Оттого как правильно высыхает бетон, зависит его прочность и долговечность. При организации строительного процесса учитываются нормативы СНиП, регламентирующие время, отведённое для набора твёрдости. В среднем считается, что на высыхание бетона уходит 28 дней при температуре 20 ℃. На это влияет несколько факторов. Сколько бетону сохнуть, и отчего это зависит — в этой статье.
На период застывания влияют марка цемента, пропорции в растворе, влажность, температура, технология замеса, плотность заливки и соблюдение эксплуатационных норм. Больше гравия – смесь быстрее избавляется от излишней воды, больше шлака – меньше испарение.
Калькулятор расчета прочности бетона
Рассчитать нарастание прочности бетона марки до В12 (М200) на портландцементе, при температуре 15 ℃ и влажной среде, можно калькулятором.
Учитывая популярность бетона М200, калькулятор окажется хорошим подспорьем. Для расчета используется формула с эмпирической зависимостью: Rb(n)=R28* log(n)/log(28). Ознакомиться с ней вы сможете ниже по тексту. Заметим, что результат получается достаточно точный начиная с 7 дня.
Важно. Использование калькулятора в расчетах для бетонов высокой прочности будут расхождения.
На графике наглядно представлен набор прочности по дням в зависимости от температуры.
Стадии высыхания
После укладки бетона происходит две стадии:
Время схватывания
Схватывание бетона – процесс кратковременный и длится около одного часа. Первичный набор твёрдости происходит благодаря химической реакции — гидратации.
Гидратация цемента — это химическая реакция цемента с водой, при которой происходит образование кристаллогидратов. Бетон теряет пластичность и выдерживает незначительные нагрузки. В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень.
Цемент – это основной компонент в бетоне. Его марка и количество воды, добавленной в смесь, напрямую влияют на скорость отвердевания и прочность.
Состав цемента сложен, в него добавлены:
- алюминаты;
- кальциевые силикаты;
- алюмоферриты.
При контакте с водой, протекающие химические реакции, идут с выделением тепла. В период схватывания бетона это увеличивает скорость гидратации.
Важно! Отношение количества воды к количеству цемента для нормального протекания процесса, должно составлять 0,3–0,5.
Для марок М200 и М300, популярных в строительстве, время схватывания 1–1,5 часа. С уменьшением температуры сроки увеличиваются до 5 часов, а если на улице «ноль» или «минус» – бетон застынет спустя 10 часов. При жаре сцепка происходит за полчаса, и смесь переходит в стадию отвердевания.
Стадия отвердевания
Процесс длится в среднем по бетонам до 28 суток и после его завершения образуется монолит с заданными характеристиками. Ещё мягкий бетон становится неподвижен, подвергаясь кристаллизации, приобретая соответствующие марке параметры жёсткости. Прочность бетона зависит и от времени затвердевания. Для расчёта динамики прочности используется формула:
Rb(n)=R28(lg(n)/lg(28))
где Rb(n) – прочность бетона на день n, n (не менее трех) – количество суток после заливки, R28 – марочная прочность.
Набор прочности бетона (при температуре 20 °С):
- 3 дня – около 40%
- 7–14 дней — от 60-80%
- 28 дней – 100%
Различают нормативно-безопасную прочность, она определяет, через сколько суток можно ходить по бетону или снимать опалубку, и полную прочность, наступающую к 28 суткам.
На заметку. При добавке в состав смеси модификаторов можно уменьшить время отвердения и бетон способен набрать марочную прочность в течение двух недель.
Зависимость высыхания от внешних факторов
Ключевыми факторами, влияющими на время застывания смеси, являются климатические — температура и влажность, но нужно учитывать и марку бетона. Эти параметры влияют на то, через сколько суток бетон наберёт прочность, достаточную для начала дальнейших работ.
Температура
Оптимальная температура для высыхания бетона – 20–22 °C. Если температура выше – бетон схватывается и набирает твёрдость быстрее. Но быстрая потеря влажности ведёт к образованию пустот в монолите и как следствие, снижению качества изделия.
При холодной погоде гидратация снижается, а с минусовой температурой практически полностью останавливается. Для поддержания процесса применяют искусственные (химические или механические) меры стимуляции.
К химическим мерам относят внесение добавок в раствор. Таковыми являются:
- карбонат калия (поташ);
- хлористый кальций;
- хлористый натрий и другие.
Присадки влияют на растворимость цемента, и кристаллизация идёт быстрее.
К механическим способам ускорения высыхания относятся:
- применение тепловой пушки;
- использование электричества;
- устройство утеплённой опалубки;
- укрытие полиэтиленом для задержки тепла.
В таблице приведена зависимость отвердевания бетонной смеси M200–M300 от внешней температуры.
| Температура (°C) | Время затвердевания (сут) | ||||
| 3 | 5 | 7 | 14 | 28 | |
| Прочность % | |||||
| 30 | 65 | 80 | 90 | 100 | – |
| 20 | 50 | 65 | 75 | 90 | 100 |
| 10 | 37 | 50 | 58 | 72 | 85 |
| 0 | 18 | 28 | 35 | 50 | 65 |
Влажность
Влажность напрямую воздействует на гидратационную способность. При низкой – замедлится застывание, высокой – ускорится. Нормальные условия для высыхания залитого бетона определены в 80–100%. Недостаток увлажнённости компенсируют поливкой или покрыв всю поверхность увлажнёнными опилками или песком.
Марка бетона
На отвердевание бетона влияют пропорции и состав смеси. Чем больше в ней пористых материалов (керамзит, шлак), тем медленней испарение и дольше высыхание.
Чем выше марка, тем быстрее протекает процесс упрочнения бетонной конструкции. Но и в этих случаях рекомендуется выдержать перед началом работ не менее 28 суток.
Уход за залитым бетоном
Уложенному бетону потребуется правильный уход. После заливки следует создать нормальные условия для высыхания и отвердевания бетона, в частности, защиту от дождя, солнца (ультрафиолета).
Срок полного высыхания
Время, необходимое для полного высыхания, зависит от ряда факторов. Важную роль в этом процессе играет температура, масса залитого бетона и его расположение. Приведенные в таблице выше данные показывают, что чем выше температура, тем быстрее набирается прочность. При 30 °C время высыхания сокращается до двух недель, однако такая ускоренная сушка скажется на качестве.
Здесь нужно сделать уточнение – желательно чтобы время высыхания бетона совпало со временем набора прочности, а это 28 дней. При соблюдении правил ухода за уложенным бетоном, конструкция получится прочной и без дефектов.
В жаркую погоду, чтобы замедлить высыхание, бетон проливают водой, а зимой – ускоряя высыхание, утепляют и согревают. То есть искусственно регулируется время для полного преобразования цементного раствора в гидросиликат кальция.
При правильном уходе, пескобетон М150 в помещении сохнет все те же 28 дней, что и бетонная стяжка на улице. Этот же срок отпущен для ленточного фундамента в опалубке. Однако ко всему нужно подходить с рациональной точки зрения. Например, стяжка может продолжать набирать прочность, а отделочные работы можно начинать с 4–7 дня.
В промышленном строительстве массивные бетонные конструкции сохнут 90 дней и дольше.
В частном строительстве таких ограничений нет. Если бетон застывает в земле и прохладную погоду, то срок высыхания увеличится, но ждать больше положенного срока не нужно.
К чему приведёт нарушение технологии
Если не полностью выдержать время и преждевременно нагрузить бетонную конструкцию, то уже в самом начале эксплуатации возможны проблемы:
- Появление трещин. Наибольшие проблемы с фундаментом. Приводит к появлению трещин в перекрытиях и стенах – вплоть до сквозных. Даже если у бетона М400 время застывания меньше, не стоит спешить в снятии опалубки и начале строительных работ.
- Деформация. Небольшое повреждение. Связано с недостаточным временем сушки бетона. Сказаться может на отделочных работах: отсыпается штукатурка, отходит плитка. Такие ошибки, как правило, связаны с фундаментами, находящимися в опалубке или земле. На сушку этих конструкций нужно давать немного больше времени.
Следует руководствоваться требованиями СНиП при заливке и выдержке бетонной смеси. Актуальный на сегодняшний день свод нормативов СП 70.13330.2012, пришедший на замену СНиП 3.03.01-87.
Как ускорить высыхание
Ускорить высыхание бетона можно несколькими способами. Их применяют, если они не нарушают технологию строительства. Они уже упоминались, их два:
Безопасно бетонировать и зимой в мороз, но после заливки нужно в течение трёх суток поддерживать температуру смеси от +10 °C. Достичь этого можно укрыв конструкцию и установив воздушную пушку или, до заливки раствора, уложить по всему объёму электрический нагревательный элемент.
Как проверить прочность бетона самостоятельно
Точные параметры о прочности бетона можно получить в лаборатории. Взятые пробы подвергают испытаниям с использованием измерительных приборов. Существуют переносные приборы измеряющие прочность бетона с помощью ультразвука, но они очень дороги и приобретать для домашнего использования их не целесообразно.
Но оценить насколько прочным получился залитый бетон можно и самостоятельно.
Для более достоверного результата измерение нужно проводить в нескольких местах. Для этого возьмите молоток весом 400–600 грамм и ударьте тупой частью и средней силы в выбранное место.
По глубине выемки можно судить о прочности:
- вмятина 2 мм и глубже – бетон М50;
- 1 мм – бетон М75;
- маленькая вмятина – бетон М150;
- отсутствие видимых повреждений – бетон М200 или выше.
Во второй части испытания нужен будет острый предмет типа зубила. Опыт повторяется с ударом по зубилу и по остаточным следам делается вывод:
- зубило застряло в бетоне – марка ниже М50;
- скол на 10 мм – бетон М75;
- 5 мм – марка М100;
- мелкие осколки – марка М200;
- отсутствие повреждений – бетон М300 или выше.
Можно оценить прочность бетонной конструкции по звуку, исходящему из неё при ударе. Глухой звук говорит о низкой прочности бетона, звонкий — о высокой.
Заключение
Каждый случай заливки бетонной конструкции индивидуален. При строительстве или ремонте важно правильно спланировать все этапы. Это сведет к минимуму потери по времени. При заливке фундамента или стяжки правильно оцените нужное время для застывания бетона. В будущем это поможет избежать неприятностей с ним. А в завершении темы посмотрите видео: «Сколько твердеет бетон».