Температура твердения бетона: Условия твердения бетона и уход за ним

Опубликовано в Разное

28 Ноя 1975

Содержание

Условия твердения бетона и уход за ним

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

— затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)

— вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.

И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

При бетонировании в отрицательных температурах,

основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона.

Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

— применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

— использование электропрогрева бетона

— укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.

— сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого

строитель должен помнить:

— чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне создают путем подогрева материалов, составляющих бетонную смесь;

— после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;

— запрещается применять смерзшийся заполнитель.

Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). Электрический прогрев бетона зимой лучший метод, при проведении монолитных работ.

Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

Как правило, нормальной температурой твердения бетона принято считать 15 – 20°. Чем ниже температура, тем медленнее нарастает прочность. Если отметка падает ниже ноля, бетон будет твердеть только в том случае, если в воду добавлены соли, которые снижают точку замерзания.

В случае, когда бетон начал твердеть, а затем замерз, после оттаивания процесс продолжится. Если замерзшая вода изначально не повредила структуру бетона, то прочность материала значительно возрастет.

Твердение при высоких температурах.

В условиях повышенной температуры бетон затвердевает быстрее, особенно если процесс происходит в условиях повышенной влажности. При высоких температурах сложно защитить бетон от высыхания, потому нельзя нагревать его сильнее 85°. Пример исключения – обработка в автоклавах паром под высоким давлением на заводах.

Прочность бетона, который твердеет при разных температурах (скорость не имеет значения), приблизительно определяется по проектным показателям бетона R28 умножением на коэффициенты таблицы С. А. Миронова (см. таблицу). R28 затвердевает при нормальной температуре за 28 дней.

Производство работ и основные требования к бетону в зимний период.

Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.

В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток.

Негативное влияние низких температур.

Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.

Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок.

Обеспечение правильного твердения бетона зимой.

Стимулировать процесс можно двумя путями:

используя внутреннее тепло бетона;
передавая дополнительное тепло извне.

В первом случае нужно использовать только быстротвердеющие высокопрочные марки цемента, например, глиноземистый или портландцемент. Рекомендуется также применить ускоритель твердения, такой как хлористый кальций, уменьшить объем воды в растворе, уплотнить его высококачественными вибраторами. Это позволит бетону набрать нужную прочность не за 28 дней, а всего за 3 – 5 суток.

Температура твердения бетона

Бетон	Срок твердения, суток	Среднесуточная температура бетона, °С
Бетон	Срок твердения, суток	-3	0	+5	+10	+20	+30
		прочность бетона на сжатие % от 28-суточной
М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500	1	3	5	9	12	23	35
	2	6	12	19	25	40	55*
	3	8	18	27	37	50	65
	5	12	28	38	50	65	80
	7	15	35	48	58	75	90
	14	20	50	62	72	90	100
	28	25	65	77	85	100	—

При какой температуре заливают бетон, оптимальная температура твердения бетона

Одним из важных критериев набора бетоном требуемой прочности (прочность на сжатие) является температура его твердения. Несоблюдения температурного режима на строительной площадке может вылиться в значительное увеличение сроков сдачи объекта или, что значительно хуже, в изъяны будущей конструкции.

Именно поэтому еще на этапе планирования монолитных работ необходимо четко уяснить, при какой температуре заливают бетон. За эталонные условия, при которых бетон набирает максимальную (марочную) прочность за 28 суток принято считать +20°C. Этот показатель обозначается R28 и принимается равным единице при данных условиях. В других ситуациях прочность принимает дробное значение. Так 0,3 R28 означает 30% проектной прочности.

Зависимость прочности бетона от температуры и времени выдерживания представлена в таблице:

Прочность бетона от температуры и времени

Время твердения бетона, сут	Относительная прочность бетона при температуре твердения
Время твердения бетона, сут		-3°C	0°C	5°C	10°C	20°C	30°C
1	0,03	0,05	0,12	0,21	0,34	0,37
2	0,06	0,12	0,19	0,32	0,5	0,52
3	0,08	0,18	0,23	0,38	0,6	0,6
7	0,15	0,28	0,31	0,51	0,78	0,75
14	0,2	0,3	0,37	0,6	0,9	0,85
28	0,25	0,36	0,43	0,7	1,0	0,93
56	0,3	0,4	0,49	0,79	1,08	1,0

Данные в таблице приведены для лабораторных условий и марок цементов, имеющих нормальную скорость твердения. В реальных же условиях и температура меняется в значительных диапазонах, и раствор может иметь разные характеристики. Поэтому рекомендуется немного увеличивать сроки выдерживания.

Заливка бетона при низких и высоких температурах

Основной совет, который можно дать людям, которые строят что-то своими руками, не прибегая к профессиональной помощи и технике, это заливать бетон летом при температурах выше 10°C (в крайнем случае – выше 5°C). Тогда бетон затвердеет в нужной степени за достаточно короткий срок.

Если же температура за время выдерживания может опуститься ниже 5°C, то следует подумать о технологиях прогрева бетона или сохранения выделяемого им тепла. Особенно это актуально в первые дни, когда происходит схватывание. Если в это время вода в растворе кристализуется, то лед попросту разорвет образовавшиеся связи цемента с наполнителем и конечное изделие получится крайне хрупким.

С другой стороны при температурах выше 30°C возникает проблема чрезмерного испарения влаги из тела бетона, что также негативно сказывается на его качестве. В этом случае залитый бетон необходимо накрывать защитной пленкой и периодически поливать его поверхность водой.

Для измерения температуры можно использовать бесконтактный термометр (пирометр), например, такой, как на видео:

Прочность бетона при распалубке и его нагрузка

Распалубку бетона можно проводить при достижении прочности в районе 50%, то есть на третий день при температуре воздуха 20°C. При достижении им 60-70% допускается производить частичную нагрузку конструкции.

Твердение (время схватывания) бетона в зависимости от температуры

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Главные параметры по которым выбираются добавки для бетонного раствора — это назначение будущей конструкции, температура и сменяемость окружающей среды, потребность в декоре т.е чистовой или черновой слой.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Бетонные конструкции бывают разные, исходя из этого следует рассчитывать соотношение компонентов раствора и предполагать сроки схватывания и твердения.

Стадия схватывания

В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.

Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.

Итоговая прочность бетона в зависимости от марки, времени затвердевания и температуры воздуха.

Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.

При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.

В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.

Стадия твердения

Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.

Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.

Стандартный срок затвердевания бетона

Стандартное время застывания бетона составляет 28-30 дней. Нормальные условия для отверждения — температура +15…+22°С и влажность 60-100%. Длительность отверждения зависит от условий процесса, марки бетона и наличия дополнительных добавок в растворе.

Корреляция прочности бетона с временем выдерживания и температурой среды.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.

Продолжительность реакций для бетона разных марок

Марка материала	Время схватывания, часов	Время твердения, суток
М100	3-3,5	До 30
М200	2-2,5	14-25
М300	1,5-2	7-14
М400	1-2	4-7
М500	<1	2-4

Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.

Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:

для бетона М100 и М150 он соответствует 50%;
для М200, М250, М300 и М350 — 40%;
для М400, М450 и М500 — 30%;
для нагруженных конструкций (вне зависимости от марки) — 70%.

Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.

Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.

Специальные добавки

Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.

При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.

В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.

Набор прочности бетона при различных температурах

Срок застывания, суток	Доля от 28-суточной прочности, достигнутой при оптимальных условиях твердения
Срок застывания, суток	При -3°С	При 0°С	При +5°С	При +10°С	При +20°С	При +30°С
1	3	5	9	12	23	35
2	6	12	19	25	40	55
3	8	18	27	37	50	65
5	12	28	38	50	65	80
7	15	35	48	58	75	90
14	20	50	62	72	90	100
28	25	65	77	85	100	100

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Снижение вязкости раствора

Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.

Характеристики действия пластификаторов на примере одного из наиболее популярных.

Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.

Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.

Учитывайте, как может измениться температура окружающей среды пока бетон будет затвердевать.

При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).

Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Вид цемента	Максимальная температура воды для затворения, °С	Предельная температура наполнителя, °С	Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С
Глиноземистый	40	20	25
Портландцемент марки М400 и выше Пуццолановый цемент марки М300 и выше	60	40	35
Портландцемент марок М300 и М350 Цемент с пуццоланой М200	80	50	40
Шлакопортландцемент М200 и М300	90	60	45

Бетонирование при отрицательной температуре — работа с бетоном при низкой температуре

Для получения качественной строительной конструкции или изделий из бетона необходимо, чтобы во время производства, транспортировки и заливки смеси соблюдался температурный режим. Оптимальная температура, при которой должно происходить схватывание и твердение бетона до критической прочности, составляет примерно +20 °C. Но в холодных регионах часто возникает необходимость продлить строительный сезон, чтобы сдать строящийся объект в назначенные сроки. В этом случае на помощь приходят современные технологические мероприятия, которые позволяют вести бетонные работы не только при температурах немного выше нуля, но даже до -25 °C.

Влияние температурных условий на поведение бетонной смеси

Бетон – это строительная смесь, в которую входят следующие основные компоненты: вяжущее (в рассматриваемых случаях – это цемент), крупный и мелкий заполнители, вода. При взаимодействии цемента и воды происходит гидратация вяжущего с выделением тепла. При этом осуществляются: схватывание цементного камня (процесс длится примерно сутки) и твердение (для набора марочной прочности в стандартных условиях нужно 28 дней).

Оптимальная температура окружающей среды – +20 °C. В таких условиях бетон достигает 70 % прочности в течение недели. Наименьшей допустимой (без применения спецмероприятий) является температура +5 °C. 70 % прочности в этом случае достигается в течение 3-4 недель. Заливка бетона при отрицательных температурах без специальных технологических приемов не проводится, поскольку в таких условиях процесс твердения смеси не происходит.

При минусовых температурах происходит еще один негативный процесс – внутри бетона развиваются силы внутреннего давления. Их появление объясняется тем, что вода при замерзании и превращении в лед увеличивается в объеме. В результате структура не отвердевшего бетона нарушается, прочностные характеристики бетонного продукта снижаются. Падение прочности тем больше, чем раньше произошло замерзание воды. Наиболее опасна ситуация, при которой вода замерзает на стадии схватывания смеси.

Специалисты считают, что смесь способна выдержать однократное замораживание при условии, что после размораживания температура воздуха в течение трех последующих суток будет +10 °С и выше. В любом случае бетон, прошедший через стадии замораживания-размораживания до достижения критической прочности, значительно уступает по прочности материалу, твердение которого проходило в нормальных условиях. Снижение температуры окружающей среды после набора материалом критической прочности на характеристики готового бетонного продукта не влияет.

Определение! Критической прочностью бетона в рядовых строительных конструкциях называют величину, равную 50 % от марочной прочности. Для ответственных конструкций этот показатель равен 70 %.

В каких случаях работы с бетоном при низких температурах оправданы и даже полезны?

Бетонирование при низких температурах имеет следующие преимущества:

Возможность ведения строительства на сыпучих непрочных грунтах. При минусовых температурах прочность такого грунта повышается.
Снижение сметной стоимости строительства. В холодный период года материалы обычно продаются с существенными скидками.
Сокращение сроков строительства.

Если строительный объект расположен в регионе с суровыми климатическими условиями, то ведение бетонных работ при низких положительных и отрицательных температурах является вариантом, которого избежать практически невозможно.

Какие методы бетонирования применяют при низких положительных и отрицательных температурах

Существует несколько видов технологических мероприятий, позволяющих выполнять бетонирование в температурных условиях, далеких от оптимальных. Конкретный способ или комплекс мероприятий обеспечения качества зимнего бетонирования выбирают на основании сравнительных технико-экономических расчетов, которые обычно проводятся на стадии проектирования объекта.

Повышение температур компонентов перед замешиванием

Один из вариантов бетонирования при пониженных температурах – подогрев компонентов:

крупного и мелкого заполнителей – до +60 °C;
воды – до +90 °C;
цемента – только до комнатных температур, выше его нагревать нельзя, поскольку он утратит свои вяжущие свойства.

Метод термоса

Разогрев компонентов может быть частью технологического приема, называемого «горячим термосом». В этом случае смесь заливается в утепленную опалубку. Благодаря начальному теплосодержанию смеси и выделению тепла при гидратации цемента, создаются приемлемые условия для схватывания продукта. Утепленная опалубка сохраняет выделенное тепло. Для теплоизоляции используются: сено, солома, ветошь. При зимнем бетонировании (при -5 °C и ниже) утепления опалубки недостаточно. В этом случае понадобится ее обогрев одним из ниже описанных способов, что повлечет дополнительные материальные затраты.

Внимание! Максимальное выделение тепла при гидратации обеспечивают высокомарочные портландцементы.

Наиболее эффективным является сочетание метода «термоса» и противоморозных добавок.

Обогрев тепловыми пушками или печами в «тепляках»

«Тепляками» называют временные сооружения по типу теплиц, внутри которых устанавливают тепловые пушки, работающие на дизтопливе или газе. При использовании этого метода требуется постоянное увлажнение поверхности бетонного элемента. Такой способ обогрева применяют на стройплощадках, удаленных от источников централизованного электроснабжения.

Технологии электрического подогрева

Один из способов подогрева твердеющего бетона – использование электрических термоматов, которые раскладывают по поверхности бетонного элемента и подключают к источнику электропитания. Температурный режим работы термоматов определяется в проектной документации.

Для вертикально расположенных и труднодоступных бетонных элементов используют инфракрасные излучатели. Интенсивность и направление нагрева регулируются отражателями.

Один из современных способов электроподогрева – использование специальных кабелей и электродов, которые укладывают в опалубку перед заливкой смеси. Это затратный способ, требующий предварительного определения его экономической целесообразности.

Противоморозные добавки для зимнего бетонирования

Распространенный способ укладки бетона при низких положительных и отрицательных температурах – применение противоморозных добавок. Противоморозные добавки могут использоваться самостоятельно или быть частью комплекса технологических мероприятий по зимнему бетонированию. Такие добавки делят на два основных типа.

Присадки для уменьшения температуры замерзания воды, используемой для затворения цемента

К составам, предотвращающим быструю кристаллизацию воды и ее превращение в лед, относятся: соли кальция, натрия, поташ. Реакция гидратации при этом протекает медленно. Для ее ускорения применяют различные способы подогрева смеси и обогрева опалубки.

Присадки для ускорения процесса твердения

Применение этих добавок сочетают с предварительным подогревом компонентов. Присадки сокращают период набора бетоном критической прочности, и вода просто не успевает трансформироваться в лед. К таким присадкам относятся: нитрит-нитрат кальция, поташ, смесь солей кальция и мочевины. Концентрация противоморозных присадок зависит от температуры, при которой осуществляется бетонирование, максимально возможная отрицательная температура – -25 °C:

до -10 °C – содержание присадок составляет 5-8 % от массы вяжущего;
-10…-15 °C – 10 %;
-15…-25 °C – не менее 15 %.

Общие рекомендации по зимнему бетонированию

Перед началом работ необходимо точно знать, при каких температурных условиях они будут производиться. А также необходимо придерживаться следующих советов:

Опалубка перед бетонированием должна быть очищена от снега и льда.
Грунт и арматуру желательно прогреть с помощью тепловых пушек или инфракрасных излучателей. Тающий грунт будет источником дополнительного тепла для твердеющей смеси.
Независимо от типа бетонируемой конструкции, важна непрерывность заливки смеси в опалубку.
Особенное внимание необходимо уделять подогреву тонкостенных конструкций, в которых бетонная смесь остывает очень быстро.

Правильный выбор современных технологических мероприятий по обеспечению зимнего бетонирования позволит создать прочную и надежную строительную бетонную конструкцию c требуемой марочной прочностью.

Твердение и набор прочности бетона

Содержание статьи:

Схватывание и твердение

Прочность бетона считается его основным свойством и отражает качество монолитной конструкции, так как напрямую связана со структурой бетонного камня. Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют цемент и вода. В результате гидратации цемента образуются новые соединения, и формируется бетонный камень.

При твердении бетон набирает прочность, но происходит это не одномоментно, а в течение длительного периода времени. Набор прочности бетона происходит постепенно – в течение многих месяцев.

Набор прочности условно делят на два этапа:

1. Стадия первая — схватывание бетона

Схватывание происходит в первые сутки с момента приготовления бетонной смеси. Время схватывания бетонной смеси напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре 20 °С процесс схватывания занимает всего 1 час: цемент начинает схватываться примерно через 2 часа с момента затворения цементного раствора, а окончание схватывания происходит примерно через 3 часа. С понижением температуры начало этой стадии отодвигается, а длительность значительно увеличивается. Так, при температуре воздуха около 0 °С период схватывания бетона начинается через 6-10 часов после затворения бетонной смеси и растягивается до 15-20 часов. При повышенных температурах период схватывания бетонной смеси сокращается и может достигать 10-20 минут.

В течение периода схватывания бетонная смесь остается подвижной и на неё можно воздействовать. Благодаря механизму тиксотропии (уменьшение вязкости субстанции при механическом воздействии) при перемешивании несхватившегося до конца бетона, он остается в стадии схватывания, а не переходит в стадию твердения. Именно это свойство бетонной смеси используют при её доставке на бетоносмесителях: смесь постоянно перемешивается в миксере, чтобы сохранить её основные свойства. Во вращающемся миксере автобетоновоза бетон не твердеет в течение длительного времени, но при этом с ним происходят необратимые последствия (говорят бетон «сваривается»), что в дальнейшем значительно снижает его качества. Особенно быстро бетонная смесь сваривается летом.

2. Стадия вторая — твердение бетона

Твердение бетона наступает сразу после схватывания цемента. Процесс твердения и набор прочности продолжается в течение нескольких лет. При этом марка бетона определяется в возрасте 28 суток. Процесс набора прочности и график набора прочности описаны ниже.

Как и сколько бетон твердеет и набирает прочность

Класс бетона по прочности оценивают в возрасте 28 суток. Для испытаний берут образцы в форме стандартного куба со стороной 15 см, испытуемый образец при этом выдерживают при температуре 20±3°С и относительной влажности воздуха 95±5%. Эти параметры хранения бетонной смеси и есть нормальные условия твердения бетона, а сама камера для хранения испытуемых образцов называется камерой нормального хранения (НХ).

При отклонении температуры твердения в большую сторону от «нормальной» получают твердение бетона при повышенной температуре, а при отклонении в меньшую – твердение при пониженной температуре.

В таблице приведена информация о наборе прочности бетона марок М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500 в первые 28 суток в зависимости от среднесуточной температуры:

График набора прочности при различных температурах твердения приведен ниже (за 100% берется набор марочной прочности в первые 28 суток):

Для справки: данными вышеприведенной таблицы и графика можно воспользоваться для определения срока распалубки монолитной железобетонной конструкции, который в соответствии с нормативными документами наступает с того момента, когда бетонная смесь наберет 50-80% от своей марочной прочности (подробнее в статьях «Когда снимать опалубку» и «Уход за бетоном»).

Для твердения бетона характерны следующие особенности:

чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит твердение и нарастает прочность;
при температуре ниже 0°С вода, необходимая для гидратации цемента, замерзает и твердение прекращается. При последующем повышении температуры твердение и набор прочности возобновляются;
при прочих равных условиях во влажной среде к определенному сроку бетон приобретает прочность выше, чем при твердении на воздухе;
в сухих условиях дальнейшее твердение замедляется и практически прекращается, из-за отсутствия влаги, необходимой для гидратации цемента;
при повышении температуры до 70-90° С и максимальной влажности скорость нарастания прочности значительно увеличивается. Именно такие условия создают при пропаривании бетона паром высокого давления в автоклавах.

Заметим, что скорость набора прочности бетона – величина непостоянная. Твердение имеет наибольшую интенсивность в первые 7 суток с момента заливки бетонной смеси. При нормальных условиях твердения через 7—14 дней бетон набирает 60—70% от своей 28-дневной прочности. В дальнейшем набор прочности не прекращается, но происходит гораздо медленнее, а к трехлетнему возрасту прочность бетона может достигать 200-250% от величины, определенной в возрасте 28 суток.

От чего зависит набор прочности и твердение

На набор прочности бетона влияют множество факторов, среди них можно выделить следующие:

тип цемента, используемого при производстве бетонной смеси;
температура, при которой происходит твердение бетона;
водоцеметное отношение;
степень уплотнения бетонной смеси.

Влияние каждого из вышеперечисленных факторов на твердение и набор прочности приведено ниже в виде таблицы и графиков.

Зависимость от типа цемента и температуры твердения:

Ниже приведены данные по набору тяжелым бетоном относительной прочности в зависимости от вышеуказанных двух параметров (типа цемента и температуры твердения).

Время твердения, суток	Тип цемента	Относительная прочность бетона при различных температурах твердения
Время твердения, суток	Тип цемента	30 ^оС	20 ^оС	10 ^оС	5 ^оС
1	Б	0,45	0,42	0,26	0,16
	Н	0,37	0,34	0,21	0,12
	М	0,23	0,19	0,11	0,06
2	Б	0,58	0,58	0,37	0,22
	Н	0,52	0,5	0,32	0,19
	М	0,38	0,34	0,21	0,12
3	Б	0,65	0,66	0,43	0,26
	Н	0,6	0,6	0,38	0,23
	М	0,47	0,45	0,28	0,17
7	Б	0,78	0,82	0,54	0,33
	Н	0,75	0,78	0,51	0,31
	М	0,67	0,68	0,44	0,27
14	Б	0,87	0,92	0,61	0,38
	Н	0,85	0,9	0,6	0,37
	М	0,81	0,85	0,56	0,34
28	Б	0,93	1,0	0,71	0,45
	Н	0,93	1,0	0,7	0,43
	М	0,93	1,0	0,67	0,41
56	Б	0,98	1,06	0,8	0,51
	Н	1,0	1,08	0,79	0,49
	М	1,0	1,12	0,76	0,47

М – медленнотвердеющий портландцемент;
Н – нормальнотвердеющий портландцемент;
Б – быстротвердеющий портландцемент.

Промежуточные значения – определяются интерполяцией;

1 (единица) относительной прочности – прочность бетона через 28 суток при температуре твердения 20 ^оС. При включении в состав бетонной смеси добавок, способных повлиять на динамику процесса твердения, – скорость набора прочности изменяется.

Зависимость прочности бетона от уплотнения и водоцеметного отношения:

Температура твердения бетона: особенности влияния влажности

При какой температуре твердеет бетон и как колебания этого фактора влияют на темпы набора прочности? На эти и другие не менее важные вопросы мы ответим в рамках данной статьи.

Несмотря на то, что темпы высыхания цементосодержащих смесей зависят от целого ряда факторов,именно температура является наиболее важным параметром, который следует учесть как при строительстве с применением монолитного бетона, так и при изготовлении различных ЖБИ.

Результат твердения бетона в неидеальных условиях

Оптимальные условия для затвердевания раствора и набора прочности

На фото — алмазное бурение отверстий в бетоне, набравшем достаточную прочность

Затвердевание цементосодержащих смесей является сложным физико-химическим явлением, в ходе которого портландцемент, вступая во взаимодействие с водой, образует новые соединения.

Данная химическая реакция происходит постепенно, так как вода проникает в цементную массу с небольшой скоростью. Это наблюдение объясняет длительные сроки твердения бетона. Ведь даже по истечении нескольких месяцев твердения, определённое количество цементных зерен только вступает в реакцию с водой.

На фото — заливка смеси в опалубку

Учитывая то, что скорость твердения бетона от температуры зависит, появляется возможность ускорить процесс в разы. Для этого следует создать благоприятные условия, при которых процесс схватывания и набора прочности смеси будет протекать более интенсивно.

Оптимальная температура затвердевания бетона составляет +22 °С при относительной влажности окружающего воздуха около 90%. Например, такие условия создаются при камерном производстве ЖБИ, но кроме того эти параметры температуры и влагосодержания могут быть созданы при посыпке поверхности бетона увлажненным песком или при орошении водой.

В оптимальных условиях нарастание прочности твердеющего бетона протекает быстро и уже в течение 1- 2 недель после приготовления материал набирает свыше 60%прочности, которая могла быть достигнута в течение28-дневного твердения в нормальных условиях.

Важно своевременно проконтролировать этот процесс и не допустить дальнейшего пересыхания поверхности, периодически орошая ее водой. Таким образом, мы дадим возможность цементосодержащему раствору достигнуть заданной прочности по всей своей толщине.

Испытание ЖБИ на устойчивость к механическим нагрузкам

Влияние температуры и влажности на твердение бетона неоспоримо. Более того, несоблюдение технологических предписаний не только негативно сказывается на качестве готовых конструкций, но и может обернуться множественными разрушениями бетона.

Дело в том, что в процессе затвердевания материала, из его толщи высвобождается большой объем жидкости и происходит усадка. Если не обеспечить оптимальные параметры температуры и влажности, на поверхности материала могут появиться микротрещины, и потребуется резка железобетона алмазными кругами для последующего устранения повреждений.

Контроль интенсивности твердения материала посредством специальных добавок

Добавление ускорителей в состав бетона

Как уже было сказано, рост прочности цементосодержащего раствора в процессе высыхания в существенной степени зависит от температурных показателей. Так,например, твердение бетона при низких температурах замедляется, в то время как повышение температуры способствует ускорению процесса.

Так как продолжительность процесса набора прочности имеет принципиальное значение при проведении строительных работ, этот показатель иногда искусственно ускоряется.

Как ускорить набор прочности бетона без негативных последствий для его качества?

Для этих целей применяется ряд добавок-ускорителей, которые добавляются своими руками в состав на этапе приготовления смеси. Так как применение специальных добавок встречается преимущественно в промышленном строительстве, их содержание в составе определяется не опытным путем, а технологическими нормами, апробированными в лабораторных условиях.

Как правило, содержание добавок-ускорителей для нормального твердения бетона должно быть в следующих пределах:

нитрит-нитрат-хлорид кальция, нитрат кальция, нитрат натрия, нитрит-нитрат кальция и нитрит-нитрат-сульфат натрия — 4%,
сульфат натрия — 2%,
хлорид кальция— от 2 до 3%.

Важно: С полным перечнем рекомендаций по применению добавок,ускоряющих твердение и набор прочности в цементосодержащих растворах, можно ознакомиться в СНиП III-15—76.

Контроль интенсивности твердения материала посредством обогрева или применения теплоизолирующих опалубок или оболочек

Прогрев смеси посредством нагревающихся проводов

При изготовлении сборного железобетона в холодное время года для ускорения твердения широко применяется тепловая обработка бетона посредством электроэнергии, пара или утеплённой опалубки.

Важно: Существенно сократить сроки, необходимые для твердения смеси, без ущерба для готового результата можно комбинируя принудительный прогрев и применение добавок-ускорителей.

Наибольшую популярность сегодня получили методы прогрева бетона с использованием электроэнергии. И это неудивительно, так как такие способы контроля температурных параметров бетонной смеси просты в реализации и при этом достаточно эффективны.

К технологиям электрического прогрева смеси можно отнести:

электродный метод;
применение греющих петель;
метод обогрева в опалубке;
индукционный нагрев;
инфракрасный обогрев;
обогрев с применением жидкостных установок.

Поскольку график твердения бетона в зависимости от температуры может претерпевать существенные изменения, рассмотрим методику контроля температуры раствора посредством электродного метода и прогрева с применением греющих петель.

Электродный метод

Посредством электродного прогрева можно существенно ускорить темпы прогрева бетона даже при минусовых температурах окружающей среды. В ходе прогрева через толщу материала пропускается электричество, в результате чего происходит выделение тепла.

Как правило, такая методика применяется при изготовлении вертикально расположенных конструкций и ЖБИ, а так же для горизонтально расположенных поверхностей с небольшой площадью.

К преимуществам этого способа можно отнести:

простоту закладки греющих петель;
безопасность эксплуатации;
сжатые сроки твердения раствора даже в неблагоприятных климатических условиях;
невысокая цена реализации прогрева.

Впрочем, есть и недостатки, среди которых:

Существенные энергозатраты, так как необходима подача тока с мощностью не менее 1000 кВт из расчета на 3—5 м³ бетонного раствора. Разумеется, такими параметрами энергообеспечения может похвастать не каждая строительная площадка.
По мере высыхания, раствора прогрев требует большего напряжения или вовсе становится невозможным.

Обогрев с применением греющих петель

Схема подключения системы обогрева

Такой способ контроля температуры бетона работает по принципу предельного тока на кабеле и применяется преимущественно при формировании бетонных перекрытий и бетонных стяжек.

Среди преимуществ способа следует отметить возможность эффективного прогрева смеси изнутри на всех этапах ее твердения. Среди недостатков отметим сложность проведения монтажа, и возможность разрушения изоляции провода в ходе высыхания смеси.

Вывод

Теперь вы знаете, какие факторы могут повлиять на параметры твердения бетона и какова инструкция обеспечения оптимальных условий, при которых высыхание пройдет не только быстро, но и без ущерба для эксплуатационных качеств готового объекта или сооружения. Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.

Поддержание идеальной температуры во время отверждения бетона

Опубликовано 7 июля 2020 г. 8 июля 2020 г. автор: Келли

Отверждение бетона звучит как простой процесс, просто смешайте цемент с водой и подождите, пока он высохнет, верно? Неправильный! Чтобы добиться максимальной прочности бетона, вам придется контролировать влажность и температуру, так что планируйте заранее.

При наблюдении за процессом твердения бетона, помимо времени, играют роль два основных фактора: погодные условия окружающей среды и температура бетонной смеси.

Проверить прогноз

Перво-наперво, если достаточно жарко, когда вы не хотите оставлять комфорт своего кондиционера, или достаточно холодно, чтобы надеть шляпу и перчатки, вам не следует укладывать бетон!

Бетон рекомендуется выдерживать при умеренной температуре от 50 ° F до 90 ° F. В идеальном мире температура свежего бетона должна быть выше 50 ° F, но выдерживаться и поддерживаться на уровне 50 ° F. Но если вы не можете достичь отметки 50 градусов, бетон, выдержанный при этих температурах, будет превосходить бетон с температурой +90 ° F по прочности и долговечности.

Укладывать бетон легко при дневном свете, но когда бетон заливается днем, охлаждение поверхности ночью может вызвать растрескивание. Один из способов — поливать ночью. Это позволяет бетону остыть, а затем повышать его температуру в начале дня, давая бетону больше времени на укрепление без растрескивания под действием напряжения.

Испытание бетона

Для обеспечения того, чтобы температура бетона оставалась в пределах допустимых уровней, для непрерывного мониторинга рекомендуется использовать регистраторы данных с термопарами.Перед заливкой бетона можно надежно разместить одну или несколько термопар для измерения и записи температуры в течение всего процесса отверждения.

Испытания на зрелость обычно проводятся для оценки прочности бетона путем измерения температуры с течением времени. Имейте в виду, что температуры, достигнутые на ранней стадии отверждения бетона, напрямую влияют на конечную прочность и характеристики.

Более длительное отверждение бетона увеличивает прочность и долговечность.Американский институт бетона предполагает, что бетон должен достичь идеальной прочности после 7 дней отверждения при 50 ° F или 3 дней при 50 ° F для бетонной смеси с высокой ранней прочностью.

Щелкните здесь, чтобы изучить решения для регистрации данных термопар, которые обеспечивают непрерывный мониторинг температуры на протяжении всего процесса отверждения.

Для получения дополнительной информации позвоните нам по телефону (603) 456-2011 или по электронной почте [адрес электронной почты защищен]

О Келли:

Келли Райт присоединилась к команде MadgeTech в мае 2016 года в качестве писателя маркетингового контента, принеся с собой годы образования и непосредственный опыт работы в СМИ и коммуникациях.Келли является ключевым участником исследования и разработки интересного и ценного контента. Как сертифицированный менеджер HACCP, Келли демонстрирует свой опыт на мероприятиях и выставках по всей стране, представляя MadgeTech.

Использование термометра для твердения бетона для измерения температуры

Одним из наиболее важных аспектов обеспечения целостности вашей бетонной конструкции является мониторинг ее температуры на ранних этапах строительства. Это особенно актуально в экстремальных погодных условиях, когда смешивание и отверждение бетона подвержены влиянию различных факторов окружающей среды.

Если свежеуложенный бетон подвергается воздействию слишком высоких или слишком низких температур или если он не сохраняет достаточное количество влаги, развитие прочности бетона будет нарушено. По этой причине тщательный мониторинг изменений температуры в бетонной плите во время отверждения жизненно важен для обеспечения прочности, качества и долговечности. Использование термометра для отверждения бетона — лучший метод обеспечения целостности вашей бетонной конструкции.

Как контролировать температуру бетона во время смешивания и отверждения

В настоящее время существует множество методов уменьшения неблагоприятного воздействия неправильной температуры гидратации.Можно использовать два подхода или их комбинацию для контроля температуры во время фазы покоя и фазы увеличения силы процесса гидратации.

Первый подход — это оптимизировать дизайн смеси . Второй подход заключается в том, чтобы контролировать окружающие элементы или свойства отверждения, которые влияют на температуру.

Контроль температуры бетона при проектировании смеси

Чтобы поддерживать желаемую температуру во время высокой температуры гидратации (экзотермической реакции в цементе), вам необходимо разработать смесь, соответствующую конкретному применению и окружающим условиям бетона.Вот несколько вещей, которые следует учитывать при проектировании бетонной смеси:

При выборе подходящего типа цемента изменяется количество выделяемого тепла. По сравнению с цементом типа I, тип III выделяет больше тепла, тогда как тип II выделяет умеренное тепло, а тип IV выделяет меньше, чем другие;

Регулировка тонкости цемента (т.е. использование более мелкого цемента) приведет к выделению большего количества тепла;

Использование дополнительных вяжущих материалов (SCM) эффективно снижает тепло, выделяемое во время гидратации.Замена части цемента, например, шлаком или летучей золой снижает количество химически активного материала на ранних стадиях; в свою очередь, это снижает количество выделяемого тепла и замедляет рост прочности бетона; и

Добавление других типов добавок, таких как замедлители схватывания и ускорители, может помочь контролировать продолжительность периода бездействия (однако эти смеси обычно не влияют на тепловыделение).

Узнайте больше об оптимизации дизайна микса здесь!

Почему важна правильная температура отверждения бетона

Отверждение бетона помогает поддерживать уровень влажности и температуры в бетоне раннего возраста, так что он может достичь своей удельной прочности смеси.Необходимое количество влаги в бетоне важно, потому что химическая реакция, известная как гидратация, имеет тенденцию высушивать бетон из-за потери тепла. При бетонировании в экстремальную погоду (жаркая или холодная) необходимо принять специальные меры, чтобы обеспечить целостность вашей бетонной конструкции.

Жаркое бетонирование

Общее практическое правило при бетонировании в жаркую погоду — поддерживать предельную температуру затвердевания бетона в 70 ° C (160 ° F) во время гидратации.Если температура бетона во время гидратации будет слишком высокой, это приведет к тому, что бетон будет иметь высокий ранний рост прочности, но, следовательно, получит меньшую прочность на более поздней стадии, что приведет к снижению долговечности конструкции в целом. Также было замечено, что такие температуры мешают образованию эттрингита на начальной стадии, и впоследствии его образование на более поздних стадиях ускоряется; что вызывает реакцию расширения и последующее растрескивание.

Бетонирование для холодных погодных условий

В Американском институте бетона (ACI) 306: Руководство по холодной погоде Бетонирование «холодная погода» определяется как три или более последовательных дней низких температур, в частности, температура наружного воздуха ниже 40 ° F (4 ° C) и температура воздуха ниже 50 °. F (10 ° C) дольше любого 12-часового периода.При бетонировании в холодную погоду, когда температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедлится или даже полностью прекратится, пока температура снова не повысится. Общие рекомендации предполагают, что температура затвердевания бетона должна поддерживаться на уровне> 5 ° C (40 ° F) в течение 48 часов (ACI 306).

Как экстремальные погодные условия влияют на бетон

Один из способов избежать перегрева бетона в жаркую погоду — запланировать заливку на ночь, когда внешние температуры ниже.Другой способ — использовать в смеси холодную воду или охладить агрегаты льдом.

В холодную погоду температуру можно регулировать с помощью внешних систем обогрева, чтобы контролировать условия отверждения. Экстремальные температуры отверждения можно также контролировать при массовом разливе с помощью охлаждающих труб.

Советы по бетонированию в жаркую погоду

Для охлаждения бетона используйте лед или жидкий азот в составе бетонной водной смеси.
Избегайте укладки бетона в полдень, так как в это время суток обычно самые высокие температуры.
Используйте прохладную воду для увлажнения боковых форм для перекрытий или стен.
Держите на месте замедлитель испарения на случай, если температура повысится и вода начнет быстро испаряться.
Если во время укладки бетона возможна жаркая погода, используйте крупные частицы заполнителя. Более крупные заполнители сводят к минимуму вероятность усадки бетона из-за условий окружающей среды.

Насадки для бетонирования в холодную погоду

Следите за температурой затвердевания бетона в течение первых 24 часов, чтобы убедиться, что температура монолитного бетона не опускается более чем на 4 ° C (40 ° F).
Замерзший свежий бетон в течение первых 24 часов может привести к потере 50% его потенциальной 28-дневной прочности.
Поддерживайте температуру твердения бетона выше 4 ° C в течение как минимум четырех дополнительных дней после использования изоляционных покрытий или обогреваемых шкафов.
Поддерживайте температуру твердения бетона выше 10 ° C (50 ° F) в течение трех-семи дней, используя свежий бетон.
Никогда не заливайте бетонную поверхность по мерзлой земле, снегу или льду. Используйте обогреватели, чтобы разморозить землю перед заливкой бетона.

Хотите узнать о мониторинге температуры в экстремальных погодных условиях? Кликните сюда!

Самый эффективный инструмент для контроля температуры отверждения бетона

Процесс укладки и выдержки бетона на стройплощадке требует точных температур, чтобы не повредить структурную целостность бетона. Благодаря SmartRock, беспроводному термометру температуры твердения бетона, вам больше не нужно беспокоиться о неоднозначном времени ожидания и ошибочных тестах на разрыв. SmartRock доставляет точные данные в реальном времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут.Бесплатное приложение рассчитывает данные вашего монолитного бетона, избавляя от лишних догадок.

Будучи полностью беспроводным датчиком, SmartRock позволяет подрядчикам работать эффективно, не беспокоясь о торчащих проводах. Датчик полностью встроен в бетон и закреплен на арматуре внутри опалубки. Это означает, что вам не нужно искать провода под нагревательными одеялами или полагаться на какие-либо внешние регистраторы данных для сбора или отправки данных. Одним нажатием кнопки вы можете загрузить бесплатное приложение и мгновенно поделиться данными со своей командой!

Способность

SmartRock отслеживать влияние монолитного бетона и температуры окружающей среды упрощает контроль твердения бетона и обеспечивает оптимальные условия.Кроме того, результаты в реальном времени позволяют подрядчикам оптимизировать процесс отопления, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в своем графике проекта, зная, когда переходить к последующим строительным операциям, таким как снятие опалубки или последующее натяжение. Согласно методу зрелости ASTM C1074, датчики SmartRock могут использоваться для оценки прочности бетона на месте.

Узнайте больше о преимуществах датчиков SmartRock прямо сейчас!

Источники:
Советы и рекомендации по заливке бетона в жаркую погоду
Узнайте, как заливать бетон в холодную погоду
Бетон на практике
Бетонное строительство

** Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован 19 декабря 2018 г. и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Советы по отверждению бетона в холодную погоду

Процесс отверждения бетона становится более сложным в холодную погоду, поскольку для правильного схватывания и достижения максимальной прочности свежий бетон необходимо защищать от замерзания по крайней мере в течение первых 24 часов или до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности 500 фунтов на квадратный дюйм ( фунтов на квадратный дюйм). Бетон, замерзающий в раннем возрасте, может потерять большую часть своей прочности. Но бетон можно успешно заливать и укладывать в холодных погодных условиях, если принять правильные меры для устранения проблем, связанных с низкими температурами.По определению Американского института бетона (ACI) бетонирование в холодную погоду — это «период, когда в течение более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту более половины из любых 24-х дней. часовой период ». В этих условиях необходимо применять специальные техники.

Нет причин избегать заливки бетона в холодную погоду, если вы примете соответствующие меры. Правильно сделанный бетон, заливаемый в прохладную погоду, на самом деле прочнее, чем бетон, заливаемый в жаркую погоду, благодаря медленному периоду отверждения.

Когда температура наружного воздуха ниже 20 градусов по Фаренгейту, лучше просто отказаться от идеи размещения бетона на открытом воздухе, поскольку при таких температурах гидратация полностью прекращается. При очень низких температурах наружного воздуха становится очень трудно поддерживать температуру на рабочем месте на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить хорошие результаты, даже с кожухами и изолирующими одеялами.

Если бетон замерзнет слишком быстро

Бетон, который замерзает в свежем виде или до того, как он затвердеет до прочности, способной противостоять расширению, связанному с замерзающей водой, будет иметь безвозвратную потерю прочности.Раннее замораживание может снизить конечную прочность бетона до 50%. Если температура воздуха во время заливки и укладки ниже 40 градусов по Фаренгейту и если в течение первых 24 часов ожидается отрицательная температура, подрядчикам следует соблюдать ряд рекомендуемых методов бетонирования в холодную погоду.

Советы по подготовке

Правильное отверждение бетона в холодную погоду можно улучшить с помощью определенных методов подготовки:

В холодную погоду предварительный нагрев одного или нескольких составляющих материалов (воды и заполнителя) может гарантировать поддержание надлежащей температуры бетона во время заливки.Вместо того, чтобы нагревать портландцемент, это делается путем нагревания воды и / или песка и гравия перед смешиванием. Компании по производству готовой смеси могут иметь такую возможность; Обычно бетон покидает завод в грузовиках при температуре около 65 градусов по Фаренгейту. Смешивание небольшого количества бетона на месте может включать использование горячей воды или хранение заполнителя в теплом помещении перед смешиванием.
Может потребоваться корректировка компонентов смеси. Чаще всего это включает увеличение соотношения содержания цемента в бетоне или использование ускоряющей химической добавки, такой как хлорид кальция, в соотношении до 2%.
Используйте портландцемент типа III, цемент, который помогает схватываться без ухудшения качества бетона. Это важно, поскольку высокое содержание влаги может вызвать проблемы с коррозией стальной арматуры.
Избегайте использования золы-уноса или шлакового цемента в холодную погоду. Эти материалы затвердевают медленнее и выделяют меньше внутреннего тепла.

Наконечники для заливки и укладки

Дополнительные приемы во время заливки и укладки также могут помочь бетону правильно схватиться и застыть в холодную погоду:

Убедитесь, что бригады будут на месте на более длительный срок.Бетону, подвергающемуся воздействию низких температур, потребуется больше времени для достижения первоначального схватывания, что может означать, что бригаде отделочных работ потребуется более длительное время.
Ветрозащитные полосы могут помочь защитить бетон (и рабочих) от ветра, который может вызвать быстрое падение температуры и слишком быстрое испарение. Обычно достаточно ветрозащитных полос высотой около 6 футов.
Могут потребоваться шкафы с подогревом. Они могут быть сделаны из дерева, брезента или полиэтиленовых листов или вы можете использовать коммерческие корпуса из жесткого пластика.Нагрев внутри шкафа лучше всего осуществлять с помощью электронагревателей. Если используются обогреватели, работающие на топливе, наилучшим вариантом является использование обогревателей косвенного нагрева, в которых теплый воздух направляется в кожух из расположенного снаружи блока горелки. Другой вариант — гидронная система, в которой теплая смесь гликоля и воды циркулирует по корпусу через трубы или шланги.

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что бетон заливается и помещается при температуре не менее 40 градусов по Фаренгейту и выдерживается там в течение периода времени, соответствующего типу бетона и его предполагаемому использованию.Для высокопрочного бетона, который не будет подвергаться циклам замораживания-оттаивания, достаточно одних суток при температуре выше 40 градусов. Но для бетонного фундамента или другой конструкции, которая в раннем возрасте будет нести высокие нагрузки, требуется 20 дней и более при минимальной температуре 50 градусов. Помните, что отверждение цемента — это экзотермическая реакция, которая сама по себе выделяет некоторое количество тепла, и часто достаточно накрыть бетон полиэтиленовой пленкой или изолирующими одеялами, чтобы удержать тепло.

Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после заливки и укладки.

Советы по отверждению

Наконец, есть методы, которые вы можете использовать в процессе отверждения, чтобы обеспечить максимальную прочность бетона:

Если используются формы, оставьте их на месте как можно дольше, так как они сохранят тепло и помогут предотвратить слишком быстрое высыхание бетона. Углы и края наиболее уязвимы, а формы помогут в процессе отвода тепла.
Острый пар можно закачивать в ограждение вокруг бетона, чтобы предотвратить его слишком быстрое высыхание при низких уровнях влажности, которые являются обычным явлением в холодную погоду.
Подождите, пока вся стекающая вода не испарится, прежде чем закончить. Бетон, залитый и уложенный в холодную погоду, схватывается и затвердевает гораздо медленнее, поэтому кровотечение также начнется позже, чем ожидалось. Будьте готовы к большему количеству стекающей воды, чем при обычной укладке бетона.
Пока бетон застывает, проверьте температуру бетона с помощью инфракрасного термометра. Убедитесь, что бетон поддерживает температуру не менее 40 градусов в течение периода отверждения.
Поскольку активный нагрев прекращается, следите за тем, чтобы бетон не остыл слишком быстро. Это можно сделать, постепенно снижая температуру внутри ограждения или накрыв бетон изолирующими покрытиями. Для больших структур рекомендуется несколько дней или даже недель постепенного охлаждения. Внезапное удаление одеял в холодную погоду может вызвать перепад температур между внешней стороной бетона и его серединой, что приведет к растрескиванию.
Обязательно выдержите бетон в течение периода времени, рекомендованного для используемого типа цемента.Комитет ACI 308 рекомендует следующие минимальные периоды выдержки:
Цемент ASTM C 150 Тип I, 7 дней
Цемент ASTM C 150 Тип II, 10 дней
Цемент ASTM C 150 Тип III, 3 дня
Цемент ASTM C 150 Тип IV или V, 14 дней
Цементы ASTM C 595, C 845, C 1157, переменная
Герметизируйте только что затвердевший бетон, нанеся герметик, чтобы предотвратить просачивание наружной воды в бетон. Герметики для бетона продлят срок службы бетона и уменьшат вероятность разрушения при отверждении. В очень холодных регионах используйте только воздухопроницаемый герметик для бетона, который позволяет испарять влагу.

Какая лучшая температура для заливки бетона?

Идеальная температура для заливки бетона составляет от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Это связано с тем, что бетон приобретает свою прочность и долговечность благодаря процессу, известному как гидратация , на который могут повлиять условия экстремальной жары или холода.

Как работает бетон

Чтобы понять, почему правильная температура так важна для заливки бетона, важно знать основы того, как работает бетон.

Бетон похож на рецепт, в котором есть два ключевых «ингредиента»: заполнитель и паста . Заполнитель представляет собой смесь песка и щебня, смешанных в необходимом количестве. Паста представляет собой смесь воды и цемента (цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, содержащий несколько элементов, таких как мелко измельченный камень, зола и другие минералы).

Когда заполнитель и паста смешиваются вместе, они образуют липкое вещество, которое легко разливается и может принимать различные формы и формы.Однако если оставить это вещество какое-то время в покое, оно начинает затвердевать. В конце концов, он затвердевает до состояния скалы.

Важность гидратации

Даже после того, как бетон затвердел, он приобретает повышенную прочность в результате процесса гидратации (также известного как «отверждение»). При этом соединения цементной смеси химически реагируют с молекулами воды в бетоне. Эти химические реакции приводят к тому, что частицы цемента соединяются вместе, создавая более прочное и связное вещество.

Хотя бетон затвердеет в течение относительно короткого времени после первоначальной заливки, после этого процесс гидратации будет продолжаться в течение недель, даже месяцев. Вот почему знающие люди говорят, что бетон со временем крепнет. Однако, если бетон заливается или отверждается при экстремальных температурах, процесс гидратации может работать не так, как должен.

Почему важно поддерживать правильную температуру

Первоначальная заливка и первые 72 часа после заливки являются наиболее критическим временем в процессе гидратации.На химическую реакцию, в которой молекулы воды помогают связывать частицы цемента друг с другом, влияет тепло — или его отсутствие. Это означает, что заливка бетона в летние или зимние месяцы может быть сопряжена с дополнительными проблемами.

Риски заливки бетона в жаркую погоду

Температура, превышающая 90 градусов по Фаренгейту, может изменить соотношение воды, цемента и заполнителя из-за испарения воды. Это может привести к более слабому конечному продукту, а также к отклонениям в форме или форме.

Однако риски, связанные с жаркой погодой, бледнеют по сравнению с рисками заливки бетона в холодную погоду.

Риски заливки бетона в холодную погоду

При заливке бетона при температуре ниже 40 градусов по Фаренгейту процесс гидратации может занять до 24 часов дольше. Однако самый опасный аспект заливки бетона в холодной среде — это когда вода в цементной смеси замерзает и расширяется. Это расширение может привести к отрыву верхнего слоя свежего бетона от нижележащих слоев.В худшем случае это может в конечном итоге привести к растрескиванию фундамента здания под весом надстройки, что приведет к полному обрушению.

Кроме того, даже если сама цементная смесь остается незатронутой холодом, если бетон заливается на очень холодную или промерзшую поверхность, он может не затвердеть должным образом. Со временем слои бетона могут сместиться, что приведет к серьезным повреждениям конструкции любого здания наверху.

Способы достижения наилучшей температуры при заливке и отверждении

Даже при заливке бетона при экстремальных температурах есть шаги, которые профессионалы могут предпринять для достижения успеха.В жаркую погоду, возможно, потребуется предпринять следующие шаги:

Рабочие будут избегать проливания в самое жаркое время дня (полдень и полдень).
Они могут использовать более крупные (более крупные) частицы заполнителя в бетонной смеси, что минимизирует риск усадки от тепла.
Они могут охладить заполнитель, периодически обрызгивая партию водой.
Они могут использовать лед как часть цементной смеси или жидкий азот для охлаждения партии.

Существуют также определенные шаги для заливки в холодную погоду, которые могут оказаться эффективными, например:

Использование обогревателей или подогреваемых матов для оттаивания промерзшей земли
Смешивание в горячей воде с цементом
Использование дополнительного цемента для повышения температуры химических реакций и ускорения гидратации
Использование добавок, ускоряющих процесс затвердевания
Использование нагретых бетонных смесей или специальных смесей, предназначенных для использования в холодную погоду
Использование химических ускорителей для ускорения процесса отверждения
Удержание форм или каркаса бетона на месте до завершения процесса твердения (раннее удаление приведет к обрушению бетона)

После того, как бетон застыл, важно, чтобы он оставался при температуре выше 50 градусов по Фаренгейту как минимум в течение следующих двух дней, чтобы завершить процесс отверждения.Есть несколько способов сохранить бетон в нужном температурном диапазоне, например:

Использование обогреваемого корпуса, защищенного от ветра, дождя и воды. Очень важно, чтобы в таком ограждении было достаточно вентиляции для обогревателя внутри, чтобы избежать случайного карбонизации поверхности бетона.
Покрытие бетона изолирующими одеялами.
Укладка соломы на бетонную поверхность в качестве изоляционного материала.

Партнерство с экспертами по бетону

Укладка бетона в идеальных погодных условиях требует навыков, знаний и опыта.Это еще более верно, когда заливка бетона должна выполняться при очень высоких или низких температурах. Одно неверное движение или неверный расчет может привести к более слабому конечному продукту, дополнительной работе в краткосрочной перспективе и потенциально опасным структурным последствиям в долгосрочной перспективе.

В Empire Parking Lot Services наши специалисты по бетону имеют за плечами годы обучения и опыт, а также знают, как успешно выполнить заливку бетона, независимо от того, насколько она горячая или холодная.Кроме того, наши рабочие обладают необходимыми навыками для выполнения ремонта бетонных автостоянок, тротуаров и других поверхностей по мере необходимости.

Если вы хотите приступить к конкретному проекту в ближайшие недели или месяцы, тогда станьте партнером конкретных экспертов в Empire Parking Lot Services. Свяжитесь с нами по телефону 714-633-0300 или свяжитесь с нами через наш веб-сайт. Мы будем рады помочь.

Другие блоги по бетону:

Укладка бетона при наличии тепла

Когда лето в разгаре и температура поднимается, тем из нас, кто работает с бетонными материалами, необходимо приспособить свой рабочий процесс к разливу в жаркую погоду.Эксперты сходятся во мнении, что идеальная температура для заливки бетона составляет примерно 50-60 ° по Фаренгейту. Поскольку погода непредсказуема и часто не позволяет нам сотрудничать, нам нужно проявлять гибкость и быть готовыми к жарким погодным условиям.

Бетонирование при восходе ртути

Американский институт бетона (ACI) определяет жаркую погоду как:

«Любое сочетание высокой температуры окружающей среды, высокой температуры бетона, низкой относительной влажности, скорости ветра и солнечной радиации.”

Эти погодные условия могут отрицательно сказаться на качестве бетона. ACI отмечает, что, хотя эти проблемы в основном возникают в летние месяцы, сильный ветер, низкая относительная влажность и солнечная радиация могут возникать в течение всего года. Итак, понимание процесса бетонирования в жаркую погоду принесет вам пользу круглый год.

В нормальных погодных условиях бетон схватывается за 8-48 часов, достигая 70% прочности примерно за семь дней. Затем требуется до 28 дней, чтобы полностью затвердеть и достичь своей полной прочности.Погодные условия имеют огромное влияние на схватывание и отверждение. При более низких температурах бетону требуется больше времени для схватывания, а кристаллам, образующимся в бетоне, больше времени для затвердевания. И наоборот, более высокие температуры означают, что кристаллы образуются быстрее, что дает меньше времени на укрепление. Например, при температуре 100 градусов по Фаренгейту бетон может застыть всего за два часа.

Вы сможете сэкономить время и деньги, узнав, как жаркая погода влияет на свежеулитый бетон, и по возможности смягчите возможные проблемы.

Эффекты жаркой погоды

Жаркие погодные условия увеличивают испарение поверхностной влаги свежеслитого бетона и ускоряют время схватывания. Испарение может удалить поверхностную воду с залитой плиты; эта поверхностная вода необходима для поддержания гидратации бетона и предотвращения высыхания. Когда скорость испарения высока, как в теплую погоду, это может привести к растрескиванию поверхности или усадке пластика (содержащегося в бетонной смеси) перед схватыванием.Не используйте воду для регидратации поверхности, так как это ослабит конечный продукт по мере его испарения и приведет к образованию трещин. Лучше использовать замедлители испарения и вспомогательные средства для отделки, например, Solomon Brickform’s Lythic Day 1.

Резкие перепады температуры окружающей среды также могут вызвать термическое растрескивание. Например, если в жаркий день заливается бетон, а ночью он быстро остывает, это может вызвать растрескивание или усадку. Увеличение на 20 градусов может сократить время схватывания на 50%.Кроме того, повышение температуры бетона также ускоряет процесс схватывания. При заливке бетона время имеет значение в жаркую погоду.

Потенциальные проблемы с заливкой бетона при более высоких температурах включают:

Уменьшение времени схватывания затрудняет обработку бетона — это также означает сокращение времени на укладку, уплотнение и отделку бетона — поэтому бригаде приходится работать быстрее
Ускорение при потере осадки — это также может привести к потере увлеченного воздуха
Пластическая усадка и растрескивание — из-за слишком быстрого испарения влаги поверхность может треснуть или повредить пластик, содержащийся в цементе
Снижение предельной прочности — когда бетон слишком быстро затвердевает на жаре, прочность может снизиться.Бетон, отвержденный при стандартной температуре 70 ° F, будет заметно прочнее, чем плита, отвержденная при температуре 90 ° F.

Сохраняйте хладнокровие в жаркую погоду

Давайте будем реалистами, ни одна из этих потенциальных проблем с жаркой погодой не замедлит вашу следующую заливку независимо от температуры. Но, внося некоторые коррективы в методологию проекта и конкретную композицию, вы можете добиться успешного результата.

Химические добавки

По мере схватывания бетон также быстрее достигает полной прочности.Однако это более быстрое схватывание также может означать меньшую прочность в процессе отверждения. Бетон — это прочность, поэтому добавление химикатов в бетонную смесь может помочь увеличить ее прочность.

Химические добавки используются для ускорения или замедления обрабатываемости, консистенции, долговечности и прочности бетона. В случае проливания в жаркую погоду подумайте о добавлении добавки, замедляющей схватывание. Этот тип добавки может замедлить химическую реакцию, которая происходит в процессе схватывания, давая больше времени для отделки бетона до того, как он схватится под действием тепла.

Вода и лед

Для поддержания прохлады бетона в жаркую погоду температуру внутри бетона можно снизить, используя холодную воду или лед как часть воды для замешивания. Кроме того, опрыскивание заполнителей водой может помочь сохранить бетон прохладным.

Азот жидкий

Вода и лед раньше были наиболее практичными и экономичными методами охлаждения бетона.
В наши дни использование жидкого азота (LIN) может быть более эффективным и экономичным.Преимущества охлаждения с LIN включают: более предсказуемые, постоянные температуры от партии к партии и универсальность (вы можете использовать его для охлаждения агрегатов, добавления в водную смесь или непосредственно на бетон).

Просто имейте в виду, что LIN не всегда доступен, поэтому вам нужно будет проверить наличие промышленных производств в вашем районе.

Как подготовиться к заливке бетона?

Подготовьте бетонное оборудование и материалы до наступления жаркой погоды.
Следите за тем, чтобы земляное полотно и формы оставались влажными, чтобы они не впитывали воду из смеси.
По возможности используйте солнцезащитные козырьки и ветрозащитные экраны.
Обязательно используйте бетонные материалы, которые хорошо работают при более высоких температурах.
Поддерживайте постоянный контакт с поставщиком товарной бетонной смеси и подготовьте все необходимое до прибытия автобетоносмесителя. Не заставляйте грузовик вас ждать!

Не следует планировать заливку бетона на 100 градусов в день. Если это невозможно, запланируйте доставку в самое прохладное время дня, рано утром или вечером, избегая самой жаркой части дня.Убедитесь, что у вас есть полная бригада, чтобы вы могли укладывать бетон и готовить его как можно скорее. Упростите погрузку автобетоносмесителей на место работы с минимальным временем простоя или без него.

Держите команду гидратированной!

При размещении не забудьте защитить свою команду и от повышенной жары. Убедитесь, что они пьют и имеют достаточно жидкости, планируйте частые перерывы в затененных местах и постоянно ищите признаки теплового стресса.

Следующие шаги после размещения

После укладки бетон следует немедленно удалить и зашпаклевать.Обязательно используйте замедлители испарения, запотевание или запотевание водой — или накройте паронепроницаемым листом перед стяжкой. Это помогает предотвратить быстрое высыхание, образование корки, пластическую усадку и схватывание резины. Временные покрытия, такие как постоянно увлажненная мешковина, могут быть помещены поверх свежего бетона и удалены небольшими участками непосредственно перед отделочными работами.

Есть ли лучший способ завершить заливку бетона в жаркую погоду?

Вы можете отказаться от таких рискованных приемов, как гладкая обработка шпателем, заменив щетку мешковиной или щеткой.Отверждение должно происходить, когда поверхности достаточно твердые, чтобы противостоять царапинам, и герметизация должна производиться качественным герметиком не позднее, чем через 30 дней после укладки и отверждения бетона.

При небольшом планировании и большом количестве прохладной воды вы можете без проблем и успешно выполнить заливку бетона в жаркую погоду. И не забудьте солнцезащитный крем.

Перейдите по этим ссылкам, чтобы получить дополнительную информацию о заливке бетона в жаркую погоду, перейдите по этим ссылкам:

https: // www.thebalance.com/pouring-concrete-in-hot-weather-845030

СКАЧАТЬ PDF

Влияние температуры отверждения на долговечность бетона в условиях высокой геотермальной среды

Для определения долговечности бетона при фактической температуре и влажности окружающей среды туннеля в этом исследовании исследуются механические свойства, проницаемость для хлорид-ионов, относительный динамический модуль упругости, и коэффициент потери массы образцов бетона, отвержденных при температуре, которая варьировалась от нормальной, 40, 60, 75 и 90 ° C, а влажность постоянно поддерживалась на уровне 90%.Экспериментальные результаты показывают, что отверждение при высоких температурах может способствовать развитию прочности на ранней стадии, но снижает долговременную прочность. Доказано, что 60 ° C — критическая точка. При температуре выше 60 ° C прочность бетонного материала и его сопротивление проницаемости для хлорид-ионов показали тенденцию к снижению; однако в соответствующем температурном диапазоне морозостойкость бетона улучшается с повышением температуры.

1. Введение

По мере развития западного мира методы добычи полезных ископаемых и понимание подземной инженерии постепенно улучшались.Создание глубоких туннелей в пластах во многих странах высветило ущерб, который может быть причинен сильно геотермальной средой; эти вопросы приобретают все большее значение в подземном строительстве [1–4]. Это повреждение может серьезно повлиять на конструкцию туннеля и его долговечность, а также может привести к изменению физического поведения бетона.

Ли и др. [5] исследовали влияние среды отверждения горячего источника на характеристики бетона. Это исследование показало, что при высоких температурах в бетоне легче образуются пузыри.Ян и Цуй [6] обнаружили, что температуры отверждения выше 50 ° C значительно стимулируют реакционную способность цемента за счет измельчения мелкодисперсного шлакового порошка и цемента, летучей золы, композита силиконовой золы и гелеобразного материала. Tang et al. [7] исследовали влияние температуры на прочность сцепления горных пород, окруженных торкретбетоном, и обнаружили, что повышение температуры приводит к усадке торкретбетона и ухудшению сцепления с продуктами гидратации, что приводит к увеличению пор на границе раздела. Описанные выше исследования показывают, что температура окружающей среды влияет на прочность сцепления и структуру пор бетонных опорных конструкций во время строительства и на ранних этапах.Когда требуются заданные характеристики, влияние теплового отверждения на свойства бетона необходимо учитывать в процессе проектирования бетона, поскольку тепло может влиять на микроструктурные свойства и долговечность бетона [8].

В настоящее время исследования прочности бетона больше не ограничиваются одной средой, а могут проводиться с учетом множества факторов. Jin et al. [9] путем экспериментов с использованием трех типов систем сухой и влажной циркуляции определили закон разрушения бетона под нагрузкой, карбонизацией и воздействием хлоридов.Holt et al. [10] обнаружили, что результаты, полученные в лабораторных однофакторных исследованиях ускоренного разрушения бетона, значительно отличаются от результатов, полученных при воздействии, и для физических испытаний следует учитывать комбинированное действие нескольких факторов; Эти исследования показывают, что на долговечность материала и конструкции бетона влияет совокупное действие нескольких факторов [11]. Многофакторная долговечность бетона. Исследования обычно рассматривают такие факторы разрушения, как повреждение при замерзании-оттаивании, карбонизация и коррозия, вызванная хлоридом [12].Замораживание-оттаивание (F – T) — одна из наиболее агрессивных форм воздействия на бетон, поскольку циклы F – T могут вызвать серьезное внутреннее растрескивание и поверхностное растрескивание [13]. Было отмечено, что механическое замораживание и оттаивание в сочетании с попаданием вредных солей может значительно снизить долговечность бетонных конструкций [14]. Это связано с тем, что коэффициент диффузии ионов хлора (CCID) для всего бетона увеличивается после воздействия циклов замораживания-оттаивания [15]; таким образом, диффузия хлорид-иона в бетон ускоряется [16].Вследствие этого бетон теряет сопротивление механической нагрузке (т.е. происходит уменьшение динамического модуля упругости и прочности на сжатие).

Для исследования стойкости к эрозии хлорид-ионами Zhang et al. [17] проанализировали влияние добавок на диффузию хлорид-ионов в паровом и стандартном бетоне. Это исследование показало, что по сравнению со стандартным бетоном влияние парового отверждения на хлоридостойкость бетона является невыгодным. Коэффициент диффузии хлорид-ионов в бетоне увеличивается после отверждения паром, но после добавления минеральной добавки свойства хлорид-иона стандартного и парового бетона заметно улучшаются.Wang et al. [18] изучили разницу между долговечностью торкретбетона и обычного бетона и показали, что добавление стальной фибры улучшает долговечность напыленного бетона, но в отношении хлорид-ионной эрозии улучшенные характеристики не были очевидны.

На основании приведенного выше анализа, исследования эффектов циклического замерзания-оттаивания и коррозии на ускоренный торкретбетон были ограниченными и бессистемными [19]. В настоящее время исследовательские работы редко включают всестороннее изучение механических свойств, проницаемости для ионов хлора и антифриза бетона при различных температурных градиентах.

В связи с этим, а также для предотвращения коррозии бетонных конструкций из-за температуры, хлорид-ионов, условий замораживания-оттаивания или комбинации этих факторов, это исследование было выполнено при нормальной температуре, 40, 60, 75 и 90 ° C при относительной влажности 90%. Механические свойства, проницаемость для хлорид-иона, относительные динамические модули упругости и коэффициенты потери массы были определены, чтобы лучше понять долговечность бетона.

2. Экспериментальное исследование

2.1. Экспериментальная информация

Кирехатарская ГЭС расположена в среднем и нижнем течении реки Ташкур. Отводной туннель проходит через высокогеотермическую среду между Y7 + 010 и Y10 + 355 (рис. 1), которая является причиной попадания водяного пара во вход в туннель во время строительства из-за высокой температуры в основном отверстии (рис. 2). Опоры туннеля из бетона выдерживались в условиях высокой температуры и высокой влажности, которые в процессе строительства были измерены при температуре до 95 ° C и влажности 90%.Кроме того, в эксплуатационный период температура реки Ташкур была изменена с нуля до 12 ° C. Это обязательно повлияет на прочность и долговечность бетона.

2.2. Экспериментальные условия и материалы
Эти экспериментальные условия в данной работе основаны на реальной температуре и влажности окружающей среды туннеля [7]; следовательно, рабочими условиями, выбранными для испытаний, были относительная влажность 90% и температура 40, 60, 75 и 90 ° C, а также нормальная температура (таблица 1).Исследование прочности бетона в этих температурных средах проводилось на основе лабораторных испытаний при выбранных условиях. Блок высокотемпературного отверждения показан на рисунке 3.
Условия испытаний Температура (° C) Возраст (д)
40 60 75 90 Нормальный (20) 3, 7, 28

Как показано в таблице 2, сырье бетон состоял из цемента Taihang (класс прочности: P.042,5), чистый речной песок (модуль крупности 2,70) и измельченный заполнитель хорошего качества (диапазон размеров частиц 5–15 мм). Добавки включали ускоритель HZC-1, восстановитель UNF-2A и волокно RS2000 (Roycele). Состав смеси представлен в Таблице 3.
Ускоритель
Материал Цемент Гравий Песок Угольная зола Водовосстановитель
Тип P.042,5 Непрерывная сортировка 5–15 мм Машинный песок, средний песок с модулем тонкости 2,70 II с тонкостью помола 18,5 Нафталин UNF-2A типа HZC-1 Тип Roycele RS2000
Roycele RS2000
9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048
Количество используемого материала (кг / м ³)
Водно-цементное соотношение Вода144 Цемент Цемент Цемент ) Песок Гравий Редуктор воды
(0.7%) Ускоритель
(4%) Волокно
0,42 196 373 93 895
2.3. Экспериментальная установка и методология
2.3.1. Испытание на одноосное сжатие
Испытания на одноосное сжатие были проведены на образцах кубического бетона со стороной 100 мм в течение 3, 7 и 28 дней в соответствии с методологией испытаний механических свойств обычного бетона (GB50081-2002, Китай).Для этих испытаний использовалась управляемая компьютером электрогидравлическая сервоприводная трехосная испытательная машина для горных пород TAW-2000. Когда окончательная прочность бетона на сжатие была получена, ее умножили на коэффициент преобразования 0,95.
2.3.2. Тест на стойкость к проникновению хлорид-иона
В этом эксперименте был проведен тест на стойкость к проникновению хлорид-иона (RCM) на основе «Стандартного метода тестирования долговременных характеристик и долговечности обычного бетона» (STPDC) китайского стандарта (GB -Т50082-2009).Размер формы, которую использовали в этом испытании, составлял 100 мм × 50 мм. Образец был прикреплен к одному концу рукава из силиконовой резины обручем, а сторона цилиндра была герметизирована (рис. 4 (а)). Анодная пластина была помещена в резиновую втулку, а катодная пластина была помещена на дно резиновой втулки (красный порт — анод, черный — катод), к которому катодный раствор (10% -ный раствор NaCl) и анодный раствор (0,3 моль / л раствор NaOH). Следует отметить, что эти растворы должны быть приготовлены за 24 часа до эксперимента и запечатаны при постоянной температуре (20 ~ 25 ° C).Затем был определен коэффициент переноса хлорид-иона бетона с помощью измерителя хлорид-иона (рис. 4 (б)).

(a) Испытательное устройство
(b) Измерение коэффициента переноса хлорид-ионов
(a) Испытательное устройство
(b) Измерение коэффициента переноса хлорид-иона
Нестационарный коэффициент переноса хлорида бетон рассчитывается следующим образом: где — RCM на основе STPDC, в м ² / с; — абсолютное значение используемого напряжения в В; — среднее значение начальной и конечной температур анода, ° C; — толщина образца, м; — средняя глубина проникновения хлорид-иона в бетон, мм; и — продолжительность испытания, ч.
2.3.3. Тест замораживания-оттаивания бетона
Для теста замораживания-оттаивания бетона в этой работе использовался метод быстрого замораживания-оттаивания, который проводился на образцах, отвержденных в течение 28 дней. Размер образца 100 мм × 100 мм × 400 мм. Группа сравнения была создана в соответствии со стандартом GB-T50082-2009 «Стандартный метод испытаний на долговечность и долговечность обычного бетона». Анализы замораживания-оттаивания проводили каждые 25 циклов. Максимальное количество циклов замораживания-оттаивания составляло 100. Массу и относительный модуль упругости каждого образца бетона измеряли после 25, 50, 75 и 100 циклов замораживания-оттаивания.Согласно спецификациям метода испытаний, когда относительный динамический модуль упругости образца упал до 60%, испытание было остановлено.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Прочность на одноосное сжатие
Значения прочности на сжатие бетона через 3, 7 и 28 дней показаны в таблице 4.
9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048
Температура RH% 3 d 7 d 28 d
Нормальный 90 23.81 29,64 32,25
40 ° C 28,71 33,06 34,73
60 ° C 34,06 35,68 27,48 28,99
90 ° C 25,11 25,19 26,91
3.1.1. Влияние температуры
Результаты испытаний на прочность при сжатии можно разделить на три набора рабочих условий, а именно, 3-дневное, 7-дневное и 28-дневное время отверждения.Когда температура отверждения образца находится в диапазоне около 60 ° C, прочность бетона на сжатие постепенно увеличивается с повышением температуры. В частности, когда температура достигла 60 градусов, кубики для испытаний из бетона достигли максимальной прочности 34,06 МПа, 35,68 МПа и 37,26 МПа для образцов, отвержденных в течение 3, 7 и 28 дней, соответственно. По сравнению с данными для бетона, отвержденного при нормальной температуре, прочность, измеренная при 60 ° C, показала увеличение на 43,05%, 20,38% и 15%.53% соответственно. Однако, когда температура превысила 60 ° C, значения прочности начали снижаться, указывая на то, что прочность бетона улучшается только в определенном диапазоне температур и до порогового значения. Кроме того, прочность на сжатие образцов бетона, выдержанных при 60 ° C, линейно увеличивается со временем до 28 дней. С повышением температуры прочность бетона на сжатие уменьшается, но общая прочность все еще выше через 28 дней, чем при выдержке в 3 или 7 дней.Эти результаты показывают, что температура действительно оказывает значительное влияние на прочность бетона на сжатие, но это не единственный фактор, который следует учитывать.
3.1.2. Влияние времени отверждения
При температурах от 40 до 90 ° C UCS после 28 дней отверждения увеличивается на 7,2–35,45% по сравнению с эквивалентным 3-дневным образцом и на 4,42–8,80% по сравнению с эквивалентом 7-дневная выборка. Это указывает на то, что с увеличением времени отверждения UCS постепенно увеличивается в условиях высокой влажности.Однако скорость увеличения снижается, когда время отверждения превышает 7 дней. Это связано с тем, что в среде с высокой влажностью более высокие температуры способствуют увеличению скорости реакции гидратации цемента, способствуя этой реакции и приводя к быстрому увеличению прочности по сравнению с начальным временем отверждения. С возрастом влияние температуры становится все более очевидным. Свободная вода в капилляре внутри бетона постепенно испаряется и больше не может участвовать в реакциях гидратации на более поздних стадиях.Как следствие, увеличивается пористость и снижается скорость повышения прочности.
3.2. Устойчивость к проникновению хлорид-ионов
Влияние температуры на проницаемость для хлорид-ионов показано на рисунке 5. Из рисунка 5 видно, что тенденция, при которой она сначала снижается, но затем увеличивается с повышением температуры. По мере увеличения температуры, но все еще ниже 60 ° C, коэффициент миграции хлорид-ионов в бетоне постепенно уменьшается. Однако, когда температура отверждения превышает 60 ° C, коэффициент переноса хлорид-ионов имеет тенденцию к увеличению.В частности, когда температура достигает 75 ° C, становится очевидным внезапное увеличение этой тенденции. По сравнению с температурой окружающей среды коэффициент миграции хлорид-ионов увеличился на 70,28%. При температуре выше 75 ° C эта тенденция продолжается до тех пор, пока не наблюдается резкое увеличение коэффициента миграции хлорид-ионов при 90 ° C. Раствор AgNO ₃ был распылен на поверхность образцов бетона, отвержденных при 75 ° C и 90 ° C. Поверхность этих образцов обугливается (рис. 6).Это указывает на то, что бетон был разрушен проникновением хлоридов за указанный период времени.

(а) 75 ° C
(б) 90 ° C
(а) 75 ° C
(б) 90 ° C
На основании приведенного выше анализа по сравнению с остальными Температуры, мы обнаружили, что бетон, отвержденный при 60 ° C, имеет лучшую стойкость к проникновению хлорид-ионов, потому что эта температурная среда ускоряет скорость гидратации бетона, и образование гидратированного геля не может распространиться на поверхность бетона.Этот коллоид блокирует проникновение воды и делает реакцию внутренней гидратации неполной. В то же время из-за высокой температуры скорость испарения влаги в бетоне увеличивается, что приводит к увеличению пористости трещин в конструкции, что приводит к снижению плотности бетона.
3.3. Свойство морозостойкости
3.3.1. Относительный динамический модуль упругости
На рисунке 7 показан относительный динамический модуль упругости образцов бетона при различных температурах.Следует отметить, что образцы бетона при температуре 75 ° C и 90 ° C повреждаются после замораживания и оттаивания 75 циклов через 28 дней (Рисунок 8). Последующие испытания не могут быть продолжены, а данные об относительном модуле упругости и потерях массы могут быть записаны только 50 раз для цикла замораживания-оттаивания.

(a) Образец после 75 циклов замораживания-оттаивания при 75 ° C
(b) Образец после 75 циклов замораживания-оттаивания при 90 ° C
(a) Образец после 75 циклов замораживания-оттаивания при температуре 75 ° C
(b) Образец после 75 циклов замораживания-оттаивания при 90 ° C
Из рисунка 7 видно, что относительный модуль упругости быстро уменьшается при 75 ° C и 90 ° C после 75 циклов замораживания-оттаивания. .После 25 циклов замораживания-оттаивания относительный модуль упругости бетона в условиях отверждения 75 ° C снизился до 69,78%, а относительный модуль упругости бетона в условиях отверждения 90 ° C снизился до 70,56%. После 50 циклов замораживания-оттаивания относительный модуль упругости обоих образцов снизился до 65,48% и 61,04% соответственно. Внутренняя пористая структура бетона определяет морозостойкость бетона, так как она тесно связана с морозостойкостью [20]. Начальная скорость реакции гидратации бетона при условиях отверждения 75 ° C и 90 ° C очень высока.Гидратированный гель образовывался в основном на поверхности образца бетона и не успевал равномерно растекаться. Кроме того, присутствие коллоидных веществ блокировало попадание внешней воды в бетон и препятствовало дальнейшему протеканию реакции гидратации. Кроме того, при высокой температуре окружающей среды скорость потери воды бетоном выше, что приводит к большей пористости в бетонной конструкции и значительно влияет на морозостойкость бетонной конструкции. В цикле замораживания-оттаивания замораживание и оттаивание повреждают внутреннюю структуру пор, и сломанные поры соединяются между собой, образуя более крупные поры.Вследствие этого явления дефекты внутренней структуры бетона продолжают увеличиваться. Во время процесса замерзания способность противостоять повышающемуся давлению холода будет постепенно снижаться, что в конечном итоге приведет к разрушению бетонных конструкций. В условиях отверждения 75 ° C и 90 ° C сопротивление бетона самому холодному давлению слабее, поэтому он лидирует по разрушениям. Как правило, в процессе замерзания и оттаивания относительный динамический модуль упругости бетона сначала достигает показателя разрушения.
По сравнению с относительными динамическими модулями упругости бетона при 75 ° C и 90 ° C, относительные динамические модули упругости бетона при нормальной температуре, 40 ° C и 60 ° C составили 84,85%, 86,80% и 95,37%, соответственно, после 25 циклов замораживания-оттаивания. Относительные модули упругости конкретных образцов были 79,40%, 78,02% и 86,10% после 50 циклов замораживания-оттаивания. Результаты лучше, чем при 75 ° C и 90 ° C. После 100 циклов замораживания-оттаивания относительный модуль упругости отвержденного образца при нормальной температуре снижается до 57.77%. Относительный модуль упругости бетонных образцов при 40 ° C и 60 ° C составил 63,08% и 68,11% после 100 циклов замораживания-оттаивания. Соответственно, в определенном температурном диапазоне существует положительная корреляция между температурой и способностью бетона противостоять замерзанию и оттаиванию. Чем выше температура, тем выше характеристики бетона по сопротивлению замерзанию и оттаиванию. За пределами определенного температурного диапазона, с повышением температуры, антизамерзание бетона будет снижаться.Правильная температура отверждения является благоприятной для реакции гидратации бетона, поскольку реакция может протекать полностью. Гель, полученный в результате реакции гидратации, может заполнить всю внутреннюю пору и уменьшить количество крупных пор, что является преимуществом для улучшения антизамерзания бетона.
3.3.2. Потеря массы
Потеря качества образцов бетона при различных температурах изменяется с циклами замораживания-оттаивания, как показано на Рисунке 9. Потеря качества стандартного образца отверждения после 100 циклов замораживания-оттаивания достигает 4.43%. Это связано с тем, что при отливке этой группы образцов, устойчивых к замораживанию-оттаиванию, для испытания стальной модели, на поверхности образца в момент освобождения формы вызываются локальные повреждения. Таким образом, во время циклов замораживания-оттаивания части, падающие с поверхности образца, являются относительно серьезными, из-за чего скорость потери качества быстро увеличивается. Для повышения точности результатов измерений в следующих нескольких температурных условиях все образцы заливают в съемную стальную форму.

Как показано на рисунке 9, во время более позднего периода цикла замораживания-оттаивания потеря массы образца при 75 ° C и 90 ° C больше, только образцы при 75 ° C имеют небольшое увеличение массы во время начального периода. период цикла замораживания-оттаивания. После 75 циклов замораживания-оттаивания оба образца полностью разрушаются, и дальнейшие испытания невозможны (рис. 8). Следовательно, потеря массы измеряется после 50 циклов замораживания-оттаивания. Температура выдерживания этих образцов бетона в этих двух условиях превысила оптимальную температуру отверждения бетона при соответствующем соотношении компонентов смеси — гидратационный гель, полученный во время реакции гидратации, не может заполнить пустоты внутри пор бетона, что приводит к снижению прочности бетона. .В процессе повреждения от замораживания-оттаивания мелких пор становится все меньше и меньше, а крупных пор увеличивается. Из-за расширения бетона, вызванного высокотемпературным отверждением, поверхность образца трескается и отслаивается, и образец более склонен к разрушению во время цикла замораживания-оттаивания. Эти факторы привели к разрушению образцов бетона при 75 ° C и 90 ° C после 75 циклов замораживания-оттаивания, что является долгосрочными требованиями к морозостойкости. Для образцов бетона при 40 ° C и 60 ° C скорость потери массы в течение всего цикла замораживания-оттаивания была ниже, чем для образцов при 75 ° C и 90 ° C.После 100 циклов замораживания-оттаивания скорость потери массы образцов бетона при 40 ° C и 60 ° C составила 0,92% и 0,05% соответственно. После 75 циклов замораживания-оттаивания качество образца при 60 ° C немного повышается. Однако после 100 циклов замораживания-оттаивания качество образца при 60 ° C ухудшается.
Приведенные выше результаты показывают, что качество образца имело тенденцию к снижению с увеличением количества циклов замораживания-оттаивания. Потеря массы образцов бетона при 40 ° C и 60 ° C наименьшая за 100 циклов замораживания-оттаивания, а их морозостойкость — наилучшая.Порядок морозостойкости бетона при пяти температурных режимах: 60 ° C> 40 ° C> нормальная температура> 75 ° C> 90 ° C. Это указывает на то, что более высокая температура отверждения увеличивает пористость бетона и снижает его связывающую силу. По сравнению с ним морозостойкость хуже. В соответствующем температурном диапазоне морозостойкость бетона улучшается с повышением температуры.
4. Заключение
В этом исследовании были исследованы характеристики бетона, включая его механические свойства, проницаемость для ионов хлора, относительный динамический модуль упругости и коэффициент потери массы, чтобы выяснить, насколько прочен бетон при различных температурах.Из исследования можно сделать следующие выводы: (1) В условиях высокой влажности, ранняя прочность бетона, очевидно, увеличивается с повышением температуры отверждения, а более поздняя прочность увеличивается незначительно. Когда температура отверждения превышает критическую температуру, прочность бетона снижается с повышением температуры. (2) Повышение температуры отверждения может способствовать реакции гидратации, которая благоприятна для твердения и целостности бетона.Однако, когда температура слишком высока, под действием температуры и тепла гидратации вода в бетоне испаряется в виде газа, который образует поры или пустоты и влияет на протекание реакций гидратации. Это приводит к снижению хлор-ионной стойкости и морозостойкости бетона. Кроме того, значительно снизилась прочность бетона. Чрезмерно высокая температура отверждения увеличивает пористость бетона и снижает его связывающую силу.Кроме того, распределение продуктов гидратации неравномерно. Потеря массы бетона значительна при циклах замораживания-оттаивания. В соответствующем температурном диапазоне морозостойкость бетона улучшается с повышением температуры. (3) В процессе строительства бетонной опорной системы в высокотемпературном водоотводном туннеле температура стены скальной породы и влажность окружающей среды должны измеряться в время. Когда температура каменной стенки слишком высока, следует использовать распылительное охлаждение и другие методы для снижения температуры каменной стенки, что может уменьшить влияние высокой температуры на долговечность бетона.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить за поддержку, полученную в результате финансирования исследовательских проектов Департамента образования провинции Хэбэй (грант № QN2015157).
Как заливать бетон в жаркую погоду
Жаркая погода — не общий термин, когда говорят о заливке бетонной плиты . Жаркая погода определяется как высокая температура окружающей среды выше 90 ° F, низкая относительная влажность и / или высокая скорость ветра.Эти условия дополнительно объясняются в ACI 305 . Правильно, жаркая погода — это не просто температура воздуха. В некоторых районах жаркая погода может быть в любое время года из-за уровня влажности или скорости ветра.
Проблема с жаркой погодой на самом деле не в жаре при заливке бетонной плиты, потому что бетон затвердевает за счет гидратации. Когда бетон нагревается выше 77 ° F, процесс гидратации ускоряется и генерирует внутреннее тепло. Когда цемент гидратируется, он использует воду и выращивает кристаллы вокруг частиц заполнителя.Когда слишком жарко, вода может теряться из-за испарения. Это не позволяет бетону должным образом гидратироваться из-за отсутствия воды и может привести к потере прочности. Основная проблема при работе в жаркую погоду — это не только температура воздуха, но и температура бетона.
Заливка бетона в жаркую погоду может вызвать следующие проблемы:
Повышенные трудности при отделке бетона
Образование холодных швов из-за жаркой погоды, сокращающее время схватывания
Пониженная прочность и долговечность
Более низкая прочность на сжатие
Дополнительная усадка затвердевшего бетона при высыхании
Повышенный риск растрескивания
Если температура бетона во время укладки бетона превысит 77 ° F, необходимо разработать план, чтобы свести на нет влияние высоких температур.
Иметь достаточный персонал для работы с бетоном во время его заливки и для завершения процесса отделки — это работа не одного человека.
По возможности избегайте заливки бетона в полдень или в периоды пиковой температуры горячего воздуха.
При заливке бетона в жаркую погоду следует оставлять швы с меньшими интервалами, чем швы в холодную погоду.
Используйте солнцезащитные козырьки или ветрозащитные экраны, чтобы уменьшить возможные суровые условия.
Планируется, что после строительства всех стен и крыш будет залито внутренних плит и штук.
При заливке бетона в жаркую погоду держите на месте замедлитель испарения на случай, если температура станет выше и вода начнет быстро испаряться.
Используйте лед в составе водно-бетонной смеси для охлаждения бетона.
Уменьшите время перемешивания после добавления воды.
Мешки с бетонной смесью и все оборудование, необходимое для заливки бетона в жаркую погоду, должны оставаться закрытыми или в тени до последнего момента перед использованием.
При заливке бетонной плиты сначала увлажните основание.
Используйте прохладную воду для увлажнения боковых форм для перекрытий или стен.
Используйте правильный метод выдержки , чтобы бетон схватывался равномерно.
Нужна помощь при заливке плиты? Помните об этих советах и посмотрите это видео .
No related posts.

Оставить комментарий

Отменить ответ

Блог > Разное