через какое время можно давать нагрузку на бетон
Сколько сохнет бетон (твердеет, застывает, схватывается), уход, набор прочности
При любом строительстве вам понадобится бетон. Даже при постройке деревянных домов используют ЖБ колонны. Поэтому очень желательно знать о том, сколько сохнет бетон в опалубке.
Стадии набора прочности бетона
По сути, существует всего 2 стадии:
Схватывание бетона наступает спустя пару часов. На глаз вы можете заметить, что состав становится менее подвижным. Заканчивается процесс уже спустя час, после чего начинается набор прочности. В ряде случаев, время схватывания бетона может растягиваться. Зачастую это происходит из-за слишком долгого/быстрого перемешивания.
Время набора прочности бетона может длиться до года. Это зависит от окружающей среды, а также состава.
Сколько времени требуется на застывание
Точно ответить на вопрос, сколько застывает бетон в опалубке – нельзя. Обычно строители ориентируются на показатели из ГОСТа – 28 дней со дня заливки. Это расчетное время, за которое состав может набрать относительную прочность для последующего строительства.
Обратите внимание, что в первый месяц состав очень капризный. Время затвердевания бетона может заметно увеличиваться, в случае какого-либо воздействия.
Срок твердения бетона без добавок
Гидратация чистого бетона (цемент + песок) в нормальных условиях зависит от класса. Ниже представлена таблица времени, на которые можно ориентироваться.
Если вы задаетесь вопросом: «через сколько можно нагружать фундамент после заливки?» – обычно эти данные приводятся на упаковке.
Факторы, влияющие на твердение цементного раствора
Во многом на то, сколько застывает цемент, влияют 3 переменных: сезонность, трамбовка и состав.
Сезон
В зависимости от сезона меняются и условия окружающей среды. Влажным летом состав затвердевает намного быстрее, т.к, вода может свободно выходить из состава. Зимой, когда влага в воздухе замораживается, а температура падает ниже 0, процесс твердения может затянуться на 2-3 месяца.
Трамбовка
Трамбовка – это усадка бетонного состава в опалубке. Т.е. максимально плотная укладка, что способствует более быстрой реакции гидратации.
Наиболее эффективной считается вибрационная трамбовка. В этом случае из толщи заливки уходит лишний воздух, а ненужная влага поднимается наверх. Это способствует более быстрому схватыванию даже в неблагоприятных условиях.
Состав
Различные добавки могут менять время выхода воды. Например, керамзит и другие пористые материалы могут впитывать влагу, что резко замедляет ее выход. Обычный щебень или песок напротив ускоряют этот процесс.
Также на это влияют и пластификаторы. Например, жидкое мыло, ПВА и бетонит также связывают воду, что замедляет испарение влаги. К тому же они усложняют реакцию цементации.
Способы регулирования скорости отвердевания бетона
Итак, время застывания и высыхания бетона можно регулировать – причем в две стороны. Это позволяет либо сократить время на строительные работы, либо переместить их на другое время.
Ускорение твердения
Для этого есть 3 способа:
Также не стоит забывать, что твердение бетона в зависимости от температуры меняется. Заливка летом застынет в 1,5 раза быстрее, чем осенью или весной.
Ускорить затвердение зимой можно с помощью следующих способов:
Замедление твердения
Замедление возможно только с помощью специальных добавок. Это может быть полезно в случае, если состав необходимо будет перевести в другое место или при многоэтапной заливке.
Также замедлить процесс гидратации можно увеличением пропорции воды в составе. Делать так не стоит, т.к. качество бетона может ухудшится, а зимой и вовсе приведет к кристаллизации и трещинам.
Время застывания бетона в опалубке
Опалубка ограничивает подвижность состава, по этой причине и скорость процессов в ней происходит быстрее. По ГОСТу ее можно удалить, когда бетон наберет 70% от расчетной прочности, т.е. примерно через 7 дней.
В случае, если прочный бетон не нужен, например, при строительстве сарая или гаража, допускается удаление опалубки спустя 3-4 дня.
Сколько времени бетон застывает в воде
Выдерживание в воде является наиболее оптимальным по ГОСТу. При постоянном контакте влаги, бетон становится более упругим. При созревании на воздухе, постепенно происходит усушка поверхности и могут образовываться микротрещины на поверхности.
Застывание в воде происходит с той же интенсивностью, что и без нее – 28 дней.
Стоит обратить внимание, что количество воды должно быть умеренным. Для каждой марки и состава показатель влажности собственный – обычно его указывают на упаковке.
График по суткам
Ниже представлен график того, как бетон набирает прочность по суткам в зависимости от температуры. Из него видно, что летом, когда воздух разогревается до 25-35°С, время созревания сокращается до 16-20 суток. Обратите внимание, что график набора прочности и твердения бетона не учитывает влажность.
Если вы занимаетесь строительством зимой, придется создать искусственные условия для застывания.
Например, покрыть опалубку отражающей пленкой, и поставить инфракрасные обогреватели. Использоваться ветродуи и тепловентиляторы не рекомендуется, т.к. они высушивают воздух, и могут спровоцировать трещины.
Таблица
Набор прочности бетона по суткам происходит нелинейно. Он наиболее интенсивен в первые 5 суток, когда гидратация достигает 50%. Затем процесс постепенно угасает.
Ниже представлена таблица прочности бетона в МПА для классов 200 и 300. В отличие от графика, здесь вы можете в процентном соотношении посмотреть набор твердости состава.
Строительный миф №2. Нужно ли после заливки бетона ждать 28 суток?
Вопрос: сколько нужно ждать, пока произойдет затвердения бетона? Как и за какое время бетон набирает прочность? Действительно ли нужно ждать 28 суток после того, как залит бетон? Когда можно нагружать бетонные конструкции?
Каждому застройщику или строителю выгоднее построить конструкцию, здание или сооружение за кратчайшие сроки. Но бытует целый ряд мнений о том, что необходимо после выполнения работ по бетонированию конструкций ждать пока конструкция «затвердеет», чтоб потом приступить к следующему этапу строительства.
Как и за какое время бетон набирает прочность?
Нужно ли после заливки бетона ожидать 28 суток?
Для правильного вывода необходимо проанализировать нормативные документы и определить режим, этапы и сроки строительства.
При выполнении бетонных работ сталкиваются с двумя актуальными вопросами:
Рассмотрим последовательно эти вопросы.
Для сборных железобетонных изделий очень важно определить отпускную прочность.
Отпускная прочность – это набранная прочность бетона, устанавливаемая нормативами, при которой железобетонное изделие возможно поставлять с завода на строительную площадку.
Величина отпускной прочности устанавливается согласно ГОСТов или других нормативных документов в зависимости от:
Ниже, в таблице 1 приводятся в зависимости от вида и класса бетона, усредненные значения отпускной прочности в процентах от проектной.
| Вид бетона | Отпускная прочность (% от проектного класса бетона) |
| Тяжелый бетон и бетон на пористом заполнителе с классом С10 и выше | 50 % |
| Тяжелый бетон класса С7,5 и ниже | 70 % |
| Бетон на пористом заполнителе, класс С7,5 и ниже | 80 % |
| Бетон всех видов и классов при автоклавном твердении | 100 % |
Итак, отпускная прочность сборных железобетонных изделий в зависимости от целого ряда факторов составляет 50÷100% от проектной. Вывод №1: при достижении отпускной прочности можно уже производить монтаж и затем нагружать железобетонные конструкции, с расчетом на то, что полное нагружение (100%) наступит не позже 28 суток от момента изготовления изделий. Более конкретный порядок и сроки нагружения сборных конструкций оговаривается в ППР (проект производства работ).
Также в строительстве существует такое понятие, как распалубочная прочность.
Распалубочная прочность – это минимальная набранная прочность бетона, при которой возможно извлечь опалубку, не повреждая бетон. Для сборных железобетонных изделий опалубочная прочность должна быть достаточная для безопасной транспортировки. Условия и скорость набора прочности для каждого изделия или конструкции определяются предприятием-изготовителем.
В условиях стройплощадки, при изготовлении монолитных конструкций распалубку, как правило выполняют непосредственно перед началом загружения конструкции.
СНиП 3.03.01-87 устанавливает следующие условия распалубки железобетонных конструкций ( смотри таблицу 2).
| Параметр | Распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут) |
| Прочность бетона (в момент распалубки конструкций), не ниже: | |
| — теплоизоляционного | 0,5 МПа |
| — конструкционно-теплоизоляционного | 1,5 МПа |
| — армированного | 3,5 МПа, но не менее 50 % проектной прочности |
| — предварительно напряженного | 14,0 МПа, но не менее 70 % проектной прочности |
| Распалубка железобетонных конструкций с последующей обработкой бетона (п. 2.34) | 70 % от проектной прочности |
Российский нормативный документ ТР 80-98 «Технические рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса» приводит следующие разрешения по распалубки и нагрузки конструкций, таблица 3.
Необходимая прочность бетона для распалубки и нагрузки конструкции:
| Строительные конструкции | Фактическая нагрузка, % от нормативной | |
| свыше 70% | 70% и менее | |
| прочность бетона, % от проектной | ||
| Боковые щиты опалубки на фундаменте и колоннах, стенах, ригелей и балок допускается при нормальных условиях твердения | Снимать через 6 — 72 ч | |
| Несущие щиты опалубки | 100 | См. ниже |
| Длина пролета несущих железобетонных плит до 3 м | 100 | 70 |
| Длина пролета несущих железобетонных плит (кроме плит) до 6 м | 100 | 70 |
| Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более | 100 | 80 |
| Конструкции с напрягаемой арматурой | 100 | 80 |
Примечания:
Дальнейшие мероприятия по выполнению опалубочных работ и движение работников по железобетонным конструкциям допускается, когда прочность бетона составляет 1,5 МПа и более. (СНиП 3.03.01-87, п. 2.17). Также, в этом нормативном документе есть указание (п.2.110), что при использовании промежуточных опор (подпорок) для перекрытия пролетов, при частичной или последовательной снятии опалубки, допустимая распалубочная прочность может быть понижена, а это означает большую оборачиваемость опалубки и уменьшения сроков строительства. Более конкретные мероприятия по раннем снятие опалубки должно определятся исходя из конкретных условий строительства и освещаться в ППР.
Некоторые литературные источники указывают следующие значения для распалубки железобетонных конструкций, табл. 4:
| Конструкция | Минимальная распалубочная прочность (% от нормативной, на 28 сут) |
| Железобетонные плиты и своды с длиной пролета до 2 м | 50% |
| Железобетонные балки с длиной пролета до 8 м | 70% |
| Все несущие железобетонные конструкции с длиной пролета более 8 м | 100% |
| Железобетонные конструкции с жесткой арматурой (колоны, армированные сварными несущими двутавровыми балками) | 25% |
Вывод №2: исходя из всего выше приведенного и анализируя все таблицы по распалубочной прочности бетона и его нагружении, распалубочная прочность находится в пределах 50…80% от проектной. Тогда:
Через сколько времени бетон может набрать распалубочную прочность, при которой можно еще и нагружать конструкцию?
Как уже выше вспоминалось, при разных условиях (температура, влажность, атмосферные осадки и т.д.) разный бетон набирают прочность по разному. На рис. 2 приведен график скорости набора прочности в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки).
Из графика видно, что в лабораторных условиях при постоянной температуре 60°С среднюю распалубочную прочность бетон (70%) приобретает через 32 часа (1,3 сут), а при температуре 30°С – приобретает примерно за 4 сут.
Так как на строительных объектах, в течении суток температура окружающего воздуха колеблется, то берут во внимание среднесуточную температуру, которая летом составляет 18…28°С, а осенью достигает и 5…10°С. При таких температурах бетон будет набирать прочность намного медленнее.
Рис. 1. График скорости набора прочности бетона в зависимости от температуры ТВО (тепло влажностной обработки) [1]
На предприятиях по изготовлению бетона и конструкций из него, должны быть графики набора прочности бетона определенного состава. Для примерного определения прочности конкретного бетона, можно воспользоваться графиками набора прочности в зависимости от вида цемента, температуры и класса бетона (рис. 2) из нормативных документов [2, 3].
Ниже приведен рост прочности бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха или ТВО, (в % от R28):
а) класс С15–С25 на основе портландцемента марки М400
б) класс С30 на основе портландцемента марки М500
в) класс С15–С25 на основе шлакопортландцемента марки М400
г) класс С40 на основе портландцемента марки М600
д) быстротвердеющий высокоактивный портландцемент (БТЦ)
Графики набора прочности (табл. 5-9)
Набор прочности бетона класса С15 – С25 на портландцементе марки М400 (% от R28):
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1/2 | — | 1 | 4 | 5 | 12 | 17 | 28 | 38 | 50 |
| 1 | 3 | 5 | 9 | 12 | 23 | 35 | 45 | 55 | 63 |
| 2 | 6 | 12 | 19 | 25 | 40 | 55 | 65 | 75 | 80 |
| 3 | 8 | 18 | 27 | 37 | 50 | 65 | 77 | 85 | — |
| 5 | 12 | 28 | 38 | 50 | 65 | 78 | 90 | — | — |
| 7 | 15 | 35 | 48 | 58 | 75 | 87 | 98 | — | — |
| 14 | 20 | 50 | 62 | 72 | 87 | 100 | — | — | — |
| 28 | 25 | 65 | 77 | 85 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С30 на портландцементе марки М500 (% от R28):
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1 | — | 8 | 12 | 18 | 28 | 40 | 55 | 65 | 70 |
| 2 | — | 16 | 22 | 32 | 50 | 63 | 75 | 85 | 90 |
| 3 | 10 | 22 | 32 | 45 | 60 | 74 | 85 | 92 | 98 |
| 5 | 16 | 32 | 45 | 58 | 74 | 85 | 96 | — | — |
| 7 | 19 | 40 | 55 | 66 | 82 | 92 | 100 | — | — |
| 14 | 25 | 57 | 70 | 80 | 92 | 100 | — | — | — |
| 28 | 30 | 70 | 90 | 90 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С15 – С25 на шлакопортландцементе марки М400 (% от R28):
| Возраст бетона, сут. | Температура бетона, °С | ||||||||
| -3 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1/2 | — | — | 2 | 4 | 7 | 20 | 25 | 32 | 42 |
| 1 | — | 3 | 6 | 10 | 16 | 30 | 40 | 50 | 65 |
| 2 | 3 | 8 | 12 | 18 | 30 | 40 | 60 | 75 | 90 |
| 3 | 5 | 13 | 18 | 25 | 40 | 55 | 70 | 90 | — |
| 5 | 8 | 20 | 27 | 35 | 55 | 65 | 85 | — | — |
| 7 | 10 | 25 | 34 | 43 | 65 | 70 | 92 | — | — |
| 14 | 12 | 35 | 50 | 60 | 80 | 96 | 100 | — | — |
| 28 | 15 | 15 | 65 | 80 | 100 | — | — | — | — |
Набор прочности бетона класса С40 на портландцементе марки М600 (% от R28):
| Возраст бетона, сут | Температура бетона, °С | |||||
| 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
| 1 | 8 | 13 | 21 | 32 | 45 | 59 |
| 2 | 17 | 25 | 36 | 52 | 65 | 75 |
| 3 | 23 | 35 | 46 | 62 | 74 | 83 |
| 7 | 42 | 57 | 68 | 83 | 90 | 98 |
| 14 | 58 | 73 | 82 | 94 | 100 | — |
| 28 | 71 | 83 | 92 | 100 | — | — |
Набор прочности бетона с применением противоморозных добавок:
| Противоморозная добавка | Вид вяжущего | Температура твердения бетона, °С | Прочность бетона, % от R28 при твердении на морозе через число суток | |||
| 7 | 14 | 28 | 90 | |||
| 1) Нитрит натрия (в водном растворе), NaNO2 | портландцемент | -5 | 25 | 40 | 60 | 100 |
| -10 | 15 | 25 | 35 | 70 | ||
| -15 | 5 | 10 | 20 | 50 | ||
| 2) Нитрит натрия кристаллический, NaNO2 | портландцемент | -5 | 25 | 40 | 60 | 100 |
| -10 | 15 | 25 | 35 | 70 | ||
| -15 | 5 | 10 | 20 | 50 | ||
| 3) Нитродап | шлакопортландцемент | -5 | 15 | 25 | 45 | 90 |
| -10 | 10 | 15 | 25 | 60 | ||
| -15 | — | 5 | 15 | 40 | ||
Вывод №3: из графиков и таблиц видно, что бетон на основе портландцемента при среднесуточной температуре 10 и выше набирает 50% прочности от проектной за 5…7 суток, а бетон на шлакопортландцементе набирает при тех же самых условиях – за 14 и более суток. Зимой при отрицательных температурах с применением даже противоморозных добавок (табл.9) бетон набирает проектную прочность за 90 суток и больше. Для ускорения времени набора требуемой прочности при зимнем бетонировании необходимо использовать электропрогрев.
Для быстрого набора прочности, согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции. 2. Бетонные работы» (п. 2.15) за бетоном нужен соответствующий уход. Уход за бетоном начинается сразу после укладки его в опалубку и продолжают до момента распалубки. Бетон следует хранить от прямого попадания солнечных лучей и атмосферных осадков, ветра, а также создать тепловлажностные условия для его твердения (накрыть пленкой). Рекомендуется бетон изготовленный на портландцементе в течении 7 суток поливать водой, а на основе малоактивных и шлакопортландцементах поливать не менее 14 суток. При температуре воздуха 15°С рекомендуется поливать бетон через 3 часа в течении первых 3 суток. При средней температуре воздуха от +5 до 0°С полив и смачивания бетона не осуществляется. Полная нагрузка (расчетная) железобетонных конструкций допускается только после того, как бетон будет иметь проектную прочность.
Рекомендации по выполнению фундаментов
Отдельно хотелось заострить внимание на фундаменте, так как есть некоторые особенности его работы:
Для более точной подстраховки для контроля прочности фундаментов или других железобетонных конструкций изготавливают серию стандартных образцов-кубов 150х150х150 или 100х100х100 мм, которые потом испытывают на сжатие.
Литература: