Влияние на схватываемость
Для получения оптимального показателя скорости схватывания материала в его состав, вместе с основными компонентами бетона, вводятся добавки: ускорители и замедлители. Применение добавок регламентирует ГОСТ 24211-2008.
Ускорители ускоряют скорость схватывания марки М200 на 20-30%. Самый простой и бюджетный ускоритель — хлористый кальций. Замедлители применяются для снижения скорости схватывания, например, при выполнении монолитных работ в жару. Популярные замедлители — нитрилотриметиленфосфоновая кислота и цитрат натрия. Благодаря использованию добавок спрогнозировать время схватывания бетона В15 можно с точностью до 90%.
Сколько времени требуется на застывание
Точно ответить на вопрос, сколько застывает бетон в опалубке – нельзя. Обычно строители ориентируются на показатели из ГОСТа – 28 дней со дня заливки. Это расчетное время, за которое состав может набрать относительную прочность для последующего строительства.
Обратите внимание, что в первый месяц состав очень капризный. Время затвердевания бетона может заметно увеличиваться, в случае какого-либо воздействия
Срок твердения бетона без добавок
Гидратация чистого бетона (цемент + песок) в нормальных условиях зависит от класса. Ниже представлена таблица времени, на которые можно ориентироваться.
Во многом на то, сколько застывает цемент, влияют 3 переменных: сезонность, трамбовка и состав.
Сезон
В зависимости от сезона меняются и условия окружающей среды. Влажным летом состав затвердевает намного быстрее, т.к, вода может свободно выходить из состава. Зимой, когда влага в воздухе замораживается, а температура падает ниже 0, процесс твердения может затянуться на 2-3 месяца.
Трамбовка
Трамбовка – это усадка бетонного состава в опалубке. Т.е. максимально плотная укладка, что способствует более быстрой реакции гидратации.
Наиболее эффективной считается вибрационная трамбовка. В этом случае из толщи заливки уходит лишний воздух, а ненужная влага поднимается наверх. Это способствует более быстрому схватыванию даже в неблагоприятных условиях.
Состав
Различные добавки могут менять время выхода воды. Например, керамзит и другие пористые материалы могут впитывать влагу, что резко замедляет ее выход. Обычный щебень или песок напротив ускоряют этот процесс.
Также на это влияют и пластификаторы. Например, жидкое мыло, ПВА и бетонит также связывают воду, что замедляет испарение влаги. К тому же они усложняют реакцию цементации.
Суть процесса «высыхания» бетона
На самом деле расхожее выражение «сохнет бетон» — это не простой процесс удаления влаги из данного строительного материала. На протяжении 4 недель в бетоне происходит химический процесс гидрогенизации, во время которого он получает необходимую прочность (по истечении этого времени бетон становится только прочнее). То есть наличие влаги в бетоне во время застывания — это необходимость для приобретения им своего ценного свойства — сопротивления на сжатие. Именно поэтому нельзя допускать его быстрого высыхания, нужно исключать возможные сквозняки и смачивать его водой при необходимости.
Можно принять к сведению, что прочность бетона во времени после заливки фундамента в среднем такова:
Сравнение сухой и цементой стяжек.
- через 1 сутки — 30%;
- после 3 суток — 50%;
- через 1 неделю — 70%;
- после 28 дней правильной сушки — 100% показатель нормы для проведения дальнейших работ.
Понятно, что качественная бетонная стяжка выдерживается столько же времени, сколько сохнет фундамент из бетона для достижения прочности, то есть 28 дней. Но неужели нужно ждать целый месяц для продолжения ремонта пола? Нет, не обязательно. Но достигается компромисс между временем высыхания и, соответственно, качеством бетона стяжки. Например, если после устройства стяжки через неделю прочность доходит до 70%, то этот показатель вполне достаточен для основания пола по сравнению с фундаментом
И в этом случае обращается внимание на влажность бетона. Она вредит ряду строительных отделочных материалов: паркету, линолеуму, ламинату, строительной доске, ковролину и др
Влажность может стать причиной плохой проклейки этих материалов (в случае применения клея). Таким образом, перед покрытием пола материалами, не терпящими воду, необходимо определиться с влажностью бетонной стяжки. Для решения проблемы применяется следующая методика.
Ускорители схватывания цемента
В зависимости от конкретных условий строительства и ремонта застройщику необходимо ускорить начало и период времени схватывания. Например, близится холодное время года и стоит задача максимально ускорить все виды строительных работ, Ускорить схватывание цемента можно с помощью внесения в бетонную смесь специальных присадок.
Популярные присадки для ускорения схватывания цемента:
- Ускоритель твердения для бетона «УП2М», Россия, средняя цена 43 руб/кг.
- Ускоритель твердения для бетона «Форт Ускорин», Россия, средняя цена 24 руб/кг.
- Супер пластификатор ускоритель твердения «Реламикс Т-2», Россия, средняя цена 98 руб/кг.
Указанные и другие присадки для ускорения схватываемости цемента вносятся в момент затворения и начала перемешивания бетонного раствора. В общем случае при стандартных условиях (температура окружающей среды 20 градусов Цельсия, относительная влажность воздуха 75-80%) с помощью указанных видов присадок можно укорить период схватывания и набора марочной прочности в три раза без потери прочности и долговечности конструкции.
Насколько быстро сохнет бетонная смесь?
Применение бетона во многих строительных процессах является стимулом, заставляющим мастеров изучать характеристики и свойства этого материала. Без знания теории невозможно определить правильные пропорции раствора, а также время, необходимое бетонной конструкции для первичного схватывания или полного застывания. Сроки твердения – важный показатель для специалиста, так как на их основе можно составлять график проведения дальнейших работ.
Застывание бетонного раствора представляет собой достаточно сложную химическую реакцию. Она называется гидратацией, а суть ее состоит в том, что первоначальный состав в присутствии молекул воды преобразуется в гидрат кальция. Вяжущий компонент минерализуется, тем самым связывает смесь в монолит.
Бетон, залитый в опалубку, проходит через два основных этапа:
Первая стадия длится недолго. Она начинается вскоре после затворения (ориентировочно через 2 часа). Время схватывания бетона наиболее популярных в частном строительстве марок М 200 и М 300 при 20°C составляет 60 минут. Если температура воздуха на улице низкая, но не ниже нуля, то смесь станет схватываться приблизительно через 5 часов, а если высокая, то очень быстро – всего за 15-20 минут.
Бетон при температуре 0 градусов начинает схватываться только через 6-10 часов. Такая «отсрочка» обусловлена слабым протеканием химических процессов. Само схватывание длится от 15 до 20 часов. При отрицательных температурах реакция воды и цемента прекращается, что наносит непоправимый вред конструкции. Смесь фактически не сохнет, а пребывает в инертном состоянии до того момента, пока температура на улице не повысится до 0°С и выше.
Современные добавки решают проблему с гидратацией в холодных условиях. В раствор на стадии замешивания вводятся специальные компоненты, стимулирующие гидратацию и протекание химических процессов, а также препятствующие кристаллизации воды. На этикетке средства всегда указываются пропорции, чтобы мастер точно рассчитал, сколько нужно добавки при определенном температурном режиме.
Вторым способом продолжить застывание при отрицательных температурах на улице является теплая опалубка. Она обеспечивает нормальные условия для отвердения смеси, но не ускоряет при этом естественное отвердение.
После первой стадии начинается вторая – отвердение. В ходе протекания этого этапа бетон в опалубке сохнет и набирает прочность. Контрольный срок для застывания – 28 дней (при температуре 20-22 °C и влажности 68 %). Но максимальных прочностных характеристик бетонная конструкция достигает месяцами и даже годами.
Строительные формулы и существующие графики позволяют быстро и точно определить процент прочности. Вычислить показатель Rn для бетона, возраст которого составляет n суток (n≥3), можно по формуле:
Rn = R28(lgn/lg28), где:
- R28 — марка (например, М 200 или М 300);
- n — число дней, прошедших с момента заливки смеси в опалубку.
При этом пропускаются первые двое суток. Для них прочность не определяется. Важными контрольными точками являются 3-й, 7-й и 28-й дни. Известно также, что через 2 недели показатель составляет в среднем 70 %.
Застывание на улице
Конкретного ответа не существует. Любой специалист может только приблизительно определить время. Показатель зависит от того, где создается конструкция и каково ее предназначение. В качестве примеров можно рассмотреть некоторые ситуации.
1. Ленточный фундамент для легкого забора. Снимать опалубку и начинать возведение можно через 4-7 дней.
2. Частный дом. Марка бетона для индивидуального строительства может быть М200 или М300. Ленточный фундамент должен набирать прочность не менее 28 дней, а время застывания бетона в монолитной плите продлится 1,5-2 месяца.
3. Дамбы, мосты и другие усиленные конструкции.
Бетонная смесь марки М400 в таких случаях сохнет не менее 90 дней. Контроль над процессом затвердения осуществляют специалисты. У них есть приборы, позволяющие в любой момент определить коэффициент прочности. Специалисты рассчитывают время, через сколько можно снимать опалубку без ущерба качеству.
Сколько сохнет бетонная стяжка внутри помещения?
Внутренние работы по бетонированию также требуют выполнения определенных рекомендаций. В первую очередь – это соблюдение температурных показателей. Идеальными считаются условия 20-23°C. Нужно обязательно поддерживать высокую влажность. Как правило, проводится принудительное увлажнение стяжки. Вода распыляется по ее поверхности.
Процесс застывания
После того как цемент и воду перемешали для получения раствора, между ними начинается сложное взаимодействие, в результате которого образуется совершенно новое соединение со свойственными ему характеристиками. Вода постепенно проникает в цементные зерна, минералы которых вступают с ней в химическую реакцию. Во время протекания этой реакции минералы превращаются в гидросиликаты калия. Этот процесс и называется затвердеванием бетона.
Степень затвердевания бетона можно проверить с помощью специализированных средств диагностики.
Затвердевание не завершается за один день. Для того чтобы бетон обрел необходимую ему прочность и перестал быть пластичным, требуется определенный срок. Его и называют временем твердения. Застывание может длиться годами, что может значительно растянуть процесс возведения сооружений на очень долгое время. Строители не могут ждать так много, и они рассчитали контрольный срок схватывания, по истечении которого основание может выдержать расчетную нагрузку.
Условия для качественного затвердевания
- Такими условиями являются:
- плюсовая температура в диапазоне 18-22°C;
- влажность воздуха около 90% или больше.
Эти условия получается соблюсти не в каждом случае, поэтому выход из положения – увлажненный песок, опилки или специальные камеры. Твердение бетона происходит быстрее и качественнее, если он находится во влажной среде. Не рекомендуется оставлять смесь на открытом воздухе, так как из нее испарится вся влага, и прочность бетона будет минимальной.
На графике показано соотношение времени и температур.
Как преждевременное высыхание может отразиться на качестве бетона? Все дело в том, что сердцевины зерен цемента не могут за короткий промежуток времени вступить в реакцию с водой. Многие работы приходиться проводить на улице, под открытым небом. Здесь нужно применять битумную эмульсию и полиэтиленовые пленки, которые препятствуют испарению жидкости.
Прочность бетонной смеси напрямую зависит от температурного режима, в котором происходит затвердевание. Если температура падает ниже 18°C — бетон твердеет медленно. Положительная температура более 18°C и высокий процент влажности способны обеспечить ускоренное затвердевание. Если процесс будет проходить в нормальных условиях, то смесь наберет 60-75% от полной прочности уже в течении 10-15 дней.
Таблица демонстрирует, как скорость твердения зависит от температурных показателей.
Объём бетонной смеси будет меняться через каждый промежуток набора прочности. Смесь будет давать усадку. При недостатке воды на поверхности бетона могут появляться трещины из за того, что усадка во внутренних зонах проходит медленнее, чем внутри твердеющей смеси.
Ложное схватывание цемента
При приготовлении бетонных растворов своими силами непосредственно на строительной площадке существует опасность ложного схватывания цемента. Лаборатории бетонных заводов четко отслеживают этот вредный показатель и принимают соответствующие меры. Поэтому приобрести готовый бетон с ложным схватыванием практически невозможно.
Определение ложного схватывания цемента – ложным схватыванием связующего принято называть сиюминутное загустевание бетона в течение нескольких минут после затворения. Причиной ложного схватывания, является нарушение технологии производства цемента либо наличие щелочи. В соответствии с ГОСТ 30515-2013 существуют следующие виды ложного схватывания
- Ложное схватывание I типа. Моментальная потеря подвижности цементным тестом, связанная с нарушением технологии производства. Устраняется с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.
- Ложное затвердевание II типа. Временная либо частичная потеря подвижности цементной субстанции по другим причинам, также устраняемая с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.
Как быстрее сушить бетон, и какие способы применяют
В современном строительстве для заливки фундаментов, стяжек и монтажа каркасных конструкций в холодное время используют несколько способов нагрева слоя бетона. Изнутри или снаружи осушают материал при помощи электродных сеток или стержней, ИК обогревателями, тепловыми матами, с помощью тепловых пушек, греющими кабелями, вертикальными электродами и другими методами. Это все энергоемкие и затратные технологии, некоторые из них применяются для работ зимой на открытом воздухе.
Рассмотрим сушку зданий после строительства. По проведенным исследованиям доказано, что сдача в эксплуатацию здания после качественной просушки снижает затраты на отопление в первые три года введения в эксплуатацию в2-3 раза! А это говорит о качестве выполненных работ. Одним из способов повысить температуру внутри помещения для ускорения процессов отвердевания бетонных конструкций и сушки покрытий является изоляция объекта от внешнего холодного воздуха и нагрев внутреннего воздуха нагревателями – тепловыми пушками или прочими нагревательными приборами.
Недостаток тепловых пушек – акцентированный локальный нагрев. Перегрев поверхностного слоя бетонных изделий может привести к растрескиванию поверхности, или закупориванию верхнего слоя, что не допустимо. При этом встает задача воздухообмена для поддержания оптимального уровня влажности – до 40-50%. Необходима вентиляция помещения, чтобы все внутреннее тепло уходило в трубу, не говоря о лишних энергозатратах.
Стадии и сроки твердения
При возведении ответственных конструкций чаще всего используют классическое цементное вяжущее. В процессе его полимеризации выделяются две стадии: схватывание и полное отвердение.
Схватывание бетонного раствора. Готовая смесь быстро теряет пластичность, поэтому её заливка, уплотнение и выравнивание поверхности производятся оперативно. Во избежание преждевременной потери подвижности транспортировка жидкого раствора осуществляется в бетономешалках, бетоновозах или автомиксерах, где даже в пути не прекращается перемешивание. Время схватывания зависит от качества исходного цемента. Для бетона марки М200 оно составляет от 2 до 2,5 часов, а для М300 — от 1,5 до 2 часов.
Задержки и нарушения технологического процесса приводят к возникновению серьёзных проблем на стадии эксплуатации. В тех местах, где недостаточно перемешанные слои бетона застыли неравномерно, появляются мостики холода, по которым тепло уходит из помещения, снижая энергоэффективность строения. Планируя сроки доставки и заливки, возникает потребность точно знать, сколько застывает бетон.
Время схватывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха приводится в таблице:
| Температура, °C | Среднее время схватывания, часы |
| от 6 до 24 | |
| +20 | от 2 до 4 |
| +30 | от 1 до 3 |
Опытным путём выяснили, что в жару бетон начинает схватываться за 15 минут, при нормальных условиях процесс происходит несколько часов, в прохладную погоду на открытом воздухе твердение ощутимо замедляется, а при отрицательных температурах прекращается окончательно. Для полноценного застывания зимой в бетонные смеси вводят специальные морозостойкие присадки или подогревают опалубку.
Окончательное отвердение конструкции
После того как раствор схватился, он неподвижен, но ещё мягок. В таком виде уже невозможно его перераспределение по форме или опалубке, бетон кристаллизуется окончательно, приобретает заданные параметры жёсткости.
Твердеть и набирать полную прочность конструкция будет 28 дней при температуре около +20 °C и влажности 70%. Изделиям повышенной сложности из тяжёлого бетона М400 потребуется для этого от 45 до 60 дней.
Бетонные работы в жаркий летний период подразумевают обязательный уход за поверхностью, которая образует корку и растрескивается при неравномерном высыхании. Лучше всего приступать к бетонированию с наступлением ранней весны или поздней осени, когда среднесуточная температура не превышает +20 °C, а атмосферная влажность составляет более 75%. В таких условиях смесь без усилий сохнет равномерно.
По результатам лабораторных исследований были установлены средние сроки высыхания:
В течение первых трёх суток бетонная смесь приобретает до 30% прочности, соответствующей марке используемого цемента
Важно соблюдение необходимых параметров влажности (не менее 75%) и температуры воздуха (не ниже +15 °C).
За время от 7 до 14 суток бетонная конструкция набирает твёрдость, достаточную для удержания веса тела человека, и около 80% других заявленных характеристик.
28 суток — срок, который гарантирует окончательный набор заложенной прочности и даёт возможность эксплуатации бетонного сооружения, какой бы интенсивной она ни была.
Стадии набора прочности
Затвердевание бетона до момента набора марочной прочности занимает около 28 дней, но точно определить, сколько застывает материал, можно только на стройплощадке.
- Первая заключается в схватывании смеси, когда все ее составляющие соединяются в одно целое.
- Вторая предусматривает набор прочностных свойств и затвердевание.
Чтобы уточнить, за какое время схватывается бетон, сначала можно ориентироваться на общепринятое значение в 1 сутки с момента заливки. Точное время зависит от температурных условий. Если на улице достаточно тепло (выше 20°С), то процесс займет не больше 5 часов.
Предлагаем ознакомиться Как сделать бассейн с подогревом на улице
Смесь приступает к схватыванию через 2-3 часа с момента перемешивания компонентов. В осенний период это может длиться больше суток. При этом в холодное время строительные работы продолжаются.
В течение первой стадии смесь сохраняет подвижное состояние, поэтому пользователь может вносить изменения в форму будущей конструкции. Для снижения вязкости применяют механизм тиксотропии.
Следующий этап заключается в затвердевании смеси. Марочные прочностные характеристики появляются через четыре недели, но финишные свойства обретаются через пару лет. Сроки твердения бетона зависят от условий температуры и влажности.
Первые 5-6 суток с момента заливки отличаются максимальной интенсивностью застывания, поэтому за этот период материал уже имеет 30% прочности. Через 90-10 суток показатель на 20% превысит марочный.
В течение первой недели бетон нужно подвергать температурному воздействию, увлажнению, тепло- и гидроизоляции.
Особое внимание нужно уделять поддерживанию оптимальной влажности. При температурном режиме 25… 30°С бетон нагружается уже через 7 дней с момента заливки
Интенсивность набора прочности зависит и от марки бетона. Чем ниже марка бетона, тем выше будут прочностные характеристики. Для составов под марками М15-М150 характерна критическая прочность до 50%.
Для оценки прочностных показателей бетонной смеси можно воспользоваться двумя методиками:
- Разрушающая. Подразумевает раздавливание кубика с помощью пресса.
- Неразрушающая. В таком случае свойства материала определяются без разрушительных воздействий.
Вторая технология более востребована и основана на применении устройств упругого отскока, ультразвукового оборудования или ударных приборов.
С помощью современных портативных устройств можно быстро и точно определить степень прочности.
- Электронными. Отличаются высокой точностью и способны сохранять до 5 тыс. измерений за одну диагностику.
- Механическими. Применяются при определении прочностных свойств бетонов разного класса.
- Ультразвуковыми. Предназначаются для оценки передаточной и отпускной прочности при затвердевании. Скорость распространения ультразвука превышает 4500 м/с.
За какое время схватывается и сколько сохнет бетон
Зная время застывания бетона, можно заранее спланировать дальнейшие строительные процессы.
Далее речь пойдет о том, как определить время схватывания смеси, узнаем сколько времени застывает бетон. Также попробуем разобраться в сопутствующих операциях и их влиянии на правильную сушку.
Существует несколько факторов, от которых зависят качественные показатели вновь возведенной постройки:
- температура воздуха;
- атмосферная влажность;
- марка цемента;
- соблюдение технологии монтажа;
- уход за стяжкой в период высыхания.
Полимеризация бетона
Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.
Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.
Отвердение
После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.
Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.
Набор прочности
Структурная прочность пола или любой другой конструкции и время на отвердевание цементного раствора находятся в прямой зависимости. Если вода из бетона уйдет быстрее, чем это необходимо для схватывания и цемент не успеет вступить в реакцию, то через определенный период после высыхания мы столкнемся с неплотными сегментами, влекущими за собой трещины и деформацию стяжки.
Эти дефекты можно наблюдать во время резки бетонных изделий болгаркой, когда неоднородная структура плиты свидетельствует о нарушении технологического процесса.
Согласно технологическим правилам, бетонный фундамент сохнет не менее 25 – 28 суток. Однако для конструкций, не выполняющих повышенные несущие функции, этот период разрешено сократить до пяти дней, после которых по ним можно ходить без опасения.
Факторы воздействия
Перед началом строительных работ необходимо взять во внимание все факторы, способные так или иначе оказать влияние на время высыхания бетона
Трамбовка
Также многое зависит и от плотности укладки строительной смеси. Естественно, чем она выше, тем медленнее уходит влага из структуры и тем лучше будут показатели гидратации цемента. В промышленном строительстве эту проблему решают при помощи виброобработки, а в домашних условиях обычно обходятся штыкованием.
Стоит помнить, что плотная стяжка сложнее поддается резке и сверлению после трамбовки. В таких случаях используют буры с алмазным напылением. Сверла с обычным наконечником моментально выходят из строя.
Обеспечение условий сушки
Чтобы влага дольше оставалась в растворной смеси, можно уложить гидроизоляционный материал на опалубку. Если формовочный каркас состоит из пластика, дополнительная гидроизоляция не требуется. Демонтаж опалубки проводят через 8 – 10 дней — этого времени застывания достаточно, дальше бетон может сохнуть без опалубки.
Снижение испарения
Сразу после схватывания бетонную поверхность укрывают полиэтиленом, чем существенно снижают испарение влаги в первые дни после монтажа конструкции. Раз в три дня пленку убирают и проверяют наличие пыли и трещин, поливая пол водой.
На двадцатые сутки полиэтилен убирают и дают стяжке окончательно высохнуть в обычном режиме. Через 28 – 30 дней можно не только ходить по фундаменту, но и нагружать его строительными конструкциями.
