При какой температуре твердеет бетон и как колебания этого фактора влияют на темпы набора прочности? На эти и другие не менее важные вопросы мы ответим в рамках данной статьи.
Несмотря на то, что темпы высыхания цементосодержащих смесей зависят от целого ряда факторов,именно температура является наиболее важным параметром, который следует учесть как при строительстве с применением монолитного бетона, так и при изготовлении различных ЖБИ.
Результат твердения бетона в неидеальных условиях
Оптимальные условия для затвердевания раствора и набора прочности
На фото — алмазное бурение отверстий в бетоне, набравшем достаточную прочность
Затвердевание цементосодержащих смесей является сложным физико-химическим явлением, в ходе которого портландцемент, вступая во взаимодействие с водой, образует новые соединения.
Данная химическая реакция происходит постепенно, так как вода проникает в цементную массу с небольшой скоростью. Это наблюдение объясняет длительные сроки твердения бетона. Ведь даже по истечении нескольких месяцев твердения, определённое количество цементных зерен только вступает в реакцию с водой.
На фото — заливка смеси в опалубку
Учитывая то, что скорость твердения бетона от температуры зависит, появляется возможность ускорить процесс в разы. Для этого следует создать благоприятные условия, при которых процесс схватывания и набора прочности смеси будет протекать более интенсивно.
Оптимальная температура затвердевания бетона составляет +22 °С при относительной влажности окружающего воздуха около 90%. Например, такие условия создаются при камерном производстве ЖБИ, но кроме того эти параметры температуры и влагосодержания могут быть созданы при посыпке поверхности бетона увлажненным песком или при орошении водой.
В оптимальных условиях нарастание прочности твердеющего бетона протекает быстро и уже в течение 1- 2 недель после приготовления материал набирает свыше 60%прочности, которая могла быть достигнута в течение28-дневного твердения в нормальных условиях.
Важно своевременно проконтролировать этот процесс и не допустить дальнейшего пересыхания поверхности, периодически орошая ее водой. Таким образом, мы дадим возможность цементосодержащему раствору достигнуть заданной прочности по всей своей толщине.
Испытание ЖБИ на устойчивость к механическим нагрузкам
Влияние температуры и влажности на твердение бетона неоспоримо. Более того, несоблюдение технологических предписаний не только негативно сказывается на качестве готовых конструкций, но и может обернуться множественными разрушениями бетона.
Дело в том, что в процессе затвердевания материала, из его толщи высвобождается большой объем жидкости и происходит усадка. Если не обеспечить оптимальные параметры температуры и влажности, на поверхности материала могут появиться микротрещины, и потребуется резка железобетона алмазными кругами для последующего устранения повреждений.
Контроль интенсивности твердения материала посредством специальных добавок
Добавление ускорителей в состав бетона
Как уже было сказано, рост прочности цементосодержащего раствора в процессе высыхания в существенной степени зависит от температурных показателей. Так,например, твердение бетона при низких температурах замедляется, в то время как повышение температуры способствует ускорению процесса.
Так как продолжительность процесса набора прочности имеет принципиальное значение при проведении строительных работ, этот показатель иногда искусственно ускоряется.
Как ускорить набор прочности бетона без негативных последствий для его качества?
Для этих целей применяется ряд добавок-ускорителей, которые добавляются своими руками в состав на этапе приготовления смеси. Так как применение специальных добавок встречается преимущественно в промышленном строительстве, их содержание в составе определяется не опытным путем, а технологическими нормами, апробированными в лабораторных условиях.
Как правило, содержание добавок-ускорителей для нормального твердения бетона должно быть в следующих пределах:
- нитрит-нитрат-хлорид кальция, нитрат кальция, нитрат натрия, нитрит-нитрат кальция и нитрит-нитрат-сульфат натрия — 4%,
- сульфат натрия — 2%,
- хлорид кальция— от 2 до 3%.
Важно: С полным перечнем рекомендаций по применению добавок,ускоряющих твердение и набор прочности в цементосодержащих растворах, можно ознакомиться в СНиП III-15—76.
Контроль интенсивности твердения материала посредством обогрева или применения теплоизолирующих опалубок или оболочек
Прогрев смеси посредством нагревающихся проводов
При изготовлении сборного железобетона в холодное время года для ускорения твердения широко применяется тепловая обработка бетона посредством электроэнергии, пара или утеплённой опалубки.
Важно: Существенно сократить сроки, необходимые для твердения смеси, без ущерба для готового результата можно комбинируя принудительный прогрев и применение добавок-ускорителей.
Наибольшую популярность сегодня получили методы прогрева бетона с использованием электроэнергии. И это неудивительно, так как такие способы контроля температурных параметров бетонной смеси просты в реализации и при этом достаточно эффективны.
К технологиям электрического прогрева смеси можно отнести:
- электродный метод;
- применение греющих петель;
- метод обогрева в опалубке;
- индукционный нагрев;
- инфракрасный обогрев;
- обогрев с применением жидкостных установок.
Поскольку график твердения бетона в зависимости от температуры может претерпевать существенные изменения, рассмотрим методику контроля температуры раствора посредством электродного метода и прогрева с применением греющих петель.
Электродный метод
Посредством электродного прогрева можно существенно ускорить темпы прогрева бетона даже при минусовых температурах окружающей среды. В ходе прогрева через толщу материала пропускается электричество, в результате чего происходит выделение тепла.
Как правило, такая методика применяется при изготовлении вертикально расположенных конструкций и ЖБИ, а так же для горизонтально расположенных поверхностей с небольшой площадью.
К преимуществам этого способа можно отнести:
- простоту закладки греющих петель;
- безопасность эксплуатации;
- сжатые сроки твердения раствора даже в неблагоприятных климатических условиях;
- невысокая цена реализации прогрева.
Впрочем, есть и недостатки, среди которых:
- Существенные энергозатраты, так как необходима подача тока с мощностью не менее 1000 кВт из расчета на 3—5 м³ бетонного раствора. Разумеется, такими параметрами энергообеспечения может похвастать не каждая строительная площадка.
- По мере высыхания, раствора прогрев требует большего напряжения или вовсе становится невозможным.
Обогрев с применением греющих петель
Схема подключения системы обогрева
Такой способ контроля температуры бетона работает по принципу предельного тока на кабеле и применяется преимущественно при формировании бетонных перекрытий и бетонных стяжек.
Среди преимуществ способа следует отметить возможность эффективного прогрева смеси изнутри на всех этапах ее твердения. Среди недостатков отметим сложность проведения монтажа, и возможность разрушения изоляции провода в ходе высыхания смеси.
Вывод
Теперь вы знаете, какие факторы могут повлиять на параметры твердения бетона и какова инструкция обеспечения оптимальных условий, при которых высыхание пройдет не только быстро, но и без ущерба для эксплуатационных качеств готового объекта или сооружения. Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.
