Бетон набрал прочность что делать. От чего зависит и как быстро происходит набор прочности бетона. Бетонирование при жаркой погоде

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.

Процесс набора

Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная - схватывание, и завершающая - твердение. По его завершении бетон может нагружаться.

Схватывание

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а - в процессе транспортирования и уплотнения, б - после уплотнения; 1 - направление, по которому отжимается вода, 2 - вода, 3, 4 - мелкий и крупный заполнители.

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха - от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Твердение

Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.

Вместе с тем на этой стадии закономерно изменяется со временем. К примеру, для к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день - 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.

Особенности набора прочности

Снижение температурных показателей среды ведет к замедлению твердения. Нулевая отметка на термометре останавливает процесс из-за замерзания воды в камне (снижается качество бетона), а подъем значений снова его возобновляет. Смесь начинает высыхать при недостатке или отсутствии влаги, однако это может замедлить и остановить правильное твердение, что воспрепятствует набору заданного свойства бетоном. А вот автоклавное отвердение смесей значительно ускоряется при повышенных значениях температурно-влажностного режима: 80 – 90 град. и 100% влажности, что ведет к ускоренному росту прочностных показателей. За счет влаги в воздухе может сокращаться интервал набора прочности раствором, который уложен открыто.

Бетоны более высоких марок (состоят из большего количества цемента лучшего качества) твердеют и набирают прочность быстрее, поэтому обрабатывать их следует более оперативно. В интервале с 3-х по 10-е сутки после укладки нормативный набор прочности бетона обеспечивается близкими к идеальным условиями выдержки. В теплую погоду раствор укрывается влагоемкими материалами, через которые камень увлажняется круглосуточно 6 – 7 раз, и перекрывается плотной пленкой.

В солнечную погоду он укрывается от прямых лучей. Зимой бетон может искусственно прогреваться изнутри, утепляться, обогреваться тепловыми генераторами, чтобы предотвратить замерзание воды, и изолируется от осадков. Важным параметром для продолжения работ является нормативно-безопасный срок набора прочностных свойств. Таблица 1 показывает зависимость от и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Нормативно-безопасным сроком созревания бетонов можно считать значение 50%, а безопасным - от 72% до 80% от марочного значения, что, к примеру, важно знать при работах на фундаменте.

От чего зависит набор прочности?

Факторы, которые управляют набором прочностных свойств камня, включают: сколько времени прошло после заливки, температурно-влажностный режим выдерживания, качество (активность) и марку цемента, соотношение воды и цемента в растворе, пропорции компонентов в смеси, технологию перемешивания, способ и скорость укладки, качество и регулярность увлажнения, наличие пластификаторов (добавок-ускорителей твердения) в смеси зимой и пр. Поднятие марки бетона зависит от увеличения доли и более высокой марки цемента в смеси, пропорций компонентов. Марка прямо влияет на набор прочности бетона. Для низких марок критическая прочность имеет большее значение. Таблица 2 отражает данную закономерность.

Поэтому прочностью определяется надежность, долговечность конструкции здания. Камень в холодную погоду приобретает прочность благодаря собственному тепловыделению, но для нормализации графика формирования камня целесообразно применять соответствующие добавки, ускоряющие твердение и снижающие температуру остановки гидратации. С ними смесь набирает марочную прочность уже через 14 суток. Удачным решением также станет изменение составляющих в бетоне. К примеру, глиноземистый цемент набирает прочностные показатели даже в морозы, так как выделяет примерно в 7 раз больше собственного тепла по сравнению портландцементом.

В наборе этого свойства существенную роль играют форма и фракция зерен натуральных наполнителей. Их неправильная форма и повышенная шероховатость обеспечивают лучшие условия сцепления и качество бетона. Известно, что увеличение доли воды в бетонной смеси способно привести к расслоению массы материала. Следствием этого также становится то, что при относительном увеличении доли воды в растворе на 60% от оптимального значения (в/ц = 0,4) происходит недобор прочности на 50% от марочной. Однако при соотношении вода/цемент 1/4 период отвердения (упрочнения) сокращается в два раза.

Чтобы ускорить процесс и минимизировать выдержку бетона, целесообразно применять пескобетоны с низким соотношением вода/цемент. Неуплотненный бетонный раствор имеет шансы вызреть только до 50% от нормативной прочности даже при оптимальном соотношении вода/цемент. Вместе с тем ручное уплотнение способно повысить его прочность на 30 – 40%, а вибротрамбовка повышает прочность до нормативных 95 – 100%.

Залитый в опалубку бетон может долго не схватываться и не набирать проектную прочность. Давайте определимся, почему так происходит, как этого избежать и, главное, что делать, если бетон не твердеет.

Характеристики бетона

Бетон – это смесь крупного заполнителя с вяжущим, имеющим способность переходить из жидкой к твердой фазе. В настоящее время существуют разные виды бетонов – асфальтобетоны, полимербетоны и так далее. Однако наибольшее распространение получил бетон, в котором в качестве вяжущего используется портландцемент. Портландцемент – это размолотая в определенной пропорции и обожженная смесь извести и глины, способная при затворении ее водой образовывать твёрдый и прочный искусственный цементный камень.

Портландцемент

Оказалось, что в природе часто встречаются большие залежи минерала, который называется — мергель, состоящий из глины и извести в соотношении, необходимом для изготовления цемента. При производстве цемента в заводских условиях этот минерал обжигают в специальных печах и размельчают до состояния пыли.

Для разных целей выпускаются различные марки цемента. Марка – это характеристика цементного камня после затвердения выдерживать определенную нагрузку при сжатии. При схватывании цемента, смешанного с водой, возникает химическая реакция и превращение жидкого состава в твердый. От количества воды зависит окончательная прочность материала и сроки схватывания (время течения химической реакции).

Марки и классы бетона

Существенным недостатком цементного камня является его усадка, то есть разница в объеме при переходе от жидкой к твердой фазе может составлять до 10%. Неравномерность усадки ведет к появлению, так называемых, усадочных трещин и внутренних напряжений, снижающих прочность. Добавление крупных заполнителей, таких как песок и щебень, позволяет получить бетон, в котором эти недостатки существенно снижены и не оказывают большого влияния на прочность возводимых из него конструкций. Крупный заполнитель также позволяет экономить цемент, стоимость изготовления которого значительно выше добычи песка и щебня.

Прочностные характеристики бетона характеризуются классами (изображение выше), также отражающими прочность бетона на сжатие. По старинке их иногда также именуют марками.

Важно ! Не следует путать класс бетона и марку бетона – это не одно и то же.

Опытным путем были разработаны пропорции воды и цемента, позволяющие получать , даже из цемента одной и той же марки.

Проектную прочность бетон набирает в течение первых 28 суток, затем реакция сильно замедляется, продолжаясь все время существования бетонной конструкции, то есть с течением времени бетон становится все более прочным, и при правильной эксплуатации срок его службы может составлять от 100 и более лет.

Еще один недостаток бетона – его низкая прочность на растяжение или изгиб, которая меньше прочности на сжатие в 15-20 раз. Поэтому французом Монье был придуман способ помещать в растягиваемую зону бетонной конструкции металлический (стальной) каркас, воспринимающий растягиваемые напряжения. Так появился железобетон – самый главный материал, использующийся в строительстве до настоящего времени.

Как избежать проблем с бетоном

Причины плохого схватывания бетона банальны и их рекомендуется старательно избегать, так как сделать это гораздо легче, чем мучиться с последствиями пренебрежения ими. Необходимо ответственно подойти к работам и соблюдать очень простые правила, особенно, если это касается собственного дома или строения.

1. Перед бетонными работами заказчику необходимо ознакомиться с их основными этапами и технологией, а также свойствами и методикой выбора ингредиентов, то есть – цемента, песка, щебня. Это поможет контролировать процесс выполнения работ и вовремя его приостановить, если что-то пойдет не так, как задумано.

1. Приглашать для работ нужно только квалифицированных опытных исполнителей, уже имеющих опыт работы с бетоном.

1. Приобретать материалы следует только у проверенных поставщиков, и проверять наличие сертификатов качества. Лучше иметь с поставщиками заключенные договора с тем, чтобы в случае более позднего обнаружения того, что материалы были некачественные и не соответствовали ГОСТам или техническим условиям, можно было бы потребовать возмещения ущерба или причиненных убытков.

Пример сертификата на соответствие требованиями ГОСТа

1. При приобретении цемента – самого дорогого и важного материала, нужно проявлять особую тщательность. Следует избегать покупки рассыпного цемента неизвестного происхождения у незнакомых поставщиков, лучше если он будет расфасован в мешки.

Обязательно нужно проверять надписи на мешках и их соответствие сертификатам качества, которые не должны быть ксерокопиями, а иметь настоящие «мокрые» печати.

Хорошо разыскать поблизости от места строительства действующую лабораторию по испытанию строительных материалов. Такие лаборатории обычно имеются при серьезных строительных организациях, заводах железобетонных изделий или строительных ВУЗах. Если передать такой лаборатории небольшое количество цемента из приобретаемой партии (до 0.5 кг), через 2-3 дня специалисты могут точно ответить, есть ли смысл покупать этот цемент и какова его настоящая прочность (марка), также они могут дать рекомендации по пропорциям щебня и песка для приготовления оптимального состава бетона нужного класса.

К сожалению, к поставкам цемента подключилось большое количество мошенников . Обычно они появляются в местах массового индивидуального строительства и осуществляют уличные продажи прямо с автомобилей. Так, например, заявляя, что чем цемент темнее, тем выше его прочность, они, смешивая самый низкосортный цемент с угольной пылью или сажей, пытались выдавать его за высококачественный и продавать по высокой цене.

Подделка легко определяется при смешивании небольшого количества цемента с водой. Если после этого на поверхности воды появляется пленка из плохо впитываемых воду частиц, такой цемент приобретать не рекомендуется.

Самый простой способ определения качества цемента: сжать его в кулаке. Чем меньше материала останется в кулаке, тем лучше. Если почти весь цемент «вытек» через пальцы, значит это отличный продукт. Если же весь цемент остался в руке и превратился в комок, то стоит воздержаться от работы с ним.

Также следует держаться подальше от непроверенных продавцов, заявляющих, что их цемент содержит добавки, увеличивающие прочность и сроки схватывания, скорее всего никаких добавок там нет, а если и есть, то скорее, наоборот, ухудшающие его свойства. Безусловно, различные добавки к бетону существуют, но их использование при приготовлении бетонной смеси должно быть осознанным (точно знать для чего они нужны и когда их следует применять) и строго контролируемым.

Использовать цемент, находившийся зимой в неотапливаемом помещении, категорически не рекомендуется . Активность такого цемента может быть снижена более, чем на 90% и использование его для каких-либо строительных работ бессмысленно. Иногда бывают попытки продать такой цемент. Обычно, мешки с таким мерзлым цементом более тверды и плотны на ощупь, а сам цемент содержит комки, легко разминаемые руками.

Почему не застывает бетон

Несмотря на то, что бетонные работы не представляют большой сложности, а все основные технологические процессы давно уже разработаны и применены на огромном количестве строительных объектов, исчисляющихся по всему миру сотнями тысяч, в процессе бетонирования могут возникать различные непредвиденные ситуации, самая распространенная из которых – отсутствие или замедление схватывания и набора прочности.

Среди причин того, что бетон не твердеет, можно выделить следующие:

• Использование в растворе слишком большого количества воды;

• Кладка бетона при температуре ниже +5°С без его прогрева;

• Смесь замёрзла при сильных морозах;

• Слишком долгий замес смеси автомобильным миксером;

• Недоброкачественный цемент или бетон;

• Несоблюдение или прочие ошибки при замешивании бетона;

• Использование различных непроверенных или некачественных добавок для бетонной смеси;

• Плохой уход за бетоном.

Какая бы причина не была, зачастую исправить её довольно непросто. Иногда приходится даже ломать бетон и проводить его укладку заново. Подробнее про решение таких проблем стоит почитать ниже.

Если все же случилось, что работы выполнены, а бетон не схватывается (на второй-третий день он должен уже быть достаточно твердым), в первую очередь следует разобраться в причинах происшедшего.

1. Исполнители при изготовлении для удобства укладки использовали количество воды на много больше требуемого, тем самым нарушив водоцементное соотношение. Такой бетон так или иначе схватится, но прочность его будет низкой, а также он будет иметь сильную усадку и покрыт сетью трещин.

Для ненагружаемых конструкций это может и не иметь большого значения (дефекты и искривления поверхности могут быть впоследствии скрыты цементно-песчаной штукатуркой). При бетонировании ответственных несущих конструкций, например, фундаментов, такой бетон подлежит разборке, причем трудоемкость разборки будет тем меньше, чем быстрее эта разборка начнется. При использовании арматуры, она может быть очищена и вполне допустимо ее вторичное использование.

В идеале процент воды в бетонной смеси должен составлять около 25-30% для хорошей прочности. Однако такой раствор довольно густой и может не подойти под определённые цели.

1. Нарушено правило, что бетонные работы не выполняются при минимальной суточной температуре меньше 5 градусов по Цельсию. Срок схватывания такого бетона сильно замедлится, однако при отсутствии отрицательных температур он в течение более длительного, чем 28 суток, периода времени наберет проектную прочность.

1. Бетонирование в условиях отрицательных температур. Такое бетонирование может осуществляться только в условиях крайней необходимости с использованием специальных добавок, содержащих соли кальция или магния, а также с использованием специальных закрытых тепляков-тентов и воздушных тепловых пушек. Бетонирование без специальных мероприятий в зимнее время недопустимо.

В зимнее время лучше отказаться от бетонирования, либо прибегать к специальному оборудованию и добавкам в бетонный раствор.

1. Может возникнуть ситуация, когда сразу же после бетонирования, ударил мороз и смесь замерзла. В этом случае любые бетонные работы следует немедленно прекратить, а забетонированную конструкцию, не разбирая опалубки, оставить до наступления теплого времени года.

При оттаивании бетон будет продолжать схватываться, однако его окончательная прочность будет на 10-15% ниже проектной, что следует учесть при возведении вышележащих конструкций, для которых данная конструкция будет служить опорой. Хорошо, если до наступления мороза конструкция была забетонирована полностью, в ином случае при добетонировании следует устроить соединительные закладные детали – штыри, скобы, так как при длительном перерыве в бетонировании отдельные фрагменты изделия не смогут быть связаны между собой надлежащим образом. Возможно такая конструкция потребует дополнительного усиления.

1. Иногда бывает так, что при доставке бетона автомобильным миксером, оператор по каким-то причинам длительное время не отключает функцию перемешивания смеси (время которой должно быть строго ограничено), что крайне негативно сказывается на начинающейся химической реакции между цементом и водой, в результате чего реакция прекращается, залитая в опалубку смесь не схватывается, а после испарения воды состав легко разбирается руками. Такой бетон подлежит разборке, а работы – переделке. При этом ответственность и возмещение убытков целиком накладывается на поставщика бетона.

1. Использование недоброкачественного или поддельного цемента. О том, как максимально попытаться избежать такой ситуации уже было написано выше. Бороться с такой проблемой, если материалы уже уложены, практически невозможно, поэтому есть два выхода - ждать и надеяться, что бетон всё-таки затвердеет (только для ненагружаемых конструкций), но при этом помнишь, что долго такой бетон не продержится в любом случае. Либо всё сломать и уложить качественный раствор (если бетонная конструкция − опорная, то это единственный вариант).

1. Неправильно запроектированная бетонная смесь при самостоятельном изготовлении, несоблюдение пропорций используемых материалов. Такой бетон через длительное время может начать схватываться, однако его прочность будет недостаточна для требуемого дальнейшего использования. Конструкция должна быть подвергнута разборке или усилению, которое может значительно увеличить ее стоимость.

1. Песок и щебень могут иметь включения минералов, которые при воздействии воды выделяют химические вещества, неблагоприятно влияющие на реакцию схватывания цемента. Эти заполнители для бетона также должны приобретаться у проверенных поставщиков и не содержать вредных химически активных компонентов.

1. Использование непроверенных разрекламированных, якобы улучшающих добавок, выпускаемых как в сухом, так и в жидком виде. В лучшем случае такие добавки могут быть нейтральны, а в худшем вредны для бетона и влиять на его схватывание. Любители экспериментов всегда могут попробовать предварительно вручную изготовить небольшое количество бетона с такими добавками и посмотреть, что из этого получится.

1. Отсутствие или недостаточность мероприятий по уходу за бетоном. Если после окончания бетонирования не компенсировать потерю бетоном влаги вследствие естественного испарения (высыхания), нарушается водоцементное соотношение и реакция в наружном слое становится либо крайне замедленной или полностью останавливается.В этом случае в этих местах бетон либо не набирает нужной прочности, либо пересыхает и рассыпается при самом незначительном механическом воздействии. Именно поэтому после бетонирования, конструкции обычно оборачивают паронепроницаемыми пленками – полиэтиленовой или полипропиленовой, покрывают ветошью и в течение 10-14 дней несколько раз в день регулярно поливают водой.

В большинстве случаев проблем со схватыванием бетона удается избежать. Но если не повезло, и Вы столкнулись с такой ситуацией, не предпринимайте ничего сгоряча, но и не затягивайте решение этого вопроса на долгий срок.

Если бетон подлежит разборке – сразу же, не откладывая на потом, приступайте к этим работам. Если бетон в течение длительного периода не набирает нужную проектную прочность – посоветуйтесь со специалистами о возможности дальнейшего использования такой конструкции и о дополнительном усилении ее несущей способности.

Не сожалейте о потерянных средствах и решительно избавьтесь от недоброкачественных строительных материалов без всяких попыток их использования в дальнейшем строительстве. Детально проанализируйте свои действия и действия исполнителей для того, чтобы в будущем не повторять таких ошибок.

Бетон не застывает: причины, что делать, как избежать проблем

Уход за бетоном

Стоп-халтура! Очень и очень многие дачные строители думают, что следующая важная операция после окончания укладки бетона в опалубку - это распалубка и наслаждение результатами своего труда. На самом деле это не так. После окончания укладки бетона в опалубку начинается следующий серьезный строительный технологический процесс - уход за бетоном. С помощью создания оптимальных условий для гидратации в процессе ухода за бетоном достигается планируемая марочная прочность бетонного камня. Отсутствие этапа ухода за бетоном может привести к деформациям, возникновению трещин и уменьшению скорости набора прочности бетоном.
Уход за бетоном - это комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для выдерживания бетона до набора установленной марочной прочности. Основные цели ухода за бетоном:

• Минимизировать пластическую усадку бетонной смеси;
• Обеспечить достаточную прочность и долговечность бетона;
• Предохранить бетон от перепадов температур;
• Предохранить бетон от преждевременного высыхания;
• Предохранить бетон от механического или химического повреждения.

Уход за свежеуложенным бетоном начинается сразу же после окончания укладки бетонной смеси и продолжается до достижения 70 % проектной прочности [пункт 2.66 СНиП 3.03.01-87] или иного обоснованного срока распалубки .
По окончании бетонирования необходимо осмотреть опалубку на предмет сохранения заданных геометрических размеров, течей и поломок. Все выявленные дефекты следует устранить до начала схватывания бетона (1-2 часа от укладки бетонной смеси). Твердеющий бетон необходимо предохранять от ударов, сотрясений и любых других механических воздействий.
В начальный период ухода за бетоном, сразу же после окончания его укладки во избежание размыва и порчи его поверхности, бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или мешковиной.
Особенно тщательно следует сохранять температурный и влажностный режим твердения бетона. Нормальная влажность для твердения это 90-100% в условии избытка воды. Как показано выше в таблице № 52 набор прочности в условиях влажности существенно увеличивает итоговую прочность цементного камня.

При преждевременном обезвоживании (которое также может произойти при утечке цементного молока из негидроизолированной опалубки) бетон получает недостаточную прочность поверхностей, склонность к отслаиванию песка от бетона, увеличенное водопоглощение, сниженную устойчивость против атмосферных и химических воздействий. Также при преждевременном обезвоживании возникают ранние усадочные трещины, и возникает опасность последующего образования поздних усадочных трещин. Преждевременные усадочные трещины образуются в первую очередь вследствие быстрого уменьшения объема свежеуложенного бетона на открытых участках поверхности за счет испарения и выветривания воды. При высыхании бетона он уменьшается в объеме и дает усадку. В результате этой деформации возникают структурные и внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам. Усадочные трещины появляются сначала на поверхности бетона, а затем могут проникать вглубь. Поэтому необходимо позаботиться об отсроченном высыхании бетона. Оно должно начаться только тогда, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы выдерживать усадочное напряжение без образования трещин. При образовании ранних трещин, когда бетон еще остается пластичным, образующиеся усадочные трещины можно закрыть с помощью поверхностной вибрации.
Высыхание бетона ускоряется на ветру, при пониженной влажности и при температуре воздуха ниже, чем температура твердеющего бетона. Поэтому поверхность бетона надо предохранять от высыхания в период ухода за бетоном. После того как бетон наберет прочность 1,5 МПа (примерно 8 часов твердения) нужно регулярно увлажнять поверхность бетона водой путем рассеянного полива (не струей!). Можно укрыть поверхность мешковиной, брезентом или опилками и смачивать их водой, укрывая сверху полиэтиленовой пленкой, создавая условия по типу влажно-высыхающего компресса. Увлажнение бетона не проводится при среднесуточных температурах ниже +5°С. При угрозе промерзания бетон можно укрыть дополнительно теплоизолирующими материалами (пенопластом, минеральной ватой, ветошью, сеном, опилками и т.п.).
Даже если постоянное увлажнение бетона водой невозможно, бетон следует укрыть полимерной пленкой толщиной не менее 0,2 мм (200 микрон). Полотнища пленки должны быть уложены максимально возможными цельными кусками с минимум швов. Соединяют полотнища пленки внахлест с перекрытием в 30 см с проклейкой клейкой лентой. Кромки пленки должны плотно прилегать к бетону, чтобы минимизировать испарение воды из-под пленки.
Во избежание повреждения свежеуложенного бетона движущими грунтовыми водами необходимо оградить его от размывания до достижения прочности не ниже 25% (1-5 суток в зависимости от условий при положительной температуре).
Срок окончания ухода за бетоном совпадает со сроком его безопасной распалубки.

Таблица №69. Относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения

Бетон	Срок твердения, суток	Среднесуточная температура бетона, °С
		прочность бетона на сжатие % от 28-суточной
М200 - М300 на портландцементе М-400, М-500

*Условно безопасный строк начала работ на фундаменте.

Уход за бетоном и температурный режим

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до - 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.
Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее - 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при холодной погоде

При холодной погоде наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.
При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).
Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица №70. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM*)

	Температура бетона (среднесуточная температура)
Класс прочности цемента	5 °C	12 °C	20 °C
	Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60
М400 Д20 32,5 Н (32,5N)
32,5R (быстротвердеющий)
4 2,5N
45 ,5R (быстротвердеющий)

*Международный союз лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций.

Таблица № 71 Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию *

Класс (марка) бетона	Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %	Количество суток выдержки бетона при температуре бетона
В7,5-В10 (М100)
В12,5-В25 (M150 - М 350)
В30 (М400) и выше
Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания
Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

*Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87
К эффективным мерам для производства работ по бетонированию в зимнее время относятся:

• использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),
• повышение содержания цемента в бетонной смеси,
• снижение водоцементного отношения,
• предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
• использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

• одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
• после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
• продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 - 2 минуты),
• продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5 °C не рекомендуется.
Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период . Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда-ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при жаркой погоде

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов.
При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.
Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.
При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.
Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.
Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.
Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Таблица №72. Мероприятия по уходу за бетоном в зависимости от температуры воздуха.

Мероприятия по уходу за бетоном	Температура воздуха °C
	< -3°C	от -3°C до +5°C	от +5°C до +10°C	от +10°C до +15°C	от +15°C до +25°C	> + 2 5°C
Накрыть пленкой, увлажнять поверхность, увлажнять опалубку, покрыть бетон влагосохраняющим материалом					Да при сильном ветре
Накрыть пленкой, увлажнять поверхность.
Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию
Накрыть пленкой, положить теплоизоляцию, устроить парник, подогревать 3 дня до T +10°C
Постоянно поддерживать тонкий слой воды на поверхности бетона

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

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

Стадия схватывания

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

Теплая погода

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

Прохладное время года

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

Уменьшение вязкости раствора

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

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

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

Стадия твердения

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

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

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

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

От чего зависит набор прочности?

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

• температуру;
• влажность;
• марку бетона;
• время.

Температура

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

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

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

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

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

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

Время

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

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

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

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

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

Состав и характеристики цемента

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

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

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

Влажность

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

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

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

Выступает прочность. Если ознакомиться с требованиями государственных стандартов, то можно найти информацию о том, что прочность может изменяться в пределах от М50 до 800. Однако одними из самых популярных выступают марки бетона от М100 до 500.

График набора прочности

Раствор бетона в течение определённого времени после заливки будет обретать нужные эксплуатационные свойства. Этот временной интервал называется периодом выдерживания, после него можно осуществлять нанесение защитного слоя. График набора прочности бетона отражает время, в течение которого материал будет достигать наивысшего уровня прочности. Если сохраняются нормальные условия, то на это уйдет 28 дней.

Первые пять суток - это время, в течение которого будет происходить интенсивное твердение. А вот через 7 дней после завершения работ материал достигнет 70% прочности. Дальнейшие строительные работы рекомендуется начинать после достижения стопроцентной прочности, что произойдет через 28 дней. График набора прочности бетона по времени может отличаться для отдельных случаев. Для того чтобы определить сроки, проводятся контрольные испытания над образцами.

Что еще необходимо знать

Если работы по монолитному домостроению осуществляются в теплое время, то для оптимизации процесса выдерживания смеси и обретения ею физических и механических свойств нужно будет выдержать конструкцию в опалубке и оставить дозревать после демонтажа ограждения. График набора прочности бетона в холодное время будет отличаться. Для того чтобы добиться марочной прочности, нужно обеспечить обогревание бетона и гидроизоляцию. Это обусловлено тем, что пониженные температуры способствуют замедлению полимеризации.

Для того чтобы набор прочности произошел как можно быстрее, а выдержка бетона по времени была минимизирована, необходимо добавлять к ингредиентам пескобетоны, у которых водопроцентное соотношение минимально. Если цемент и вода добавляются в пропорции четыре к одному, то сроки будут сокращены в два раза. Для получения такого результата состав должен быть дополнен пластификаторами. Смесь может созревать быстрее, если искусственно повысить ее температуру.

Контроль за набором прочности

Для того чтобы график набора прочности бетона был соблюден, в течение некоторого времени - до недели - необходимо осуществлять мероприятия, обеспечивающие условия для выдержки раствора. Его необходимо обогревать, увлажнять, а также укрывать влаго- и теплоизолирующими материалами.

Для этого довольно часто используются тепловые пушки. Особое внимание специалисты рекомендуют уделять увлажнению поверхности. Через 7 дней после завершения заливки при таких условиях, если температура внешней среды будет изменяться в пределах от 25 до 30 °С, конструкция может нагружаться.

Классификация бетонов

Если в процессе затворения раствора используется цемент и традиционные плотные заполнители, которые позволяют получать тяжелые составы, то данные смеси относятся к маркам М50-М800. Если перед вами то для его приготовления использовались пористые заполнители, позволяющие получать лёгкие составы. Бетон имеет марку в пределах М50-М150, если он является особо легким или легким, а также ячеистым.

Проектная должна быть определена ещё на этапе составления документации по возведению объекта. Эту характеристику дают, основываясь на сопротивлении осевому сжатию в образцах-кубах. В строящихся конструкциях основным является осевое растяжение, марка цемента при этом определяется по нему.

Набор прочности бетона (график набора по времени на растяжение) будет длиться дольше, когда повышается марка по прочности на сжатие. Но в случае с высокопрочными материалами рост сопротивления растяжению замедляется. В зависимости от того, каков состав и область использования смеси, определяется класс и марка по прочности.

Наиболее прочными считаются материалы со следующими марками:

• М100.

Их применяют в строительстве ответственных конструкций. Когда возводятся сооружения и здания, требующие большой прочности, используется бетон марки М300. А вот при обустройстве стяжки лучше всего использовать состав марки М200. Наиболее крепкими являются цементы, марка которых начинается с М500.

Зависимость набора прочности от температуры

Если вы собираетесь использовать раствор в строительстве, то вам должен быть известен график зависимости набора прочности бетона от температуры. Как было упомянуто выше, схватывание происходит в течение первых нескольких суток после затворения раствора. А вот для завершения первой стадии будет необходимо время, на которое влияет температура внешней среды.

Например, когда столбик термометра удерживается на отметке в 20 °С и выше, на схватывание уходит час. Процесс начинается через 2 часа после того, как смесь будет приготовлена, а завершится через 3 часа. Время и завершение стадии при похолодании сдвинется, для схватывания будет необходимо больше суток. Когда столбик термометра удерживается на нулевой отметке, процесс начинается через 6-10 часов после приготовления раствора, а длится он до 20 часов после заливки.

Важно знать ещё и об уменьшении вязкости. На первой стадии раствор остается подвижным. В этот период на него можно оказывать механическое воздействие, придавая конструкции требуемую форму. Этап схватывания можно продлить, используя механизм тиксотропии, оказывая механическое воздействие на смесь. Перемешивание раствора в бетономешалке обеспечивает продление первой стадии.

Процент прочности бетона от марочной в зависимости от температуры и времени

Начинающих строителей обычно интересует график набора прочности бетона в25 °С. В этом случае всё будет зависеть от марки бетона и срока твердения. Если использовать при замешивании портландцемент марки в пределах до 500, в итоге удастся получить бетон М200-300. Через сутки при указанной температуре его процент прочности на сжатие от марочный составит 23. Через двое, трое суток этот показатель увеличится до 40 и 50% соответственно.

Через 5, 7 и 14 суток процент от марочной прочности будет равен 65, 75 и 90% соответственно. График набора прочности бетона в30 °С несколько изменяется. Через сутки и двое прочность составит 35 и 55% от марочной соответственно. Через трое, пять и семеро суток прочность будет равна 65, 80 и 90% соответственно. Важно помнить, что нормативно-безопасный срок равен 50%, тогда как начинать работы можно лишь тогда, когда прочность бетона достигла отметки в 72% от марочного значения.

Критическая прочность бетона в зависимости от марки: обзор

Сразу после заливки раствор наберет прочность благодаря тепловыделению, а вот после замерзания воды процесс остановится. Если работы предполагается выполнять зимой или осенью, то важно добавлять к раствору противоморозные смеси. После укладки выделяет больше тепла в 7 раз, чем обычный портландцемент. Это указывает на то, что приготовленная на его основе смесь будет набирать прочность и при пониженных температурах.

На скорость процесса оказывает влияние ещё и марка. Чем она ниже, чем выше окажется критическая прочность. График набора прочности бетона, обзор которого представлен в статье, указывает на то, что критическая прочность для бетона марок от М15 до 150 составляет 50%. Для предварительно напряженных конструкций из бетона марки от М200 до 300 это значение составляет 40% от марочной. Бетон марок от М400 до 500 имеет критическую прочность в пределах 30%.

Твердение бетона в перспективе

График набора прочности бетона (СНиП 52-01-2003) не ограничивается месяцем. Для завершения процесса набора прочности может потребоваться несколько лет. Но определить марку бетона можно через 4 недели. Прочность конструкция будет набирать с разной скоростью. Наиболее интенсивно этот процесс протекает в первую неделю. Через 3 месяца прочность увеличится на 20%, после процесс замедляется, но не прекращается. Показатель может увеличиться в два раза через три года, на этот процесс будут влиять:

• время;
• влажность;
• температура;
• марка бетона.

Довольно часто начинающие строители задаются вопросом о том, в каком ГОСТе график набора прочности бетона можно отыскать. Если вы заглянете в ГОСТ 18105-2010, то более подробно сможете узнать об этом. В этих документах упомянуто, что температура напрямую влияет на длительность процесса. Например, при 40 °С марочное значение достигается уже через неделю. Поэтому зимой работы осуществлять не рекомендуется. Ведь подогревать бетон своими силами проблематично, для этого нужно использовать специальное оборудование и предварительно ознакомиться с технологией. А вот нагревать смесь больше, чем на 90 °С и вовсе недопустимо.

Заключение

Ознакомившись с графиком набора прочности, вы сможете понять, что распалубка осуществляется, когда прочность конструкции превышает 50% от марочного значения. Но если температура внешней среды опустилась ниже 10 °С, то марочное значение не будет достигнуто и через 2 недели. Такие погодные условия предполагают необходимость подогрева заливаемого раствора.