Твердение бетона в естественных условиях. Условия твердения бетона


6. Твердение бетона в различных условиях. Зимнее бетонирование. Способы ускорения процессов твердения бетонов.

Твердение бетона: Нормальной температурой твердения = 15-20оС. И относительной влажности воздуха 90…100%. При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее. При температуре ниже нуля твердение прекращается. При повышенных температурах - твердеет быстрее (особенно при влажной среде)

Требования к бетону и бетонированию в зимних условиях Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное снижение его прочности после оттаивания и в дальнейшем по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит в результате того, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется, разрывает связи между поверхностью заполнителей и мало затвердевшим цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем позднее он был заморожен. При бетонировании зимой необходимо обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение заданного срока. Это достигается двумя способами: 1)использование внутреннего запаса теплоты бетона – при помощи высокопрочного и быстротвердеющего портландцемента ; 2)дополнительной подачей теплоты бетону, если внутренней недостаточно.  Также, рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента - хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси, вводя в нее пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, и уплотнять ее высокочастотными вибраторами.

Зимнее бетонирование:

-прогрев воды, песка, щебня

-электроподогрев (осуществляют с помощью переменного тока. )

-ускорители твердения (соли хлористого кальция, хлористого натрия, нитрита натрия, поташа), снижают точку замерзания воды и обеспечивают твердение бетона на морозе (хотя и медленное)

Способы ускорения процессов твердения бетонов.

- пропаривание – прогрев изделий насыщенным паром

- автоклавная обработка – прогрев изделий в автоклавах

7. Легкие бетоны на пористых заполнителях. Основные свойства и применение.

Легкие бетоны имеют объемную массу менее 1800 кг/м3. Их изготовляют на основе быстротвердеющего и обычного портландцементов, а также шлакопортландцемента. Применяют в основном неорганические пористые заполнители.

  • Керамзитобетон

  • Аглопоритобетон

  • перлитобетон и др.

Главные требования, предъявляемые к легкому бетону — заданная средняя плотность, необходимая прочность к определенному сроку твердения и долговечность (стойкость). Характерными особенностями легкого бетона являются его пониженные средняя плотность и теплопроводность.

Теплопроводность = 0,16-0,5 Вт/м*С.

Морозостойкость F25 —F100.

Лёгкий бетон: портландцемент + заполнитель (вспененный перлит, керамзит и т. п.)

По структуре легкие бетоны подразделяют на плотные, поризованные и крупнопористые.

Легкие бетоны по обл.применения: конструкционные – 1400…1800 кг/м3, включая конструкционно-теплоизоляционные – до 1400 кг/м3, и теплоизоляционные – менее 500 кг/м3.

Природные пористые заполнители – дробление пемзы, вулканического туфа, известняка-ракушечника.

Искусственные пористые заполнители: керамзитовый гравий и песок, шлаковая пемза, гранулированный металлургический и топливный шлак, вспученный перлит и вермикулит.

Прочность легкого бетона зависит от прочности цементного камня и заполнителей. Морозостойкость легкого бетона зависит от вида и количества вяжущего и морозостойкости заполнителя.

Легкие бетоны ввиду универсальности свойств применимы в различных строительных элементах зданий и сооружений.

studfiles.net

Сроки твердения бетона

Процесс твердения бетона

  • Добавки-ускорители
  • Схватывание раствора

Твердение бетона или схватывание – это сложный физико-химический процесс, когда цемент взаимодействует с водой и образует новое соединение. Бетонные массы, твердеющие в обычных условиях, прочнеют с течением времени, постепенно, по мере того, как вода поступает в глубь частиц цемента. Даже спустя месяцы твердения внутренняя оболочка зерен цемента еще не до конца вступает в реакцию с водой. Поэтому при влажных условиях схватывание становится прочнее, чем на воздухе. То есть в сухих условиях сроки твердения сводится к нулю из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента.

Схема усадки бетона.

При хороших условиях схватывание нарастает быстро, и в течение 7-14 дней после приготовления набирает 60-70% своей 28-дневной прочности. Потом же рост прочности уменьшается. Схватывание при температуре ниже, чем нормальная, замедляется, а при температуре ниже 0°С – почти прекращается, и наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс схватывания ускоряется.

Во время твердения бетон изменяет свой объем: схватывание дает усадку, которая на поверхности происходит быстрее, поэтому при недостатке влаги образуются трещины. Трещинообразование также может быть связано с недостаточным и неравномерным разогревом блока, что снижает прочность и долговечность бетона.

Добавки-ускорители

Для строительных работ время твердения имеет свое значение.

Схема твердения конуса бетонной смеси.

Нужно ускорять время твердения при зимних работах и изготовлении железобетонных изделий.

Чтобы получить быстрое твердение бетона, используются различные необходимые добавки для достижения лучшего результата причем в строгих пропорциях: нитрат натрия, нитрат кальция, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-сульфат натрия и нитрит-нитрат-хлорид кальция – 4%, сульфат натрия – 2%, хлорид кальция в  неармированных конструкций – 3%, в армированных конструкций – 2%. Добавки хлорида кальция, нитрит-нитрат хлорида кальция не применяют в предварительно-напряженных конструкциях.

Читайте также:  Перемешивание цемента: правильные пропорции

Схватывание раствора

Для схватывания при низких температурах бетонную смесь готовят из подогретых материалов, используют экзотермические цементы, известь-кипелку, нагревают паром, электротоками или добавляют ускорители твердения. Каждый из способов применяют отдельно или совместно с другими.

Чтобы получить подогретую бетонную массу, ее нагревают до 80-90° С, а наполнители до 40-50° С, после чего конструкцию укрывают утеплителем, и так тепло должно сохраняться в течение двух-пяти суток.

Подогрев конструкций производят паром либо электротоком. А чтобы тепло сохранялось, работы обычно ведут под пленочным покрытием. Электропрогрев производят постепенно: сначала доводят температуру до 70, а затем увеличивают до 220 в. Также пропуская электроток, подогревают и горизонтальную поверхность конструкций.

Таблица наполнителей для различных марок бетона.

Таким образом, прочность зависит напрямую от той температуры, при которой происходит процесс твердения бетона. Схватывание прекращается при температуре ниже нормальной, то есть ниже 0°С, и наоборот, при хорошей влажности и повышенной температуре ускоряется. Часто быстрое твердение бетона обусловлено особенно работами в зимний период либо нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой.

Для прочности свежеуложенных конструкций необходим следующий уход. Необходимо поддерживать их в состоянии влажности, защищать от сотрясения, ударов, повреждений, резких температурных колебаний. Очень часто низкокачественный бетон приводит к его полному разрушению, несмотря на хороший состав смесей и материалов.

Важно следить за материалом в первое время после укладки, так как в дальнейшем все недостатки только ухудшат состояние и приведут к неотвратимым последствиям. Для этого создают благоприятные температурные и влажностные условия, регулярно поливают поверхность, защищают от солнечных лучей.

Закрывают его влагоемкими покрытиями: мешковиной, брезентом или засыпают слоем опилок или песка на несколько часов после укладки и поливают водой, чтобы поверхность практически всегда оставалась в состоянии влажности. Поливают все это с помощью брандспойтов с наконечниками, разбрызгивающими струю. Все это влияет на качественное схватывание.

Таблица состава бетонной смеси.

Важно, чтобы свежеуложенная бетонная масса, соприкасающийся с интенсивными грунтовыми водами, должен быть изолирован путем отвода воды на время не менее, чем на трое или 14 суток в зависимости от состава цемента.

Читайте также:  Как сделать газобетон

В жаркое летнее время поливают и деревянную опалубку. Крутые и вертикальные поверхности поливают непрерывным током воды через трубки с мелкими отверстиями (такой способ всегда применяется в жарких странах). Поливка и укрытие бетонных конструкций – весьма затратное дело, поэтому поверхности (дорого, площадки, перекрытия), не подвергающиеся контакту с бетоном, допустимо покрывать специальными защитными пленками (как правило, это разжиженный битум).

http://youtu.be/1v27a4G3vZo

Движение по забетонированным конструкциям и установка на них лесов и опалубки допускается в том случае, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение же бетоноукладочных машин и автотранспорта допускается тогда, когда схватывание достигает своей прочности, заложенной проектом производственных работ. Строительная лаборатория утверждает мероприятия по уходу за массами, сроки и порядок их проведения. Регулирование температурных и влажностных условий бетонных конструкций с начала укладки и до момента замоноличивания межблочных швов регламентируются в проекте сооружений и в проекте производства работ.

Page 2
  • Армирование
  • Виды
  • Изготовление
  • Инструменты
  • Монтаж
  • Расчёт
  • Ремонт

1pobetonu.ru

Процесс затвердевания бетона

При строительстве любых объектов важнейшее значение имеет качественное основание, на котором и стоит здание или дом. Часто для заливки фундамента или плиты применяют бетонные смеси. Чтобы постройки в будущем выдержали любые нагрузки на основание, нужно использовать для него смеси отличного качества. Само залитое основание должно быть готовым для возведения над ним стен и последующих перекрытий, то есть требуется выждать определенный срок, для того чтобы завершилось твердение бетона. Как происходит этот процесс, сколько времени на него требуется и можно ли ускорить твердение?

Смеси применяются для заливки оснований конструкций и плит перекрытия.

Процесс застывания

После того как цемент и воду перемешали для получения раствора, между ними начинается сложное взаимодействие, в результате которого образуется совершенно новое соединение со свойственными ему характеристиками. Вода постепенно проникает в цементные зерна, минералы которых вступают с ней в химическую реакцию. Во время протекания этой реакции минералы превращаются в гидросиликаты калия. Этот процесс и называется затвердеванием бетона.

Степень затвердевания бетона можно проверить с помощью специализированных средств диагностики.

Затвердевание не завершается за один день. Для того чтобы бетон обрел необходимую ему прочность и перестал быть пластичным, требуется определенный срок. Его и называют временем твердения. Застывание может длиться годами, что может значительно растянуть процесс возведения сооружений на очень долгое время. Строители не могут ждать так много, и они рассчитали контрольный срок схватывания, по истечении которого основание может выдержать расчетную нагрузку.

Контрольный срок схватывания

Чтобы бетон достиг своей марочной крепости на сжатие, нужны благоприятные условия. К ним относят температуру окружающей среды и влажность воздуха.

При высокой температуре и влажности воздуха твердение идет быстрее, а при низких оно замедляется. Воздействие нулевых и отрицательных температур воздуха может остановить процесс схватывания. Оптимальная температура для застывания составляет 20-30 градусов выше ноля, влажность воздуха не должна быть ниже 90%. В лабораторных условиях было установлено, что наиболее активно при описанных условиях твердение происходит в первую неделю после его заливки. За этот срок бетон может набрать до 70% своей крепости. 100- процентной марочной крепости достигает через 28 дней после заливки.

График затвердевания в зависимости от температуры.

В реальных условиях температура воздуха не может быть постоянной: днем она выше, а ночью снижается, влажность тоже меняется в разное время суток. Поэтому специалисты рекомендуют подождать с возведением постройки на основание еще несколько дней. Таким образом, можно продолжать строительные работы не ранее чем через месяц после заливки.

Хотя оптимальным для строительных работ считается срок 28 дней, в некоторых случаях его нужно увеличить. Речь идет о сооружениях, которые в процессе эксплуатации будут постоянно соприкасаться с влагой. Это пирсы, плотины, дамбы. Застывание таких конструкций с их упрочнением составляет 3 месяца. Как уже было сказано выше, твердение продолжается и спустя 28 дней, и спустя полгода. Однако этот процесс идет намного медленнее начальных стадий схватывания и гарантирует надежность конструкций, которые со временем становятся еще тверже и прочнее.

Сохранение прочности смеси

Чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему, поэтому конструкции необходимо постоянно смачивать по всей поверхности.

Чтобы химическая реакция внутри раствора имела возможность протекать, необходима жидкость, ведь благодаря воде происходит схватывание. Но поскольку твердение как процесс длится не один день, вода просто может улетучиться. Чтобы этого не произошло, требуется поверхность конструкции обязательно полить водой, а затем укрыть пленкой или рубероидом. Бетон нужно увлажнять постоянно, особенно в жаркую и сухую пору года. Если погода ветреная, углы и поверхность открытого основания высохнут быстрее, чем остальные части внутри. А ведь чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему.

Следует помнить о том, что бетон в процессе затвердевания меняет свой объем и дает усадку. Усадка быстрее происходит в поверхностных слоях основания. Если не обеспечить его достаточным количеством воды, то на поверхности будут образовываться усадочные трещины, появление которых снизит прочность и долговечность конструкции.

В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают. Частникам же рекомендуется не заливать бетон в холода.

В холодное время года нежелательно заливать бетонное основание собственного дома или каких-либо построек на приусадебном участке. Это связано с тем, что вода, которая содержится в растворе, может просто-напросто замерзнуть. Замерзая, она увеличится в объеме и начнет изнутри уничтожать бетон, а его твердение прекратится. Если температура воздуха ниже 10 градусов, то процесс отвердевания будет протекать очень медленно. В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают, поэтому можно выполнять работы по заливке оснований в любое время года. А вот частникам рекомендуется строить фундамент только летом при температуре воздуха плюс 20 градусов и выше.

Ускорение процесса

28 дней – это контрольное время застывания бетона. Но в некоторых случаях нужно, чтобы процесс бетонного схватывания протекал быстрее. Это касается работ, проводимых в зимнее время, или необходимой распалубки объектов в ранние сроки. Для таких случаев можно ускорить процесс застывания в десятки раз. Поскольку бетон созревает быстрее при высокой температуре и влажности, наиболее распространенным методом заводского ускорения является автоклавная обработка или запарка бетонной плиты.

В автоклаве плита пропаривается под большим давлением. В результате этого всего за 15 часов бетон достигает прочности годичного созревания.

Ее помещают в автоклав-«парилку», где во влажной среде плита пропаривается под большим давлением. В результате такого пропаривания за 15 часов бетон достигает прочности своего аналога годичного созревания в естественных условиях. И хотя после автоклавной термообработки заводская плита уже не будет набирать прочность, по качеству она ни в чем не уступит бетону, который затвердел естественно.

Для ускорения схватывания применяют специальные вещества, которые добавляют в смеси. Необходимый состав и количество добавок устанавливают экспериментальным путем в строительных лабораториях. Ускорители в процентном соотношении к общей массе цемента не должны превышать установленные лабораториями цифры. Так, разрешается добавлять не больше 4% солей азотной кислоты, 2% сульфата натрия и 3% хлорида кальция.

Сульфат натрия можно использовать даже в железобетонных конструкциях, которые предназначены для функционирования в зонах воздействия блуждающего тока. Остальные ускорители крайне нежелательно добавлять в глиноземный цемент или в раствор конструкций, армированных предварительно упроченной при высокой температуре сталью. Если ускорители использовать наряду с автоклавной обработкой, это еще больше сократит время, затрачиваемое на твердение бетона. Ускорить процесс затвердевания могут обыкновенные портландцементы, если к ним добавить мокрый или сухой вибродомол (цемент тонкого помола). В настоящее время выпускают и специальные быстротвердеющие бетонные смеси.

На рынке строительных материалов представлено много разных добавок для растворов бетонных. Одни из них способны лишь ускорять затвердевание, другие обладают целым комплексом функций и являются не только ускорителями, но и пластификаторами, включают в себя противоморозные компоненты. Цены на добавки зависят от сложности получения входящих в их состав компонентов и от их количества. На стоимость влияет место изготовления ускорителей. Цены российских добавок ниже импортных аналогов. Более дешевыми будут хлористый кальций гранулированный и пластификатор-ускоритель Форт «УП-2», дороже обойдется покупка сухого нитрата кальция и кратасола-УТ.

o-cemente.info

Условия твердений бетона и уход за ним

Категория:

   Уход за бетоном и контроль его качества

Условия твердений бетона и уход за ним

Твердение бетона представляет собой сложное физико-химическое явление, при котором цемент, взаимодействуя с водой, образует новые соединения.

Вода проникает в глубь частиц цемента постепенно, в результате все новые его порции вступают в химическую реакцию. Поэтому и бетон твердеет постепенно. Даже через несколько месяцев твердения внутренняя часть зерен цемента еще не успевает вступить в реакцию с водой.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%, создаваемой в специальной камере или при засыпке бетона постоянно увлажненным песком либо опилками.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. Твердея, бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют д@бавки-ускорите-ли, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией. При этом количество добавок-ускорителей твердения бетона в процентах от массы цемента не должно превышать следующих величин: сульфат натрия — 2%, нитрат натрия, нитрат кальция, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-сульфат натрия и нитрит-нитрат-хлорид кальция — 4%, хлорид кальция в бетоне армированных конструкций — 2%, в бетоне неармированных конструкций — 3 .

Добавки-ускорители твердения не следует вводить при применении глиноземистого цемента, а также в конструкциях, армированных термически упрочненной сталью, кроме сульфата натрия в железобетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации в зонах действия блуждающих токов. Кроме того, добавки хлорида кальция, нитрит-нитрат хлорида кальция не допускается применять в предварительно-напряженных конструкциях, а добавки хлорида кальция — и в конструкциях с ненапрягаемой рабочей арматурой диаметром 5 мм и менее, а также в железобетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде (агрессивность среды устанавливается по СНиП П-28—73).

Полный перечень ограничений по применению добавок-ускорителей в конструкциях приведен в СНиП III-15—76.

В производстве сборного железобетона широко применяют для ускорения твердения тепловую обработку бетона паром или электрическим током. Введение в бетонную смесь добавок-ускорителей твердения сокращает продолжительность тепловой обработки.

Иногда при аварийных восстановительных работах используют дорогостоящий глиноземистый цемент, который через сутки твердения дает 80—90

28-дневной прочности.

Ускоряют процесс твердения особо быстротвердеющие портландцемента: (ОБТЦ) и быстротвердеющие портландцемента (БТЦ), а также жесткие бетонные смеси на обычных цементах.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают влагоемким покрытием (брезентом или мешковиной), а при отсутствии этих материалов поверхность бетона закрывают через 3—4 ч после укладки бетона слоем песка или опилок и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки влагоемкого покрытия должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

Поливают бетон из брандспойтов с наконечниками, разбрызгивающими струю.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным током воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. Свежеуложенный бетон, находящийся в соприкосновении с текучими грунтовыми водами (особенно агрессивными), должен быть защищен от их воздействия путем временного отвода воды, устройства изоляции и другими средствами в течение 3 суток, если он приготовлен на глиноземистом цементе, и 14 суток при приготовлении на прочих цементах.

Укрытие и поливка бетона требуют значительной затраты труда, поэтому поверхности, не предназначенные в дальнейшем для монолитного контакта с бетоном и раствором (например, площадки, дороги, аэродромные покрытия, полы, перекрытия), а также слои набрызгбетона допускается вместо укрытия и поливки покрывать специальными окрасочными составами и защитными пленками (лаком «этиноль», дегтевыми и битумными эмульсиями, разжиженным битумом, полимерными пленками).

Ограждающие конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях, к влажности которых предъявляются особые требования, водой не поливают, а покрывают окрасочным составом и пленками, предохраняющими бетон от увлажнения.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

Состав мероприятий по уходу за бетоном, порядок и сроки их проведения устанавливаются строительной лабораторией и утверждаются техническим руководством строительства.

Способы регулирования температурно-влажностного режима в бетоне массивных конструкций гидротехнических сооружений с начала укладки бетонной смеси до момента замоноличивания межблочных швов и режимы охлаждения бетона устанавливаются в проекте сооружений или в проекте производства работ и регламентированы СНиП Ш-45—76.

Мероприятия по уходу за бетоном ежедневно заносят в «Журнал бетонных работ».

Читать далее: Контроль качества бетона и приемка работ

Категория: - Уход за бетоном и контроль его качества

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Условия твердений бетона и уход за ним

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть  каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

- затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)

- вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

   Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.

   И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная - полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

    При бетонировании в отрицательных температурах, основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. 

Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

- применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

- использование электропрогрева бетона

- укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.

- сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

   Применение противоморозных добавок в бетон - наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого строитель должен помнить:

- чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне  создают   путем подогрева материалов, составляющих   бетонную смесь;

- после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;

- запрещается применять смерзшийся заполнитель.

   Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт).  Электрический прогрев бетона зимой  лучший метод, при проведении монолитных работ.

   Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

  Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

z-abi.com

vest-beton.ru

Твердение бетона в естественных условиях

Бетон используется практически при любом строительстве, поскольку является универсальным материалом. Дополнительным преимуществом перед другими вариантами является разумная стоимость, что весьма выгодно. Существует несколько способов использования бетона при осуществлении строительных работ. Наиболее простым вариантом является выполнение кладки из готовых блоков и плит. Подобный способ имеет свои сильные стороны, а также недостатки. Он может использоваться далеко не во всех случаях, что подразумевает необходимость укладки состава в специальные формы — опалубки. Их подготовка происходит заранее и требует соблюдения нескольких важных правил. После того, как состав был уложен в опалубку, начинается процесс его твердения, которое наиболее часто проводится в естественных условиях. Следует рассмотреть данный процесс детальнее, чтобы иметь о нём необходимое представление. В ходе естественного твердения бетона, прежде всего, происходит его схватывание. Этот процесс начинается после нескольких часов с момента укладки и подразумевает образование первичных связей. Начинается химическая реакция между водой и цементом в составе бетона, которая приводит к его постепенному затвердеванию. Конечной целью является сцепление всех элементов между собой застывшим вяжущим веществом. В зависимости от температуры, схватывание продолжается от нескольких часов до суток. В ходе его осуществления, не рекомендуется оказывать любые типы нагрузок, поскольку это негативно скажется на качестве конструкции.

Твердение бетона в естественных условиях

По мере того, как происходит естественное твердение бетона, его прочностные характеристики увеличиваются. Они измеряются в давлении, которое необходимо оказать на единицу площади, чтобы вызвать необратимое разрушение. Процесс набора прочности происходит не в равномерном режиме, а с замедлением. Так, уже через несколько дней состав имеет 30 процентов от необходимого значения. К концу первой недели прочность составляет 70% от требуемого уровня. Стандартным временем, за которое происходит естественное твердение бетона до необходимого показателя, является календарный месяц. Только после этого срока можно осуществлять нагрузку на конструкцию без опасности её разрушения. Стоит отдельно отметить тот факт, что твердение может быть ускорено различными методами. Твердение бетона в естественных условиях является наиболее популярным вариантом осуществления подобных мероприятий, используемым в наши дни. Это позволяет добиться некоторых преимуществ и, прежде всего, следует отметить простоту осуществления подобных мероприятий. Нет необходимости использования специального оборудования или решения других аналогичных проблем. Твердение бетона в естественных условиях происходит без необходимости участия человека, за исключением тех случаев, когда условия окружающей среды считаются неоптимальными и необходимо обеспечить их соответствие норме. Это обеспечивает экономию денежных средств, а также некоторые другие плюсы.

Твердение бетона в естественных условиях имеет заданный интервал времени. Он составляет 28 суток, что является весьма продолжительным периодом. Столь длительное время подразумевает, что в процессе работ можно столкнуться с многочисленными проблемами. Если выполняется заливка фундамента или любой другой конструкции, то возникают проблемы. Необходимо прекратить работы на весь срок преобразования состава в монолитную массу. Это вызывает некоторые денежные затраты, что не является положительным фактором. Естественное твердение бетона считается наименее энергоёмком, что позволяет говорить о его у удобстве в ряде случаев. Процесс может быть замедлен при воздействии на него внешних факторов. Например, немалую роль играет температура окружающего воздуха и грунта. Когда данный показатель снижается, то химические реакции начинают протекать гораздо медленнее. При отрицательной температуре происходит практически полная остановка естественного твердения бетона. Процесс больше не может продолжаться и молекулярные связи прекращаются, что является серьёзной проблемой. Следует сказать, что это начинается с тех мест, где присутствует наибольшая площадь контакта с охлаждённой средой. Естественное твердение бетона замедляется, прежде всего, в углах опалубки и ребрах блоков.

Следует сказать о большой важности режима, который будет присутствовать в процессе набора прочности. При этом, следует принимать во внимание не только показатели температуры, но и влажности. Отсутствие учёта данного фактора повлечёт за собой некоторые проблемы, связанные с уменьшением эксплуатационных параметров. Необходимо отметить, что незначительные отклонения в малоэтажном строительстве имеют место быть, поскольку присутствует существенный запас прочности. Если естественное твердение бетона происходит на глинозёмном типе цемента, то присутствует выделение тепла в процессе осуществления химических реакций. Этот фактор не оказывает положительного воздействия и приводит к существенным проблемам, в числе которых присутствует снижение прочностной характеристики. Таким образом, если используется применение состава данного типа следует задуматься об обеспечении его охлаждения.

Вне зависимости от используемого способа, позволяющего набрать требуемую прочность, в любом случае понадобится осуществлять дополнительные мероприятия. Например, сюда относится регулярный полив. В большинстве случае, укладка производится летом и вода испаряется через поверхность. В зависимости от температуры и интенсивности солнечного излечения, полив проводится от одного до шести и более раз в сутки. Как правило, необходимо выполнять такие процедуры от трёх дней до одной недели. Тогда естественное твердение бетона обеспечит максимальное качество результата.

dombeton.ru


Смотрите также