При какой температуре застывает бетон

– Температура бетона +30 и температура воздуха +20, влажность до 100%.

При какой температуре можно заливать бетон на открытом воздухе: минусовая, минимальная, морозная

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от этого во многом зависят не только технические и эксплуатационные свойства затвердевшего монолита, но и вероятность процесса твердения в целом. Бетон, залитый при неправильной температуре или замерзший в процессе твердения, может растрескаться, показать прочность и долговечность ниже стандартных, а также вызвать деформацию или полное разрушение конструкции или здания.

Для достижения достаточной прочности бетона и обеспечения длительного срока службы очень важно соблюдать температурный режим в момент заливки и в течение всего периода твердения (28 дней). Оптимальной считается температура около +20 градусов Цельсия. Однако выполнить это условие на месте не всегда возможно.

Часто приходится заливать бетон при отрицательных температурах или при неожиданном ухудшении погоды. В таких случаях используются различные методы прогрева бетона, в смесь добавляются противоморозные добавки, конструкция утепляется прямо на месте и т.д. Перед использованием любого из этих методов прогрева необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.

Процесс твердения бетонных конструкций

Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала рассмотреть процесс затвердевания монолита. Реакция между цементом и водой начинается в момент смешивания. Первые несколько часов бетон еще жидкий и его можно обрабатывать, но через несколько часов он начинает затвердевать, становясь сначала более плотным, а затем более твердым.

Взаимодействие воды и цемента называется гидратацией. Гидратация происходит в две фазы: сначала она связывается, а затем затвердевает. Именно глина участвует в этом процессе, и появляются игольчатые кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы превращаются в своеобразный скелет. Бетон начинает твердеть.

Весь процесс затвердевания может занять от 20 минут до 20 часов, в зависимости от температуры. Дольше всего процесс твердения длится в холодное время года – когда на улице около 0, бетону требуется 6-10 часов для затвердевания, а это занимает 15-20 часов.

В процессе твердения клинкерные минералы вступают в реакцию с водой в растворе, и постепенно образуется силикатная структура. Реакция вызывает образование мелких кристаллов, которые в совокупности образуют уникальную мелкопористую структуру. Это бетон, который уже в течение 28 дней набирает прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.

Оптимальной температурой на этапе твердения также является +20 градусов и влажность до 100%.

Колебания параметров существенно влияют на прочность: монолиту требуется несколько лет для полного созревания (но набор проектной прочности должен быть завершен в течение 28 дней после заливки), скорость твердения меняется со временем.

Сроки схватывания бетона – стандартные и модифицированные

Начальное время схватывания стандартного варианта бетонной смеси (при температуре +20 °C и влажности 95%) происходит в течение первых двух часов после смешивания сухих ингредиентов с водой. Химическим компонентом бетона является трехкальциевый алюминат 3CaO*Al2O3. Он интенсивно реагирует с водой и влияет на образование первичных связей в искусственном камне. Это соединение не влияет на прочность материала после его затвердевания.

Использование специальных полимерных добавок обеспечивает очень быстрое схватывание бетона – этот процесс занимает несколько десятков минут. Однако этот метод обычно используется только при массовом производстве сборного бетона.

Время схватывания для различных классов прочности бетона

На начало и продолжительность времени схватывания влияет температура воздуха. Если при температуре +20°C схватывание обычно начинается через 2 часа после смешивания цемента с водой и продолжается час или два, то при 0°C схватывание начинается через 5-6 часов после приготовления пластикового изделия и продолжается 9-10 часов. Слишком длительное время схватывания отрицательно сказывается на конечных прочностных характеристиках. Высокая температура окружающей среды приводит к ускорению схватывания из-за быстрого испарения воды, что также отрицательно сказывается на прочности искусственного камня.

Когда задержка начала схватывания необходима

• Бетонирование в жаркую погоду;
• Перевозка на дальние расстояния пластиковой смеси заводского изготовления;
• Длительное время в пути из-за пробок;
• Производство точных смесей с высокой концентрацией портландцемента;
• Поэтапная заливка смеси, при этом готовая, но неиспользованная смесь должна сохранять свои эксплуатационные свойства.

Заменители схватывания "Linamix", "Polyplast Retard", "Sika Retarder" могут замедлить схватывание смеси, сохраняя ее эксплуатационные свойства. Предотвращение схватывания достигается путем непрерывного перемешивания смеси, поэтому пластик доставляется на удаленные строительные площадки с помощью бетоносмесителя с постоянно вращающейся емкостью. Однако время схватывания смеси, даже после перемешивания, ограничено, особенно в жаркую погоду.

Кривые затвердевания бетона в зависимости от температуры окружающей среды

Нормальный диапазон температуры окружающей среды для бетона составляет от +15°C до +25°C. Если бетонное изделие должно твердеть при более высоких температурах, расход цемента следует увеличить:

• +26…+29°C – 1,03;
• +30 и выше – 1,06.

На графике ниже показано влияние температуры на набор прочности бетона:

Бетонирование в зимних условиях

Бетон можно заливать при температуре окружающей среды не ниже +5°C. Если температура окружающей среды ниже, можно использовать различные методы. Одним из них является подогрев смеси, который необходимо продолжать до достижения бетоном критической прочности. Критическая прочность указывается в проектной документации. Если такой информации в проекте нет, значение принимается равным 70% от конечной прочности.

Методы прогрева бетонной смеси:

• Предварительный прогрев. Этот метод используется для массивных конструкций. Температура укладываемой смеси в этом случае должна быть +10°C или выше. Химическая реакция бетона является экзотермической, т.е. происходит при выделении тепла. При отсутствии теплопотерь температура пластика может достигать +70°C. Защита опалубки эффективным изоляционным материалом останавливает выделение тепла и обеспечивает нормальные условия для схватывания и отверждения пластмассового изделия до достижения критической прочности.
• Электрический нагрев – электродами, индукцией, с помощью электронагревательных приборов. Одним из распространенных методов является нагрев смеси с помощью электродов. Индукционный нагрев трудноосуществим и поэтому используется редко. К электронагревательным приборам, используемым в данном случае, относятся электронагреватели, которые размещаются на поверхности бетонной конструкции и подключаются к бытовой или трехфазной сети.

Паропрогрев является эффективным методом прогрева бетона в тонкостенных конструкциях. Опалубку перфорируют, оставляя в ней отверстия, через которые может проходить пар. Температура смеси достигает +80°C. Это, в сочетании с благоприятной влажностью, ускоряет процесс затвердевания материала. В течение 2 дней материал достигает уровня твердости, на который в обычных условиях потребовалось бы не менее недели.

Твердение бетона зимой

Независимо от времени года заливается фундамент, Для приготовления раствора используется цемент и балласт среднего размера с пластификаторами.. Добавки укрепляют бетон, улучшают его состояние и устойчивость к влаге. Пластификаторы повышают морозостойкость раствора, поэтому их часто используют при изготовлении фундаментов в условиях низких температур воздуха.

Минимальная температура для заливки бетона составляет не менее +5°С. Это экстремальное значение для качественного затвердевания. Однако жаркая погода также не особенно подходит для строительных работ. Оптимальная температура составляет от +15 °C до +20 °C. При таких условиях можно создать прочное основание для строительства без дополнительных затрат и технологий.

Важно знать, при какой температуре твердеет бетон. Специалисты считают, что нормальная температура воздуха для затвердевания находится в пределах от +15 °C до +20 °C. Период твердения для фундамента составляет примерно 30 дней. Если температура ниже нормы, бетон твердеет медленнее – он достигнет необходимой прочности примерно через 60 дней. Когда температура опускается ниже 0 °C, процесс останавливается. При отрицательных температурах раствор, залитый в опалубку, замерзает. Если фундамент уже достиг необходимой прочности, процесс твердения будет продолжаться после оттаивания весной до достижения окончательного результата.

При недостаточной прочности до замерзания качество монолита будет неудовлетворительным. Вода в бетоне при замерзании превращается в лед и увеличивается в объеме, что приводит к пористости и трещинам в бетоне. В результате срок службы конструкции сократится.

Добавки в строительный раствор

Добавки в бетон можно использовать зимой, когда раствор заливается без подогрева. Добавки используются при холодной погоде и бывают двух типов:

Объем добавляемых в раствор соединений составляет от 2 до 10% по весу цементного порошка. Их количество определяется ожидаемой температурой затвердевания бетона. Бетонирование при температуре -25 °C также возможно при использовании противоморозных добавок. Однако такие эксперименты частными подрядчиками не рекомендуются. Заливка при минимальных температурах сопровождается рядом особенностей и требований. Главное – избежать замерзания и оттаивания раствора.

Единственное преимущество строительства фундамента в зимние месяцы заключается в том, что строительные и последующие отделочные работы можно начинать уже ранней весной и продолжать до конца осени.