Время высыхания бетона: рассматриваем вместе

На прочность монолитной конструкции, помимо прочих факторов, влияет время застывания бетона. Процесс гидратации происходит поэтапно, и у каждой стадии имеются свои особенности.

Полимеризация бетона

Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.

Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.

Схватывание

Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.

Отвердение

После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.

Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.

Понятие и состав продукта

Бетоном называется искусственный строительный материал, получаемый при затвердевании специальной смеси из вяжущего вещества, наполнителя крупной и мелкой фракции и воды.

Процесс регулируется соответствующими ГОСТами и ТУ, где для каждой марки вяжущего средства предусмотрена отдельная рецептура. При необходимости состав обогащается специальными добавками, а в случае асфальтобетона вода заменяется битумом.

В любой готовой смеси (товарном бетоне) присутствуют в разных пропорциях четыре основных компонента:

• цемент;
• песок;
• щебень;
• вода.

Их соотношение зависит от марки цемента, влажности и размеров частиц песка и щебня. Именно вода служит активатором диффузии компонентов и катализатором схватывания в реакции гидратации смеси. В зависимости от назначения раствора в его состав включаются различные добавки:

• керамзит;
• шлак;
• полистирол;
• древесные опилки или щепа;
• пластификаторы;
• гидрофобизаторы.

Это позволяет придать бетону определённые качества. Так, гранулы вспененного полистирола обеспечивают теплоизолирующие свойства, экологичный деревобетон арболит не растрескивается, а сжимается при превышении предельных нагрузок, а плотная плёнка гидрофобизатора защищает от проникновения влаги.

Стадии и сроки твердения

При возведении ответственных конструкций чаще всего используют классическое цементное вяжущее. В процессе его полимеризации выделяются две стадии: схватывание и полное отвердение.

Схватывание бетонного раствора. Готовая смесь быстро теряет пластичность, поэтому её заливка, уплотнение и выравнивание поверхности производятся оперативно. Во избежание преждевременной потери подвижности транспортировка жидкого раствора осуществляется в бетономешалках, бетоновозах или автомиксерах, где даже в пути не прекращается перемешивание. Время схватывания зависит от качества исходного цемента. Для бетона марки М200 оно составляет от 2 до 2,5 часов, а для М300 — от 1,5 до 2 часов.

Задержки и нарушения технологического процесса приводят к возникновению серьёзных проблем на стадии эксплуатации. В тех местах, где недостаточно перемешанные слои бетона застыли неравномерно, появляются мостики холода, по которым тепло уходит из помещения, снижая энергоэффективность строения. Планируя сроки доставки и заливки, возникает потребность точно знать, сколько застывает бетон.

Время схватывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха приводится в таблице:

Температура, °C	Среднее время схватывания, часы
от 6 до 24
+20	от 2 до 4
+30	от 1 до 3

Опытным путём выяснили, что в жару бетон начинает схватываться за 15 минут, при нормальных условиях процесс происходит несколько часов, в прохладную погоду на открытом воздухе твердение ощутимо замедляется, а при отрицательных температурах прекращается окончательно. Для полноценного застывания зимой в бетонные смеси вводят специальные морозостойкие присадки или подогревают опалубку.

Окончательное отвердение конструкции

После того как раствор схватился, он неподвижен, но ещё мягок. В таком виде уже невозможно его перераспределение по форме или опалубке, бетон кристаллизуется окончательно, приобретает заданные параметры жёсткости.

Твердеть и набирать полную прочность конструкция будет 28 дней при температуре около +20 °C и влажности 70%. Изделиям повышенной сложности из тяжёлого бетона М400 потребуется для этого от 45 до 60 дней.

Бетонные работы в жаркий летний период подразумевают обязательный уход за поверхностью, которая образует корку и растрескивается при неравномерном высыхании. Лучше всего приступать к бетонированию с наступлением ранней весны или поздней осени, когда среднесуточная температура не превышает +20 °C, а атмосферная влажность составляет более 75%. В таких условиях смесь без усилий сохнет равномерно.

По результатам лабораторных исследований были установлены средние сроки высыхания:

1. В течение первых трёх суток бетонная смесь приобретает до 30% прочности, соответствующей марке используемого цемента. Важно соблюдение необходимых параметров влажности (не менее 75%) и температуры воздуха (не ниже +15 °C).
2. За время от 7 до 14 суток бетонная конструкция набирает твёрдость, достаточную для удержания веса тела человека, и около 80% других заявленных характеристик.
3. 28 суток — срок, который гарантирует окончательный набор заложенной прочности и даёт возможность эксплуатации бетонного сооружения, какой бы интенсивной она ни была.
4. Через 90 суток искусственный камень улучшит свойства ещё на 20%. Эта способность совершенствовать характеристики со временем выгодно отличает бетон от других материалов.

Прочность и твёрдость конструкции зависят от соблюдения времени сушки, которая сопровождается не только испарением воды из раствора, но и химическим отвердением компонентов.

Расчет набора прочности и время высыхания бетона

Процентное значение прочности бетонной конструкции высчитывается по уравнению Боломея-Скрамтаева:

R6 – ARц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц ³ 0,4; Ц / В £ 2,5;

R6 – A1Rц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц < 0,4; Ц / В > 2,5;

Где:

• R6–марка бетона в четырехнедельном возрасте;
• Rц – марка цемента; А и А1 – коэффициенты качества наполнителей;
• Ц и В – цемент и вода.

Характеристики коэффициентов А и А1 указаны в таблице:

Параметры наполнителей	А	А1
Высокое качество: высокопрочный щебень горных пород, песок оптимальной фракции, промытый наполнитель или смесь наполнителей.	0,65	0,43
Стандарт: все компоненты со средними характеристиками крупности, качества, марки.	0,6	0,3
Низкое качество: крупные наполнители и цемент низкого качества, мелкий песок.	0,55	0,37

На прочность влияет соотношение цемента и воды, которое соблюдается для того, чтобы получить требуемую марку бетона.

Для Ц / В ≤ 2,5 работает формула Ц / В = R6 / ARц + 0,5;

Для Ц / В > 2,5 формула будет Ц / В = R6 / A1Rц – 0,5.

Первые 48 часов не берутся в расчет при вычислении прочности объекта. Контрольный срок для набора заявленной марочной прочности – 3 дня, неделя и 28 суток. Практика строительства показала, сколько времени сохнет бетон – на 14-й день после заливки опалубки фундамент набирает 50-70% расчетной прочности. Сооружения высокой степени сложности возводятся на основе бетона марки M 400 и выше, заданные параметры прочности достигаются дольше – 45-60 суток.

Состав смеси

На процесс высыхания раствора в заливочной форме влияет температура окружающей среды. Летом за свежезалитой конструкцией необходим соответствующий уход – полив водой, укрывание от прямых солнечных лучей. Иначе верхний слой может растрескаться из-за неравномерности испарения влаги из раствора. Ускорить схватывание и затвердевание смеси можно добавлением пластификаторов и других специальных веществ. Но даже в таких условиях прочность будет набираться не менее 4-х недель, поэтому самое лучшее время для строительных работ – ранняя осень или поздняя весна, когда среднесуточная температура не поднимается выше 200С, а атмосферная влажность высокая – ≥ 75%.Если ведется строительство небольшого объекта, то продолжать работы на свежезалитом фундаменте разрешается через 120 часов. Через 5-6 суток фундамент уже способен выдерживать минимальные нагрузки, и моно выкладывать первые ряды кирпича или пенобетона. Если возводится конструкция, предназначенная для выдерживания высоких нагрузок и большого веса (мост, подземный переход, тоннель), то необходимо пользоваться таким определением, как контрольный срок затвердевания. Это время составляет до 90 суток, и через три месяца бетонная конструкция становится прочнее на 20%, чем через 28 суток после заливки раствора в опалубку.

Обзор вяжущих веществ

Сколько времени сохнет бетон, зависит от химического состава и свойств основных компонентов раствора.

По виду вяжущих веществ все бетоны делятся на следующие группы:

1. Цементные. Наиболее популярны, используются для изготовления любых несущих и ответственных конструкций.
2. Силикатные. При химической реакции в автоклавах кремнезёмистое вяжущее обеспечивает надёжное сцепление зёрен наполнителя. Это снижает стоимость без ущерба прочности.
3. Гипсовые. Изготавливаются из природного гипса с армирующими добавками. Отличаются малой энергоёмкостью и привлекательным внешним видом, хорошо зарекомендовали себя при внутренней отделке.
4. Асфальтовые. В качестве растворителя вместо воды используется битум. Область применения — дорожные и аэродромные покрытия, плоские кровли, гидротехнические сооружения.
5. Шлакощелочные. Производятся из молотых шлаков, затворённых растворами щелочей. Распространены в строительстве ещё недостаточно широко.
6. Полимерцементные. В основе — смесь цемента и водорастворимых смол или латексов. Применяются в качестве отделочного и облицовочного материала, гидроизоляционного и защитного покрытия.

Независимо от того, как долго сохнет бетон, во всех случаях при физико-химических процессах с участием вяжущего и растворителя происходит образование новых веществ (гидросиликатов кальция) и структуры (твёрдого камневидного тела).

Факторы воздействия

Перед началом строительных работ необходимо взять во внимание все факторы, способные так или иначе оказать влияние на время высыхания бетона.

Сезонность

Конечно же, основное воздействие на процесс высыхания цементного раствора оказывает окружающая среда. В зависимости от температуры и атмосферной влажности период для схватывания и полноценной сушки может ограничиться парой суток в летнее время (но прочность будет невысокой) либо конструкция будет удерживать большое количество воды более 30 дней в период холодов.

Об упрочнении бетона при нормальных температурных условиях лучше расскажет специальная таблица, в которой указано, сколько времени потребуется для достижения максимального эффекта.

Время, сутки	Марочная прочность, %
1-3	не более 30
7-14	60-80
28	100

Трамбовка

Также многое зависит и от плотности укладки строительной смеси. Естественно, чем она выше, тем медленнее уходит влага из структуры и тем лучше будут показатели гидратации цемента. В промышленном строительстве эту проблему решают при помощи виброобработки, а в домашних условиях обычно обходятся штыкованием.

Стоит помнить, что плотная стяжка сложнее поддается резке и сверлению после трамбовки. В таких случаях используют буры с алмазным напылением. Сверла с обычным наконечником моментально выходят из строя.

Состав

Наличие разнообразных компонентов в строительной смеси также влияет на процесс схватывания. Чем больше в составе раствора пористых материалов (керамзит, шлак), тем медленнее будет происходить обезвоживание конструкции. В случае с песком или гравием, наоборот, жидкость быстрее выйдет из раствора.

Чтобы замедлить испарение влаги из бетона (особенно в условиях высокой температуры) и улучшить его прочность, прибегают к использованию специальных добавок (бетонит, мыльный состав). Это несколько отразится на стоимости массы для заливки, но избавит от преждевременного пересыхания.

Время высыхания бетона на улице

Сложно заранее определить, когда начнется окончательная кристаллизация смеси. При работах на улице влияют на высыхание особенности климата и сезон. Для наглядности можно рассмотреть стандартные условия заливки фундамента в летнюю пору:

Зимнее схватывание бетона

• если используется бетон марок М200 или 300 в основу дома, то окончательное отвердение наступит через 25–30 суток;
• на набор прочности бетона с маркой М400, который чаще используется в промышленном строительстве, времени понадобится в 3 раза больше;
• при создании небольшого фундамента под забор опалубку снимают через неделю-полторы.

Помимо влажности и температуры воздуха, на время кристаллизации влияют качество применяемого цемента, объемы заливки и будущая нагрузка на фундамент.

Обеспечение условий сушки

Чтобы влага дольше оставалась в растворной смеси, можно уложить гидроизоляционный материал на опалубку. Если формовочный каркас состоит из пластика, дополнительная гидроизоляция не требуется. Демонтаж опалубки проводят через 8 – 10 дней — этого времени застывания достаточно, дальше бетон может сохнуть без опалубки.

Добавки

Также можно удержать влагу в толще бетонного пола путем введения в строительную смесь модификаторов. Чтобы можно было ходить по залитой поверхности как можно скорее, придется добавлять к раствору специальные компоненты для быстрого затвердевания.

Снижение испарения

Сразу после схватывания бетонную поверхность укрывают полиэтиленом, чем существенно снижают испарение влаги в первые дни после монтажа конструкции. Раз в три дня пленку убирают и проверяют наличие пыли и трещин, поливая пол водой.

На двадцатые сутки полиэтилен убирают и дают стяжке окончательно высохнуть в обычном режиме. Через 28 – 30 дней можно не только ходить по фундаменту, но и нагружать его строительными конструкциями.

Время высыхания в помещении

Таблица значений остаточной влажности бетонной стяжки

В помещении, где бетон применяют для заливки стяжки, легче создать и постоянно поддерживать подходящие условия застывания раствора. Окончательное твердение бетона наступит через месяц, но к работам по отделке можно приступать через 4–6 дней.

Если работы проводятся в прохладных помещениях, их придется подогреть до оптимальной температуры. В дальнейшем постоянно включенной тепловую пушку держать не рекомендуется.

В результате преждевременного схватывания, начавшегося раньше нормативного времени, может нарушиться прочность бетона. Это отразится на плотности монолита и в дальнейшем проявится трещинами и деформациями.

Прочность бетона

Марка цемента	Показатель прочности
М100	98,23 кгс/см²
М150	от 130,97 до 163,71 кгс/см²
М200	196,45 кгс/см²
М250	261,93 кгс/см²
М300	от 327,42 до 360,18 кгс/см²
М400	392,9 кгс/см²
М450	458,39 кгс/см²
М500	523,87 кгс/см²

Зная, сколько времени уйдет на полноценное высыхание бетонной заливки, и как правильно организовать столь ответственный процесс, вы сможете избежать ошибок и сохранить крепость строительного элемента. Более подробную информацию о показателях прочности бетона по маркам цемента содержит таблица.

Роль опалубки в процессе сушки

При возведении зданий всё чаще стали использовать методы монолитного железобетонного строительства. Ограждающие конструкции не монтируются из отдельных элементов, а сразу заливаются в опалубку, при этом получаются бесшовные стены практически любой конфигурации.

Материалом для изготовления опалубки служат доски, влагостойкая или ламинированная фанера, металлические или пластиковые листы. Они помогают сохранять тепло в застывающем цементном сооружении, хотя сильно влиять на то, сколько сохнет бетон в опалубке, не могут.

Изменить скорость течения химической реакции призваны специальные катализаторы. Популярны пластификаторы и присадки, которые вводят для улучшения свойств. Обычные железобетонные стены слишком холодные, так как они тонкие и имеют высокую теплопроводность, поэтому применяются пенобетоны и добавки гранул полистирола или керамзита.

Время застывания бетона в зависимости от температуры в опалубке при соответствующем уходе приводится в таблице:

Температура, °C	Срок схватывания, дни
от 0 до +5	14
от +5 до +10	10
от +10 до +15	7
от +15 до +20	5
от +20 до +25	4
от +25 до +30 и выше	от 2 до 3

По завершении рекомендуемого периода твердения опалубку снимают, после чего бетонная конструкция продолжает жить самостоятельно. В это время планируют другие работы по возведению объекта.

Способы увеличения скорости застывания

Естественная сушка бетонной конструкции не всегда экономически целесообразна.

Поэтому существует ряд безопасных методик, ускоряющих процесс застывания:

1. Постоянный уровень влажности. Он поддерживается после заливки смеси в опалубку, для чего заполненные бетоном формы укрывают полиэтиленовой плёнкой или брезентом и регулярно поливают водой.
2. Соблюдение температурного режима. Это особенно актуально для строительства в осенне-зимний период. Кристаллизация замерзающей воды в застывающем бетоне недопустима, поэтому в холодное время химические процессы интенсифицируют путём искусственного подогрева опалубки.
3. Специальные катализаторы. Их применяют для ускорения схватывания и получения равномерного распределения компонентов раствора.
4. Нормирование водно-цементной пропорции. Обеспечивает своевременное застывание бетонной смеси без дополнительных усилий по удалению излишков воды.

Среди габаритов монолитных конструкций для целей сушки определяющим параметром является толщина. Она позволяет узнать, сколько будет сохнуть фундамент из бетона (ленточный, свайный или плитный).

В идеале твердение должно происходить равномерно по всему объёму. На практике в верхних слоях химическая реакция идёт более интенсивно, а внутренняя часть изделий медленнее достигает конечной стадии. Например, фундаменты бассейнов и крупных торговых центров приходят в проектное состояние около трёх месяцев.

Ошибки при строительстве

Главный миф из области набора прочности гласит, что до начала возведения дома фундаменту надо выстояться и, как говорится, перезимовать. Это вредное утверждение не подтверждается нормативными документами и профессиональными строителями, а вместо ожидаемой пользы может причинить ущерб.

К негативным последствиям того, что фундаменту дают выстояться, относят:

1. Бесполезность мероприятия при соблюдении технологии уплотнения основания.
2. Опасность возникновения трещин при возведении на глинах, суглинках, супесях и пылеватом песке в результате остановки работ в зимний период из-за сил морозного пучения. Ненагруженный фундамент без труда выталкивается замёрзшим грунтом.
3. Увеличение временных затрат на возведение дома.

У профессионалов есть термин «консервация фундамента». Под ним подразумевают вынужденную меру, которая позволяет приостановить стройку при отсутствии средств. Но у строителей нет понятия, что опоры под домом должны выстаиваться. При кустарном производстве бетона ошибочно практикуются чрезмерные добавки воды, которые увеличивают подвижность раствора, но снижают прочность готовых конструкций.

В промышленности время застывания каждой бетонной смеси определяется испытаниями в лабораторных условиях. Затем составляются рекомендации для практического применения в строительстве, что позволяет планировать проведение последующих технологических операций.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...