Как долго схватывается цемент

Для начала давайте выясним, что это за процесс — схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).

Уточним: все процессы в бетоне, строго говоря, правильнее называть гидратацией цемента. По понятным причинам куда более стойкие химически кварцевый песок и щебень в реакцию не вовлекаются.

Химическая модель

При контакте портландцемента с водой одновременно запускается несколько химических процессов, сводящихся к превращению окисей и солей алюминия и кальция в, соответственно, гидроалюминаты и гидросиликаты.

Основные реакции имеют следующий вид:

• 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
• Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
• 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.

Все три реакции протекают с выделением незначительного количества тепла. Полная гидратация цемента требует его смешивания с водой в пропорции 1:0,4; при этом в собственно химические процессы вовлекается примерно 60% от общего количества воды. Остальная жидкость остается запертой в ячейках будущего бетона, формируя его пористую структуру; она будет испаряться в течение нескольких недель или даже месяцев.

Параллельно с гидратацией составляющих цемент минералов в массе бетона протекает несколько более медленных реакций, которые постепенно приводят к набору бетоном марочной прочности:

• Гашеная известь Ca(OH)2 в союзе с углекислотой постепенно превращается в прочный и слаборастворимый карбонат кальция CaCO3.

Несколько минералов, большей частью состоящих из карбоната кальция.

• Присоединение к этой реакции двуокиси кремния порождает не менее прочные и стабильные силикаты кальция.

Физическая модель

Как процесс выглядит с точки зрения происходящих в массе бетона физических процессов?

Схематическое изображение разных этапов гидратации цемента.

Схватывания бетонной смеси

Эта стадия занимает достаточно короткий промежуток времени и не превышает нескольких часов. На схватывание бетона существенное воздействие оказывает температура окружающей среды. При расчете времени схватывания бетона, оптимальной температурой принято считать 20 о С. При такой температуре процесс схватывания начинается спустя 2 часа после того, как цемент был затворен водой и заканчивается спустя один час.

Время доставки бетона должно быть рассчитано так, чтобы схватывание бетона не началось в пути.

Используя специальные добавки можно ускорить или замедлить этот процесс. Немаловажным параметром является также и марка используемого для приготовления бетона цемента.

Расчетное время схватывания для бетона различных марок:

• Бетон М200 – расчетное время 2 … 2,5 часа;
• Бетон М 300 – расчетное время 1,5 … 2 часа;
• Бетон М 400 – расчетное время 1 … 2 часа.

Практическая часть

Важно знать, какую прочность имеет бетон в каждый определенный момент времени, поскольку эти сведения при строительстве фундамента дома важны. Они дают возможность понять:

Чтобы грамотно ответить на вопрос, сколько должен сохнуть бетон для достижения полного набора прочности, необходимо рассмотреть все влияющие на это факторы. Сначала важно определить время схватывания. Сделать это строитель должен еще до начала замешивания смеси, чтобы избежать нарушений в технологии.

Для цементов с нормальным временем схватывания можно привести следующие значения:

Совет! Наиболее оптимальным значением температуры воздуха для большинства строительных работ является значение +20ᵒС. Именно эта температура может обеспечить высокое качество готовой конструкции.

Среднее значение времени набора 100% марочной прочности принимают равным 28 суткам. Но важно помнить, что это время приведено для нормальных условий (влажности и температуры). Марочная прочность — величина, которая указывается заводом производителем. В зависимости от того, какой ГОСТ для маркировки использует завод, она обозначается в МПа (для классов по ГОСТ 26633-2012, например, В20) или кгс/м² (для марок по ГОСТ 26633-91*, например М250).

Важно! Конечное значение прочности может превышать марочное, оно достигается в течение нескольких месяцев или даже лет. Но при проектировании в расчет берется именно марочная величина.

Согласно СП «Несущие и ограждающие конструкции» опалубку с фундамента дома можно снимать после набора прочности бетона более 70%. Если есть обоснования, позволено снизить это значение до 50%. Чтобы выполнить это требование, необходимо знать, сколько сохнет фундамент. При этом учитываются температурные условия и тип вяжущего.

Для определения времени распалубки, стоит ознакомиться с таблицей, которая приведена для классов бетона В15 — В22,5 (М200 — М300, наиболее распространенные варианты для строительства частного дома) при использовании портландцемента марки ЦЕМ 32,5 и ЦЕМ 42,5 (ПЦ400 и ПЦ 500 по старой маркировке).

Исходя из таблицы, можно сказать, что проще всего сократить сроки возведения в летний период, когда среднесуточная температура находится в районе 20 градусов. В этом случае опалубку для нормально твердеющего портландцемента без опасений можно снимать через неделю или чуть меньше.

График набора прочности бетона в зависимости от температуры.

Как только температура снижается, набор прочности замедляется. Так, например для того же нормально твердеющего портландцемента в средней полосе России с холодным летом или теплой осенью придется выждать не менее 4 недель, перед тем как фундамент из бетона высохнет достаточно для снятия опалубки и продолжения строительства.

Какие методы бетонирования применяют при низких положительных и отрицательных температурах

Существует несколько видов технологических мероприятий, позволяющих выполнять бетонирование в температурных условиях, далеких от оптимальных. Конкретный способ или комплекс мероприятий обеспечения качества зимнего бетонирования выбирают на основании сравнительных технико-экономических расчетов, которые обычно проводятся на стадии проектирования объекта.

Повышение температур компонентов перед замешиванием

Один из вариантов бетонирования при пониженных температурах – подогрев компонентов:

• крупного и мелкого заполнителей – до +60 °C;
• воды – до +90 °C;
• цемента – только до комнатных температур, выше его нагревать нельзя, поскольку он утратит свои вяжущие свойства.

Метод термоса

Разогрев компонентов может быть частью технологического приема, называемого «горячим термосом». В этом случае смесь заливается в утепленную опалубку. Благодаря начальному теплосодержанию смеси и выделению тепла при гидратации цемента, создаются приемлемые условия для схватывания продукта. Утепленная опалубка сохраняет выделенное тепло. Для теплоизоляции используются: сено, солома, ветошь. При зимнем бетонировании (при -5 °C и ниже) утепления опалубки недостаточно. В этом случае понадобится ее обогрев одним из ниже описанных способов, что повлечет дополнительные материальные затраты.

Внимание! Максимальное выделение тепла при гидратации обеспечивают высокомарочные портландцементы.

Наиболее эффективным является сочетание метода «термоса» и противоморозных добавок.

Обогрев тепловыми пушками или печами в «тепляках»

«Тепляками» называют временные сооружения по типу теплиц, внутри которых устанавливают тепловые пушки, работающие на дизтопливе или газе. При использовании этого метода требуется постоянное увлажнение поверхности бетонного элемента. Такой способ обогрева применяют на стройплощадках, удаленных от источников централизованного электроснабжения.

Технологии электрического подогрева

Один из способов подогрева твердеющего бетона – использование электрических термоматов, которые раскладывают по поверхности бетонного элемента и подключают к источнику электропитания. Температурный режим работы термоматов определяется в проектной документации.

Для вертикально расположенных и труднодоступных бетонных элементов используют инфракрасные излучатели. Интенсивность и направление нагрева регулируются отражателями.

Один из современных способов электроподогрева – использование специальных кабелей и электродов, которые укладывают в опалубку перед заливкой смеси. Это затратный способ, требующий предварительного определения его экономической целесообразности.

За какое время схватывается и сколько сохнет фундамент

Итак, в обычных условиях (примерно 20 градусов) с бетоном происходит следующее:

1. В течение часа начинается схватывание. За это время надо уложить свежую смесь и разровнять её.
2. Спустя 24 часа схватывание завершается и начинает сохнуть. Бетон твёрдый на вид, но не набрал достаточную прочность, чтобы его можно было подвергать нагрузкам.
3. На 3-й день после заливки по бетону можно ходить, так как фундамент прочный на 50%.
4. На 7-й день можно снимать опалубку.
5. Спустя месяц бетон высох и прочность достаточная, чтобы продолжать работы.

Как самостоятельно рассчитать время окончательного застывания бетона в опалубке?

Производство бетонных работ своими руками должно подчиняться строительным нормам и правилам, только соблюдение всех строительных нормативов гарантирует прочность возведенных конструкций и их дальнейшую безопасность. Сюда стоит отнести и время, за которое сохнет бетонная смесь, залитая в опалубку.

Полностью застывший бетон набирает проектную прочность, поэтому очень важно не нарушить процесс застывания бетонной смеси преждевременно.

Сколько времени потребуется для набора прочности?

Процент набранной конструкцией прочности определяется по строительной формуле:

Rn = R28 (lgn/lg28)

R28 — марка бетона, использованного при заливке конструкций (например, М 100 или М 200).

n —количество дней, прошедших с момента заливки бетона в опалубку.

Первые двое суток исключаются из периода расчета прочности строительной конструкции.

Контрольными датами для набора прочности для бетонных конструкций являются 3, 7 и 28 дней.

Практически выявлено, что к концу второй недели после заливки бетона в опалубку конструкция набирает до 70% проектной прочности (сколько процентов прочности набирает конструкция в каждом практическом случае, зависит от совокупности факторов). Строительные конструкции повышенной сложности из бетона М 400 набирают прочность дольше, чем обычные конструкции, этот процесс может длиться от 1,5 до 2 месяцев.

Время застывания цементного раствора

Ноя Олег Нестеров. Мар Дек Апр Фев Сергей Степаненко.

Содержание Свернуть Особенности процесса застывания Влияние на скорость высыхания цемента. Кроме того, правильная схема действий по заливке цемента — залог скорого и легкого высыхания. Рассмотрим подробнее, сколько времени надо для застывания цемента.

Сколько времени застывает бетон: особенности, график, таблица

С целью получения качественного результата, первым делом необходимо приготовить бетонный раствор, соблюдая определенные пропорции. Консистенция самого раствора имеет непосредственное влияние на процесс застывания. В первые же сутки после вылитой цементной смеси, она твердеет.

Но, безусловно, ещё не является достаточно прочной, чтобы осуществлять на ней какие-либо работы. Малейшая нагрузка может способствовать многочисленным повреждениям. Процесс твердения начинается практически мгновенно, и постепенно замедляет темп.