Может ли цемент твердеть в воде

Обновлено: 01.05.2024

Цемент – это минеральное вещество вяжущей консистенции, которое производится искусственно и превращается после взаимодействия его с водой в пластичную массу, затвердевающую после высыхания. От прочих вяжущих субстанций данный стройматериал отличается своей способностью схватываться, набирая прочность, даже при повышенной влажности. Цемент используют в основном для приготовления бетонной смеси, а также различных растворов. Чтобы научиться грамотно использовать этот уникальный стройматериал, необходимо изучить все его свойства и характеристики и понять, какие процессы происходят в бетоне либо цементных растворах (штукатурных, клеевых и других назначений).

Гидратация
Как известно, цемент представляет собой вяжущее гидравлическое вещество. Иными словами, для получения твердого камнеподобного тела, используемый порошок следует залить водой. Добавив необходимое количество воды, вы запустите необратимый процесс, которым можно при желании управлять.
Что же происходит в ходе этого необратимого процесса?
Проясним простыми словами. Начинается химическая реакция: молекулы воды соединяются с молекулами минералов, которые входят в состав цемента. Это приводит к растворению порошка и образованию пластичной массы. Явление, в ходе которого вода соединяется с растворенным в ней материалом, называется гидратацией.

В ходе гидратации происходит постепенное насыщение раствора продуктами реакции, отвечающими за прочностные характеристики будущего изделия.

В определенный момент процесс растворения заканчивается, а цементная масса утрачивает свою подвижность и схватывается, превращаясь в желеподобную массу. Схватывание происходит вскоре после замешивания раствора – в первые же часы.

Время начала данного процесса, называемого коллоидацией , а также его продолжительность зависят:

от количества использованной воды;
температурного режима;
состава цемента;
тонкости помола цементного порошка;

Чем мельче помол, тем более быстрым будет схватывание. Что отсрочить процесс схватывания и растянуть его, подвижную массу следует постоянно перемешивать. Но поддерживать пластичность раствора бесконечно долго невозможно, вязкая масса в определенный момент начинает утрачивать полезные свои свойства.

Рекомендуется изучить цемент заранее, что поможет определить фактические сроки схватывания этого материала и при необходимости скорректировать их при помощи специальных добавок. Иногда материал схватывается очень быстро, почти сразу после взаимодействия с водой, и выделяет при этом много тепла. Это явление называют ложным схватыванием! И чтобы его не допустить, раствор можно «оживить» путем перемешивания.

«Ложное схватывание» — негативное свойство цемента, такой материал обычно отбраковывают.

Когда раствор утрачивает свою подвижность, растворенные в нем частички цемента начинают кристаллизоваться, увеличиваться и переплетаться, сращиваясь в цементный камень. Данный процесс протекает с различной скоростью – вначале масса быстро становится все более прочной, а затем ее кристаллизация несколько замедляется.

Окончательное затвердевание может продолжаться годами, однако проектная марка прочности получаемых изделий достигается за двадцать восемь дней, распалубка при благоприятных влажности и температуре возможна уже через три-пять дней.

Опишите в комментариях под этой статьёй свой опыт, если вам удавалось оживить схватывающийся раствор! Что вы для этого предпринимали?

Задача такая:
Залить армированную фундаментную колонну из бетона на 2,5 метра ниже грунта.
Готова опалубка из досок и яма в земле. Яма постепенно заполняется водой.
Можно ли установить опалубку, полностью закопать ее, затем откачать воду и залить опалубку бетоном?
Затвердеет и обретет ли бетон положенную крепость, в условиях повышенной влажности и если ему не будет свободного доступа воздуха?

Другими словами, если бетон залить в деревянный ящик и закопать его глубоко под землю, где уже есть грунтовые воды, будет ли он также крепок после затвердевания?

ОТЛИЧНО!
Всем большое спасибо за ответы!
Я придерживался таких же мыслей, но знакомые меня попробовали разубедить.
Вот и подумал поспрашивать тут чтобы быть полностью уверенным.

Бетону воздух для затвердевания не нужен. Он не сохнет, а набирает твердость. Это химическая реакция, для которой кислород не требуется. Более того бетон очень часто поливают водой, не давая ему сохнуть. Эт я как строитель вам говорю.

Сергей Казаков Профи (540) Да, я тоже считал, что кислород не участвует в реакции затвердевания. Бетонные полы в подвале тоже поливал водой, чтобы не полопался. Затвердело все отлично. В этот раз хочу залить фундамент для громоотвода.

Ну, во первых доступ воздуха можно обеспечить. А затвердевание бетона, это химичекая реакция, так что все будет нормально. Есть бетоны, которые специально отвердевают под водой вообще без воздуха.

Сдаётся мне, кое-что тут не вполне верно. Влажность качественному застыванию, конечно, помогает. Но надо иметь в виду, что контакт с большим количеством воды приведёт к потере прочности бетона. Известно, что бетон (обычный) тем прочнее, чем менее жидким удалось замесить раствор. Если до застывания этот раствор окажется "в воде", то произойдёт его разжижение и вымывание связующего - цемента. Поэтому воду обязательно нужно от опалубки откачивать, вплоть до отверждения. Либо гидроизолировать по опалубке, что может оказаться проще.

Тут всё и просто и сложно. Надо брать не голимый М-500 из ближайшего гаража на задворках, а купить водостойкий быстротвердеющий цемент (ВБЦ или что там посоветуют) в ближайшем мостотряде. Бетон из него мало того что под водой затвердеет, так его потом ломом долбить запаришься.

Мммммм, два раза в жизни я встречался с подобной крепостью бетона. Первый раз было дело когда трактор планировал окрестности у будущего моего дома. Он налетел на невысокую тумбочку позабытого фундаментного блока. При сравнительно небольшой скорости его просто подкинуло на месте. Но тумбочке урона это не принесло.
Второй раз я налетел ломом на ж/б кольцо, когда прокладывал канализацию. После всех усилий лом его так и не взял. Но перед пневмо молотом кольцо конечно не устояло. Но полученные данные говорили о необычной крепости бетона.

Сейчас же речь идет о заливке труб для фундамента громоотвода. Отдельная конструкция этого сооружения пускай и извращение, но мне это нравится. Если есть мысли по фундаменту громоотвода, который планируется на трех отдельных 3х метровых залитых тумбах 1на1 метр, то прошу обязательно написать тут.

Sergey V. Voronin Искусственный Интеллект (182766) Жесть. Ты собрался отводить ЭМИ прямо из эпицентра ядерного взрыва? Иначе зачем такая капитальность? ИМХО, достаточно выдержать сечение железяки на расчётный ток, да лишь бы не падала. Что касается заливания, то не будет ли проблем с обеспечением текучести раствора?

Иногда приходится сталкиваться с ситуациями, в которых необходимо проводить бетонные работы на мокром основании или будучи совсем в воде. Это могут быть работы, связанные с сооружением колодцев, строений на участках с высоким уровнем УГВ или опорами для мостиков на берегу водоемов и уверен, есть еще масса случаев, где такая потребность существует.

Для начала, вкратце я хотел бы коснуться, что такое бетон. Бетон - это искусственный строительный материал, твердеющий благодаря связующему веществу. В 99% случаев связующим веществом выступает цемент, а заполнителем - песок и щебень.

И, если вы уже пробовали, то знаете, что бетон на основе обычного портландцемента при попытках бетонирования в чересчур влажных условиях - не оправдывает возлагаемых на него ожиданий и раскисает в воде.

В нашем же случае, чтобы химическая реакция кристаллизации цемента могла естественным образом протекать в условиях воды - требуется специальный цемент. И этим чудо веществом - является глиноземистый цемент (для удобства буду использовать "ГЦ").

У меня есть статья по восстановлению и усилению старых фундаментов частных домов, где как раз и используется данная разновидность цемента, поскольку он является саморасширяющимся и при правильной организации работ он "подхватывает" снизу старое здание, что позволяет обеспечить высокую эффективность холодного шва! ( Ссылка на статью )

Большого распространения в частном домостроении данный вид цемента не получил в силу 4-х кратной цены от обычного портландцемента, но даже несмотря на это, такой продукт в действительности упрощает работы в разы и экономит время и нервы, поскольку через 15 ч. прочность бетона уже достаточна для введения сделанной конструкции в эксплуатацию.

На практике, раствор, созданный на основе такого цемента начинает твердеть уже через полчаса после добавления воды. И для нормального обеспечения твердения смеси под водой, температура её должна составлять +15-20°С. Полученные строительные составы на ГЦ - водонепроницаемы, огнеупорны и химически стойки.

Основное же применение он находит в промышленной сфере, где требуется достижение повышенной прочности в очень короткие сроки: возведение морских конструкций, холодных скважин, аварийное восстановление мостов и дамб, герметизация скважин и сооружение конструкций с нагревом до 1700°С.

Дополнительно ко всему, процесс твердения происходит с достаточным выделением тепла (экзотермическая реакция), что позволяет успешно производить работы в условиях низких температур.

Оптимальное отношение воды к цементу – 0,4, т.е. на 1 кг. ГЦ требуется 0,4 л. обычной воды. И один куб.метр бетона требует 350 кг. ГЦ

Маркируется ГЦ по пределу прочности на сжатие: ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60, где цифра выражает давление в МПа.

Таким образом, думаю, что представленная статья раскрыла для Вас уникальные свойства ГЦ, который может применяться не только в промышленности, но и для ряда задач в частном домостроении!

Когда нужно выполнить бетонирование поверхности, находящейся под водой, то возникает проблем с твердением бетона в воде. Обычно такое бывает, когда бетонируют столбы забора, сваи. Или как у меня была проблема – смотровая яма в гараже, в котлован набиралась вода, причем довольно быстро.

Тут несколько вариантов. В гараже я поступил просто – котлован смотровой ямы немного расширил с одной стороны, выкопал яму глубиной сантиметров 30-40, дно котлована сделал с наклоном в яму. Вода начала собираться в яме, туда я поместил насос, и время от времени откачивал воду.

Затем залил бетон на дно, и откачивал воду из ямы, пока бетон не схватился, затем смонтировал опалубку стен и залил бетон. Все, бетон схватился нормально, воду не пропускает.

Для заливки лунок столбов для забора, можно применить несколько вариантов. Первый – заливать бетон в пластиковую трубу.

Второй – выкачать воду, проложить кусок поролона или плотной полиэтиленовой пленкой, и заливать бетон. Поролон или пленка не пустит воду и не помешает бетону схватится.

Мнения строителей по поводу того, можно ли лить бетон в воду или нет разнятся вплоть до противоположных. Кто-то говорит, что нельзя, падает марка бетона, кто-то – ничего страшного, лишь увеличится время высыхания, а бетон выдавит воду наверх и не даст поступать новой.

Я же считаю (специально не замерял прочность бетона), что лить в воду все же не стоит, тем более, что избежать этого довольно просто.

Если вы заливаете лунки – то поролон, трубы или полиэтилен, если, скажем, монолитный или ленточный фундамент, то просто сделайте уклон в одну сторону, и выройте яму, чтобы туда стекалась вода с последующей откачкой насосом. То есть, проблем вообще нет.

А вот как не стоит делать. Подсмотрел у соседа – заливал ленточный фундамент под баню, на дне – сантиметров 10 воды. Он смешал в бетономешалке насухую песок, цемент и щебень, засыпал все это на дно слоем в сантиметров десять, слегка перемешал, и сверху начал лить нормальный бетон, то есть, намешанный с водой.

Как по мне – способ стремный, но тут я не могу ничего сказать с уверенностью, поскольку проверок и сравнений не проводил.

А вы что думаете по этому поводу, буду рад вашему мнению или рекомендациям. Только прошу писать о проверенных способах, и без оскорблений.

Заливка бетона в воду становится необходимым этапом работ в строительстве тех или иных гидротехнических сооружений, а также иногда в частном индивидуальном строительстве, когда грунтовые воды залегают очень высоко. И если частное строительство не приветствует такой вариант, требуя максимально приемлемых условий для заливки бетоном, то в промышленной сфере подводное бетонирование выполняется без каких-либо проблем, по созданным и опробованным технологиям.

Бетон в воду необходимо заливать, когда строятся разнообразные волнорезы, пирсы, мосты и другие типы конструкций. В частном порядке такая необходимость появляется редко – если производят строительные работы рядом с водой, если уровень грунтовых вод очень высокий, когда нужно срочно реализовать поставленную задачу в условиях стояния талой воды и т.д.

Основных технологий промышленной заливки бетону в воду существует всего две: кессонный вариант и при помощи свай.

Каждая из них обладает своими недостатками и преимуществами. В индивидуальном строительстве используют капиллярный вариант и подводное бетонирование мешками с цементом.

Как заливать бетон в воду и можно ли это делать

Когда осуществляется строительство обычной конструкции, отсутствие воды на дне траншеи для фундамента – основное условие, в противном случае работы не начинают и ждут, пока грунт высохнет. Но в исключительных случаях и при проектировании и реализации гидротехнических сооружений вопроса о том, можно ли заливать бетон в воду, не ставится – другого варианта просто не существует.

Свайный способ

До того как залить бетон в воду, в дно водоема забивают специальные сваи – специальные железобетонные столбы, соединенные между собой посредством замка типа паз-шип. Замки этого типа используются для соединения ламинатных полов, шпунтованных половых досок и т.д., в связи с чем сваи называют еще шпунтованными.

Замок не обеспечивает герметичности, вода свободно проходит в опалубку, но на качестве бетонирования это не сказывается, так как в работе используют особый вид бетона, находящегося в полуготовой консистенции.

Такой метод используется при глубоководном бетонировании, так как дает возможность заливать бетон и обеспечивать его прочность на глубине до 50 метров.

Сначала готовят строительную площадку над объектом, куда планируется заливать бетон в воде. На площадке устанавливают подъемник, к нему вешают трубу диаметром более 20 сантиметров. Чтобы обеспечить правильную и быструю заливку, подъемный трос должен быстро опускаться/подниматься, работать с точностью меньше 3 сантиметров.

Трубу заполняют мешком, который не дает возможности воде поступать вовнутрь и вымывать смесь. Раствор в мешок подается по воронке – в процессе утяжеления основание трубы опускается, таким образом выдавливая воду. Трубу нужно наполнять максимально плотно, бетон заливается несколькими уровнями. Каждый обладает ненадежным верхним слоем (есть риск попадания воды в смесь), поэтому до укладки следующего слоя снимается небольшой слой предыдущего.

Большие промежутки заливают раствором, применяя несколько труб большого диаметра. Раствору нужно дать полежать на воздухе, чтобы он чуть подсох и удалось добиться нужной консистенции. В процессе сушки бетон укрывают брезентом, защищая от дождя и солнца. Раствор готовят с разными показателями плотности: насыщенный создает оболочку толщиной 1 метр, ее ядро наполняют ненасыщенной смесью.

Обязательно выполнение трамбовки залитой смеси – работы выполняются аккуратно, чтобы не вызвать активных колебаний воды.

Технологии заливки

Прежде, чем заливать бетон в воду, необходимо правильно выбрать технологию, которая бы отвечала требованиям и условиям выполнения работ, позволяла бы добиться нужных характеристик прочности и надежности. В промышленности и частном строительстве применяют разные технологии, что объясняется отличиями в масштабности работ и условий их проведения.

Технология восходящей трубы

Для реализации данной технологии понадобятся: два вида бетонного раствора, площадка из свай, любое устройство для подъема груза (это может быть лебедка или таль, небольшой плавучий кран и т.д.), траверса, трубы, загрузочная воронка, опалубка (поможет отгородить замкнутое пространство рабочего объекта от вод водоема).

Благодаря данному методу удается создавать прочные и надежные бетонные конструкции на сравнительно небольших глубинах. На поверхности водоема прямо над заливаемой конструкцией, на сваях (забитых в дно) сооружают рабочую площадку. На нее устанавливают траверсу, к ней подвешивают трубу для подачи сечением минимум 20 сантиметров. Трубы поднимают и опускают с использованием лебедки или тали.

Лучше всего, чтобы раствор подавался с помощью бетононасоса, а труба опускалась/поднималась плавучим краном – так удается добиться большей производительности и лучшего качества. Количество загрузочных труб зависит от объемов заливки.

До начала заливки дно конструкции покрывают брезентом или парусиной (любой плотной тканью), делая нахлест на опалубку, потом выравнивают поверхность камнем и щебнем (это делается во избежание утечки бетона сквозь перепады рельефа). Для заливки используют насыщенный и ненасыщенный бетон: первым упрочняют по периметру опалубку, вторым – делают ядро конструкции. До заливки оба раствора выдерживают на воздухе.

Процесс заливки бетона в воду:

Трубу (или трубы) опускают на дно
В трубу подают бетон до полного заполнения ее внутреннего пространства
Грузоподъемным устройством трубу поднимают, в процессе чего раствор выгружается на дно
Послойно заливку делают до тех пор, пока не завершат работы

Работы нужно делать быстро – так, чтобы каждый нижний слой не успевал каменеть и оставался полужидким. Способ бетонирования при помощи труб актуален только там, где отсутствуют сильные течения и нет заметных волн в водоемах.

Кессонный метод

Для реализации данного способа понадобятся: бетонный раствор в мешках (для выполнения основания), просто раствор для заливки, специальная опалубка (кессон), заливочные трубы (обязательно с клапанами), бетононасос, небольшой плавучий кран, якоря с тросами. Обычно этот метод выбирают для глубоководного бетонирования на глубине 30-50 метров, а также там, где есть большие волны, подводные течения.

Метод требует сооружения достаточно прочной опалубки – если объем работ небольшой, ее делают из сварной металлической конструкции, которую опускают на дно плавучим краном (это и есть кессон).

Если планируется заливка бетоном большой конструкции:

Рытье котлована или траншеи при помощи землечерпательных машин на дне водоема размером, который соответствует конструкции
Заполнение котлована мешками с бетоном
Вбивание стальных свай в дно четко по всему периметру основания конструкции – нужно делать так, чтобы они были с небольшим уклоном (получается, будто сваи стоят веером) ко внешней стороне конструкции (чтобы сделать откосы)
Чтобы уклон не был нарушен, сваи крепят якорями и тросами ко дну
Внутри поверхность между сваями ровно зашивают стальными листами толщиной минимум 10 миллиметров либо досками толщиной минимум 50 миллиметров
Внешнюю поверхность между сваями усиливают поясами, сооруженными из металлических стержней, швеллеров либо уголков

Подачу раствора в трубы осуществляют при действием избыточного давления – ведь на концах трубы расположены два клапана, подача производится бетононасосом. Остальные этапы схожи с процессом свайного бетонирования.

Как правильно приготовить бетонный раствор

Бетонный раствор готовится двух типов – насыщенный (7 частей щебня и 2 части портландцемента) и ненасыщенный (6 частей щебня и часть цемента). Оба раствора обязательно нужно выдерживать на свежем воздухе, чтобы они чуть затвердели, что не даст смеси размыться водой: первый раствор выдерживают 5 часов, второй – 3. Укладывают под навесом либо накрывают чем-то.

Чтобы не нарушить монолитность конструкции, нужно следить за консистенциями растворов. Так, заливать следующий слой можно только на полужидкий раствор, не затвердевший еще. Иначе конструкция не будет прочной, могут появиться трещины.

Работы с бетоном в воде для частного домостроения

В индивидуальном строительстве применяют другие технологии заливки бетона в воду, которые позволяют решить самые разные задачи. Ведь заливать бетон в воду для фундамента, к примеру, неприемлемо. Поэтому сначала нужно сделать надежную и прочную бетонную конструкцию, а вот уже на ней обустраивать фундамент.

Устройство с помощью мешков

Технология довольно проста: замешивается насыщенный раствор, заливается в мешки, которыми заполняют котлован или траншею (подготовленную яму выше уровня грунтовых вод). Ждут 30 суток, потом вокруг конструкции сооружают опалубку (стен либо фундамента) по обычной технологии.

Капиллярная технология

Вариант заливки бетона в воду более сложный.

С использованием данной технологии обустраивают свайно-ростверковый фундамент и не только. При пылеватых и мелких песках, насыщенных водой, монолитное основание упрочняют стальной арматурой либо армопоясом.

Основные этапы заливки бетона:

Сначала выкапывают котлован либо траншею.
В яму устанавливают металлические трубы сечением до 10 сантиметров.
Засыпают щебень выше уровня грунтовых вод (лучше брать материал разных фракций, смешав несколько видов).
Жидкую бетонную смесь, сделанную из песка и цемента (с добавлением пластификатора либо без него) подают через трубы в подушку из щебенки. Постепенно трубы поднимаются таким образом, чтобы смесь заполняла все пространство планируемого фундамента.
Для выполнения работ придется привлечь подъемный кран, понадобится обеспечить специальный постамент над строительной площадкой (лучше мобильную конструкцию).

Заливка бетона в воду – задача достаточно сложная, но выполнимая. При правильном выборе соответствующей условиям и требованиям технологии, соблюдении рецепта приготовления бетонного раствора, вполне возможно создать качественную и прочную конструкцию, которая не будет разрушаться под воздействием каких-либо внешних факторов.

Читайте также: