Від чого залежить і як швидко відбувається набір міцності бетону

Виготовлення різних конструкцій передбачає заливку бетону, головною характеристикою якого є міцність на стиск. При цьому навантажувати конкретний елемент не можна, поки не завершиться набір міцності бетону. Даний процес залежить від ряду факторів, до яких належать не тільки зовнішні умови, а й склад самої суміші.

Для досягнення марочного значення, як правило, потрібно чотири тижні (28 днів). Щоб майбутня конструкція прослужила досить довго, необхідно чітко уявляти, як здійснюється сам процес, і скільки часу потрібно для його завершення. Процес включає дві стадії. На першій відбувається схоплювання бетону. На другий він твердне і набирає міцність.

стадія схоплювання

Схоплювання відбувається протягом першої доби з моменту його приготування. Скільки часу буде потрібно для завершення першої стадії безпосередньо залежить від температури навколишнього середовища.

Тепла погода

У літній період, коли температура 20 ° C і вище, на схоплювання може знадобитися близько години. Процес почнеться приблизно через дві години після приготування суміші і завершиться, отже, через три.

Холодну пору року

При похолоданні час початку і завершення стадії зсувається. Для схоплювання потрібно більше доби. При нульовій температурі процес починається, як правило, тільки через 6 – 10 годин після приготування розчину і може тривати до 20 годин після заливки. У спекотну погоду час, навпаки, зменшується. Іноді для схоплювання досить 10 хвилин.

Зменшення в’язкості розчину

На першій стадії приготована суміш залишається рухомий. У цей період ще можна надати механічний вплив, надавши виготовляється конструкції необхідну форму.

Продовжити стадію схоплювання дозволяє механізм тиксотропії, що сприяє зменшенню в’язкості суміші при наданні механічного впливу. Саме тому перемішуємо в бетономішалці розчин набагато довше може перебувати на першій стадії.

Однак слід врахувати, що ряд процесів викликає незворотні зміни в суміші, що негативно відбивається на якості затверділого бетону. Особливо швидко «зварювання» відбувається в літній період.

стадія твердіння

Після схоплювання бетон починає тверднути. Для завершення процесу і остаточного набору міцності може знадобитися кілька років. Марку бетону можна буде визначити через чотири тижні.

Варто врахувати, що міцність бетон набирає з різною швидкістю. Найбільш інтенсивно процес протікає в перший тиждень після заливки бетону. Уже в перші три доби цей показник в нормальних умовах становить близько 30% від марочного значення, що визначається через 28 днів після заливки.

Протягом перших 7 – 14 діб розчин набирає до 70% від вказаного значення, а через три місяці на 20% перевищує його. Після цього процес сповільнюється, але не припиняється.

Через три роки показник може вдвічі перевищити значення, отримане через 28 днів після заливки. Спеціальна довідкова таблиця дозволяє дізнатися, який відсоток від марочного значення набере складу при конкретної температурі через певну кількість днів.




Від чого залежить набір міцності?

На процес набору міцності впливає безліч факторів. Однак основними можна вважати:

  • температуру;
  • вологість;
  • марку бетону;
  • час.

температура

Чим холодніше на вулиці, тим повільніше підвищується міцність бетону. При негативних температурах процес зупиняється, так як замерзає вода, що забезпечує гідратацію цементу. Як тільки температура повітря підвищиться, набір міцності бетону продовжиться. При зниженні температури може знову зупинитися.

При наявності в складі різних модифікаторів час твердіння може зменшуватися, а температура, при якій процес зупиняється, знижуватися. Виробники пропонують спеціальні швидкотверднучі склади, здатні набрати марочну міцність вже через два тижні.

Потепління сприяє прискоренню процесу дозрівання бетону. При 40 ° C марочне значення може бути досягнуто вже через тиждень. Саме тому заливку бетону на присадибній ділянці для скорочення термінів будівництва краще проводити в жарку погоду.

Взимку може знадобитися підігрів бетону, що виконати власними силами вкрай проблематично: потрібне спеціальне обладнання і знання технології виконання робіт. Слід врахувати, що нагрів розчину понад 90 ° C неприпустимий.

Щоб зрозуміти, як температура впливає на процес твердіння, варто вивчити графік набору міцності бетону. Криві побудовані на підставі інформації, зібраної для марки М400 при різних температурах. За графіком можна визначити, який відсоток від марочного значення буде досягнуто через певну кількість діб. Кожна крива відповідає конкретній температурі. Перша лінія 5 ° C, остання – 50 ° С.

Графік дозволяє визначити термін распалубки монолітної конструкції. Опалубку можна знімати, як тільки міцність перевищить 50% від свого марочного значення. Слід звернути увагу, що згідно з графіком, якщо температура повітря нижче 10 ° C, марочне значення не буде досягнуто навіть через два тижні. За таких погодних умов вже варто задуматися про підігріві заливається розчину.

час

Для визначення нормативно-безпечного терміну початку робіт часто використовується наступна таблиця. У ній в залежності від марки бетону і його середньодобової температури приведена інформація про набір міцності через певну кількість діб:

Марка бетону Середньодобова температура бетону в ° C Термін твердіння в добі
1 2 3 5 7 14 28
Міцність бетону на стиск (відсоток від марочної)
М200-300, замішаний на портландцементі М 400-500 -3 3 6 8 12 15 20 25
0 5 12 18 28 35 50 65
+5 9 19 27 38 48 62 77
+10 12 25 37 50 58 72 85
+20 23 40 50 65 75 90 100
+30 35 55 65 80 90 100

Якщо нормативно-безпечний термін встановлений на рівні приблизно 50%, то безпечним терміном початку робіт можна вважати 72 – 80% від марочного значення.

Залежно від часу витримки шукане значення можна визначити за такою формулою:

міцність на n-ий день = марочна міцність * (lg (n) / lg (28)). Причому n не може бути менше 3-х днів.

Склад і характеристики цементу

Якщо відразу після заливки цемент здатний набирати міцність завдяки своєму тепловиділення, то після замерзання води процес незмінно зупиниться. Саме тому при виконанні робіт в зимовий та осінньо-весняний період переважно використовувати суміші з противоморозні добавками.

Глиноземистий цемент після укладання здатний виділити в сім разів більше тепла, ніж звичайний портландцемент. Саме тому приготована на його основі суміш набирає міцність навіть при мінусовій температурі.

Марка також впливає на швидкість процесу. Чим нижче марка, тим вище межа міцності. Таблиця наочно відображає таку залежність:

Марка бетону (по міцності на стиск) Найбільша межа міцності (відсоток від марочної), мінімум
для попередньо напружених конструкцій 70
М15 – 150 50
М200 – 300 40
М400 – 500 30

Вологість

Знижена вологість негативно відбивається на процесі. При повній відсутності вологи гідратація цементу стає неможливою, і твердіння практично зупиняється.

При максимальній вологості і високій температурі (70 – 90 ° C) швидкість наростання міцності значно підвищується. У такому режимі здійснюється пропарювання складу в автоклавах паром високого тиску.

Нагрівання до таких високих температур при мінімальній вологості неминуче призведе до висихання залитого розчину і зниження швидкості набору. Щоб цього не сталося, слід своєчасно проводити зволоження. В такому випадку в жарку погоду міцність буде набрана в мінімально можливі терміни.