За какое время твердеет цемент

Твердение бетона после заливки

• 1. Усадка бетона
• 2. Факторы отрицательно влияющие на твердение бетона
• 3. Рекомендации по уходу за свежезалитым бетоном
• 4. Чем накрыть бетон
• 5. Ускорение процесса твердения бетона

Твердение бетона после заливки неизбежный процесс. Качество залитого бетонного изделия напрямую зависит от мероприятий проведенных в момент твердения бетона.

После укладки и начала схватывания бетон выстаиваться в условиях, которые обеспечивают набор нужной прочности и качества.

Твердение бетона – это сложный физико-химический процесс взаимодействия воды и цемента, результатом которого станет возникновение новых соединений. Проникновение воды в частицы цемента происходит постепенно, что и является причиной долгого набора прочности.

Большое значение при наборе прочности имеет влажная среда. Бетон, который твердеет во влажных условиях значительно прочнее твердеющего в сухом пространстве. При сухой среде вода быстро испаряется из бетона и его твердение замедляется или совсем останавливается. В связи с этим, преждевременное высыхание бетона, до достижения нужной прочности допускать нельзя.

Усадка бетона

В период выдерживания вода в середине бетона перемещается и выпаривается в наружную среду, в связи с этим происходит уменьшение объема, то есть усадка. Этот процесс происходит не равномерно, и появляются небольшие усадочные трещины. Трещинообразование также происходит и от неравномерного разогрева бетона вследствие выделения теплоты при процессе гидратации цемента. В свою очередь трещины значительно влияют на качество, долговечность и прочность конструкций.

На интенсивность твердения бетона так же влияет и его температура. При температуре ниже нормальной (20 + 2 градуса) процесс замедляется, а при отрицательной температуре практически останавливается. При повышении температуры, в условиях достаточной влажности твердение ускоряется.

Факторы отрицательно влияющие на твердение бетона

К ухудшению качества конструкции так же приводят удары и вибрация в начальном периоде его твердения – они нарушают вновь созданную структуру.

Для того чтобы бетон набрал нужное качество и прочность, за ним нужен надлежащий уход. Нужно поддерживать температурный режим твердения, предотвращать возникновение температурно-усадочных деформаций и трещин, оберегать твердеющую конструкцию от механических воздействий.

Не соблюдение условий твердения бетона может привести к получению конструкции низкого качества, а иногда и к ее разрушению. Это может случиться и при условии укладки качественного бетона и правильно выполнении всех бетонных, арматурных и опалубочных работ. Особенно важно ухаживать за твердеющим бетоном во время первых дней после укладки.

Рекомендации по уходу за свежезалитым бетоном

Для предотвращения появления трещин проводят укрывание бетона и полив не позже чем через 10-12 часов, а во время ветреной погоды или жары через 2-3 часа после укладки (эти нормы не касаются ухода за бетоном в при жарком сухом климате и зимой). В летнее время, в условиях умеренной климатической зоны, при сухой теплой погоде, бетон на основе обычного портландцемента поливают на протяжении 7 дней, на глиноземном – 3 дня, а на шлакопортландцементе в течение 14 суток. Если температура воздуха более 15 градусов в первые три дня в дневное время бетон поливают каждые три часа, а в ночное время один раз. Далее, полив проводят не меньше трех раз в сутки. Если поверхность бетонной конструкции предварительно накрыть материалом, который удерживает влагу, например брезентом или матами, перерывы между поливом могут быть увеличены в 1,5 раза. Бетон, поверхность которого укрыта защитной полиэтиленовой пленкой не поливают, так же полив не проводится при температуре воздуха от +5 до 0 градусов.

Чем накрыть бетон

Самым распространенным методом укрывания бетона считается использование материалов, которые удерживают влагу, маты, рогожа, песок. Но в большинстве случаев перекладывание этих материалов и поддержание их во влажном состоянии процесс трудоемкий и не годится при выполнении больших объемов бетонирования. Более эффективным считается использование водонепроницаемых пленок, например полиэтиленовых, а также в соответствии с эксплуатационными требованиями пленкообразующих материалов, желательно светлых тонов. Для устройства такой защиты применяются стандартные пленкообразующие материалы (ПМ), а так же лак этиноль, битумные эмульсии. Пленки темного цвета, после их формирования лучше осветлять, это можно делать водным растворам мела. Летом бетон укрывают от солнечных лучей, а зимой от воздействия мороза.

Для предотвращения вредных нагрузок на бетон движение по нему людей, установка риштовки или опалубки допускается только после достижения прочности не менее 1,5 МПа.

Ускорение процесса твердения бетона

Продолжительность твердения бетона имеет большое значение. Этот процесс нужно активизировать в случае ранней эксплуатационной нагрузки конструкции, уменьшения сроков распалубливания, при бетонировании зимой и в жарких условиях.

Темп набора прочности бетоном зависит от вида цемента, наличия химических добавок, которые влияют на процесс твердения и температуры, при которой он происходит.

Применение бетона на быстротвердеющем цементе обеспечивают скорость нарастания прочности в ранний период твердения (1…3 суток). Обычно они используются для проведения ремонтных работ и устройства стыков в сборных конструкциях.

Добавки, которые ускоряют твердение бетона, вводят во время его приготовления, в зависимости от массы цемента. Количество сульфата натрия не должно превышать 2 %, нитрата натрия, нитрата кальция, нитрит-нитрата кальция – 4 %, хлорида кальция в бетонах неармированных конструкций – 3 %, в армированных конструкциях – 2%. Добавки, для ускорения твердения, не применяют для бетонов на глиноземном цементе, в конструкциях армированных термически усиленной сталью, и напряженной арматурой, а так же в конструкциях, находящихся в зоне действия блуждающих токов.

Процесс твердения можно ускорить и тепловой обработкой – электропрогревом, контактным обогревом термоопалубкой, а в зимних условиях другими методами. Продолжительность воздействия электропрогрева в обычных и жарких условиях от 3…8 часов, после чего конструкция набирает прочность самостоятельно.

Дополнительные затраты на увеличение скорости твердения бетона компенсируются повышением темпов и качества работ и снижением затрат по уходу за бетоном.

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.

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+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
• Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
• 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+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?

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?

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.

Полезные мелочи

• 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.

Заключение

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!

Время схватывания бетона: данные таблицы

После заливки бетона при формировании фундамента необходимо выждать определенное время, чтобы смесь застыла, и только после этого продолжать строительные работы. По сути, это химический процесс. В среднем бетон набирает прочность за временной промежуток от 1 до 28 суток. На процесс застывания раствора воздействуют внешние факторы, такие как температура воздуха, влажность. Время схватывания бетона зависит и от его марки, а также от толщины.

Как происходит процесс застывания?

Бетона начинает схватываться уже сразу после его заливки в опалубку. На длительность данного процесса наибольшее воздействие оказывает температурный режим. Если температура окружающей среды находится в пределах 20 градусов, на схватывание бетона уйдет приблизительно час. Процесс не происходит моментально. Поэтому, чтобы смесь затвердела полностью, может понадобиться и пару месяцев.

Крепость бетона

Основной характеристикой каждой бетонной смеси является крепость на сжатие. Данный параметр имеет тесную связь с маркой бетона. Как правило, раствор набирает требуемую крепость примерно за месяц. Как уже было отмечено, время зависит от марки бетона. Это вынуждает строителей томиться в долгом ожидании. Однако это необходимая мера, поскольку от нее зависит прочность всей конструкции.

Наибольшая активность в наборе крепости бетона наблюдается в первые несколько дней. Примерно за неделю раствор набирает приблизительно 60% крепости, которая отмечена в марке. Полностью затвердеет бетон примерно за 28 дней. Бывали случаи, когда рабочие с целью сэкономить время загружали конструкцию раньше. Это значительно снижало ее надежность, а также способствовало повышенному уровню опасности для людей, которые в дальнейшем находились в сооружении. Что касается разборки опалубки, не рекомендуется проводить такие работы не раньше, чем спустя 8 суток после заливки бетонной смеси.

Условия для качественного застывания

Основными условиями для качественного затвердевания бетона являются:

• температура выше нуля (оптимальный показатель − 18−22 градусов);
• влажность воздуха от 90% и выше.

Если данные условия не созданы, необходимо обеспечить их искусственным способом. Оптимальным вариантом является использование увлажненного песка, специальной камеры или опилок. Находясь во влажной среде, качество и скорость застывания бетона будут выше. Если оставить раствор застывать на открытом воздухе, иначе существует риск испарения из него влаги. Это приведет к снижению прочности.

Преждевременное высыхание не самым лучшим образом сказывается на затвердевании бетона. Все дело в том, что все зерна смеси не способны быстро вступить с жидкой средой в реакцию. Поэтому рекомендуют использовать пленки из полиэтилена, чтобы создать препятствие для испарения влаги.

Стадии застывания

Застывание бетона происходит в два основных этапа:

1. Схватывание.
2. Твердение.

Чтобы разобраться более подробно, стоит описать особенности обоих процессов.

Схватывается бетон за короткое время. Приблизительно сутки необходимо, чтобы это произошло. Хотя, многое зависит от температуры воздуха. Если данный показатель составляет 20 градусов, бетонная смесь схватывается уже спустя 2 часа после заливки. Что касается окончательного схватывания, оно происходит через 3 часа. Если использовать специальные добавки, время можно уменьшить.

На схватывание бетона влияет его марка:

• М200 – до 2,5 часов;
• М300 – до 2 часов (минимум 1,5 часа);
• М400 – до 2 часов (минимум 1 час).

Стадия твердения по-другому называется процессом гидратации. Он происходит в период высыхания бетонной смеси. Другими словами, осуществляется испарение воды из раствора. Если это происходит быстрее, чем требуется, гидратация прекращается. Это снижает качество и прочность бетона. Оптимальным промежутком времени для твердения является 1,5−2 недели.

Так, бетон М200 затвердевает за 14−28 суток, М400 − 7−14 суток.

Чтобы наглядно представить время схватывания бетона, таблица ниже.

Время застывания, сутки

Из таблицы видно, как температура воздействует на застывание бетона. Данные представлены при условии оптимального уровня влажности.

Отрицательные температуры

Зимой заливка фундамента осуществляется с учетом обеспечения требуемой тепло- и гидроизоляции бетонной смеси. Стоит отметить, что при отрицательных температурах гидротация проходит медленнее, чем при положительных. Таким образом, ниже и набор прочности раствора. Если рассматривать средний показатель, длительность набора прочности увеличивается не менее, чем в 5 раз, сравнивая с аналогичным показателем при 20˚С.

Температура выше +30˚С

Если температура высокая, схватывание происходит значительно быстрее. Однако слишком быстрое затвердевание может негативным образом отразиться на качестве бетона. Как было сказано выше, практически моментально испарение жидкости из раствора приводит к утрате прочности конструкции. Если температура превышает 30˚С, бетон схватывается уже спустя час после его приготовления.

Влажность

Кроме температурного режима, на время застывания бетона оказывает воздействие и влажность воздуха. При повышенном показателе набор прочности нарушается. Но полное отсутствие влажности также отрицательно сказывается на данном процессе. В последнем случае он просто останавливается. В случае максимального уровня влажности и высоких температур бетон набирает прочность в разы быстрее. Если высокие температуры сочетаются с минимальной влажностью, смесь пересохнет. Таким образом, необходимо обеспечить бетону оптимальные условия для застывания. Если наблюдается недостаток влажности, конструкцию периодически смачивают водой. Это позволяет в летнее время, когда температурный показатель достаточно высок, обеспечить качественное затвердевание бетонного раствора.

Специальные добавки

Бетон сможет набрать прочность в разы быстрее, если использовать специальные добавки. Вспомогательные компоненты применяются в случае, когда время не позволяет ждать. Специальные добавки вносятся в раствор в процесс его приготовления. Таким образом, вещества как бы действуют изнутри, позволяют компонентам смеси схватываться быстрее.

В итоге действия специальных добавок бетон может затвердеть уже спустя неделю поле заливки. Правда, существует определенное условие для получения подобного результата. Процедура должна проводиться в летние месяцы, когда температура воздуха находится на высоких отметках. В случае холодного времени года рекомендуется использовать морозоустойчивые добавки. Они позволяют поддерживать в растворе положительную температуру и не дают перемерзнуть жидкости, находящейся в растворе.

Для холодного времени года используется также такой способ, как электропрогрев. При условии положительных температур бетон с помощью такого метода может застыть уже через 3 или 8 часов. Далее он самостоятельно наберет необходимую прочность. Требуемые показатели определяются в соответствии с составленным проектом строительства.

Стоит отметить, что значение прочности может различаться, что зависит от используемых материалов. К примеру, если сооружать здание из легких материалов, в наивысшей прочности фундамента отсутствует необходимость. В случае использования кирпича для возведения стен, прочностные характеристики бетона для основания повышаются. Необходимо помнить, что прочность является самым главным показателем для бетонной смеси.

Итак, процесс затвердевания происходит в первые часы, когда соединяются цемент и вода. Время высыхания бетона тесно связано с различными факторами. К таковым можно отнести влажность, температуру, состав раствора. При точном соблюдении всех условий, необходимых для набора прочности смеси бетонная конструкция получится надежной. В идеале стоит выждать 28 дней, после чего продолжить строительство.

Причины, по которым цемент трескается и крошится

Строительство – дело хлопотное и требующие немалых затрат. И тем более неприятно, если вы закупили качественный цемент , работу выполняли профессионалы, а после заливки пол потрескался. Возможно имело место несоблюдение пропорций или нарушение технологии.

Чтобы вы избежали подобных неприятностей, давайте разберем, какие бывают причины появления трещин . Также вы узнаете, что делать, чтобы избежать появления трещин. И если уже трещины есть, как их устранить.

4 причины появления трещин и способы избежать их

Давайте детальнее рассмотрим причины разрушения цемента , и как их избежать.

1. Несоблюдение пропорций

Казалось бы, что сложного? Смешиваем воду, песок и цемент. Вот и раствор. На деле, переборщи с любым из ингредиентов, и раствор лучше выбросить, чем переделывать заново. Помимо трещин, цементное покрытие может вздуваться. А это устранить достаточно сложно. Вы потратите немало времени на вырезание вздутого участка и заливку нового раствора.

Первое, что нужно учесть, для чего именно замешивается раствор. Если вам необходим раствор для стяжки, используйте только качественный цемент М400 или М500. Для раствора прочность в 150 кг/см2 потребуется 1 часть цемента М400, 3 части речного песка, пластификаторы в соответствии с инструкцией, указанной на упаковке, и воды потребуется от 1,3 до 1,8 частей.

Для цементно-песчаного раствора прочностью в 200 кг/см2 используйте 1 часть цемента М400, 2,5 части речного песка, пластификаторы по инструкции и от 1 до 1,4 частей воды. При использовании цемента М500, для раствора с прочностью в 150 кг/см2 смешивают 1 часть цемента с 4 частями речного песка, пластификаторами и водой от 1,3 до 1,8 частей.

Для раствора 200 кг/см2 потребуется 1 часть цемента М500, 3 части речного песка, от 1 до 1,4 частей воды и пластификатор. При соблюдении этих пропорций, цементная стяжка будет прочной в течение длительного времени. Для кладки цементный раствор готовится по другому рецепту. На марку раствора влияет количества песка.

Для приготовления 1000 литров раствора М3 потребуется 340 литров воды, 2064 кг песка и 268 кг цемента. Раствор М5 смешивается с 350 литрами воды, 2000 кг песка и 327 кг цемента. Для раствора М8 необходимо смешать 360 литров воды с 1904 кг песка и 412 кг цемента. Благодаря соблюдению пропорций конечный результат порадует вас своей прочностью и долговечностью.

2. Нарушение технологии

Помимо соблюдения пропорций, необходимо контролировать компоненты, которые входят в состав растворов. В первую очередь, обращайте внимание на срок годности и качество цемента. Покупайте цемент только у официальных представителей заводов-производителей.

Песок обязательно должен быть речным, так как в нем нет примесей глины и земли. Крупинки такого песка приблизительно одинаковы. Так что на глаз отличить его не сложно. Для большей чистоты песка, его стоит просеять перед добавлением в состав раствора.

3. Количество воды

Одна из основных причин, почему цемент трескается – превышение количества воды в растворе. Это касается стяжки, ведь более жидкий раствор легче тянуть. Из-за избытка воды, после высыхания стяжка деформируется, и появляются впадины. А после длительной эксплуатации такой цемент крошится и трескается. Главным недостатком такого раствора является снижение марочной прочности раствора.

4. Неправильное армирование

Арматура помогает придать прочность цементной стяжке. Если не правильно армировать пол, то свежеуложенный цемент быстро потрескается сразу после высыхания. Во избежание трещин, рекомендуется использовать фиброволокно.

Армирующая сетка должно плотно соприкасаться с цементным раствором. Находиться такая сетка должна в верхнем уровне толщи стяжки. Такая технология заливки пола не требует высоких финансовых затрат и минимум времени.

Как устранить уже существующие трещины в цементе

• Удалите из трещины все осыпающиеся участки
• Зачищайте разлом с помощью металлической щетки
• С помощью пылесоса устраните пыль
• При замешивании раствора используйте ту же марку цемента, которая использовалась для первоначального раствора
• Заполняйте трещину раствором под давлением, чтобы избежать образования пустот
• После высыхания раствора выровняйте поверхность с помощью металлической щетки.

Чтобы избежать появления трещин и проседания цемента на деревянном основании, необходимо обладать навыками укладки регулируемых полов. Доверьте такую работу профессионалам. Цемент может потрескаться не только из-за избытка воды, но и превышение количества цемента может испортить ваш пол.