Время схватывания бетона м200

Бетона м200 время схватывания

При соединении цемента с водой в растворе начинают происходить химические реакции. В результате таких процессов бетон начинает схватываться, а потом твердеть, постепенно набирая свою проектную прочность.

Зная время, которое необходимо для схватывания и последующее застывание бетона, можно рассчитать время и порядок выполнение определенных строительных работ. Немаловажным этот параметр является и в тех случаях, когда доставка бетона осуществляется автотранспортом к месту укладки.

Схватывания бетонной смеси

Эта стадия занимает достаточно короткий промежуток времени и не превышает нескольких часов. На схватывание бетона существенное воздействие оказывает температура окружающей среды. При расчете времени схватывания бетона, оптимальной температурой принято считать 20 оС. При такой температуре процесс схватывания начинается спустя 2 часа после того, как цемент был затворен водой и заканчивается спустя один час.

Время доставки бетона должно быть рассчитано так, чтобы схватывание бетона не началось в пути.

Используя специальные добавки можно ускорить или замедлить этот процесс. Немаловажным параметром является также и марка используемого для приготовления бетона цемента.

Расчетное время схватывания для бетона различных марок:

• Бетон М200 – расчетное время 2 … 2,5 часа;
• Бетон М 300 – расчетное время 1,5 … 2 часа;
• Бетон М 400 – расчетное время 1 … 2 часа.

Твердение бетонной смеси

На этой стадии происходит гидратация бетонной смеси. На этом этапе важно следить, чтобы бетон был достаточно увлажнен, так как быстрое высыхание может привести к растрескиванию бетонной поверхности и снижению качества.

Расчетное время твердения бетона различных марок:

• Бетон М200, М 300 – расчетное время 14 …28 суток;
• Бетон М 400 – расчетное время 7 … 14 суток.

Учитывая эти параметры, снятие опалубки, при производстве бетонных работ должно производиться минимум через 7 суток.

При отрицательных температурах происходит замедление процесса гидратации, при температуре окружающей среды -5 оС бетон твердеет медленнее в 5 … 7 раз.

Холодный шов в бетоне

При поэтапной заливке бетона, когда свежий раствор укладывается на слой уже схватившегося раствора, образуется холодный шов, который является границей между поочередно заливаемыми слоями бетона.

Коэффициент сцепления в холодном шве гораздо ниже, чем в монолитных участках. Для улучшения сцепления проводят ряд мероприятий, которые позволяют избежать непредвиденных последствий:

• очистка места соединения от всех типов загрязнения, а также от снега или ледяной корки;
• гидропескоструйная или химическая очистка;
• очистка воздушной или водной струей.

Когда производится заливка балок и перекрытий, которые являются ответственными конструкциями, необходимо наладить производственный процесс так, чтобы минимизировать количество холодных швов.

Время протекания реакций

В общем-то, сколько времени схватывается бетон — понятно из предыдущей таблицы. Через 6 часов его масса перестает быть подвижной; через сутки она утрачивает пластичность, но остается хрупкой. Полная марочная прочность набирается материалом примерно за месяц.

Справка: марочная прочность соответствует максимальному усилию на сжатие, которое бетон способен выдержать без разрушения. Усилие измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. Так, бетон марки М200 обязан выдерживать 200 кгс/см2, М300 — 300 кгс/см2, М400 — 400 кгс/см2 и так далее.

Однако приведенная выше таблица верна для так называемых нормальных условий : +18-22С при относительной влажности около 60%. Что произойдет при отклонениях в ту или иную сторону?

Набор прочности при разных температурах.

Как нивелировать отклонения от нормального режима?

• В жару и сухую погоду конструкцию в опалубке укрывают мокрой мешковиной, влажными опилками или поливают водой два-три раза в сутки.

Поливка плитного фундамента.

• При температурах до -5 С достаточно укрыть и по возможности теплоизолировать молодой бетон. Выделяющееся при гидратации тепло не даст воде замерзнуть.
• При более низких температурах требуется его подогрев. Альтернатива — использование зимних марок бетона, способных благодаря специальным добавкам схватываться при отрицательных температурах.

Полезно: благодаря противоморозным добавкам цена кубометра увеличивается всего лишь на 100-300 рублей за куб. Собственно, зимний бетон несложно приготовить и своими руками: инструкция сводится к добавке в него специальных антиморозных присадок (например, Антифриз ДС) в количестве 1% от массы цемента.

Способы регулирования скорости отвердевания бетона

В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.

Ускорение твердения

Для увеличения скорости твердения, применяют:

снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);

добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.

Замедление твердения

Когда может понадобиться замедление отвердевания:

при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;

при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;

при заливке бетона в несколько этапов.

В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.

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%.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Набор прочности бетона при различных температурах

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Специальные добавки

Бетон сможет набрать прочность в разы быстрее, если использовать специальные добавки. Вспомогательные компоненты применяются в случае, когда время не позволяет ждать. Специальные добавки вносятся в раствор в процесс его приготовления. Таким образом, вещества как бы действуют изнутри, позволяют компонентам смеси схватываться быстрее.

В итоге действия специальных добавок бетон может затвердеть уже спустя неделю поле заливки. Правда, существует определенное условие для получения подобного результата. Процедура должна проводиться в летние месяцы, когда температура воздуха находится на высоких отметках. В случае холодного времени года рекомендуется использовать морозоустойчивые добавки. Они позволяют поддерживать в растворе положительную температуру и не дают перемерзнуть жидкости, находящейся в растворе.

Для холодного времени года используется также такой способ, как электропрогрев. При условии положительных температур бетон с помощью такого метода может застыть уже через 3 или 8 часов. Далее он самостоятельно наберет необходимую прочность. Требуемые показатели определяются в соответствии с составленным проектом строительства.

Стоит отметить, что значение прочности может различаться, что зависит от используемых материалов. К примеру, если сооружать здание из легких материалов, в наивысшей прочности фундамента отсутствует необходимость. В случае использования кирпича для возведения стен, прочностные характеристики бетона для основания повышаются. Необходимо помнить, что прочность является самым главным показателем для бетонной смеси.

Итак, процесс затвердевания происходит в первые часы, когда соединяются цемент и вода. Время высыхания бетона тесно связано с различными факторами. К таковым можно отнести влажность, температуру, состав раствора. При точном соблюдении всех условий, необходимых для набора прочности смеси бетонная конструкция получится надежной. В идеале стоит выждать 28 дней, после чего продолжить строительство.

От чего зависит схватывание бетона

На процесс схватывания бетона влияют многие факторы. Наиболее важные среди них: вид бетона и температура окружающего воздуха.

Влияние марки бетона

Таблица ниже отображает зависимость скорости схватывания бетона от его марки.

Влияние температуры

Температура схватывания бетона влияет на скорость этого процесса. Таблица ниже демонстрирует, через сколько часов он запускается и завершается в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Схватывание бетона при низких температурах существенно замедляется, а вместе с ним набор прочности. Важно обеспечить бетону тепло- и гидроизоляцию сразу после заливки. Слишком большая длительность этого процесса пагубно влияет на прочность и долговечность.

При высоких температурах, дополнительном подогреве скорость процесса значительно повышается, но это может негативно сказаться на его качестве. Влага испаряется слишком быстро, из-за чего страдает прочность.

На графике указана зависимость схватывания бетона от температуры:

При температуре ниже -10 0 С не рекомендуется заливать бетонное основание при строительстве дома или иных построек на частной территории. Вода, входящая в состав раствора, замерзает и увеличивается в объёме. Так она разрушает структуру бетона изнутри, его прочность уменьшается, а процесс отвердения может вовсе прекратиться.

В промышленном строительстве заливка при минусовых температурах допустима, поскольку бетонную конструкцию постоянно подогревают.

Ключевые стадии застывания

Важную роль в этом процессе играет соблюдение правильного соотношения компонентов при приготовлении раствора. Без этого невозможно гарантировать требуемые показатели прочности. По прошествии 1 ч. после заливки свойства смеси начинают меняться. Уже через 24 часа она твердеет достаточно, чтобы выдерживать человеческий вес. Но это лишь 1-я стадия, именуемая схватыванием, а отверждение является 2-й стадией. В теплую погоду через 48 часов залитая масса набирает примерно половину заявленной прочности.

Между заливкой смеси и возобновлением строительных работ должно пройти минимум 4 недели. За этот срок бетон наберет 90% расчетной прочности. Но если речь идет не о простых несущих конструкциях, а о мощном фундаменте, следует сделать годовой перерыв.

Какие факторы влияют на застывание

Прежде всего, бетоны разных марок сохнут с разной скоростью: чем выше марка, тем быстрее схватывается. М200, например сохнет от 2 до 2,5 часов. Время застывания бетона М300 поменьше, всего 1,5-2 часа. Бетонная смесь марки М400 может высохнуть за 1-2 часа.

То же самое касается и полного отвердевания. Для сравнения: расчётную прочность М200 набирает за 14-28 дней, а М400 сохнет уже за 7-14 дней.

Более прочные бетоны все равно лучше выдерживать не меньше месяца перед тем, как давать полную нагрузку.

То, как протекает застывание каждой из марок, зависит ещё и от погодных условий – температуры и влажности.

Дело в том, что цифры, которые мы назвали ранее – относительны. Раствор сохнет 28 суток при +20℃. При +5℃ срок твердения бетона будет значительно дольше, а при нуле застывание и вовсе прекратится.

Чем теплее, тем быстрее идет гидратация, так что, по логике, в жару бетон засыхает быстрее. Это так, но стоит учесть, что при недостатке влажности процесс останавливается. Нормальный показатель 80-100%.

Когда нет возможности ждать 28 дней, для смеси используют особый, быстрозастывающий цемент. Он гораздо дороже из-за дорогого оборудования, на котором его делают. Отличается более мелким помолом, также минеральным составом. Схватывается за 45 минут максимум, тогда как у бетонов, в составе которых обычный цемент, это занимает от 2 часов.

Время застывания

Только что приготовленный раствор бетона – полужидкая или жидкая смесь, если не считать наличия в нём гравия, являющегося твёрдым материалом. Бетон состоит из щебня, цемента, песка (можно карьерный сеяный) и воды. Цемент – минерал, в который входит отвердевающий реагент – силикат кальция. Цемент, как известно, реагирует с водой с образованием каменистой массы. По сути, цементопесок и бетон – искусственный камень.

Затвердевание бетона двухэтапно. За первую пару часов бетон сохнет и схватывается частично, что даёт стимул после приготовления бетона как можно скорее залить его в подготовленный опалубочный отсек. Реагируя с водой, цемент превращается в гидроокись кальция. От его количества и зависит конечная твёрдость бетонного состава. Образование кальцийсодержащих кристаллов приводит к повышению температуры твердеющего бетона.

У различных марок бетона схватывание по времени также разнится. Так, бетон марки М200 имеет срок схватывания, равный 3,5 ч. с момента завершения смешивания основных ингредиентов. После первоначального застывания он высыхает в течение недели. Окончательное затвердевание заканчивается лишь на 29-й день. В окончательный монолит раствор превратится при температуре +15… 20 градусов Цельсия. Для юга России это температура межсезонья – наилучшие условия для строительства бетонных конструкций. Влажность (относительная) не должна превышать 75%. Лучшими месяцами для закладки бетона являются май и сентябрь.

Заливая фундамент летом, у мастера велик риск нарваться на преждевременное высушивание бетона и его необходимо регулярно орошать – не менее раза в час. Схватывание за час недопустимо – конструкция с большой долей вероятности может не набрать заявленной прочности. Фундамент становится крайне хрупким, растрескивается, могут отваливаться значительные его куски.

Если воды не хватает для своевременного и многократного увлажнения бетона, то состав, наполовину или полностью схватившийся, не дождавшись, пока испарится вся вода, плотно накрывают плёнкой.

Однако, чем больше цемента в бетоне, тем скорее он схватится. Так, состав М300 может схватиться за 2,5-3 часа, М400 – за 2-2,5 часа, М500 – за 1,5-2 часа. Опилкобетон схватывается за примерно то же время, что и любой похожий на него бетон, в котором соотношение песка и цемента похоже на любую из вышеприведённых марок. Следует помнить, что опилки вносят своё отрицательное воздействие на параметры прочности и надёжности и увеличивают время схватывания до 4-х часов и более. Состав М200 полностью наберёт прочность за две недели, М400 – за одну.

Скорость схватывания зависит не только от марки бетона, но и от конструкции и глубины залегания нижней грани фундамента. Чем шире ленточный фундамент и чем дальше он заглублен, тем дольше он высыхает. Это неприемлемо в условиях, где земельные участки в плохую погоду часто подтопляются, так как расположены в низине.

Набор прочности – сколько дней длится?

Стадия твердения бетона стартует сразу после его схватывания. В этот период наблюдается процесс цементной гидратации. Оптимальные условия для его протекания следующие:

• температура воздуха – от +15 до +20 °С;
• уровень влажности – 70–75 %.

При таких условиях требуемый набор прочности раствора отмечается через 28 суток. При других температурах и влажности процент надежности бетона высчитывается по специальной формуле: Rn = R28(lgn/lg28), в которой:

• n – это количество дней, прошедших после заливки смеси (первые и вторые сутки не учитываются);
• R28 – марка бетона (М300, М400);
• lg28, lgn – логарифм (десятичный) возраста раствора.

Домашние умельцы этой формулой не пользуются. При расчетах они ориентируются на график, приведенный ниже.

Определиться со временем твердения бетона и его прочностью на сжатие позволяет и специальная таблица. Она составлена для смесей, сделанных из цемента марок М300, М200 и М400, которые считаются самыми популярными среди мастеров-самоучек.