Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зависимость прочности бетона от температуры

Набор прочности бетона.

Твердение бетона представляет собой сложное физико-химическое явление, при котором цемент, взаимодействуя с водой, образует новые соединения. Вода проникает вглубь частиц цемента постепенно, в результате все новые его порции вступают в химическую реакцию. Поэтому бетон твердеет постепенно, даже через несколько месяцев твердения внутренняя часть зерен цемента еще не успевает вступить в реакцию с водой. Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон на портландцементе через 7-14 дней после приготовления набирает 60-70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Иногда используют дорогостоящий глиноземистый цемент, который через сутки твердения дает 80-90% 28-дневной прочности. Ускоряют процесс твердения быстротвердеющие портландцементы, а также жесткие бетонные смеси на обычных цементах.

Для ускорения твердения бетона могут применяться добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. Твердея, бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Также, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетона вследствие выделения тепла при схватывании цемента.

Рис. 6.1. Усредненные кривые набора прочности бетона В15-В25 на сжатие на портландцементе М400 — М500 по дням в зависимости от температуры выдерживания.

Точно рассчитать срок набора прочности бетона в конструкции в условиях строительной площадки невозможно, даже при гарантированном качестве товарной смеси, из-за перепадов температур и изменения влажности окружающей среды.

В условиях производства работ в зимнее время для обеспечения требуемого качества бетона проводят дополнительные технологические мероприятия. При отрицательных температурах замерзает содержащаяся в бетоне свободная вода, образуются кристаллы льда большего объема, чем имела вода. Поэтому в порах бетона развивается большое давление, приводящее к разрушению структуры еще не затвердевшего бетона и снижению его конечной прочности. Конечная прочность снижается тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон. Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Для снижения температуры кристаллизации воды в состав бетона вводят противоморозные химические добавки. Для создания благоприятных условий набора прочности бетоном применяют различные способы поддерживания температурно-влажностного режима выдерживания, такие как, электрообогрев, обогрев паром и устройство «термоса». Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды. Некоторые добавки могут вызывать коррозию арматуры, что снижает прочность сцепления бетона с профилем арматуры, ухудшать удобоукладываемость и вызывать образование высолов на поверхности конструкций. Противоморозные химические добавки в основном приводят к замедлению набора прочности бетоном по сравнению со скоростью твердения бетона в нормальных условиях.

Набор прочности бетона — температура, влажность, гидратация

Возведение конструкций различной конфигурации и назначения предполагает заливку фундамента. Поэтому многие строители, преимущественно начинающие, интересуются тем, каково же время набора прочности бетона. Сразу стоит отметить, что этот процесс зависит от многочисленных моментов, среди которых не только условия окружающей среды, но и составляющие самого раствора, используемого для заливки фундамента.

В этой статье мы попробуем разобраться, как набирает прочность бетон и есть ли методы ускорения этого процесса.

В чем суть процесса?

Условно, он делится на 2 этапа:

  1. Схватывание. Этот этап происходит в течение первых 24 часов после замешивания основы. Время схватываемости раствора зависит от показателей температуры в помещении или на улице. И если обеспечить должные условия, то можно ускорить схватывание бетонной массы.
  2. Твердение. Как только основа схватится, то наступает затвердение. Как ни странно, но затвердевание фундамента продолжается в течении 12-24 месяцев. При этом заявленные производителем значения, при обеспечении благоприятных условий, определяется на 28 день после заливки.

Интересно, что во многих источниках можно найти, от чего зависит кинетика набора прочности – температур, время. влажность, качество ингредиентов. Но мало где найдешь ответ на вопрос, за счет чего бетон набирает прочность? Это происходит в процессе гидратации цемента.

В сухом материале присутствуют 4 основных элемента:

  • аллит;
  • белит;
  • трехкальциевый алюминат;
  • четырехкальциевый аллюмоферрит.

Первым при замесе в реакцию вступает аллит, но это самый хрупкий минерал. Далее идут алюминаты и алюмоферриты. Последним в реакцию вступает белит, он же и дает необходимую прочность. При этом он гидратируется постепенно, ежегодно набирая нужные параметры. Даже спустя 50 лет процесс гидратации идет, соответственно, все это время бетон продолжает набирать прочность.

Процесс гидратации цемента начинается с момента смешения с водой и продолжается в течение долгого времени

Что же касается именно бетона, то его параметры зависят от степени гидратации цемента. Если речь идет о низкой степени, то спустя 4 недели она достигнет искомых 90%. В высокопрочном составе через это же время будет только половина (до 49%), и в дальнейшем с течением времени она будет только нарастать. В среднем за 3-5 лет прирост составляет порядка 60%.

Что влияет на вызревание фундамента

Как было сказано ранее, на то, сколько бетон набирает прочность, влияет целый ряд нюансов, к основным из которых относится:

  • температурные условия окружающей среды;
  • уровень влажности в месте, где производится заливка основы;
  • марка цемента;
  • время.
Температурные условия

Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды, это актуальный вопрос для большинства людей, которые собственными силами занимаются заливкой фундамента. Тут стоит запомнить одно главное правило: чем холоднее на улице или в помещении, где проводится бетонирование поверхности, тем больше время твердения.

Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры

При температуре ниже 0°С укрепление основы приостанавливается и, как следствие, срок набора прочности увеличивается на неопределенное время. Порой достижение заявленных производителем прочностных характеристик происходит спустя несколько лет. Это когда процесс происходит в северных регионах. Такое явление обусловлено тем, что вода, имеющаяся в цементной массе, замерзает. А поскольку за счет влаги обеспечивается необходимая для процесса гидратация, то и затвердевание, так сказать, «замораживается».

Но как только на улице начнет теплеть и станет выше нулевой отметки, твердение продолжится. И так далее. Так выглядит набор прочности бетона в зависимости от температуры.

Теплые погодные условия «активизируют» и ускоряют твердение цементной основы. Скорость твердения бетона в зависимости от температуры прямо пропорциональна увеличению показателей окружающей среды. Так, при 40°С заявленные производителем показатели достигаются через 7-8 дней. Именно по этой причине многие опытные специалисты рекомендуют проводить заливку бетонного фундамента на приусадебном участке в жаркую погоду, за счет чего требуется гораздо меньше времени на организацию всего строительного процесса в целом, нежели в случае с заливкой фундамента в более холодную погоду.

Зимой, как только температура опускается до отметки 0 градусов, процесс гидратации полностью прекращается

Но даже в этом случае не стоит «пережаривать» бетон – пока нижние слои схватятся, верхние начнут трескаться. Это не добавляет ни эстетики, ни твердости. При проведении работ в жаркое время поверхность 2-3 раза в день обильно поливают водой и накрывают целлофаном.

За сколько бетон набирает прочность в зимнее время года? По сути, возведение фундамента зимой – это трудоемкий процесс, который требует использования специального оборудования для регулярного прогрева цементной массы с целью ускорения процесса его затвердевания.

При работе с бетонной массой с целью ускорения ее затвердевания нагрев свыше 90°С недопустим. Это может привести к растрескиванию будущей поверхности.

Для того, чтобы понять каким образом температура влияет на процесс затвердевания, можно изучить график набора прочности бетона. Это позволит визуально разобраться в данном явлении. График набора состоит из линий, которые выстроены на основании данных, собранных для цемента М400 при разном режиме.

Читать еще:  Как построить баню из блоков своими руками?

График твердения бетона позволяет определить, какое процентное соотношение от марочных показателей будет достигнуто через некоторый временной промежуток. Проще говоря, по этим линиям можно узнать, сколько дней масса набирает марочное значение твердости при той или иной температуре.

График набора прочности по марке цемента

Время

С целью определения оптимального, можно даже сказать, безопасного срока начала проведения строительных работ зачастую берется во внимание таблица набора прочности. По ней можно с легкостью определить за какое время застынет фундамент, приготовленной из той или иной марки цемента. Поэтому опытные специалисты всегда и пользуются подобными информационными таблицами.

Марка цемента

Среднесуточная t цементной основы, °С

Срок затвердевания по суткам

Влияние температуры на твердение бетона

При возведении монолитных конструкций и изготовлении изделий на полигонах бетон обычно твердеет при положительной температуре 5. 35 ◦С. При достаточной влажности воздуха рост прочности бетона продолжается длительное время. Для ориентировочного определения прочности бетона в разном возрасте используют формулу

Где Rn =R28 — прочность бетона на сжатие в возрасте n и 28 суток, Lg n, Lg 28 — десятичный логарифм возраста бетона.

Эта формула дает удовлетворительные результаты про n > 3 для бетонов, приготовленных на рядовом портландцементе и твердевших при температуре 15 . 20◦С. В действительности темп роста прочности бетона, особенно в раннем возрасте, будет зависеть от многих факторов: минералогического состава и тонкости помола цемента, состава бетона, В/Ц ( за 1 принята прочность бетона в возрасте 28 суток). Чем меньше В/Ц, тем выше темп роста прочности бетона.

Способность бетона к длительному твердению можно использовать для экономии цемента. В ряде случаев конструкция воспринимает расчетные нагрузки в более поздние сроки, чем 28 сут. В благоприятных условиях твердение бетона продолжается и к моменту передачи на конструкцию эксплуатационной нагрузки прочность бетона часто превышает требуемую проектом. В подобных случаях, назначая более длительные сроки (90 или 180 сут) достижения бетоном проектной прочности, можно уменьшить R28 и сэкономить цемент, т.к. для получения бетона меньшей прочности требуется более низкий расход цемента.

Большое значение для твердения бетона имеет организация ухода за ним, особенно в раннем возрасте. Целью ухода является создание благоприятных условий для твердения бетона, сохранение надлежащей влажности среды. Для этого бетон укрывают полимерной пленкой, посыпают песком, который постоянно увлажняют, используют маты из синтетических материалов, устраивают покрывающие водные бассейны или используют другие способы, чтобы предохранить бетон от высыхания, чтобы избежать замедления процессов гидратации цемента и роста прочности бетона.

При быстром высыхании бетона в раннем возрасте возникают значительные деформации усадки, появляются микротрещина. В результате ухудшается структура бетона, снижается его конечная прочность. Исправить структуру созданием благоприятных условий в последующем не удается, поэтому правильный уход за бетоном в раннем возрасте является необходимым условием получения доброкачественного бетона.

Твердение бетона в зимний период.

Нормальной температурой среды для твердения бетона условно считается 15. 20 ◦С. При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже 0 ◦С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды. В зимний период наблюдаются частые переходы температуры через 0 ◦С, что непосредственно отражается на твердении бетона. Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания начинает твердеть в теплой среде, причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает, однако, как правило, отстает от роста прочности бетона, твердевшего при нормальной температуре.

Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной нагрузки или даже для полной загрузки сооружения. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связи между поверхностью заполнителей и слабым цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем он позже был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

При любом способе производства бетонных работ бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона.

Минимальная прочность, которую бетон должен

приобрести к моменту замерзания

Минимальная прочность, не менее

Время выдерживания бетона на портландцементе при 15. 20 ◦С, сут

Зависимость прочности бетона от температуры

Проведение бетонных работ в зимних условиях требует применения специальных методов зимнего бетонирования, из которых наиболее распространены методы обогрева, утепления и введения в бетон противоморозных добавок [1].

При выборе вида противоморозной добавки ориентируются на минимальную температуру, при которой эффективно ее использование. Способ зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок прост и экономичен, но в условиях значительных колебаний отрицательных температур представляется сложным установить рациональную дозировку противоморозной добавки. На практике чаще всего вследствие существования температурных ограничений к использованию добавок от применения противоморозных добавок приходится отказываться в пользу методов обогрева бетона [3,5].

Преимуществом методов обогрева является возможность поддержания положительной температуры в теле твердеющего бетона в пределах, позволяющих прогнозировать нарастание прочности бетонной конструкции. Поэтому, несмотря на удорожание бетонных работ, методы обогрева более распространены [4]. Среди методов обогрева наиболее технологичны методы электрообогрева. Электрообогрев бетона сегодня остается единственным методом, который применим при значениях отрицательных температур до – 45 °С [3]. Критерием достаточности обогрева считается достижение бетоном прочности на уровне 30–40 % проектной, после которого процесс твердения при медленном остывании будет продолжаться независимо от внешнего теплового воздействия [5]. В связи с этим актуальной с технико-экономической точки зрения представляется задача определения минимального периода обогрева бетона и рациональной температуры прогрева бетона до получения нормируемого процента проектной прочности [2].

Цель работы состояла в сравнительной оценке эффективности применения комплексного метода обогрева бетона, предусматривающего применение химических модификаторов, влияющих на скорость твердения бетона и его конечную прочность. Критерием эффективности выбрана кинетика нарастания прочности бетона с модифицирующими добавками, обогреваемого в первые сутки твердения, и продолжительность периода времени, необходимого для достижения бетона нормируемого процента проектной прочности 30–35 %.

Задача исследования состояла в изучении участия в кинетике нарастания прочности бетонов, обогреваемых в начальный период противоморозной и суперпластифицирующей добавок.

Материалы и методы исследования

В качестве химических модификаторов применялись две добавки: противоморозная добавка УПД-2М производства ООО «Инновация» (г. Казань) и суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Glenium®51 производства фирмы BASF.

Универсальная противоморозная добавка УПД-2М относится к категории комплексных. Она ускоряет процесс твердения бетонов и строительных растворов, улучшает удобоукладываемость бетонных смесей, повышает прочность, морозостойкость и трещиностойкость бетона. Рекомендуется к использованию при температуре не ниже –18 °С. Суперпластификатор Glenium®51 используется в технологии самоуплотняющихся бетонов. Достоинством модификатора является высокая пластифицирующая способность, а также повышение конечной прочности бетона. Повышение содержания добавки увеличивает индукционный период твердения цемента, препятствуя нарастанию прочности в ранние сроки. Установлено, что умеренный обогрев цементных паст с добавкой Glenium®51 интенсифицирует их твердение на ранних стадиях [2].

При исследовании бетонов с добавкой УПД-2М в качестве вяжущего в бетонах применялся портландцемент ЗАО «Ульяновскцемент» класса ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б. В качестве мелкого заполнителя использовался природный песок с модулем крупности 2,62 и гравий из изверженных пород фракции 5–20 мм. Содержание цемента варьировалось в пределах от 300 до 500 кг/м3. Добавка УПД-2М вводилась в количестве до 2,7 % от массы цемента. Из пластичных бетонных смесей подвижностью 12 см по осадке конуса формовались образцы размером 100×100×100 мм. Прочность бетонов контролировалась разрушающим методом.

Читать еще:  Проектирование инженерных систем частного дома

Для исследования влияния обогрева на твердение бетона с суперпластификатором Glenium®51 нами были исследованы составы самоуплотняющихся мелкозернистых бетонных смесей, предназначенные для заполнения швов сборно-монолитного железобетонного каркаса многоэтажного здания. Для приготовления составов применялся портландцемент ЦЕМ I 42,5Б производства ОАО «Мордовцемент» с удельной поверхностью 360 м2/кг природный мелкозернистый кварцевый песок с модулем крупности 1,2; кварцевый наполнитель, приготовленный помолом природного кварцевого песка до удельной поверхности 100 м2/кг. Суперпластификатор Glenium®51 вводился в количестве 1,5 % от массы цемента. Из самоуплотняющихся смесей методом литья формовались образцы – кубы с ребром 20 мм. Для интенсификации процесса твердения образцы в течение первых 3-х суток обогревались при 30–40 °С, после чего твердение образцов происходило при температуре + 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 95 ± 5 %.

Результаты исследования и их обсуждение

При изучении влияния добавки УПД-2М основные образцы бетона первые сутки выдерживались при температуре + (20 ± 2) °С, что соответствовало их умеренному обогреву в условиях отрицательных температур. Дальнейшее их твердение происходило в реальных зимних условиях. Результаты мониторинга реального колебания отрицательных температур приведены на рис. 1.

Рис. 1. Результаты мониторинга реальной температуры твердения бетона с добавкой УПД-2М

Фактические усредненные колебания температуры в период испытания, как показали статистические наблюдения, в первом приближении можно описать диапазоном температур (–20 ± 11) °С.

Наряду с основными образцами формовались контрольные образцы бетона, которые твердели в нормальных условиях лаборатории при температуре + 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 95 ± 5 %.

Перед испытанием на сжатие основные образцы оттаивали на воздухе в течение 4 ч при температуре окружающей среды (+ 20 ± 2) °С. Результаты испытания составов бетона с добавкой УПД-2М в возрасте 28 суток приведены в табл. 1.

Прочность при сжатии бетонов с добавкой УПД-2М

Зависимость прочности бетона от температуры

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

  1. Главная
  2. Строительные материалы
  3. Гидротехнический бетон
  4. Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Нормальной температурой среды для твердения бетона считается 15 — 20°. При пониженной температуре твердения прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже нуля твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды.

Прочность бетона, твердеющего при различных температурах

Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его нарастает значительно.

При повышенных температурах бетон твердеет быстрее, чем при нормальной, особенно в условиях влажной среды. Так как при высоких температурах бетон трудно предохранить от быстрого высыхания, то нагревать его выше 85° нельзя. Исключение составляет лишь обработка насыщенным паром под давлением в автоклавах на заводах, изготовляющих бетонные изделия .
Прочность бетона, твердеющего при различных температурах в течение любого срока, может быть приблизительно определена по проектной прочности бетона R28, твердеющего 28 дней при нормальной температуре, умножением на коэффициенты, полученные опытным путем С. А. Мироновым и приведенные в табл. 1.

Относительная прочность бетона в разные сроки твердения при различных средних температурах (портландцемент средней марки)

Время набора прочности бетона от температуры

Основные требования к бетону при зимних работах и способы производства работ

Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же затвердеть и приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной загрузки или даже для полной загрузки сооружения.

При любых бетонных работах бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им 50% проектной прочности

Даже при применении быстротвердеющих цементов (глиноземистого, высокопрочного портландцемента) срок твердения бетона в теплой среде должен быть не меньше 2 — 3 суток, а при обычных цементах — 5 — 7 суток.

Опыты показывают, что замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связь между поверхностью заполнителей; и малозатвердевшим цементным камнем. Прочность бетона, тем ближе к нормальной, чем позже бетон был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

Для затвердевания бетона зимой необходимо обеспечить его твердение в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Этой цели достигают двумя способами:

  1. использованием внутреннего тепла бетона;
  2. дополнительной подачей бетону тепла извне, если внутреннего тепла недостаточно.

При первом способе необходимо применять высокопрочные и быстротвердеющие цементы, прежде всего портландцемент высоких марок и глиноземистый цемент. Кроме того, рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента — хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси и уплотнять ее высокочастотными вибраторами. Все это дает возможность ускорить сроки твердения бетона при бетонировании сооружений и добиться того, чтобы бетон приобрел достаточную прочность в течение 3—5 дней вместо обычных 28.

Внутренний запас тепла в бетоне создают, подогревая материалы, составляющие бетонную смесь; кроме того, тепло выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).
В зависимости от массивности конструкций и температуры наружного воздуха подогревают либо только воду для бетона, либо воду и заполнители (песок, гравий и щебень). Воду можно подогревать до 90°, заполнители — до 40°, цемент не подогревают. Требуется, чтобы бетонная смесь при выходе из бетономешалки имела температуру не выше 30°, так как при более высокой температуре она быстро густеет.

Загустевание, т. е. потеря подвижности бетонной смеси, затрудняет укладку, добавлять же воду нельзя, так как это понижает прочность бетона. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не ниже +5°, а при укладке в тонкие конструкции — не ниже + 20°.

В процессе твердения бетона цемент выделяет значительное количество тепла, зависящее от состава и тонкости помола цемента, температуры бетона и срока твердения. Это тепло выделяется главным образом в первые 3—5 дней твердения. Чтобы сохранить тепло в бетоне на определенный срок, необходимо покрыть опалубку и все открытые части бетона хорошей изоляцией (соломит, шевелин, опилки, шлак и т. п.), толщина которой определяется теплотехническим расчетом.

Описанный выше способ зимнего бетонирования часто называют способом «термоса», так как подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Применение Данного способа допустимо и рационально, если тепло сохраняется в бетоне по крайней мере 5—7 суток, необходимых для его первоначального твердения. Это возможно только при массивных или тщательно изолированных средних по толщине конструкциях.

У этих конструкций отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему (так называемый модуль поверхности F /V) должно быть не более 6.
Все конструкции более тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, должны бетонироваться с подачей тепла извне. Существуют три разновидности этого способа, описанные ниже.

Способы обогрева бетона

Обогрев бетона паром

Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки. Последний способ пропаривания (так называемая капиллярная опалубка) предложен А. А. Вацуро. Обычная температура пара 50—80°. При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение двух суток такой прочности, которую он приобретает на 7-й день при нормальном твердении.

Читать еще:  Чем заделать швы между плитами на потолке в гараже

Электропрогрев бетона

Электропрогрев бетона, который осуществляют, пропуская через бетон электрический переменный ток. Для этой цели стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции на бетон в начале его схватывания. При другом способе в бетон закладывают продольные и струнные электроды или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердевания бетона эти стержни срезают.

Пластинчатые электроды применяют главным образом для подогрева плит и стен, «струнные» электроды и поперечные короткие стержни — для балок и колонн.

В начале прогрева подают обычно ток низкого напряжения—50—60 в, получаемый путем трансформирования обычного тока в 220 в. Сырой бетон при пропускании тока разогревается и затвердевает. По мере затвердевания бетона его электрическое сопротивление возрастает, и напряжение приходится повышать. Нагревать бетон следует медленно во избежание высушивания и появления в нем трещин (повышать температуру нужно не более чем на 5° в час) и доводить температуру бетона до 60.° При этих условиях бетон в течение 36—48 час. твердения приобретает прочность не меньшую, чем за 7 дней нормального твердения.

При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения, чтобы предохранить их от преждевременного замерзания (так называемый периферийный электропрогрев).

Применяется еще один способ электропрогрева бетона, который заключается в использовании так называемой «термоактивной опалубки». Это — двойная деревянная опалубка, в которую засыпают опилки, смоченные раствором соли. В опилки через опалубку вставляют стержневые электроды и разогревают опилки и опалубку. При этом способе электроды в бетоне не остаются, и бетон равномерно нагревается, но требуется тщательный противопожарный надзор.

Обогрев воздуха, окружающего бетон.

Для этого устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, жаровни (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи. В тепляке ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для тверlения, или поливают бетон. Этот способ дороже предыдущих и применяется иногда при малых объемах бетонирования, при очень низких температурах, а также при отделочных работах

Набор прочности бетона при отрицательных температурах

Сегодня бетон является самым популярным материалом для строительства. Широкое распространение этому материалу принесла высокая прочность. Чтобы получить максимальный показатель, необходимо учитывать ряд факторов, среди которых мы выделим температуру. Мы подробно разберем процесс формирования бетона и узнаем, сколько нужно времени для полного застывания в тех или иных условиях. Освоить материал помогут вспомогательные таблицы и графики.

Основными факторами, которые влияют на процесс набора прочности, являются:

  • температура окружающей среды;
  • время застывания;
  • влажность воздуха;
  • марка.

Также стоит учитывать соотношение цемента и воды в смеси, пропорции ингредиентов, способ перемешивания, скорость укладки и регулярность увлажнения. Максимально качественный результат можно получить только при использовании спецтехники. Ручное замешивание не сможет довести смесь до идеальной однородной массы. Это важно для возведения промышленных объектов, но для частного одноэтажного дома способ замеса особой роли не сыграет.

Стадии набора прочности и влияние температуры

Вы наверняка знаете, что для достижения марочного значения бетона требуется 28 дней. Это общая цифра, которая на деле может отклоняться в большую или меньшую сторону. Чтобы возвести надежную постройку, нужно понимать сам процесс набора прочности, он состоит из двух стадий:

  • На первой стадии смесь схватывается – все компоненты бетона соединяются между собой.
  • На второй материал набирает прочность и твердеет.

Первая стадия

Схватывание обычно завершается в течение первых 24 часов с момента заливки. Температура окружающей среды напрямую влияет на скорость завершения первой стадии. Если на улице 20°C и выше, то весь процесс может занять 5 часов. Начинается схватывание через 2-3 часа после замешивания раствора, а завершается через 3 часа. Если речь идет о работе осенью/зимой, то схватывание может длиться больше суток. В холодную пору строительство не прекращается, к примеру, при температуре в 0°C процесс начинается через 7-10 часов после замешивания смеси, после заливки схватывание может длиться до 24 часов.

Важно! Стоит понимать, что на протяжении первой стадии раствор бетона остается подвижным. В это время строитель может повлиять на форму изготавливаемой конструкции. Чтобы уменьшить вязкость раствора используется механизм тиксотропии. За счет этой особенности в бетономешалке смесь долго находится на первой стадии.

Вторая стадия

Когда первая стадия завершена, материал начинает твердеть. Необходимую прочность бетон набирает уже через четыре недели, но окончательный набор прочности завершится только через несколько лет. Марку бетона специалисты смогут определить через 28 дней. Набор прочности бетона в зависимости от влажности и температуры проходит с разной скоростью. В первые 5-6 дней после заливки процесс протекает наиболее интенсивно. После первых трех суток материал получит 30% прочности от марочного значения, которое мы узнаем только через 4 недели.

Через две недели после заливки бетон наберет до 70% прочности, а через 90-100 дней прочность превысит марочный показатель на 20%. Прекратится процесс через несколько лет, но прочность изменится незначительно. При проверке бетона, залитого 3 года назад, можно узнать, что его прочность вдвое превысила марочный показатель.

На таблице ниже показано, как длительность набора прочности зависит от температуры:

Температура

Чем теплее на улице, тем быстрее увеличивается показатель прочности материала. Эта схема работает и наоборот. Процесс полностью остановится при отрицательных температурах. Происходит это из-за того, что вода, обеспечивающая гидратацию цемента, замерзает. Процесс продолжится после повышения температуры воздуха. В России есть много мест, где температура редко превышает 5°C.

Время набора прочности заготавливаемого бетона можно уменьшить при помощи добавления специальных модификаторов. Касается это и температуры, при которой процесс останавливается. Сегодня в холодных регионах используются добавки, которые позволяют смеси набирать прочность при минусовых температурах. Стоит упомянуть и про быстроотвердевающие модификаторы, за счет которых марочная прочность набирается уже через две недели.

Повышение температуры существенно ускоряет созревания материала. К примеру, при 40°C марочное значение марки можно получить уже через 5-7 дней. Профессионалы рекомендуют выполнять строительные работы именно в теплое время года, так как сроки строительства существенно сокращаются.

Зимой, помимо добавок, вам понадобится подогрев материала. Самостоятельно обеспечить нужную температуру для опалубки и самой смеси крайне сложно. Сделать это можно только при помощи дополнительного оборудования и теплоизолирующих материалов. При перегреве раствор и вовсе испортится, порог приходится на 90°C.

График набор прочности

Изучите график набора прочности бетонной смеси, чтобы понять, как процесс твердения зависит от температурных показателей. На графике набора показателя прочности бетона показан процесс твердения бетона M400, кривые для других марок будут меняться. Изучив процесс, вы поймете, сколько нужно суток для достижения разных уровней прочности. Первая линия соответствует 5°C, последняя – 50°C, то есть каждая кривая относится к определенному температурному уровню:

График набор прочности по суткам

Специалисты при помощи этого графика могут определить, когда нужно проводить распалубку монолитного фундамента. По правилам, опалубку можно демонтировать после преодоления 50% прочности от марочного значения бетона. Обратите внимание, что при температуре 10°C или ниже значение марки будет достигнуто только через 4-5 недель. Чтобы ускорить процесс, следует обеспечить подогрев смеси.

Заключение

Как показывает практика, существует множество причин изменения прочностных показателей бетона. Важно учитывать пропорции, качество компонентов, особенности местности и, конечно же, температуру.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector