Технологія набору міцності бетону в процесі виконання будівельних робіт
Головне властивість бетонної суміші визначає набір міцності бетону, що відображає якісний стан монолітної конструкції. Оскільки вона перебуває у взаємозвязку зі структурою даного будівельного матеріалу, то набір міцності можна поділити на два кроки, повязаних зі схоплюванням і затвердіння бетону. Для останнього характерна наявність фізико-хімічних властивостей, що виникають при взаємодії цементу з водою. Коду йде формування бетону, то гідратація цементу викликає утворення інших сполук.
Схема приготування бетону.
Як відбувається набір міцності бетону
Схоплювання складу може статися в перші дні з того моменту, як була виготовлена консистенція з цементу і води. Час її схоплювання знаходиться в прямій залежності від температури повітря. Якщо вона становить 20 ° С, то може знадобитися близько однієї години. Оскільки процес застигання бетону не миттєвий, а досить довготривалий, то для набору міцності матеріалу може знадобитися кілька місяців.
Найчастіше схоплювання цементу відбувається приблизно через близько двох годин з того моменту, як був зачинений цементний розчин, а остаточний процес може початися приблизно через три години. Тому на даній стадії може допомогти прискорювач схоплювання бетону.
Зображення 1. Графік набору міцності бетону.
Початок цій стадії може бути відсунуто в результаті зниження температурного рівня, а її тривалість істотно зростає. Якщо рівень температури повітря становить 0 ° С, то початок етапу схоплювання може статися через від 6 до 10 годин після того, як відбулося зачиннення суміші. При цьому даний процес здатний розтягнутися на 15-20 годин. Якщо температури завищені, то період схоплювання бетону може бути скорочений, що складе близько 10-20 хв.
Схоплювання бетону передбачає те, що даний склад повинен залишатися рухомим весь період, що дозволяє впливати на суміш. Механізм тиксотропії, повязаний зі зменшенням вязкості субстанції в умовах механічного впливу на неї, тобто періодичного змішування бетону, який схопився в повному обсязі, твердіння і процес висихання бетону не починаються. Дана властивість враховують в процесі доставки розчину на бетоносмесителе, оскільки склад при цьому повинен перемішуватися в міксері, що дозволяє зберігати всі його важливі властивості.
Обертання міксера машини перешкоджає висиханню цементного розчину, не дозволяючи твердеть суміші досить довго. Можливо і розвиток незворотних наслідків, які називають "зварюванням" бетону, а це знижує його корисні властивості. Даний процес особливо швидко може відбуватися влітку.
Що являє собою процес затвердіння бетону
Нижче перераховані особливості, характерні для бетону:
Відносна міцність бетону в різні терміни твердіння при різних температурах.
- Чим нижче рівень температури зовнішнього середовища, тим повільніше твердне склад і наростає його міцність.
- Якщо температура не перевищує нульову позначку за Цельсієм, то вода в складі починає замерзати, а твердіння суміші вже не відбувається. Підвищення рівня температури тягне за собою відновлення твердіння.
- Вологість середовища дозволяє всієї будівельної масі купувати більш високу міцність, ніж в процесі затвердіння бетону поза приміщенням.
- Процес схоплювання бетону може стати уповільненим і практично безперервним при відсутності вологи, так як саме вона необхідна в першу чергу при гідратації цементу.
- Якщо температура підвищується до 80-90 ° С, то відбувається значне збільшення швидкості процесу наростання міцності в умовах максимальної вологості.
Пар високого тиску дозволяє пропарювати суміш автоклавним способом, що здійснюється тільки при створенні відповідних умов.
Набір міцності бетону - це непостійна величина. Якщо твердіння бетону відбувається в нормальних умовах, то набір міцності починається через один-два тижні, що становить від 60 до 70% від того рівня міцності, який набирається за 28 днів. Далі він триває, але дуже повільно. З моменту, коли була зроблена заливка розчину, затвердіння бетону є максимальним.
При правильному перебігу процесу гідратації повинні дотримуватися певні умови. Рівень вологості повинен складати від 90 до 100%, а температури - від 18 до 20 ° С. При порушенні цих умов може відбутися зміна часу застигання складу.
Перехід води при негативних температурах в твердий стан викликає в результаті промерзання бетону тиск кристалів льоду на масу частинок цементу, що може знижувати якість складу.
Таблиця відповідності марок і класів бетону.
Суміш починає укріпляти і при низькому рівні вологості. Це викликано припиненням надходження вологи, що потрібно для гідратації цементу.
Якщо для конструкції характерні ідеальні умови, то гідратація поновлюється. Коли добігає кінця вже другий тиждень, то суміш вже має міцність, складову 80% від основної початкової міцності. Після цього її набір сповільнюється.
На практиці після закінчення 28 днів завершення набору міцності не відбувається, оскільки тривалість даного процесу може становити кілька років. Коли суміш досягає трирічного віку, то його міцність відповідає 200-250% від величини, характерної для віку бетону, рівного 28 діб.
Ніхто не може дати однозначної відповіді на питання про тривалість процесів твердіння суміші. Все залежить від того навантаження, яка запланована для тієї чи іншої конструкції.
Як здійснюють випробування
Наприклад, якщо планується будівництво паркану з металевого сайдингу, або дощок, то для його зведення буде досить влаштування бетонної стрічкового фундаменту. Якщо потрібно почати будівництво будинку на бетонному фундаменті, то без допомоги фахівця високої кваліфікації тут не обійтися. Процес набору міцності в залежності від температури показаний на малюнку (ЗОБРАЖЕННЯ 1).
Зображення 2. Таблиця набору міцності бетону.
Маркова міцність, яка набрана за 28 діб, на малюнку взята за 100%. Оцінка класу бетону проводиться через 28 діб. Здійснення процесу випробувань можливо з використанням зразків, що мають стандартну кубічну форму. Сторона куба при цьому може становити 15 см. Температура, що дозволяє витримати зразок, повинна досягати 20 ° С, а відносна вологість коливатися в межах 95%. Зберігати суміш у вигляді випробовуваних зразків можна в камері нормального зберігання в нормальних умовах.
Якщо рівень температури твердіння відхиляється від нормального в найбільшу сторону, то дозрівання бетону буде здійснюватися в умовах підвищеної температури. Якщо відбувається її відхилення до найменшої стороні, то тверднення бетону може припускати знижену температуру.
У таблиці (ЗОБРАЖЕННЯ 2) відображена інформація, повязана з набором міцності бетонного складу, що має марку від М200 до М300, що виготовляється на основі портландцементу, маркою М-400 або М-500, за перші минулі 28 діб, що визначається середньодобовою температурою.
Способи заливки бетону при підвищених температурах
Серед багатьох чинників, що впливають на набір міцності бетонного розчину, в більшій мірі можна відзначити наступні:
- Співвідношення води з цементом.
- Рівень ущільнення суміші.
- Тип цементу, необхідний при виробництві розчину.
- Певна температура, яка характерна в процесі твердіння бетону.
Таблиця критичної міцності для різних марок бетону.
У переважній більшості випадків, повязаних із здійсненням робіт з використанням розчину бетону, вплив атмосферних умов може бути занадто далеким від ідеальних, тому необхідно вжити додаткових заходів. Коли заливка розчину здійснюється в холодний період, то негативні температури вимагають забезпечення прогріву суміші.
З цією метою можна застосовувати ряд різних способів. Серед них можна виділити процес прогріву бетону із застосуванням електричних проводів. При цьому заливку розчину роблять, використовуючи теплу опалубку. Для запобігання процесу кристалізації води взимку в бетон проводиться введення відповідних антиморозних присадок.
У зимових умовах іноді може бути використаний спосіб, який передбачає гідратацію цементу. З цією метою в бетон додають протиморозні речовини в невеликих кількостях. Температура при заливці суміші повинна становити не менше 15 ° С. Дані умови повязані з швидким замерзанням води і припиненням процесу гідратації, відновлення якого відбувається тільки в весняний період. Застосування даного методу здатне приводити до процесу зниження якості бетонної конструкції.
Інша екстремальне умова повязана з підвищеним рівнем температури навколишнього повітря. Даний випадок дозволяє зволожувати застигає розчин. При цьому після поливання розчину водою бетон повинен бути укритий спеціальною плівкою і шаром складу, який має бітумну основу. Дозрівання бетону вимагає здійснення контролю над зміною обсягу суміші. Перевищення в процентах не повинно становити 1% від початкового рівня показника.
Відсутність усадки при цьому є ідеальним моментом, хоча на практиці це не завжди стає можливим. При зміні обсягів, яке має практичне значення, можливе застосування спеціальних заходів, далеко не завжди є ефективними. Якщо часу на процес висихання бетону недостатньо, то на заливці можуть зявитися тріщини, які здатні викликати зниження міцності всієї будівельної конструкції.
