Сколько времени требуется бетону для высыхания (затвердевания, схватывания), твердения, набора прочности

Сколько времени требуется бетону для высыхания (затвердевания, схватывания, сцепления), ухода и твердения

Бетон необходим в каждом строительном проекте. Бетонные колонны используются даже при строительстве деревянных домов. Поэтому полезно знать, сколько времени требуется бетону для высыхания в опалубке.

Этапы твердения бетона

По сути, существует только 2 этапа:

1. Загустевание бетона.
2. Укрепление.

Бетону необходимо несколько часов для схватывания. Вы можете заметить, что смесь становится менее жидкой. Примерно через час он завершается, после чего начинается время схватывания. В некоторых случаях время схватывания бетона может быть увеличено. Это часто происходит из-за слишком долгого/быстрого времени смешивания.

Время затвердевания бетона может занять до года. Это зависит как от окружающей среды, так и от состава.

Сколько времени необходимо для установки

Невозможно дать точный ответ на вопрос, сколько времени бетон созревает в опалубке. Как правило, строители ориентируются на значения ГОСТа – 28 дней со дня заливки. Это примерное время, за которое состав наберет относительную прочность для дальнейшего строительства.

Обратите внимание, что в первый месяц состав очень капризен. Время затвердевания бетона может значительно увеличиться под воздействием любого облучения.

Время твердения бетона без добавок

Время гидратации чистого бетона (цемент + песок) при нормальных условиях зависит от марки. Ниже приведена таблица времени, которую можно использовать в качестве ориентира.

Если вы задаетесь вопросом: “Через какое время после заливки можно нагружать фундамент?”. – Эта информация обычно указана на упаковке.

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Существуют 3 переменные, которые сильно влияют на время твердения цемента: сезонность, уплотнение и состав.

Сезонность

В зависимости от времени года меняются и условия окружающей среды. При влажном лете процесс отверждения происходит гораздо быстрее, так как вода может свободно выходить из состава. Зимой, когда влага в воздухе замерзает, а температура опускается ниже 0, процесс отверждения может занять 2-3 месяца.

Трамбовка

Под трамбованием понимается усадка бетонной смеси в опалубке. Это означает, что бетон укладывается как можно плотнее, чтобы ускорить реакцию гидратации.

Вибрационное трамбование считается наиболее эффективным методом. В этом случае избыточный воздух выводится из толщи отливки, а нежелательная влага поднимается наверх. Это позволяет ускорить время схватывания даже в неблагоприятных условиях.

Состав

Различные добавки могут изменять время выделения воды. Например, керамзит и другие пористые материалы могут впитывать влагу, что значительно замедляет ее выделение. Напротив, обычный щебень или песок ускоряют процесс.

Пластификаторы также оказывают влияние на этот процесс. Например, жидкое мыло, ПВА и бетонит также связывают воду, что замедляет испарение влаги. Кроме того, они усложняют реакцию затирки.

Способы контроля скорости затвердевания бетона

Время схватывания и высыхания бетона можно контролировать в обоих направлениях. Это позволяет сократить продолжительность строительных работ или перенести их на более поздний срок.

Ускорение полимеризации

Это можно сделать тремя способами:

1. Уменьшение количества воды в смеси. Это повышает твердость бетона, что сокращает время высыхания. Этот метод не следует использовать, так как утрамбовка и затирка будут затруднены.
2. Затирка горячим паром. Этот метод ускоряет испарение без высушивания. Уменьшение количества воды не влияет на качество бетона, но процедура обходится дороже.
3. Добавление ускорителей. Время высыхания бетона с добавками может быть значительно сокращено, но они, как правило, снижают прочность бетона.

Также важно помнить, что твердение бетона зависит от температуры. Заливка летом затвердевает в 1,5 раза быстрее, чем осенью или весной.

Вы можете ускорить завяливание зимой, используя следующие методы:

1. Установка принудительного инфракрасного отопления.
2. Укладка светоотражающей пленки. Некоторые виды бетона, особенно алюмобетон, выделяют тепло во время гидратации, которое может быть рассеяно в опалубке с помощью отражающей фольги.
3. Хлориды. Класс веществ, которые снижают точку замерзания воды. Это решает проблему замерзания жидкости в толще в условиях глубокого мороза.

Замедление закаливания

Замедление возможно только при использовании специальных присадок. Это может быть полезно, если состав необходимо переместить в другое место или в случае многоступенчатой заливки.

Также можно замедлить процесс гидратации, увеличив долю воды в составе. Это не рекомендуется, так как качество бетона может ухудшиться и привести к кристаллизации и растрескиванию в зимний период.

Время твердения бетона в опалубке

Опалубка ограничивает подвижность состава, поэтому скорость процессов в опалубке выше. Согласно ГОСТу, его можно удалять, когда бетон достигнет 70% проектной прочности, т.е. примерно через 7 дней.

Если нет необходимости в постоянном бетонировании, например, при строительстве сарая или гаража, допустимо снять опалубку через 3-4 дня.

Сколько времени требуется для схватывания бетона в воде?

Отверждение в воде является наиболее оптимальным в соответствии с ГОСТом. При постоянном контакте с влагой бетон становится более эластичным. Во время отверждения на воздухе на поверхности постепенно происходит усадка, что может привести к появлению микротрещин на поверхности.

Твердение в воде происходит с той же интенсивностью, что и без воды – 28 дней.

Важно помнить, что количество воды должно быть умеренным. Каждая марка и рецептура имеет свое собственное содержание влаги, которое обычно указывается на упаковке.

График по дням

Ниже приведен график, показывающий, как бетон набирает прочность по дням в зависимости от температуры. Он показывает, что летом, когда воздух нагревается до 25-35°C, время затвердевания сокращается до 16-20 дней. Обратите внимание, что график прочности и твердения бетона не учитывает влажность.

Если строительство ведется зимой, необходимо создать условия для искусственного твердения.

Например, накрыть опалубку отражающей пленкой и разместить инфракрасные нагреватели. Не следует использовать ветродуи и обогреватели, так как они высушивают воздух и могут вызвать трещины.

Таблица

Развитие прочности бетона не меняется изо дня в день. Он наиболее интенсивен в течение первых 5 дней, когда влажность достигает 50%. После этого процесс постепенно затихает.

В таблице ниже приведена прочность бетона в МПА для классов 200 и 300. В отличие от графика, здесь показан набор твердости состава в процентах.

Повышение прочности бетона – температура, влажность, гидратация

Строительство зданий различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Именно поэтому многие строители, в основном начинающие, задаются вопросом о времени, которое требуется бетону для достижения своей полной прочности. Сразу следует отметить, что этот процесс зависит от многих факторов, включая не только условия окружающей среды, но и компоненты раствора, используемого для заливки фундамента.

В этой статье мы попытаемся понять, как бетон набирает прочность и существуют ли методы ускорения этого процесса.

В чем суть этого процесса?

Традиционно она делится на 2 этапа:

1. Установка. Эта стадия наступает в течение первых 24 часов после смешивания основы. Решение о времени установки зависит от температурных показателей внутри или снаружи здания. При правильных условиях можно ускорить время схватывания бетонной смеси.
2. Затвердевание. После того как основание застынет, следует отверждение. Хотя это может показаться странным, но для излечения фонда требуется от 12 до 24 месяцев. Заявленные производителем значения при благоприятных условиях определяются на 28-й день после отливки.

Интересно, что во многих источниках можно найти информацию о том, от чего зависит кинетика затвердевания – от температуры, времени, влажности, качества ингредиентов. Однако на вопрос – за счет чего бетон набирает прочность – существует мало ответов. Это происходит в процессе гидратации цемента.

В сухом материале есть 4 основных элемента:

• Аллит;
• белит;
• трикальциевый алюминат;
• тетракальциевый альвоферрит кальция.

Аллит первым вступает в реакцию при смешивании, но является самым хрупким минералом. Следующими по порядку идут алюминаты и алюмоферриты. Белит реагирует последним, но при этом придает необходимую силу. Он гидратируется постепенно, с каждым годом достигая необходимых параметров. Даже через 50 лет процесс гидратации продолжается, поэтому бетон продолжает набирать прочность в течение этого времени.

Процесс гидратации цемента начинается, когда он смешивается с водой, и продолжается в течение длительного периода времени.

Что касается бетона, то его характеристики зависят от степени гидратации цемента. Бетон низкой прочности достигнет требуемых 90% через 4 недели. Высокопрочный бетон достигнет только половины этого значения (до 49%), и это значение будет увеличиваться с течением времени. Средний рост за 3-5 лет составляет около 60%.

Что влияет на созревание фундамента

Как уже упоминалось ранее, на то, насколько бетон набирает прочность, влияет ряд нюансов, основными из которых являются:

• условия температуры окружающей среды;
• Уровень влажности в зоне, где заливается фундамент;
• марка цемента;
• время.

Температурные условия

Зависимость твердения бетона от температуры – актуальная тема для большинства людей, которые самостоятельно занимаются заливкой фундамента. Следует помнить одно важное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где бетонируется поверхность, тем дольше будет время твердения.

Скорость твердения бетона в зависимости от температуры

При температуре ниже 0 °C укрепление субстрата прерывается, и, следовательно, время отверждения увеличивается на неопределенное количество времени. Иногда для достижения заявленных производителем показателей прочности требуется несколько лет. Именно тогда этот процесс происходит в северных регионах. Причиной этого является замерзание воды, содержащейся в цементной массе. Поскольку гидратация, необходимая для этого процесса, обеспечивается влагой, отверждение, так сказать, “замораживается”.

Но как только на улице потеплеет и температура превысит нулевую отметку, начнется процесс затвердевания. И так далее. Вот как изменяется развитие прочности бетона в зависимости от температуры.

Теплые погодные условия “активизируют” и ускоряют затвердевание цементного основания. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна повышению температуры окружающей среды. При температуре 40 °C, например, спецификация производителя достигается в течение 7-8 дней. По этой причине многие опытные специалисты рекомендуют заливать бетонный фундамент на садовых участках в жаркую погоду, так организация всего строительного процесса в целом занимает гораздо меньше времени, чем если бы фундамент заливался в прохладную погоду.

Зимой, когда температура опускается до 0 градусов, процесс орошения полностью прекращается.

Тем не менее, не “пережаривайте” бетон – по мере затвердевания нижних слоев верхние слои начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При работе в жаркую погоду поверхность следует обильно поливать 2-3 раза в день и накрывать целлофаном.

Сколько времени требуется для армирования бетона зимой? На самом деле, изготовление фундамента зимой – это трудоемкий процесс, требующий использования специального оборудования для регулярного подогрева цементной массы с целью ускорения процесса затвердевания.

При работе с бетонной массой для ускорения ее твердения не допускается нагрев выше 90 °C. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.

Чтобы понять, как температура влияет на процесс твердения, можно изучить график развития прочности бетона. Это даст вам визуальное представление о явлении. Сводный график состоит из линий, которые были построены на основе данных, собранных для цемента М400 при различных условиях.

Кривая твердения бетона позволяет определить, какой процент бетона достигнет своей марки через определенный период времени. Проще говоря, эти линии показывают, сколько дней потребуется бетону для достижения твердости при заданной температуре.

График прочности в зависимости от марки цемента

Время

Для определения наилучшего, если не самого безопасного, времени начала строительных работ часто рассматривается таблица развития прочности. Эта таблица может быть использована для определения времени затвердевания фундамента, выполненного из цемента определенной марки. Именно поэтому опытные профессионалы всегда используют такие информационные таблицы.

Прочность бетона и зависимость от внешних факторов

Для достижения бетоном определенных значений прочности требуется время, которое называется временем твердения бетона. Это зависит от различных условий: факторов окружающей среды и качества бетонной смеси.

Время твердения должно быть известно для того, чтобы знать, когда переходить к следующим этапам строительства и когда можно снимать опалубку.

Твердение бетона

Бетон – это искусственный заполнитель, который образуется в результате твердения оптимально подобранной смеси воды, вяжущего, заполнителя и добавок. Крупный заполнитель состоит из гравия или балласта, а мелкий заполнитель – из песка.

При смешивании всех ингредиентов образуется цементная масса, которая постепенно затвердевает, образуя прочный искусственный камень. В зависимости от качества смеси, марки цемента и используемых добавок бетон имеет разное время твердения.

При нормальных условиях, т.е. при влажности воздуха около 100% и комнатной температуре, время твердения бетона составляет 28 дней. В современном строительстве это слишком долго, поэтому бетон часто твердеет быстрее.

Факторы, влияющие на время отверждения

Факторы, влияющие на время затвердевания и схватывания бетона

• Активность цемента, марка цемента;
• Введение ускорителей закалки;
• Водоцементное отношение в строительном растворе;
• Укладка и уплотнение бетонной смеси;
• Технология приготовления смесей;
• Влажность;
• Температура окружающего воздуха.

Прочность бетона напрямую зависит от температуры. Бетон может затвердевать только при положительных температурах, поскольку содержит воду. Если вода замерзает, процесс затвердевания останавливается и возобновляется, когда термометр поднимается выше нуля, но бетон не будет таким прочным, как если бы он не был сделан из бетона.

Чем выше температура, тем интенсивнее процесс закалки.

Кривая твердения бетона в зависимости от температуры:

* График иллюстрирует процесс твердения бетона класса В25.

Проверка прочности бетона

Прочность бетона измеряется с помощью прибора для измерения прочности бетона. Это помогает определить, насколько хорошо конструкция будет выдерживать нагрузки в будущем. Для расчета прочности необходимо знать предельные нагрузки, которые изделие может выдержать без повреждений.

Существует два метода проверки прочности бетона: разрушающий и неразрушающий. При первом методе из бетонной смеси отбирают несколько образцов и испытывают их на гидравлических прессах. Второй метод предполагает использование образцов бетонных кубов, которые вместе с основными бетонными элементами проходят все этапы производства и затем испытываются на различных типах прессов для кубов.

Прочность бетона также может быть измерена с помощью специального испытательного оборудования:

• электронные, такие как Onyx;
• Ультразвуковые приборы, действие которых основано на способности ультразвука проходить через плотные тела так, что он не теряет своей интенсивности, но значительно ослабляется при прохождении через воздух;
• Механические приспособления (например, молоток Кашкарова).

Методы упрочнения бетона

Существует несколько широко используемых методов ускорения твердения бетона:

1. Термоотверждение или HCC. Твердение происходит в паровых камерах ямного типа, глубина которых составляет 2 м. В камере должна быть обеспечена атмосфера насыщенного пара и поддерживаться температура 90-100°C. Процесс твердения бетона в камере занимает от 12 до 15 часов.

Способы тепло- и влагообработки:

• Экспозиция (2-3 часа);
• повышение температуры со скоростью 25-30°C/ч;
• Изотермический нагрев (t = 80-90°C), продолжительность: 6-8 часов;
• Снижение температуры со скоростью 30-40 °C/ч.

После прохождения TBO бетон достигает 70-100% от прочности 28-дневного бетона.

1. Электрическое отопление. Этот метод использует переменный электрический ток и преобразует электрическую энергию в тепловую. Это повышает температуру бетона и ускоряет процесс затвердевания. Существует два метода нагрева:

• Внутренний нагрев, который осуществляется за счет тепла, выделяемого током, проходящим через бетон;
• Отопление от внешних источников. Это могут быть инфракрасные нагреватели или электрические контактные нагреватели.

Важно: Изделия должны быть покрыты пароизоляцией. Это предотвращает испарение воды.

1. Контактное отопление. Бетонное изделие помещается в нагретую форму или форму. Продукт накрывается пленкой для предотвращения испарения.
2. Введение добавок для ускорения процесса набора прочности. Упрочняющие добавки оказывают большое влияние на скорость набора прочности бетона в первый день твердения, и их влияние уменьшается с течением времени. Через 28 дней прочность бетона с добавлением и без добавления отвердителей одинакова, что хорошо видно из кривой развития прочности бетона:

Правовые документы, регламентирующие развитие прочности бетона

Основным документом, определяющим правила контроля прочности бетона, определения его продолжительности и условий твердения, является ГОСТ 18105-2010 “Бетон. Принципы мониторинга и оценки прочности. Также бетонные работы регламентируются ГОСТ 26633-2012 “Бетон для тяжелых и мелкозернистых бетонов.

В промышленном строительстве процесс набора прочности бетона может регулироваться местным законодательством, например, правилами производства работ.

Прирост прочности бетона в течение дня

Согласно ГОСТ 26633-2012 “Бетон тяжелый и мелкозернистый”, если не указан прирост прочности бетона в сутки, то требования по прочности должны быть приведены в возрасте 28 суток.

Прогрессия бетона в зависимости от времени твердения показана в следующей таблице.

В следующей таблице показано твердение бетона в зависимости от температуры и суточного времени твердения:

Заключение

Показатели твердости и прочности бетонных изделий изменяются под воздействием различных условий и факторов. Задача инженеров-строителей – определить оптимальный состав бетона и произвести определенные внешние воздействия, которые приведут к получению желаемой прочности бетона в течение определенного времени.

Сколько времени требуется бетону, чтобы набрать полную прочность?

Бетону требуется около 28 дней для ночного затвердевания. Температура окружающей среды поддерживается на уровне + 15°C. За это время раствор приобретает от 90 до 100% требуемых свойств.

Время затвердевания может занять до года. В некоторых случаях, когда фундамент будет использоваться в особых условиях, производятся расчеты, чтобы определить, сколько лет потребуется бетону для набора прочности.

В таблице ниже показана твердость материала в зависимости от температуры воздуха и времени:

Обратите внимание, что таблицы составлены для всех марок материалов. Например, для бетона b15-b22.5 он будет другим, чем для b40.

После заливки форм начинается период отверждения. За это время материал должен достичь определенных параметров. Начало всех остальных строительных работ зависит от времени затвердевания фундамента.

Только после его затвердевания можно продолжать строительные и монтажные работы.

Обратите внимание, что процесс сушки сильно зависит от влажности воздуха и температуры. Процесс заливки также не должен сопровождаться добавлением в раствор воды или других ингредиентов.

Если мы предположим постоянную температуру +20°C, то вот как бетон набирает прочность в течение нескольких дней:

• На 3-й день прочность на сжатие составляет 50%;
• На 7-й день прочность составляет 75%;
• К 28-му дню она приближается к 95-100%.

Факторы, влияющие на скорость увеличения прочности бетона

Параметры, влияющие на скорость закалки

• Используемый цемент;
• Добавление отверждающих веществ;
• Благоприятное соотношение цемента и воды в бетонном растворе;
• Метод уплотнения смеси (например, с помощью вибратора для бетона);
• Процент влажности окружающей среды;
• Температура окружающей среды.

Для определения времени твердения бетона необходимо учитывать температуру. Строительные смеси затвердевают при температуре выше нуля.

Это связано с наличием воды в его составе. Если вода замерзнет, бетон перестанет набирать прочность. Процесс возобновится, когда температура станет положительной.

Чем больше тепла, тем выше скорость отверждения. Это значительно сокращает время схватывания.

График развития прочности показывает зависимость процесса от внешней температуры:

Кривые на графике показывают, через сколько дней бетон достигает заданной прочности после прогрева (для b25).

На основании этих данных можно определить, насколько твердым станет материал со временем. Например, сколько дней требуется для того, чтобы бетон достиг 70% от заданной прочности.

Строители рекомендуют заливать раствор в опалубку при температуре +20°C. Настройка начинается через 1 час. В жаркую погоду время схватывания бетона сокращается до минимума.

Для марок М300, М200 (t=+20°C) закалка длится 1 час.

Знание того, сколько часов или дней требуется бетону для затвердевания, позволит вам точно рассчитать ход реализации проекта, определить график строительства и рассчитать стоимость материалов.

Мониторинг развития прочности бетона

Для измерения свойств смеси используется ряд различных приборов. Они позволяют определить, как фундамент будет выдерживать последующие нагрузки. Расчеты определяют максимально допустимые нагрузки, которые материал сможет выдержать без повреждения своей структуры.

Существует 2 метода контроля качества:

1. Разрушающий метод.
2. Неразрушающий метод.

Первый заключается в проведении теста на готовой подложке.

Во втором случае создается несколько кубов, которые отверждаются вместе с монолитом. Затем кубики испытываются с помощью гидравлического пресса.

Для оценки прочности используется специальное оборудование:

• Электронные (например, Onyx);
• Ультразвук. Они основаны на принципе прохождения ультразвуковых волн через твердые предметы. Если в бетоне нет пузырьков воздуха, волны будут двигаться с одинаковой скоростью. Если, с другой стороны, интенсивность снижается, это означает, что в структуре фундамента есть пустоты;
• механические ударные устройства. Например: молоток Кашкарова.

Методы ускорения твердения бетона

Иногда необходимо ускорить процесс затвердевания фундамента. Например, в зимний период или в связи с требованиями технологии строительства. Существует два способа ускорить процесс закалки:

1. Разогрев смеси тепловыми пушками, другими нагревательными элементами, установленными в общем теле фундамента. Повышение температуры на 10° C ускоряет процесс закалки в 2-4 раза. Обратите внимание, что конечная температура не должна превышать +90° C. Недостатками этого метода являются высокие затраты на электроэнергию и соответственно высокие затраты на материалы.
2. Использование химических пластификаторов. Эти вещества способствуют ускорению схватывания смеси, ее затвердеванию. Также распространены комплексные добавки в фундамент. Они гораздо более эффективны, чем отдельные добавки.

На графике показано время твердения бетона в днях с добавками и без них.

Согласно ГОСТу

Основным стандартом, регламентирующим условия контроля прочности и отверждения, является ГОСТ 18105-2010. Кроме того, необходимо соблюдать требования ГОСТ 26633-2012.

В строительной отрасли продолжительность процесса отверждения также регулируется региональными нормами.