Созревание бетона: Набора прочности бетона — график набора по времени

Время набора прочности бетона в зависимости от температуры

Ключевым достоинством бетонных конструкций являются их высокие прочностные свойства и надежность. В зависимости от марки материал может использоваться в различных условиях. При этом степень набора прочности зависит от разных факторов.

Процесс набора

Бетон представляет собой популярный каменный материал, который создается на основе смеси воды, вяжущей добавки и заполнителя. В его состав вносятся специализированные добавки, отвечающие за особые свойства и функции.

В процессе гидратации происходит образование надежных монолитных соединений, которые приобретают свойства прочного искусственного камня. Для формирования монолита требуется несколько недель (до 28 суток), а получение заводских качеств занимает до 6 месяцев.

Созревание бетона состоит из 2 этапов:

1. Схватывание. Является начальной стадией.
2. Твердение. Финишная стадия.

Зная все нормы созревания, можно определить, сколько лет прослужит монолитная конструкция.

Схватывание

Использовать стройматериал сразу после заливки нельзя. Перед этим необходимо ознакомиться с графиком набора прочности бетона и спецификой каждого этапа его созревания.

Нередко смесь доставляется на строительную площадку с помощью специальной техники, поэтому ее поддерживают в подвижном состоянии с помощью автоматизированного оборудования.

Технология тиксотропии сохраняет базовые параметры консистенции до момента заливки, приостанавливая естественное созревание.

Но если выдержать смесь дольше допустимого времени или подвергнуть ее воздействию высоких температур, требуемые рабочие свойства будут ухудшены. В таблице набора прочности бетона упоминается, что он схватывается за период от 20 минут до 20 часов. Если работа выполняется при отрицательных температурах в зимнее время, термин увеличится до 6-10 часов.

Еще некоторые эксперты используют для зимних работ специализированные добавки и теплоизолирующие материалы. Выбирая этот вариант, необходимо ознакомиться с их свойствами и инструкцией по применению.

Для нагревания смеси можно использовать такие приспособления:

1. Пар.
2. Электроток.
3. Известь-кипелку.
4. Экзотермические цементы.
5. Всевозможные ускорители.

Специалисты рекомендуют приступать к заливке раствора в формы при +20°C. В таком случае схватывание наступит через 1 час и займет не больше 60 минут. В жаркую погоду процесс происходит практически моментально.

Если применяются марки М300 и М200, а окружающая температура держится на отметке +20 °C, схватывающий процесс будет длиться в течение 1 часа.

Твердение

Следующий этап заключается в затвердевании бетонной смеси под воздействием гидратации. Процесс заключается в формировании из минералов цемента новых соединений. Если в составе раствора отсутствует влага, затвердевание будет замедлено или вовсе приостановлено, из-за чего материал не получит требуемую прочность и начнет растрескиваться.

Если такие требования соблюдены, процесс наращивания прочности составит 7-14 суток. За этот термин раствор получает 60-70% заявленной прочности, после чего процесс замедляется.

При выдерживании бетона в воде его прочностные свойства будут более высокими, чем при твердении на воздухе. Сухая среда способствует быстрому испарению влаги и остановке процесса. Это связано с тем, что зерна цементной смеси не успевают вступить в гидратацию. Поэтому, чтобы избежать неприятных последствий, необходимо исключить преждевременное высыхание бетона.

В процессе твердения монолита его объем постоянно меняется. Еще материал дает усадку — в поверхностных зонах она более быстрая, чем во внутренней части. В случае нехватки влажности при твердении на поверхности бетона появятся усадочные трещины. Дефекты возникают также при обильном тепловыделении.

Если возводимая конструкция будет подвергаться дополнительным нагрузкам или есть необходимость быстрее демонтировать опалубку, процесс твердения придется ускорить. Для таких задач задействуют специализированные добавки. Их концентрация определяется опытным путем в строительной лаборатории.

Чтобы получить заводскую прочность в сжатые сроки, необходимо правильно обслуживать раствор и поддерживать его во влажном состоянии, защищая от сотрясений, ударов и повреждений. При ненадлежащем уходе материал станет низкокачественным и уязвимым к растрескиванию.

Ключевой причиной нехватки прочности является низкая температура, которая сопровождает строителей при зимнем бетонировании.

Под воздействием холода возникают 2 проблемы:

1. Замедление гидратации и рост сроков набора.
2. Вымерзание жидкости из состава бетонной смеси, из-за чего набор прочностных свойств приостанавливается.

При низкой температуре сроки получения прочностных свойств сильно увеличиваются, поэтому к исходному сырью добавляют специальные компоненты.

В зимних условиях инженеры задействуют противоморозные добавки, которые запускают процессы набора и снижают температуру замерзания жидкого вещества.

При необходимости ускорить твердение при высокой температуре или повышенной влажности исходное сырье подвергается прогреву. После заливки смеси поверхность бетона нужно усилить матами или щитами, которые будут удерживать температуру от гидратации и сохранять требуемые условия. Если наполнитель замерзнет, его запрещено использовать для дальнейших работ.

Электрический прогрев бетона востребован на тех строительных площадках, где имеется доступ к трансформаторам с большой мощностью. Выполнение бетонных работ с применением электрического оборудования — лучший способ получить заводскую прочность без потери эксплуатационных качеств материала.

В зимний период бетон укрывают с целью защиты поверхности от потери тепла.

Особенности набора прочности

График твердения бетона зависит от разных факторов. При опускании температурных показателей процесс замедляется, а нулевая отметка термометра приостанавливает его, поскольку жидкость в составе начинает замерзать, а качество материала ухудшается.

График набора прочности бетона В25 определяется его составом. Составы более высокой марки твердеют быстрее, что заставляет работников приступать к обработке более оперативно. В период с 3 по 10 сутки после заливки материалу нужно обеспечивать благоприятные условия. При теплой погоде раствор укрывают водоотталкивающей пленкой, а сам камень увлажняется каждые сутки по 6-7 раз.

Смесь нужно изолировать от прямых лучей. В зимний период бетон прогревают искусственным путем и утепляют. Для этих целей используют специальное обогревательное оборудование, препятствующее замерзанию жидкости и защищающее конструкцию от осадков. Необходимо придерживаться нормативно-безопасного срока набора, который указывается в диаграммах СНиП.

От чего зависит набор прочности

Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности, выделяют:

1. Марку цементной смеси.
2. Пропорции воды и цемента.
3. Пропорции других добавок.
4. Метод уплотнения.
5. Температурно-влажностный режим.
6. Способ и скорость укладки.
7. Качество и интенсивность увлажнения.

По мере повышения марки бетона нужно менять пропорции компонентов, поскольку от них зависят конечные прочностные свойства.

Фундаменты из высоких марок цементной смеси характеризуются повышенной надежностью, большим сроком службы и прочностью. В холодный период камень становится более прочным из-за способности выделять тепло, однако, чтобы сбалансировать график образования монолита, лучше внести в состав специализированные добавки. Они предназначаются для ускорения твердения и остановки гидратации.

С такими компонентами состав приобретает марочную прочность уже через 2 недели. На набор прочностных свойств влияет тип компонентов состава. Так, глиноземистый цемент может упрочняться даже в сильный мороз, поскольку он способен выделять в 7 раз больше тепла, чем классический портландцемент.

Важное значение отыгрывает форма и фракция зерен органических добавок. Если они обладают неправильной формой и шероховатой поверхностью, это создает благоприятные условия сцепления и повышает качество материала. По мере увеличения доли воды происходит расслоение массы.

Для ускорения процесса и сокращения термина выдержки бетона лучше воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды/цемента. Если материал не имеет хорошего уплотнения, в процессе созревания он получит не больше 50% от заявленной прочности. Используя ручные уплотняющие приспособления, можно поднять показатель на 30-40%.

График по суткам

График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства.

В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%.

При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.

В теплую пору процесс оптимизируется с помощью 2 методов:

1. Выдержка бетона в опалубке.
2. Созревание смеси после демонтажа опалубочной конструкции.

Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.

Марка бетона М200-М300 (раствор создавался на базе портландцемента М400-М500)	Среднесуточная температура, при которой твердеет бетон, °C	Интервал твердения
1	2	3	5	7	14
Прочность бетона на сжатие (% от заводского значения)
-3	3	6	8	12	15	20
	5	12	18	28	35	50
+5	9	19	27	38	48	62
+10	12	25	37	50	58	72
+20	23	40	50	65	75	90

Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.

Нормативные документы, регламентирующие набор прочности бетонной смеси

Ключевым документом, регламентирующим сроки и условия твердения бетона, является ГОСТ 18105-2010. Еще обработка бетона контролируется стандартом ГОСТ 26633-2012. Для промышленного возведения построек используются другие правовые акты.

Прочностные свойства бетонных конструкций зависят от многих факторов и создаются под воздействием различных условий. Задача строителей заключается в подготовке правильной бетонной смеси и обеспечении благоприятных условий для повышения прочности.

Источник: https://1beton.info/proizvodstvo/rabota/grafik-nabora-prochnosti-betona

Набор прочности бетона

Сколько нужно времени для твердения бетона и при какой температуре блоки быстрее наберут отпускную прочность? Рассказываем, зачем знать время застывания и пользоваться графиком созревания бетонной смеси.

В строительной сфере блоки на основе бетона используются для изготовления фундамента и возведения стен. Одной из главных характеристик бетона становится прочность на сжатие. Она повышается по мере застывания смеси, пока не достигнет своего максимума. Сколько ждать созревания бетона, как ускорить или замедлить этот процесс — в нашей статье.

Время набора прочности бетона необходимо знать для того, чтобы определить момент, когда можно нагружать конкретный элемент.

До того, пока смесь не достигнет максимальных показателей прочности, давать какую-либо нагрузку на изделие запрещается. Это может повредить всю конструкцию, привести к смещению деталей и деформации самого материала.

Соответственно, пока процесс «вызревания» не закончится, строительные работы со свежими блоками производиться не могут .

Твердение бетона происходит постепенно. Схватывание смеси начинается с самого начала ее изготовления во время замешивания с водой и другими компонентами для приготовления бетона.

Но скорость этого процесса в немалой степени зависит от температуры воздуха и уровня влажности.

Если застывание бетонной смеси происходит в течение нескольких часов, то набор прочности может длиться несколько месяцев.

Застывание происходит при спокойном состоянии смеси, когда на нее не оказывают механического воздействия. Поэтому для длительных работ используют бетономешалки, которые замедляют застывание.

Во время схватывания смесь остается в пластичном состоянии, что позволяет перемещать ее и заполнять ею необходимые формы. Механическое воздействие уменьшает вязкость материала.

Только после помещения в соответствующую форму смесь сможет затвердеть, так как на нее больше не будет оказываться никакого механического воздействия.

Время твердения бетона составляет около двух часов, но зависит от его марки и температуры окружающей среды.

В течение всего процесса заливки бетона смесь перемешивается, чтобы она не застыла раньше времени. Но при длительном перемешивании возникают негативные последствия в виде «сваривания» смеси, что приводит к потере качества.

Время «сваривания» зависит от температуры. Если придерживаться ГОСТ 25192, то появление таких негативных последствий во время твердения бетона недопустимо.

Кстати, подобные «казусы» могут происходить не только при работе с монолитом, но и при формовке блоков. Как правило, некондиция часто встречается на небольших кустарных производствах, где замешивание формовочной смеси происходит не по ГОСТу, а «на глазок». Проехав, без малого, пол-России, мы с уверенностью можем сказать, что сделать идеальные блоки своими руками не так просто, как кажется. Поэтому собрали в нашем каталоге поставщиков только тех, кому это действительно под силу. Фото реальных производств и поставка стройматериалов прямо с заводов-производителей без наценок — работа с тендерной площадкой KBLOK действительно снижает стресс и превращает строительство в удовольствие. С нами у вас все получится.

Но знать, как твердеет бетон и сколько времени для этого требуется, все равно полезно.

Нужны качественные блоки без посредников?

Таблица набора прочности бетона составляется на основе определенных условий окружающей среды, в которых находится бетон. Для сравнения нескольких марок берутся одинаковые условия, чтобы видна была точная разница во всех вариантах, без погрешностей на внешние условия. Рассмотрим подробнее, какие именно факторы влияют на процесс набора прочности бетона.

Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее происходит процесс твердения бетона. Если ее значение опустится ниже нуля, то прочность перестанет набираться из-за того, что вода внутри смеси замерзнет — гидратация на морозе полностью останавливается. И, напротив, при повышении температуры воздуха набор прочности восстанавливается: схватывание и твердение бетона также ускоряются.

Добавки для твердения бетона и разнообразные модификаторы могут помочь снизить минимальную температуру для начала набора прочности. Поэтому на рынке можно встретить специальные быстротвердеющие марки, использование которых разрешено при низких температурах.

В зимнее время может потребоваться дополнительный подогрев бетона для работы. Это можно сделать с помощью специального оборудования, но после заливки из бетономешалки с подогревом состав все равно будет долго набирать прочность. График набора прочности бетона обеспечивает более полное представление о том, какое влияние температура оказывает на набор прочности.

График твердения бетона: зависимость набора прочности от времени и температуры.

Благодаря графику можно узнать, например, что при снижении температуры до 10 °C марочное значение не будет достигнуто за две недели, а растянется на значительно более длительный срок. Если же значение температуры доходит до 40 °C, то окончательный набор прочности достигается уже за одну неделю вместо трех и более. Именно по этой причине большинство фундаментов рекомендуется заливать в летнее время. Добавлением новых компонентов можно заметно сместить максимальные и минимальные показатели. О них — немного ниже. График твердения бетона всегда включает в себя время, так как именно этот параметр наиболее интересен для строителей. Влияние времени на набор прочности всегда оказывается положительным. Чем более длительный период прошел, тем выше прочность материала. На первых порах она набирается максимально быстро, пока происходит твердение, а затем темпы упрочнения снижаются. Это хорошо видно по вышеуказанному графику. Набор прочности бетона по суткам может меняться в зависимости от других факторов. В отличие от влияния температуры на набор прочности бетона, время никогда не останавливает данный процесс, если не изменялись другие факторы. Это связано с тем, что данный параметр является постоянным.

Слишком низкая влажность снижает естественное твердение бетона. Если влага полностью отсутствует, то гидратация материала оказывается невозможной и процесс отвердевания останавливается.

Для того чтобы бетон быстрее отвердел и набрал необходимую прочность для дальнейшей работы, необходимо качественное и своевременное увлажнение.

С повышением влажности возрастает и скорость набора прочности. Если влажность и температура становятся максимально высокими, то прочность нарастает с очень большой скоростью.

Ячеистый бетон автоклавного твердения изготавливается как раз по данному принципу: высокое давление, влажность и температура, которая достигает, в среднем, 80 °C, — идеальный вариант для быстрого созревания таких блоков.

Если нагревание, которое ускорят процесс, будет происходить с низким уровнем влажности, то это приведет к быстрому высыханию раствора, но скорость набора прочности станет значительно ниже. Чтобы избежать таких проблем, необходимо использовать дополнительное увлажнение.

Ускорители твердения бетона — специальные добавки, которые дополняют основной состав смеси и позволяют сократить время набора прочности практически в два раза.

Они могут изначально входить в заводские упаковки цементной смеси, или же их потребуется добавлять во время приготовления вещества: если вы собираетесь строить дом своими руками или самостоятельно изготавливать блоки, выбор таких добавок остается исключительно вашей прерогативой и никак не регламентируется. Дозировка ускорителя определяется количеством замешиваемого материала.

Встречаются различные варианты добавок. Например, благодаря ряду химических веществ, твердение бетона можно не только ускорить, но и замедлить, если того требуют условия работы.

Стоит отметить, что выбор добавки напрямую зависит от температуры. Ускорители лучше работают в летнее время, хотя предназначаются скорее для зимней стройки.

На упаковках цементной смеси могут быть указаны противоморозные компоненты, позволяющие увеличивать скорость набора даже при низких температурах.

Замедлители твердения, как правило, в состав готовых смесей не входят, их требуется добавлять в бетон отдельно.

При строительстве нередко возникает необходимость ускорить процесс твердения, так как пока он не закончится, невозможно будет продолжить дальнейшие процедуры.

К примеру, в холодное время года твердение ячеистого бетона может длиться более одной недели, тогда как при высокой температуре и прочих сопутствующих условиях это будет занимать менее суток.

Для увеличения скорости процесса используется несколько способов.

Бетонная смесь помещается в специальную камеру-автоклав. Здесь возможно повышать температуру и давление при обработке материала, а также обдавать паром, что также способствует более быстрому застыванию.

Эта технология получила широкое распространение в строительной области, так как с ее помощью можно создавать бетоны автоклавного твердения с заданной температурой, давлением.

Продукция приобретает необходимые характеристики, так как на нее не влияют посторонние факторы.

Среди всех способов твердения бетона именно пропарочная камера максимально точно обеспечивает соблюдение стандартов и прекрасно подходит для производства блоков. Готовые блоки получаются с точными размерами и нужными характеристиками прочности по ГОСТу.

Нормальное твердение бетона происходит значительно дольше, чем при обработке в парильной камере. В автоклаве ему достаточно пробыть 15 часов, чтобы получить такой же набор прочности, как при годичном застывании. Но в данной ситуации есть своя обратная сторона, которая кроется в отсутствии дальнейшего увеличения прочности материала.

Камеры твердения бетона представляют собой емкость, в которой будет находиться бетонная плита или блок. К ней подключены нагревательные элементы, повышающие температуру для лучшего твердения. Давление, обработка паром и прочие дополнения здесь не используются.

Камеры твердения бетона предназначены для создания более благоприятных условий, чем на улице, но при этом тут не используются какие-либо экстремальные условия, значительно увеличивающие скорость созревания блоков.

Камера нормального твердения бетона может быть изготовлена самостоятельно. Для этого требуется подобрать соответствующую емкость и подключить нагревательные элементы, которые могли бы создавать нужную температуру. Также можно купить стандартную камеру заводского изготовления. В них проще соблюдать условия твердения бетона с высокой точностью.

Добавки в бетон для быстрого твердения также является существенной помощью в строительстве. Оптимальное соотношение компонентов и их наличие в конкретной марке определяется в лабораторных условиях. Вне зависимости от разновидности бетона, максимальные показатели добавок должны быть следующими:

Благодаря использованию добавок можно не только увеличить скорость набора прочности, но и понизить температуру твердения бетона.

Многие модификаторы не рекомендуется применять, если в бетонной смеси присутствует сталь, которая прошла термическое упрочнение. Также не допускается использование некоторых веществ для глиноземистого цемента.

В таких ситуациях есть лишь один беспроигрышный вариант — сульфат натрия.

Если вы собираетесь делать бетонную смесь или блоки для строительства дома, не поленитесь ознакомиться со СНиПами и ГОСТами, регламентирующими ограничения и особенности работы с выбранными вами материалами, чтобы не допустить снижения прочности соединяемых арматурных элементов.

Планируете выпускать блоки? Поможем с заказами.

Вышеуказанные способы актуальны практически для всех разновидностей бетона. Подведем некоторые итоги и закрепим информацию.

При высокой температуре окружающей среды нужно заботиться о влажности раствора, так как под солнцем влага быстро испаряется. Здесь нужно обеспечить дополнительное увлажнение, чтобы поддерживать этот параметр на одном уровне.

В зимнее время рекомендуется использовать добавки, которые помогут ускорить процесс затвердевания, даже если их нет в составе смеси. Подобрать самостоятельно подходящий вариант не составит труда, так как в продаже встречаются специальные средства.

Для работы при высокой температуре в смесь можно добавить замедлитель твердения, чтобы она не схватилась еще до того, когда ее нужно будет использовать. Главное точно соблюдать пропорции, чтобы не испортить весь строительный материал.

Если же после прочтения статьи у вас все еще остались вопросы — не стесняйтесь, спросите у наших экспертов, воспользовавшись формой ниже. Мы не только поможем советом по строительству, но и подскажем профессиональных производителей блоков на основе бетона, чьи материалы соответствуют всем нормам ГОСТа по показателям прочности. Вы, к слову, можете сами сравнить их качество: получите бесплатные образцы блоков, просто заполнив форму обратной связи.

Источник: https://kblok.ru/nabor-prochnosti-betona

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха

Процесс твердения бетонного раствора относится к значимым этапам производства строительных работ. От его продолжительности, в конечном итоге, зависит прочность монолитной конструкции.

После заливки смеси в опалубку, по графикам или таблицам устанавливается приблизительное время застывания бетона, в зависимости от температуры и влажности окружающего воздуха.

Также учитывается проектная марка искусственного камня.

Что влияет на сроки твердения бетонной массы

Температурно-влажностный режим играет огромную роль в процессе схватывания и отверждения бетона.

В жаркие дни поверхность монолита смачивают водой, чтобы цементному порошку хватило жидкой составляющей для полноценного завершения химических реакций.

В таких условиях схватывание камня происходит гораздо быстрее, чем при низких температурах. Следует принимать во внимание тот факт, что минусовые значения и недостача воды способны даже остановить застывание растворной массы.

Лабораторные исследования показали, что оптимальной температурой окружающего воздуха для начала и продолжения процесса твердения бетона является 20-30 градусов.

При этом влажность на его поверхности должна составлять не менее 90 процентов, что достигается путем полива и накрытия глыбы полиэтиленовой пленкой или рубероидом.

Описанные условия позволят камню набрать 70-типроцентную прочность в течение первых пяти-семи дней после заливки опалубки. Марочные же показатели достигаются через две-четыре недели.

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

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

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

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

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

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

Как упоминалось выше, продолжительность застывания бетонной массы увеличивается по мере снижения температуры окружающего воздуха.

В идеале, бетон марки М300 набирает стопроцентную прочность на сжатие при +20 градусах через 28 суток, тогда как при среднесуточных показателях температуры в пределах +5 градусов прочность за четыре недели сможет достичь лишь 77 процентов.

Рассматривая графики твердения бетонного камня, представляющие собой выгнутые линии, можно с уверенностью сказать, что в последнем случае срок набора проектной прочности увеличится вдвое по сравнению с предыдущим вариантом.

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

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

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

Источник: http://semidelov.ru/mar/vremya-zastyvaniya-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury-okruzhausc/

Зависимость прочности бетона от температуры

Нормальной температурой среды для твердения бетона считается 15 — 20°. При пониженной температуре твердения прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже нуля твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды.

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах

Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его нарастает значительно.

При повышенных температурах бетон твердеет быстрее, чем при нормальной, особенно в условиях влажной среды. Так как при высоких температурах бетон трудно предохранить от быстрого высыхания, то нагревать его выше 85° нельзя.

Исключение составляет лишь обработка насыщенным паром под давлением в автоклавах на заводах, изготовляющих бетонные изделия .

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах в течение любого срока, может быть приблизительно определена по проектной прочности бетона R28, твердеющего 28 дней при нормальной температуре, умножением на коэффициенты, полученные опытным путем С. А. Мироновым и приведенные в табл. 1.

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных средних температурах (портландцемент средней марки)

Время набора прочности бетона от температуры

Основные требования к бетону при зимних работах и способы производства работ

• Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же затвердеть и приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной загрузки или даже для полной загрузки сооружения.
• При любых бетонных работах бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им 50% проектной прочности
• Даже при применении быстротвердеющих цементов (глиноземистого, высокопрочного портландцемента) срок твердения бетона в теплой среде должен быть не меньше 2 — 3 суток, а при обычных цементах — 5 — 7 суток.

Опыты показывают, что замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связь между поверхностью заполнителей; и малозатвердевшим цементным камнем.

Прочность бетона, тем ближе к нормальной, чем позже бетон был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

Для затвердевания бетона зимой необходимо обеспечить его твердение в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Этой цели достигают двумя способами:

1. использованием внутреннего тепла бетона;
2. дополнительной подачей бетону тепла извне, если внутреннего тепла недостаточно.

При первом способе необходимо применять высокопрочные и быстротвердеющие цементы, прежде всего портландцемент высоких марок и глиноземистый цемент.

Кроме того, рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента — хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси и уплотнять ее высокочастотными вибраторами.

Все это дает возможность ускорить сроки твердения бетона при бетонировании сооружений и добиться того, чтобы бетон приобрел достаточную прочность в течение 3—5 дней вместо обычных 28.

Внутренний запас тепла в бетоне создают, подогревая материалы, составляющие бетонную смесь; кроме того, тепло выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).

В зависимости от массивности конструкций и температуры наружного воздуха подогревают либо только воду для бетона, либо воду и заполнители (песок, гравий и щебень). Воду можно подогревать до 90°, заполнители — до 40°, цемент не подогревают.

Требуется, чтобы бетонная смесь при выходе из бетономешалки имела температуру не выше 30°, так как при более высокой температуре она быстро густеет.

Загустевание, т. е. потеря подвижности бетонной смеси, затрудняет укладку, добавлять же воду нельзя, так как это понижает прочность бетона. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не ниже +5°, а при укладке в тонкие конструкции — не ниже + 20°.

В процессе твердения бетона цемент выделяет значительное количество тепла, зависящее от состава и тонкости помола цемента, температуры бетона и срока твердения. Это тепло выделяется главным образом в первые 3—5 дней твердения.

Чтобы сохранить тепло в бетоне на определенный срок, необходимо покрыть опалубку и все открытые части бетона хорошей изоляцией (соломит, шевелин, опилки, шлак и т. п.), толщина которой определяется теплотехническим расчетом.

Описанный выше способ зимнего бетонирования часто называют способом «термоса», так как подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции.

Применение Данного способа допустимо и рационально, если тепло сохраняется в бетоне по крайней мере 5—7 суток, необходимых для его первоначального твердения.

Это возможно только при массивных или тщательно изолированных средних по толщине конструкциях.

У этих конструкций отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему (так называемый модуль поверхности F /V) должно быть не более 6. Все конструкции более тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, должны бетонироваться с подачей тепла извне. Существуют три разновидности этого способа, описанные ниже.

Способы обогрева бетона

Обогрев бетона паром

Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки.

Последний способ пропаривания (так называемая капиллярная опалубка) предложен А. А. Вацуро. Обычная температура пара 50—80°.

При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение двух суток такой прочности, которую он приобретает на 7-й день при нормальном твердении.

Электропрогрев бетона

Электропрогрев бетона, который осуществляют, пропуская через бетон электрический переменный ток.

Для этой цели стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции на бетон в начале его схватывания.

При другом способе в бетон закладывают продольные и струнные электроды или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердевания бетона эти стержни срезают.

Пластинчатые электроды применяют главным образом для подогрева плит и стен, «струнные» электроды и поперечные короткие стержни — для балок и колонн.

В начале прогрева подают обычно ток низкого напряжения—50—60 в, получаемый путем трансформирования обычного тока в 220 в. Сырой бетон при пропускании тока разогревается и затвердевает. По мере затвердевания бетона его электрическое сопротивление возрастает, и напряжение приходится повышать.

Нагревать бетон следует медленно во избежание высушивания и появления в нем трещин (повышать   температуру нужно не более чем на 5° в час) и доводить температуру бетона до 60.° При этих условиях бетон в течение 36—48 час.

твердения приобретает прочность не меньшую, чем за 7 дней нормального твердения.

При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения, чтобы предохранить их от преждевременного замерзания (так называемый периферийный электропрогрев).

Применяется еще один способ электропрогрева бетона, который заключается в использовании так называемой «термоактивной опалубки». Это — двойная деревянная  опалубка, в которую засыпают опилки, смоченные раствором соли.

В опилки через опалубку вставляют стержневые электроды и разогревают опилки и опалубку. При этом способе электроды в бетоне не остаются, и бетон равномерно нагревается, но требуется тщательный противопожарный надзор.

Обогрев воздуха, окружающего бетон.

Для этого устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, жаровни (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи.

В тепляке ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для тверlения, или поливают бетон.

Этот способ дороже предыдущих и применяется иногда при малых объемах бетонирования, при очень низких температурах, а также при отделочных работах

Источник: https://www.masterovoi.ru/stroy-mat/nabor-prochnosti-betona-v-zavisimosti-ot-temperatury

Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ

Главное свойство бетонной смеси определяет набор прочности бетона, отражающий качественное состояние монолитной конструкции.

Поскольку она находится во взаимосвязи со структурой данного строительного материала, то набор прочности можно поделить на два шага, связанных со схватыванием и затвердеванием бетона.

Для последнего характерно наличие физико-химических свойств, возникающих при взаимодействии цемента с водой. Кода идет формирование бетона, то гидратация цемента вызывает образование других соединений.

Схема приготовления бетона.

Как происходит набор прочности бетона

Схватывание состава может произойти в первые дни с того момента, как была изготовлена консистенция из цемента и воды. Время ее схватывания находится в прямой зависимости от температуры воздуха.

Если она составляет 20°С, то может понадобиться около одного часа.

Поскольку процесс застывания бетона не мгновенный, а достаточно долговременный, то для набора прочности материала может потребоваться несколько месяцев.

Зачастую схватывание цемента происходит приблизительно спустя около двух часов с того момента, как был затворен цементный раствор, а окончательный процесс может начаться приблизительно спустя три часа. Поэтому на данной стадии может помочь ускоритель схватывания бетона.

Изображение 1. График набора прочности бетона.

Начало данной стадии может быть отодвинуто в результате снижения температурного уровня, а ее продолжительность существенно возрастает.

Если уровень температуры воздуха составляет 0°С, то начало этапа схватывания может произойти спустя от 6 до 10 часов после того, как произошло затворение смеси. При этом данный процесс способен растянуться на 15-20 часов.

Если температуры завышены, то период схватывания бетона может быть сокращен, что составит около 10-20 мин.

Схватывание бетона предполагает то, что данный состав должен оставаться подвижным весь период, что позволяет оказывать влияние на смесь.

Механизм тиксотропии, связанный с уменьшением вязкости субстанции в условиях механического воздействия на нее, то есть периодического смешивания бетона, который схватился не полностью, твердение и процесс высыхания бетона не начинаются.

Данное свойство учитывают в процессе доставки раствора на бетоносмесителе, поскольку состав при этом должен перемешиваться в миксере, что позволяет сохранять все его важные свойства.

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

Источник: https://tolkobeton.ru/beton/nabor-prochnosti-betona.html

Процесс набора прочности бетона

Важнейшая характеристика бетона — прочность. Чтобы раствор достиг максимальных показателей прочности должно пройти время. Что происходит в первые часы после заливки раствора? Почему продолжать строительство можно только спустя месяц? Какие факторы влияют на срок набирания бетоном прочности?

Первый этап — схватывание бетона

Рассмотрим несколько вариантов температурного режима, чтобы понять зависимость времени первого этапа от температуры:

• 0°С. Начало схватывания наступает после 8 часов с момента, как раствор приготовлен. Продолжительность процесса может достигать 15-20 часов.
• 20°С. Начало процесса наступит через 2 часа после приготовления раствора и завершится спустя еще один час.
• При жаркой солнечной погоде этот процесс проходит быстрее, однако в таких случаях важно увлажнять поверхностный слой бетона.

Использование специальных добавок сокращает время схватывания до 20 минут. Такой эффект наблюдается при пропаривании растворов в специальных камерах, однако это применимо только в заводских условиях.

Время схватывания бетона напрямую зависит от марки. Вот несколько примеров:

• М200 — схватывание происходит за 2-2,5 часа.
• М300 — на схватывание нужно 1,5-2 часа.
• М400 — схватывание занимает 1-2 часа.

Чтобы понять, сколько времени нужно на схватывание для каждого конкретного случая необходимо принять во внимание все факторы.

Второй этап — твердение бетона

Следующий этап набирания бетоном прочности — твердение. Этот процесс продолжителен и во время него раствор обретает необходимые характеристики.

Чем выше температура вокруг, тем быстрее протекает твердение раствора. При минусовых температурах этот процесс приостанавливается, ведь вода в бетоне кристаллизуется.

Твердение возобновляется, когда температура снова превышает нулевую отметку, и вода в бетоне оттаивает. Замерзание раствора при твердении может пагубно сказаться на прочности бетона.

Замерзая, кристаллы льда давят на цементную составляющую массы.

Чтобы ускорить твердение бетона в заводских условиях температуру повышают до 80-90°С. Еще один фактор, ускоряющий данный этап — высокая влажность. Также возможно пропаривание раствора автоклавным способом при помощи пара высокого давления.

На то время, пока раствор обретает необходимую прочность, строительные работы прекращаются. Если речь идет о заливке фундамента, кладка стен начнется спустя месяц после начала работ.

Твердение бетона продолжается и в течение последующих месяцев или даже лет. К примеру, через 3 года прочность будет в два раза выше, чем та, какой характеризовался бетон спустя месяц после заливки. Дальнейший процесс обретения прочности также будет зависеть от получаемой нагрузки.

Чаще всего на твердение бетона при температуре около +20°С отводится около 28 дней. Если на протяжении 14 дней держалась знойная погода (+30°С) в бетоне уже мог относительно закончиться процесс твердения, поэтому дальнейшие работы продолжаются ранее. Эти цифры верны для растворов марок М-200, М-250 и М-300.

Особенно интенсивно твердение протекает в первые несколько дней. За трое суток бетон обретает около 30% марочной прочности. Через две недели этот показатель достигнет 70%.

В процессе набора бетоном необходимой прочности очень важно соблюдать температурно-влажностный режим и избегать резких перепадов температур. Также если возможно оградить бетон от замерзания — это позволит избежать потери качества материала и прочности здания в последующем.

Источник: https://beton-v-anape.ru/poleznaya-inormatsiya/protsess-nabora-prochnosti-betona/

Набор прочности бетона — график зависимости от температуры

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

Как бетон набирает прочность?

После укладки в смеси начинают происходить физико-химические процессы по превращению его в прочную основу для строительной конструкции. Как только под их влиянием вода и цемент вступают во взаимодействие, раствор постепенно теряет свою подвижность и изменяет свойства.

Формирование новой структуры происходит в течение определенного времени. Вызревание бетона предполагает прохождение раствором двух стадий: начальной — схватывания, и завершающей — затвердевания.

Их прохождение дает возможность получить прочностные свойства соответствующие бетону определенного класса и марки.

Стадия схватывания

Во время транспортировки в автобетоносмесителе смесь остается подвижной благодаря постоянному перемешиванию и тиксотропным ее свойствам.

Прекращение механического воздействия на раствор после заливки увеличивает его вязкость, и он начинает схватываться.

Все выявленные дефекты нужно устранять в начале первой стадии вызревания, она начинается сразу после заливки бетонной смеси и длится недолго.

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

Стадия твердения

После окончательного схватывания раствора начинается стадия твердения. На начальном этапе заполнитель, скрепленный кристаллизованными частицами цемента, не обеспечивает требуемую прочность. Но с началом реакции гидратации, твердение становится наиболее динамичным.

Бетонная основа за 7 суток становится намного прочнее. За этот небольшой отрезок времени бетон набирает 70 процентов прочности. После происходит замедление этого процесса и еще 25% твердости набираются на протяжении трех недель.

Полное затвердевание происходит через несколько лет.

Сколько бетон набирает прочность?

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

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

Зависимость времени набора прочности от температуры

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

Нужно иметь в виду, что скорость затвердевания раствора – величина непостоянная. На графике хорошо видно, что набранная скорость в первую пятидневку затем начинает постепенно уменьшаться.

Временной интервал, в котором происходит ускоренное твердение раствора, принято называть периодом выдерживания.

В это время важно обеспечить залитому раствору необходимые температурные и влажностные условия.

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

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

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

Температура

Если говорить о влиянии температуры окружающей среды на набор прочности бетона, то здесь действует следующее правило: чем холоднее, тем больше времени займет затвердевание бетонного основания.

При отрицательной температуре процесс останавливается, из-за чего время окончательного затвердевания увеличивается.

Поэтому на севере, где вызревание бетонного камня проходит в условиях низких температур, процесс может длиться годами.

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

Время

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

Влажность

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

Оптимальный показатель влажности 66-70%.

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

Цемент и добавки

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

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

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

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

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

Источник: https://betonpro100.ru/harakteristiki-i-svojstva/nabor-prochnosti-betona

особенности, график и от чего зависит?

Основная характеристика бетона, которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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 скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 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.

Вернуться к оглавлению

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 марки бетона и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Таблица 1

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.

Вернуться к оглавлению

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, способ уплотнения, 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.

Таблица 2

Поэтому прочностью фундамента из бетона высокой марки 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%.

Вернуться к оглавлению

График набора прочности

Важно знать график набора прочности бетона для прогнозирования последствий изменения температурных условий твердения, которые приводят к увеличению времени выдерживания.

График 1

График 1 показывает на примере бетона М400 через сколько суток смесь при фиксированных температурных значениях набирает определенный процент прочности (за сто процентов взят набор марочной прочности за 4 недели). Температурный режим 30 град. является оптимальным для набора нормативной прочности (97%) за 11 дней, а при показателе в 5 град. значение безопасной прочности не будет достигнуто камнем и за 14 дней. В такой ситуации следует разогревать, утеплять укладку. В соответствии с кривыми определяются сроки распалубки при превышении прочностью 50% марочного значения.

Вернуться к оглавлению

Вывод

В реальности прочностные показатели бетонных конструкций могут изменяться по очень многим причинам. Важно обеспечить оптимальные параметры для реализации по времени графика роста прочностных свойств, соответствующих марке бетона.

Сколько стоять бетону в опалубке

Технология монолитного строительства применяется в настоящее время повсеместно. Бетон и опалубка применяются для изготовления стен, перекрытий, приусадебных бассейнов, полов и пр. Востребованность данной технологии объяснить крайне просто: конструкции изготавливаются быстро, требуют небольших вложений и отличаются долговечностью при условии соблюдения технологических норм. Наряду с такими аспектами строительства как выбор марки бетона или типа опалубки, важную роль играет выдержка достаточного количества времени, за которое бетон дойдет до готовности внутри опалубочной системы, став полноценной плитой.

Химия созревания бетона

Созревание бетона — это сложный многокомпонентный химический процесс, протекающий исключительно в одном направлении, то есть он необратим. Для того чтобы жидкая масса бетона сформировалась в твердую плиту с определенными эксплуатационными показателями, не достаточно лишь выпарить всю жидкость.

Созревание бетона — это сложный необратимый химический процесс

Вода в бетоне играет роль одного из реакционных компонентов, способствующих протеканию реакций кальция – главного минерала цемента. В основе процесса твердения бетона лежат реакции таких соединений как:

• силикат (трех- и двухкальциевый) – компонент, ответственный за постепенный набор прочности бетонной конструкции. Соединение, имеющее в составе молекулы три атома кальция, ответственно за оперативный набор прочности и формирование структуры плиты в течение первого месяца после заливки. Двухкальциевый силикат является реагентом пролонгированного действия и способствует длительному набору прочности бетона в течение многих лет;
• алюмоферрит – сложное соединение, имеющее в составе одной молекулы четыре атома кальция. Основной задачей этого компонента является снабжение реакций необходимыми компонентами как в первые дни после заливки, так и в последующий период созревания бетонной отливки;
• алюминат трехкальциевый – благодаря этому соединению происходит реакция схватывания бетона сразу после заливки.

Физика созревания бетона

Различают два этапа твердения бетона:

• схватывание – начинается сразу же после прекращения движения массы (тиксотропии). При оптимальной температуре (20-25 градусов) схватывание массы происходит уже через 5-10 минут. В этот период подвижность бетона сводится к минимуму, а его масса четко распределяется по форме опалубки. Но схватившийся бетон еще не является прочным, и его форма может быть изменена;
• набор прочности – процесс, отличающийся высокой продолжительностью. Бетонная отливка достигает стопроцентной марочной прочности примерно через месяц. Этот показатель равен 95% от максимальной прочности бетона, которая может достигаться в течение десятилетий.

Процесс схватывания бетона

Процесс набора прочности бетона

Процесс созревания бетона

После принятия бетонной отливкой необходимой формы внутри опалубки начинаются химические реакции с участием соединений кальция и воды. Проникая в молекулы силикатов, алюминатов и алюмоферритов, вода запускает процесс кристаллизации растворенного цемента, который в свою очередь начинает активно взаимодействовать с наполнителями: гравием, песком и т.д.

Для того чтобы бетон был крепче, требуется достаточное количество воды, так как её недостаток может привести к снижению интенсивности кристаллизации и стать причиной пористости, растрескивания и рыхлости бетона. Многое зависит от соблюдения температурного режима и процента влажности. Чем выше эти показатели, тем быстрее происходит процесс схватывания бетона и начинается набор прочности.

Многие предприятия производящие ж/б конструкции применяют для ускорения процесса твердения отливки парогенераторы. Применение специальных установок, генерирующих оптимальные условия для твердения бетона, позволяет вынимать готовые отливки из форм уже через 6-10 часов.

Скорость созревания бетона в условиях открытой местности

В процессе строительства объектов, как правило, нет возможности использования температурных установок, поэтому время схватывания и набора марочной прочности будет отличаться в большую сторону. В СНиП 3.03.01-87 четко написано, какой процент прочности позволяет приступить к распалубке в конкретном случае.

Согласно нормативным документам и лабораторным исследованиям параметры и скорость твердения бетона марки М300 приведены в таблице №1 (рис3). За 100% (за единицу) марочной прочности здесь взят показатель, достигаемый массой при температуре 20 градусов за срок в 28 дней.

Продолжительность выдержки бетона в днях

Среднесуточная температура, °C	Число дней с начала заливки
	1	2	3	5	7	14	28
	Процент набора прочности бетона от 28-суточной нормы, %
-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	55	75	90	100
+30	35	55	65	80	90	100

Увеличить эксплуатационные характеристики монолитной конструкции, а также скорость созревания отливки поможет ряд следующих рекомендаций:

• контролировать технологию сборки опалубки, не допуская «слабых мест», в которых протекают деформационные процессы. Использовать качественные и подходящие по параметрам подкосы для раскрепрепления опалубки;
• минимизировать среднесуточные колебания температуры окружающей среды и испарение. Выбрать подходящее время года и использовать изоляционный материал;
• надежно защитить заливаемую конструкцию от механических повреждений.

Соблюдение всех технологических норм обеспечат быстрое созревание бетона в опалубке

Соблюдение всех технологических норм, выдержка временных и температурных значений, а также дополнительные меры обеспечат быстрое созревание бетона в опалубке и набор им марочной прочности. Сделать же готовую конструкцию максимально прочной способно только время.

20.05.2019

гидратация цемента, схватывание бетона, твердение бетона, гидратация

Многие знают, что цемент при взаимодействии с водой твердеет и превращается в так называемый цементный камень. Однако, немногие знают суть этого процесса: как твердеет, почему твердеет, что нам даёт осознание происходящей реакции и каким образом мы можем на неё воздействовать. На сегодняшний момент понимание всех стадий гидратации позволяет учёным изобретать новые добавки в бетон или цемент, так или иначе воздействующие на процессы, происходящие в период схватывания цемента и твердения бетонной или ЖБИ конструкции.

Заводы выпускающие ЖБИ или товарный бетон могут пользоваться этими добавками с огромной пользой для себя. Это и экономия электроэнергии и газа за счёт сокращения сроков пропаривания ЖБИ изделий, и снижение трудозатрат на вибрирование, и скорость оборачивания формоснастки или опалубки, и экономия цемента, и улучшение качественных характеристик товарного бетона и изделий ЖБИ. Всё это возможно за счёт применения специальных добавок для бетона или цемента. Перечень используемых на сегодняшний день добавок довольно велик, поэтому ему посвящён отдельный раздел добавки в бетон.

Вообще, в процессе набора прочности бетона присутствуют две основные стадии:

• схватывание бетона довольно короткая стадия, происходящая в первые сутки жизни бетона. Время схватывания бетона или цементного раствора существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При классической расчётной температуре 20 градусов начало схватывания цемента происходит примерно через 2 часа после затворения цементного раствора, а конец схватывания наступает примерно через три часа. То есть — процесс схватывания занимает всего 1 час. Однако, при температуре 0 градусов этот период растягивается до 15-20 часов. Чего говорить, если само начало схватывания цемента при 0 градусов начинается лишь спустя 6-10 часов после затворения бетонной смеси. При высоких температурах, например при пропаривании ЖБИ в специальных камерах мы ускоряем период схватывания бетона до 10-20 минут!

  В течение периода схватывания бетон или цементный раствор остаются подвижными, на них ещё можно воздействовать. Тут действует механизм тиксотропии. Пока Вы «шевелите» несхватившийся до конца бетон, он не переходит в стадию твердения, и процесс схватывания цемента растягивается. Именно поэтому доставка бетона на бетоносмесителях, сопровождающаяся постоянным перемешиванием бетонной смеси, способна сохранить её основные свойства. При желании прочтите подробности про основные свойства и состав бетона.

  Из личного опыта могу вспомнить экстраординарные случаи, когда наши миксера с бетоном стояли и «молотили» на объекте по 10-12 часов, в ожидании разгрузки. Бетон в такой ситуации не твердеет, но происходят некие необратимые процессы, существенно снижающие его качества в дальнейшем. Мы называем это свариванием бетона. Особенно критичны такие мероприятия летом в жару. Вспомните сокращённые сроки схватывания цемента при высокой температуре, о которых мы говорили выше. Менеджеры и диспетчера Компании BESTO стараются избегать подобных казусов, но иногда происходят непредвиденные ситуации, в основном связанные с обрушением некачественной опалубки. Бетон разливается, все бегают, пытаясь его собрать, восстанавливают опалубку, а время идёт, а ещё не разгрузившиеся бетоносмесители с бетоном стоят и молотят. Хорошо, если есть куда переадресовать, а если нет? Одним словом — беда.

• твердение бетона это процесс наступает сразу после окончания схватывания цемента. Представьте, что мы при помощи бетононасоса наконец-то уложили бетон в опалубку, он благополучно схватился, и тут собственно и начинается процесс твердения бетона. Вообще, твердение бетона и набор прочности ЖБИ идёт не месяц, и не два, а годы. 28 суточный срок регламентирован лишь для того, чтобы гарантировать определённую марку бетона на тот или иной период. График набора прочности бетона или ЖБИ нелинеен и в первые дни и недели процесс происходит наиболее динамично. Почему же так? А вот как раз давайте разберёмся. Пришла пора поговорить про процесс гидратации цемента.

Минералогический состав и гидратация цемента

Мы не будем здесь разбирать сами стадии получения портландцемента, для этого есть специальный раздел, описывающий производство цемента более подробно. Нас интересует лишь состав цемента и его основные компоненты, вступающие в реакцию с водой при затворении цементного раствора или бетона. Итак. В качестве основы портландцемента рассматриваются четыре минерала, полученные в результате всех стадий производства цемента:

• C3S трёхкальциевый силикат
• C2S двухкальциевый силикат
• C3A трёхкальциевый алюминат
• C4AF четырёхкальциевый алюмоферит

Поведение каждого из них на разных стадиях схватывания бетона и его твердения, существенно отличается. Одни минералы вступают в реакцию с водой затворения сразу, другие немного погодя, а третьи — вообще не понятно зачем здесь «ошиваются». Давайте рассмотрим всех по порядку:

C3S трёхкальциевый силикат 3CaO x SiO2 минерал участвующий в процессе нарастания прочности цемента в течение всего времени. Без сомнения, он является главным звеном, хотя, в период первых суток жизни бетона у трёхкальциевого силиката есть серьёзный более шустрый соперник C3A, о котором мы упомянем позже. Процесс гидратации цемента является изотермическим, то есть — химическая реакция сопровождающаяся выделением тепла. Именно C3S «греет» раствор цемента при затворении, прекращает греть в период с начала затворения до момента начала схватывания, затем выброс тепла в течение всего периода схватывания и дальше происходит постепенное снижение температуры.

Трёхкальциевый силикат и его вклад в набор прочности бетона наиболее значим лишь в первый месяц жизни бетонной или ЖБИ конструкции. Это те самые 28 дней нормального твердения. Далее, его влияние на набор прочности цемента ощутимо уменьшается.

C2S двухкальциевый силикат 2CaO x Si02 начинает активно действовать лишь спустя месяц после затворения цемента в бетонной смеси, как будто принимая смену у своего трехкальциевого брата-силиката. В течение первого месяца жизни бетона или ЖБИ он в общем-то валяет дурака и ждёт своего часа. Это период безделья и расслабухи можно существенно сократить за счёт применения специальных добавок в цемент. Зато, его действие длится годами, в течении всего периода нарастания прочности железобетона, ЖБИ или бетона.

C3A трёхкальциевый алюминат 3CaO x Al2O3 наиболее активный из перечисленных. Он начинает кипучую деятельность с самого начала процесса схватывания. Именно ему мы обязаны за набор прочности, в течение первых дней жизни бетона или железобетона. В дальнейшем его роль в твердении и наборе прочности минимальна, но в скорости ему нет равных. Марафонцем его не назовёшь, а вот спринтером, пожалуй — да.

C4AF четрыёхкальциевый алюмоферит 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 это как раз тот самый, который — «непонятно зачем вообще здесь ошивается». Его роль в наборе прочности и твердении минимальна. Незначительное воздействие на набор прочности отмечается лишь на самых поздних сроках твердения.

Все перечисленные компоненты при затворении водой вступают в химическую реакцию, благодаря которой происходит нарастание, сцепление и осаждение кристаллов гидратированных соединений. По сути, гидратацию можно назвать и кристаллизацией. Так наверное понятней.

Благодаря стараниям учёных и научным разработкам многочисленных испытательных лабораторий и НИИ стало возможным прогнозируемое и регулируемое воздействие на процесс гидратации цемента, влияние на начало и конец схватывания, регулируемая подвижность бетона, его прочность, коррозионная стойкость и так далее. В основном это делается за счёт применения специальных добавок в бетон. Спектр доступных методов воздействия на процесс схватывания цемента и дальнейшего набора прочности бетона или ЖБИ довольно широк и более подробно он описан в разделе добавки для бетона.

Компания БЭСТО поставляет товарный бетон и раствор, изготовленные с применением самых современных добавок, позволяющих получать бетонные смеси и цементные растворы с улучшенными показателями по морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности и т.д. Современное дозирующее и бетоносмесительное оборудование помогает добиться наилучших результатов по однородности состава бетонной смеси или цементного раствора.

Надеюсь, что не загидратировал Вам мозги своими силикатами и алюминатами. С трёхкальциевым приветом, Эдуард Минаев.

Твердение бетона в зависимости от температуры

Время застывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха.

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

Время твердения бетона в зависимости от температуры.

Что влияет на сроки твердения бетонной массы.

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

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

Скорость твердения бетона в зависимости от температуры.

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

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

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

Твердение бетона.

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

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

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

Сроки твердения бетона в зависимости от внешних факторов.

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

График твердения бетона в зависимости от температуры.

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

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

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

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

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

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

Твердение при высоких температурах.

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

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

Производство работ и основные требования к бетону в зимний период.

Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.

В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток.

Негативное влияние низких температур.

Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.

Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок.

Обеспечение правильного твердения бетона зимой.

Стимулировать процесс можно двумя путями:

• используя внутреннее тепло бетона;
• передавая дополнительное тепло извне.

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

Температура твердения бетона.

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

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

Здесь указано сколько времени застывает бетон.

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

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

Твердение бетона в зависимости от температуры.

Время года.

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

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

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

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

Таблица твердения бетона в зависимости от температуры.

На фото показан состав бетона

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

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

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

Обеспечение условий затвердения.

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

Гидроизоляция для твердения бетона фундамента.

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

Состав для твердения бетона фундамента.

Низкий уровень испарения.

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

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

Время застывания при разной температуре.

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

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

Таблица 1 – Время твердения бетона в зависимости от температуры.

Время затвердения бетона.

Минимальная температура.

Осуществлять заливку бетона в холодное время года можно только при условии, что обеспечена необходимая гидро- и теплоизоляция конструкции после монтажных работ. По той причине, что низкие температуры замедляют процесс гидратации, а, следовательно, и набор прочностных характеристик, то очень важно строго выждать необходимое время. Как правило, при температурном режиме -5 градусов, для набора прочности понадобиться увеличить время в 5-7 раз, в отличие от рекомендуемой температуре в 20 градусов.

В статье описан подбор состава тяжелого бетона.

На видео рассказывается о минимальной температуре застывания бетона:

Поэтому выполнять заливку фундамента в зимнее время необходимо только при условии, что вы знаете, как правильно заливать бетон в мороз. Главное условие – это соблюдение всех правил, тогда качество заливки будет не хуже, чем в благоприятные дни.

Опытные строители не экономят на строительстве и используют бетононасос. Кроме этого, важно выполнять правильный уход за бетоном. При заливке во время морозов в состав смеси стоит добавлять морозоустойчивые присадки и утеплить опалубку. После этого стоит осуществлять прогревания бетонированной площадки. Если все эти условия будут соблюдены, то будет совершенно неважно, при каком температурном режиме будет происходить заливка бетона.

Узнать сколько весит куб бетона м400 можно в данной статье.

Процесс заливки фундамент – это очень сложный процесс. Для обеспечения необходимой прочности стоит правильно выждать время затвердения. Если влажность из конструкции испариться раньше указанного срока, то прочностные показатели будут незначительные, что приведет к ухудшению качеств будущей постройки.

 

Рекомендация: Это действительно хорошая статья. Из статьи можно понять общий принцип твердения бетона в зависимости температуры окружающего воздуха. Полученной информации для обычного застройщика вполне достаточно. Вам не нужно углубляться в научные дебри, чтобы понять общий принцип твердения бетона. Вам обязательно нужно прочитать эту статью, иначе ваш бетон застынет в неподходящий момент и вы потеряете свои деньги.

Набор прочности бетона. Твердение бетона при разных температурах. Сроки набора прочности бетона при устройстве бетонных полов.

Набор прочности бетона значительно зависит от температуры, что ограничивает скорость выполнения бетонных работ, устройство бетонных полов, и, соответственно, сроки сдачи строительных объектов в эксплуатацию.

Твердение бетона — относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения % от 28-суточной.

Бетон	Срок твердения, суток	Средняя температура бетона, °С
		-3	0	+5	+10	+20	+30
М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500	1	3	5	9	12	23	35
	2	6	12	19	25	40	55
	3	8	18	27	37	50	65
	5	12	28	38	50	65	80
	7	15	35	48	58	75	90
	14	20	50	62	72	90	100
	28	25	65	77	85	100	—

Для ускорения набора прочности бетона и уменьшения времени выдержки рекомендуется использовать бетон (пескобетон) с пониженным водоцементным отношением (В/Ц). При В/Ц=0,4 сроки, приведенные в таблице, уменьшаются в 2 раза.

Для этого в бетон добавляются суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и т.п.)

Таблица «Твердение бетона» показывает, что сроки устройства бетонных полов и бетонных конструкций значительно зависят от температуры. Из таблицы видно, что если устройство бетонных полов производится при низких температурах, то это отразиться на наборе прочности бетона, то есть прочность будет недостаточна для передачи полов в эксплуатацию.

В большинстве случаев устройство бетонных полов выполняется для дальнейшего нанесения финишных покрытий: полимерных полов, полимерных наливных полов и т.п. Медленный набор прочности бетона вынуждает увеличивать перерыв между устройством бетонных полов и началом устройства полимерных покрытий, что приводит к увеличению общих сроков работ.

Можно ли ускорить набор прочности бетона, даже если твердение бетона происходит при низких температурах? — Да можно!
ООО «ТэоХим» производит добавки для бетона, которые позволяют значительно увеличить скорость набора прочности бетона. Например, если «обычный» бетон необходимо выдерживать до нанесения защитной пропитки около месяца (28 дней), то добавка для бетона «Эластобетон-А» позволяет ускорить твердение бетона, и нанести пропитку уже на 7-8день после того, как выполнено устройство бетонных полов. Для укладки окрасочных и кварцевых полимерных полов, наливных полимерных полов необходимые сроки твердения бетона с добавками Эластобетон-А сокращаются в 2 раза — с 28 суток до 12-14 суток.

Таким образом, добавки для бетона Эластобетон значительно ускоряют набор прочности бетона и дают значительный экономический эффект за счет уменьшения сроков ввода объектов в эксплуатацию.

12янв14

Твердение Бетона и его доставка

Твердение бетона – это продолжительный, сложный физико-химический процесс, называемый гидратацией. В его ходе цемент взаимодействует с водой, образуя новые соединения, гидроксилаты калия, наделенные вполне определенными свойствами, главными среди которых являются прочность и твердость.

Постепенно проникая внутрь цементной смеси, вода включает в химическую реакцию все новые порции цементной составляющей, вызывая прогрессирующее застывание раствора. Время, в течение которого бетонная смесь приобретает заданную прочность, называют временем твердения. Обычно на заданную марочную крепость или около 70% проектной прочности при оптимальных условиях бетон выходит через 28 дней после заливки. Весь же процесс настолько долгий, что окончательно крепкими бетонные конструкции становятся через годы.

Для нормального прохождения процесса затвердевания смеси нужны вполне определенные условия:

• оптимальная температура воздуха +20…30 градусов;
• влажность – не ниже 90%.

Учитывая, что процесс гидратации сопровождается выделением тепла, важно не допустить преждевременного обезвоживания и высыхания заложенного изделия. Такие условия обычно обеспечиваются в специальных камерах либо засыпкой конструкций из молодого бетона сырым песком, опилками и другими влажными материалами с низкой теплопроводностью. Кроме того, постоянное увлажнение поверхности заливки позволяет избежать образования усадочных трещин, появлению которых способствует изменение объема бетона при его затвердевании.

Но все же при отрицательных температурах возможно замерзание воды в бетонной смеси, что останавливает процесс гидратации. И хотя после размораживания бетон просыпается, затвердевание продолжается, но прочность и другие важные качества полученного изделия значительно снижаются. Для борьбы с этим явлением применяют разные методы:

• Использование ПМД (противоморозных добавок), которые несколько ускоряют процесс отвердения, но в основном препятствуют замерзанию воды. В качестве ПМД прежде использовали различные соли, которые снижали порог замерзания воды, но вызывали активную коррозию арматуры. Сейчас на заводах ЖБИ используют более перспективные составы, щадящие металлические составляющие продукции.
• Электрообогрев бетона с помощью пластинчатых, полосовых, струнных и других специальных электродов. Метод обеспечивает быстрый прогрев конструкции, а следовательно, и созревание бетона.
• Обогрев с помощью станций прогрева бетона. Управление процессом при применении станций может быть автоматизировано.
• Прогрев с использованием греющих опалубок.
• При небольших морозах:
  • укрыванием конструкции сохраняющими тепло покрывалами – термоматами;
  • обдув конструкции теплым воздухом.

Особенно важно применять обогрев изделия в первые дни после заливки, т.к. они являются наиболее ответственными и критичными для прочности бетона. В целом же критическая прочность – своеобразная грань, по истечении которой за процесс твердения можно не переживать. Для разных марок бетона она различна. Высокие его марки имеют порог критической прочности порядка 25 – 30% проектной, со снижением марки порог критической прочности повышается. При нормальных условиях этот показатель достигается изделием через сутки после его закладки.

Все описанное выше не составляет проблемы для современных заводов ЖБИ и ЖБК, на которых все железобетонные изделия пропариваются в специальных камерах. Такая обработка обеспечивает ускоренное созревание, твердение бетона. Буквально через несколько часов изделие набирает достаточную прочность и готово к использованию.

Сегодня выпускают различные специальные быстротвердеющие бетонные смеси. Для их приготовления применяют как традиционные, проверенные многолетним использованием вещества, так и новые добавки для бетонных растворов. Многие из них не только ускоряют твердение смеси, но и наделены комплексом функций, благодаря которым препятствуют промерзанию, могут быть ускорителями и пластификаторами. Их состав и количество определено экспериментальным путем в специализированных строительных лабораториях.

Ускорить реакцию гидратации может также сухой или мокрый вибродомол, добавленный в обычный портландцемент.

Доставка бетона

Не менее важным этапом работы с бетонными смесями является вопрос их доставки к месту укладки. Основная проблема заключается в том, что при транспортировке и выгрузке рабочей смеси обычным грузовиком крупные наполнители обычно оседают вниз, жидкие же составляющие стремятся подняться вверх. Происходит расслоение бетона, из-за чего он теряет свои свойства, становится малопригодным к использованию. Для исключения явления расслоения бетон нужно постоянно перемешивать, что возможно только при применении специального подвижного состава.

Так как бетоны отличаются составом, маркой и типом, то для транспортировки каждого из них требуется разная интенсивность перемешивания, а следовательно, и разные бетоносмесители. Поэтому с самого начала на производствах миксеров-бетоносмесителей были приняты некоторые стандарты, включающие в себя требования:

• к приводам барабанов миксера;
• к стыковым зажимам и модулярным фильтрам;
• к геометрии барабанов, включающей в себя достаточный полезный объем, значительный диаметр выхода;
• к возможности применения складывающегося стального желоба и прочее.

Миксеры-бетоновозы на автомобильном ходу оснащены планетарным редуктором, способным обеспечить длительную работу смесителя при транспортировке, системой подогрева, исключающей примерзание бетонной смеси к стенкам барабана в зимних условиях, мощными бетононасосами, способными обеспечить скорость перекачки до 200 кубометров в час, автономным двигателем, обеспечивающим независимую работу установки. Применение особо гладких внутренних поверхностей барабана и выпускной воронки, особое расположение опор барабана обеспечивают простую и быструю очистку миксера. Всё это сказывается на цене на бетон в меньшую сторону.

Некоторые из автомобильных миксеров имеют дополнительную защиту технологического оборудования из пенополиэтилена, что повышает надежность перевозки, сохранность качества бетонных смесей при низких температурах.

Что такое зрелость бетона? | Giatec Scientific Inc.

Зрелость бетона — это значение индекса, которое отражает прогресс отверждения бетона. Он основан на уравнении, которое учитывает температуру бетона, время и прирост прочности. Зрелость бетона — это точный способ определения значений прочности затвердевающего бетона в реальном времени.

Быстрый подход к оценке прочности на сжатие на месте

Ранняя, быстрая и точная оценка прочности бетона на сжатие на месте — одна из основных задач бетонной промышленности.Практическое решение таких проблем может предотвратить многомиллионные дополнительные ежегодные инвестиции для строительной отрасли и владельцев гражданских сооружений, поскольку годовое производство бетона в мире оценивается в 3,8 миллиарда кубометров. Точная и разумная оценка прочности на сжатие на месте дает возможность оптимизировать конструкцию бетонной смеси, а также оптимизировать время снятия опалубки. Оптимизация конструкции смеси влияет на потребление сырья (например,г. цемент и заполнители) и альтернативные материалы (например, природные пуццоланы и дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола и микрокремнезем). Учитывая большие объемы глобального потребления бетона, это, в свою очередь, могло бы эффективно оптимизировать потребление ресурсов и значительно снизить выбросы CO ₂ и токсичных материалов (выбрасываемых при производстве цемента) в атмосферу.

Метод зрелости — удобный подход для прогнозирования увеличения прочности бетона в раннем возрасте, основанный на том принципе, что прочность бетона напрямую связана с историей температуры гидратации цементной пасты.Концепция зрелости для оценки прироста прочности бетона описана в ASTM C1074, Стандартная практика оценки прочности бетона по методу зрелости. Этот метод потенциально может решить многие неотложные задачи, стоящие перед бетонной промышленностью, такие как прогнозирование подходящего времени для снятия опалубки и последующего натяжения, особенно при низких температурах, когда рост прочности бетона затруднен; оптимизация рецептуры бетонной смеси и условий отверждения бетона (например, нагрев бетона при низких температурах или защита поверхности в жаркую и сухую погоду).Отсутствие точной оценки прочности на ранних этапах строительства имеет двоякий характер: подрядчики либо слишком долго ждут следующих действий (например, снятия опалубки), что дорого из-за задержек в завершении проекта, либо действуют преждевременно, что может привести к повреждению бетонной конструкции. трещина — это может привести к проблемам с долговечностью и производительностью в будущем — или даже к разрушению конструкции.

На большинстве строительных площадок образцы бетона, затвердевшего в полевых условиях, испытывают на прочность в течение первой недели после заливки бетона, чтобы принять решение о снятии опалубки.ASTM C873 предлагает метод испытаний для отлитых на месте цилиндрических образцов. Эти образцы могут быть удалены позже для измерения прочности бетона на сжатие в лаборатории. Обычно, если бетон достигает 75% от расчетной прочности, инженеры-конструкторы допускают разметку форм. Проблема, однако, в том, что для оценки прочности раздавливается только один образец. Это не обязательно точно. Этот метод ограничен использованием в горизонтальных и толстых бетонных элементах, таких как плиты. Кроме того, строительная бригада обычно находится на стройплощадке, ожидая результатов лабораторных исследований прочности на сжатие.Это увеличивает стоимость строительства, а ее неопределенность снижает эффективность строительства. Хотя существуют альтернативные методы, такие как проверка бетонной зрелости, существует традиционное сопротивление их использованию для большинства конкретных проектов. За исключением конкретных проектов, бетонная промышленность проявляет интерес к широко используемым испытаниям на прочность на сжатие. Это в основном связано с первоначальной стоимостью калибровки бетонной смеси для кривых зрелости и отсутствием опыта по установке датчиков температуры бетона, сбору и анализу данных.

Такие подходы к оценке прочности на сжатие могут привести к тому, что подрядчики по бетону будут принимать консервативные решения, столкнутся с более сложными техническими проблемами (например, задержка в снятии опалубки и ненужное длительное отверждение и защита поверхности) и тратить больше финансовых ресурсов.

В качестве неразрушающего контроля метод проверки зрелости бетона может быть подходящим кандидатом для заполнения этого пробела. По сравнению с большинством неразрушающих технологий на месте (например, молот Шмидта или скорость ультразвукового импульса) преимущество метода зрелости заключается в том, что процедура оценки прочности на сжатие будет объективной и качественной после построения кривой зрелости. и принят.

В этой технической статье описывается, как строится кривая зрелости и как она применяется для оценки прочности бетона на сжатие на месте.

Пожалуйста, посмотрите короткое видео о тестировании бетона на зрелость здесь.

Хотите узнать, как мы используем метод зрелости для наших беспроводных датчиков SmartRock? Прочтите все об этом здесь!

Каков принцип метода погашения?

Метод зрелости — это относительно простой подход для оценки прочности бетона на сжатие на месте, особенно в раннем возрасте менее 14 дней.После того, как кривая зрелости разработана в лаборатории для конкретного проекта, ее можно использовать для оценки прочности бетона на сжатие на месте в режиме реального времени.

Величина зрелости определяется фундаментальным предположением о том, что конкретная бетонная смесь, заливаемая в ходе конкретного проекта, имеет одинаковую прочность на сжатие при одинаковом «индексе зрелости». Это означает, что данная формула бетонной смеси или смесь, например, может достичь той же прочности на сжатие через 7 дней отверждения при 10 ° C, когда она отверждается при 25 ° C в течение 3 дней.

Метод зрелости, основанный на ASTM C1074, является наиболее часто используемым методом для оценки прочности бетона на месте. ASTM C1074 обеспечивает две функции зрелости: 1) функция медсестры-Сола; и 2) функция Аррениуса. Согласно методу медсестры-Сола, существует линейная зависимость между зрелостью и температурой в реальном времени. Основное предположение состоит в том, что рост прочности бетона является линейной функцией температуры гидратации. Уравнение 1 показывает взаимосвязь между зрелостью и температурой гидратации.

M (t) =? [(T _a -T ₀ ) x? T], уравнение 1

Где: M (t) — индекс зрелости в возрасте t; T _a — средняя температура за интервал времени? T; T ₀ — исходная температура. ASTM C1074 предоставляет стандартную процедуру для определения исходной температуры для конкретной конструкции смеси. Однако большинство предыдущих исследований предлагают практическую оценку исходной температуры, которая находится между 0 ° C и -10 ° C. Действительно, это температура, при которой прекращается гидратация вяжущего теста; следовательно, рост прочности бетона прекращается.Неопубликованные результаты Giatec Scientific Inc. показывают, что эта температура находится в диапазоне от 0 ° C до -5 ° C в зависимости от формулы бетонной смеси.

Второй подход — это функция Аррениуса, которая предполагает наличие экспоненциальной зависимости между прочностью на сжатие и температурой гидратации. Индекс зрелости определяется в форме эквивалентного возраста при эталонной температуре. Это означает, что фактический возраст должен быть приведен к эталонной температуре, чтобы оценить прочность на сжатие.Для этой функции требуется значение энергии активации, которое можно определить в соответствии с процедурой, подробно описанной в ASTM C1074.

Несмотря на то, что функция Аррениуса более точна с научной точки зрения, функция медсестры-Саула чаще используется в бетонной промышленности по следующим причинам:

1. Точность функции «Медсестра-Сол» достаточна для большинства полевых работ;
2. Функция медсестры-Саула относительно проще по сравнению с функцией Аррениуса.

Каким образом кривая зрелости – силы принимается с помощью функции «медсестра-Сол»?

Как подробно описано в ASTM C1074, существует пошаговое руководство для построения кривой зрелости и для оценки прочности на сжатие. Эти шаги описаны ниже.

Кривая зрелости-прочности представляет собой соотношение между индексом зрелости и прочностью на сжатие для конкретной конструкции бетонной смеси, принятой в лаборатории. Для этого необходимо отлить соответствующие цилиндрические образцы бетона, а затем хранить их в полуадиабатическом состоянии для отверждения.Определенное количество бетонных цилиндров (т. Е. Не менее двух бетонных образцов) должно быть оборудовано встроенными датчиками температуры для регистрации истории температуры гидратации. Прочность бетона на сжатие измеряется в возрасте 1, 3, 7, 14 и 28 дней.

Индекс зрелости рассчитывается во время испытаний на прочность с использованием уравнения 1. Затем будет построена лучшая кривая для данных прочности по сравнению с данными индекса зрелости. Следует отметить, что важно протестировать конструкцию бетонной смеси, которая будет такой же, как и в строительном проекте.Любые отклонения от первоначального состава смеси (например, соотношение воды и цемента, содержание цемента и т. Д.) Снизят точность метода определения зрелости для оценки прочности на сжатие.
После построения кривой зрелости и прочности ее можно использовать для оценки прочности бетона на месте с использованием истории температуры гидратации. Для этого необходимо регистрировать температурную историю бетонных элементов после заливки с помощью встроенных датчиков в местах, которые обычно являются критическими с точки зрения условий воздействия, отверждения и требований к конструкции.Для обеспечения точности кривой зрелости и прочности следует проводить регулярные тесты контроля качества. Эти средства управления сводят к минимуму любую ошибку в оценке прочности на месте из-за ограничений, присущих методу испытаний на зрелость бетона.
Некоторые из важных ограничений этого метода перечислены ниже:

• Бетон на месте не соответствует бетону, который использовался для калибровки в лаборатории. Это может быть из-за изменений в материалах, соотношении воды и цемента, содержании воздуха, методе дозирования и т. Д .;
• Бетон на месте укладывается неправильно, не уплотняется, не затвердевает и т. Д .;
• Очень высокие температуры в раннем возрасте могут привести к неточной оценке силы в более позднем возрасте;
• Использование исходной температуры (для функции медсестры-Саула), не репрезентативной для бетонной смеси, может привести к неправильной оценке прочности.

Было разработано несколько устройств для измерения зрелости, которые могут измерять температуру гидратации бетона в реальном времени. Большинство этих устройств, таких как Flir Intellirock, Command Center и Concure iDrop, могут рассчитывать индекс зрелости и прогнозировать прочность на сжатие, если построены кривая зрелости — прочности, исходная температура и любая необходимая информация. Большинство этих устройств включает датчик температуры, встроенный в бетонные элементы, который подключается к регистратору данных через электрический кабель.В качестве альтернативы, простая термопара может быть встроена в бетон для контроля температуры с помощью подключенного регистратора данных. Затем данные должны быть извлечены и использованы для расчета индекса созревания и использования его для оценки прочности бетона по кривой зрелости.

Стандарты

Метод зрелости широко стандартизирован и принят строительными нормами. В этом разделе приведены различные коды и стандарты, принятые в разных странах и регионах. Страны, которые не определяют зрелость в своем кодексе, обычно следуют стандартам ASTM.Есть также несколько стран, которые активно работают над стандартизацией или утверждением метода для их собственной стандартной практики.

США

ASTM C1074: Стандартная практика оценки прочности бетона по методу зрелости

ASTM C918: Стандартный метод испытаний для измерения прочности на сжатие в раннем возрасте и расчета прочности на сжатие в более позднем возрасте

ACI 318- 6.2: Требования Строительных норм для конструкционного бетона и комментарий

ACI 228.1R: Методы оценки прочности бетона на месте

ACI 306R: Руководство по бетонированию в холодную погоду

AASHTO T325: Стандартный метод испытаний для оценки прочности бетона при строительстве транспортных средств с помощью испытаний на зрелость.

DOT: Метод зрелости широко используется большинством DOT в США. По состоянию на январь 2018 года 29 штатов признают зрелость одним из методов тестирования в своих спецификациях. Список этих состояний представлен в Таблице 2-1. Спецификации в отношении изменений зрелости для каждого ДОТ, поскольку некоторые требуют использования метода зрелости, в то время как другие просто принимают его как альтернативу полевым образцам или используют его только для определенных приложений.Другие штаты в настоящее время внедряют метод для будущих пересмотров.

Канада

CSA A23.1 / A23.2: Бетонные материалы и методы бетонного строительства / Методы испытаний и стандартная практика для бетона

Южная Америка

NCH 170: Hormigon — Requisitos generals (Бетон — Общие требования)

Европа

Многие европейские страны допускают использование стоимости зрелости в качестве меры внутренней прочности, указав зрелость в своих собственных стандартах.Три стандарта, которые обычно используются в качестве руководства для измерения зрелости:

EN 206-1: 2002, Бетон — Часть 1: Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие

BS EN 13670: Выполнение бетонных конструкций

NEN 5970: Определение прочности свежего бетона методом взвешенной зрелости

Сравнение зрелости с другими методами оценки прочности

За исключением метода зрелости, все другие методы имеют некоторые ограничения в отношении применимого диапазона прочности на сжатие и / или места проведения испытаний.В таблице 1-1 представлены точность, простота использования и требуемые характеристики для различных методов контроля прочности на месте. Таблица 1-1 была адаптирована и изменена из ACI 288.1R; со времени последнего выпуска этого руководства ACI в 2003 г. В результате новые разработки в области технологий сделали большинство этих методов более простыми в использовании, в частности метод зрелости. Несмотря на то, что подрядчикам доступен широкий спектр методов измерения прочности на месте, в большинстве случаев предпочтительным методом по-прежнему являются испытания на разрыв.В последнее время метод зрелости приобрел большую популярность в Северной Америке, а также во всем мире, хотя и более медленными темпами. Это предпочтительный метод для самых разных проектов и приложений. В этой книге будут подробно обсуждаться различные аспекты метода зрелости, его применение и ограничения.

** Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в сентябре 2018 года и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

БЕСПЛАТНАЯ электронная книга

— Метод зрелости: руководство по прочности бетона

Когда дело доходит до выбора датчиков и оборудования для измерения температуры или зрелости бетона, у подрядчика есть много вариантов для выбора в зависимости от стоимости, точности и простоты использования, а также Конечно, насколько все эти соображения будут соответствовать потребностям и бюджету их проекта.Доступные на рынке измерительные системы подразделяются на следующие категории:

Бетонная термопара состоит из двух проводов из разных металлов, соединенных и скрученных вместе на одном конце для образования электрического спая. Существует зависящее от температуры напряжение, которое вырабатывается и измеряется внешним оборудованием, а затем используется для оценки температуры бетона.

Хотя термопары относительно недороги, они имеют ряд недостатков, которые делают их непригодными для использования, например:

Проводные регистраторы температуры и зрелости

Для устранения некоторых недостатков в системах на основе термопар были установлены проводные регистраторы температуры и зрелости. развитый.Эти регистраторы и измерители имеют электронную плату, которая содержит батарею размером с монету со встроенным термистором (обычно датчиком типа NTC) для измерения температуры. Измерения записываются и сохраняются на этой печатной плате с заранее заданными интервалами. Вся печатная плата полностью герметизирована с помощью соединительного провода, выходящего для загрузки измерений с использованием внешнего устройства по мере необходимости, в отличие от датчиков на основе термопар, которые необходимо всегда подключать к внешнему оборудованию для записи данных.

Провода, используемые для этих типов логгеров температуры / зрелости, более прочные по сравнению с термопарами, что снижает их вероятность повреждения на рабочем месте. Внешний блок также не подвержен потенциальным повреждениям в стесненной среде, поскольку он используется только при загрузке данных. Внешние устройства могут предлагать различные типы анализа данных в полевых условиях. Но для полного анализа и создания отчетов данные необходимо позже загрузить на компьютер.

Даже с некоторыми улучшениями от термопар, регистраторы температуры и зрелости проводов имеют некоторые недостатки, такие как:

• Нет электрического переключателя и всегда включены, что приводит к ограниченному сроку хранения
• Промышленный соединительный кабель делает датчики громоздкие и трудные в установке
• Провода должны быть помечены для идентификации после заливки и должны быть защищены на рабочем месте
• Трудно найти кабельный ввод в течение первых нескольких дней заливки

Проводные датчики для бетона с Внешний беспроводной передатчик

Использование проводных датчиков температуры и силы требует дорогостоящих регистраторов данных для получения этих данных.Человек должен найти каждый провод, подключенный к датчику, и получить результаты измерений с помощью логгеров. В результате провода часто повреждаются или режутся. Кроме того, регистраторы должны оставаться на месте, где они могут быть легко повреждены под воздействием влажности. При мониторинге температуры в различных точках для одной бетонной заливки провода собираются в одном месте для облегчения доступа. Однако это может создать проблемы с их идентификацией и маркировкой.

Кроме того, сборка термопар требует особого внимания к деталям! При неправильном подключении провода могут перекрещиваться в вилке и вызывать ошибки чтения.После регистрации данных эта информация должна быть синхронизирована с устройством, например ноутбуком или настольным компьютером, где она должна быть проанализирована опытным специалистом. Это может занять значительное количество рабочих часов, в зависимости от опыта.

Полностью встраиваемые беспроводные датчики бетона

Благодаря беспроводному датчику зрелости устройство полностью встраивается в арматурный стержень перед заливкой. Установка проста и удобна, без выступающих проводов. Данные собираются через Bluetooth на мобильном устройстве или планшете.Это устраняет необходимость в регистраторе данных. Благодаря SmartRock данные, собранные датчиками, обновляются каждые 15 минут и загружаются в приложение для iOS или Android. Эти данные, а также измерения, полученные во время калибровки смеси, используются для определения зрелости / прочности монолитного бетона в режиме реального времени. С помощью приложения SmartRock этими данными также можно легко поделиться с членами команды.

Следовательно, не требуется дополнительных трудозатрат, чтобы рассчитать, когда можно будет предпринять дальнейшие действия. Таким образом, неразрушающие беспроводные датчики температуры бетона и измерители зрелости, такие как SmartRock, были разработаны для бетонной промышленности с целью сокращения затрат на рабочую силу.Таким образом, эти беспроводные системы могут значительно повысить эффективность, требуемую в быстро развивающихся строительных проектах.

Узнайте больше о беспроводных и проводных датчиках здесь

Выбор подходящего измерителя зрелости для вашего рабочего места

Есть несколько вариантов приобретения датчика температуры / зрелости бетона для мониторинга твердения и твердения бетона в вашем бетонном проекте . Это дает подрядчикам широкий спектр вариантов выбора измерителя зрелости в зависимости от стоимости, точности и простоты использования.Посетите этот блог, чтобы просмотреть список различных имеющихся в продаже датчиков бетона, регистраторов температуры и измерителей зрелости.

ACI Метод определения зрелости бетона

Один из методов определения прочности бетона — определение зрелости бетона. Зрелость бетона определяется как сумма произведения возраста и температуры (отверждение).

Зрелость бетона = ∑ (время x температура)

Гидратация может происходить при минимальной температуре -10 ° C, ниже этой температуры кристаллы воды (лед) не вступают в реакцию с цементом.

Исходная температура = -10 ° C

Если дневная температура = 15 ° C, то

Температура отверждения = 15 — (- 10) = 25 ° C

Зрелость бетона после 28 дней выдержки при 25 ° C составляет

.

Срок погашения = 28 x 24 x (25 — (- 10)) = 23520 ° C час.

Бетон полностью созревает, когда он выдерживается при 18 ° C до 28 дней. Для обычного бетона зрелость должна быть не менее 19800 ° C ч

.

Прочность	А	Б
<17.5 МПа	10	70
17,5-35 МПа	21	61
35-52,5 МПа	32	52
52,5-70 МПа	43	43

(a) Данные, подлежащие сбору:

1. Модуль дисперсности выбранных F.А.
2. Удельный вес сухого крупного заполнителя.
3. Sp. плотность крупных и мелких заполнителей в состоянии SSD
4. Поглощающие характеристики как крупных, так и мелких заполнителей.
5. Удельный вес цемента.

(b) Исходя из указанной минимальной прочности, оцените среднюю расчетную прочность f ‘

_CR либо с помощью стандартного отклонения, либо с помощью коэффициента вариации.

• 30 последовательных тестов (1 тест = среднее для 2 цилиндров)
• Определить S = стандартное отклонение тестов
• f ‘CR = f’ C + 1.34 S
• f ‘CR = f’ C + 2,33 S — 500 (взять большее значение)

ГДЕ:

f ‘C = заданная проектная прочность бетона
f’ CR = требуемая средняя прочность на сжатие, используемая для выбора пропорций бетона

Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

Что такое зрелость бетона? | CE Construction Solutions

Рис. 1 Пример материалов, необходимых для процесса калибровки.Фото Giatec Scientific Inc.

Сравнение тестов на разрыв и датчиков зрелости

Если данные измерения прочности недостоверны, целостность конструкции находится под угрозой. Это сокращает жизненный цикл и снижает прочность элемента бетонной массы. Вот почему так важно получать точные и своевременные данные, которые позволят строителям приступить к демонтажу форм и последующему натяжению. Хотя использование испытаний на разрыв является обычной практикой в ​​строительной отрасли на протяжении десятилетий, это не означает, что это наиболее точный и надежный метод получения данных о прочности.

При эффективном измерении прочности на ранних этапах строительства подрядчики либо слишком долго ждут формования, что часто происходит из-за задержек с завершением проекта, либо действуют преждевременно при снятии бетонной опалубки, что способствует потенциальным проблемам с надежностью и производительностью.

Используя беспроводные датчики на месте, подрядчики могут собирать более точные данные и обеспечивать безопасность, эффективность и надежность их строительства. Информация собирается встроенными датчиками, которые измеряют температуру и прочность бетона в режиме реального времени.

Зачем переходить на метод погашения

Оказавшись на стройплощадке, инженерам нужно как можно больше знаний, чтобы помочь им принимать решения во время проекта. В течение первой недели на большинстве строительных площадок образцы бетона, затвердевшего в полевых условиях, проверяются на прочность в разном возрасте, чтобы определить, когда снимать опалубку. Как правило, если испытания на разрыв показывают, что бетон превышает 75% расчетной прочности, опалубку снимают, и проект продолжается.

Одна из проблем заключается в том, что цилиндры, подвергающиеся испытанию на разрыв, имеют гораздо меньший диаметр по сравнению с конструкцией или плитой на месте. В результате сохраняется меньше влаги, чем в фактическом конструкционном продукте, что делает образец не показательным по своей сути прочности на месте, а также вызывает небольшие изломы. Фактически, когда образцы для испытаний на разрыв отправляются в стороннюю лабораторию, строительная бригада остается на стройплощадке, ожидая результатов образцов, что добавляет дополнительные затраты на рабочую силу.

Для сравнения, идея зрелости — это последовательный метод, как неразрушающая стратегия оценки, которая может устранить догадки. Другие методы неразрушающего контроля на месте, используемые для оценки прочности, также менее надежны, чем опыт, например, методы молотка Шмидта или ультразвуковые методы измерения скорости импульса. Уравнение зрелости будет определять прочность на сжатие всей системы в объективных и количественных расчетах более точно, пока кривая зрелости не будет определена калибровкой бетонной смеси.

Повышение производительности труда на рабочем месте с помощью метода зрелости

Обычная практика испытаний цилиндров на разрыв не совсем точна и надежна. Использование метода зрелости позволяет руководителям проектов повысить эффективность работы на стройплощадке.

Датчики зрелости

будут предлагать инженерам данные в реальном времени, которые могут быть доступны на любом мобильном устройстве и распределены через облако для всех членов команды. Способность датчиков предоставлять быстрые результаты позволяет принимать хорошо информированные и эффективные решения на месте.Кроме того, значительно снижаются затраты на исследования и расходные материалы, так как вам не нужно ждать отчетов об испытаниях на поломку цилиндров. Это также устраняет необходимость использовать исследовательский центр для третьих лиц.

Различия между беспроводными и проводными датчиками

Беспроводные датчики

Инструмент полностью устанавливается на арматурный стержень перед заливкой с помощью беспроводного датчика зрелости. Установка без выступающих проводов проста и удобна. Данные собираются на мобильном устройстве или планшете через беспроводное соединение.Это устраняет необходимость в регистраторе данных. Благодаря SmartRock данные, собранные датчиком, обновляются каждые 15 минут и загружаются в приложение для iOS или Android. Эти данные, а также измерения, данные во время калибровки смеси, используются для определения зрелости / прочности монолитного бетона в реальном времени. Этими данными можно быстро поделиться с руководителями групп с помощью приложения SmartRock.

Проводные датчики

Для сбора этих данных требуются дорогостоящие регистраторы данных, использующие проводные датчики температуры и прочности.Каждый провод подключается к датчику, и измерения с помощью логгеров выполняет человек. Это также приводит к повреждению или обрезанию проводов. Кроме того, регистраторы должны оставаться на участке, где воздействие влажности может легко повредить им. Проволока собирается в одном месте для быстрого доступа при измерении температуры в разных местах для

Изменения в правилах со зрелостью бетона | Журнал Concrete Construction

В середине 1970-х годов более 65 человек погибли в результате двух трагических несчастных случаев на строительстве.В обоих случаях холодная погода задержала твердение бетонных элементов, а раннее снятие опалубки привело к разрушению бетона и арматурной стали. Эти трагедии привели к осознанию того, что зрелость бетона, первоначально разработанная в 1940-х годах, может быть использована для оценки процесса твердения бетонных элементов в холодную погоду.

Американский институт бетона (ACI) и ASTM определяют зрелость бетона как метод оценки развития прочности в строительстве, исходя из предположения, что образцы данной бетонной смеси достигают одинаковой прочности, если они достигают одинаковых значений индекса зрелости независимо от температурных изменений. .Сегодня конкретная зрелость предоставляет данные в реальном времени, которые позволяют конечному пользователю принимать более информированные и мгновенные решения.

За последние три десятилетия, благодаря усилиям подрядчиков по бетону, Федерального управления шоссейных дорог и DOT штатов, зрелость бетона снова стала методом обеспечения качества для ускоренного строительства дорожного покрытия, в частности, для определения того, когда это покрытие можно открыть для движение. Зрелость бетона нашла точку опоры, где производитель бетона и подрядчик могли использовать зрелость, чтобы заверить закупочное агентство, что бетонная смесь достигнет прочности прохождения потока в указанное время.Эта концепция повторялась в течение многих лет с небольшими сбоями.

Это подводит нас к сегодняшнему дню; Цель этой статьи — определить, можно ли использовать ту же зрелость бетона, которая используется для кратковременного повышения прочности, мер предосторожности в холодную погоду и быстрого строительства, для долгосрочной оценки прочности и в качестве дополнения к бетонным цилиндрам.

Кривые зрелости

Метод зрелости устанавливает взаимосвязь между прочностью, температурой и временем, которую можно использовать для оценки развития прочности (ASTM C 1074-11).Эта взаимосвязь основана на идее, что зрелость или развитие прочности данной бетонной смеси будет одинаковым независимо от температуры окружающей среды в течение времени, в течение которого она набирает прочность. Если предположить, что эти температуры не настолько экстремальны, чтобы оказывать вредное воздействие на процесс гидратации цемента, смесь, отвержденная в более горячей среде, быстрее достигнет такой же зрелости (и, следовательно, теоретически такой же прочности), как и у образцов, отвержденных в стандартная среда отверждения и намного быстрее, чем образцы, отверждаемые в более холодной среде, как показано выше.

В основе зрелости бетона лежит эмпирическая зависимость между прочностью бетона на сжатие и индексом зрелости. Эти соотношения получены путем испытания на прочность на сжатие лабораторных образцов, температурная история которых была измерена, записана до момента испытания и может быть сравнена позже со зрелостью бетона на рабочей площадке.

Реализация зрелости бетона

Реализация зрелости бетона может быть обременительной и дорогостоящей, но, несмотря на необходимые первоначальные затраты времени и ресурсов, зрелость бетона является бесценным методом оценки прочности на строительной площадке.Хотя зрелость бетона может дать конечному пользователю немедленные данные в реальном времени о развитии прочности конкретной бетонной смеси, процесс прогнозирования требует некоторых усилий. Пользователь должен выполнить следующие три этапа для каждого проекта бетонной смеси:

1. Разработайте соотношение прочности и зрелости для смеси
2. Поместите регистраторы зрелости в формы перед укладкой бетона
3. Используйте соответствующую модель для определения индекса зрелости

Давайте подробно рассмотрим каждый из них.

Разработка кривых зрелости

Зависимость прочности от зрелости разрабатывается с помощью лабораторных испытаний на прочность на сжатие используемой бетонной смеси. Кривая зрелости характерна для конкретной конструкции бетонной смеси. Когда производитель бетона вносит изменения в источник материала или конструкцию бетонной смеси, необходимо разработать новую кривую зрелости.

Частью лабораторных работ для кривой зрелости бетона является определение исходной температуры или эквивалентной энергии бетона.Сюда входят образцы раствора для заливки, отверждения и разрушения, которые представляют собой бетонную смесь, которая будет использоваться. Образцы раствора затвердевают при трех различных температурах и периодически ломаются в течение 32 дней. Эта практика позволяет нам определить минимальную температуру или энергию, необходимую для гидратации цемента.

Однако в большинстве случаев исходная температура и эквивалентная энергия принимаются конечным пользователем. Хотя такая практика обычно считается консервативным подходом к зрелости, она может привести к потере времени и денег на рабочем месте.А в некоторых случаях, особенно в долгосрочных приложениях зрелости, допущение неверных данных о зрелости может поставить под угрозу безопасность работников.

В качестве примера рассмотрим две бетонные смеси. Одна представляет собой классическую бетонную смесь для бордюров и водостоков с низким общим содержанием вяжущих материалов, а другая — смесь для дорожного покрытия для быстрой работы с гораздо более высоким общим содержанием цемента и высоким содержанием примесей для быстрого набора прочности. Бетон для быстрой укладки с более высоким содержанием вяжущего с большей вероятностью продолжит гидратация при более низких температурах, и, таким образом, исходная температура и энергия активации будут ниже для смеси для быстрой укладки, чем для бетона для бордюров и водостоков.

Но если вместо определения исходной температуры и энергии активации мы примем значение, которое может быть слишком низким или слишком высоким. Если оно слишком низкое, результатом будет набор рассчитанных конкретных значений зрелости, которые выше фактического значения, что может привести к тому, что мы будем извлекать наши формы слишком рано. Если предполагается более высокое значение, для достижения целевого срока погашения потребуется больше времени, что является консервативным, но также тратит время и деньги на ожидание увеличения силы, которое фактически уже было достигнуто.Поскольку целью созревания бетона является безопасное ускорение строительства, предполагаемые исходные температуры и энергии активации приводят к снижению надежности как краткосрочного, так и долгосрочного прогноза прочности.

Установка измерителей зрелости

Второй шаг в реализации программы зрелости — это прикрепление регистратора или измерителя зрелости бетона к опалубке, где должен быть размещен рассматриваемый бетон. Температурная история монолитного бетона, прочность которого должна быть оценена, записывается с момента укладки бетона до момента, когда мы хотим оценить прочность.Записанная температурная история используется для расчета индекса зрелости полевого бетона. Существует несколько различных типов регистраторов и измерителей срока погашения, которые будут рассмотрены в следующей статье.

Модели зрелости

Последний этап оценки силы

фигура 1

полевого бетона заключается в использовании соответствующей модели для расчета индекса зрелости и зависимости прочности от зрелости.Этот шаг может быть еще одним источником ошибок при использовании зрелости бетона для прогнозирования долговременной прочности. Используются две модели: температурно-временной фактор и эквивалентный возраст. При переходе с одной модели на другую достаточно просто изменить выбор

фигура 2 Рисунок 3

в раскрывающемся меню, большинство регистраторов зрелости по умолчанию используют температурно-временной фактор. Но для долгосрочного прогнозирования прочности кривые зрелости должны основываться на методе эквивалентного возраста, который лучше подходит для прогнозирования развития прочности бетона через 14 дней.Для развития прочности в течение 14 дней рекомендуется температурно-временной метод (наиболее распространенный метод).

Преимущества и ограничения

Зрелость бетона часто используется при критически важных строительных работах, таких как снятие опалубки и переборка; пост-натяжение сухожилий; прекращение защиты от холода; и открытие дорог для движения. Мы определили преимущества использования зрелости бетона для краткосрочного и долгосрочного прогнозирования прочности бетона, проведя исследование с участием бетонных и строительных организаций, которые использовали методы зрелости.

Из опроса мы обнаружили, что конечные пользователи предпочитают конкретную зрелость в качестве метода оценки, потому что это недорогой, повторяемый и простой в реализации процесс. И хотя традиционный метод заливки цилиндров дает представление о прочности бетона на заданных участках бетона, цилиндры предоставляют лишь ограниченную информацию о большей заливке бетона. Регистраторы и измерители срока погашения относительно просты в использовании и обслуживании, а загрузка данных в самых крайних случаях занимает не более пяти минут.Конечные пользователи могут включать регистраторы зрелости в нескольких местах, чтобы создать более подробный отчет о развитии прочности бетона на месте, контролировать критические области строительства и воспользоваться преимуществами раннего увеличения прочности для продвижения графика проекта.

Несмотря на потенциал зрелости бетона как неразрушающего метода прогнозирования, необходимо учитывать некоторые ограничения. Как указано в ASTM C 1074-11, вот три основных ограничения для реализации и использования бетона зрелости:

1. Бетон должен поддерживаться в состоянии, позволяющем гидратацию цемента.
2. Зрелость бетона не учитывает влияние температуры в раннем возрасте на долговременную прочность (см. Врезку Кена Ховера).
3. Зрелость бетона рекомендуется ASTM, ACI и другими только в качестве метода оценки. Зрелость бетона должна быть дополнена другими показателями потенциальной прочности бетонной смеси. Когда дело доходит до определения долгосрочной силы, от этой практики часто отказываются. Но конкретная зрелость никогда не задумывалась как отдельный метод прогнозирования для всех конкретных элементов на рабочей площадке.

Препятствия на пути

Одним из самых сложных препятствий, которые необходимо преодолеть при реализации программы зрелости, является стоимость разработки конкретных кривых зрелости. Регистраторы зрелости недорогие; но разработка кривых зрелости — дорогостоящий и сложный процесс, который необходимо выполнить за несколько месяцев до начала проекта. В конечном итоге стоимость разработки кривых зрелости бетона — это бремя, которое лежит между производителем бетона и генеральным подрядчиком.

Еще одним препятствием на пути к зрелости бетона является то, что это не прочность бетона.И хотя существует множество тематических исследований, подтверждающих эффективность созревания бетона в краткосрочной перспективе, гораздо реже оценивать долговременную прочность бетона с учетом зрелости. Независимо от того, считаете ли вы, что бетонные цилиндры являются точным отображением или нет, в отрасли больше доверяют бетонным цилиндрам и балкам, чем зрелости бетона при оценке длительной прочности.

Следующий шаг

Путь, по которому отрасль должна пройти, чтобы принять зрелость бетона, поскольку метод долгосрочного прогнозирования прочности включает несколько вопросов и действий.

• Используем ли мы правильный метод прогнозирования для долгосрочной оценки силы?
• Стоит ли использовать ящики для отверждения бетона?
• Сколько регистраторов данных необходимо на один объем бетона?
• Можем ли мы принять единую исходную температуру или энергию активации для всех бетонных смесей?
• Аннулируют ли колебания содержания компонентов бетона, разрешенные ASTM C 94, установленные кривые зрелости?

В настоящее время авторы, работая с производителями бетона, университетами и подрядчиками в Колорадо, начали пилотную программу на действующих рабочих местах, которая включает методы и устройства для созревания бетона.Эти результаты будут сравниваться с теориями, лежащими в основе этого метода прогнозирования прочности. В конечном счете, есть надежда, что пилотные программы подтвердят установленную практику и предложат пересмотреть некоторые из этих практик, если они неосуществимы в полевых условиях. Подробности этой работы будут опубликованы в следующей статье, в которой мы попытаемся показать, является ли зрелость бетона эффективным и реалистичным средством дополнения бетонных цилиндров на строительной площадке.

Джон Белковиц — директор по исследованиям и разработкам, Уитни Белковиц — генеральный директор и президент, а Дэвид Харрис, П.Э .. является главным инженером компании Intelligent Concrete в Эльберте, штат Колорадо. Для получения дополнительной информации посетите сайт intelligent-concrete.com.

Созревание бетона | Tecnosoft

В 2010 году, после скандала, связанного с обрушением общественных зданий в Абруццо во время землетрясения, Tecnosoft немедленно приступила к разработке метода мониторинга бетона, чтобы убедиться, что они не используют некачественный материал в строительстве и, следовательно, ставят под угрозу устойчивость зданий.Проект был представлен на выставке Shanghai Expo в рамках инициативы «Италия новаторов». Работа устройства была основана на датчике, который посредством диалога через Интернет с базой данных сравнивал данные со стандартными параметрами.

Если вы хотите узнать больше, прочтите статью Il Giorno, опубликованную в то время.

Сегодня мы сосредоточимся на датчиках, которые контролируют влажность и температуру. Благодаря инновационному BlueLOG RH можно контролировать эти два параметра в реальном времени.

Давайте узнаем более подробно, почему так важно контролировать твердение бетона.

Отверждение бетона

Отверждение бетона (также называемое созреванием бетона) — это фаза, на которой бетон приобретает свои окончательные характеристики сопротивления.

Это деликатный процесс, в котором очень важно поддерживать правильную температуру и влажность для получения максимального результата.

Прежде чем вдаваться в подробности, стоит сосредоточиться на том, о чем мы говорим.

Что такое бетон?

Бетон — это конгломерат, состоящий из 3 элементов:

1. Инертный материал, , например гравий или щебень, который составляет большую часть бетонной массы.
2. Цемент , с функцией связывания между собой различных фрагментов инертного материала.
3. Вода , активирующая вяжущие свойства цемента.

Поскольку вода естественным образом испаряется, бетон становится все тверже, становясь чрезвычайно устойчивым к сжатию и растяжению .Поэтому это основной строительный материал!

3 этапа жизни бетона

Бетон получают путем смешивания щебня, цемента и воды в различных пропорциях вручную или с помощью бетономешалки. После получения смеси бетон проходит 3 стадии:

1) Бросок . На этом этапе бетон все еще жидкий. Обычно его заливают в опалубку, которая представляет собой основу с деревянными или пластмассовыми сторонами, в которой бетон будет принимать форму после затвердевания.

2) Настройка . Бетон, залитый в опалубку, начинает твердеть, переходя из жидкого в полужидкое состояние. По окончании схватывания (обычно в течение нескольких часов) бетон становится твердым.

3) Созревание . Сразу после схватывания твердый бетон еще не достиг оптимальной твердости. На самом деле он все еще нежный и довольно мягкий. Фактически, его молекулы еще недостаточно связаны друг с другом. Чтобы достичь приемлемой степени прочности, необходимо дождаться созревания бетона.Согласно действующим нормам, 28 дней считается достаточным для созревания бетона при «стандартных» строительных работах. Однако это очень упрощенный взгляд на реальность: действительно необходимо учитывать множество переменных.

Время созревания бетона

Когда речь идет о времени отверждения бетона, прежде всего, мы должны знать, что с химической точки зрения процесс может занять годы.

Так почему же 28-дневный срок погашения считается прекрасным?

Это имеет смысл, потому что бетон твердение не является линейным .Фактически, материал достигает приемлемой степени твердости за относительно короткое время. На основании исследований, проведенных в лабораториях, установлено, что 28 дней достаточно, чтобы достичь 90% потенциальной твердости. В течение следующих нескольких лет материал продолжает медленно созревать и твердеть.

На диаграмме созревания бетона , следовательно, мы увидим кривую, которая быстро поднимается, а затем сглаживается по мере удаления от даты схватывания.

Ускоренное созревание бетона

Время отверждения 28 дней рассчитано для широко используемых бетонов.Однако с помощью некоторых технических мер или использования химических добавок можно сократить время созревания до 7 дней, а в некоторых случаях даже меньше.

Однако полученный цементный конгломерат менее устойчив, чем бетон, затвердевший в течение «стандартных» 28 дней.

Время затвердевания бетона: от чего оно зависит?

Отверждение бетона зависит от множества факторов:

Водоцементное соотношение

Бетоны с более высоким водным соотношением, чем цемент, легче обрабатываются , потому что молекулы цемента в растворе с водой более подвижны.С другой стороны, механическое сопротивление ниже .

Гидратация

Чем более равномерно гидратирован цемент, тем больше цемент твердеет. . Фактически, вода помогает молекулярным связям цемента. Чем больше капиллярное проникновение, тем сильнее бетон будет иметь тенденцию к прочному сцеплению с гравием и щебнем.

С другой стороны, плохо гидратированный цемент будет иметь меньше молекулярных связей. В результате он будет менее устойчивым.

Условия окружающей среды

Подсчитано, что оптимальная температура для затвердевания бетона колеблется в диапазоне от 18 ° C до 25 ° C .

Слишком высокая температура ускоряет процесс отверждения, но снижает твердость конгломерата. На самом деле воде нужно время, чтобы «активировать» связующие свойства цемента.

С другой стороны, слишком низкая температура замедляет процесс отверждения. Особенно важно обращать внимание на минусовые температуры.При этой температуре вода, содержащаяся в бетоне, превращается в лед, делая химические связи цемента нестабильными.

Влажность также играет очень важную роль. Обычно хорошая зрелость достигается при умеренной влажности воздуха . Избыток влаги замедляет естественное испарение воды из бетона, задерживая его созревание.

Вот почему особенно важно контролировать эти параметры с помощью логгеров строительных данных.

Мониторинг созревания бетона

Сегодня, совместно с партнерской компанией и большой международной группой, проект сертификации твердения цемента возвращается благодаря использованию BlueLOG RH для мониторинга температуры и влажности в реальном времени.

Откройте для себя все возможности этого инновационного регистратора данных

(PDF) Кривая зрелости для оценки прочности на месте высокоэффективного бетона

Номер уравнения (10), термическая история образцов бетона

и информация о полученных значениях прочности на сжатие

предоставляют исследователю полный набор данных

для развития кривой зрелости. В случае рассмотрения

данных была проведена регрессия данных по формулам (3), (4),

(6), (7), (8) и (9) (рис.9). Наиболее подходящей функцией

, подходящей во всем диапазоне, было уравнение степени

(8). Во всех случаях значение коэффициента детерминации

больше 0,97 (рис. 10, рис. 11).

Рис. 9. Регрессионный анализ кубической прочности

Рис. 10. Кривая зрелости, связанная с кубической прочностью

Рис. 11. Кривая зрелости, связанная с цилиндрической прочностью

4 Резюме

Прирост прочности во времени тесно связан с температура

в раннем возрасте, что было доказано в

при испытаниях раствора на твердение при 5, 24 и 35 ° C.После 14

дней прочность кубиков при 5 ° C была примерно на 7% ниже

, чем у других, и не наблюдалось кроссоверного эффекта.

Для соответствующего раствора константа скорости

оказалась надежной только

для нелинейного анализа. Если соотношение между обратным временем

и взаимной силой немного нелинейно

из-за эффекта раннего возраста, тогда ошибка может быть

довольно большой. Таким образом, линейная регрессия не выполняется.

Наконец, энергия активации для рассматриваемого бетона

составила 38400 моль / К.

Целью данного исследования была оценка прочности бетона раннего возраста

, необходимой для предварительного напряжения

элементов надстройки (45 МПа для кубической прочности и 36 МПа для

цилиндрической прочности). Рассматриваемый бетон

характеризовался быстрым ростом прочности, таким образом, в этом случае

начальная фаза кривой зрелости была наиболее важной

.Для описания отношения прочности и зрелости

бетона C 60/75 использовалось уравнение мощности, предложенное авторами

. Эта формула действовала на протяжении всего периода

для низкого и высокого значения индекса зрелости.

Кривая мощности также является наиболее близким к кривой

Freiesleben решением. Кривая логарифма Пахаря и предложенная экспоненциальная кривая

следует использовать с осторожностью, поскольку она не дает правильных результатов в конечном диапазоне

.Принимая во внимание широкий спектр

добавок, добавок и различных типов цемента, каждый

бетона требует индивидуального подхода [28-30] Интересным вопросом

будет анализ легкого бетона

[31-33] с использованием метода погашения.

Ссылки

1. J. Chróścielewski, A. Mariak, A. Sabik, B. Meronk,

K. Wilde, Adv. Sci. Technol. Res. J., 10, 254-262,

(2016)

2.A. Mariak, J. Chróścielewski, K. Wilde, Shell

Structures: Theory and Applications, 4, 557-560

(2018)

3. S. G. Bergström, Mag. Concr. Res., 5, 61-66 (1953)

4. NJ Carino, Влияние температуры на прочность —

Отношение зрелости раствора, Национальное бюро стандартов

, (1981)

5. B. Klemczak, Modelowanie efektów termiczno-

wilgotnościowych i Mechanicznych w betonowych

konstrukcjach masywnych.Wydawnictwo

Politechniki ląskiej, Gliwice, на польском языке, (2008)

6. JE Jonasson, P. Groth, H. Hedlund, International

Симпозиум «Термические трещины в бетоне в начале

Ages», Мюнхен, 45–52 (1994) )

7. П. Витаковски, Termodynamiczna teoria

dojrzewania. Zastosowanie do konstrukcji

masywnych z betonu. Politechnika Krakowska,

Zeszyt Naukowy nr 1, Kraków, на польском языке, (1998)

8. M.Kaszyńska, S. Skibicki, 3rd World

Междисциплинарный симпозиум наук о Земле

(WMESS), 95 (2017)

9. Б. Клемчак, К. Флага, А. Кноппик-Вробель,

ACME, 17, 1, 75-95 (2017)

10. EN 13670: 2011 Выполнение бетонных конструкций

11. M. Miśkiewicz, Ł. Пыжовски, К. Уайлд, О. Митрош,

Polish Maritime Research, 24, 149-155 (2017)

12. Ł. Pyrzowski, M. Miśkiewicz, J. Chróścielewski,

Polish Maritime Research, 24, 182-187 (2017)

6

MATEC Web of Conferences 262, 06007 (2019) https: // doi.