Процес затвердіння бетону
При будівництві будь-яких обєктів найважливіше значення має якісне підстава, на якому і стоїть будівля або будинок. Часто для заливки фундаменту або плити застосовують бетонні суміші. Щоб споруди в майбутньому витримали будь-які навантаження на підставу, потрібно використовувати для нього суміші відмінної якості. Саме залите основа повинна бути готовим для зведення над ним стін і наступних перекриттів, тобто потрібно почекати певний термін, для того щоб завершилося твердіння бетону. Як відбувається цей процес, скільки часу на нього потрібно і чи можна прискорити твердіння?
Суміші застосовуються для заливки підстав конструкцій і плит перекриття.
процес застигання
Після того як цемент і воду перемішали для отримання розчину, між ними починається складна взаємодія, в результаті якого утворюється абсолютно нове зєднання з властивими йому характеристиками. Вода поступово проникає в цементні зерна, мінерали яких вступають з нею в хімічну реакцію. Під час протікання цієї реакції мінерали перетворюються в гідросилікати калію. Цей процес і називається затвердінням бетону.
Ступінь затвердіння бетону можна перевірити за допомогою спеціалізованих засобів діагностики.
Затвердіння не закінчується за один день. Для того щоб бетон знайшов необхідну йому міцність і перестав бути пластичним, потрібен певний термін. Його і називають часом затвердіння. Застигання може тривати роками, що може значно розтягнути процес зведення споруд на дуже довгий час. Будівельники не можуть чекати так багато, і вони розрахували контрольний термін схоплювання, після закінчення якого підстава може витримати розрахункове навантаження.
Контрольний термін схоплювання
Щоб бетон досяг своєї марочної міцності на стиск, потрібні сприятливі умови. До них відносять температуру навколишнього середовища і вологість повітря.
При високій температурі і вологості повітря твердіння йде швидше, а при низьких воно сповільнюється. Вплив нульових і негативних температур повітря може зупинити процес схоплювання. Оптимальна температура для застигання становить 20-30 градусів вище нуля, вологість повітря не повинна бути нижче 90%. У лабораторних умовах було встановлено, що найбільш активно при описаних умовах твердіння відбувається в перший тиждень після його заливки. За цей термін бетон може набрати до 70% своєї фортеці. 100- процентної марочної міцності досягає через 28 днів після заливки.
Графік затвердіння в залежності від температури.
В реальних умовах температура повітря не може бути постійною: вдень вона вище, а вночі знижується, вологість теж змінюється в різний час доби. Тому фахівці рекомендують почекати зі зведенням будівлі на підставу ще кілька днів. Таким чином, можна продовжувати будівельні роботи не раніше ніж через місяць після заливки.
Хоча оптимальним для будівельних робіт вважається термін 28 днів, в деяких випадках його потрібно збільшити. Мова йде про споруди, які в процесі експлуатації будуть постійно стикатися з вологою. Це пірси, греблі, дамби. Застигання таких конструкцій з їх зміцненням становить 3 місяці. Як вже було сказано вище, твердіння триває і через 28 днів, і через півроку. Однак цей процес йде набагато повільніше початкових стадій схоплювання і гарантує надійність конструкцій, які з часом стають ще твердіше і міцніше.
Збереження міцності суміші
Щоб бетон був міцніше, він повинен рівномірно сохнути по всьому своїм обсягом, тому конструкції необхідно постійно змочувати по всій поверхні.
Щоб хімічна реакція всередині розчину мала можливість протікати, необхідна рідина, адже завдяки воді відбувається схоплювання. Але оскільки твердіння як процес триває не один день, вода просто може зникнути. Щоб цього не сталося, потрібно поверхню конструкції обовязково полити водою, а потім укрити плівкою або руберойдом. Бетон потрібно зволожувати постійно, особливо в спекотну і суху пору року. Якщо погода вітряна, кути і поверхню відкритого підстави висохнуть швидше, ніж в інших частинах всередині. Але ж щоб бетон був міцніше, він повинен рівномірно сохнути по всьому своїм обсягом.
Слід памятати про те, що бетон в процесі затвердіння змінює свій обсяг і дає усадку. Усадка швидше відбувається в поверхневих шарах підстави. Якщо не забезпечити його достатньою кількістю води, то на поверхні будуть утворюватися усадочні тріщини, поява яких знизить міцність і довговічність конструкції.
У промисловому будівництві бетонну конструкцію під час її дозрівання постійно підігрівають. Приватникам ж рекомендується не заливати бетон в холоди.
У холодну пору року небажано заливати бетонну основу власного будинку або будь-яких будівель на присадибній ділянці. Це повязано з тим, що вода, яка міститься в розчині, може просто-напросто замерзнути. Замерзаючи, вона збільшиться в обємі і почне зсередини знищувати бетон, а його твердіння припиниться. Якщо температура повітря нижче 10 градусів, то процес затвердіння буде протікати дуже повільно. У промисловому будівництві бетонну конструкцію під час її дозрівання постійно підігрівають, тому можна виконувати роботи по заливці підстав в будь-який час року. А ось приватникам рекомендується будувати фундамент тільки влітку при температурі повітря плюс 20 градусів і вище.
прискорення процесу
28 днів - це контрольний час застигання бетону. Але в деяких випадках потрібно, щоб процес бетонного схоплювання протікав швидше. Це стосується робіт, що проводяться в зимовий час, або необхідної распалубки обєктів в ранні терміни. Для таких випадків можна прискорити процес застигання в десятки разів. Оскільки бетон дозріває швидше при високій температурі і вологості, найбільш поширеним методом заводського прискорення є автоклавної обробки або запарка бетонної плити.
В автоклаві плита пропарюється під великим тиском. В результаті цього всього за 15 годин бетон досягає міцності річного дозрівання.
Її поміщають в автоклав- «парилку», де у вологому середовищі плита пропарюється під великим тиском. В результаті такого пропарювання за 15 годин бетон досягає міцності свого аналога річного дозрівання в природних умовах. І хоча після автоклавної термообробки заводська плита вже не буде набирати міцність, за якістю вона ні в чому не поступиться бетону, який затвердів природно.
Для прискорення схоплювання застосовують спеціальні речовини, які додають в суміші. Необхідний склад і кількість добавок встановлюють експериментальним шляхом в будівельних лабораторіях. Прискорювачі в процентному співвідношенні до загальної маси цементу не повинні перевищувати встановлені лабораторіями цифри. Так, дозволяється додавати не більше 4% солей азотної кислоти, 2% сульфату натрію і 3% хлориду кальцію.
Сульфат натрію можна використовувати навіть в залізобетонних конструкціях, які призначені для функціонування в зонах впливу блукаючого струму. Решта прискорювачі вкрай небажано додавати в глиноземний цемент або в розчин конструкцій, армованих попередньо усталеної при високій температурі сталлю. Якщо прискорювачі використовувати поряд з автоклавної обробкою, це ще більше скоротить час, що витрачається на твердіння бетону. Прискорити процес затвердіння можуть звичайні портландцемент, якщо до них додати мокрий або сухий вібродомол (цемент тонкого помелу). В даний час випускають і спеціальні швидкотверднучі бетонні суміші.
На ринку будівельних матеріалів представлено багато різних добавок для розчинів бетонних. Одні з них здатні лише прискорювати затвердіння, інші мають цілим комплексом функцій і є не тільки прискорювачами, але і пластифікаторами, включають в себе противоморозні компоненти. Ціни на добавки залежать від складності отримання входять до їх складу компонентів і від їх кількості. На вартість впливає місце виготовлення прискорювачів. Ціни російських добавок нижчою за імпортні аналоги. Дешевшими будуть хлористий кальцій гранульований і пластифікатор-прискорювач Форт «УП-2», дорожче обійдеться покупка сухого нітрату кальцію і кратасола-УТ.
