Возведение любых видов построек не обходится от заливки бетона, главный плюс которого – высокая прочность на сжатие. Но производить нагрузку на конкретную часть нельзя, для начала нужно дождаться завершения набора прочности бетона.
На этот процесс оказывает влияние множество факторов, среди которых не только условия внешней среды, но и характеристики самого бетона.
Чтобы данный материал достигнул максимального значения своей прочности, необходимо около 28 суток. Для обеспечения большей долговечности сооружения, нужно представлять, как происходит данный процесс и сколько времени он требует для завершения.
ОН представляет собой два этапа. В первом бетон схватывается, а во втором он окончательно затвердевает и набирается прочности.
График набора прочности
Время, нужное для набора бетоном оптимальных показателей прочности, определяется разными условиями. Его называют периодом выдерживания бетонного раствора. Только после полного затвердевания на конструкцию наносят защитный слой. График набора прочности выявляется по времени, за которое состав затвердеет окончательно.
Стандартное время затвердевания бетона составляет 28 суток. Наибольшая интенсивность затвердевания проявляется в первые пять дней. После недельного срока показательно прочности составляет 70% от окончательной. При этом запрещается продолжать строительство. Работы возможны только спустя 28 суток.
Бетон заливают в разных условиях. Именно они и сказываются на сроке набора прочностных показателей. Во время теплого сезона состав сначала выдерживают в опалубке. Затем бетон дозревает без нее.
Благодаря этому бетон набирает необходимые физические показатели. Если работа проводится в холодное время, достичь нужной марочной прочности можно при дополнительном обогревании материала. Полимеризация замедляется, если температура окружающей среды снижена.
Часто выбирают пескобетоны, соотношение связующего вещества и воды в которых довольно низкое. Это позволяет ускорить набор прочностных показателей и сократить временной интервал выдержки. Если сделать соотношение воды с цементом ¼, сроки затвердевания можно сократить вдвое. Этой же цели добиваются и при добавлении пластификаторов.
Для создания надежной и прочной конструкции стоит соблюдать все требования выбранной технологии. Процесс проходит в две стадии. Первая отражает процесс схватывания материала. Набор прочности представляет собой вторую стадию.
Прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах
Приведем таблицу для отображения относительной прочности бетона (за единицу принята прочность 28-дневного бетона, твердеющего при +15 гр. С) в разные сроки твердения при различных температурах
| Срок твердения бетона, сут | 5 ⁰С | 10 ⁰С | 15 ⁰С | 25 ⁰С | 35 ⁰С |
| 3 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,37 | 0,45 |
| 5 | 0,25 | 0,32 | 0,45 | 0,54 | 0,6 |
| 7 | 0,35 | 0,44 | 0,6 | 0,7 | 0,72 |
| 10 | 0,45 | 0,52 | 0,7 | 0,77 | 0,77 |
| 15 | 0,55 | 0,65 | 0,8 | 0,85 | 0,85 |
| 28 | 0,8 | 0,92 | 1 | 1,05 | — |
Для индивидуальных строителей, еще не набравшихся опыта, можно привести такое правило:Если ожидается среднесуточная температура ниже +5⁰С на ближайшие 28 суток, заливать фундамент не рекомендуется.
Оставлять малозаглубленный и незаглубленный фундамент на зиму без нагрузки недопустимо. Если это все же произошло, нужно хорошо утеплить сам фундамент и грунт возле него любой насыпной теплоизоляцией – керамзитом, шлаком, или минватой, любым способом уменьшить промерзание грунта возле фундамента. Все арматурные выпуски из фундамента также нужно утеплять, на всю высоту.
Бывают случаи, когда бетонировать нужно именно зимой – это может быть связано с ценами на материалы, невозможностью доставки в теплое время года, или же с особенностями грунтов основания. Методы и технология зимнего бетонирования и прогрева бетона – долгая отдельная тема.
Стадия схватывания
Бетон начинает схватываться уже в первые сутки. Температура напрямую влияет на сроки отвердевания состава:
- Теплая погода. Летом, когда на улице стоит средняя температура +20-25 градусов, на схватывание уходит всего час. Процесс начинается спустя 2 часа. Общее время схватывания – 3 часа.
- Прохладное время. В случае похолодания и завершения момент начала и окончания этого процесса немного сдвигается. Схватывание при таких условиях занимает около суток. Когда на улице нулевая температура, бетон начинает схватываться после 6-10 часов с момента изготовления смеси. Процесс длится 20 часов.
Смесь еще обладает подвижностью на первой стадии. За это время легко изменить форму конструкции, оказав на нее механическое воздействие. Возможно продление схватывания за счет тиксотропии (способности состава разжижаться при механических воздействиях). Этот механизм позволяет снизить вязкость раствора. Когда материал перемешивается в бетономешалке, сохранить его на первой стадии можно значительно дольше.
Бетонные работы при высоких температурах воздуха
Повышение температуры бетонной смеси выше +30⁰С ничего хорошего бетону не несет. Цемент активируется значительно быстрее, реакция гидратации ускоряется, и тем выделяет еще больше тепла. Слишком сильный нагрев бетона при этом является избыточным – начинается сначала резкое расширение вместе с фиксацией цементного камня и крупного заполнителя. Когда бетон начнет остывать – в ночное время, или если жара спадет, то он будет сжиматься, но образовавшаяся структура бетона будет этому сжатию противостоять.
Внутренние напряжения могут привести к деформациям бетона. Сверху бетон нагрет значительно сильнее, и избыточные остаточные напряжения у поверхности вызывают появление усадочных трещин. Время появления усадочных трещин – наступает примерно через 40-60 минут с момента заливки смеси в опалубку и продолжаться может от 3 до 18 часов.
Стадия твердения
Когда стадия схватывания завершена, бетон начинает затвердевать. Максимальный срок, на который может растянуться этот процесс, может составить несколько лет. Однако узнать марку бетона получится уже спустя месяц. Важно учесть интенсивность набора прочности при разных внешних условиях. В первые трое суток прочность достигает 30% от марочного значения.
На вторую неделю состав приобретает 70% от конечного показателя. После трех месяцев прочность достигает 90%. Впоследствии затвердевание существенно замедляется.
Спустя три года, показатель вдвое превышает значение, определенное спустя 28 суток после заливки. Благодаря специальной таблице легко узнать, сколько прочности в процентном соотношении наберет бетон при конкретной температуре за выбранный промежуток времени.
Как быстро он происходит?
После произведения заливки фундамента цементным раствором, нужно подождать определенное количество времени, чтобы данная смесь остыла. Лишь после набора необходимого процента прочности позволяется продолжать дальнейшие этапы строительства здания.
Данный химический процесс набора прочности завершается в период от 1 до 28 дней. Такой большой разброс обуславливается наличием большого количества внешних факторов, таких как влажность или температура воздуха.
Также, данное время зависит от ряда факторов, связанных с самим составом цементного раствора и его марки, а также от толщины заливаемого слоя.
Контроль за набором прочности
В первую неделю бетон обогревают, увлажняют, проводят тепло- и гидроизоляцию. Особенно важно правильно увлажнять раствор. При температуре воздуха от 25 до 30 градусов бетон нагружают уже спустя неделю после заливки.
Чтобы узнать, как эффективно бетонное изделие будет справляться с нагрузками, используют специальные приборы. Благодаря им можно определить прочность. Устройством для ее определения рассчитывают предельные нагрузки, допустимые для бетонного изделия или кирпича. Чтобы определить показатель, пользуются двумя методами:
- Разрушающий способ. Часть готового материала в форме кубика раздавливают под прессом.
- Неразрушающий метод. При его использовании параметры бетона измеряют без разрушительных воздействий.
Большей популярностью отличается второй способ. Для этой цели используют устройства упругого отскока, приборы с ультразвуковой технологией или ударного отскока.
При помощи портативных измерителей можно точно определить нужный параметр, не затрачивая много времени. Существуют разные механизмы, которые отличаются принципом работы. Приборы отличаются функционалом:
- Электронные. Точны, могут фиксировать 5 тыс. измерений единовременно. Электронные измерители отличаются принципом воздействия на измеряемый материал.
- Склерометры. Эти приборы определяют импульс и величину удара бойка. Склерометр применяют при нехватке данных о прочности материала. Измерения проводятся в условиях, которые неблагоприятны для других устройств. В процессе измерений учитывают вид наполнителя, условия отвердения и давность изготовления изделия.
- Механические. Такие методы используют при определении прочности бетона различных классов. Предельные показатели устройств, которые используются по этому методу, равны 5-100 Мпа. Замеры проводят по показаниям энергии удара, величины отскока бойка, размеров следа от бойка.
- Ультразвуковые. Ими определяют прочность бетонных конструкций при затвердевании, а также передаточную и отпускную. Измерения осуществляют по скорости распространения звуковых волн по поверхности бетонной конструкции. Датчики располагают с двух сторон от изделия или с одной. Ультразвук распространяется со скоростью 4500 м/с.
При помощи таких устройств легко узнать прочность материала.
Вывод
Из статьи стало известным, какая марка класса бетона В30, – это М400, что показывает его прочность. Из-за данной характеристики и других свойств материала его не используют в индивидуальном строительстве, а больше применяют для объектов, нуждающихся в особо прочных бетонных конструкциях.
Изготавливать его самостоятельно возможно только с соблюдением технической документации, но это нерентабельно. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.
Классификация бетонов
Различают несколько типов бетона по эксплуатационным характеристикам:
- тяжелы составы, выполненные из цементов М50-800;
- легкие бетоны, которые имеют пористые заполнители (М50-450);
- ячеистые составы, в которые входят легкие и особо легкие бетоны (от М50 до М150).
Устанавливают марку бетона в процессе подготовки проекта, который необходим при возведении объекта.
Набор прочности материала на растяжение растет при повышении марки цемента по прочности на сжатие. Учитывая область использования бетона, определяют как марку, так и класс его прочности. Самыми неустойчивыми к нагрузкам считаются бетоны М50, М75 и М100. Они не используются для ответственных конструкций.
При устройстве домов, для которых требуется повышенная прочность основания, используют бетон М300. При создании бетонной стяжки можно применять состав М200. Цементные изделия, начинающиеся от М500, относятся к категории самых крепких.
Разница в прочности марок объясняется составляющими их компонентами. Важно точно соблюдать пропорции. Наилучших показателей можно достичь, используя большую долю связующего вещества.
Для перевода марки в класс применяют такую формулу:
B=(M*0.787)/10
Здесь B означает класс, а M – марку. Больше узнать о марках и классах можно из таблицы.
Стоимость материала
Огромный список преимуществ материала влияет на образование его стоимости, она расположена в пределах $130-140 за куб. метр. Данный строительный материал по экономичности относят к среднему классу, и предлагается в виде уже готового раствора с подвижностью 3-5 пункта.
Приобрести его можно:
- в любом строительном супермаркете;
- на заводе бетонных изделий;
- специализированных точках производства.
Совет: настоятельная рекомендация – обращайтесь лишь к проверенным и надежным поставщикам, потому что определить визуально марку бетона не представляется возможным.
Знайте, что изготовление качественного строительного бетона В30 своими руками требует жесткого соблюдения технологии, а также соблюдения общих рекомендаций по пропорциям и рецептурам. Поэтому перед этим процессом дайте себе ответ, есть у вас такая возможность или нет, чтобы не тратить зря деньги, силы и время.
Применение алмазного бура
Совет: при необходимости прокладки сквозь конструкции фундамента коммуникаций, используйте алмазное бурение отверстий в бетоне, которое значительно сэкономит время работ.
Влажность
Низкая влажность негативно отражается на процессе затвердевания бетона и набора им прочности. Когда в воздухе мало влаги, не происходит гидратации цемента. В результате процесс отвердения бетона не происходит.
Высокие показатели температуры и влажности хорошо сказываются на наборе прочности. При 70-90 градусах прочность нарастает стремительно. В этом режиме составы пропариваются в автоклавах при высоком давлении.
Однако чрезмерное нагревание бетона приведет к его высыханию и потере прочности. Исключить эту ситуацию можно увлажнением. В жаркую погоду бетон набирает прочность быстрее, поэтому работы лучше проводить летом.
Температура, оптимальная для быстрого затвердевания бетона, равна 30 градусам. В таких условиях состав наберет 97% нормативной прочности за 11 дней. При пяти градусах камень не достигнет безопасного показателя даже за 2 недели. Это требует разогревания и утепления укладки.
Бетонирование при низких температурах
Для бетонирования при низких температурах применяют различные меры – используют быстротвердеющий цемент, увеличивают расход цемента, предварительно греют заполнители до +35⁰С и воду до +75⁰С и выше. Воду, нагретую до +80⁰С и более, добавляют в цемент, предварительно смешав с крупным заполнителем, считается, что иначе можно запарить цемент. Хотя, по лабораторному и строительному опыту, портландцемент М400 и М500 «запарить» не так просто.
Кроме того, при зимнем бетонировании греют опалубку и основание, добавляют в бетон противоморозные добавки и укрывают бетон «термосом», или строят над конструкцией парники. Часто этого далеко не достаточно. Хотя реакция гидратации экзотермическая, то есть идет с выделением значительного количества тепла, этого на морозе мало. Поверхностный нагрев бетона и внутренний прогрев – электродный или нагревательными проводами – дело сложное, затратное. И выгод у зимнего бетонирования по сравнению с летним – никаких.
Если нужно бетонировать в жару
В случае, когда температура воздуха выше +25⁰С, а относительная влажность менее 50%, следует:
Применять для приготовления бетонной смеси цементы с марочной прочностью, превышающей требуемую прочность бетона не меньше, чем в полтора раза, а также пластифицированные быстротвердеющие цементы (требуют ускорения технологического процесса). Для повышения удобоукладываемости смеси возможно вводить модификаторы.
- Также возможный вариант – замедлять схватывание и твердение бетона введением добавок — замедлителей.
- Бетонировать во время суток с самой низкой температурой воздуха или ночью, днем закрывать бетон от солнца.
- Возможно охлаждение бетона льдом. Нельзя допускать, чтобы температура бетонной смеси повышалась больше +35⁰С.
- Если вследствие усадки бетона произошло поверхностное растрескивание, возможно вибрировать смесь или простучать опалубку, но не позже, чем через 30-45 мин после завершения бетонирования.
- Свежеуложенный бетон нужно закрывать от солнца и ветра, чтобы как можно больше уменьшить обезвоживание. Бетон нужно прикрыть материалом, удерживающим влагу, и постоянно его увлажнять, возможно установить газонный распылитель. До схватывания бетон поливать нельзя. После того, как бетон схватится, нужно организовать постоянный полив, периодически поливать и оставлять бетон сохнуть недопустимо. Поливают водой и бетон, и все доступные поверхности опалубки.
- От солнца можно закрывать бетон по слою увлажненного материала (геотекстиля, дорнита, мешковины и т.д.) сверху отражающими фольгированными покрытиями.
Чем больше массив бетонной конструкции (и меньше модуль охлаждаемой поверхности, измеряемый отношением площадь/объем), тем с более сильной экзотермией проходит гидратация. При габаритах конструкций более 75 см минимального сечения бетон может перегреться и при температуре в +20⁰С, и для предотвращения усадочных трещин меры по охлаждению бетона нужно принимать в том же порядке. Строительные нормы регламентируют для конструкций с модулем поверхности меньше 3 держать верхний предел температуры бетонной смеси не более +25⁰С. Измеряют температуру бетонной смеси термометром на глубине не меньше 5 см от поверхности.
