Через сколько схватывается цемент


Бетон: сколько сохнет, застывает и схватывается в зависимости от температуры

Бетон широко распространен в строительстве благодаря своим эксплуатационным характеристикам: он твердый, износоустойчивый и долговечный. Чтобы получить эти качества, конструкции должны быть отлиты по специальной технологии. При нарушении правил укладки раствора элемент не приобретет ожидаемые характеристики. Как правильно использовать бетон, сколько сохнет этот материал и от чего зависит данный параметр?

Состав материала

Любой бетонный раствор состоит из смеси песка, цемента и воды. В зависимости от типа раствора, к основным компонентам добавляют различные наполнители:

  • Щебень, гравий.
  • Керамзит.
  • Шлак.
  • Полистирол.
  • Древесную щепку или опилки.

Время застывания массы зависит от типа вяжущего, из которого изготавливают бетон. Сколько сохнет смесь, определяют лабораторными испытаниями, затем полученный в результате испытания срок применяют на практике при строительстве объектов.

Разновидности вяжущих веществ

Сколько времени сохнет бетон, зависит от характеристик основного компонента. Существует несколько типов вяжущих веществ, составляющих основу раствора:

  1. Цементные смеси. Из них готовят растворы для изготовления несущих и ответственных конструкций. Время застывания смеси до рабочего состояния - от 7 до 14 суток.
  2. Гипс. Бетон на основе этого вяжущего используют для возведения менее ответственных частей здания, например, межкомнатных перегородок и самонесущих стен. В состав раствора входит смесь пуццоланового цемента и порошкового гипса. Конструкция приобретает рабочее состояние через 2 дня.
  3. Силикаты заметно снижают стоимость бетона, при этом прочностные характеристики остаются на высоком уровне. Срок достижения рабочего состояния материала зависит от пропорций массы и способа затвердевания. В автоклаве реакции происходят до 2 дней.
  4. Полимерцементное вяжущее применяют для замеса декоративных растворов с включением крошки мрамора, гранита, натуральных и искусственных пигментов. Твердеет раствор уже через час, подвергать поверхность нагрузке можно через 3-4 дня.

Определяющие факторы

Кроме установленного среднего времени застывания бетонной смеси, на продолжительность твердения влияют:

  1. Влажность воздуха. Процесс твердения представляет собой химическую реакцию между вяжущим составом и водой. Соответственно, как только в теле конструкции закончится жидкость, это действие прекратится. Чтобы избежать обезвоживания и растрескивания бетонного объёма, необходимо создать условие достаточной влажности не менее 75%.
  2. Температура окружающей среды. Поскольку в реакции участвует вода, необходимо предотвратить её застывание в холодное время года. В процессе твердения из конструкции выделяется тепло, при повышенной температуре взаимодействие составляющих происходит заметно быстрее.
  3. Тип вяжущего и количество воды в растворе также определяют, сколько должен сохнуть бетон. Гипсовый порошок при достаточном количестве жидкости приобретает твердую структуру уже через пару часов, портландцементу требуется около 12-16 в зависимости от перечисленных условий.
  4. Толщина конструкции оказывает влияние на общее затвердевание раствора.

Эти факторы необходимо учитывать, проектируя строительные работы, в которых применяется бетон. Сколько сохнет конструкция, зависит от окружающей среды и правильного ухода за уложенным объёмом.

Средние сроки

Наиболее часто для строительства ответственных конструкций применяют классический цементный бетон. Сколько сохнет конструкция из него, определили исследованиями в условиях строительной площадки и лаборатории:

  • За 3 суток раствор приобретает около 30% прочности, заложенной в марке, при условии высокой влажности и температуры воздуха не ниже 150С.
  • От 7 до 14 дней бетон приобретает достаточную для передвижения человека твердость до 80% от заложенных характеристик.
  • 28 дней – фиксированный срок полного набора заложенной прочности. В этот период объект можно эксплуатировать полным ходом.
  • Бетон отличает от других материалов способность наращивать свои характеристики во время периода эксплуатации. Отмечено, что уже через 90 дней камень превосходит заложенные параметры на 20%.

Влияние опалубки: есть или нет

При возведении любых объектов часто используют метод монолитного строительства. Возникает вопрос: сколько сохнет бетон в опалубке, влияет ли она на время твердения конструкции?

Процесс застывания - это не что иное, как химическая реакция. Оказать влияние на её скорость могут только внешние условия: температура и влажность окружающей среды и некоторые катализаторы – добавки, которые вводят в смесь на производстве для получения и усиления определенных качеств материала.

Для опалубки используют деревянные доски, металлические листы и строительную фанеру. Эти материалы предназначены для фиксации формы будущей конструкции. Они способны частично сохранять тепло в застывающем объёме, но не в том количестве, чтобы произошло значительное ускорение процессов.

При должном уходе бетон в опалубке застывает в сроки, определяемые температурным режимом:

Температурный режим, 0С

Срок схватывания, дней

0…5

14

5…10

10

10…15

7

15…20

5

20…25

4

25…30 и выше

2-3

По истечении указанных сроков опалубку снимают, конструкция продолжает твердеть самостоятельно, в это время продолжают монтажные работы по возведению объекта.

Зависимость времени от объёма

Монолитные бетонные конструкции имеют разные габариты. Фундаменты под здания и сооружения выполняют в нескольких конфигурациях: ленточные, свайные, плитные. Их тела составляют разные объёмы.

Чтобы узнать, сколько сохнет фундамент из бетона, следует ориентироваться на толщину конструкции. Поскольку твердение и застывание – это химическая реакция, то она должна идти равномерно по всему объёму. При окаменении происходит выделение тепла. Соответственно, внутренняя часть элемента медленнее приходит в конечное состояние. Кроме того, в верхних слоях быстрее происходит испарение лишней жидкости, и материал приобретает достаточную структуру для продолжения монтажных работ.

Особо толстые конструкции, такие как плитные фундаменты под крупные сооружения, бассейны, торговые центры, могут выдерживать от трех месяцев, пока в проектное состояние приходит весь объём залитого основания.

Сколько сохнет бетон на улице в нормальных условиях, мы определили. Теперь рассмотрим, какими методами этот процесс можно ускорить:

  1. Поддержание постоянного уровня влажности должно производиться сразу после укладки бетонной смеси в опалубку. Для этого заполненные формы укрывают водонепроницаемым материалом (пленкой или брезентом) и постоянно поливают водой.
  2. Создание рабочих температурных условий актуально для зимнего строительства. Как известно, при морозе вода кристаллизуется и расширяется, что недопустимо в твердеющей конструкции. Чтобы это предотвратить, в зимний период конструкцию в опалубке искусственно подогревают для ускорения химических процессов. Кроме того, на производстве в смесь добавляют специальные катализаторы, способствующие равномерному и скорому схватыванию компонентов.
  3. Правильный расчет соотношения воды и цемента обеспечивает своевременное застывание смеси без потребности дополнительного изгнания лишней воды.

fb.ru

Время схватывания бетона: химическая и физическая модели. Время протекания реакций

За какое время схватывается бетон? Какие процессы протекают в нем во время превращения полужидкого раствора в твердый материал? Как на эти процессы влияет температура атмосферного воздуха? Давайте разбираться.

Выгрузка бетона.

Схватывание: химия и физика

Для начала давайте выясним, что это за процесс — схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).

Уточним: все процессы в бетоне, строго говоря, правильнее называть гидратацией цемента. По понятным причинам куда более стойкие химически кварцевый песок и щебень в реакцию не вовлекаются.

Химическая модель

При контакте портландцемента с водой одновременно запускается несколько химических процессов, сводящихся к превращению окисей и солей алюминия и кальция в, соответственно, гидроалюминаты и гидросиликаты.

Основные реакции имеют следующий вид:

  • 3CaO*Al2O3+6h3O -> 3CaO*Al2O3*6h3O.
  • Ca2SiO4+h3O -> Ca2SiO4*h3O.
  • 3CaO*SiO2+h3O -> 3Ca2SiO4*h3O+Ca(OH)2.

Все три реакции протекают с выделением незначительного количества тепла. Полная гидратация цемента требует его смешивания с водой в пропорции 1:0,4; при этом в собственно химические процессы вовлекается примерно 60% от общего количества воды. Остальная жидкость остается запертой в ячейках будущего бетона, формируя его пористую структуру; она будет испаряться в течение нескольких недель или даже месяцев.

Параллельно с гидратацией составляющих цемент минералов в массе бетона протекает несколько более медленных реакций, которые постепенно приводят к набору бетоном марочной прочности:

  • Гашеная известь Ca(OH)2 в союзе с углекислотой постепенно превращается в прочный и слаборастворимый карбонат кальция CaCO3.

Несколько минералов, большей частью состоящих из карбоната кальция.

  • Присоединение к этой реакции двуокиси кремния порождает не менее прочные и стабильные силикаты кальция.

Физическая модель

Как процесс выглядит с точки зрения происходящих в массе бетона физических процессов?

Время от начала гидратации Протекающие процессы
5 минут Поверхность зерен цемента покрывается иглообразными кристаллами алюмината кальция 3CaO*Al2O3.
6 часов Кристаллы разрастаются настолько, что начинают образовывать общую кристаллическую решетку. Между цементными зернами возникают первые пространственные связи.
8-10 часов Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов — своеобразного «ворса» из силикатов кальция.
24 часа Силикаты кальция начинают вытеснять  решетку алюмината, образуя собственную прочную сеть между твердыми наполнителями.
28 суток Цементный камень полностью состоит из кристаллов силикатов кальция. Алюминаты вытеснены.

Схематическое изображение разных этапов гидратации цемента.

Время протекания реакций

В общем-то, сколько времени схватывается бетон — понятно из предыдущей таблицы. Через 6 часов его масса перестает быть подвижной; через сутки она утрачивает пластичность, но остается хрупкой. Полная марочная прочность набирается материалом примерно за месяц.

Справка: марочная прочность соответствует максимальному усилию на сжатие, которое бетон способен выдержать без разрушения. Усилие измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. Так, бетон марки М200 обязан выдерживать 200 кгс/см2, М300 — 300 кгс/см2, М400 — 400 кгс/см2 и так далее.

Однако приведенная выше таблица верна для так называемых нормальных условий : +18-22С при относительной влажности около 60%. Что произойдет при отклонениях в ту или иную сторону?

Отклонение Оказываемое влияние
Понижение температуры При низких температурах (от 0 до +18) скорость протекания реакций замедляется; схватывание может занять до 5-7 суток. При падении температуры бетона ниже 0 градусов вода кристаллизуется, и гидратация портландцемента полностью останавливается.
Повышение температуры До определенного предела реакции ускоряются; однако при 90С и выше вода начинает испаряться их растущей кристаллической структуры быстрее, чем вступает в реакцию с ней. В результате набор прочности опять-таки останавливается.
Понижение влажности В сухом воздухе вода быстро испаряется из поверхностного слоя бетона, что приводит к падению его прочности и появлению трещин.
Повышение влажности При нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 часов.

Набор прочности при разных температурах.

Как нивелировать отклонения от нормального режима?

  • В жару и сухую погоду конструкцию в опалубке укрывают мокрой мешковиной, влажными опилками или поливают водой два-три раза в сутки.

Поливка плитного фундамента.

  • При температурах до -5 С достаточно укрыть и по возможности теплоизолировать молодой бетон. Выделяющееся при гидратации тепло не даст воде замерзнуть.
  • При более низких температурах требуется его подогрев. Альтернатива — использование зимних марок бетона, способных благодаря специальным добавкам схватываться при отрицательных температурах.

Полезно: благодаря противоморозным добавкам цена кубометра увеличивается всего лишь на 100-300 рублей за куб. Собственно, зимний бетон несложно приготовить и своими руками: инструкция сводится к добавке в него специальных антиморозных присадок (например, Антифриз ДС) в количестве 1% от массы цемента.

  • Итоговая прочность может превышать марочную. В нормальных условиях прочность бетонной конструкции за 3 месяца достигает 120%.
  • Снимать опалубку и ходить по монолиту можно через 3-4 дня. Обработка, возведение стен на бетонном фундаменте и т.д. возможно через 10-14 дней.
  • До набора полной прочности нежелательно использовать ударные инструменты. Если обработка необходима, предпочтительна резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне: в этом случае можно не бояться трещин и сколов.

На фото  — алмазная дисковая пила.

Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).

Как обычно, видео в этой статье содержит дополнительные материалы. Успехов!

masterabetona.ru

Сколько времени схватывается цемент?

Дата публикации: 24.02.2017 21:39

В жизни каждого или почти каждого человека рано или поздно наступает момент, когда приходит необходимость заняться строительством. Некоторым людям данный процесс дается легко, будто они являются прирожденными строителями, и у них все быстро и красиво получается. Другим же, напротив, даже самая легкая строительная процедура кажется трудной, и они не могут самостоятельно сделать даже самых элементарных вещей. Оптимальным вариантом в такой ситуации для данной категории граждан было бы нанять строительную бригаду или подряд, но многие не хотят тратить личные деньги на подобного рода услуги, и все предпочитают делать сами.

В процессе строительства достаточно часто используется цемент, неважно, что мы строим: деревянный домик или баню. Для того чтобы изготовить бетон правильно, не имея под рукой бетономешалки, необходимо знать, как правильно самостоятельно изготовить цемент. В данной строительной операции крайне важно правильно учесть такой процесс, как схватывание цемента. Не только любители, но и профессиональные строители часто задаются этим вопросом. Для того чтобы выяснить, как и насколько быстро схватывается цемент, необходимо уяснить для себя несколько моментов.

Процесс схватывания цемента

Процесс начинается почти сразу, как только бетон или раствор уложили, и он стал статичным, неподвижным. Этот физический процесс построен таким образом, что бетон, затвердевая, выделяет некоторое количество тепла. Данный процесс можно в несколько раз усилить: для этого достаточно только накрыть бетон полиэтиленовой пленкой. За счет этого процесса влага замедлит свое испарение, и тепло не будет уходить из бетона. Такая процедура позволит ускорить срок схватывания бетона.

Конечно, сколько времени схватывается цемент, зависит и от общей площади, залитой бетоном. Принято считать, что первое плотное всеобщее схватывание бетона начинается приблизительно через 2 часа после непосредственной заливки. Дальше затвердевание независимо от площади бетонного покрытия осуществляется в следующем временном соотношении:

 Временной интервал

  • 48 часов спустя по бетону можно начать ходить;
  • 72 часа спустя на бетоне можно начинать работать, устанавливать тяжелую строительную технику и т.д.;
  • для окончательного (полного) отвердевания потребуется приблизительно 28 дней; впрочем, данный срок может быть и короче, если соблюден повышенный температурный режим.

 Учитесь покупать цемент выгодно.

cement5.ru

Сколько сохнет цемент – от чего зависит этот параметр?

Цемент является наиболее традиционным вяжущим средством для получения различных бетонов. Рациональное его сочетание в смеси с другими наполнителями (гравий, щебень, песок), водой и добавками различного назначения лежит в основе распространенных искусственных каменных материалов.

Но процесс создания бетонного изделия достаточно сложен и включает целую последовательность работ, выполняемых поэтапно, начиная от выбора и соединения компонентов для созданий смеси, заканчивая необходимым уходом за уложенными растворами после начала их твердения.

Теоретически правильно приготовленный состав на основе цемента после укладки в формы опалубок и уплотнения начинает твердеть, постепенно увеличивая прочность. Такой искусственный камень сразу после засыхания не обладает достаточными характеристиками, позволяющими продолжить строительство на его основе: вначале он легко разрушается от любой нагрузки.

Во время застывания цемента минералы его зерен преобразуются в чрезвычайно прочные соединения, называемые гидросиликатным калием. Это превращение, начинаясь лавинообразно, постепенно уменьшает свою скорость и длится довольно долго, продолжаясь порой годами.

Однако время, указанное выше, является достаточным для приобретения уровня прочности, необходимого, чтобы продолжить строительство. В случае особо ответственного бетонирования период, отводимый на твердение состава, может быть увеличен до трех месяцев и более.

Для того чтобы процесс схватывания начинался и проходил с нарастанием прочностных характеристик, необходимы определенные условия. Например, в условиях мороза, когда вода в растворе просто замерзает, схватывание может не начаться вообще, волшебное превращение гидратацией не происходит.

Указанные выше сроки схватывания цемента предполагают достаточно определенные условия для наружных или внутренних работ. Существующие нормы и правила оговаривают пределы температуры (около двадцати градусов по Цельсию), нормальное давление, среднюю влажность, другие факторы (предохранение от прямого солнечного нагрева). Для дальнейшего роста прочности на первых порах бетон требует определенного ухода, периодического увлажнения, закрытия от прямого солнечного света.

Это достигается применением специальных пленок и увлажняемых тканей, предотвращающих быструю потерю влаги. Вполне допустимо использование традиционных покрытий из опилок, соломы, с обязательным периодическим увлажнением особенно в первую неделю после закладки растворов в опалубки.

Качество получаемого камня напрямую зависит еще и от фактора активности самого связующего состава, т.е. от его качества. Марка, отвечающая требованиям высокого качества, обеспечивает и соответствующее качество изделия. Сколько застывает цемент, зависит и от правильности его соотношения с водой.

Как мы уже выяснили, монолит структуры обеспечивается надежным сцеплением связующим веществом элементов заполнителей в растворе. В свою очередь, это сцепление происходит в результате его реакции с водой, поэтому так важен правильный выбор соотношения этих двух составляющих.

Рассмотренные выше требования, обеспечивающие нормальное бетонирование, в условиях реального строительства далеко не всегда соблюдаются. Трудно обеспечивать нужную стабильность погодных условий, температуру окружающего воздуха и т.д. Поэтому разработан целый ряд мер, позволяющих влиять на процесс, т.е. на то, как долго сохнет цемент.

Например, для работ в условиях низких температур применяется подогрев закладываемых растворов. Тут придуманы хитрые способы электрообогрева, создания эффектов термоса, специальные тепляки, прогревание паром и т.п. Кстати, сам гидратационный процесс твердения сопровождается выделением достаточного количества тепла, что при больших объемах работ часто имеет отрицательное значение.

Для бетонирования по ускоренному графику могут применяться вещества, уменьшающие время схватывания, как солевые, так и бессолевые. К подобным материалам относят натриевые, кальциевые и калиевые соединения (нитриты, нитраты, карбонаты), например, поташ.

Противоположным эффектом, замедляющим твердение, обладают добавки, применяющиеся, например, при доставке готовых смесей на объекты и т.д. Как правило, свойствами замедления гидратации обладают поверхностно-активные вещества. Их содержание в составах определяют в зависимости от соотношения воды и связующего компонента.

ogodom.ru


Смотрите также