Jak dlouho trvá, než beton ztuhne a jak dlouho zaschne? Doba tvrdnutí (tuhnutí, tuhnutí) betonu v závislosti na teplotě

Roztok tuhne v důsledku hydratace, tedy reakce, která po nalití začíná probíhat mezi vodou a pojivovými složkami směsi. Podstatou chemického procesu je přeměna betonových složek na vápenatý silikát hydratovaný, který po konečném vyschnutí tvoří monolitický základ s vysokými pevnostními parametry.

Pro určení doby, kterou beton potřebuje k úplnému vytvrzení, je důležité pochopit, že všechny reakce, ke kterým dochází ve složení, jsou obvykle rozděleny do dvou fází:

• Vytvrzování: zahrnuje krystalizaci roztoku s proprietární sadou tuhosti a pevnosti. Doba tuhnutí závisí na povětrnostních podmínkách, proporcích a kvalitě složek roztoku.
• Vytvrzení – nastává přibližně hodinu po smíchání. Během této doby prvky roztoku vstoupí do reakce a samotná směs začne ztrácet své mobilní a plastické vlastnosti.

Jak dlouho beton tuhne

Fáze tuhnutí roztoku je krátká. V průměru u nejoblíbenějších značek (M200, M300) nepřesáhne 1 hodinu při teplotě + 20 ° C. Pokud je teplota nižší, čas se zvýší na 4-5 hodin a v případě tepla může páření trvat ne více než 20-30 minut.

Stavitelé musí vzít v úvahu dobu tuhnutí betonu, protože hotové řešení velmi rychle ztrácí svou plasticitu. Aby se předešlo možným problémům v budoucnu, používá se připravená směs ihned po smíchání. Na stavbu se často dodává v hotové podobě ve speciálních míchačkách betonu, jejichž míchání se nezastaví ani během přepravy.

Přehled pořadačů

Doba schnutí betonu závisí na chemickém složení a vlastnostech hlavních složek roztoku.

Podle typu pojiva se všechny betony dělí do následujících skupin:

1. Konkrétní. Nejpopulárnější z nich se používají pro výrobu jakýchkoli nosných a kritických konstrukcí.
2. Silikát. Během chemické reakce v autoklávech zajišťuje pojivo na bázi oxidu křemičitého spolehlivou adhezi zrn plniva. To snižuje náklady bez kompromisů v pevnosti.
3. Malta. Jsou vyrobeny z přírodní sádry se zpevňujícími přísadami. Vyznačují se nízkou spotřebou energie a atraktivním vzhledem a dobře se osvědčily při výzdobě interiérů.
4. Asfalt. Jako rozpouštědlo se místo vody používá bitumen. Použití: silniční a letištní dlažba, ploché střechy, vodní stavby.
5. Alkalická struska. Skládají se z drcené strusky smíchané s alkalickými roztoky. Ve stavebnictví zatím nenašly široké uplatnění.
6. Polymerbeton. Je založen na směsi cementu a vodou ředitelných pryskyřic nebo latexů. Používají se jako dokončovací a obkladové, hydroizolační a ochranné materiály.

Bez ohledu na to, jak dlouho beton schne, ve všech případech se během fyzikálních a chemických procesů zahrnujících pojivo a rozpouštědlo vytvářejí nové látky (hydrosilikáty vápenaté) a struktura (pevná látka podobná kameni).

Výroba prací a základní požadavky na beton v zimě.

Je důležité, aby beton položený v zimě během stejné zimy ztvrdl a získal pevnost. Námaha by měla být dostatečná k rozebrání, částečnému nebo dokonce úplnému zatížení budovy.

V každém případě by beton neměl zmrznout, dokud nedosáhne alespoň poloviny své návrhové pevnosti. I při použití rychle tvrdnoucích materiálů by doba tvrdnutí v horkých podmínkách měla být alespoň 2-3 dny, při použití běžného betonu – od 5 do 7 dnů.

Vytvrzovací procesy

Vytvrzování je delší proces, který trvá v průměru až 28 dní. Ihned po ztuhnutí je roztok stále měkký, ale již se stává nepohyblivým. Postupně krystalizuje a získává požadované ukazatele tvrdosti. Nárůst síly je určen grafem nebo vzorcem:

Rn = R28 (lgn / lg28), kde:

• R28 je ochranná známka stavebních materiálů.
• Rn – síla roztoku;
• n — čas, který uplynul od nalití směsi (ve dnech);

Pevnostní parametry se určují až od třetího dne po smíchání. Chcete-li zjistit, jak dlouho trvá, než beton ztvrdne, je zvláštní pozornost věnována 7. a 28. dni. V průměru po 14 dnech plnění dosahuje Rn 70 %.

Negativní vliv nízkých teplot.

Jak ukazuje praxe, zmrazení betonu v rané fázi výrazně snižuje jeho spolehlivost v budoucnu. Zamrzající voda v čerstvé maltě narušuje vazbu mezi cementovým kamenem a plnivem a také přilnavost k výztuži v železobetonových konstrukcích.

Čím později beton zmrzne, tím vyšší je jeho pevnost. Aby beton dosáhl požadovaných vlastností, musí být v zimním období vyzráván v teplých a vlhkých podmínkách po požadovanou dobu.

Závislost tuhnutí na faktorech prostředí

Existuje mnoho faktorů, které mohou ovlivnit, jak rychle směs tuhne. Nejdůležitější z nich jsou teplota vzduchu, vlhkost a typ použitého betonu.

Regulační dokumenty upravující nárůst pevnosti betonu

Hlavním dokumentem, který stanoví pravidla pro zkoušení pevnosti betonu, určující podmínky tvrdnutí, je GOST 18105-2010 „Beton. Pravidla pro kontrolu a hodnocení síly. Betonářské práce navíc upravuje GOST 26633-2012 „Těžký a jemnozrnný beton“.

V průmyslové výstavbě lze proces tvrdnutí betonu upravit místními právními předpisy, například pravidly pro výkon práce.

Metody urychlení tvrdnutí betonu

Ke zvýšení pevnosti betonu se běžně používá několik metod:

1. Mokré tepelné zpracování nebo WHT. Tepelné a vlhkostní zpracování se provádí v parních komorách typu studny, jejichž hloubka je 2 metry. V komoře je nutné zajistit atmosféru nasycené vodní páry a udržovat teplotu 90-100 °C. Proces zpracování betonu v komoře trvá 12-15 hodin.

Způsoby tepelného a vlhkostního ošetření:

• pokles teploty rychlostí 30-40 °C/h.
• expozice (2-3 hodiny);
• zvýšení teploty rychlostí 25-30 °C/h;
• izotermický ohřev (t = 80-90 °C), doba trvání: 6-8 hodin;

Po vytvrdnutí beton získá pevnost 70-100 % pevnosti betonu s tvrdostí 28 dní.

1. Elektrické topení. Tato metoda se provádí pomocí střídavého elektrického proudu a je založena na přeměně elektrické energie na energii tepelnou. Teplota betonu se zvyšuje, což urychluje proces tvrdnutí. Existují dva způsoby vytápění:

• zahřívejte produkt z externích zdrojů. Mohou to být infračervené zářiče nebo elektrické ohřívače.
• vnitřní ohřev, ke kterému dochází v důsledku tepla generovaného při průchodu proudu betonem;

Důležité! Výrobky musí být pokryty parotěsnou fólií. To pomůže zabránit odpařování vody.

1. Kontaktní vytápění. Betonový výrobek se vkládá do vyhřívaného bednění nebo formy. Výrobek je pokryt filmem, aby se zabránilo odpařování.
2. Zavedení přísad, které urychlují proces polymerace. Urychlovače tvrdnutí mají velký vliv na rychlost tvrdnutí betonu během prvního dne tvrdnutí betonu; Časem jejich účinek slábne. Po 28 dnech se pevnost betonu s přísadami a bez nich stává stejnou, což je jasně patrné z grafu nárůstu pevnosti betonu:

teplota

Za optimální teplotu pro sušení roztoku se považuje +20… +22 °C. Čím je vyšší, tím rychleji směs tuhne a tvrdne. Pokud teploměr teploměru ukazuje 0 °C nebo méně, hydratace se zastaví. V takové situaci musí stavitelé použít umělé metody kalení, jako je přidání potaše nebo zapnutí horkovzdušných pistolí. Při silném zahřátí je nutné zvýšit vlhkost betonu, jinak se vlhkost ze směsi rychle odpaří a v důsledku toho nezačne chemická reakce.

Chcete-li pochopit, jak dlouho trvá, než betonový potěr vyschne na čerstvém vzduchu při různých teplotách, podívejte se do tabulky.

Určující faktory

Kromě stanovené průměrné doby tvrdnutí betonové směsi je doba tvrdnutí ovlivněna:

1. Vlhkost vzduchu. Proces vytvrzování je chemická reakce mezi pojivem a vodou. Výsledkem je, že jakmile kapalina v těle konstrukce vyteče, tato akce se zastaví. Aby se zabránilo dehydrataci a praskání objemu betonu, je nutné vytvořit podmínky dostatečné vlhkosti alespoň 75%.
2. Pokojová teplota. Vzhledem k tomu, že se reakce účastní voda, je nutné zabránit jejímu zamrznutí v chladném období. Během procesu kalení se z konstrukce uvolňuje teplo; při vysokých teplotách dochází k interakci komponent mnohem rychleji.
3. Druh pojiva a množství vody v roztoku také určuje, jak suchý beton musí být. Sádrový prášek s dostatečným množstvím kapaliny získá pevnou strukturu po několika hodinách, portlandský cement potřebuje asi 12-16, v závislosti na uvedených podmínkách.
4. Tloušťka struktury ovlivňuje celkové vytvrzení roztoku.

Tyto faktory je třeba vzít v úvahu při navrhování stavebních prací, kde se používá beton. Jak dlouho konstrukce schne, závisí na prostředí a správné péči o instalovaný objem.

Влажность

Stupeň vlhkosti vzduchu přímo ovlivňuje hydratační procesy. Pokud je tato hodnota příliš nízká, kalení se zpomalí; pokud je příliš vysoká, zrychlí se. Pro normální vysychání směsi je nutná vlhkost v rozmezí 80 až 100 %. Pokud je vlhkost nízká, lze ji zvýšit přidáním navlhčených pilin nebo písku, kterými se zatvrdlý roztok zakryje.

Fáze a časy kalení

Při výstavbě důležitých konstrukcí se často používají klasická cementová pojiva. Během procesu polymerace se rozlišují dvě fáze: tuhnutí a úplné vytvrzení.

Pokládka cementové malty. Hotová směs rychle ztrácí svou plasticitu, takže její nalévání, zhutňování a vyrovnávání povrchu se provádí rychle. Aby se předešlo předčasné ztrátě pohyblivosti, je kapalný roztok přepravován v domíchávačích betonu, domíchávačích betonu nebo domíchávačích betonu, kde se míchání ani po cestě nezastaví. Doba tuhnutí závisí na kvalitě původního cementu. U betonu třídy M200 je to od 2 do 2,5 hodiny au M300 od 1,5 do 2 hodin.

Zpoždění a přerušení procesu vedou k vážným problémům v provozní fázi. V místech, kde nedostatečně promíchané vrstvy betonu nerovnoměrně promrzají, vznikají studené mosty, kterými teplo odchází z místnosti, čímž se snižuje energetická náročnost budovy. Při plánování doby dodání a lití je důležité přesně vědět, jak tvrdě beton tvrdne.

Doba tuhnutí betonu v závislosti na okolní teplotě je uvedena v tabulce:

Experimentálně bylo zjištěno, že v horkém počasí beton začíná tvrdnout po 15 minutách, za normálních podmínek proces trvá několik hodin, v chladném počasí venku se tvrdnutí výrazně zpomaluje a při teplotách pod nulou se zcela zastaví. Pro zajištění úplného vytvrzení v zimě se do betonových směsí přidávají speciální mrazuvzdorné přísady nebo se bednění zahřívá.

Konečné vytvrzení konstrukce

Jakmile spárovací hmota ztuhne, je nehybná, ale zůstává měkká. V této podobě již není možné jej přerozdělovat podle formy nebo bednění; beton zcela vykrystalizuje a získá stanovené parametry tuhosti.

Konstrukce ztvrdne a získá plnou pevnost za 28 dní při teplotě cca +20°C a 70% vlhkosti. U výrobků se zvýšenou složitostí z těžkého betonu M400 to bude trvat 45 až 60 dní.

Betonářské práce v horkém letním období vyžadují povinnou péči o povrch, který, pokud je nerovnoměrně vysušen, tvoří kůru a praskliny. S betonáží je lepší začít brzy na jaře nebo koncem podzimu, kdy průměrná denní teplota nepřesahuje +20 °C a vlhkost vzduchu je nad 75 %. Za takových podmínek směs schne rovnoměrně a bez námahy.

Na základě výsledků laboratorních testů byla stanovena průměrná doba schnutí:

1. Betonová směs během prvních tří dnů získá pevnost až o 30 %, což odpovídá jakosti použitého cementu. Je důležité udržovat požadované parametry vlhkosti (ne méně než 75%) a teploty vzduchu (ne méně než + 15 ° C).
2. Betonová struktura během 7 až 14 dnů získá tvrdost dostatečnou k unesení hmotnosti lidského těla a asi 80 % dalších deklarovaných vlastností.
3. 28 dní je doba, která zaručuje konečné vytvrzení kladeného odporu a umožňuje vystavit betonovou konstrukci jakkoli intenzivnímu zatížení.
4. Umělý kámen po 90 dnech zlepší své vlastnosti o dalších 20 %. Tato schopnost zlepšovat vlastnosti v průběhu času je to, co odlišuje beton od jiných materiálů.

Pevnost a tuhost konstrukce závisí na době schnutí, která je doprovázena nejen odpařováním vody z roztoku, ale také chemickým zpevněním součástí.

Teorie polymerace cementové malty

Ve skutečnosti se jedná o vícestupňový proces. Zahrnuje jak nárůst síly, tak samotné sušení.

Podívejme se blíže na tyto kroky:

• Při teplotách pod 10°C hrozí, že materiál nikdy nedosáhne své konstrukční pevnosti, proto je nutné pro práci v zimě používat speciální nemrznoucí směsi.
• Tvrdnutí betonu a jiných cementových malt začíná tzv. tuhnutím. V tomto případě látka v bednění vstupuje do primární reakce s vodou, díky čemuž začíná získávat určitou strukturu a mechanickou pevnost.
• Doba tuhnutí závisí na mnoha faktorech. Vezmeme-li jako standard teplotu vzduchu 20C, pak u roztoku M200 proces začíná přibližně dvě hodiny po nalití a trvá přibližně hodinu a půl.
• Po ztuhnutí beton ztvrdne. Zde většina cementových granulí reaguje s vodou (z tohoto důvodu se tento proces někdy nazývá hydratace cementu). Optimální podmínky pro zvlhčování jsou vlhkost vzduchu cca 75% a teplota od 15 do 20C.

Pevnost hotové konstrukce a rychlost vytvrzování roztoku jsou vzájemně propojeny. Pokud kompozice ztrácí vodu příliš rychle, ne všechen beton stihne zareagovat a uvnitř konstrukce se vytvoří kapsy s nízkou hustotou, které se mohou stát zdrojem trhlin a jiných defektů.

V ideálním případě potřebuje roztok k úplnému vytvrzení 28 dní. Pokud však konstrukce nemá příliš přísné požadavky na únosnost, lze ji do tří až čtyř dnů po zaplacení uvést do provozu.

Doba schnutí uvnitř i venku

Vzduch v místnosti se ohřívá rovnoměrně, což umožňuje poměrně přesný výpočet doby sušení. Pro podobný výpočet by v případě vytvrzování na čerstvém vzduchu po dobu 24 hodin měla být provedena série měření teploty v několikahodinových intervalech.