Набор прочности бетона: особенности и стадии

Требования государственных стандартов к прочности бетона

Государство устанавливает способы оценки и контроля прочности бетона и порядок маркировки материала по результатам проведённых испытаний. ГОСТом 10180-2012 определены методы испытания прочности бетона, как оценка поведения контрольных образцов при воздействии на них силы способом:

• сжатия;
• осевого растяжения;
• растяжения на изгибе;
• растяжения на раскалывание.

ГОСТом 18105-2010 даны определения фактической, нормируемой и требуемой прочности бетона. Эти и другие Госстандарты, СНиПы и технические регламенты заводов-изготовителей составляют нормативную базу, регулирующую порядок производства, методы испытаний и требования к прочности бетонных конструкций.

Стадии

Стадия схватывания

Схватывание раствора происходит в первые 24 часа с момента ее возделывания. Данное время на прямую зависит от температуры внешней среды.

При комнатной температуре (20 градусов) данный процесс занимает менее одного часа: схватывание начинается после попрошествии 2 часов со времени приготовления смеси, а завершение данного процесса оканчивается через 3 часа.

При более низкой температуре, время начала стадии схватывания немного отодвигается , а длительность процесса несоизмеримо увеличивается.

Так, к примеру, при уличной температуре в 0 градусов, схватывание начинается лишь после прошествия 6-10 часов после приготовления раствора, а завершится только после 15 или 20 часов. При высоких температурах, длительность данного процесса достигает минимума и может составить лишь 15-20 минут.

Во время своего схватывания, смесь из цемента остается вязкой и на нее возможно внешнее воздействие. Из-за тиксотропии, при которой вязкость при воздействии на раствор уменьшается, не схватившийся до конца бетон во время перемешивании не переходит в стадию затвердевания.

Данное свойство используют при транспортировке бетонной смеси при помощи бетоносмесителей. В них происходит постоянное перемешивание с помощью миксера, что позволяет сохранить свойства бетонной смеси. При таком воздействии, бетоновозка способна сохранить цементную смесь в незатвердевшем состоянии еще долгое время.

Но, при долгом внешнем воздействии, смесь «сваривается» и теряет некоторые свои качества. Особенно быстро процесс «сварки» происходит гораздо быстрее в теплое время года.

Стадия твердения

Данный процесс начинается сразу после полного схватывания бетона. Твердение и набор прочности будет продолжаться еще в течение нескольких лет, но при этом, марку бетону можно определить уже по прошествии 4 недель.

Как происходит набор прочности бетона?

Бетонный раствор через определенное время превращается в монолитную конструкцию со свойствами искусственного камня. Это происходит за счёт реакции гидратации строительных смесей. Кинетика набора прочности определяет сколько застывает бетон и представляет собой процесс взаимодействия минералов в составе цемента и зависит от многих факторов. В первую очередь необходимо отметить воздействие температуры и влажности воздуха на физико-химические процессы в строительном растворе. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее бетон набирает свою прочность, и наоборот — с понижением температуры процесс замедляется вплоть до полного прекращения застывания бетона при ноле градусов. При ожидаемой низкой температуре воздуха в бетонировании конструкций применяется электропрогрев бетона. При электроподогреве бетона не допускается замораживание свежеуложенного бетонного раствора в случае, если температура воздуха опустилась до 5 градусов С и ниже.

Строительные смеси с противоморозными добавками напрямую улучшают свойства бетонного раствора для ускорения процесса набора прочности при низких температурах воздуха.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно.

Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием (специальным прессом) кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современном строительстве чаще используется такой параметр как — класс бетона. В общем и целом, этот параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах — прочность с гарантированной обеспеченностью. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения. Не буду Вам морочить голову с коэффициентами вариации прочности, и прочими техническими нюансами. В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: какой класс бетона должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю — насколько это соблюдается, потому как 90% строительных организаций заказывают бетон в марках…

Для Вас главное — чтобы марка бетона, который Вам привезли, соответствовала тому, что Вы собственно заказали. Проверить конечно можно, но не сразу. Что стоит сделать.

При разгрузке бетона, взять пробу и отлить пару-тройку кубиков размером 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера. Перед заливкой бетона в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем-то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики храните при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

Через 28 дней Вы можете с чистой совестью принести всё это великолепие в любую независимую лабораторию; Вам там всё это подавят и вынесут вердикт — соответствует ли бетон заявленной марке или не соответствует. Впрочем, не обязательно ждать 28 дней, для этого существуют промежуточные стадии твердения в возрасте 3, 7, 14 суток. В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб-кубиков:

• Не разбавляйте водой смесь в автобетоносмесителе.
• Берите пробы непосредственно с лотка бетоносмесителя.
• Тщательно уплотняйте бетонную смесь в формах штыкованием (картошка-пюре)
• Храните пробы в надлежащих условиях: не на солнце и не на печке :-)) Лучше в прохладном подвале, или просто в тени.

Вот и всё про кубики. Если Вы вдруг забыли взять пробы, а знать, что у Вас всё в порядке хотелось бы, — обратитесь в независимую лабораторию, которая может провести замер прочности на месте. Для этого существуют так называемые неразрушающие методы исследования прочности: проверка методами ударного импульса прибором склерометром. В народе называется — простучать бетон. Так же используются ультразвуковые и иные методы определения прочности.

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

Перейдя по ссылкам ниже, Вы можете посмотреть основные области применения той или иной марки бетона.

• м 100 в 7.5
• м 150 в 12.5
• м 200 в 15
• м 250 в 20
• м 300 в 22.5
• м 350 в 25
• м 400 в 30
• м 450 в 35
• м 500 в 40

График набора прочности

Наглядное представление о том, сколько сохнет бетон, дают графики набора прочности бетона. В зависимости от температуры воздуха и марки и бетона определяется время застывания и достижения бетоном безопасной и требуемой прочности. Построенные графики твердения позволяют сделать вывод о неравномерности процесса высыхания бетонной смеси. Так, в первые пять дней жизни раствора происходит самый быстрый набор прочности, этот период называют «выдерживанием» бетона. Прочность бетона на 7 сутки составляет 60-70 % от его марочной прочности, а к 100 % этот показатель приближается на 28-е сутки после приготовления раствора.

Срок набора прочности бетоном напрямую зависит от его класса, чем выше качество цемента в составе, тем выше марка бетона. Для низкомарочных бетонов большее значение имеет процент критической прочности. Данная закономерность отражена в следующей таблице:

Прочие факторы, влияющие на набор прочности

Кроме влажности и температуры на данный процесс оказывают влияние:

• тип цемента;
• соотношение вода – цемент;
• степень уплотнения массы в процессе заливки.

Вот как набирает прочность бетон, приготовленный на основе цемента типа Б (быстротвердеющий портландцемент) в течение первых суток:

• 45% — при t = 30 градусов;
• 16% — при 5 градусах.

Сколько времени бетон набирает прочность, содержащий излишки воды? Здесь прослеживается прямая зависимость: чем больше воды, тем дольше длится созревании заливки.

Причем масса, уплотненная вручную, да еще и не слишком тщательно, не достигнет марочной прочности ни при каких условиях.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: при сооружении фундамента под дом или другую серьезную постройку лучше всего использовать бетон, приготовленный в заводских условиях, а при заливке уплотнять бетон вибраторами.

Стадии набора прочности бетона

Весь процесс затвердевания бетонного камня можно разделить на следующие этапы:

Схватывание — длительность этой стадии зависит от температуры среды:

• при нулевой температуре воздуха схватывание начинается через 8 часов после приготовления бетонного раствора и продолжается 15-20 часов;
• при 20 градусах С начало схватывание приходится на второй час жизни раствора и длится в среднем ещё один час.

Чем выше температура воздуха, тем быстрее начнётся и закончится этап схватывания строительной смеси. Кроме того, свою роль здесь играет и марка бетона. Ниже приведено несколько примеров подобного влияния:

• бетон марки М200 — схватывание длится 2-2,5 часа;
• бетон марки М300 — 1,5-2 часа;
• бетон марки М400 — в среднем 1-1,5 часа.

Уже во время транспортировки раствора начинается стадия схватывания, но за счёт постоянного механического воздействия при его перемешивании и тиксотропии, продолжительность его значительно ускоряется.

Твердение — вторая стадия набора прочности бетона. Отвердевание бетона происходит благодаря механизму гидратации цемента, проще говоря, происходит сушка бетона за счёт испарения влаги.

Минералы в составе цемента обладают разной степенью гидратации. Раннюю прочность цемента обеспечивает аллит — это самый реакционноспособный минерал. Другой минерал — беллит — не теряет способности к гидратации в течение нескольких десятков лет. То есть, теоретически стадия твердения бетона может продолжаться ещё много лет уже по завершении строительства. В практической работе строители отводят примерно месяц на стадию отвердения.

Превращение бетонного раствора в прочную монолитную конструкцию зависит от комплекса факторов воздействия среды и качества исходных материалов. Контроль прочности бетона производится на всех этапах: от выбора строительных смесей до оценки прочности уже возведённых конструкций механическим и ультразвуковым методом

Возврат к списку

Уточните стоимость доставки бетона до вашего объекта

у нашего менеджера по телефону или через форму запроса

Технологические особенности процесса

Набор прочности бетона в зависимости от температуры может происходить быстро или медленно. По нормативам ГОСТа и СНиПа нормальные условия для правильного твердения бетона составляют 15-25° тепла и 90-95% влажности. Если температура заливки бетона больше 25°, необходимо вводить повышающий коэффициент.

Для измерения температуры набора прочности бетона используют специальные технические термометры. Они бывают разных видов: инфракрасные, биметаллические, беспроводные.

Процесс созревания бетона можно разделить на два этапа:

• Схватывание – внутренние химические процессы в растворе уже начинаются, но сама смесь все еще сохраняет подвижность. Постоянное помешивание раствора на этом этапе не дает начаться процессу твердения. Срок схватывания напрямую зависит от температуры окружающий среды: при +20° – схватывание начинается через 1,5 – 2 часа и длится около часа, а при 0 – +1° процесс запустится лишь через 6 – 10 часов и будет длиться около 15-18 часов.
• Твердение бетона начинается сразу после схватывания. Для того чтобы раствор набрал прочность, соответствующую маркировке продукта, необходимо подождать от двух недель до нескольких месяцев. Существует прямая зависимость прочности бетона от температуры окружающей среды – чем холоднее на улице, тем дольше будет нарастать прочность.

Спустя месяц после заливки набор прочности не заканчивается, а продолжается еще несколько лет. 28 дней необходимо лишь для набора заявленных характеристик.

Таблица характеристик бетонных смесей