Время застывания бетона: сколько высыхает материал в зависимости от температуры, влажности в опалубке

Важная величина: как узнать время схватывания бетона

Бетон – один из наиболее применяемых в современном строительстве материалов благодаря прочности, доступности, разнообразию видов и методов обработки.

Замешанное из цемента и воды с добавлением заполнителей «тесто» может принимать любую заданную форму и, в результате твердения, образовывать прочный, долговечный материал – цементный камень.

Стадии набора прочности бетона

Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?

Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.

Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:

C2S двухкальциевый силикат,

C3S трёхкальциевый силикат,

C3A трёхкальциевый алюминат,

C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.

Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.

Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.

В твердении бетона выделяют две стадии:

Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.

Интересно!

Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.

После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.

Сколько времени требуется на застывание

Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.

Важно!

Преждевременная нагрузка на бетон ную конструкцию может разрушить не набравший достаточной прочности бетон , а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.

Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.

Срок твердения бетона без добавок

Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.

Интересно!

В быту до сих пор встречается словосочетание «марка бетона». Оно ошибочно: по маркам классифицируется цемент, а бетон подразделяется на классы.

Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Срок застывания бетона зависит от различных факторов:

качества исходных материалов;

температуры и влажности воздуха;

обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);

ухода за бетоном;

использования специальных добавок.

Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:

температура воздуха 18–22°С;

относительная влажность воздуха 100%.

При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.

График твердения бетона при разных температурах

Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.

Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

Как узнать точное время затвердевания бетона?

Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.

Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500

Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:

Узнать точные данные в лаборатории производителя.

Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.

Время застывания бетона в опалубке

Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.

Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).

Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.

Важно!

Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.

Сколько времени бетон застывает в воде

Твердение в воде – лучшие условия для набора прочности бетона. Непрерывное выдерживание в воде способствует более интенсивному увеличению модуля упругости, чем твердение на воздухе.

При выдерживании бетона на воздухе, на его поверхности, в результате обезвоживания, прекращается реакция гидратации, и образуются ячейки и поры; застывший на воздухе цементный камень имеет больше дефектов структуры, меньшую плотность и более высокую подверженность коррозии.

Уход за бетоном после заливки

Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.

Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.

Защита от испарения влаги

Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .

Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.

Обеспечение равномерной температуры

При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.

Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.

Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.

Важно!

Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).

Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.

Защита от охлаждения

В зимнее время возникает задача сохранить тепло в бетоне , поскольку при температуре ниже плюс 5 ° С затвердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.

Важно!

Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).

Используются разные методы сохранения тепла:

Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).

Установка тепляков с прогретым воздухом.

Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.

Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.

Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.

Надо ли поливать бетон водой?

Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.

Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.

Сколько сохнет бетон и что сделать, чтобы процесс пошел быстрее — рабочие способы с фото и видео

Выясняем, сколько сохнет бетон и какие факторы влияют на время схватывания. Для чего необходимо знать время застывания, и какие стадии набора прочности проходит смесь, прежде чем полностью окрепнуть. Влияние марки бетонной смеси на скорость затвердевания. Читайте до конца, и вы сможете определить, сколько примерно времени у строительной компании займет создание фундамента при возведении дома.

Каким образом бетон набирает прочность

Набор прочности происходит при химической реакции цемента с водой, который называется гидратация. После заливки бетонной смеси гидратация проходит в два этапа. В самом начале происходит схватывание, которое обычно продолжается около 24 часов. После схватывания начинается твердение смеси. Затвердевание — длительный процесс, который может продолжаться на протяжении 12-36 месяцев. Основную прочность бетон набирает в течение первых 28 дней (при оптимальных показателях окружающей среды).

Чтобы гидратация бетона прошла успешно, необходимо правильно подготовить смесь. Требуется в нужных пропорциях совместить воду, цемент, песок и щебень. При строительстве нужно учитывать, что существуют факторы, влияющие на скорость застывания смеси. Условия окружающей среды могут как ускорить, так и замедлить застывание.

Какие факторы влияют на застывание

Среди основных факторов выделяют:

• температурные условия;
• марку используемого цемента;
• уровень влажности.

Затвердевание в неблагоприятных условиях может привести к появлению трещин при нагрузке Источник 1beton.info

Чем выше температура на улице или в помещении, тем быстрее смесь набирает свою прочность. При падении температуры ниже 0 градусов процесс гидратации приостанавливается. Многими строителями оптимальной для заливки бетона считается температура от 18 до 22 градусов.

Марка бетона обозначается буквой М. Значение марки может варьироваться от 50 до 800. Чем выше показатель, тем прочнее считается бетон и тем меньше ему требуется времени для застывания. Несмотря на то, что более высокие марки затвердевают быстрее, их все равно рекомендуется выдерживать не менее 4 недель, перед тем как давать нагрузку.

Уровень влажности окружающей среды напрямую влияет на процесс гидратации. При очень низкой влажности затвердевание замедляется. При очень высокой влажности — ускоряется. Нормальный набор прочности бетона проходит при влажности около 80-100%.

График набора прочности

График затвердевания создан на основе замеров крепости бетона на разных этапах затвердевания и при разных условиях окружающей среды.

При помощи изучения графика набора прочности бетона можно понять, как будет проходить затвердевание залитой конструкции при той или иной температуре.

Для нормального затвердевания должны быть созданы или подобраны оптимальные окружающие условия. Рекомендуется выполнять работы по заливки фундамента и создании других бетонных конструкций в летний период времени.

Если заливка осуществляется зимой, то потребуется искусственно создать благоприятные условия за счет использования тепляков, гидроизоляции и тепловых пушек. Стоит отметить, что заливка в зимний период времени с соблюдением всех технологий по цене обходится гораздо дороже, чем аналогичная процедура в летний период.

Время застывания бетона в опалубке

Опалубка — специальная конструкция, предназначенная для создания различных монолитных изделий из бетона, в том числе и фундамента. При строительстве может использоваться деревянная или металлическая опалубка.

Видео описание

Смотрите в видео, сколько времени должен отстояться фундамент:

При создании фундамента домов чаще всего используется деревянная разборная опалубка

После заливки бетона и первичного схватывания опалубка не разбирается как минимум в течение недели. В редких случаях опалубка сохраняется на протяжении большей части времени застывания бетона. По прошествии 7-10 дней опалубка обычно демонтируется. Демонтаж осуществляется таким образом, чтобы не нарушить целостность конструкции. Если конструкция была смонтирована с учетом всех норм и правил, то с демонтажем не возникнет никаких проблем.

Перед сборкой опалубки требуется произвести подготовительные работы, в том числе вырыть траншею (если планируется создавать ленточный фундамент). Подготовка смеси выполняется непосредственно перед заливкой, когда опалубка уже собрана.

За какое время схватывается и сколько сохнет бетонный фундамент

Набор прочности бетона по суткам проходит по следующей схеме:

• первичное схватывание (процесс начинается через 10-20 минут и завершается в течение 24 часов);
• твердение (этот этап занимает около 1 месяца).

При температуре выше 20 градусов крепость фундамента на 3 день составляет около 50 %.

Выравнивание выполняется в момент, пока смесь еще жидкая. Строители действуют быстро, так как признаки схватывания становятся заметны уже в первый час после заливки.

Видео описание

Смотрите в видео, как ухаживать за бетоном:

Как можно повлиять на срок набора прочности цемента и обеспечение условий для сушки

Существует множество способов влияния на скорость затвердевания и уменьшения показателя того, сколько сохнет цемент. Среди основных методов выделяют:

• использование специальных добавок для ускорения затвердевания;
• применение особых видов бетона, которые быстрее набирают прочность;
• создание более благоприятных условий для набора крепости.

Если влажность окружающей среды снижается, то необходимо искусственно ее повышать. Для того, чтобы бетон набрал максимальную прочность при низкой влажности, осуществляется поливание проточной водой. При температуре 20-25 градусов и влажности 85-100% никаких дополнительных условий для сушки создавать не требуется.

Видео описание

Более подробная информация о том, как ускорить набор прочности в видео:

Как измерить прочность бетона

Чтобы измерить прочность бетона, можно воспользоваться одним из следующих методов:

• Заранее подготовить образец для замеров. Для этого способа подготавливается заготовка из бетона, которая через определенный промежуток времени будет подвержена ряду тестов. Заготовка размещается в тех же условиях, что и основная бетонная конструкция.
• Использование ультразвуковых приборов оценки прочности бетона. Наиболее популярный метод, который используется при возведении крупных строительных объектов. Принцип работы ультразвукового прибора крайне прост: чем прочнее бетон, тем быстрее внутри него перемещаются ультразвуковые волны.

Если использовать ультразвуковой измеритель прочности, не потребуется при помощи различных формул выяснять, сколько застывает бетон. Конструкция подвергнется нагрузки сразу же после получения необходимых показателей прочности.

При помощи специального устройства измерить показатели прочности удается в максимально короткие сроки Источник stefs.ru

Коротко о главном

При обращении в строительную компанию для создания дома под ключ или только фундамента многим людям крайне важны сроки выполнения работ.

Узнав, сколько сохнет бетон, владелец будущего дома будет грамотно планировать сроки поставки стройматериалов, вести переговоры с подрядчиками.

На скорость высыхания бетона можно повлиять, если повысить влажность воздуха и создать другие благоприятные условия. Процесс сушки зависит также от марки конкретного бетона, это тоже нужно учитывать при проектировании фундамента, стен и перекрытий.

Время застывания бетона в опалубке

При производстве бетонных работ очень важно рассчитать время, необходимое для полного отвердения бетонной смеси. От своевременного снятия опалубки зависит прочность конструкции в целом, т.к. высыхая, бетонная смесь не только сохраняет заданную форму, но и набирает прочность.

Чем прочнее возведенная конструкция, тем меньше она подвергается разрушениям. В этой статье – все о технологии бетонных работ и расчете времени на полное высыхание бетонной смеси в опалубке. Вы узнаете, сколько потребуется времени для набора прочности бетонной конструкции.

Немного из теории строительства с использованием бетонных смесей

Строительный бетон относится к искусственным камням, которые создаются с заданными параметрами и формами из бетона определенной марки с армированием или без такового. Все параметры создания бетонных конструкций прописаны в строительных проектах: марка вяжущего; диаметр арматуры для создания каркаса; размеры и конфигурация конструкции; прочность.

Набор прочности состава напрямую зависит от времени высыхания и окружающих условий, при этом различают две стадии процесса высыхания смеси в опалубке.

Схватывание

Во время этого этапа бетонная смесь теряет пластичность и подвижность, поэтому очень важно при заливке смеси в опалубку делать все операции быстро.

Чтобы схватывание бетона не произошло преждевременно, транспортировка смеси производится в специальных бетономешалках, где по технологии не прекращается перемешивание даже во время перевозки материала.

Заливка бетонной смеси в опалубку, разравнивание и уплотнение смеси выполняется оперативно, без перерывов. Любые промедления или нарушения технологического процесса по бетонированию конструкций могут вылиться в серьезные проблемы при дальнейшей эксплуатации строительных узлов, а именно – появлений мостиков холода в местах, где плохо промешанная масса бетона застыла слоями. Очень важно правильно рассчитывать, сколько потребуется времени на транспортировку и заливку смеси.

При обычных условиях схватывание смеси продолжается до 60 минут, в особо жарких условиях время застывания бетонной смеси может достигать 15 минут.

Производство бетонных работ на открытом воздухе в холодное время замедляет процесс схватывания, который при минусовых температурах окончательно прекращается. Зимой бетон практически не сохнет самостоятельно, сколько бы времени ни прошло. Для полноценного застывания бетонной смеси в зимнее время используются специальные присадки, которые вводят в бетон, или возводят теплую опалубку.

Полное отвердение

Во время этого процесса бетон окончательно кристаллизуется, приобретает форму, прочность и жесткость. Время застывания бетонной смеси зависит от многих причин:

• Температуры окружающей среды (важно знать, сколько градусов на термометре вдень заливки бетона в опалубку).
• Типа вяжущего, примененного для изготовления бетонной смеси.
• Соотношения воды и цемента при замешивании бетонного раствора.

Обычно время застывания бетона в конструкции с полным набором прочности составляет 28 дней при условии средней температуры в 20 -22 градуса и влажности 68%. Однако, после этого срока бетонная конструкция продолжает набирать прочность еще не один месяц (сколько конкретно времени потребуется, зависит от совокупности условий).

Как самостоятельно рассчитать время окончательного застывания бетона в опалубке?

Производство бетонных работ своими руками должно подчиняться строительным нормам и правилам, только соблюдение всех строительных нормативов гарантирует прочность возведенных конструкций и их дальнейшую безопасность. Сюда стоит отнести и время, за которое сохнет бетонная смесь, залитая в опалубку.

Полностью застывший бетон набирает проектную прочность, поэтому очень важно не нарушить процесс застывания бетонной смеси преждевременно.

Сколько времени потребуется для набора прочности?

Процент набранной конструкцией прочности определяется по строительной формуле:

Rn = R28 (lgn/lg28)

R28 — марка бетона, использованного при заливке конструкций (например, М 100 или М 200).

n —количество дней, прошедших с момента заливки бетона в опалубку.

Первые двое суток исключаются из периода расчета прочности строительной конструкции.

Контрольными датами для набора прочности для бетонных конструкций являются 3, 7 и 28 дней.

Практически выявлено, что к концу второй недели после заливки бетона в опалубку конструкция набирает до 70% проектной прочности (сколько процентов прочности набирает конструкция в каждом практическом случае, зависит от совокупности факторов). Строительные конструкции повышенной сложности из бетона М 400 набирают прочность дольше, чем обычные конструкции, этот процесс может длиться от 1,5 до 2 месяцев.

Сколько времени бетон сохнет в опалубке?

Сколько времени необходимо для высыхания бетона в опалубке, зависит от многих причин – большое влияние оказывает температура окружающего воздуха. Бетонирование конструкций в летний период сопряжено с обязательным уходом за бетонной поверхностью, которая подвержена растрескиванию при неравномерном высыхании при высокой температуре. На видно Вы узнаете, как можно ускорить твердение бетона.

Летом поверхность бетона в опалубке прикрывается от солнца и периодически увлажняется, ведь солнечные лучи способствуют затвердению наружной поверхности. Под верхней коркой затвердевшего бетона остается незастывшая масса, что провоцирует растрескивание поверхности. Летом залитый в опалубку бетон сохнет неравномерно.

Время застывания бетона до полного набора прочности даже в летний период не должно быть менее 28 дней.

Лучше всего приступать к заливке бетонного состава в опалубку с наступлением осени, тогда смесь сохнет равномерно и не требует большого ухода за поверхностью.

Сколько времени сохнет бетон при разной температуре воздуха?

30 °C – опалубку снимают с конструкций через 2-3 дня, но продолжать строительные работы можно после полного набора прочности.

25 °C – демонтаж щитов опалубки через 3 суток.

20 °C – в опалубке конструкция простоит до 4 дней.

15 °C – потребуется 5 суток, после чего щиты опалубки разрешается демонтировать.

От 10 °C до 5 °C – опалубку снимают через 7–10 дней.

1 °C – смесь сохнет не менее 15 дней, все это время не разрешается проводить демонтаж опалубки.

Сколько сохнет бетон и как ускорить процесс

Время, которое уходит на возведение фундамента, напрямую зависит от того, сколько сохнет бетон. Знать эти сроки важно – хотя бы для того, чтобы планировать работы и закупку материалов, договариваться с подрядчиками. Мы расскажем, через какие стадии проходит бетонный раствор и что влияет на скорость затвердевания.

Каким образом бетон набирает прочность

Напомним, что бетонная смесь состоит из:

• связующего вещества – цемента;
• заполнителей – песка, щебня;
• воды.

Парадокс, но для засыхания цементу нужна вода. Реакция между ними называется гидратацией, и именно благодаря ей жидкий раствор, в конце концов, превращается в один из прочнейших строительных материалов.

Бетон твердеет не сразу. Сначала происходит схватывание, или, как его ещё называют, первичное отвердевание. Оно длится примерно сутки. Но у цементного раствора есть такое свойство – сгущаться в состоянии покоя и растекаться в движении. Так что на этой стадии твердение ещё можно задержать – например, постоянным перемешиванием или вибрацией. Как на фото в автомобильном миксере.

Но делать это без острой нужды не рекомендуется, чтобы не снижать качество раствора.

Укладывать раствор надо как можно быстрее, а лучше сразу после того как он приготовлен.

Далее он продолжает высыхать, при этом считают, что полную прочность (для своей марки) он набирает на 28-й день. Это так называемая расчётная прочность. Но общее время твердения бетона – от года до трех лет. Чем он старше, тем крепче.

Свойства материала закладываются ещё на этапе замешивания. Для каждой марки бетона установлены:

, которые можно в него класть;
• свои пропорции компонентов (с учетом разных марок цемента);
• размер зёрен щебня (более крупные упрочняют смесь).

Если вы, к примеру, выполнили все требования для марки М500, это ещё не гарантия, что на выходе получится бетон М500. Это лишь означает, что бетон может, теоретически, получить прочность, которая будет соответствовать данной марке. Пока вы укладываете раствор и пока он застывает, на него влияет много других факторов. Так, если бетон затвердеет слишком быстро или если вода в нём замёрзнет при минусовой температуре, то реальная прочность будет значительно ниже.

Какие факторы влияют на застывание

Прежде всего, бетоны разных марок сохнут с разной скоростью: чем выше марка, тем быстрее схватывается. М200, например сохнет от 2 до 2,5 часов. Время застывания бетона М300 поменьше, всего 1,5-2 часа. Бетонная смесь марки М400 может высохнуть за 1-2 часа.

То же самое касается и полного отвердевания. Для сравнения: расчётную прочность М200 набирает за 14-28 дней, а М400 сохнет уже за 7-14 дней.

Более прочные бетоны все равно лучше выдерживать не меньше месяца перед тем, как давать полную нагрузку.

То, как протекает застывание каждой из марок, зависит ещё и от погодных условий – температуры и влажности.

Дело в том, что цифры, которые мы назвали ранее – относительны. Раствор сохнет 28 суток при +20℃. При +5℃ срок твердения бетона будет значительно дольше, а при нуле застывание и вовсе прекратится.

Чем теплее, тем быстрее идет гидратация, так что, по логике, в жару бетон засыхает быстрее. Это так, но стоит учесть, что при недостатке влажности процесс останавливается. Нормальный показатель 80-100%.

Когда нет возможности ждать 28 дней, для смеси используют особый, быстрозастывающий цемент. Он гораздо дороже из-за дорогого оборудования, на котором его делают. Отличается более мелким помолом, также минеральным составом. Схватывается за 45 минут максимум, тогда как у бетонов, в составе которых обычный цемент, это занимает от 2 часов.

График набора прочности

Прочность бетона замеряли через некоторые интервалы при разной температуре, и на основе этого построили такой график:

С помощью него можно увидеть, какова будет прочность в любой момент с начала заливки, при выбранной температуре. Лучшей считается 18-22 градусов. Поэтому заливать фундамент желательно летом. Укладка зимой требует дополнительного оснащения, тепловых пушек, гидроизоляции. А значит стоить и сохнуть это будет гораздо больше.

Сколько сохнет бетон в опалубке

Опалубка – это сооружение из дерева или другого материала, которое придаёт форму бетону во время схватывания. Опалубка для ленточного фундамента выглядит так:

Раствор разводят уже после того, как опалубка готова. Если смонтировать правильно, то разобрать её потом не составит труда.

Чтобы деревянный каркас было легче снимать, его пропитывают специальным составом или покрывают гидроизоляцией. Это, к тому же, снижает потерю влаги, пока бетон застывает в опалубке.

Дешевый способ целлофан или отработка.

Есть такое понятие как распалубочная прочность – по её достижении можно снять распалубку и дать какую-то (не полную) нагрузку. Возводить что-то на фундаменте пока нельзя – прочность на данный момент составляет только 70% от расчётной. Примерный срок 7-10 дней. С добавками-ускорителями опалубку можно снять уже через пару дней.

Если есть возможность, лучше оставить опалубку подольше – опять же, для поддержания влажности.

За какое время схватывается и сколько сохнет фундамент

Итак, в обычных условиях (примерно 20 градусов) с бетоном происходит следующее:

1. В течение часа начинается схватывание. За это время надо уложить свежую смесь и разровнять её.
2. Спустя 24 часа схватывание завершается и начинает сохнуть. Бетон твёрдый на вид, но не набрал достаточную прочность, чтобы его можно было подвергать нагрузкам.
3. На 3-й день после заливки по бетону можно ходить, так как фундамент прочный на 50%.
4. На 7-й день можно снимать опалубку.
5. Спустя месяц бетон высох и прочность достаточная, чтобы продолжать работы.

Как можно повлиять на набор прочности бетона

Повысить схватываемость можно разными способами. Например, создавая для бетона нужный климатический режим, добавляя специальные добавки или действуя на раствор другими способами (пар, виброуплотнение, и т. д.).

Время года

Летом нужно обязательно поддерживать влажность. Для этого фундамент периодически поливают водой, а остальное время держат укрытым плёнкой.

При более низких температурах процесс гидратации замедляется, но это не самое худшее, в конце концов, он может продолжиться с потеплением. Однако если столбик термометра опускается ниже нуля, то вода в смеси замерзает, а на месте этих льдинок потом остаются крупные пустоты.

Добавки

Можно изменить состав смеси с помощью специальных добавок:

• Замедлителей – чтобы бетон не схватился по пути к месту стройки. Раствор также постоянно перемешивается в бетономешалке.
• Ускорителей – чтобы бетон сох быстрее, но при этом не трескался.

Бывают также добавки с дополнительными свойствами. Они могут защищать от влаги, от морозов, от солей в морском климате, придавать смеси пластичность.

Время твердения (схватывания, застывания) бетона в зависимости от температуры

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

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

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

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

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

Стадия схватывания

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

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

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

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

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

Стадия твердения

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

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

Стандартный срок затвердевания бетона

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

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

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

Продолжительность реакций для бетона разных марок

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

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

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

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

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

Специальные добавки

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

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

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

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

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

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

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

При высоких температурах

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

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

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

В прохладное время

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

При отрицательной температуре

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

Набор прочности бетона при различных температурах

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Снижение вязкости раствора

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

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

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

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

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

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

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

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Рекомендации по ускорению процесса

Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.

Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.

При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.

Схватывание и твердение бетона

Бетонная смесь – пластичный материал, в котором после его укладки в опалубку происходят сложные физические и химические процессы. В результате образуется бетон – прочный и долговечный искусственный камень. В бетоне любого состава набор марочной прочности протекает в две стадии – схватывание и твердение. Длительность каждого этапа определяется множеством факторов, основные из них: состав смеси и температурно-влажностный режим. В стандартном варианте набор марочной прочности бетона длится 28 суток. Многие внутренние процессы продолжаются и по истечении 28 суток, но их влияние на прочностные и другие характеристики искусственного камня, в основном, незначительно.

Время схватывания бетона – стандартное и измененное

Начальное схватывание бетонной смеси в стандартном варианте (при температуре +20 °C и влажности 95%) осуществляется в течение двух первых часов после затворения сухих компонентов смеси водой. Один из химических компонентов бетона – трехкальциевый алюминат 3CaO*Al₂O₃. Он интенсивно реагирует с водой и влияет на формирование первичных связей в искусственном камне. После окончания схватывания это соединение на прочность материала не влияет.

Использование специальных полимерных добавок обеспечивает очень быстрое схватывание бетона – процесс длится несколько десятков минут. Но такой метод обычно используют только при серийном производстве ЖБИ.

Сроки застывания бетонов различных классов прочности

На начало схватывания и длительность процесса влияет температура воздуха. Если при +20 °C схватывание в общем случае начинается через 2 часа после затворения цемента водой и длится час-два, то при температуре 0 °C схватывание начинается через 5-6 часов после приготовления пластичного продукта и длится 9-10 часов. Слишком длительное схватывание негативно влияет на конечные прочностные характеристики. Высокие температуры окружающей среды провоцируют ускоренное схватывание смеси из-за быстрого испарения воды, что также негативно сказывается на прочности искусственного камня.

В каких случаях может понадобиться отсрочка начала схватывания:

• проведение бетонирования в жаркую погоду;
• перевозке приготовленной в заводских условиях пластичной смеси на дальние дистанции;
• длительное нахождение в пути из-за автомобильных пробок;
• изготовление высокомарочных смесей, с высокой концентрацией портландцемента;
• заливка смеси этапами, в этом случае необходимо, чтобы приготовленная, но неизрасходованная смесь сохраняла рабочие характеристики.

Замедлить схватывание смеси и, одновременно, сохранить ее рабочие характеристики позволяют заменители схватывания «Линамикс», «Полипласт Ретард», «Сика Ретардер». Предотвратить схватывание можно постоянным перемешиванием смеси, поэтому на удаленные строительные площадки пластичный материал доставляют бетоносмесителем с постоянно вращающейся емкостью. Но время сохранности рабочих характеристик смеси, даже при перемешивании, ограничено, особенно в жаркую погоду.

Ускорители схватывания используют при зимнем бетонировании и изготовлении железобетонных изделий. При этом в лабораторных условиях должно быть установлено допустимое количество добавок. Функции ускорителей схватывания и последующего твердения бетона выполняют:

• сульфат натрия – не более 2% от общей массы бетона;
• соль азотной кислоты – не более 4%;
• хлорид кальция – до 3%.

При прогреве изделий из бетона, осуществляемом в автоклаве под высоким давлением, сроки схватывания и последующего набора прочности существенно сокращаются. Для гарантированного эффективного схватывания бетона при зимнем бетонировании, наряду с добавками ускорителей, применяют предварительный нагрев смеси до +80°C, а затем прогрев электрическим током и паром, укрытие теплоизоляционными материалами.

Твердение бетона – скорость процесса в зависимости от условий

После схватывания бетонной смеси начинается этап ее твердения, происходящего за счет удаления свободной воды из смеси. Часть жидкости испаряется, а часть связывается в стойкие химические соединения. Нормальные условия твердения бетона, обеспечивающие баланс между испаряющейся и связываемой водой: температура воздуха – +18…+25 °C, влажность на поверхности бетонной конструкции – не менее 90%. Требуемые условия влажности достигают с помощью увлажнения бетонной поверхности и ее укрытия гидроизоляционными материалами – полиэтиленовой пленкой или рубероидом.

Повышенная температура окружающей среды ускоряет испарение жидкости, что мешает полноценной гидратации, а это снижает прочность на сжатие и формирует неравномерность прочностных характеристик в наружных и внутренних слоях бетонной конструкции.

Если в процессе твердения бетон подвергся замораживанию, возможны два варианта влияния минусовых температур на прочность искусственного камня. После замораживания и последующего размораживания бетон, не достигший критической прочности, теряет прочностные характеристики на 50% более. Материал, достигший критической прочности, после размораживания продолжает набор прочностных характеристик до нормативной величины. Критическая прочность выражается в процентах от марочной прочности бетона и зависит от его класса:

• В 7,5, В 10 – 50%;
• В 15-В 27,5 – 40%;
• В 30-В 40 – 30%.

Если речь идет о массивных тяжелонагруженных бетонных конструкциях, то критическая прочность, независимо от класса бетона, принимается равной 70%.

Есть еще одно понятие прочности – распалубочная, то есть достаточная для снятия опалубки. Обычно она составляет 70% от марочной величины, но может иметь другое значение, указанное в проектной документации. Преждевременное снятие опалубки негативно влияет на прочность искусственного камня, а передерживание – увеличивает сроки строительства и его стоимость.

Способы ухода за свежеуложенным бетоном с целью обеспечения нормальных условий схватывания и твердения

Соблюдение правил ухода за бетоном обеспечивает нормальные условия схватывания смеси и набор марочной прочности с оптимальной скоростью. Мероприятия по уходу за бетонной конструкцией после заливки и уплотнения бетонной смеси:

• Защита от слишком интенсивного испарения влаги с поверхности бетонного элемента, которое приводит к разности давлений в толще бетона и на его наружной части, а, следовательно, трещинообразованию. Для этого блок закрывают полиэтиленовой пленкой, рубероидом, брезентом. Могут использоваться опилки и песок при условии их регулярного смачивания.
• Обеспечение равномерного температурного режима по всему объему бетона при его твердении. Особенно это важно при заливке массивных конструкций. Комплекс технологических мероприятий по выравниванию температуры на поверхности и в толще конструкции указывается в проектной документации. Он может включать искусственное охлаждение с помощью поверхностного полива блока холодной водой или посредством системы труб-змеевиков.
• Защита от низких температур при твердении бетона до набора критической прочности. Эти мероприятия необходимы при зимнем бетонировании. Для обеспечения нормальных условий гидратации цемента используют: введение противоморозных добавок, утепление конструкции теплоизоляционными материалами, прогрев стальными проводами, электродами, инфракрасными лучами, устройство тепляков с прогреваемым воздухом. Часто сочетают несколько технологических приемов.

Вопросы-ответы

Примерное время, за которое бетон, залитый в опалубку, достигает определенного значения прочности можно определить по графикам и таблицам, представленным в нормативных документах.

Таблица зависимости времени набора прочности бетонами классов В 15-В 22,5, приготовленных с использованием цемента марок М400 и М500, от температуры окружающей среды

Точную картину набора прочности бетонной конструкцией можно получить с помощью образцов, схватывание и твердение которых осуществляется в тех же условиях, что и основной элемент.

Орошение бетонной конструкции водой необходимо при высоких температурах воздуха, особенно если они сочетаются с сильными ветрами. В таких условиях влажностную обработку рекомендуется начать через 2-3 часа после завершения бетонных работ, используя при этом распылитель. Струя с сильным напором может деформировать неотвердевшую поверхность. При орошении необходимо особое внимание уделять обработке узлов и граней, то есть местам, в которых происходит наиболее интенсивное испарение воды. После орошения бетонную поверхность укрывают слоем увлажненных опилок или рогожи, рубероидом.