Бетон называют искусственным камнем со свойствами, которые проявляют себя после набора заявленной изготовителем прочности. Во время схватывания и твердения в растворе возникают прочные связи, обеспечивающие прочностные характеристики состава. Работы с бетоном требуют точно рассчитать период схватывания и затвердевания раствора. Прочная конструкция – это соблюдение времени высыхания смеси, и от этого зависит минимизация разрушения конструкции. Рассчитывая, сколько должен сохнуть бетон, следует помнить, в процессе происходит не только испарение воды из раствора, но и химическое затвердевание смеси компонентов.

Испытание на прочность под давлением
Испытание на прочность под давлением

Сколько сохнет бетон

Вода активизирует диффузию компонентов, и одновременно выступает катализатором схватывания бетона в процессе минерализации или гидратации смеси. Вяжущее (цемент) превращается в гидрат кальция и скрепляет все компоненты в монолитную конструкцию, заставляя раствор застывать быстрее.

Физико-химические процессы в бетоне делятся на два этапа: схватывание и затвердевание. После того, как раствор схватился, он становится неподвижным, но еще остается достаточно мягким. В таком состоянии его уже невозможно перераспределить по форме или опалубке, если возводится фундамент из бетона или заливается перекрытие. Поэтому заливка и выравнивание смеси должны производиться, пока состав жидкий. Пока раствор не успел схватиться, выполняются следующие работы:

  1. Доставка на стройплощадку – многийбетон изготавливается на заводе, и транспортировать смесь можно в бетоновозах, автомиксерах или автобетономешалках, чтобы раствор не потерял свои эксплуатационные качества;
  2. Транспортировка по стройплощадке и заливка в опалубку;
  3. Трамбовка вибратором и выравнивание поверхности. Трамбовать можнопневмовибратором или вручную – это увеличивает плотность раствора и уменьшает быструю потерю влаги.

Процесс затвердевания – это процесс кристаллизации состава, набор раствором жесткости и прочности. Бетон твердеет дольше, чем схватывается, и время твердения зависит от следующих факторов:

  1. Температура на улице;
  2. Марка и класс цемента;
  3. Соотношение цемент- вода.
График зависимости твердения от прочности
График зависимости твердения от прочности

Требуется постоянно контролировать прочность материала в конкретный временной промежуток – этими данными пользуются строители при возведении фундамента для того, чтобы точно знать, сколько сохнет бетон для набора необходимой прочности по марке. Первое, что нужно сделать – рассчитать, какое время необходимо для схватывания раствора. Среднее время для марок цемента с нормальным временем схватывания приведено в таблице:

Температура на улице Среднее время от начала до конца схватывания
00С 6-24 часа
200С 2-4 часа
300С 1-3 часа

Практическая оптимальная температура на улице для проведения работ с бетоном +20ᵒС. При этой температуре бетон наиболее качественно будет схватываться, и затвердевание бетонной смеси происходит по графику.

Зимнее схватывание
Зимнее схватывание

Полностью заявленная прочность набирается бетоном за 28 суток при нормальной температуре и влажности. Прочность отображается в сопроводительных документах на бетон в МПа или кгс/м².

Бетон, марка Какое количество стройматериалов требуется на 1 м3 бетона Соотношение вода — цемент Расход стройматериалов в пропорции
Цемент, кг Вода, литров ПГС, кг Щебень, кг
М 100 206 185 780 1177 0,89 1:0,9:3,8:5,7
М 200 287 185 751 1135 0,64 1:0,65:2,6:3,95
М 300 384 205 698 1055 0,55 1:0,55:1,83:2,75
М 400 492 205 661 1000 0,41 1:0,43:1,35:2,

Окончательные параметры прочности могут быть выше марочной, так как бетон продолжает набирать прочность несколько лет. Но на практике отталкиваются от марочной прочности.

СНиП 3.03.01-87 нормирует, сколько сохнет бетон в опалубке, которую можно будет разбирать после того, как бетон достигнет прочности ≥ 70% от заявленной производителем. Для соблюдения этого условия требуется знать, сколько сохнет фундамент с учетом наружной температуры и марки цемента. В таблице для бетонов В15-В22,5 указано примерное время снятия опалубки, если в растворе используется цемент ЦЕМ 32,5 и ЦЕМ 42,5.

Суточная температура, 0С Марочная прочность, %
24 ч 72 ч 168 ч 336 ч 672 ч
Медленно твердеющий цемент
20 19 45 68 85 100
10 11 28 44 56 67
5 6 17 27 34 41
Нормально твердеющий цемент
20 34 60 78 90 100
10 21 38 51 60 70
5 12 23 31 37 43
Быстро твердеющий цемент
20 42 66 82 92 100
10 26 43 54 61 71
5 16 26 33 38 45

Табличные данные показывают, что значительное сокращение сроков строительства происходит при среднесуточной температуре 200С. При таких погодных условиях распалубка для нормально твердеющего цемента проводится через 5-7 суток.

Соотношение прочности и температуры
Соотношение прочности и температуры

При этом насколько снижается температура на улице, настолько замедляется набор прочности – распалубку для продолжения строительных работ можно будет проводить через 4-5 недель.

Расчет набора прочности и время высыхания бетона

Процентное значение прочности бетонной конструкции высчитывается по уравнению Боломея-Скрамтаева:

R6 – ARц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц ³ 0,4; Ц / В £ 2,5;

R6 – A1Rц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц < 0,4; Ц / В > 2,5;

Где:

  • R6–марка бетона в четырехнедельном возрасте;
  • Rц – марка цемента; А и А1 – коэффициенты качества наполнителей;
  • Ц и В – цемент и вода.

Характеристики коэффициентов А и А1 указаны в таблице:

Параметры наполнителей А А1
Высокое качество: высокопрочный щебень горных пород, песок оптимальной фракции, промытый наполнитель или смесь наполнителей. 0,65 0,43
Стандарт: все компоненты со средними характеристиками крупности, качества, марки. 0,6 0,3
Низкое качество: крупные наполнители и цемент низкого качества, мелкий песок. 0,55 0,37

На прочность влияет соотношение цемента и воды, которое соблюдается для того, чтобы получить требуемую марку бетона.

Для Ц / В ≤ 2,5 работает формула Ц / В = R6 / ARц + 0,5;

Для Ц / В > 2,5 формула будет Ц / В = R6 / A1Rц — 0,5.

Первые 48 часов не берутся в расчет при вычислении прочности объекта. Контрольный срок для набора заявленной марочной прочности – 3 дня, неделя и 28 суток. Практика строительства показала, сколько времени сохнет бетон – на 14-й день после заливки опалубки фундамент набирает 50-70% расчетной прочности. Сооружения высокой степени сложности возводятся на основе бетона марки M 400 и выше, заданные параметры прочности достигаются дольше – 45-60 суток.

Состав смеси
Состав смеси

На процесс высыхания раствора в заливочной форме влияет температура окружающей среды. Летом за свежезалитой конструкцией необходим соответствующий уход – полив водой, укрывание от прямых солнечных лучей. Иначе верхний слой может растрескаться из-за неравномерности испарения влаги из раствора. Ускорить схватывание и затвердевание смеси можно добавлением пластификаторов и других специальных веществ. Но даже в таких условиях прочность будет набираться не менее 4-х недель, поэтому самое лучшее время для строительных работ – ранняя осень или поздняя весна, когда среднесуточная температура не поднимается выше 200С, а атмосферная влажность высокая — ≥ 75%.Если ведется строительство небольшого объекта, то продолжать работы на свежезалитом фундаменте разрешается через 120 часов. Через 5-6 суток фундамент уже способен выдерживать минимальные нагрузки, и моно выкладывать первые ряды кирпича или пенобетона. Если возводится конструкция, предназначенная для выдерживания высоких нагрузок и большого веса (мост, подземный переход, тоннель), то необходимо пользоваться таким определением, как контрольный срок затвердевания. Это время составляет до 90 суток, и через три месяца бетонная конструкция становится прочнее на 20%, чем через 28 суток после заливки раствора в опалубку.

Cколько сохнет бетон обновлено: Декабрь 29, 2016 автором: Артём