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

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.

График набора прочности 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.

Что представляет собой процесс твердения бетона

Ниже перечислены особенности, характерные для бетона:

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах.

  1. Чем ниже уровень температуры внешней среды, тем медленней твердеет состав и нарастает его прочность.
  2. Если температура не превышает нулевую отметку по Цельсию, то вода в составе начинает замерзать, а твердение смеси уже не происходит. Повышение уровня температуры влечет за собой возобновление твердения.
  3. Влажность среды позволяет всей строительной массе приобретать более высокую прочность, чем в процессе затвердевания бетона вне помещения.
  4. Процесс схватывания бетона может стать замедленным и практически непрерывным при отсутствии влаги, так как именно она необходима в первую очередь при гидратации цемента.
  5. Если температура повышается до 80-90°С, то происходит значительное увеличение скорости процесса нарастания прочности в условиях максимальной влажности.

Пар высокого давления позволяет пропаривать смесь автоклавным способом, что осуществляется только при создании соответствующих условий.

Набор прочности бетона - это непостоянная величина. Если твердение бетона происходит в нормальных условиях, то набор прочности начинается через одну-две недели, что составляет от 60 до 70% от того уровня прочности, который набирается за 28 дней. Далее он продолжается, но очень медленно. С момента, когда была произведена заливка раствора, затвердевание бетона является максимальным.

При правильном течении процесса гидратации должны соблюдаться определенные условия. Уровень влажности должен составлять от 90 до 100%, а температуры - от 18 до 20°С. При нарушении данных условий может произойти изменение времени застывания состава.

Переход воды при отрицательных температурах в твердое состояние вызывает в результате промерзания бетона давление кристаллов льда на массу частиц цемента, что может снижать качество состава.

Таблица соответствия марок и классов бетона

Таблица соответствия марок и классов бетона.

Смесь начинает затвердевать и при низком уровне влажности. Это вызвано прекращением поступления влаги, что требуется для гидратации цемента.

Если для конструкции характерны идеальные условия, то гидратация возобновляется. Когда подходит к концу уже вторая неделя, то смесь уже имеет прочность, составляющую 80% от основной первоначальной прочности. После этого ее набор замедляется.

На практике по истечении 28 дней завершение набора прочности не происходит, поскольку длительность данного процесса может составлять несколько лет. Когда смесь достигает трехлетнего возраста, то его прочность соответствует 200-250% от величины, характерной для возраста бетона, равного 28 суткам.

Никто не может дать однозначного ответа на вопрос о длительности процессов твердения смеси. Все зависит от той нагрузки, которая запланирована для той или иной конструкции.

Как осуществляют испытания

Например, если планируется строительство забора из металлического сайдинга либо досок, то для его возведения будет достаточно устройства бетонного ленточного фундамента. Если требуется начать строительство дома на бетонном фундаменте, то без помощи специалиста высокой квалификации здесь не обойтись. Процесс набора прочности в зависимости от температуры показан на рисунке (ИЗОБРАЖЕНИЕ 1).

Таблица набора прочности бетона

Изображение 2. Таблица набора прочности бетона.

Марочная прочность, которая набрана за 28 суток, на рисунке взята за 100%. Оценка класса бетона производится спустя 28 суток. Осуществление процесса испытаний возможно с использованием образцов, имеющих стандартную кубическую форму. Сторона куба при этом может составлять 15 см. Температура, позволяющая выдержать образец, должна достигать 20°С, а относительная влажность колебаться в пределах 95%. Хранить смесь в виде испытуемых образцов можно в камере нормального хранения в нормальных условиях.

Если уровень температуры твердения отклоняется от нормального в наибольшую сторону, то созревание бетона будет осуществляться в условиях повышенной температуры. Если происходит ее отклонение к наименьшей стороне, то твердение бетона может предполагать сниженную температуру.

В таблице (ИЗОБРАЖЕНИЕ 2) отражена информация, связанная с набором прочности бетонного состава, имеющего марку от М200 до М300, изготавливаемого на основе портландцемента, маркой М-400 или М-500, за первые прошедшие 28 суток, что определяется среднесуточной температурой.

https://youtu.be/Uu5hfcOLqfM

Способы заливки бетона при повышенных температурах

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

  1. Соотношение воды с цементом.
  2. Уровень уплотнения смеси.
  3. Тип цемента, необходимый при производстве раствора.
  4. Определенная температура, которая характерна в процессе твердения бетона.
Таблица критической прочности для разных марок бетона

Таблица критической прочности для разных марок бетона.

В подавляющем большинстве случаев, связанных с осуществлением работ с использованием раствора бетона, влияние атмосферных условий может быть слишком далеким от идеальных, поэтому необходимо принятие дополнительных мер. Когда заливка раствора осуществляется в холодный период, то отрицательные температуры требуют обеспечения прогрева смеси.

С этой целью можно применять ряд различных способов. Среди них можно выделить процесс прогрева бетона с применением электрических проводов. При этом заливку раствора делают, используя теплую опалубку. Для предотвращения процесса кристаллизации воды зимой в бетон производится ввод соответствующих антиморозных присадок.

В зимних условиях иногда может быть использован способ, который предполагает гидратацию цемента. С этой целью в бетон добавляют противоморозные вещества в небольших количествах. Температура при заливке смеси должна составлять не менее -15°С. Данные условия связаны с быстрым замерзанием воды и прекращением процесса гидратации, возобновление которого происходит только в весенний период. Применение данного метода способно приводить к процессу снижения качества бетонной конструкции.

Другое экстремальное условие связано с повышенным уровнем температуры окружающего воздуха. Данный случай позволяет увлажнять застывающий раствор. При этом после поливания раствора водой бетон должен быть укрыт специальной пленкой и слоем состава, который имеет битумную основу. Созревание бетона требует осуществления контроля над изменением объема смеси. Превышение в процентах не должно составлять 1% от первоначального уровня показателя.

https://youtu.be/9trt7cLT4iE

Отсутствие усадки при этом является идеальным моментом, хотя на практике это не всегда становится возможным. При изменении объемов, которое имеет практическое значение, возможно применение специальных мер, далеко не всегда являющихся эффективными. Если времени на процесс высыхания бетона недостаточно, то на заливке могут появиться трещины, которые способны вызвать понижение прочности всей строительной конструкции.

The main property of the concrete mixture defines a set of concrete strength, reflecting the qualitative state of the monolithic structure. Since it is in relationship to the structure of the building material, the curing can be divided into two steps related to grasp and concrete solidification. For the latter, characterized by the physicochemical properties of the resulting cement reaction with water. The code being formed of concrete, the cement hydration causes the formation of other compounds.

Driving concrete preparation

Driving preparation of concrete.

How is the set of concrete strength

Grasp the composition may occur in the first days since as the consistency was made from cement and water. its setting time is directly dependent on the air temperature. If it is 20 ? C, it may take about one hour. Since the process of the concrete pour is not instantaneous, but rather a long-term, is to set the strength of the material can take several months.

Often the cement setting occurs after about two hours from the moment the shutter was a mortar, and the final process can begin approximately three hours later. Therefore, in this step may help concrete curing accelerator.

Schedule a set of concrete strength

Image 1. Schedule a set of concrete strength.

Starting this step can be postponed by reducing the temperature level, and its length increases significantly. If the temperature level is 0 ? C, the start phase may occur after curing of 6 to 10 hours after the occurrence of mixing the mixture. However, this process can drag on for 15-20 hours. If too high a temperature, the setting time of concrete can be reduced, it will be about 10-20 minutes.

Concrete Curing involves the fact that the composition should be moving all the time, which allows to influence the mix. Thixotropic mechanism associated with a decrease in the viscosity of the substance in terms of mechanical action on it, that is, concrete batch mixing, which is not fully grasped, curing and drying process of the concrete does not start. This property is taken into account in the process of delivery of a solution to the mixer, because the composition must be mixed with a mixer that allows to maintain all its important properties.

Rotation of the mixer impedes drying machines cement slurry, not allowing the mixture to harden long enough. It is also possible the development of irreversible consequences, which are called "welding" of concrete, and this reduces its useful properties. This process can take place in the summer especially quickly.

What is the concrete hardening process

Listed below are the features characteristic of the concrete:

The relative strength of the concrete at different times at different hardening temperatures

The relative strength of the concrete at different times at different curing temperatures.

  1. The lower the ambient temperature, the slower the composition hardens and increases its strength.
  2. If the temperature is below zero Celsius mark, the water begins to freeze in the composition, and curing the mixture no longer occurs. Increasing the temperature level result in a resumption of hardening.
  3. Humidity environment allows the entire weight of the construction acquire a higher strength than the concrete curing process is facilities.
  4. Concrete curing process may be substantially continuous and sustained in the absence of moisture, since it is necessary in the first place during cement hydration.
  5. If the temperature rises to 80-90 ? C, then there is a significant increase in the rate of increase of the process in terms of maximum strength humidity.

High pressure steam allows steam thoroughly mix autoclave method that is carried out only when you create the appropriate conditions.

A set of concrete strength - is changeable quantity. If concrete hardening occurs under normal conditions, then curing begins within one to two weeks, which is 60 to 70% of the level of strength that is dialed for 28 days. Then he continues, but very slowly. From the moment when the grouting was carried out, concrete hardening is maximized.

With proper hydration during the process must comply with certain conditions. The moisture level should be from 90 to 100%, and temperature - from 18 to 20 ? C. If any of these conditions change in the time of hardening the composition may occur.

Moving water at low temperatures in the solid state is a result of the freezing of ice crystals concrete pressure on the cement weight of the particles, which may reduce the quality of composition.

Table of conformity marks and concrete classes

Table of conformity marks and concrete classes.

The mixture begins to harden and low humidity. This is due to the termination of the ingress of moisture, which is required for the hydration of the cement.

If the design is characterized by ideal conditions, the hydration is resumed. When coming to the end of the second week, the mixture already has a strength of 80% of the basic original strength. It is then set retarded.

In practice, after 28 days of the completion of curing does not occur, because the duration of the process may be several years. When the mixture reaches the age of three, his strength corresponds to 200-250% of the characteristic of the concrete age of 28 days.

No one can give a clear answer to the question of the duration of the process of hardening of the mixture. It all depends on one load, which is scheduled for a particular design.

How the test is performed

For example, if you plan to build a fence of metal siding or boards, then it will be enough erection devices concrete strip foundation. If you want to start building a house on a concrete foundation, without the assistance of qualified professionals can not do. Curing process according to the temperature shown in the figure (IMAGE 1).

Table set of concrete strength

Image 2. Table set of concrete strength.

Branded strength, who scored at least 28 days, the figure is taken as 100%. Evaluation of concrete class is made after 28 days. Implementation of the process may test using samples having standard cubic shape. cube Party there may be 15 cm. The temperature to withstand the sample should reach 20 ? C and the relative humidity to fluctuate within 95%. Store mixture in a test sample can be a normal cell storage under normal conditions.

If the level of curing temperature deviates from the normal to the largest side, the maturation of the concrete will be done at an elevated temperature. If there is a deviation in its smallest side, the concrete curing may involve a reduced temperature.

The table (Figure 2) reflect the information associated with a set of concrete strength composition having a brand of M200 to M300, manufactured on the basis of Portland cement grade M-400 or M-500, in the first 28 days of the past, which is determined by the average daily temperature.

https://youtu.be/Uu5hfcOLqfM

Methods for pouring concrete at elevated temperatures

Among the many factors that influence the strength of the solution set of the concrete, to a greater extent are the following:

  1. The ratio of water to cement.
  2. mixture seal level.
  3. Type of cement required in the production of the solution.
  4. A certain temperature that is characteristic of the process of hardening concrete.
Table critical strength for various brands of concrete

Table critical strength for different grades of concrete.

In the majority of cases related to the implementation of works using concrete solution, the influence of atmospheric conditions may be too far from ideal, so additional measures necessary. When grouting is carried out in the cold season, the negative temperature require providing warm mixture.

For this purpose it is possible to use a number of different ways. Among them are the heating concrete process using electrical wires. This solution makes the fill and warm the formwork. To prevent the water of crystallization in winter concrete is produced corresponding input antimoroznyh additives.

In winter conditions can sometimes be used in a method which involves hydration of the cement. To this end, in the concrete antifreeze agent added in small amounts. The temperature when filling mixture should not be less than -15 ? C. These conditions are associated with the rapid freezing of water and termination of the hydration process, the resumption of which occurs only in the spring. Application of this method is able to lead the process of reducing the quality of the concrete structure.

Other extreme conditions associated with elevated ambient temperature. This case allows you to moisten the solidifying solution. In this solution with water after pouring the concrete to be covered with a special composition and film layer which has a bitumen base. Maturation of the concrete requires a change in control of the volume of the mixture. The excess percentage shall not constitute 1% of the initial level of the indicator.

https://youtu.be/9trt7cLT4iE

The absence of shrinkage in this case is the perfect moment, although in practice this is not always it is possible. When you change the volume, which is of practical importance, the application of special measures, which are not always effective. If the time for concrete the drying process is not enough, then filling may cause cracks that can cause a drop in the strength of the entire building structure.

Головне властивість бетонної суміші визначає набір міцності бетону, що відображає якісний стан монолітної конструкції. Оскільки вона перебуває у взаємозв'язку зі структурою даного будівельного матеріалу, то набір міцності можна поділити на два кроки, пов'язаних зі схоплюванням і затвердіння бетону. Для останнього характерна наявність фізико-хімічних властивостей, що виникають при взаємодії цементу з водою. Коду йде формування бетону, то гідратація цементу викликає утворення інших сполук.

Схема приготування бетону

Схема приготування бетону.

Як відбувається набір міцності бетону

Схоплювання складу може статися в перші дні з того моменту, як була виготовлена консистенція з цементу і води. Час її схоплювання знаходиться в прямій залежності від температури повітря. Якщо вона становить 20 ° С, то може знадобитися близько однієї години. Оскільки процес застигання бетону не миттєвий, а досить довготривалий, то для набору міцності матеріалу може знадобитися кілька місяців.

Найчастіше схоплювання цементу відбувається приблизно через близько двох годин з того моменту, як був зачинений цементний розчин, а остаточний процес може початися приблизно через три години. Тому на даній стадії може допомогти прискорювач схоплювання бетону.

Графік набору міцності бетону

Зображення 1. Графік набору міцності бетону.

Початок цій стадії може бути відсунуто в результаті зниження температурного рівня, а її тривалість істотно зростає. Якщо рівень температури повітря становить 0 ° С, то початок етапу схоплювання може статися через від 6 до 10 годин після того, як відбулося зачиннення суміші. При цьому даний процес здатний розтягнутися на 15-20 годин. Якщо температури завищені, то період схоплювання бетону може бути скорочений, що складе близько 10-20 хв.

Схоплювання бетону передбачає те, що даний склад повинен залишатися рухомим весь період, що дозволяє впливати на суміш. Механізм тиксотропії, пов'язаний зі зменшенням в'язкості субстанції в умовах механічного впливу на неї, тобто періодичного змішування бетону, який схопився в повному обсязі, твердіння і процес висихання бетону не починаються. Дана властивість враховують в процесі доставки розчину на бетоносмесителе, оскільки склад при цьому повинен перемішуватися в міксері, що дозволяє зберігати всі його важливі властивості.

Обертання міксера машини перешкоджає висиханню цементного розчину, не дозволяючи твердеть суміші досить довго. Можливо і розвиток незворотних наслідків, які називають "зварюванням" бетону, а це знижує його корисні властивості. Даний процес особливо швидко може відбуватися влітку.

Що являє собою процес затвердіння бетону

Нижче перераховані особливості, характерні для бетону:

Відносна міцність бетону в різні терміни твердіння при різних температурах

Відносна міцність бетону в різні терміни твердіння при різних температурах.

  1. Чим нижче рівень температури зовнішнього середовища, тим повільніше твердне склад і наростає його міцність.
  2. Якщо температура не перевищує нульову позначку за Цельсієм, то вода в складі починає замерзати, а твердіння суміші вже не відбувається. Підвищення рівня температури тягне за собою відновлення твердіння.
  3. Вологість середовища дозволяє всієї будівельної масі купувати більш високу міцність, ніж в процесі затвердіння бетону поза приміщенням.
  4. Процес схоплювання бетону може стати уповільненим і практично безперервним при відсутності вологи, так як саме вона необхідна в першу чергу при гідратації цементу.
  5. Якщо температура підвищується до 80-90 ° С, то відбувається значне збільшення швидкості процесу наростання міцності в умовах максимальної вологості.

Пар високого тиску дозволяє пропарювати суміш автоклавним способом, що здійснюється тільки при створенні відповідних умов.

Набір міцності бетону - це непостійна величина. Якщо твердіння бетону відбувається в нормальних умовах, то набір міцності починається через один-два тижні, що становить від 60 до 70% від того рівня міцності, який набирається за 28 днів. Далі він триває, але дуже повільно. З моменту, коли була зроблена заливка розчину, затвердіння бетону є максимальним.

При правильному перебігу процесу гідратації повинні дотримуватися певні умови. Рівень вологості повинен складати від 90 до 100%, а температури - від 18 до 20 ° С. При порушенні цих умов може відбутися зміна часу застигання складу.

Перехід води при негативних температурах в твердий стан викликає в результаті промерзання бетону тиск кристалів льоду на масу частинок цементу, що може знижувати якість складу.

Таблиця відповідності марок і класів бетону

Таблиця відповідності марок і класів бетону.

Суміш починає укріпляти і при низькому рівні вологості. Це викликано припиненням надходження вологи, що потрібно для гідратації цементу.

Якщо для конструкції характерні ідеальні умови, то гідратація поновлюється. Коли добігає кінця вже другий тиждень, то суміш вже має міцність, складову 80% від основної початкової міцності. Після цього її набір сповільнюється.

На практиці після закінчення 28 днів завершення набору міцності не відбувається, оскільки тривалість даного процесу може становити кілька років. Коли суміш досягає трирічного віку, то його міцність відповідає 200-250% від величини, характерної для віку бетону, рівного 28 діб.

Ніхто не може дати однозначної відповіді на питання про тривалість процесів твердіння суміші. Все залежить від того навантаження, яка запланована для тієї чи іншої конструкції.

Як здійснюють випробування

Наприклад, якщо планується будівництво паркану з металевого сайдингу, або дощок, то для його зведення буде досить влаштування бетонної стрічкового фундаменту. Якщо потрібно почати будівництво будинку на бетонному фундаменті, то без допомоги фахівця високої кваліфікації тут не обійтися. Процес набору міцності в залежності від температури показаний на малюнку (ЗОБРАЖЕННЯ 1).

Таблиця набору міцності бетону

Зображення 2. Таблиця набору міцності бетону.

Маркова міцність, яка набрана за 28 діб, на малюнку взята за 100%. Оцінка класу бетону проводиться через 28 діб. Здійснення процесу випробувань можливо з використанням зразків, що мають стандартну кубічну форму. Сторона куба при цьому може становити 15 см. Температура, що дозволяє витримати зразок, повинна досягати 20 ° С, а відносна вологість коливатися в межах 95%. Зберігати суміш у вигляді випробовуваних зразків можна в камері нормального зберігання в нормальних умовах.

Якщо рівень температури твердіння відхиляється від нормального в найбільшу сторону, то дозрівання бетону буде здійснюватися в умовах підвищеної температури. Якщо відбувається її відхилення до найменшої стороні, то тверднення бетону може припускати знижену температуру.

У таблиці (ЗОБРАЖЕННЯ 2) відображена інформація, пов'язана з набором міцності бетонного складу, що має марку від М200 до М300, що виготовляється на основі портландцементу, маркою М-400 або М-500, за перші минулі 28 діб, що визначається середньодобовою температурою.

https://youtu.be/Uu5hfcOLqfM

Способи заливки бетону при підвищених температурах

Серед багатьох чинників, що впливають на набір міцності бетонного розчину, в більшій мірі можна відзначити наступні:

  1. Співвідношення води з цементом.
  2. Рівень ущільнення суміші.
  3. Тип цементу, необхідний при виробництві розчину.
  4. Певна температура, яка характерна в процесі твердіння бетону.
Таблиця критичної міцності для різних марок бетону

Таблиця критичної міцності для різних марок бетону.

У переважній більшості випадків, пов'язаних із здійсненням робіт з використанням розчину бетону, вплив атмосферних умов може бути занадто далеким від ідеальних, тому необхідно вжити додаткових заходів. Коли заливка розчину здійснюється в холодний період, то негативні температури вимагають забезпечення прогріву суміші.

З цією метою можна застосовувати ряд різних способів. Серед них можна виділити процес прогріву бетону із застосуванням електричних проводів. При цьому заливку розчину роблять, використовуючи теплу опалубку. Для запобігання процесу кристалізації води взимку в бетон проводиться введення відповідних антиморозних присадок.

У зимових умовах іноді може бути використаний спосіб, який передбачає гідратацію цементу. З цією метою в бетон додають протиморозні речовини в невеликих кількостях. Температура при заливці суміші повинна становити не менше 15 ° С. Дані умови пов'язані з швидким замерзанням води і припиненням процесу гідратації, відновлення якого відбувається тільки в весняний період. Застосування даного методу здатне приводити до процесу зниження якості бетонної конструкції.

Інша екстремальне умова пов'язана з підвищеним рівнем температури навколишнього повітря. Даний випадок дозволяє зволожувати застигає розчин. При цьому після поливання розчину водою бетон повинен бути укритий спеціальною плівкою і шаром складу, який має бітумну основу. Дозрівання бетону вимагає здійснення контролю над зміною обсягу суміші. Перевищення в процентах не повинно становити 1% від початкового рівня показника.

https://youtu.be/9trt7cLT4iE

Відсутність усадки при цьому є ідеальним моментом, хоча на практиці це не завжди стає можливим. При зміні обсягів, яке має практичне значення, можливе застосування спеціальних заходів, далеко не завжди є ефективними. Якщо часу на процес висихання бетону недостатньо, то на заливці можуть з'явитися тріщини, які здатні викликати зниження міцності всієї будівельної конструкції.


» » » Технология набора прочности бетона в процессе выполнения строительных работ