срок службы почти столетие.

  Преимущества сборного железобетона

  Хотя это правда, что бетон продолжает укрепляться на протяжении всего срока службы, через 30 дней скорость затвердевания минимальна. Хотя есть способы ускорить начальное схватывание и ускорить процесс отверждения, после начала процесса отверждения мало что можно сделать, чтобы повлиять на конечную прочность бетона.

  На строительной площадке ожидание затвердевания залитого бетона может повлиять на сроки выполнения проекта. Эти дни могут означать разницу в соблюдении сроков и соблюдении графиков, которые позволяют проекту уложиться в бюджет.Именно поэтому сборные железобетонные изделия предпочтительнее заливать вместо бетона. Как мы уже говорили ранее, время — лучшее средство от лечения. Но шаги, предпринятые до и во время заливки, тоже могут иметь большое значение.

  В случае сборного железобетона погодные условия очень мало влияют на конечный продукт. Сборный железобетон, производимый на контролируемом предприятии, можно производить 365 дней в году. Сильная жара или холод, дождь, снег и даже ветер влияют на бетонную заливку на стройплощадке. Неровная смесь может сказаться и на укреплении бетона.

  На предприятии все этапы заливки бетона выполняются под чутким контролем. Смешивание, заливка, отверждение и испытания бетона на прочность на сжатие контролируются, чтобы убедиться, что качество бетона остается неизменным. После отверждения в течение необходимого времени сборный железобетон готов к доставке и установке.

  У вас есть крупный инфраструктурный проект, требующий долговечности, которую может обеспечить только затвердевший бетон? Свяжитесь с Columbia Precast Products сегодня. Мы работаем с департаментами транспорта штата Вашингтон и Орегон, соблюдая все требования кодекса, чтобы наши клиенты получали только продукцию высочайшего качества.