Высокая прочность бетонных изделий – это основное качество, благодаря которому этот материал получил повсеместное распространение. В условиях реальности этот материал способен набрать любую величину прочности, однако, нередки случаи, когда в силу объективных причин может образоваться недобор прочности.
У каждой марки сухой смеси могут быть свои особенности. И лишь знание деталей производства: причин формирования недостаточной прочности и правильная работа с каждым конкретным раствором позволит залить конструкцию, отличающуюся максимально необходимыми показателями для эксплуатации.
Этапы набора прочности
Повышенную прочность бетону обеспечивают надежные соединения монолитного типа, образованные в ходе реакции химической гидратации. Для того чтобы все качества искусственно созданного камня были окончательно сформированы. понадобится несколько дней, а в некоторых случаях, около полугода. По завершению этого срока крепость конструкции должна соответствовать марке и классу выбранного бетона. Сам процесс непосредственного вызревания бетонного изделия разделяют на 2 последовательные стадии:
- первичное схватывание;
- окончательный этап – твердение.
И лишь после завершения второго этапа можно нагружать бетон без рисков повредить конструкцию.
Схватывание
Нередко может возникнуть необходимость транспортировки разбавленной бетонной смеси к месту расположения рабочего объекта. С целью того, чтобы раствор не схватывался раньше положенного времени, его оставляют подвижным. Для этого разбавленную смесь помещают в специальный миксер автосмесителя. Это позволяет отложить начало непосредственного созревания. При этом стоит помнить, что с началом заливки нельзя долго «тянуть», поскольку может начаться необратимый процесс «сваривания» частиц, и конечные характеристики изделия не будут соответствовать ожидаемым.
После окончания заливки цементного раствора начинается непосредственное схватывание. Его продолжительность может длиться от получаса до суток, это зависит в первую очередь от температуры воздушной среды. Наиболее долгим процесс становится в зимний период года: начало схватывания происходит не раньше, чем через 6 часов.
Оптимально производить заливку бетонного раствора при 20°С. Высокая температура воздуха способствует более быстрому протеканию химических процессов, благодаря чему первая стадия набора прочности завершится в течение одного часа.
Твердение
Для второй стадии вызревания всей конструкции из бетона наиболее благоприятными условиями будет температура 18-20°С, а относительная влажность воздуха 100%. От соблюдения этих условий зависит скорость достижения окончательной зрелости искусственного камня.
Вместе с этим стоит помнить, что процесс твердения не завершается никогда, изменяется лишь его скорость. К примеру: твердость изделия из бетона класса М300 на третьи сутки после заливки составит 50%, а на 14-ый всего лишь 90%. Для достижения 100% ожидаемой прочности понадобится еще полмесяца. А по истечению трех лет добавится еще 100% к тому же показателю.
Особенности набора прочности
При снижении температуры до отрицательных отметок термометра окружающей среды начинается замедление химических процессов, обеспечивающих отвердение. При 0°С может произойти переход воды в твердое агрегатное состояние, а значит процессы будут остановлены, в результате чего качество конструкции заметно пострадает. Если отметка на термометре «поползет» вверх, то процесс затвердевания возобновится. Также процессу набора может препятствовать недостаток жидкости. Автоклавный режим с повышенными температурными показателями (80-90 °С) и влажности 100% способствует ускоренному процессу вызревания бетона и достижения им требуемой прочности.
В жаркую погоду бетон следует обложить влагоемкими материалами и поливать не менее 6 раз в сутки. Также необходимо укрывать изделие от прямых солнечных лучей. В зимний период бетон следует искусственно обогревать и стараться изолировать от лишней влаги в виде осадков.
Следует помнить, что бетон с высоким процентом содержания цемента получает требуемые прочностные показатели быстрее, чем растворы из смесей более низких марок. Нормативно-безопасным считается показатель вызревания – не менее 50%, а полностью безопасным, примерно 80% значения, установленного для выбранной марки. Это следует знать, заливая конструкции, рассчитанные на большие нагрузки, к примеру, фундамент.
От чего зависит набор прочности?
Свойства бетона зависят от следующих показателей:
- время, прошедшее с момента завершения заливки;
- насколько выдерживался режим влажности и температуры;
- качество сухой цементной смеси;
- марка бетона;
- соотношение в цементном растворе жидкости и сухой смеси;
- технология, по которой происходило перемешивание раствора;
- способ уплотнения;
- вид укладки и ее скорость;
- присутствие пластификаторов.
От марки цемента, используемого в растворе, будут зависеть все остальные показатели получившейся конструкции.
Таблица 2 отражает зависимость прочности от марки цемента.
Чем выше марка цемента, из которого залит фундамент, тем надежней и долговечней само здание.
Зимой прочность камня обеспечивается собственным тепловыделением, но для восстановления графика формирования структуры камня в цементный раствор добавляют специальные добавки. Они ускоряют твердение и снижают температуру остановки гидратации. Смеси с добавками могут достичь марочной установленной прочности уже по истечению второй недели. Еще одним хорошим решением станет незначительное изменение состава раствора.
Бетон глиноземистого происхождения способен приобрести желаемые свойства даже при минусовых температурах, потому что способен выделять большое количество тепловой энергии, приблизительно в 7 раз больше, если сравнивать с портландцементом. Также набор прочностных показателей в значительной мере зависит от формы и качества цементных частиц. Шероховатая поверхность частиц неправильной формы обеспечивает крепкое сцепление частиц, что положительно сказывается на итоговом качестве бетона. Большое количество жидкости (более 60% от общей массы) в растворе приведет к последующему расслоению камня, в то время как ее недостаток (примерно 25%) приведет к сокращению периода, требуемого для отвердения.
Чтобы уменьшить срок, необходимый для выдержки бетона, рекомендуют использовать смеси пескобетона, смешанные с небольшим количеством жидкости.
Также на итоговые показатели прочности может повлиять способ уплотнения залитого раствора: неуплотненный вызреет лишь на 50 %, уплотненный вручную на 80-90%, а автоматизированное виброуплотнение повышает этот показатель на процент, близкий к 100 %.
График набора прочности
Крайне нежелательны любые изменения температуры окружающей среды, в которой происходит процесс затвердевания конструкции. Они могут поспособствовать увеличению срока выдержки. Для примерного прогнозирования длительности затвердевания, можно посмотреть график.
В качестве примера взяты показатели бетона М400. Данный график показывает, за сколько дней при установленных температурных показателях достигается определенный процент набранной прочности (100% показатель достигается через месяц после завершения заливочных работ). Ожидаемый набор минимально необходимого показателя при 5°С не произойдет даже спустя полмесяца, в то время как при 30°С этого срока хватит завершить затвердевание на 97%. Благодаря знанию этих закономерностей возможно рассчитать дату снятия опалубок.
Вывод
В реальных условиях прочностные показатели бетонных изделий могут зависеть от множества разных причин, поэтому необходимо обеспечить рекомендованные условия для качественного вызревания конструкции.
