Допуски застывания бетона сверху второй слой
Обновлено: 28.04.2024
Усадка бетона – явление довольно распространенное, несмотря на то, что бетон демонстрирует великолепные характеристики стойкости к внешней среде и прочности. Многие новички вообще не учитывают данный фактор из-за незначительности коэффициента усадки, но это в будущем может сказаться на сроке службы здания и особенностях его эксплуатации.
Принято считать, что бетон не усаживается, в отличие от деревянных строений, домов из менее плотных и прочных материалов. И это утверждение близко к истине – упрочненный арматурным каркасом бетон демонстрирует минимальный показатель изменения объемов материала конструкций с течением времени. Но минимальная усадка бетона при твердении – не равно полному ее отсутствию, поэтому до начала проектирования и возведения здания необходимо тщательно изучить этот вопрос.
Что такое усадка
Усадка бетона – это уменьшение его размеров и объема из-за таких изменений, как потеря влаги материалом, уплотнение, затвердевание в результате прохождения химических, физических, физико-химических процессов. Уменьшение объема редко превышает 1%, что очень незначительно и практически незаметно, но только при условии, что соответствующие данные учитываются в проекте и строительстве.
Если фундамент или монолит обладают низкими прочностными характеристиками, то и такой незначительной усадки будет достаточно для появления трещин, отслаивания поверхности, разнообразных деформаций, что существенно уменьшает срок эксплуатации конструкции.
Коэффициент усадки незначителен
Современные производители стараются вводить в цемент различные добавки, пластификаторы, присадки, чтобы добиться наиболее оптимального соотношения компонентов для сохранения первоначальных параметров здания через многие годы. Если фундамент небольшой, то коэффициента осаждения на уровне 1-1.5% будет не заметно.
Тем более, что допустимый коэффициент усадки в соответствии с ГОСТом составляет максимум 3%. Но если конструкция большая, то данный показатель для бетона лучше, все-таки, учитывать.
В соответствии со временем усадка бетона может быть: произошедшей до застывания раствора, параллельно со схватыванием смеси, уже после затвердевания бетона. По причинам появления усадка может быть такой, что произошла из-за прохождения внутри цемента химической реакции между компонентами (гидратация) или появилась вследствие физико-химического, физического воздействия (например, когда в процессе высыхания бетон теряет влагу).
Виды усадки в процессе застывания и упрочнения бетона:
1) Пластическая – появляется сразу после заливки, при схватывании, длится 8 часов, потом не учитывается. Происходит из-за испарения воды из раствора, максимальный показатель может быть равен 4 миллиметрам на метр. Чтобы избежать негативных последствий, бетон увлажняют водой на протяжении всего времени высыхания, в первые часы особенно часто.
2) Аутогенная – происходит в сравнительно «молодом» бетоне в процессе его затвердевания и набора прочности. Равна 1 миллиметру на метр, часто вообще не учитывается, но важна при проектировании крупных объектов, где изменение геометрии даже в таких небольших пределах становится причиной появления микротрещин.
3) Усадка при высыхании – ГОСТ допускает минимальные значения, так как правильно приготовленный и уложенный раствор демонстрирует прочность и долговечность. Но в некоторых случаях усадка бетона через несколько лет может давать даже 5 миллиметров на метр. Из-за этого раньше бетонному фундаменту позволяли год выстояться, а потом продолжали работы. Сегодня проблема решается армированием и правильным определением состава бетонной смеси.
Деформация
В современном строительстве применяют минеральные добавки к бетону, которые позволяют деформации и усадку свести к минимуму. Благодаря применению этих добавок в процессе затвердевания осуществляется увеличение линейных размеров кристаллов цемента. Бетону придают высокую водонепроницаемость, прочность, обеспечивая долговечность конструкции.
Благодаря применению добавок удается уменьшить показатели растяжения на изгиб, проницаемость, устранить деформации. Конкретный тип и объем добавок определяют индивидуально.
Первичная и вторичная стадии
Усадка бетона может происходить на двух стадиях. Первичная – когда раствор находится еще в жидком либо пластичном состоянии и наблюдается уход влаги через опалубку либо посредством впитывания в основание дороги, испарением. Вторичная усадка наблюдается в процессе высыхания и твердения состава.
Первичный тип усадки может быть уменьшен за счет правильной системы ухода за бетоном, выбором основания, корректным монтажом опалубки. Проведя все необходимые мероприятия, первичную усадку можно легко уменьшить. Вторичная же деформация необратима, даже изменение влажности бетона все равно не придаст первоначальных параметров.
Немаловажно помнить о том, что усадка отдельных элементов бетонной конструкции может проходить по-разному. Так, если бетонная панель быстро теряет влагу из-за нагревания внутри, под воздействием атмосферы, то после заливки фундамента массивных конструкций высыхание будет происходить намного медленнее, как и усадка. Это может стать причиной появления внутренних напряжений, ведущих к трещинам.
Из-за прохождения химических реакций в верхних слоях может наблюдаться дополнительная деформация между углекислым газом воздуха и известью. Воздух выделяется в процессе гидратации цементного раствора, а сама реакция элементов называется карбонизацией, что также увеличивает общую усадку поверхности.
Основные виды
Виды усадки бетона зависят напрямую от этапа выполнения работ и состава раствора. Основной причиной появления трещин становится влага, поэтому и виды усадки зависят от того, на каком этапе уходит или появляется влага, как она взаимодействует с входящими в состав материалами. Усадка бывает пластической, аутогенной (молодого бетона), происходящей при высыхании (зрелого бетона).
Причины образования
Усадка может происходить как из-за испарения влаги из раствора, так и по причине действия определенных капиллярных сил в самой структуре цемента. Когда из капилляров диаметром меньше 200 нанометров уходит вода, происходит их сужение, материал уплотняется, деформируется.
Так или иначе, но влага имеет самое важное значение при прохождении процессов усадки. И важна она как в качестве внешнего воздействия, так и как составная часть самого цемента. Стоит помнить, что усыхание в процессе твердения максимально, если в составе есть большая доля алюминатов. Чтобы снизить показатель, используют цементы алитового типа, в которых образуется гидрооксид кальция и усадка минимальна.
Основная причина уменьшения размеров бетонного монолита – химическое взаимодействие между цементом и водой. Логично, что чем меньше этих веществ будет включено в состав, тем меньше будет значение усадки. Поэтому при работе с высокопрочными марками фактор учитывают обязательно.
Обычно все деформации наблюдаются в первые 3-4 месяца – в среднем линейное уменьшение размеров равно 2 миллиметрам на метр. Потом процесс замедляется в несколько раз. Во многом усадка бетона зависит от модуля упругости, который определяется такими моментами: вид вяжущего вещества, тип наполнителя, их соотношение в растворе.
Тяжелые типы дают меньше усадки, чем легкие (они пористые и усадка может достигать 1 сантиметра на метр). Тут работает правило: чем меньшего размера элементы заполнителя, тем меньше усадки даст приготовленный на его базе раствор.
Усадка при обезвоживании раствора: потери в процессе эксплуатации
Одна из главных проблем, связанных с усадкой бетона – усадка при твердении: сначала процесс запускается потерей воды, потом состав садится из-за физических процессов, химической реакции в поверхностных слоях бетона.
Существующие виды
Сначала стоит упомянуть контракционное сжатие бетона, которое имеет место при приготовлении раствора. Образующиеся при взаимодействии цемента и воды гидраты обладают меньшим объемом в сравнении с первоначальным материалом. Такая усадка влияет на пористость бетона, потеря объема небольшая.
Более серьезно обезвоживание раствора, которое может быть двух типов: пластический и гидравлический. Пластическая усадка проходит в первые 3-6 часов после выполнения заливки из-за быстрой потери воды составом. Чем меньший объем воды в растворе, тем меньше он деформируется. Меньше в объеме теряют и правильно армированные конструкции.
После схватывания раствора осаживание постепенно переходит в гидравлическую фазу: проходит менее активно, медленно, менее опасно для конструкции. Бетон сохнет и сжимается неравномерно, могут появляться внутренние напряжения. Нужно помнить, что если заливка бетона осуществляется при высоких значениях температуры воздуха, то недостаток воды спровоцирует трещины даже на первом этапе, а второй пройдет более интенсивно.
Когда бетон полностью застыл и набрал прочность, в нем все равно происходят процессы осаживания. Современные строительные материалы модифицируют разными добавками, но все равно часто фундаменту позволяют выстояться какой-то срок. Многое зависит от качества цемента – в некоторых случаях бетон осаживаться может до двух лет. Карбонизация в условиях сезонных скачков температур также может дать около 5 миллиметров усадки.
Ввиду всех вышеперечисленных факторов, фундамент лучше всего заливать весной или ранним летом, чтобы у бетона было время высохнуть, набрать прочность и зимой его не порвало деформациями.
Нюансы усадки в разных условиях
- Использование специальной вибротехники позволяет сразу убирать воздух с еще незастывшего раствора, уменьшая будущую усадку. Процесс выполняют с использованием специальной техники или самостоятельно (трамбуя, пробивая, стаптывая, протыкая штыком смесь).
- Многие современные составы предполагают использование технологий, которые призваны уменьшить усадку. И хоть полностью устранить явление не удастся, нивелировать его влияние на конструкцию можно. Так, пенобетон, газобетон дают минимальные значения усадки, особенно при условии выполнения армирования.
- Считается, что меньше подвержены усадке плывучие составы, но более жидкие смеси часто демонстрируют ухудшение других свойств.
- Усадка вырастает из-за добавления в бетон специальных смесей, позволяющих работать при морозе, менять еще какие-то характеристики.
- Многое зависит от влажности поверхности – оптимальным показателем считается 55-70%: если влажность ниже, коэффициент усадки увеличится, материал начнет прессоваться.
- Чем меньше масса раствора, тем ниже коэффициент усадки.
Вывод
Если не принимать в расчет усадку, то в процессе эксплуатации здания это может привести к серьезным проблемам. Усадка тем больше, чем крупнее объект, увеличивается при отсутствии армирования, введении пластификаторов, выполнении работ в экстремальных условиях, несоблюдении технологии приготовления и использования раствора.
Рабочие швы
Рабочими называются швы между бетоном, который уже схватился и тем, что только что залит в пределах одного монолита. Холодный шов не приветствуется в строительстве, так как ухудшает прочность монолита, поэтому обычно опалубку стараются залить в один прием. Если же такой возможности нет – опалубку заполняют слоями, накладывая следующий до схватывания предыдущего.
Если же бетонирование выполняют с заметными паузами, следуют некоторым правилам: на схватившийся бетон следующие слоя кладут лишь по достижении им прочности минимум 150 кгс/см, старую поверхность чистят от цементных пленок щеткой или инструментом, пескоструем. Также для обеспечения лучшего сцепления используют битум, разные типы клея, грунта.
Если речь идет о колоннах, расположение усадочного шва должно быть на уровне низа прогона, верха фундамента, балок. Когда заливаются балки, шов делают на несколько сантиметров ниже поверхности плиты перекрытия, в обычных плитах шов должен быть параллельным меньшему из сечений плиты.
Компенсационные
Компенсационные швы выполняют для компенсирования теплового расширения и иных воздействий, становящихся причиной появления трещин. Такие швы рассекают конструкцию, деля ее на несколько отдельных монолитов.
Компенсационные швы нужны в таких случаях:
- Длина монолита составляет больше 50 метров (но в условиях сурового климата советуют вместо 50 принимать 25 метров)
- По периметру большого монолитного пола (чтобы избежать напряжений и трещин из-за усадки фундамента и стен)
- Вокруг колонн, которые стоят на уплотненном грунте или подсыпке
Требования к швам: толщина минимум 6 миллиметров, вокруг колонн можно делать квадратные (развернув на 45 градусов) или круглые швы, полости заполняют герметиком либо изоляционным материалом, чтобы избежать попадания туда грязи, влаги, микроорганизмов.
Усадочные
Задача усадочного шва – компенсировать неоднородность высыхания стяжки после заливки. Толстые слои бетона обычно сохнут неоднородно: сверху усадка больше, внутри меньше и это может деформировать основание. Но принудительное деление поверхности на площади исключит возможность появления трещин.
Основные правила выполнения:
- Фрагмент стяжки внутри швов выполняется прямоугольным либо квадратным, соотношение сторон должно быть максимум 1:1.5
- Только прямые линии, без изгибов
- Внутри помещения максимальный размер фрагмента между швами составляет 6х6 метров, на улице – 3х3. Бетонные дорожки делят продольным швом, если их ширина превышает 3.6 метра
- Г-образные участки делят на прямоугольники или квадраты
- Швы выполняют глубиной четверти/трети толщины стяжки
Технология
Компенсационные и усадочные швы выполняют так: в процессе заливки монолит делят рейками, досками, пластиковой вагонкой или кусками стекла на сектора, после схватывания элементы удаляют, бетон прорезают болгаркой с алмазным кругом.
Заключение
Избежать усадки бетона не удастся, но показатель можно существенно уменьшить, нивелировав его влияние на надежность и долговечность здания. Так, если в строительстве жилых зданий использовать бетон высоких марок, выполнять армирование, замес и заливку осуществлять в оптимальных условиях, с соблюдением пропорций состава, смесь обрабатывать вибратором, а влажность поверхности сохранять на оптимальном уровне, есть шанс сделать усадку практически незаметной. Но учитывать коэффициент усадки в проектировании строительстве здания все равно нужно.
Широкое применение бетона в строительстве обусловлено его надежностью, простотой изготовления и доступностью. Сегодня такой материал востребован при возведении как жилых, так и промышленных помещений с разной этажностью. Ключевым фактором, влияющим на прочность бетонных изделий, является время затвердевания.
Полимеризация бетона
Твердение бетона выполняется за счет гидратации — особой химической реакции, возникающей между вяжущими компонентами и водой. Процесс предназначается для преобразования базового сырья (цементно-песчаной смеси со щебнем и песком) в гидросиликат кальция. По завершении периода затвердевания создается монолитная основа с повышенными прочностными свойствами.
- Марка цементной смеси.
- Пропорции и соотношение компонентов в растворе.
- Показатели атмосферной влажности.
- Технология производства.
- Окружающий температурный режим.
- Толщина и плотность заливки бетона.
- Соблюдение правил ухода за раствором в процессе затвердевания.
Определяя, сколько сохнет бетон, важно учитывать марку цемента, который использовался при замешивании смеси. Наибольшей надежностью характеризуется модель М500, а минимальной прочностью — М100.
Еще время застывания бетона определяется пропорциями компонентов и наличием различных наполнителей в составе. Чем больше в растворе будет присутствовать песка или гравия, тем быстрее из него выйдет лишняя жидкость. Если использовать большое количество керамзита и шлака, вода начнет испаряться медленнее.
При несоблюдении плотности укладки прочностные свойства бетонной смеси будут снижены. При возведении промышленных объектов бетон дополнительно уплотняют с помощью вибропрессования. В бытовых условиях процедуру заменяют простым уплотнением ручными приспособлениями.
Чтобы сохранить влагу в составе смеси, ее нужно укрыть гидроизолирующей пленкой. Это может быть полиэтилен или битумная мастика. Задача подобных материалов заключается в усилении гидратации и защите раствора от быстрой потери жидкости.
Также такой эффект достигается путем периодического смачивания раствора водой. Ее наносят с помощью распыления или обрызгивания.
Схватывание
Схватывание бетона является первой стадией его полимеризации и занимает не больше 1-2,5 часов. Точный интервал определяется температурными условиями, при которых выполняются работы:
- Если окружающая температура составляет +20°С, химическая реакция будет запущена через 100-120 минут после заливки смеси в опалубку. Потом состав будет сохнуть еще час.
- При температурном режиме +1…+19°С схватывание будет происходить через 3-5 часов.
- При нулевой температуре реакция начинается через 7-10 часов после затворения. При этом продолжительность высыхания составит 16-20 часов.
Если на стройплощадке будет отрицательная температура, составляющие смеси перестанут вступать в процесс гидратации с водой, а смесь не сможет засохнуть. Она будет держаться в инертном состоянии до повышения температурных отметок выше 0°С. Чтобы избавиться от подобного явления, можно добавить к составу бетона специальные наполнители, которые ускоряют гидратацию, или возвести утепленную опалубку.
Если на улице достаточно жарко (выше +30°С), время схватывания бетона сократится, но качество конечной продукции снизится. Связано это с быстрым испарением влаги и ухудшением прочностных свойств бетонных изделий.
В жаркий период в смесь вносят специальные наполнители, которые увеличивают время твердения бетона.
- Кислота НТФ.
- Сахарная кормовая патока.
- Глюконат натрия.
- Комплексные составы.
- Другие добавки.
Сколько времени сохнет бетон и за какое время схватывается, зависит от массы факторов. Под гидратацией подразумевается процесс преобразования исходного сырья в гидрат кальция, т.е. цементная основа начинает минерализоваться и становится монолитной.
Срок твердения
После схватывания начинается процесс затвердевания бетона. Он заключается в возникновении химической реакции между цементными гранулами и жидкостью из раствора. Лучшие показатели гидратации замечаются при влажности воздуха 75% и при температуре +15…20°С.
Если показатели температуры держатся на уровне ниже +10°С, понадобится введение в состав специальных антиморозных компонентов. В противном случае бетон не получит проектную прочность.
Уход за бетоном после заливки
Любая бетонная смесь требует правильного ухода после заливки. В первую очередь необходимо обеспечить подходящие условия для нормальной химической реакции между водой и вяжущими компонентами. При соблюдении базовых правил раствор становится прочным и твердым. Специфика ухода напрямую зависит от времени года, когда выполнялась укладка.
Специалисты не рекомендуют проводить строительные работы в жару, поэтому лучше приступить к ним утром или вечером, после заката. Если заливка выполняется днем, необходимо обеспечить хорошую защиту от ультрафиолета, накрыв слой рубероидом, листами шифера или другим укрывным материалом.
Последующий уход заключается в защите поверхности от размытия и появления отверстий. Выполняя самостоятельное замешивание, необходимо придерживаться требований СНиП и не допускать больших пауз между мероприятиями. В летний период смеси сохнут достаточно быстро, поэтому любые простои противопоказаны. В противном случае раствор станет непригодным для использования.
В жаркое время смесь нужно регулярно смачивать водой и придерживаться технологических норм, препятствующих испарению жидкости.
Если температура на улице составляет больше 15°С, в состав нужно вводить воду через каждые 10-12 часов. В ветреную погоду — через 2-3 часа.
Особые сложности в уходе за залитой основой отсутствуют. Главное — поддерживать оптимальную влажность и температуру на этапе схватывания и твердения смеси.
Стадии набора прочности
Затвердевание бетона до момента набора марочной прочности занимает около 28 дней, но точно определить, сколько застывает материал, можно только на стройплощадке.
- Первая заключается в схватывании смеси, когда все ее составляющие соединяются в одно целое.
- Вторая предусматривает набор прочностных свойств и затвердевание.
Чтобы уточнить, за какое время схватывается бетон, сначала можно ориентироваться на общепринятое значение в 1 сутки с момента заливки. Точное время зависит от температурных условий. Если на улице достаточно тепло (выше 20°С), то процесс займет не больше 5 часов.
Смесь приступает к схватыванию через 2-3 часа с момента перемешивания компонентов. В осенний период это может длиться больше суток. При этом в холодное время строительные работы продолжаются.
В течение первой стадии смесь сохраняет подвижное состояние, поэтому пользователь может вносить изменения в форму будущей конструкции. Для снижения вязкости применяют механизм тиксотропии.
Следующий этап заключается в затвердевании смеси. Марочные прочностные характеристики появляются через четыре недели, но финишные свойства обретаются через пару лет. Сроки твердения бетона зависят от условий температуры и влажности.
Первые 5-6 суток с момента заливки отличаются максимальной интенсивностью застывания, поэтому за этот период материал уже имеет 30% прочности. Через 90-10 суток показатель на 20% превысит марочный.
В течение первой недели бетон нужно подвергать температурному воздействию, увлажнению, тепло- и гидроизоляции.
Особое внимание нужно уделять поддерживанию оптимальной влажности. При температурном режиме +25…+30°С бетон нагружается уже через 7 дней с момента заливки.
Зависимость времени набора прочности от марки бетона
Интенсивность набора прочности зависит и от марки бетона. Чем ниже марка бетона, тем выше будут прочностные характеристики. Для составов под марками М15-М150 характерна критическая прочность до 50%.
Конструкции из материалов марки М200-300 обладают значением в 40% от марочной. При этом допустимый нормативами безопасный показатель составляет 50%, а приступать к строительным работам можно только после получения отметок в 72% от заданных значений.
Для оценки прочностных показателей бетонной смеси можно воспользоваться двумя методиками:
- Разрушающая. Подразумевает раздавливание кубика с помощью пресса.
- Неразрушающая. В таком случае свойства материала определяются без разрушительных воздействий.
Вторая технология более востребована и основана на применении устройств упругого отскока, ультразвукового оборудования или ударных приборов.
- Электронными. Отличаются высокой точностью и способны сохранять до 5 тыс. измерений за одну диагностику.
- Механическими. Применяются при определении прочностных свойств бетонов разного класса.
- Ультразвуковыми. Предназначаются для оценки передаточной и отпускной прочности при затвердевании. Скорость распространения ультразвука превышает 4500 м/с.
Факторы воздействия
Чтобы узнать, сколько сохнет бетон, необходимо учитывать ряд условий, оказывающих воздействие на скорость твердения бетона.
Сезонность
Ключевыми факторами, определяющими, сколько по времени застывает бетон, являются среда и период года, когда производятся строительные работы. В эту группу относят показатели уличной температуры и влажности воздуха.
Если летом состав может затвердеть за несколько суток, то в холодный период отвердение займет больше месяца. Специфика набора прочности при благоприятных условиях твердения бетона выглядит следующим образом:
- 1-3 сутки — не больше 30% марочной прочности.
- 7-14 — 60-80%.
- 28 — 100%.
Если вы желаете сделать раствор для фундамента быстрозастывающим, в его состав нужно ввести особые добавки.
Трамбовка
Еще большое влияние на время высыхания бетона оказывает трамбовка. Чем качественнее проведена эта процедура, тем лучше будет реакция воды с вяжущими компонентами. При промышленном производстве бетонных растворов применяется вибрационное оборудование, но дома можно обойтись штыкованием.
Плотная стяжка плохо переносит резку и сверление после трамбовки, поэтому для проведения таких работ необходимо задействовать алмазные буры. Простой наконечник будет быстро выведен из строя.
Состав
Как долго может длиться процесс твердения бетона, зависит и от его состава. Так, если в нем присутствует большое количество пористых добавок, таких как шлак и керамзит, вода будет долго задерживаться в растворе. Если в смеси содержатся песок или гравий, жидкость быстрее выйдет наружу.
Для снижения интенсивности испарения влаги и повышения прочностных показателей состава его разбавляют дополнительными компонентами. Это может быть бетонит или мыльный состав. Введение подобных добавок повышает общую стоимость работ, но предотвращает проблему раннего пересыхания раствора.
Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.
Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.
Стадии набора прочности бетонной конструкцией
Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.
Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.
Стадия схватывания
В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.
Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.
Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.
При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.
В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.
Стадия твердения
Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.
Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.
Стандартный срок затвердевания бетона
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.
Продолжительность реакций для бетона разных марок
| Марка материала | Время схватывания, часов | Время твердения, суток |
| М100 | 3-3,5 | До 30 |
| М200 | 2-2,5 | 14-25 |
| М300 | 1,5-2 | 7-14 |
| М400 | 1-2 | 4-7 |
| М500 | 2-4 |
Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.
Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:
- для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
- для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
- для М400, М450 и М500 — 30%;
- для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.
Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.
Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.
Специальные добавки
Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.
Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:
- Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
- Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.
При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.
В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.
Набор прочности бетона в зависимости от температуры
Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.
При высоких температурах
В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.
Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.
Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.
В прохладное время
При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.
При отрицательной температуре
Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.
Набор прочности бетона при различных температурах
В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.
Снижение вязкости раствора
Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.
Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.
Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.
Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала
Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.
При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).
Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.
Предельная температура компонентов бетонного раствора
| Вид цемента | Максимальная температура воды для затворения, °С | Предельная температура наполнителя, °С | Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С |
| Глиноземистый | 40 | 20 | 25 |
| Портландцемент марки М400 и выше |
Рекомендации по ускорению процесса
Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.
Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.
При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.
Выясняем, сколько сохнет бетон и какие факторы влияют на время схватывания. Для чего необходимо знать время застывания, и какие стадии набора прочности проходит смесь, прежде чем полностью окрепнуть. Влияние марки бетонной смеси на скорость затвердевания. Читайте до конца, и вы сможете определить, сколько примерно времени у строительной компании займет создание фундамента при возведении дома.
Каким образом бетон набирает прочность
Набор прочности происходит при химической реакции цемента с водой, который называется гидратация. После заливки бетонной смеси гидратация проходит в два этапа. В самом начале происходит схватывание, которое обычно продолжается около 24 часов. После схватывания начинается твердение смеси. Затвердевание — длительный процесс, который может продолжаться на протяжении 12-36 месяцев. Основную прочность бетон набирает в течение первых 28 дней (при оптимальных показателях окружающей среды).
Чтобы гидратация бетона прошла успешно, необходимо правильно подготовить смесь. Требуется в нужных пропорциях совместить воду, цемент, песок и щебень. При строительстве нужно учитывать, что существуют факторы, влияющие на скорость застывания смеси. Условия окружающей среды могут как ускорить, так и замедлить застывание.
Какие факторы влияют на застывание
Среди основных факторов выделяют:
- температурные условия;
- марку используемого цемента;
- уровень влажности.
Затвердевание в неблагоприятных условиях может привести к появлению трещин при нагрузке Источник 1beton.info
Чем выше температура на улице или в помещении, тем быстрее смесь набирает свою прочность. При падении температуры ниже 0 градусов процесс гидратации приостанавливается. Многими строителями оптимальной для заливки бетона считается температура от 18 до 22 градусов.
Марка бетона обозначается буквой М. Значение марки может варьироваться от 50 до 800. Чем выше показатель, тем прочнее считается бетон и тем меньше ему требуется времени для застывания. Несмотря на то, что более высокие марки затвердевают быстрее, их все равно рекомендуется выдерживать не менее 4 недель, перед тем как давать нагрузку.
Уровень влажности окружающей среды напрямую влияет на процесс гидратации. При очень низкой влажности затвердевание замедляется. При очень высокой влажности — ускоряется. Нормальный набор прочности бетона проходит при влажности около 80-100%.
График набора прочности
График затвердевания создан на основе замеров крепости бетона на разных этапах затвердевания и при разных условиях окружающей среды.
При помощи изучения графика набора прочности бетона можно понять, как будет проходить затвердевание залитой конструкции при той или иной температуре.
Для нормального затвердевания должны быть созданы или подобраны оптимальные окружающие условия. Рекомендуется выполнять работы по заливки фундамента и создании других бетонных конструкций в летний период времени.
Если заливка осуществляется зимой, то потребуется искусственно создать благоприятные условия за счет использования тепляков, гидроизоляции и тепловых пушек. Стоит отметить, что заливка в зимний период времени с соблюдением всех технологий по цене обходится гораздо дороже, чем аналогичная процедура в летний период.
Время застывания бетона в опалубке
Опалубка — специальная конструкция, предназначенная для создания различных монолитных изделий из бетона, в том числе и фундамента. При строительстве может использоваться деревянная или металлическая опалубка.
Видео описание
Смотрите в видео, сколько времени должен отстояться фундамент:
При создании фундамента домов чаще всего используется деревянная разборная опалубка
После заливки бетона и первичного схватывания опалубка не разбирается как минимум в течение недели. В редких случаях опалубка сохраняется на протяжении большей части времени застывания бетона. По прошествии 7-10 дней опалубка обычно демонтируется. Демонтаж осуществляется таким образом, чтобы не нарушить целостность конструкции. Если конструкция была смонтирована с учетом всех норм и правил, то с демонтажем не возникнет никаких проблем.
Перед сборкой опалубки требуется произвести подготовительные работы, в том числе вырыть траншею (если планируется создавать ленточный фундамент). Подготовка смеси выполняется непосредственно перед заливкой, когда опалубка уже собрана.
За какое время схватывается и сколько сохнет бетонный фундамент
Набор прочности бетона по суткам проходит по следующей схеме:
- первичное схватывание (процесс начинается через 10-20 минут и завершается в течение 24 часов);
- твердение (этот этап занимает около 1 месяца).
При температуре выше 20 градусов крепость фундамента на 3 день составляет около 50 %.
Выравнивание выполняется в момент, пока смесь еще жидкая. Строители действуют быстро, так как признаки схватывания становятся заметны уже в первый час после заливки.
Видео описание
Смотрите в видео, как ухаживать за бетоном:
Как можно повлиять на срок набора прочности цемента и обеспечение условий для сушки
Существует множество способов влияния на скорость затвердевания и уменьшения показателя того, сколько сохнет цемент. Среди основных методов выделяют:
- использование специальных добавок для ускорения затвердевания;
- применение особых видов бетона, которые быстрее набирают прочность;
- создание более благоприятных условий для набора крепости.
Если влажность окружающей среды снижается, то необходимо искусственно ее повышать. Для того, чтобы бетон набрал максимальную прочность при низкой влажности, осуществляется поливание проточной водой. При температуре 20-25 градусов и влажности 85-100% никаких дополнительных условий для сушки создавать не требуется.
Видео описание
Более подробная информация о том, как ускорить набор прочности в видео:
Как измерить прочность бетона
Чтобы измерить прочность бетона, можно воспользоваться одним из следующих методов:
- Заранее подготовить образец для замеров. Для этого способа подготавливается заготовка из бетона, которая через определенный промежуток времени будет подвержена ряду тестов. Заготовка размещается в тех же условиях, что и основная бетонная конструкция.
- Использование ультразвуковых приборов оценки прочности бетона. Наиболее популярный метод, который используется при возведении крупных строительных объектов. Принцип работы ультразвукового прибора крайне прост: чем прочнее бетон, тем быстрее внутри него перемещаются ультразвуковые волны.
Если использовать ультразвуковой измеритель прочности, не потребуется при помощи различных формул выяснять, сколько застывает бетон. Конструкция подвергнется нагрузки сразу же после получения необходимых показателей прочности.
Коротко о главном
При обращении в строительную компанию для создания дома под ключ или только фундамента многим людям крайне важны сроки выполнения работ.
Узнав, сколько сохнет бетон, владелец будущего дома будет грамотно планировать сроки поставки стройматериалов, вести переговоры с подрядчиками.
На скорость высыхания бетона можно повлиять, если повысить влажность воздуха и создать другие благоприятные условия. Процесс сушки зависит также от марки конкретного бетона, это тоже нужно учитывать при проектировании фундамента, стен и перекрытий.
Решив самостоятельно возвести монолитный железобетонный фундамент, частные застройщики рискуют не успеть выполнить всю работу по укладке бетона за один день. Если не заказывать готовый бетон и не пользоваться услугами бетононасоса, на замешивание и укладку больших объёмов не хватает ни времени, ни физических сил. Вторая частая причина – нехватка материала для строительства опалубки на всю бетонную ленту. Когда намечается такая проблема, застройщики начинают искать ответ на вопрос, можно ли заливать фундамент частями за несколько дней. Опытные строители считают, что можно, но с соблюдением определённых правил.
Как созревает бетон
На строительных форумах по поводу частичной заливки фундамента идут жаркие споры. Одни пользователи утверждают, что это резко негативно повлияет на прочность основания дома и со временем приведёт к его разрушению. Другие парируют, что такой фундамент будет ничуть не менее прочным, чем сложенный из бетонных блоков.
Обеими сторонами приводится масса других аргументов в пользу своей точки зрения. Но если вы хотите сами понять, можно ли заливать фундамент частями, нужно разобраться в том, какие процессы происходят в бетоне с момента его приготовления и что будет, если в них вмешаться.
Бетон – это песок и щебень, частицы которых связаны друг с другом цементным клеем. Процесс образования связей внутри материала начинается при смешивании сухих ингредиентов с водой, запускающей химические реакции.
В этот период раствор нельзя перемешивать, поливать водой и вообще как-либо вмешиваться в процесс, чтобы не нарушить образующиеся связи.
Следующий этап характеризуется прорастанием кристаллических связей друг в друга. Он идёт медленно, но долго. Проектную твёрдость и прочность бетон набирает только через месяц, именно этот срок рекомендуется выдерживать, прежде чем начинать нагружать фундамент, возводя на нем стены дома.
Но нас интересует другой вопрос – можно ли заливать ленточный фундамент частями, как поведёт себя нижний слой при заливке свежего раствора, насколько качественным получится сцепление слоёв.
Что происходит с бетоном при послойной заливке
В первые часы после заливки, пока продолжается так называемая «жидкая» фаза схватывания, на ещё не связанный подвижный бетон можно укладывать свежую порцию раствора. Частицы в нижних слоях упруго воспринимают нагрузку, они легко перераспределяются под тяжестью верхнего слоя, так как ещё не связаны друг с другом. А свежий раствор легко «прорастёт» в уже уложенную массу.
Но с того момента, когда кристаллы начинают срастаться друг с другом и до значительного упрочнения этих связей нагружать бетон нельзя. Это вызовет деформации в толще ещё слабого бетона и появлению трещин, прерывающих связи. Такое основание не будет прочным и не сможет выдержать вес здания – оно будет постепенно разрушаться.
Поэтому положительный ответ на вопрос, можно ли залить фундамент частями за несколько дней, специалисты дают только при условии укладки следующего слоя не ранее, чем через три дня после предыдущего. Это минимальный срок, который необходим бетону для твердения и приобретения устойчивости нижних пластов к нагрузкам.
Но в этом случае придётся решать проблему «холодного шва», так называют стык между слоями бетона разной степени созревания. Свежий раствор будет твердеть сам по себе, не образуя связей с уже схватившимся бетоном. По сути, такой фундамент нельзя называть монолитным, так как каждый его пласт является отдельным несущим элементом конструкции. И эти не связанные между собой элементы могут двигаться друг относительно друга.
Но есть способы, с помощью которых можно добиться целостности бетонной ленты или плиты и придать ей свойства монолита.
Технология поэтапной заливки фундамента
Если есть возможность, бетонные работы нужно проводить непрерывно от начала и до конца. Такой подход гарантирует наивысшее качество основания. Можно ли залить фундамент частями, зависит соблюдения технологического перерыва между этапами заливки и некоторых других важных требований. Они касаются армирования конструкции, расположения холодных швов и подготовки поверхности ранее уложенного бетона.
Способы частичной заливки
В частном домостроении применяют два способа устройства фундаментов в несколько этапов – горизонтальный и вертикальный.
- Горизонтальный способ предполагает заливку пластами всего периметра ленты или площади плиты.
- Вертикальный – когда будущая конструкция разбивается на блоки, каждый из которых заливают до нулевой отметки за один приём.
Горизонтальная заливка проще, а результат надёжнее, так как отсутствуют вертикальные швы, являющиеся слабым местом оснований, особенно возведённых на слабых или пучинистых грунтах.
Правила армирования
Наиболее частый вопрос – можно ли заливать фундамент частями с арматурой за несколько дней. Можно, если соблюдать правила укладки арматурных стержней относительно стыков старой и новой заливки.
- Арматура должна располагаться перпендикулярно швам.
Если в опалубке уже стоит арматурный каркас, а бетон будет заливаться вертикальным способом, никакого дополнительного армирования не требуется. При горизонтальном способе необходимо установить вертикальные стержни. Их концы должны выступать над слоем нижнего пласта и иметь длину, равную высоте заливки.
Совет! При устройстве монолитных бетонных стен цокольного этажа способом частичной горизонтальной заливки лучше брать длинные арматурные прутки, пронзающие сразу несколько пластов.
- Вертикальный шов между слоями не должен совпадать с местами сопряжения двух арматурных стержней, сращённых по длине.
- Горизонтальный шов не должен совпадать с отметками продольных рядов арматурного каркаса.
Правила заливки
Теперь вы знаете, можно ли заливать бетон частями. Осталось узнать, как делать это правильно.
На первом этапе уложенный в опалубку раствор необходимо уплотнить вибратором или просто штыкованием. Разглаживать его поверхность не нужно: чем больше шероховатостей будет на подсохшем основании, тем надёжнее получится сцепление слоёв.
В малоэтажном домостроении допускается не делать сложные в исполнении вертикальные швы при заливке блоками. Можно дать раствору стечь под собственным весом, образуя скошенную грань.
Чтобы залитый слой схватывался равномерно и не растрескивался, его периодически орошают водой и накрывают плёнкой для защиты от быстрого испарения воды и пересыхания.
По истечении минимум 72 часов после завершения первого этапа можно приступать к заливке второго слоя. Перед этим поверхность первого тщательно зачищают металлической щёткой, чтобы удалить с неё рыхлое цементное молочко. Образовавшуюся пыль сметают.
Что касается толщины пластов, то они рассчитываются исходя из положения арматуры и расстояния от дна траншея до уровня грунта. Самым правильным решением станет заливка в два этапа: сначала подземной части до уровня земли, затем цокольной до нулевой отметки.
Видео описание
В этом видео показано, какие ошибки совершают застройщики при возведении фундамента, и как частичная заливка может повлиять на его прочность:
Коротко о главном
Однозначно ответить на вопрос, можно ли заливать ленточный фундамент в несколько этапов, невозможно. Ответ будет положительным только при условии соблюдения определённых требований. Главное из них – это соблюдение временного интервала между заливками, необходимого для установления прочных связей в бетоне. Второе касается правильного армирования, объединяющего и связывающего все пласты. Наконец, нужна тщательная подготовка поверхности нижнего слоя к сцеплению с верхним.
Читайте также: