Как ускорить застывание бетона. Сезонная специфика

Как ускорить застывание бетона. Сезонная специфика

Твердение смесей на цементном вяжущем сопровождается двумя процессами — незначительным увеличением объёма и выделением тепла. Из-за этого протекание реакций отверждения может существенно отличаться в зависимости от внешних условий.

Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации. Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

Выделение тепла может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. Для начала нужно понимать, что нагрев твердеющей бетонной массы наиболее ярко выражен в первые 50 часов после приготовления смеси. Интенсивность нагрева возрастает соразмерно габаритам изделия, ведь из толщи бетона сложнее отводить тепло. Также нужно учесть, что бетон с высоким содержанием цемента будет нагреваться сильнее низкомарочного.

При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру. Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50–60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо. Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7–10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

Ускоритель твердения бетона своими руками. Как ускорить процесс твердения бетона

Существуют разные способы ускорения твердения бетона, самым действенным среди которых является использование химических присадок.

От чего зависит скорость твердения

На отвердевание бетона влияют такие факторы:

1. Температура воздуха.

   Чем она ниже, тем больше времени требуется выжидать перед демонтажем опалубки. Для набора прочности требуется нормальная влажность. Отклонение показателя от нормы в большую или меньшую сторону нарушает гидратацию цемента. В жару бетон быстро застывает, однако конструкция получается хрупкой. Оптимальным для бетонирования временем считается сентябрь.

2. Марочная прочность.

   Чем больше этот показатель, тем быстрее схватывается материал.

3. Предполагаемая нагрузка на монолитную конструкцию.

   Вертикальные опалубки удаляют раньше горизонтальных. Такое правило действует и в отношении ячеистых бетонов.

   

   Способы ускорения процесса

   Существует 2 метода, применяемых для быстрого схватывания строительной смеси: автоклавная обработка и введение химических добавок — ускорителей твердения бетона.

   Первый способ невозможно использовать при построении конструкций своими руками. Бетонный блок нужно помещать в особую камеру с высокой влажностью. Обработка горячим паром позволяет бетону набрать прочность за 2-3 часа.

   Действие добавок-ускорителей твердения

   Принцип действия затвердителя основывается на ускорении химических реакций между ингредиентами смеси. Под воздействием добавок образуются гели, впитывающие большой объем влаги.

   Ускорители оказывают разные влияния на бетон:

   • увеличивают площадь поверхности монолита, уменьшая средний размер пор;
   • ускоряют связывание воды (это достигается благодаря самопроизвольному повышению концентрации растворенных компонентов);
   • положительно влияют на структуру искусственного материала на всех уровнях (увеличивается количество микропор, уменьшается число макропор).

   

   Основные виды добавок

   Существуют такие типы добавок для быстрого твердения бетона:

   1. Сухие упрочнители для бетонной стяжки (топпинги).

      Смеси содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим повреждениям наполнители. Иногда добавляются химические вещества. Такой состав наносят на свежеуложенный бетон, в результате чего на поверхности образуется твердое покрытие.

   2. Газообразователи.

      Способствуют вовлечению воздуха в структуру материала. Средства используются при производстве газобетона. Добавление веществ снижает вес конструкции, но негативно сказывается на ее прочности. Самым распространенным представителем этой группы добавок является алюминиевая пудра. При добавлении средства одновременно выполняют виброобработку. Пудра в сочетании с цементом образует алюминат кальция, ускоряющий схватывание.

   3. Ускорители набора прочности.

      Комплексные добавки сокращают время получения высоких эксплуатационных качеств в 2-3 раза. Раннее снятие опалубки ускоряет процесс строительства. Добавки используются для восстановления свойств длительно хранившегося цемента. Потерь прочности бетона при использовании такого материала не наблюдается.

   4. Ускорители схватывания.

      Ускоряют первичное твердение смеси. Используются при проведении аварийного ремонта, заделке отверстий в бетонных емкостях. В эту группу входит жидкое стекло.

Жидкое стекло, как ускоритель твердения бетона. Способы применения жидкого стекла для бетона

Существует два способа защитить конструкции из бетона и железобетона от влаги при помощи силикатных растворов –  выполнить покрытие бетона жидким стеклом или ввести его в состав бетонного раствора на этапе изготовления монолитной конструкции. Рассмотрим, за счет чего формируется защитный барьер при нанесении состава на поверхность, и что дает жидкое стекло в бетоне.

Внешняя обработка

Силикаты, растворенные в воде, при заливке бетона жидким стеклом проникают в верхние слои конструкции через поры, движутся по капиллярам. При контакте с цементным связующим силикаты кристаллизуются. Возникшее в результате химической реакции вещество является водонерастворимым, оно устойчиво к воздействию кислот.

Поверхностная обработка производится для защиты от влаги:

• фундаментных оснований;
• стен и полов во влажных помещениях, подвалах, цокольных этажах;
• балконов и перекрытий;
• внутренней поверхности бетонных резервуаров, колодцев, монолитных чаш бассейнов и т.д.

Добавление в состав бетона

Для чего добавляют жидкое стекло в бетон? Введение в состав бетона силикатов калия и натрия позволяет получить материал, который после высыхания характеризуется уменьшенным диаметром капилляров и пор. Монолитные конструкции, выполненные из такого материала, характеризуются низким коэффициентом водопоглощения, повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги, термостойкостью.

При добавлении жидкого стекла в бетон важно соблюдать пропорции: силикатный раствор должен составлять не более 2-5% от общей массы. Превышение указанной нормы приводит к ухудшению механических показателей бетона – он становится чрезмерно хрупким.

Бетон с добавлением силикатов применяется при строительстве гидротехнических сооружений, а также для обустройства:

• фундаментов построек на водонасыщенных грунтах и участках, склонных к подтоплению;
• фундаментов каминов, уличных очагов, домашних печей;
• колодцев и септиков;
• уличных и закрытых бассейнов.

Цементно-песчаный раствор с добавлением силикатов применяется для ремонтных работ в аварийных ситуациях – он в короткие сроки схватывается, образуя гидрофобный материал, и позволяет ликвидировать течь.

Как ускорить высыхание цемента. Время высыхания цементных смесей

Схватывание цементного раствора, изготовленного с соблюдением технологии и пропорций, начинается сразу же после заливки в форму или на поверхность. Но требуется определенное время, чтобы прочностные характеристики достигли максимума. Если приложить существенную нагрузку до полного отвердения, материал потрескается или разрушится.

Время схватывания в различных условиях

Процесс застывания включает в себя два этапа — схватывание и отвердение. Полное высыхание может занять несколько лет, поэтому в обиход введено понятие расчетной прочности — величины, показывающей, что залитая конструкция окрепла достаточно для начала эксплуатации.

Срок, который полагается выждать перед началом следующего этапа работ, существенно зависит от назначения стяжки. При оптимальных условиях он составляет:

• При бытовом использовании, например, цементная стяжка пола в квартире — 72 часа.
• В общем случае строительных работ — 30 суток.
• При создании мощных фундаментов увеличенной толщины под здания или промышленное оборудование — 90 суток.

Чтобы схватившийся бетон набирал прочность, необходимо увлажнять его поверхность, исключить воздействие прямых солнечных лучей. Помимо этого важно не допускать сквозняков в помещении.

Что влияет на время схватывания?

Выделяют ряд факторов, оказывающих существенное влияние на время, которое понадобится для твердения. Среди них такие показатели, как:

• толщина слоя;
• температура окружающей среды;
• влажность окружающей среды;
• качество цементной смеси и соблюдение технологии разведения;
• специальные добавки.

При нормальных условиях и толщине покрытия не более 40 мм за неделю закрепляется 10 мм слой. Для полного высыхания бетона потребуется 28 дней.

Второй существенный фактор — это температура воздуха в помещении. При 20°С процесс схватывания начинается через 2 часа после замешивания. При 0°С для этого требуется 20 часов. Все это время раствор сохраняет подвижность. Поэтому, если производить с ним какие-либо действия, можно существенно отложить момент начала твердения.

Оптимальной влажностью для схватывания бетона или ЦПС считается 90 %. Уменьшение этого показателя может приводить к хрупкости конструкции и растрескиванию поверхности.

Также существенное влияние оказывает качество применяемого материала и правильное соблюдение пропорций при разведении. Необходимо проверять срок годности, указанный на мешках, нельзя допускать использования просрочки. Раствор при приготовлении требуется тщательно перемешивать, так как если в каких-либо местах образуется неравномерность, то на покрытии появятся трещины. Добавление излишнего количества воды к цементно-песочной смеси приведет к увеличению времени схватывания.

Способы ускорения твердения

В реальности не всегда удается соблюсти все предписанные требования и создать идеальные условия для бетонирования. Могут отличаться температурные показатели или возникать иные причины, требующие ускорения процессов схватывания и твердения. Для таких случаев был разработан ряд вспомогательных мер:

1. Подогревание помещения. Может производиться с помощью отопительных приборов или специального кабеля, проложенного при заливке.
2. Использование препаратов, уменьшающих время затвердевания. Среди них соединения кальция, карбонат калия, три натрий фосфат.

Помимо ускорения процесса схватывания стяжки из бетона до 80 % применение специальных добавок помогает повысить морозостойкость и формовочные свойства, а также понижает водопроницаемость. Химические средства обычно нужны при строительстве в зимнее время или при сжатых сроках, отведенных на проведение работ при значительной толщине стяжки. Также полезны они и при производстве железобетонных изделий в больших количествах, так как позволяют приобретать меньше форм при сохранении качества готовой продукции.

Применение ПАВов же напротив увеличивает время твердения бетона, поэтому зачастую они используются при доставке готового раствора к месту строительства. Рекомендуют добавлять их в виде моющего средства и при создании стяжки, чтобы смесь не схватилась в процессе заливки помещения. Но при этом важно соблюдать пропорцию сто грамм на ведро воды, иначе пол будет высыхать дольше.

Что добавить в раствор для быстрого схватывания. Отечественные добавки твердения бетона

Существуют следующие добавки отечественного производства:

1. Форт УП-2 . Продукт комплексного типа. При его использовании прочностные показатели повышаются на 30-70% от нормы в течение первых суток в растворах цемента с различной степенью подвижности. Состав продается в виде сухого порошка коричневого окраса. В его составе лежат натриевые соли, которые вводятся после предварительного затворения смеси водой. При внесении Форт УП-2 можно уменьшить расход вяжущего на 8-12% и повысить итоговую прочность конструкции на 10%. Применять этот порошок можно не только для затвердения стандартных строительных смесей, но и для легких и ячеистых бетонов.
2. Асилин-12 . Состав продается в виде раствора жидкой консистенции. Применяют при изготовлении пеноблоков. Раствор добавляют в бетонную смесь, когда температурные показатели воздуха выше +25 градусов тепла или ниже 10 градусов.
3. Хлористый кальций . Этот состав разработан для ускоренного затвердевания бетона и улучшения его стойкости к износу. Хлористый кальций изымает влагу из окружающей среды и удерживает ее в бетонной смеси.
4. Конкрит-Ф . В основе средства хлористый кальций, который в значительной степени сокращает период затвердевания. К достоинствам Конкрита-Ф стоит отнести повышение износостойкости, стойкости к низким температурам и ускоренную эвакуацию заливаемых элементов из форм и опалубки. Порошок полностью растворим в воде и добавляется при затворении сухих составов. Использовать Конкрит-Ф можно при изготовлении бетонной смеси для производства тротуарной плитки. Полученные изделия не имеют сколов и пустот, а процесс их изготовления происходит намного быстрее.
Релаксор . Это суперпластификатор, который производят в виде порошка, пасты или раствора. Средство комбинированного действия, а применяют его для быстрого схватывания и увеличения прочностных показателей бетона. Не менее эффективен Релаксор в качестве добавки, противостоящей низким температурам. Рекомендован к применению при заливке бетонным раствором монолитных конструкций. Так как твердение бетона происходит быстро, то уже через 24 часа можно снимать опалубку. Если состав применять в сочетании с электропрогревом, то длительность затвердевания сокращается на 3-6 часов. При введении добавки снижается расход цемента до 30%.
5. Реламикс . Эта линейка препаратов включает 8 марок с различным составом и целевым предназначением. Все виды комплексные, обеспечивают высокие прочностные показатели на ранних сроках схватывания. Также они повышают водонепроницаемость бетонной конструкции и ее стойкость к отрицательным средам и подвижность. Получить максимальный эффект от применения можно при изготовлении высококлассных растворов. Основные достоинства добавки: экономичный расход, стандартная доза не выше 1%.

Как уменьшить время схватывания цемента. От чего зависит время высыхания цемента

На прочность, долговечность, соответствие заявленным характеристикам смеси влияют несколько факторов, в том числе сколько застывает цемент. Регулировать этот процесс можно двумя способами: температурой и выбором марки связующего.

Цифры в маркировке цемента означают его прочность, измеряемую в кг/см2. Чем выше это значение, тем быстрее сохнет смесь. Марку прочности указывают на упаковке. Соответственно М 200 будет сохнуть дольше чем М 400.

Немаловажным фактором для определения — сколько сохнет цементный раствор, становится температура. Оптимальным значением для этой операции является диапазон 15-25° C. При более низкой температуре время существенно увеличивается. Значения выше 30° C тоже не очень благоприятно влияют на качество застывающей смеси. Необходимо применять дополнительные меры по предотвращению преждевременного высыхания и контролю над происходящим процессом.

Самое быстрое и качественное затвердение бетона происходит при применении технологии, использующейся на предприятиях по выпуску ЖБИ. Сколько времени застывает цемент при формировании, например, плит перекрытия? Через 12-18 часов бетон набирает 90% от заявленной прочности. Такая скорость высыхания возможна только на специальном оборудовании, которое обеспечивает герметизацию изделия, нужную температуру, указанную марку прочности и некоторые другие условия. Точная дозировка состава, вибрационная обработка, прогрев изделия паром, исключение потерь влаги — непременные условия изготовления изделий ЖБИ.

Добиться таких показателей на строительной площадке невозможно. Поэтому точно знать сколько времени застывает цемент в обычных условия можно на упаковке продукции. Там указаны рекомендуемые пропорции, температурный режим и срок затвердевания смеси. Производитель может вводить присадки в состав для получения специальных качеств, поэтому точное время может несколько отличаться даже у одинаковых марок цемента. Нужно знать основной принцип — сколько сохнет обычный цемент в стандартных условиях. 28 суток считается необходимым минимум для достижения эксплуатационных качеств смеси. Далее процесс существенно замедляется и упрочнение за последующий год составляет не более 10%.