Время застывания бетона м200, м300, м400

Время застывания бетона м200, м300, м400

13.03.2018

Со времен Древнего Рима люди используют уникальные свойства бетона. Смесь цемента, воды, песка и прочих компонентов становится твердой, как камень, через некоторое время. Изобретение железобетона на рубеже 19-20 веков открыло эру строительства многоэтажных зданий, позволило перекрывать большие пролеты. Чтобы ни строилось — фундамент времянки или двадцатиэтажный монолитный многоквартирный дом, необходимо знать время застывания бетона, указывающее, когда он приобретет нужные параметры. В противном случае не получится создать конструкцию, имеющую нормативную прочность.

Купить бетон в Ростовской области у зарекомендовавшей себя фирмы гораздо выгоднее, чем размешивать его вручную или в бетономешалке. Ведь у профессионалов имеется все необходимое оборудование.

Процесс застывания бетона

Застывание бетона — это химический процесс, в результате которого начинается реакция компонентов с водой, а на выходе получаются гидросиликаты калия.

Факторы застывания бетона:

1. толщина слоя;
2. температура;
3. марка — то есть, содержание цемента в бетоне;
4. наличие добавок, например, антиморозных;
5. влажность окружающей среды;
6. наличие ветра.

Оптимальная температура для застывания от 15 до 20 градусов Цельсия. Но если бетон схватывается при жаркой погоде, а также дует сильный ветер, то раствор быстро обезвоживается. Застынет раствор максимально быстро, но в итоге не будет достигнуто максимальной твердости.

Застывание включает два этапа — схватывание от затвердение бетона, то есть перемешивания компонентов с водой до того момента, когда раствор становится твердым. Обычно на это уходит несколько часов. На время схватывания бетона влияет температура, состав раствора, влажность. Он длится от 15 минут до одних суток. Например, если в раствор добавлено немного гипса, химическая реакция займет менее получаса. Твердение — это растянутая во времени реакция, когда бетон набирает нормативную прочность.

Факторы, влияющие на твердение цементного раствора

Для набирания максимальной прочности нужно снизить отрицательное влияние к минимуму. В числе параметров, влияющих на твердение:

1. Влажность — оптимальные показатели составляют не менее 90%. Для ее регулирования бетонный фундамент могут закрывать мокрыми опилками, поливать из лейки, закрывать пленкой. При высыхании бетон уменьшается в размерах. Если процесс идет неравномерно, верхние слои буду содержать трещины. Это отрицательно скажется на прочность конструкции.
2. На открытом воздухе наличие ветра может негативно сказаться на прочности. Под солнечных лучей и порывов ветра, наружные части будут высыхать быстрее, наберут меньшую прочность, чем внутренние. Для защиты от негативных воздействий фундамент покрывают пленкой или мешковиной.
3. Температура — оптимальный показатель 20 +/- 10 градусов. Если бетонирование происходит при отрицательной температуре, чтобы достичь нормальной твердости, добавляют соль, хлорид калия и прочие. Но чаще на стройках используют тепловые пушки, чтобы процесс шел более равномерно. При сильном морозе на фундамент кладут маты для сохранения температуры. При жаре вода испарится быстро, и не успеет произойти нужная химическая реакция. Стараются повысить влажность бетона.
4. Состав смеси — чем выше марка, тем больше цемента в растворе и быстрее он твердеет. Различные добавки могут ускорять процесс — хлорид калия, сульфат натрия.
5. Наличие пузырькой воздуха — избавиться от них помогает тромбовка вручную, виброплитой или с помощью штыкования лопатой.

Время схватывания бетона М200 2-2,5 часа, время твердения 14-28 суток. Бетон марки М400 схватывается 1-2 часа, твердеет — 7-14 суток. Подробнее узнать все параметры можно узнать из таблицы:

Таблица застывания бетона

Заказать бетон любой нужной марки в Ростове-на-Дону можно в нашей компании. Необходимое Вам количество от одного до нескольких десятков кубометров будет доставлено на стройплощадку в сжатые сроки.

Гидратация цемента

Гидратация цемента — химическая реакция цемента с водой с образованием кристаллогидратов. [2] В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, вторая — упрочнением, или твердением. [3]

Содержание

Химические реакции [ править | править код ]

Безводные минералы клинкера при реакции с водой превращаются в гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты кальция. Все реакции являются экзотермическими, то есть протекают с выделением теплоты. На скорость гидратации влияют: степень помола цемента и его минеральный состав, количество воды, которой замешивается цемент, температура, введение добавок. [5] Степень гидратации зависит от водоцементного соотношения, и достигает своего максимального значения только через 1—5 лет. [6] [

1] Степень гидратации определяется различными способами: по количеству Ca(OH)₂, по тепловыделению, по удельному весу цементного теста, по количеству химически связанной воды, по количеству негидратированного цемента, [

2] либо косвенно по показателям прочности цементного камня. [7] Продукты гидратации различаются по прочности. Основными носителями прочности являются гидросиликаты кальция. [6] В процессе гидратации клинкеров C₃S и C₂S помимо гидросиликатов кальция образуется гашёная известь Ca(OH)₂, сохраняющаяся в цементном камне и препятствующая коррозии стали внутри цементного камня. [8]

Уравнения реакций для четырёх основных клинкерных минералов выглядят следующим образом [9] :

Изменения физических свойств [ править | править код ]

При смешивании цемента и воды цементные частицы окружаются водой, которая составляет 50—70 объёмных процентов смеси. В результате химической реакции гидратации начинается образование иглообразных кристаллов. Спустя 6 часов образуется достаточное количество кристаллов и между цементными частицами формируются пространственные связи. Так происходит загустевание (схватывание) цементной смеси. [3] Процесс схватывания, вероятно, обеспечивается избирательной гидратацией клинкерных минералов C₃A и C₃S, а также развитием оболочек вокруг цементных зёрен и взаимной коагуляцией составных частей цементного теста. [11] Через 8—10 часов объём цементной смеси заполняет скелет иглообразных кристаллов, образованный преимущественно продуктами гидратации алюминатов C₃A, поэтому такая структура называется алюминатной. С этого момента начинается застывание и набор прочности, которые связаны с формированием силикатной структуры, образующейся в процессе гидратации клинкерных минералов C₃S и C₂S. Результатом реакции силикатов и воды становятся очень малые кристаллы, объединяющиеся в гомогенную тонкопористую структуру, которая и определяет итоговую прочность цементного камня. Примерно через сутки силикатная структура начинает вытеснять алюминатную, а спустя 28 суток — полностью вытесняет её. [5] На практике формирование рыхлой алюминатной структуры из гидросиликата кальция в процессе схватывания отрицательно влияет на прочностные характеристики цементного камня. Поэтому в цементный клинкер вводится гипс, количество которого ограничивается допустимой концентрацией ангидрида серной кислоты SO₃ в цементе по весу. [

3] Гипсовая добавка замедляет образование гидроалюмината кальция и каркас гидратированного цементного теста формируется за счёт гидросиликата кальция. [11]

Гидратация цемента в период схватывания характеризуется выделением теплоты: в начале схватывания происходит быстрый подъём температуры, а в конце схватывания наблюдается температурный максимум. Скорость схватывания находится в зависимости от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется. При повышении температуры скорость схватывания увеличивается, однако при значениях температуры выше 30 °C может наблюдаться обратный эффект. [11]

Для полной гидратации цементного зерна необходимо количество воды, составляющее 40 % от его массы. При этом из указанного количества воды 60 % (или 25 % от массы цемента) будут химически связаны с цементом, а 40 % (или 15 % от массы цемента) останутся в порах геля. [12] Средняя величина удельного веса продуктов гидратации в насыщенном водой состоянии составляет 2,16. [13] Та часть воды (25 % от массы цемента), которая вступает в химическую реакцию с цементом, претерпевает объёмную контракцию (сжатие) в процессе реакции, составляющую примерно 25 % от её объёма. В итоге образующийся цементный камень частично уменьшается в объёме. Этот процесс называется усадкой, а величина уменьшения объёма — объёмом усадки. [12]

При полной гидратации цементного клея объём пор будет составлять примерно 28 [15] —30 [12]  % от объёма образующейся структуры геля. При этом величина пористости геля в основном не зависит от водоцементного отношения смеси и степени гидратации, а является характерным показателем для марки цемента. [16] Размер гелевых пор составляет примерно 1,5—2 [15] (1—3 [17] ) нм в диаметре. [

4] Часть общего объёма цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации, образует взаимосвязанную систему капиллярных пор, беспорядочно распределённых по всему цементному камню. Капиллярная пористость цементного камня находится в прямой зависимости от водоцементного отношения смеси и в обратной зависимости от степени гидратации. Чем больше величина водоцементного отношения, тем больше капиллярных пор. В то же время по мере роста степени гидратации цемента будет уменьшаться объём капиллярных пор. Размер капиллярных пор составляет примерно 1,27 мкм. [19]

Структурно продукты гидратаци представляет собой гель, а сам процесс гидратации классифицируется как гелеобразование. [5] В процессе гидратации значительно увеличивается площадь поверхности твёрдой фазы цементного геля, что влечёт за собой повышение адсорбции свободной воды. При этом сохраняется расход воды в реакциях гидратации. Следствием этих двух процессов становится самовысушивание — явление уменьшения относительной влажности в цементном тесте. Самовысушивание снижает степень гидратации, поэтому для нормального протекания процессов твердения цементного теста необходимо поддерживать уровень влажности, как одно из условий нормального набора прочности. Процесс самовысушивания также компенсируется избытком воды при затворении цементной смеси (при значениях водоцементного отношения 0,5 и более). [20]

Замедлители схватывания бетона

На производстве или строительстве возникают ситуации, когда становится необходимостью замедлить процесс твердения бетона. В таких случаях применяются добавки-замедлители схватывания смеси.

Принцип действия замедлителей твердения

Из молекул ПАВ (поверхностно-активных веществ) на поверхности частиц цемента сформировываются адсорбционные оболочки, что увеличивает концентрацию вещества на границе двух фаз: жидкой и твёрдой. Проще говоря, эта добавка замедляет кинетику твердения. Вязкость при этом увеличится, но если смешать больше ПАВ, чем допустимо, это приведёт к затруднению прохождения воды к частицам цемента, замедлению гидратации или вовсе её прекращению. Поэтому важно соблюдать процентное соотношение массы цемента и замедлителя.

Нужно учитывать, что прочность бетона снижается на 30% и более в промежутке до семи суток. А вот спустя 28 суток прочность застывшей смеси, наоборот, увеличивается, а проницаемость – снижается.

Где применяются замедлители схватывания бетона

• При высоких температурах окружающей среды. В таких климатических условиях замедлитель схватывания – незаменимая вещь.
• При транспортировке на большие расстояния, а также при затруднённом движении (заторы).
• При создании высокомарочных смесей. В составах таких бетонов содержание вяжущего вещества очень высоко, что урезает время на транспортировку, заливку и укладку, а замедлители не только приостанавливают протекание процесса схватывания, но и повышают прочность конечного изделия.
• При поэтапной заливке бетона, когда необходимо залить сложную, крупную конструкцию. Таким способом добиваются монолитности изделия из бетона.
• При химических взаимодействиях со смесью замедлители уменьшают количество выделяемого тепла. При такой реакции, но уже без добавки, качество бетона может снизиться из-за излишней теплоты.

Классификация замедлителей схватывания: воздействие на состав бетона

Наиболее подходящими для этих целей классами являются первый, второй и четвёртый.

1. Добавки первого класса представляют собой электролиты, меняющие растворимость вяжущих веществ. К ним относятся амины, органические кислоты, а также спирты. На данный момент пользуются меньшим спросом.
2. Добавки второго класса взаимодействуют с вяжущими веществами, создавая труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Замедляющий эффект добавок этого класса можно объяснить появлением экранирующих плёнок, что получаются из продуктов реакции.
3. Добавки четвертого класса – наиболее походящий вариант добавок. К ним относят ПАВ, что способны адсорбироваться и на вяжущих, и на гидратных образованиях. Различают два основных вида замедлителей: химического и физического воздействий.

Первые основаны на торможении процесса роста кристаллической решётки в смеси. Благодаря медленному росту решётка приобретает более сложный и равномерный вид, что положительно сказывается на прочности готового бетона. Из плюсов можно также отметить повышение показателей морозостойкости и водонепроницаемости всей конструкции. Но здесь, как и говорилось выше, необходимо соблюдать строгую дозировку. Избыток добавки в растворе может привести к критической потере прочности бетона.

Вторые сформировывают труднопроницаемую пленку на самих зернах цемента, замедляя их схватывание. Это повышает адгезию и влагозащиту, но плохо сказывается на общей прочности готовой конструкции.

Замедлитель схватывания цемента своими руками

Действительно качественный замедлитель схватывания приготовить своими руками почти невозможно. Если речь идёт о частном строительстве, лучше приготовить ровно столько бетона, сколько необходимо. Если всё же нужно замедлить схватывание смеси, то следует просто мешать раствор, не давая процессу застывания начаться. Такой способ замедления спасет бетон от застывания на полчаса-час, не больше. Добавлять больше воды в раствор, дабы замедлить застывание – плохая идея. При переизбытке воды снизится плотность и прочность раствора, что сильно повлияет на качество смеси.

В более масштабном строительстве гораздо более целесообразно будет приобрести промышленный замедлитель – так и надежнее, и пропорции легче подобрать.

Производители и марки замедлителей твердения

Хорошо зарекомендовали себя в деле следующие замедлители:

• Линамикс PC. Производитель – ООО «Полипласт». Представляет собой чистый замедлитель схватывания. Способен сохранять подвижность смеси до шести часов. Самый простой и относительно недорогой вариант добавки такого типа. Производитель рекомендует использовать его с пластификаторами своей же компании, объясняя это повышением эффекта смеси.
• Релаксор Темп-4. Производитель – ДП «Р» ООО «Будиндустрия ЛТД». Эта добавка хоть и уступает предыдущей во временном промежутке замедления, т. к. действует всего до четырех часов, но имеет дополнительные свойства: повышает подвижность бетонного раствора с П1 до П5; позволяет достичь высшей прочности смеси в ранние сроки после затвердения. Рекомендуется применять в следующих областях:
• монолитное бетонирование в температурных ограничениях от +15 °C и выше;
• кладочные растворы, а также смеси для перемещения на дальние расстояния;
• бетонирование конструкций с повышенной степенью армирования.
• Sika Retarder, бренда Sika AG. По заверению производителя, эта добавка не содержит хлоридов и иных веществ, вызывающих коррозию стали, можно применять при изготовлении железобетонных конструкций для бетонов, температурой +25 °C. Также применяется со смесями с высокой марочной прочности, или когда раствор подлежит уплотнению. Остальные характеристики схожи с предыдущим замедлителем.
• Бисил Ретардер CX производителя Drizoro реализуется компанией «ГЕЛИОС». Выгодно выделяется самым продолжительным сроком замедления схватывания – до двух суток. А также: увеличивает прочность конструкций и снижает их осадку в течение времени; улучшает связующий состав посредством уменьшения расслоения компонентов бетонной смеси. Области применения те же, что у всех добавок этого списка. При этом, Бисил Ретардер CX – довольно дорогой замедлитель, но его преимущества над другими того стоят.

Подведение итогов

В промышленном производстве использование замедлителей – необходимость. Важно разбираться в свойствах необходимой для раствора добавки, чтобы результат оказался именно таким, каким нужно. Замедлитель нужно подбирать, исходя из:

Почему штукатурка быстро схватывается в ведре и как замедлить ее застывание

Штукатурка — удобный и экономичный материал для выравнивания поверхностей. Но у нее есть один недостаток — иногда она засыхает еще до того, как нанесена на стены. Быстро схватившаяся смесь становится непригодной для использования, и ее остается только выбросить.

Сколько должна храниться штукатурка в ведре

Новая штукатурка в заводской упаковке хранится в среднем 6-12 месяцев. Но после вскрытия на срок годности продукта влияют окружающие условия:

• температура;
• влажность;
• близость отопительных приборов.

Пастообразные штукатурки начинают густеть и подсыхать, порошковые — впитывать влагу, слеживаться и комковаться, что ускоряет застывание смеси, находящейся в таре во время отделочных работ.

В меньшей степени это касается готовых шпаклевок, расфасованных в пластиковые и металлические емкости. Пастообразная масса в ведре сохнет медленно, ее остаток после использования можно герметично упаковать и долго хранить без потери качества.

Цементная штукатурка тоже не доставляет проблем в момент нанесения. Она долго не сохнет и стоит в готовом виде несколько дней.

С гипсовой смесью работать сложнее. Она быстро схватывается и становится непригодной для оштукатуривания. Правильно разведенный раствор должен сохранять нужную консистенцию в течение 20-30 минут.

Приготовленная смесь не будет застывать раньше времени, если:

• сухой состав свежий и правильно хранился;
• соблюдены технология и пропорции замешивания;
• использованы чистая тара и инструменты.

Чтобы не пришлось выбрасывать застывшую штукатурку, не стоит замешивать ее больше, чем требуется на 25 минут ремонта.

Причины быстрого застывания штукатурки в ведре

Невозможно работать со смесью, которая схватывается уже через 5 минут после разведения в ведре. Одна из причин быстрого засыхания — нарушение инструкции по приготовлению смеси.

Но дело может быть и в самой штукатурке. Если она старая, хранилась в ненадлежащих условиях дома либо в магазине, входящие в ее состав модифицирующие добавки теряют свойства. Химические замедлители нестабильны, и с течением времени все хуже продлевают жизнь готового раствора.

Просроченная штукатурка

Срок хранения штукатурки зависит от ее состава:

Такие сроки рассчитаны для смесей, находящихся в герметичной невскрытой упаковке в теплом сухом помещении. По истечении этого времени производитель не гарантирует качественное сцепление и прочность материала. Даже если визуально просроченный состав не потерял свойства, использовать его все равно не стоит.

Чтобы выявить просрочку, необходимо посмотреть дату изготовления. Обычно она пропечатана на боковой стороне мешка. На упаковке же указан срок годности, и он редко превышает год с момента выпуска.

Неправильные пропорции приготовления

Замешивание «на глаз» — основная причина неправильной консистенции штукатурки:

• слишком густая масса начинает моментально твердеть, и разбавление водой не всегда может спасти ситуацию;
• добавление порошка в раствор, получившийся жидковатым, чревато образованием комков и быстрым застыванием.

Не стоит игнорировать инструкцию по приготовлению смеси. Производитель всегда указывает соотношение ингредиентов, обеспечивающее правильную консистенцию. Как пример, популярная гипсовая штукатурка Ротбанд разводится водой в пропорции 3:2. На мешок 30 кг сухой смеси требуется примерно 18 л воды.

Не менее важна технология приготовления:

1. Тара должна быть чистой, отмытой после предыдущего замеса. Остатки старой штукатурки могут вызвать химическую реакцию в свежем растворе, и он схватится раньше времени.
2. В ведро наливается чистая холодная вода в необходимом объеме, теплая сократит срок годности состава.
3. Порошок насыпается в воду медленно, небольшими порциями. Лучше это делать руками, а не мастерком или прямо из пакета. Раствор непрерывно помешивается.
4. Смесь оставляется на 3-5 минут для набухания, и ее нужно успеть нанести на стены за 20 минут.

Производители рекомендуют перемешивать штукатурку строительным миксером, но допустим и замес вручную, если порция материала мала или того требует технология нанесения.

Неправильное хранение

Сухие строительные смеси хранятся при плюсовой температуре, в отапливаемом помещении с нормальной или низкой влажностью. Желательно не складировать их на полу, а разместить на деревянном поддоне.

Упаковка из крафт-бумаги не предотвращает намокание порошка и поглощение влаги из окружающего воздуха. В результате штукатурка портится: слеживается, образует комки, плохо растворяется и густеет через несколько минут после разведения.

При покупке оцените условия хранения материалов в магазине. На мешках со штукатуркой не должно быть разрывов, потеков, следов промокания. От покупки поврежденных упаковок лучше отказаться.

На ремонтируемом объекте должна быть создана правильная обстановка для хранения. Подходит любое сухое теплое помещение с температурой 15-18 °C, хорошо проветриваемое, вдали от источников влаги. Нельзя хранить сухие смеси на открытом балконе, на неотапливаемой лоджии или в гараже в холодный сезон.

Вскрытые и порванные мешки идут в работу в первую очередь. Если это невозможно, нужно исключить попадание влаги и воздуха внутрь, поместив упаковку в герметичный пакет.

Как хранить приготовленную штукатурку в ведре, чтобы она не твердела

Если в ведре осталась штукатурка и хочется сохранить ее, это не всегда возможно:

• готовая паста не застывает в заводской упаковке в течение всего срока годности;
• цементную смесь типа «Ветонит» можно оставить на пару дней;
• растворы на основе гипса используются сразу и хранению не подлежат.

Можно ли хранить конкретный состав, производитель указывает в инструкции.

В каком ведре лучше хранить

Пастообразные фасованные штукатурки после использования оставляют в «родных» упаковках. Для лучшей герметизации желательно удалить смесь с ободка ведра и очистить крышку. Тара плотно закроется и не будет пропускать воздух и влагу.

Цементный раствор допустимо оставить в ведре или тазу, накрытом полиэтиленом, не более, чем на сутки. Для длительного хранения остатки помещаются в герметичный пакет, а пакет — в ведро с крышкой. Закрытая упаковка предотвращает высыхание цемента.

Куда поставить ведро, чтобы штукатурка дольше хранилась

Тару с остатками штукатурки нужно хранить в помещении. Продлят годность материала:

• комнатная температура;
• нормальная влажность;
• защита от прямых лучей солнца;
• отсутствие поблизости нагревательных приборов.

Отдельные виды готовых шпаклевок чувствительны к температурам, условия хранения стоит уточнить в инструкции.

При какой температуре лучше хранить

Любые штукатурки плохо переносят жару. При температуре выше 25 °C повышается вязкость, состав густеет и некачественно ложится на поверхность. Холод тоже негативно влияет на консистенцию и адгезионные качества материала.

Пастообразные штукатурки в закрытых ведрах не требуют специальных условий хранения, кроме температуры выше +5 °C. Латексные смеси не твердеют даже при 0 °C.

Что добавить в штукатурку для замедления схватывания

Чтобы увеличить время жизни штукатурной смеси, в нее добавляют замедлители схватывания: от стирального порошка до лимонной кислоты.

Популярные народные методы продления годности раствора:

1. Развести 1 часть клея ПВА в 4 частях воды перед замесом штукатурки.
2. Приготовить обойный клей КМЦ, после настаивания разбавить водой до жидкой консистенции. Довести объем до необходимого и засыпать гипсовый порошок.
3. Добавить в воду жирное молоко (⅕ от объема), использовать как основу для разведения штукатурки.
4. 4 ст. л. уксуса на 1 л воды замедлит схватывание гипса на 40-50 минут.
5. Пакетик лимонной кислоты, растворенный в ведре воды, предотвратит быстрое засыхание состава.
6. Сделать штукатурку на мыльном растворе (200 мл жидкого мыла на 1 л воды).

Эти методы помогут поработать с гипсовой штукатуркой примерно на полчаса дольше, но злоупотреблять ими не стоит, чтобы не ухудшить качество покрытия.

Как восстановить засохшую штукатурку

Засохшую гипсовую и цементную штукатурку реанимировать нельзя. Гипс подлежит утилизации, а окаменевший цемент можно раскрошить и использовать для других целей: благоустройства двора, заделывания дорожных ям или установки заборных столбиков.

Застывшую в ведре пастообразную штукатурку можно попробовать восстановить — развести жидкостью, в зависимости от состава:

• водой — акриловую и латексную штукатурку;
• олифой — масляную шпатлевку.

После добавления жидкости смесь тщательно перемешивается и становится пригодной для работы.