Может ли цемент твердеть в воде
Глава 7. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ВОЗВЕДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
Такой вид бетонирования используется в гидропостройках и в местах, где подземные воды залегают близко к поверхности. Высокий уровень — распространенная проблема в строительстве. Некоторые территории постоянно находятся в воде.
Часто продают землю под строительство по цене не затапливаемого участка, и уровень грунтовых вод, как обещают, никогда не должен беспокоить.
Обо всех недочетах узнают уже в процессе работ. Предлагается множество способов, чтобы отвести воду от участка и заливать бетон прямо в воду. Как залить, и не опасно ли такое занятие в будущем для фундамента?
Можно ли это делать
Бетон можно заливать в воду, но такой вид заливки имеет свои особенности. Бетонные работы — ответственный этап в строительстве. Работы начинаются с возведения фундамента. Несоблюдение простейших правил укладки бетона влечет образование трещин. Слабая несущая способность приводит к короткому сроку жизни конструкции.
Подводное бетонирование — один из методов промышленно-гражданского строительства. Частники в редких случаях практикуют литье раствора в опалубку, когда в котловане есть вода. Приходится настраивать отток со своего участка по направлению склона и бороться за осушение участка.
С помощью современных материалов для изоляции и ремонта легко получать бетонную смесь для водонепроницаемого бетона в походно-полевых условиях. Раствор можно подавать даже под воду, используя стандартные методы подводного бетонирования. Получается надежный водонепроницаемый бетон.
Влияние воды на фундамент
Вода отрицательно действует на фундамент. По своим физическим свойствам, во время замерзания вода становится больше в объеме. Когда температура воздуха опускается ниже нулевой отметки, трещины и отверстия, куда проникла вода, расширяются и становятся больше. Со временем фундамент слабеет и разрушается.
Много забот доставляют грунтовые воды в верхних слоях, включая выпадение осадков из дождя и мокрого снега. Примеси в воде имеют химические соединения с агрессивными техническими выбросами в атмосферу. Отработанная нефть, выхлопные газы автомашин оседают на поверхности бетона. Под воздействием вредных веществ появляется эрозия. Конструкция теряет прочность, начинает сыпаться, отслаиваться и крошиться.
Вода имеет способность вымывать все, что встречается не ее пути. Даже под воздействием чистой воды, без примесей, постоянно и постепенно вода вымывает частицы фундамента, появляются поры, каверн, другие дефекты.
По-разному решаются задачи, создаваемые грунтовыми водами. Строение фильтрации бортов карьеров, гидроизоляция подземных и гидросооружений, другие моменты, связанные с нежелательным поступлением воды.
Вода — компонент бетона
Вода — один из компонентов строительной смеси. Она используется в определенном процентном соотношении с другими составляющими, чтобы обеспечить необходимую консистенцию. Этот нюанс является основополагающим при оценке неопытных строителей, полагающих, что при повышенной влажности материал потеряет свои качества.
Состав основывается на разбавлении связующих веществ, которые после затвердевания создают прочные связи между собой и с другими материалами. Так что наличие воды не так губительно, как принято полагать. Ее воздействие требует подробной оценки для получения истинных результатов.
Проверенные способы заливки
Технологии не предусматривают проведение водоотливных работ. Подводное бетонирование подходит в сооружении опор мостов, прокладывание фундаментов опор ЛЭП, в ремонтных работах гидротехнических сооружений.
Используют различные варианты:
- Вертикально перемещающаяся труба (ВПТ). Котлован ограждают от проточной воды, и в нем производят работы по заливке;
- Втаптывание (втрамбовывание) бетонной смеси. Сначала делают бетонный участок, от него с помощью вибрации заливают раствор;
- Восходящий раствор (ВР). В трубе под давлением нагнетают раствор, который уходит вверх. Раствор забирает воду и делается монолит;
- Укладка бетона в мешках. Мешки из прореженной ткани опускают в воду. Подходит, как вспомогательный материал, когда надо уплотнить щели;
- Применение кюбелей. Бетон в раскрытых ящиках погружают в воду, и бетонируют под водой на любой глубине с неровностями, ямами и возвышенностями.
В частном строительстве загородного дома, заливать раствор в воду приходится делать из-за подземных вод, которые близко подходят к уровню земли. Свайный способ и кессонный метод — две проверенные системы.
Как залить бетон способом восходящего раствора (ВР)
Метод предполагает предварительное заполнение бетонируемого объекта камнем или щебнем с таким расчетом, чтобы пустоты составляли 45% от объема. Через трубы небольшого диаметра 37-100 мм подается бетонный раствор, который, поднимаясь вверх, естественным образом заполняет пустоты в отсыпке, полностью вытесняя воду. Площадь, которую можно залить с помощью одной трубы, определяется радиусом распространения смеси: R=3 м при подаче раствора в наброску из камня, 2 м — в щебеночную отсыпку. Применяются два метода заливки: напорный и безнапорный.
Напорный или инъекционный метод ВР
Трубы устанавливаются непосредственно в каменную или щебеночную наброску. Цементный раствор под давлением поступает к основанию наброски, затем поднимается, обеспечивая монолитное схвачивание с заполнителем. Трубы после завершения работ остаются в забетонированном блоке, излишки срезаются.
Свайный способ
Свая проходит все слабые грунты или выше глубины промерзания. Опорная часть установлена в более надежных местах, которые находятся ниже промерзания. Для частных домов такое решение рационально оправдано. Стоимость по обустройству значительно ниже, чем монолитного ленточного фундамента. Меньше работ по рытью котлована, заливке и армированию.
Восходящая труба помогает устанавливать надежную конструкцию на небольшой глубине. Забиваются сваи, на поверхности воды сооружают рабочую площадку. Труба опускается на дно заполненного водой пространства. В трубу бетононасосом подается бетон. Грузоподъемником поднимают трубу, бетон выгружают на дно. Заливку делают слоями, пока не будет забетонирована вся конструкция.
Долговечность фундамента рассчитывают с учетом коррозионных процессов в грунте. Снаружи винтовые сваи покрыты многослойным антикоррозийным покрытием на основе эпоксидных смол, во время завинчивания ничего не повреждается. Металл, из которого делаются сваи, не разрушится даже в самом агрессивном грунте.
Важно! Во время работы обязательно смотреть, чтобы каждый нижний слой бетона имел полужидкую консистенцию. Метод подходит в местах с тихим, слабым течением.
Варианты работ
Их можно проводить двумя способами:
- на небольшой глубине, где отсутствуют приливы, и есть незначительные волны, происходит опускание раствора сквозь воронку в полости, огражденные специальными перемычками, или же производится заливка бетона в воду;
- на довольно внушительной глубине, в местах, где волны могут быть очень сильными, в работе по бетонированию надежным помощником становятся кессоны. Бетонную массу в такие кессоны перемещают через шахты или трубы. Лучше не своими руками, а бетононасосами.
На фото – гидротехнические сооружения
Как же осуществляется заливка, какой ГОСТ на воду для бетонов и растворов? Рассмотрим этот процесс подробнее.
Способ № 1
- Он начинается с того, что в том месте, где будет возведено предполагаемое сооружение, забиваются ряды свай (используются шпунтовые). Это дает возможность избежать водоотливных работ.
- Затем между ними сквозь воронку бросают бетон.
Совет: если основа под бетонным раствором обладает недостаточной плотностью, к примеру, из набросанных камней. В таком случае ее сначала необходимо плотно защебенить, после чего покрыть полотном, края которого будут загнуты вверх. Благодаря подобным мерам раствор не сможет просочиться в щебень, и бетонирование пройдет гораздо качественнее.
Как бетонировать в воде с помощью бетононасоса
Готовим бетон
После того, как основание будет готово, нужно подготовить раствор. Важно помнить, что ему нужно определенное время, чтобы вылежаться. При этом на него не должны попадать прямые солнечные лучи или влага.
Если раствор выдержать положенный срок, тогда он достигнет нужной консистенции для погружения в воду: немного схватится и не будет сильно размываться в воде. Такой метод подготовки раствора впервые использовал Kinipple – инженер из Великобритании.
Таким способом ему удалось избежать лишних затрат для устройства системы, позволяющей уберечь бетонный раствор от размывания. Kinipple опускал под воду раствор, который уже наполовину отвердел.
Кроме того, инженер предусмотрел технологию его защиты от силы волн и подводных течений. Для того этого он покрыл внешнюю сторону бетонной поверхности плотной льняной тканью (парусиной).
Совет: для ядра такого строения используйте ненасыщенный раствор, на внешнюю же часть требуется насыщенный, при этом ее толщина должна составлять не менее 1 м.
| Ядро (насыщенный раствор) | Смешайте между собой щебень — 6 частей; цемент – 1. Требуется оставить затвердевать на воздухе примерно 5 часов. |
| Оболочка (ненасыщенный раствор) | Рецепт: щебень — 7 частей, портландцемент — 2, необходимо выдержать на воздухе 3 ч. |
- В зависимости от характеристик от скорости затвердения бетонной массы, необходимо распределять время между ее перемешиванием и перемещением в воду. Важно произвести расчет времени наиболее оптимально, чтобы при погружении бетон не слишком размывало. В противном случае будет утрачена часть цемента, что негативно скажется на качестве сооружения.
- Немаловажно также проследить, чтобы бетонная масса не стала слишком твердой, потому что в этом случае она не свяжется плотно с раствором, который была погружен ранее и не станет монолитной. На тех подводных участках, которые подвержены мощным ударам волн, сильному течению, перед тем, как опустить бетон в воду, добавляют небольшую часть быстротвердеющего цемента.
- Помимо всего прочего, опущенный в воду бетон нуждается в уплотнении. Для обеспечения этого его трамбуют. Верх трамбовки находится над уровнем воды, принимая удары инструмента, с помощью которого трамбуют. Помните, что трамбовку нужно проводить очень осторожно, поскольку если переусердствовать, то слишком большая вибрация и волны неизбежно повлекут за собой размыв бетона.
Для получения такого бетона потребуется смешать между собой цемент с чистым пеком в соотношении 1 к 2,5.
Совет: на вопрос — пропускает ли бетон воду, можно ответить – зависит от состава, поэтому с его помощью можно возводить резервуары для воды.
Железобетонные резервуары для воды на производстве
Способ № 2
- Возле участка, где планируется соорудить необходимое бетонное сооружение, к примеру, дамбу, с помощью землечерпательных машин необходимо выкопать на дне два рва. В них следует залить полуотвердевший бетон, прямо в воду. В результате получится два вала, которые достанут до уровня низких вод.
Совет: перед началом их укладки оцените состояние водоема на выбранном участке и качество цемента. Цена последнего не может быть низкой.
- Для выведения этих валов бетонную массу опускают в воду в кулях. Такая идея не случайна, их ценность в том, что в процессе они способны образовывать монолит. После наброски цемента для валов забиваются железные сваи. Делайте это под углом, чтобы получились откосы.
Бетонирование под водой методом восходящего раствора
- Сваи соедините друг с другом специальными железными прутами, в которых сделаны проушины. Чтобы они оставались под нужным углом, сверху наденьте стальной кабель, который прикрепите к мертвым якорям.
Совет: чтобы во время сильных волн бетон не вымывался, на внутренней стороне свай положите доски, покрытые полотном.
- По всей длине строения установите перегородки из бетона. Материал для них должен быть уже на той стадии, когда он начинает подсыхать и твердеть. Это позволит образовать с нижними слоями монолитную часть.
Такая методика позволяет экономить, так как монолитность гарантирована даже с применением малонасыщенного бетона. Однако при работе с малонасыщенным бетоном важно знать, что его составные части должны очень хорошо перемешаться и образовать однородную массу. Помимо этого знайте, если в бетоне много воды, его «схватываемость» сильно нарушится.
Совет: погружать ее в воду необходимо после того, как эта масса начала схватываться. Если погодные условия неблагоприятны (ветер, сильные волны) или бетонирование проводится на большой глубине, работы проводятся внутри кессонов.
Наглядный пример того, зачем поливать бетон водой – так вы ему даете правильно затвердеть
После того, как грунт под основание подготовлен, установите перегородки толщиной 1-1,2 м вокруг камеры — от крыши до самого низа. Стены сделайте из вертикально стоящих досок, которые затем уберите по мере затвердения бетона. Под потолком раствор обработайте плоской трамбовкой.
Совет: лучше всего бетон стелить слоями, при этом не стоит начинать процесс укладки нового слоя, пока не подсох предыдущий.
Затвердение одного занимает 5-6 часов. Опускают бетонный раствор через спецтрубы, которые сверху и снизу оснащены клапанами.
Труба
В подводном бетонировании очень важным устройством является труба. Открывая верхний клапан, вы обеспечиваете попадание в нее части бетона, после чего его следует закрыть.
Метод перемещающихся труб
Давление воздуха в устройстве и в камере уравнивается с помощью крана, который их соединяет. Затем нужно открыть клапан, расположенный внизу, чтобы бетон опустился под воду до того момента, пока его слой не будет достаточным для сопротивления давлению воды.
Совет: если вы не знаете, сколько воды на куб бетона нужно потратить, берите среднюю величину – 125 л.
После этого раствор опускают уже через шахты. Чтобы уменьшить расход материала для заполнения кессона, можно использовать камни со дна, где проводятся работы, просто залив их сверху. На данный момент максимальная глубина подводных работ по бетонированию — не более 30 м.
Кессонный метод
Если приходится бетонировать твердый грунт на глубине до пятидесяти метров, когда уровень воды сложно снизить, применяют кессонный способ заливки. Мощные волнения и сильные подводные течения требуют установления надежной опалубки в виде кессона.
Сварную конструкцию из стали плавучим краном опускают на дно водоема.
- На дне роют траншею;
- В котлован погружают мешки с бетоном. Получилось основание строительного объекта;
- По периметру будущего дома забиваются стальные сваи с уклоном, чтобы была возможность сделать откосы;
- Сваи закрепляют на дне тросами и якорями;
- Внутри делается деревянная или стальная обшивка;
- Снаружи сваи между собой скрепляют стальными прутьями, специальными уголками.
Глубоководное бетонирование обеспечивается высоким давлением. Раствор поднимается насосом в трубу с клапанами на концах. Когда подается бетон, открывается верхний вентиль. Нижний работает, когда смесь поступает в точку бетонирования.
Технология заливки бассейна бетоном
Общая информация
В настоящее время все чаще можно наблюдать, как частные владельцы строят на своим участках бассейны. Это не только средство для развлечения и отдыха, но и часть интерьера всего дома. Построить бассейн своими руками не так-то просто. Особое внимание при его изготовлении следует обратить на заливку пола и стен. Чаще всего для этих целей используется бетон. Он представляет собой искусственный строительный материал, состоящий из нескольких компонентов: песка, цементного порошка, щебня или гравия и воды. Он обладает высокой прочностью и широко применяется в строительстве. Благодаря внесению в его состав специальных добавок: стабилизаторов, уплотнителей, гидрофобизаторов удается получить материал с заданными свойствами.
На сегодняшний день стало популярным строить у себя в загородном доме бассейн. Особое внимание при строительстве уделяется основанию. Пол и стены обычно заливают.
К примеру, заливка актуальна только в том случае, если чаша не будет пропускать влагу. Гигроскопичность – очень важное свойство. Так как бассейн строится непосредственно на земле и в ее верхнем слое, то конструкция будет подвергаться воздействию как поверхностных, так и подземных вод. Поэтому от качества заливки будет во многом зависеть его долговечность, прочность и влагонепроницаемость. Рассмотрим более подробно, как проводится заливка, ее основные этапы.
Подготовительные работы
Заливка бассейна предполагает и проведение дополнительных работ. К ним относится конструирование опалубки.
Строительство бассейна подразумевает обязательное строительство опалубки.
Установка опалубки – это очень важная часть работы, при этом потребуется соблюдать толщину защитного слоя. Опалубка может быть из дерева или фанеры. Многоразовая опалубка потребуется при конструировании из железобетона, для ступеней, уклонов оптимальна одноразовая опалубка. Перед тем, как заливать, потребуется насыпать подстилающий слой в виде песка, щебня или гравия толщиной 100 – 200 мм. Далее проводят армирование стальными сетками.
Для заливки бассейна раствором потребуется целый набор сырья и инструментов. В первую очередь, это бетономешалка, емкости для замешивания, ведра, лопата, речной очищенный песок без примесей глины, водопроводная или из скважины вода, цементный порошок высокой марки и щебень (гравий). Готовить раствор необходимо, соблюдая все пропорции. Смесь готовится следующим образом: берется 1 часть цемента, к примеру, марки 500, смешивается с водой. Воды необходимо брать столько же, сколько и цемента или чуть меньше. Все это тщательно перемешивается, добавляется половина нужного объема песка, то есть 1 часть, затем добавляется 2 ведра щебня и остальная часть песка. Соотношение компонентов зависит от марки цемента и требуемой марки. Нужно помнить, что после приготовления бетона, он должен быть использован в течение 1 – 3 часов.
Технология заливки
Заливка бассейна – дело довольно несложное, главное соблюдать все основные требования. В подготовленную опалубку заливаем бетон до верхней доски щитка. Такая работа предполагает поэтапную заливку сперва дна чаши, а затем ее стен.
Заливка бассейна предполагает поэтапную заливку: сначала чаши бассейна, а затем его стены.
Для заливки дна используется смесь марки не ниже В 15 по показателю прочности, и марки не менее W 15 по водопроницаемости.
Для открытого варианта очень важным будет такой показатель качества, как морозостойкость. Марка по нему допускается не ниже F 100 – F 150. Целесообразно в смесь вводить антикоррозийные добавки, стабилизаторы прочности и гидрофобизаторы.
Есть 2 основных способа заливки бассейна: непрерывная и в 2 приема. В первом случае работа проводится в 1 прием, при этом получается монолитный блок. При нем последующий слой схватывается с предыдущим без холодных стыков. Плох этот способ тем, что может потребоваться специальная техника: бетононасосы и бетоносмесители. Бетонирование такое проводится с применением погружных вибраторов.
Отведение воды
Участки дачникам достаются порой не в самых лучших местах. Как обезопасить свой участок от потопа? Грунтовые воды стоят достаточно близко, зимой под отмосткой иногда происходит пучение. Один из способов отвести воду от дома и участка — сделать дренаж.
От самого высокого места выкопать и углубить траншею. Воды, особенно, талые по весне, будут скапливаться, и уходить по отводке в лесной массив.
Подстелить плотную подложку из плотного полиэтилена, чтобы вода уходила по дренажу.
- Уложить геотекстиль фракцией и просыпать щебнем 20-40 мм;
- В траншею поместить дренажную трубу;
- Завернуть трубу и засыпать щебнем.
Для водосточного колодца понадобится гофрированная труба. В ней вырезается отверстие, и делается соединение для водосточной системы. Необходимо сделать небольшие уклоны. Смотровые колодцы устанавливаются на глубину трубы, плюс 5 см.
Крышка люка должна находиться вровень с газоном. Система проводится вокруг дома, соединяется в одном месте и выводится в дренажный колодец, установленный за территорией дома.
Дополнительные советы
Если фундамент — это основа строения, то основа фундамента — это грунт. Важно соблюдать правило непрерывной укладки бетона.
Чем больше воды, тем чаще вспучивает грунт.
- Рассчитывайте правильно объем заказываемой смеси с учетом возможных технологических потерь;
- Чтобы образовался монолит, фундамент заливают за один раз, пока бетон не застынет;
- Если планируются большие объемы бетонирования, закажите бетон в миксерах напрямую с завода;
- Марка бетона должна подходить под условия строительства, с небольшим запасом прочности. Сверху укладываемый бетон необходимо вибрировать высокочастотным прибором.
Чтобы смесь не расслаивалась, щебень и песок не оседали вниз, а цементное молоко не всплывало наверх, следуйте простым рекомендациям и доверяйте проверенным способам бетонирования.
Как сделать бетон, твердеющий в воде?
Иногда приходится сталкиваться с ситуациями, в которых необходимо проводить бетонные работы на мокром основании или будучи совсем в воде. Это могут быть работы, связанные с сооружением колодцев, строений на участках с высоким уровнем УГВ или опорами для мостиков на берегу водоемов и уверен, есть еще масса случаев, где такая потребность существует.
Для начала, вкратце я хотел бы коснуться, что такое бетон. Бетон - это искусственный строительный материал, твердеющий благодаря связующему веществу. В 99% случаев связующим веществом выступает цемент, а заполнителем - песок и щебень.
И, если вы уже пробовали, то знаете, что бетон на основе обычного портландцемента при попытках бетонирования в чересчур влажных условиях - не оправдывает возлагаемых на него ожиданий и раскисает в воде.
В нашем же случае, чтобы химическая реакция кристаллизации цемента могла естественным образом протекать в условиях воды - требуется специальный цемент. И этим чудо веществом - является глиноземистый цемент (для удобства буду использовать "ГЦ").
Можно ли бетонировать в воде, как уложить бетон в воду
Когда нужно выполнить бетонирование поверхности, находящейся под водой, то возникает проблем с твердением бетона в воде. Обычно такое бывает, когда бетонируют столбы забора, сваи. Или как у меня была проблема – смотровая яма в гараже, в котлован набиралась вода, причем довольно быстро.
Тут несколько вариантов. В гараже я поступил просто – котлован смотровой ямы немного расширил с одной стороны, выкопал яму глубиной сантиметров 30-40, дно котлована сделал с наклоном в яму. Вода начала собираться в яме, туда я поместил насос, и время от времени откачивал воду.
Затем залил бетон на дно, и откачивал воду из ямы, пока бетон не схватился, затем смонтировал опалубку стен и залил бетон. Все, бетон схватился нормально, воду не пропускает.
Для заливки лунок столбов для забора, можно применить несколько вариантов. Первый – заливать бетон в пластиковую трубу.
Второй – выкачать воду, проложить кусок поролона или плотной полиэтиленовой пленкой, и заливать бетон. Поролон или пленка не пустит воду и не помешает бетону схватится.
Мнения строителей по поводу того, можно ли лить бетон в воду или нет разнятся вплоть до противоположных. Кто-то говорит, что нельзя, падает марка бетона, кто-то – ничего страшного, лишь увеличится время высыхания, а бетон выдавит воду наверх и не даст поступать новой.
Я же считаю (специально не замерял прочность бетона), что лить в воду все же не стоит, тем более, что избежать этого довольно просто.
Если вы заливаете лунки – то поролон, трубы или полиэтилен, если, скажем, монолитный или ленточный фундамент, то просто сделайте уклон в одну сторону, и выройте яму, чтобы туда стекалась вода с последующей откачкой насосом. То есть, проблем вообще нет.
А вот как не стоит делать. Подсмотрел у соседа – заливал ленточный фундамент под баню, на дне – сантиметров 10 воды. Он смешал в бетономешалке насухую песок, цемент и щебень, засыпал все это на дно слоем в сантиметров десять, слегка перемешал, и сверху начал лить нормальный бетон, то есть, намешанный с водой.
Как по мне – способ стремный, но тут я не могу ничего сказать с уверенностью, поскольку проверок и сравнений не проводил.
А вы что думаете по этому поводу, буду рад вашему мнению или рекомендациям. Только прошу писать о проверенных способах, и без оскорблений.
Важная величина: как узнать время схватывания бетона
Бетон – один из наиболее применяемых в современном строительстве материалов благодаря прочности, доступности, разнообразию видов и методов обработки.
Замешанное из цемента и воды с добавлением заполнителей «тесто» может принимать любую заданную форму и, в результате твердения, образовывать прочный, долговечный материал – цементный камень.
Стадии набора прочности бетона
Как происходит превращение подвижного раствора в твердое вещество?
Чтобы понимать этот процесс, нужно представлять состав бетона.
Главным компонентом бетонной смеси является портландцемент. Это вяжущее составляющее, в основе которого 4 минерала:
C2S двухкальциевый силикат,
C3S трёхкальциевый силикат,
C3A трёхкальциевый алюминат,
C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.
Для приготовления бетонной смеси портландцемент смешивается с водой и заполнителями (шлак, гравий, щебень, песок). Иногда в смесь добавляются те или иные присадки, в зависимости от желаемых свойств бетона.
Минералы, входящие в состав цементного клинкера, при смачивании водой вступают в реакцию гидратации, в процессе которой образуются новые соединения, и бетон образует кристаллическую структуру.
Таким образом, твердение бетона – это кристаллохимический процесс.
В твердении бетона выделяют две стадии:
Бетон начинает схватываться уже через 2 часа, а через 60 минут после начала процесса он уже схватится. Пока бетон не схватился, его подвижность сохраняется.
Интересно!
Иногда, при невозможности немедленно заняться укладкой бетона, смесь слишком долго перемешивают, чтобы она не схватывалась. Это влияет на качество бетона не лучшим образом.
После того, как бетон схватился, начинается процесс твердения.
Сколько времени требуется на застывание
Полное отвердевание бетона может продолжаться многие месяцы, но во время строительных работ нужны определенные ориентиры, которых можно придерживаться.
Важно!
Преждевременная нагрузка на бетон ную конструкцию может разрушить не набравший достаточной прочности бетон , а передерживание бетона в опалубке удорожает строительные работы и увеличивает продолжительность строительства.
Расчетной прочностью бетона называют ту прочность, которую бетон определенного класса достигает при нормальных условиях через 28 дней.
Срок твердения бетона без добавок
Как быстро бетон наберет прочность, зависит от многих факторов. В нормальных условиях скорость отвердевания бетона без добавок зависит от класса бетона.
Интересно!
В быту до сих пор встречается словосочетание «марка бетона». Оно ошибочно: по маркам классифицируется цемент, а бетон подразделяется на классы.
Таблица 1. Старая и новая маркировка бетона
Факторы, влияющие на твердение цементного раствора
Срок застывания бетона зависит от различных факторов:
качества исходных материалов;
температуры и влажности воздуха;
обработки бетона (утрамбовывание, виброобработка);
ухода за бетоном;
использования специальных добавок.
Согласно ГОСТ, нормальными условиями твердения бетона являются:
температура воздуха 18–22°С;
относительная влажность воздуха 100%.
При изменении температуры меняется и скорость затвердевания бетона. При повышении температуры в диапазоне 0°С – 100°С каждые 10°С повышения температуры увеличивают скорость протекающих процессов в 2–4 раза.
График твердения бетона при разных температурах
Когда температура становится выше, схватывание и отвердение бетона ускоряются; при понижении температуры – замедляются. При температуре ниже 5° С процесс набора прочности резко замедляется, а при отрицательных температурах прекращается.
Уменьшение влажности воздуха замедляет процесс застывания, поскольку бетон быстрее сохнет, и воды становится недостаточно для гидратации.
Способы регулирования скорости отвердевания бетона
В зависимости от задач, может потребоваться увеличить или снизить скорость твердения бетона. Можно повлиять на процессы температурно или химически.
Ускорение твердения
Для увеличения скорости твердения, применяют:
снижение водоцементного соотношения (повышение жесткости смеси, что снижает удобоукладываемость);
добавление в бетон специальных добавок-ускорителей.
Замедление твердения
Когда может понадобиться замедление отвердевания:
при изготовлении высокомарочных смесей, которые застывают очень быстро из-за повышенного содержания вяжущего компонента;
при необходимости транспортировки готовой смеси на дальние расстояния;
при заливке бетона в несколько этапов.
В этих случаях применяют специальные добавки, которые замедляют реакцию гидратации и гидролиза минералов клинкера, откладывая процесс схватывания на несколько часов.
Как узнать точное время затвердевания бетона?
Сроки полного отвердевания разных видов бетона варьируются в зависимости от состава. Примерное представление о продолжительности процессов твердения бетона с использованием марок цемента М200, М250, М300, М400, М500 и так далее, можно узнать из статей, графиков, специальных таблиц.
Таблица 2. Время застывания бетона на портландцементе М400, М500
Для того чтобы точно узнать, сколько времени понадобится, чтобы получить расчетную прочность бетона, используются два метода:
Узнать точные данные в лаборатории производителя.
Вызвать технолога на объект для взятия проб. Для образцов используют кубические отливки со стороной 10 см, которые должны твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция. Затем проводятся испытания разрушающими методами, которые точно показывают марочную прочность бетона и сроки его схватывания и полного отвердевания.
Время застывания бетона в опалубке
Своевременная распалубка бетона повышает оборачиваемость оборудования для опалубки и оптимизирует сроки строительства.
Распалубочной прочностью называют прочность, достаточную, чтобы снять опалубку и дать стартовую нагрузку. Обычно она составляет 70% от расчетной прочности (или другую величину, оговоренную в проектной документации).
Для не ответственных конструкций, например, стяжек, отмостк и и других конструкций , работающих только на сжатие, допустима распалубка на 3–5-й день, по достижении прочности 30–40% от расчетной.
Важно!
Современные бетоны с добавками могут достигать распалубочной прочности за 1–2 дня.
Сколько времени бетон застывает в воде
Твердение в воде – лучшие условия для набора прочности бетона. Непрерывное выдерживание в воде способствует более интенсивному увеличению модуля упругости, чем твердение на воздухе.
При выдерживании бетона на воздухе, на его поверхности, в результате обезвоживания, прекращается реакция гидратации, и образуются ячейки и поры; застывший на воздухе цементный камень имеет больше дефектов структуры, меньшую плотность и более высокую подверженность коррозии.
Уход за бетоном после заливки
Уход за бетоном имеет цель создать такие условия твердения, при соблюдении которых бетон будет набирать заданную прочность с нужной скоростью, а его структура будет максимально качественной.
Для оптимизации процесса отвердевания решающее значение имеет обеспечение правильной температуры и высокой влажности.
После укладки бетонной смеси и ее уплотнения (если таковое производилось), проводятся специальные мероприятия по уходу за бетоном.
Защита от испарения влаги
Отвердевание бетона внешне похоже на высыхание, но на самом деле, это реакция, которая происходит с обязательным участием воды. При застывании бетона на воздухе, его поверхность быстро высыхает, и реакция гидратации прекращается. Образуется разность давления в толще бетона и на его поверхности, что приводит к появлению дефектов в виде трещин .
Для защиты от пересыхания поверхность бетона закрывают водонепроницаемыми материалами, такими, как пленка, брезент, в некоторых случаях, слой опилок или песка, который постоянно смачивают.
Обеспечение равномерной температуры
При заливке массивных конструкций (например, плит фундамента) возникает еще одна проблема – температурный градиент.
Реакции гидратации происходят с выделением тепла. В массивных конструкциях возникает разница между температурами в толще бетона и на его поверхности. В толще слоя бетона температура может достигать 50–80°С. Если разница с температурой поверхности превышает 20–30°С, может произойти разрыв структуры бетона, что влечет интенсивное образование трещин на внешней стороне конструкции и потерю прочности.
Чтобы предотвратить градиент температур, необходимо снизить температуру всей конструкции. Для этого, после укрытия паро- или водонепроницаемым материалом, на поверхность бетона льют холодную воду, меняя ее после нагрева.
Важно!
Снижение температуры не должно быть резким. Допускается снижать ее на 1–2° С в час, а для некоторых типов конструкций не более, чем на 12–13°С в сутки (эта информация указывается в регламенте).
Для проведения этих мероприятий необходимо знать точную температуру в толще бетона; по регламенту, ее необходимо измерять в первые сутки каждые 1–2 часа, а затем 1 раз в 8 часов и фиксировать полученные данные в специальных журналах . Для того, чтобы иметь возможность измерять температуру, при заливке в бетон вставляют трубочки на расстоянии не более 8 м друг от друга.
Защита от охлаждения
В зимнее время возникает задача сохранить тепло в бетоне , поскольку при температуре ниже плюс 5 ° С затвердевание прекращается. Главной задачей становится обеспечение твердения до приобретения бетоном критической прочности.
Важно!
Критической прочностью называют прочность в зимнее время, по достижении которой замерзание воды в порах бетона уже не носит разрушающий характер (обычно 30-50% от расчетной прочности).
Используются разные методы сохранения тепла:
Прогрев электродами или инфракрасным излучением (последнее технологически сложно).
Установка тепляков с прогретым воздухом.
Использование сохраненного тепла реакции гидратации («тепловой осмос» или «метод термоса), для которого поверхность бетона укрывают теплоизоляционными материалами, такими, как минераловатные плиты, рулонные материалы в несколько слоев.
Противоморозные добавки. Если раньше использовался хлорид кальция, сейчас его применение, как и других хлоридов, не рекомендуется из-за агрессивного воздействия на арматуру. Чаще используют формиат кальция или натрия и другие соли-электролиты, снижающие температуру замерзания воды либо готовые комплексные добавки, обладающие не только противоморозным, но и пластифицирующим действием.
Применение добавок-ускорителей совместно с тепловой обработкой. В этом случае добавки нужны для быстрого достижения критической прочности, затем, при помощи согревающих или сохраняющих тепло мероприятий, обеспечивается оптимальная температура до достижения расчетной прочности бетона.
Надо ли поливать бетон водой?
Поскольку водная среда оптимальна для завердевания, полив бетона водой целесообразен, но только в летнее время, особенно, в жаркую погоду. Интенсивное обеспечение влажности позволяет снизить вероятность появления дефектов.
Набор прочности бетона – сложный химический процесс, который зависит от множества факторов. Для оптимизации строительных работ используются методы тепловлажностной обработки бетона. Современное решение – использование специальных добавок, регулирующих скорость отвердевания.
Читайте также: