Как ускорить набор прочности бетона


Ускорители твердения (схватывания) бетона: что это, какой лучше

Для того чтобы разобраться с процессом твердения бетона, надо вспомнить, почему и как происходит этот процесс.

Современная бетонная смесь состоит из следующих компонентов:

  • цемент;
  • песок;
  • щебень;
  • добавки;
  • вода.

Процесс твердения обеспечивает цемент с водой. А чтобы понять, что такое цемент, подробно остановимся на этом компоненте.

Цемент получается после помола клинкерных смесей, которые производят в огромных печах обжига при температуре порядка 1450 ℃. Основным сырьём для клинкера являются известняковые горные породы и глина. После такой высокой температурной обработки происходят структурные изменения и полученный спёкшийся клинкер смешивают с гипсом и другими веществами. Эту смесь загружают в шаровые мельницы и измельчают до мелкодисперсной сыпучей массы серого цвета, которая и называется цементом. Он состоит из 4 основных минералов:

  • 2Cа∙SiO2 – двухкальциевый силикат;
  • 3Ca∙SiO2 –трёхкальциевый силикат;
  • 3CaO∙Al2O3 – трёхкальциевый алюминат;
  • 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3 – четырёхкальциевый алюмоферрит.

Все эти составляющие цемента играют важнейшее значение в его дальнейшем поведении. Всё самое главное начинается тогда, когда он вступает во взаимодействие с водой. Начинается твердение цемента или ещё этот процесс называют гидратацией, когда молекулы воды связываются через физико-химический процесс со всем многообразием минералов цемента.

В этой фазе все четыре компонента ведут себя по-разному. Одни минералы вступают в реакцию сразу, другие через время, третьи запускают своё действие лишь в финале процесса затвердения, завершая долгодневный процесс.

Полный цикл твердения цемента длится годами, но основным считается отрезок в 28 суток.

Важнейшим фактором гидратации цемента считается водоцементное соотношение (В/Ц).

Оно определяет все прочностные характеристики полученного цементного камня. На этой картинке удачно обозначена схема взаимодействия молекул воды и цементных зёрен.

Из неё видно, что оптимальным В/Ц будет 0.4. Но при приготовлении уже бетонной смеси там добавляются инертные заполнители, такие как песок и щебень. Если готовится раствор, то тогда добавляется только песок. Цемент является единственным вяжущим, который скрепляет в одно целое все компоненты бетонной смеси. Частицы цемента уже кристаллизовались и заполнили пространство между частицами инертных материалов, начался процесс схватывания.

Этот процесс начинается в зависимости от температуры и других факторов через 20 минут и продолжается до 20 часов. Но после схватывания наступает непосредственно процесс твердения, который и даёт основную прочность бетону. Он длится до 28 суток, когда набрана основная прочность в 95 %.

Так подробно надо было остановиться на этих процессах для того, чтоб было понятно, как можно влиять на них.

Необходимость ускорения процессов схватывания и твердения

Строительные процессы каждый раз ставят различные сложные задачи перед исполнителями. Например, низкая температура, которая отрицательно сказывается на сроках твердения – они удлиняются.

Бывают ситуации, когда необходимо разобрать опалубку раньше, чем бетон затвердеет и наберёт необходимую прочность, позволяющую передвигаться по поверхности строителям. Но возможны и ситуации, когда необходимо оттянуть сроки начала схватывания цемента, потому что бетонный узел находится далеко от объекта.

Во всех этих случаях необходимо применение регуляторов сроков схватывания цемента. Это требуется для того, чтобы сроки начала схватывания не опережали сроки укладки бетонной смеси. Эти процессы надо разводить по сторонам. Механизм такой – сначала укладка, потом начало сроков схватывания.

Химия процесса

Необходимо различать несколько способов ускорения твердения бетонных и растворных смесей:

Тепловая обработка

Голландский химик Вант – Гофф вывел правило, которое гласит, что при увеличении температуры на 10℃ происходит ускорение химической реакции в 2 – 4 раза. Такое происходит в температурном диапазоне от 0 до 100℃. Если бетон набирает свою марочную прочность при температуре 20 ℃ за 28 суток, то исходя из формулы голландца необходимая прочность у бетона наступит при температуре 60 ℃ через 8 часов. Поэтому на заводах весь процесс укладываю в 12 часов (3 часа подъём температуры, 6 часов изотермическая выдержка и 3 часа – остывание). За это время изделие набирает прочность от 90 до 105%.

Добавки в бетоны и растворы

Это всевозможные соли неорганических кислот — хлориды, сульфаты ( CaCl2, NaNO3, KNO3, KCl и т.д.). Механизм состоит в том, что это соли электролиты и они повышают растворимость цементных минералов и реакция гидратации протекает быстрее. Требования к добавкам ускорения по ГОСТ 24211 – 2008 состоят в том, что они должны обеспечивать в первые сутки твердения бетона прирост прочности не менее 30 %. Надо также отметить, что эти добавки в большинстве своём известны как противоморозные.

Снижение водоцементного соотношения (В/Ц)

Чем меньше воды, тем быстрее вода с цементом переходят в насыщенное состояние и активизируется рост кристаллизации цементного камня. Ну а если воды больше, то насыщение раствора и рост кристаллизации будет проходить в удлинённые сроки. То есть можно сказать так – бетон с низким В/Ц быстрее приобретёт распалубочную прочность, нежели с высоким.

А это очень важно в условиях ускорения строительных сроков.

Для регуляции В/Ц применяются пластификаторы, которые и позволяют снижать содержание воды в бетонной смеси.

Использование микрокремнезёма SiO2

Это побочный продукт некоторых металлургических производств, которые работают с кремнесодержащими металлами, сплавами и в виде золы уноса собираются и добавляют в бетонные смеси. Химия этого процесса ускорения заключается в следующем: вода вступает во взаимодействие с цементом и образуется портландит (Ca(OH)2) плюс ещё много чего. Но при добавлении микрокремнезёма он вступает в реакцию с портландитом и связывает его, и реакция образования портландита ускоряется по законам химии. При добавлении кремнезёма прирост прочности бетона в первые двое суток составляет от 50 до 80%.

Использование быстротвердеющих цементов

Это такой е портландцемент, но с большей удельной поверхностью. Поэтому некоторые железобетонные заводы докупают к своим технологическим процессам шаровые мельницы и подвергают обычные, низкомарочные цементы дополнительному помолу. На выходе получается цемент, который быстро твердеет и решает задачу ускорения производства ж/б изделий. Есть цементы, которые за счёт быстропротекающей реакции набирают прочность стремительно. Например, глинозёмистый, который может набирать 100 % прочность за 3 суток.

Но у них есть недостаток – они дороги.

Обзор российских и иностранных регуляторов сроков схватывания и твердения цемента

Универсал П-2

Является пластифицирующей добавкой, которая позволяет снизить расход воды на 12 %. Набор роста прочности в первые сутки не менее 50%. Увеличивает морозостойкость на 1-2 марки. Повышает водонепроницаемость на 2 позиции. Не содержит веществ, провоцирующих коррозию арматуры. Применяется для всех видов бетонов, включая преднапряжённые и особо ответственные конструкции.

Форт УП-2

Комплексная добавка для бетонных смесей и цементно-песчаных растворов. Добавляет составам рост сроков схватывания и твердения. Прирост прочности в течение первых суток твердения более 30 %. Позволяет полностью отказаться от тепло-влажностной обработки при температуре ≥15℃. Повышает конечную прочность бетона на 10 %, что позволяет экономить до 12 % цемента. Улучшает удобоукладываемость и сохранность бетонной смеси.

Асилин 12

Жидкий ускоритель для работы с бетонами и растворами при пониженных и повышенных температурах. Применяется при производстве пенобетона, снижает усадку при протекании реакции вспучивания. Прирост прочности по отношению к регламентной – 30 %. Безвреден при работе с ним, не горит. Содержание по отношению к массе цемента – 0.4-1% для пенобетонов, 0.5-2 % для тяжёлых.

Хлористый кальций

Добавка, позволяющая в дополнение к ускорению твердения ещё повысить износостойкость и устойчивость к атмосферным осадкам. Применение хлористого кальция даёт прирост прочности во время твердения в 2-3 раза. Эта добавка набирает влагу из воздуха и пускает её на гидратацию цемента. Такой эффект важен при высоких атмосферных температурах.

Но требуется осторожность при изготовлении армированных бетонов, в больших количествах может отрицательно сказаться на коррозии арматуры.

Релаксол

Выполняет две функции – как ускоритель и противоморозная добавка. Ускоряет твердение на 40 % в первые трое суток. Дозировка – 0.5-2 % от массы цемента.

Реламикс

Целая линейка суперпластификаторов ускорителей твердения. Снижает расходы на пропарку изделий, а в отдельных случаях и вовсе позволяет отказаться от неё. Дозировка – 0.6-1 %.

CemStone

В строительстве бывают ситуации, когда требуется продлить сроки начала схватывания и твердения вяжущего. Это позволяет сохранить смесь в рабочем состоянии на несколько часов. Таковой является эта пластифицирующая добавка. Её действие основано на замедлении начала химического процесса гидратации цемента, т. е. с запаздыванием кристаллизации. Такая добавка наоборот снижает набор прочности в первые 7 суток на 30 %. Но к 28 суткам набирает необходимые 100 %.

Видео

Для рукастых домохозяев вот видео:

Коротко о главном

  1. Для быстрого затвердения свежеуложенной поверхности применяют так называемые  упрочнители (топпинги), которые содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим воздействиям наполнители. Такой состав наносят на поверхность и образуется прочная корка.
  2. Газообразователи. Применяют при производстве газобетона. Основной воздухообразователь алюминиевая пудра. Снижается удельный вес бетона, но и прочностные характеристики.
  3. Есть вещества, которые служат ускорению схватывания, такие свойства необходимы растворным смесям при проведении ремонтных работ, когда требуется быстро заделать отверстие в бетонных плоскостях.
  4. При применении добавок, замедляющих процессы затвердевания, необходимо строго соблюдать дозировку, иначе при излишнем количестве возможна потеря прочности.

Как бетон набирает прочность и как ускорить твердение

Во время строительства дома приходится пройти этап сооружения железобетонных конструкций. Узнаем все физико-химические процессы, происходящие в бетоне и можно ли на них повлиять.

После завершения монолитных работ наступает достаточно продолжительный этап выдержки и набора железобетонными конструкциями прочности. Мы расскажем, в каком уходе нуждается бетон во время твердения, как его ускорить и какие физико-химические явления сопровождают этот процесс.

Процесс твердения бетона


 
Химия процесса твердения

Сооружение бетонных конструкций, полностью отвечающих расчётным характеристикам — настоящее искусство, которое невозможно постичь без понимания сложной и непрерывной последовательности преобразований, происходящих в структуре материала. Прообразы строительных вяжущих, отдаленно напоминающих современный цемент, появились ещё во 3–2 тысячелетии до н.э.

Однако состав и соотношение компонентов таких смесей подбирались исключительно экспериментальным путём вплоть до конца XVIII века, когда был запатентован так называемый «романцемент». Это стало первой вехой в научном подходе к развитию строительного бетона.

Химическая природа твердения современного цемента весьма сложна, она включает длинную цепочку перетекающих друг в друга процессов, в ходе которых формируются сначала простейшие химические, а затем всё более прочные физические связи, приводящие к образованию монолитного камнеподобного материала.

Подробно рассматривать эти процессы для человека, неискушённого в химии как науке, нет никакого смысла, гораздо полезнее оценка внешних признаков таких явлений и их практического смысла.


 В современном строительстве используется преимущественно портландская цементная смесь, состоящая из обожжённой глины, гипса и известняка, а с точки зрения химии — из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Первичное сырье проходит термическую обработку и тонкое измельчение, после чего компоненты смешиваются в точно определённой пропорции.

Главная цель обработки в процессе производства — разрушить природные химические и физические связи веществ, которые впоследствии восстанавливаются в присутствии воды. Цемент, в отличие от необработанной глины и извести, твердеет вследствие не высыхания, а гидратации, поэтому его намокание после окончательного отверждения не приводит к размягчению и повышению вязкости.

В отличие от атмосферных вяжущих, быстро отвердевающих на воздухе, цемент твердеет практически весь срок эксплуатации бетонных конструкций. Связано это с тем, что в толще застывшего изделия остаются вещества, не успевшие вступить в реакцию с водой.

В действительности при производстве бетонной смеси воду в нее добавляют в количестве, заведомо недостаточном для реагирования всех частиц минерального вяжущего. Связано это с тем, что повышенное содержание воды в бетоне приводит к его расслоению, значительной усадке при твердении и появлении внутренних напряжений.

Тем не менее, остатки минеральных веществ продолжают реагировать, ведь в толще своей бетон имеет ненулевую влажность. Из-за этого его твердение происходит не мгновенно, а в течение продолжительного времени. Из всего срока твердения можно выделить наиболее интенсивный период, который для бетона на портландцементе составляет 28–30 дней.

Если в течение этого времени бетонное изделие находится в соответствующих условиях, оно принимает 100% расчётной прочности. При этом всего за 6–8 дней твердения прочность бетона достигает 60–70% от марочной, а треть расчётной прочности изделие приобретает уже на 2–3 сутки.


 
Сезонная специфика

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

Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации.

Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

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

При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру.

Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50–60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо.

Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7–10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

Ускорение схватывания и набора прочности

В зависимости от марки, бетону достаточно 20–30 часов чтобы окончательно принять форму, после чего его можно обильно поливать водой, чтобы сделать процесс набора прочности более интенсивным.

Высокая температура также способствует ускоренному твердению, но только при условии, что нагрев будет однородным по всей толщине отливаемого изделия. Так, на заводах ЖБИ твердение ускоряют, обдавая изделие паром при температуре 70–80 °С, но нужно помнить, что нагрев свыше 90 °С для твердеющего бетона губителен.

Обеспечить максимальную скорость набора прочности можно правильным водоцементным отношением приготовленной смеси, установленным ГОСТ 30515 2013. Также ускорить процесс можно внесением различных добавок: хлорида кальция, сульфата и хлорида натрия, углекислого натрия (соды).

Но нужно помнить, что применение ускорителей схватывания ограничено их предельным содержанием, а также типом бетонной конструкции, маркой бетона и арматуры, типом используемого цемента. Больше ясности в этот вопрос может внести ГОСТ 30459–96.

В заключение следует отметить, что в гражданском строительстве необходимость ускорить твердение бетона возникает крайне редко. Бетон приобретает большую часть марочной прочности достаточно быстро, поэтому в случае заливки перекрытий или армированных поясов продолжать строительные операции можно уже спустя 7–10 дней после выполнения монолитных работ.

Если же речь идёт о фундаменте, то ускорять твердение не имеет практически никакого смысла: основание здания должно пройти усадку в течение года чтобы опорный слой грунта успел стабилизироваться и возможный перекос мог быть устранён корректирующим слоем или в процессе возведения коробки. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Ускорители схватывания и твердения бетона: обзор популярных марок, цены

Согласно строительным нормам стандартный срок твердения бетонных смесей и растворов с цементом составляет 28 дней, при этом их качество и рабочие характеристики во многом зависят от условий схватывания и набора прочности. С целью ускорения этих процессов на стадии приготовления вводятся специальные добавки. Их наличие значительно сокращает начальный этап схватывания и позволяет улучшить подвижность без нарушения водоцементного соотношения. Продукция представлена отечественными и зарубежными производителями, на расценки влияют функциональность и эффективность.

Оглавление:

  1. Сфера использования ускорителей затвердевания
  2. Обзор продукции популярных марок
  3. Цена добавок

Особенности твердения бетона, целесообразность применения ускорителей

Основным условием приготовления цементных растворов является затворение водой, набор прочности осуществляется постепенно. На начальном этапе гидратации (схватывании) важно поддерживать высокий уровень влажности и положительную температуру окружающего воздуха (не ниже +5 °C, в идеале – около +20). Нарушение этих условий отрицательно сказывается на процессе затвердевания: влага остается внутри бетона или выводится слишком быстро, искусственный камень теряет прочность и начинает раскрашиваться. При необходимости исключения зависимости от погоды или времени требуются дополнительные меры: прогрев или ввод химических примесей. Но любой из их этих способов увеличивает смету затрат, их использование должно быть экономически обоснованным.

Добавление ускорителей твердения бетона целесообразно при:

  • Бетонировании конструкций в холодное время года, в том числе при комбинировании с электропрогревом.
  • Производстве ЖБИ и штучных фасонных изделий: плитки, бордюрных элементов. Сокращение сроков затвердевания в этом случае позволяет обойтись меньшим числом форм, а улучшение подвижности раствора положительно сказывается на внешнем виде, прочности и износостойкости.
  • Заливке монолитных сооружений, в частности, при ограниченном времени оборачиваемости опалубки. Максимальный эффект от сокращения сроков твердения наблюдается при использовании скользящей разновидности.
  • Ограничениях в сроках проведения работ (ускорители позволяют сократить их в 2-3 раза).
  • Необходимости увеличения подвижности раствора без изменения водоцементного соотношения и снижения прочности, например, при замесе легких бетонов.

Ускорить процесс затвердевания помогают составы на основе сернокислых, углекислых и аммонийных солей, нитратов и хлоридов кальция и натрия. Выбор конкретной разновидности зависит от типа заливаемой конструкции, в частности – наличия армирования. Нитраты и поташ не вызывают коррозии и подходят при заливке сборно-монолитных элементов из ж/б при минусовой температуре (до -25 °C). Водные растворы солей в разы сокращают сроки схватывания бетона и требуют незамедлительного расхода приготовленной смеси из-за быстрой потери пластичности.

Хлористый кальций при всей свой распространенности и эффективности (увеличение прочности в 1,7 раза на третий день затвердевания при вводе всего 2% и улучшение подвижности) не используются при заливке предварительно-напряженных конструкций или изделий с тонкой арматурой.

Обзор отечественных и иностранных составов

Среди востребованных российских марок выделяют линейки Реламикс и Форт, комплексные и многофункциональные добавки Универсал П-2, Асилин-12, Битрон, Лигнопан, Конкрит-Ф. Также используются вещества в чистом виде: хлористый кальций, поташ, нитрат калия, сульфаты и алюминаты натрия. Большинство зарубежный ускорителей относятся к суперпластифицирующим комплексным добавкам для бетона. Среди них выделяют Coral MasterFix, Cementol Omega P и линейку Addiment.

Комплексный ускоритель твердения, обеспечивающий прирост прочности от 30 до 70 % от нормы за первые сутки в строительных растворах на портландцементах с разной степенью подвижности (увеличивая их до П5). Представляет собой сухой порошок коричневого цвета на основе натриевых солей, вводимый после предварительного затворения водой. Добавления Форт УП-2 позволяет снизить расход вяжущего на 8-12 % и увеличить конечную прочность изделий на 10%. Помимо стандартных строительных смесей сфера применения включает товарные, легкие и ячеистые бетоны, максимальный эффект достигается при твердении монолитных конструкций и изготовлении ЖБИ без пропарки.

Состав на основе хлористого кальция, существенно сокращающий сроки затвердевания. К преимуществам его применения относят повышение стойкости к поверхностному износу (прочность возрастает в 1,5 раза и выше), минусовым температурам и ускоренное высвобождение заливаемых элементов из форм и опалубки. Полностью растворяется в воде и вводится при затворении сухих компонентов. Характеристики Конкрит-Ф хорошо подходят при приготовлении бетона для тротуарной плитки, помимо ускорения производственного процесса в 2-3 раза такие изделия практически не имеют сколов или пустот.

Суперпластификатор, выпускаемый в виде порошка, пасты или водного раствора. Обладает комбинированными свойствами и используется как с целью ускорения процесса схватывания и набора прочности, так и в качестве противоморозной добавки. Рекомендуется при заливке бетоном монолитных конструкций (благодаря быстрому затвердеванию разрешается снятие опалубке уже через сутки), комбинировании с электропрогревом (продолжительность сокращается на 3-6 ч) и замесе раствором с нестандартными наполнителями. Ввод этой добавки позволяет снизить расход цемента до 30 %.

Продукция немецкого производителя Sika, общепризнанного лидера по выпуску строительной химии. Представлена ускорителями в виде порошков и готовых смесей, используемых с разными целями: для машинного нанесения, ведения работ в зимнее время, сокращения сроков схватывания. К преимуществам относят улучшение структуры бетона и повышение его водонепроницаемости, к минусам – высокую стоимость. Дозировка зависит от разновидности и варьируется от 1 до 5 %.

Линейка продукции компании Полипласт включает 8 марок с разным составом и целевым назначением. Все виды относятся к комплексным и помимо обеспечения высоких показателей прочности на ранних сроках твердения улучшают такие характеристики бетона как водонепроницаемость, стойкость к агрессивным средам и подвижность. Максимальный эффект от ввода наблюдается при приготовлении растворов высокого класса (от В40 и выше). Преимущество – экономичность, стандартная дозировка не превышает 1 %.

Стоимость ускорителей для бетона

Наименование, страна-производитель Тип добавки Рекомендуемая дозировка, в % от массы цемента Фасовка, кг Цена, рубли
Форт УП-2, Россия Комплексная, для ускорения твердения 0,5-0,7 20 1000
Конкрит-Ф, Россия Пластифицирующая, рекомендуемая при изготовлении формовочных изделий 0,5-2 –при нормальных условиях твердения, до 3 –при заливке неармированных конструкций 15 2700
Релаксор С-3Р, Россия Суперпластификатор с противоморозными свойствами 0,5-2,5 25 850
Cementol Omega P, Словения Улучшающая водонепроницаемость 1-2,5 50 5350
Addiment BE2, Германия Состав для торкретированного нанесения смесей 2-4 5 3150
Addiment BE5, концентрат 1:4 Германия Противоморозная добавка, обеспечивает быстрое твердение и хорошую водонепроницаемость До 5 5 3360
Реламикс М2, Россия Ускоритель набора прочности для всех видов бетона, подходит для густоармированных конструкций 0,6-1 50 4200

схватывание цементного раствора и застывание – DIYb.ru

Возведение сооружений производится в конкретные сроки. Их сразу обговаривают и укладываются по общему плану. Но в некоторых случаях используют специальные добавки, которые способны серьезно ускорить процесс. Их называют ускорителями твердения бетона. Они сокращают длительность схватывания без нанесения вреда, то есть, никаких побочных эффектов или прочего негативного влияния. Идеальные условия подкрепляются уменьшением себестоимости, повышением эффективности, укреплением фундамента по его начальным параметрам.

Принцип действия и условия применения добавок

Использование ускорителя твердения бетона осуществляется даже при отрицательных температурах. Зимнее время года не становится проблемой, как и наличие повышенной влажности. Сами добавки серьезно уменьшают сроки прогрева. Полноценное затвердевание в таком случае происходит намного быстрее.

Функционирование любого состава основано на химических реакциях: цемент при взаимодействии с водой образует кристаллогидраты, а специальные компоненты создают гель для ускоренного впитывания влаги с ячейки с последующим техническим применением.

На этом принцип действия не заканчивается. Ускорители увеличивают площадь искусственных камней, вследствие чего уменьшается влияние пор: их размер становится ниже среднего [1]. Эти процессы осуществляются практически молниеносно. Каждый уровень искусственного камня становится крепче, надежнее, функциональнее.

Общие условия

Добавки целесообразно применять лишь в след. случаях:

  • отрицательные температуры с сухостью воздуха;
  • возведение ранней опалубки;
  • при необходимости наличия конкретных параметров оборачиваемости оснастки или площадки для проведения ранних работ, пока основной фундамент окончательно не затвердел;
  • при создании железобетонных изделий в крупных партиях;
  • повышение пластических характеристик и увеличение прочности бетона.

Что делать, если бетон (цемент) не застывает?

Иногда случаются форс-мажорные ситуации. Правильная оценка текущего состояния и последствий позволит устранить негативное влияние. Для начала стоит правильно определить температуру/влажность воздуха. Демонтаж опалубки осуществляется исключительно из этих двух параметров, ведь сооруженный фундамент должен набрать достаточную прочность. Если раствор не схватывается, добавляют ускоритель и ждут еще столько же времени. Конечно, учет временных рамок происходит прямо на месте.

Марочная прочность цемента обеспечивает индивидуальные характеристики. В таком случае также рассматривается предполагаемая нагрузка в будущем. Различные тонкости и нюансы учитывают в первую очередь, чтобы исключить отрицательный результат. Несхватывание бетона легко устранить в любом из представленных выше случаев с помощью двух способов:

  • Первый метод – автоклавная обработка. Удаление воздуха паром, поднятие давления, изотермическая выдержка дают бетону и железобетону ускорение в вопросе схватывания.
  • Второй – это введение химических добавок. Именно они являются ускорителями затвердевания. Так увеличивается общее время, зато допускается исключение промышленного оборудования на строительном объекте. Плюс, само возведение становится возможным даже с минимальным наличием ресурсов и в очень плохих погодных условиях.

Производители добавок-ускорителей твердения: российские и зарубежные

На рынке представлены как отечественные, так и зарубежные производители. У них будут преимущества и достоинства, используемые в повседневном строительстве. Среди лидеров российских компаний можно выделить:

  • Асилин-12;
  • Релаксор;
  • Форт УП-2.

Каждый из них создается для конкретных задач. Зарубежные фирмы обеспечили потребителя:

  • Addiment BE2;
  • Cementol Omega P;
  • Tiksocret P.

Вообще, ассортимент добавок довольно большой. Решение сложностей при строительстве требует определенных качеств от применяемых компонентов, достижение которых напрямую связано с назначением и заложенными свойствами. Выделить среди всех что-то одно не получится именно по этим причинам.

Источники информации:

Руководство по применению химических добавок к бетону – НИИ Госстроя СССР, Москва, 1975, 66 с.

The following two tabs change content below.

О себе: Специалист широкого профиля. Опыт работы редактором и автором статей в должности журналиста более 12 лет. Закончил филологический факультет Белорусский государственного университета (Отделение русского языка и литературы) и получил диплом по специальности «Филология. Преподаватель русского языка и литературы».

Ускоритель твердения бетона. Обзор российских и иностранных марок

В сфере строительства при выполнении бетонирования конструкции особым спросом пользуются добавки для быстрого твердения бетона. Они повышают прочностные характеристики материала, что позволяет сократить длительность его выдержки и ускорить весь процесс строительства в целом. Использование специальных ускорителей — это эффективный технологический прием, при помощи которого можно уменьшить себестоимость строительного материала и повысить экономико-техническое ведение деятельности организации.



Условия для применения ускорителей

Добавки для быстрого твердения бетона целесообразно применять в следующих случаях:

  1. При осуществлении работ зимой, когда наблюдается понижение температурного режима до 0 градусов. А если на улице мороз, то влага замерзает. Добиться полноценного затвердения бетона можно, если производить прогрев бетона, а применение ускорителей уменьшает сроки прогрева, снижают затраты на энергоносители.
  2. При обустройстве ранней опалубки, когда важны сроки оборачиваемости оснастки.
  3. Для возможности осуществления строительных работ до того, как пройдет 4 недели, необходимых для твердения бетонной смеси.
  4. При производстве ЖБИ в большом количестве. Применения добавок позволит задействовать меньшее количество форм и быстро производить партии качественной продукции.
  5. Для оптимизации пластических характеристик раствора и прочности бетона, прошедшего твердение.

Принцип действия добавок

Функционирование представленных составов для затвердевания бетона основано на активизированной химической реакции цемента с водой с формированием кристаллогидратов. В процессе реакции максимально быстро образуются гели, забирающие в свои ячейки влагу в большом количестве.

Влияние ускорителей, участвующих в реакциях обмена, является не однообразным. Под их действием увеличивается поверхностная площадь искусственного камня и уменьшается средний пористый размер. Благодаря развитию строения микропор повышается быстрота связывания воды. Достигается это в результате самопроизвольного процесса увеличения концентрации растворенного вещества. Объем связанной влаги под действием добавки возрастает до 1.3 раза, в зависимости от концентрации и типа используемого состава.

Согласно проводимым проверкам было установлено, что ускорители твердения положительно воздействуют на строение искусственного камня на каждом из его уровней. Количество микропор повышается, а макропор — уменьшается по причине изменения общей пористости бетона.

Вы добавляете в бетонную смесь пластификаторы?



Отечественные добавки твердения бетона

Существуют следующие добавки отечественного производства:

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


Ускорители иностранных производителей

Зарубежные изготовители предлагают следующий ассортимент добавок:

  1. Addiment BE2. Продукт немецкого производства, который относится к категории сверхмощных. Используется для бетонного торкретирования и ремонтных работ. Изготовлен в виде порошка 2.0-4.5%.
  2. Addiment BE5. Этот ускоритель используется для бетонных смесей и при проведении строительных работ зимой. Изготовлен в виде порошка — 1.0-2.1%.
  3. Addiment BE6. Добавляется в раствор, используемый чаще для выполнения ремонтных работ.
  4. Cementol Omega P. Изготавливается в Словении. Задействуют для бетонной смеси и раствора. Дозировка составляет 1.0-2.5%.
  5. Tiksocret P. Особенность добавки в быстром схватывании бетонного раствора. Представляет из себя порошок, дозировка — 2.0-4.0%.
  6. Лития карбонат. Итальянский ускоритель, который активно задействуют в создании бетонной смеси и раствора на основе высокого алюминатного цемента.

Существует очень широкий ассортимент добавок, позволяющих ускорить твердение бетонной смеси и повысить прочностные характеристики. Выбирать их необходимо с учетом погодных условий, а также материала, используемого для бетонного раствора.

Популярное


Повышение прочности бетона — Cоветы и практика — CEMMIX

Бетон – прочный и долговечный материал, идеально подходящий под реализацию практически любой строительной задачи, требующей надёжного и прочного материала. Однако, в некоторых случаях, строителям требуется бетон повышенной прочности. Для получения такого бетона используется так называемый упрочнитель бетона – это комбинация химических веществ, вводимых непосредственно в цементно-песчаную смесь. Существует огромное количество их видов, различающихся назначением и свойствами. Сегодня можно купить добавки в бетон, которые помогут повысить прочность бетона в ближайшем строительном магазине. Они недороги и просты в использовании.


Характеристики бетона

Бетон имеет уникальные характеристики - это прочный и негорючий материал, сырье для его производства общедоступно во всех регионах. Производство его недорого и экономически выгодно.

Бетон хорошо работает на сжатие, и плохо - на растяжения и изгиб. Решением проблемы повышения прочности бетона стало изобретение железобетона – при изготовлении монолитных конструкций сначала устанавливается арматурный каркас, а потом укладывается бетонная смесь.

Защитный слой бетона предохраняет металл арматуры от разрушающей коррозии, а бетон принимает на себя сжимающие нагрузки, а арматура противостоит растягивающим и изгибающим усилиям. Применение железобетонных конструкций в строительстве с каждым годом увеличивается, появляются новые технологии и новые требования к характеристикам бетона и арматуры.

Прочность бетона является одной из важнейших его характеристик, которая обеспечивает возможность противостоять внешним нагрузкам и воздействиям. Она всегда была и будет неотъемлемой важной характеристикой надежности железобетонных конструкций. А потому вопросом как повысить прочность бетона профессиональные строители будут интересоваться всегда.

Большая часть прочности бетона обеспечивается характеристиками инертных заполнителей (щебень, песок). Фракционный состав и точный подбор дозировки инертных материалов, их физико-химические свойства и размеры – всё это играет большую роль в повышении прочности бетона.


Способы повысить прочность бетона

Самый распространенный, простой и известный "бытовой" способ повышения прочности бетона - увеличение количества цемента в растворе. Чем выше в смеси содержание цемента, тем выше класс бетона, и выше его прочностные характеристики. Получается своеобразный "бетон повышенной прочности своими руками". При всех видимых плюсах, этот способ даёт эффект повышения прочности лишь до определенного момента. При высоком содержании цемента в смеси резко понижается предел прочности готового бетона – бетон становится прочным, но очень хрупким. Плюс ко всему, такой способ приводит к значительному удорожанию строительства, ведь цемент - это самый дорогой компонент раствора.

Научно обоснованный и проверенный на производстве способ повышения прочности бетона – это введение в состав бетонной смеси химических добавок с различными характеристиками.

Добавки в бетон существуют самых разных видов и отличаются своим действием. Химически активные вещества добавок активируют весь цемент в бетонной смеси, снижают потребность раствора в воде, тем самым уменьшается водоцементное соотношение, что напрямую влияет на повышение прочности бетона.

Для решения конкретных задач используются разные добавки повышающие прочность бетона:

  1. Суперпластификатор CEMMIX CemPlast и пластификатор CEMMIX Plastix - добавки для бетона, применение которых позволяет получать бетонные смеси с большой подвижностью, облегчает укладку и обработку и бетона.
  2. CEMMIX CemBase - кроме перечисленных достоинств, дает возможность выполнять бетонные работы без вибрации и придаёт бетону дополнительные гидроизолирующие свойства.
  3. CEMMIX CemThermo - специально разработанная добавка для выполнения работ по устройству бетонных полов с обогревом.
  4. CEMMIX CemFix - ускоритель твердения, позволяет выполнять бетонные работы в короткие сроки и при пониженных температурах.
  5. Полипропиленовое волокно CEMMIX Fibra – это волокна на основе полипропилена, применение которых повышает устойчивость бетона к ударным нагрузкам, повышает износостойкость ступеней бетонных лестниц, тротуарных плиток, бетонных полов и т.п. Дозировка: добавлять 6 пакетов (по 150 гр.) на 1 м3, или 1/2 пакета на 80 л. (бетономешалка 130 л.). Для окрашивания бетона, при замешивании, в смесь добавляют пигменты — расход пигмента на 1 м3 раствора, в зависимости от желаемого цвета, составляет 5–15 кг.

Качество заполнителей, правильный выбор добавок для бетона, соблюдение технологии выполнения работ, качественное и правильное армирование, уплотнение вибрированием, соблюдение температурного режима и надлежащий уход за уложенным бетоном – всё это позволяет значительно повысить прочность бетона и его долговечность.


Бетон повышенной прочности доступный всем

Промышленные методы получения высокопрочного бетона теперь доступны и в частном домостроении. Применение добавок CEMMIX для приготовления бетона позволит улучшить надежность и долговечность бетонных конструкций, поможет снизить стоимость материалов и уменьшить трудозатраты.

Вся линейка материалов CEMMIX предохраняет металл арматуры от разрушающей коррозии, повышает долговечность, морозостойкость, водонепроницаемость и конечную механическую прочность бетонных конструкций, позволяет получать бетон с быстрым набором прочности.

Добавки компании CEMMIX совместимы между собой, что позволяет получать бетоны с новыми свойствами, необходимые на Вашем объекте.


Для решения вопросов по гидроизоляции строительных конструкций и применения добавок CEMMIX обращайтесь на горячую линию к нашим техническим специалистам! Мы с радостью поделимся опытом и подберём для вас лучшее решение.

Метод ускоренного отверждения для испытания бетона на прочность на сжатие

Метод ускоренного отверждения используется для получения высокой прочности на сжатие в бетоне на начальном этапе. Этот метод также используется для определения 28-дневной прочности бетона на сжатие за 28 часов. (Согласно IS 9013-1978-Метод изготовления, отверждения и определения прочности на сжатие образцов для испытаний из ускоренного бетона).

Ускоренное отверждение полезно в производстве сборных конструкций, где высокая прочность в раннем возрасте позволяет снимать опалубку в течение 24 часов, тем самым сокращая время цикла, что приводит к экономии затрат.Наиболее распространенными методами отверждения являются отверждение паром при атмосферном давлении, отверждение в теплой воде, отверждение в кипящей воде и автоклавирование.

Испытание на прочность при сжатии с использованием метода ускоренного отверждения

1. После изготовления образцов для испытаний (прочность которых необходимо определить в течение 28 дней) храните их во влажном воздухе с влажностью не менее 90% в течение 23 часов + 15 минут.

2. Накройте образцы плоской стальной крышкой, чтобы избежать деформации во время использования.

3. Осторожно и осторожно опустите образцы в резервуар для отверждения и оставьте их полностью погруженными на период 3½

.

часов + 15 мин.

4. Температура воды в резервуаре для отверждения должна быть при кипении (100 o C), когда помещаются образцы.

5. После отверждения в течение 3 ½ часов в кипящей воде образец следует осторожно вынуть из кипящей воды и охладить, погрузив в охлаждающий резервуар при температуре 27 +2 o C на 2 часа.

6. После охлаждения выньте образцы из формы и проверьте их прочность на ускоренное сжатие (Ra) в Н / мм. 2 .

7. 28 дней можно определить по следующей формуле.

Расчетная прочность на сжатие через 28 дней = R28 = 8,09 + 1,64 Ra, где Ra - это прочность на ускоренное сжатие, а R28 - это расчетная прочность на сжатие через 28 дней.

Подробнее:

Способы отверждения бетона для различных типов строительства / конструкций

Методы твердения бетонных конструкций и их сравнение

Отверждение высокоэффективного бетона - методы и продолжительность отверждения

Время и продолжительность отверждения бетона - правильное время отверждения бетона

Способы отверждения бетона для различных типов строительства / конструкций

.

Как оценить прочность бетона на сжатие

Какой метод измерения прочности бетона на сжатие лучше всего? Испытание цилиндров и кубов на сжатие - самый удобный и известный метод измерения прочности. Главный вопрос: можно ли спроектировать и разработать метод, позволяющий быстрее, проще и точнее измерить силу? Могут ли все достижения в области сенсорных технологий и лучшее понимание развития микроструктуры бетона помочь нам в измерении прочности бетона на сжатие.Ответ - большое ДА; однако здесь возникают другие проблемы.

Прочность бетона на сжатие

Можно с уверенностью сказать, что прочность бетона на сжатие является наиболее важным параметром, используемым при проектировании бетонных конструкций; однако бетон не обеспечивает значительной прочности на разрыв. Пожалуй, это самая фундаментальная идея строительства железобетона, где стальная арматура обеспечивает столь необходимую прочность секции на растяжение.

Прочность на сжатие имеет такую ​​же степень важности, когда речь идет об оценке существующих конструкций. Инженеры-конструкторы использовали его для моделирования различных структурных свойств, таких как прочность на разрыв, а также для прогнозирования прочности элементов на изгиб и сдвиг. Другие структурные характеристики, такие как пластичность и жесткость, также могут быть определены как функция прочности на сжатие.

Это единая информация, которую каждый хочет знать, прежде чем углубляться в анализ и проектирование, а также оценку конструкции.Также важно знать, что измерение прочности на сжатие широко признано как лучший тест для контроля качества свежего бетона.

Как измерить прочность бетона на сжатие

Испытания бетонных цилиндров и кубов - это наиболее широко используемый тест для измерения прочности на сжатие. Например, ASTM C 39 предоставляет стандартную процедуру для испытания бетонных цилиндров и представления результатов испытаний. Наиболее принятый результат испытаний - прочность баллонов в возрасте 28 дней.Для бетона с дополнительными вяжущими материалами указано более длительное время (56 дней). Учитывая скорость строительства, 28 и 56 дней - это относительно долго.

Для существующих конструкций испытание на сжатие проводится на просверленных кернах для оценки прочности бетона на сжатие. Необходимо просверлить большее количество образцов керна в бетоне в различных положениях, чтобы с хорошей точностью оценить прочность на сжатие. Это делает результативность результатов тестирования субъективной, а результаты несколько локализованы.Характер испытания на прочность на сжатие влияет на структуру; повреждение бетона; также существует риск повреждения арматурного стержня или предварительного напряжения арматуры.

Быстрое отслеживание теста на сжатие?

Как упоминалось ранее, стандартный метод требует получения результатов в течение 28 дней в качестве минимальной прочности на сжатие конструкционного бетона. Инженеры и менеджеры проектов проявляют большой интерес к альтернативным планам испытаний для измерения прочности на сжатие с таким же уровнем точности, но быстрее и проще.

Метод зрелости был разработан и используется для прогнозирования прочности бетона на сжатие в раннем возрасте. В испытании использовалось изменение температуры отверждения образцов монолитного бетона для прогнозирования прочности. Для этого в первую очередь необходимо установить соотношение прочности и зрелости бетонной смеси.

Существующие конструкции

Методы неразрушающего контроля могут быть полезны для картирования вариаций прочности на сжатие в бетонной конструкции. Для этого можно использовать комбинацию ультразвуковых импульсов (UPV) и отбойного молотка (Schmidt) для оценки прочности бетона на сжатие на месте.В бетоне следует просверлить минимальное количество бетонных стержней для калибровки применяемых методов неразрушающего контроля. Карта прочности на сжатие будет создана с использованием используемых методов неразрушающего контроля на основе предыдущей калибровки. Breysse (2012) представляет подробный обзор литературы о неразрушающей оценке прочности бетона.

Ссылка

ASTM C 39 (2104) «Прочность цилиндрических бетонных образцов на сжатие», ASTM International

Breysse D.«Неразрушающая оценка прочности бетона: исторический обзор и новый взгляд на сочетание методов неразрушающего контроля». Строительные и строительные материалы; 2012, 33: 139-163.

.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Факторы, влияющие на прочность бетона

На прочность бетона влияет множество факторов, таких как качество сырья, соотношение вода / цемент, соотношение крупного и мелкого заполнителя, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и твердение бетона.

Качество сырья

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и правильно хранился (т.е.е. в сухих условиях), он должен подходить для использования в бетоне.

Заполнители: Качество заполнителя, его размер, форма, текстура, прочность и т.д. определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона.

Вода: часто качество воды оговаривается пунктом, в котором говорится: «.. вода должна быть пригодной для питья ..». Этот критерий, однако, не является абсолютным, и следует ссылаться на соответствующие нормативы для тестирования целей водного строительства.

Соотношение вода / цемент

Соотношение между водоцементным соотношением и прочностью бетона показано на графике, как показано ниже:

Чем выше соотношение вода / цемент, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и тем больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации.

На графике отсутствует одна деталь. При заданном содержании цемента удобоукладываемость бетона снижается, если снижается водоцементное соотношение.Более низкое водоцементное соотношение означает меньше воды или больше цемента и меньшую удобоукладываемость.

Однако, если удобоукладываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнять, и прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при этом может быть достигнуто полное уплотнение.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

F Следует отметить следующие моменты для отношения крупного / мелкого заполнителя:

  • Если доля мелких частиц увеличена по отношению к крупному заполнителю, общая площадь поверхности заполнителя увеличится.
  • Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, потребность в воде также увеличится.
  • Предполагая, что потребность в воде увеличилась, водоцементный коэффициент увеличится.
  • Поскольку водоцементное соотношение увеличилось, прочность на сжатие снизится.

Соотношение щебень / цемент

Следующие пункты должны быть отмечены для цементного заполнителя:

  • Если объем останется прежним, а пропорция цемента по отношению к песку увеличится, площадь поверхности твердого тела увеличится.
  • Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, потребность в воде останется прежней для обеспечения постоянной обрабатываемости.
  • Если предположить увеличение содержания цемента без увеличения потребности в воде, водоцементное соотношение уменьшится.
  • При уменьшении водоцементного отношения прочность бетона увеличивается.

Важно помнить о влиянии содержания цемента на удобоукладываемость и прочность, и его можно резюмировать следующим образом:

  1. Для данной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на потребность в воде и приводит к снижению водоцементного отношения.
  2. Уменьшение водоцементного отношения приводит к увеличению прочности бетона.
  3. Следовательно, для данной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетон не высыхает или температура слишком низкая.

Теоретически, если бетону не дать высохнуть, оно всегда будет увеличиваться, хотя и со все меньшей скоростью.Для удобства и для большинства практических применений принято считать, что большая часть прочности достигается за 28 дней.

Уплотнение бетона

Любой воздух, захваченный из-за недостаточного уплотнения пластичного бетона, приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% захваченного воздуха, прочность упадет в пределах от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры.Если температура повышается, реакция также увеличивается. Это означает, что бетон, выдерживаемый при более высокой температуре, набирает прочность быстрее, чем аналогичный бетон, выдерживаемый при более низкой температуре.

Однако конечная прочность бетона при более высокой температуре будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшего цементного теста менее хорошо структурирована и более пористая, когда гидратация протекает быстрее.

Это важный момент, о котором следует помнить, поскольку температура оказывает аналогичное, но более выраженное отрицательное влияние на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если дать бетону высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности одинаковых бетонов в различных условиях.

Отверждение

Из того, что было сказано выше, должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде можно уменьшить, если бетон должным образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги.

Подробнее:

Прочность бетонных кубов на сжатие, процедура, результаты

Испытания бетонных стержней на прочность - отбор проб и процедура

Неразрушающий контроль бетона и его методы

Влияние воздухововлекающего бетона на прочность бетона

Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

.

5 Методы оценки прочности бетона на месте

5- Комбинированные методы неразрушающего контроля

Как мы обсуждали выше, отбойный молоток и скорость ультразвукового импульса являются наиболее широко используемыми методами неразрушающего контроля для оценки прочности бетона в существующих конструкциях ( Malhotra, 2004 )

Комбинированные методы включают комбинацию методов неразрушающего контроля для прогнозирования прочности бетона на месте. Комбинация UPV и Rebound Hammer была изучена несколькими исследователями.Breysse, 2012 провели всесторонний обзор литературы по комбинированным методам.

Повышение точности прогноза прочности в соответствии с этим достигается за счет использования поправочных коэффициентов, учитывающих влияние типа цемента, содержания цемента, петрологического типа заполнителя, фракции мелкого заполнителя и максимального размера заполнителя. Точность комбинации отбойного молотка и скорости ультразвукового импульса приводит к повышению точности оценки прочности бетона на сжатие (Hannachi and Guetteche, 2012).

Очень важно учитывать, что точность каждого отношения зависит от калибровки и корреляции, которая выполняется с разрушающими испытаниями (образцы керна). Хотя комбинированные методы по-прежнему полагаются на навязчивые тесты для получения точного результата, они обладают огромным потенциалом для сокращения количества разрушающих тестов на рабочем месте.

.

Прочность бетона на сжатие | Определение, важность, приложения

Перейти к основному содержанию

Дополнительное меню

  • Насчет нас
  • Контактная информация
  • Дом

О гражданском строительстве

  • Дом
  • Гражданские ноты
    • Банкноты

      • Строительные материалы
      • Строительство зданий
      • Механика грунта
      • Геодезия и выравнивание
      • Ирригационная техника
      • Инженерия окружающей среды
      • Дорожное строительство
      • Инфраструктура
      • Строительная инженерия
    • Лабораторные заметки

      • Инженерная механика
      • Механика жидкости
      • Почвенные лабораторные эксперименты
      • Экологические эксперименты
      • Материалы Испытания
      • Гидравлические эксперименты
      • Дорожные / шоссе тесты
      • Стальные испытания
      • Практика геодезии
  • Загрузки
  • Исследование
  • Учебники
    • Учебные пособия

      • Primavera P3
      • Primavera P6
      • SAP2000
      • AutoCAD
      • VICO Constructor
      • MS Project
  • Разное
  • Q / Ответы
  • Дом
  • Гражданские ноты
    • Строительство зданий
    • Строительные материалы
    • Механика грунта
    • Геодезия и выравнивание
    • Ирригационная техника
  • Учебники
    • Primavera P6
    • SAP2000
    • AutoCAD
  • Загрузки
  • Исследование
  • Q / Ответы
  • Глоссарий
.

Корреляция между прочностью на сжатие и растяжение старого бетона в морской среде и прогнозом длительной прочности

Прочность на сжатие и прочность на растяжение являются важными механическими свойствами бетона. Долговременная прочность бетона в реальных условиях эксплуатации является важным параметром при оценке существующих зданий, который также следует должным образом учитывать при проектировании конструкций. В этом исследовании была исследована взаимосвязь между пределом прочности при сжатии и раскалывании старого бетона, долгое время существующего в морской среде.В заброшенной гавани образцы бетонного керна пробурены парами на месте. Для каждой пары образцов были пробурены два керна из соседнего места и проведены испытания на сжатие и растяжение при разделении, соответственно. В итоге было получено 48 значений прочности на сжатие и расщепление. Судя по результатам испытаний, прочность на растяжение представляет собой общий восходящий тренд с прочностью на сжатие, и эти два параметра имеют положительную корреляцию. Экспоненциальная модель, обычно рекомендуемая строительными нормами и литературой, все еще способна описать взаимосвязь между прочностью на сжатие и растяжение старого разрушенного бетона, если параметры функции определены должным образом.На основе статистической теории и экспериментальных результатов этого исследования разработан метод прогнозирования долговременной прочности бетона на разрыв и приводится пример, который может предоставить потенциальный способ оценки долговременной прочности бетона в реальных морских условиях.

1. Введение

Величина прочности бетона на растяжение влияет на характеристики конструкции, такие как сопротивление сдвигу и несущая способность анкеров, при этом разрушение бетонного конуса является решающим режимом разрушения.Следовательно, как прочность бетона на сжатие, прочность на растяжение является еще одним важным механическим свойством, которое следует надлежащим образом учитывать при проектировании конструкции. Реальные значения прочности на растяжение и сжатие на месте бетона, ухудшенного в подлинных условиях эксплуатации в течение длительного времени, обеспечивают необходимую основу для оценки конструкций, особенно тех, которые существуют уже долгое время. Учитывая сложность, стоимость и трудоемкость выполнения испытаний на растяжение, многие исследователи и руководящие принципы строительства заинтересованы в прогнозировании прочности на растяжение на основе прочности на сжатие и их взаимосвязи упрощенным методом с удовлетворительной точностью [1–5].Большинство корреляций, предлагаемых строительными нормами и литературой, основаны на нормальных условиях отверждения и испытательном возрасте 28 дней. На самом деле существует множество различных влияний на бетон, зависящих от времени, нагрузки и окружающей среды, которые существуют в реальных условиях эксплуатации в течение длительного времени. Следовательно, соотношение прочности на сжатие и растяжение в строительных нормах не может быть допущено без дальнейших наблюдений и исследований [5, 6].

С другой стороны, до сих пор прочность бетона учитывалась как неизменная во времени при проведении структурного проектирования и расчета.Таким образом, конструкции должны быть полностью надежными, а срок службы должен быть бесконечным, если> (и представляет сопротивление и напряжение в широком смысле) удовлетворяется на стадии проектирования. Но на самом деле сопротивление материала, например прочность бетона, может со временем ухудшаться на открытом воздухе, что приводит к снижению надежности и общих характеристик конструкции. В этом отношении стоит подчеркнуть, что изменяющиеся во времени характеристики бетона, подверженного воздействию внешней среды, требуют дальнейшего исследования.Более того, при оценке долговечности конструкции или прогнозировании срока службы конструкции важна долгосрочная прочность бетона, а также ее изменяющиеся во времени характеристики. Тем не менее, непросто проводить исследования для изучения закона изменения прочности бетона в долгосрочной перспективе, поскольку для проведения испытаний может потребоваться несколько лет или десятилетий.

Испытания на ускоренное старение и моделирующие экологические испытания в основном используются для изучения воздействия окружающей среды на прочность бетона. Ли и др.[7] исследовали глубину кислотной коррозии и прочность на сжатие бетона в сернокислой среде с помощью ускоренных испытаний. Результаты показывают, что оставшиеся значения прочности на сжатие для бетона, подвергающегося воздействию сернокислой водной среды с pH = 2 и 3 и влажно-сухой циклической серной кислоты с pH = 2, составляют 74%, 72% и 80% от начальной прочности, соответственно. . Ускоренная коррозия под действием раствора сульфата в цикле «сухой-влажный» была введена для имитации внешней среды сульфатной коррозии Zhou et al.[8]. Результаты ускоренных испытаний на коррозию показывают, что ухудшение прочности бетона из-за воздействия сульфата имело существенную связь с глубиной коррозии. Cai et al. [9] оценили прочность и деформационные свойства бетона в условиях искусственной морской водной эрозии. Кривая напряжения и деформации бетона была исследована с количеством мокрых и сухих циклов 0 раз, 10 раз, 20 раз, 30 раз, 40 раз, 50 раз и 60 раз. Критерий прочности двухосного бетона был установлен с учетом соотношения напряжений и количества циклов «сухой-мокрый».Рамли и др. [10] изучали устойчивость бетона с кокосовым волокном к окружающей среде. Были приняты три типа смоделированных агрессивных сред: воздушная среда в тропическом климате, альтернативный воздух и среда с морской водой в 14-дневном цикле и непрерывное погружение в морскую воду. Shang et al. [11] исследовали механические свойства простого бетона и бетона с воздухововлекающими добавками, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания (F-T-C). Было проанализировано влияние циклов F-T на скорость ультразвука и механические свойства воздухововлекающего бетона и обычного бетона.Кроме того, ускоренное испытание на старение или имитационное испытание на воздействие окружающей среды принято в [12–18], что показывает, что использование такого экспериментального метода для изучения воздействия окружающей среды на свойства бетона удобно и экономит время. Однако существуют очевидные различия между реальными условиями эксплуатации и искусственной средой, поскольку последняя может просто воспроизводить несколько факторов окружающей среды, таких как сульфат, хлорид-ион, кислота, высокая температура и влажность. На самом деле реальная среда намного сложнее и не может быть просто представлена ​​симулятивным тестом окружающей среды.Кроме того, в предыдущих литературных источниках, указанном выше, самое долгое время выдержки составляло 365 дней [17], что нельзя рассматривать как достаточно продолжительный период по сравнению со сроком службы в практической инженерии. Более того, прочность бетона на разрыв в предыдущих исследованиях почти не обсуждалась.

Имеется лишь несколько исследований, посвященных долгосрочному влиянию окружающей среды на прочность бетона в реальных условиях эксплуатации. Однако исследовалась только прочность на сжатие. Исмаил и др.[19] исследовали потерю прочности на сжатие бетона, подверженного воздействию внешней среды, в ходе 6-летнего мониторинга. Исследования Mehta [20] Shekarchi et al. [21], Уоша и Вендт [22] обсуждали длительную прочность бетона на сжатие в реальных морских условиях. Ни в одном из них не рассматривались прочность на разрыв и соотношение между прочностью бетона на сжатие и растяжение.

Основная цель этого исследования - получить прочность бетона на сжатие и растяжение в реальных морских условиях в течение длительного периода (до 61 года) и выявить корреляцию между двумя механическими свойствами.Бетонные стержни были пробурены парами в заброшенной гавани города Чжоушань, провинция Чжэцзян, Китай. Каждые два сердечника каждой пары были испытаны на расщепление при сжатии и растяжении, соответственно; Затем была заключена связь между длительным пределом прочности при сжатии и растяжении. Была исследована применимость соотношения прочности на сжатие и растяжения, рекомендованного литературой или строительными нормами для бетона без ухудшения (свежий бетон). Была представлена ​​лучше подобранная функция отношений.После этого, на основе статистической теории и модели прогнозирования прочности на сжатие из литературы, был разработан метод прогнозирования прочности на разрыв и предоставлен расчетный пример для интерпретации, который может предложить потенциальный способ оценки долгосрочной прочности бетона на растяжение в реальных морских условиях. Окружающая среда.

2. Экспериментальная программа
2.1. Бурение бетонных кернов

Чжоушань - прибрежный город в Китае. Конструкции и здания там разрушены типичной морской средой, такой как морская вода, морская атмосфера, приливные волны и так далее.Среднегодовая температура составляет от 15 до 20 градусов по Цельсию. Содержание хлорид-иона в атмосфере города Чжоушань приведено в таблице 1.


Расстояние до моря (м) 2 100 140 200 260 340 500

Среднее количество осадков хлорида в день ( μ г / см 2 d) 11.130 10,856 3,998 3,638 2,941 2,427 2,951

Образцы бетонных кернов были пробурены с 4 разных площадок в заброшенной гавани города Чжоушань. Площадка A представляет собой бетонную плиту заброшенного дока, построенного в 1955 году. Во время прилива расстояние между плитой дока и уровнем моря составляет примерно 4 м. Площадка B - это большой кусок простого бетона на берегу моря, который остался как строительный мусор, когда в 2011 году неподалеку была построена новая гавань.Участок C представляет собой бетонный постамент для уличных фонарей, отлитых в 2000 году. Участок D представляет собой железобетонную крышу заброшенного здания, построенного в 2005 году. Вышеупомянутые четыре участка (A, B, C и D) существовали 61, 5, 16 , а 11 лет до начала наших испытаний - в прилегающих районах. Все они не погружаются в морскую воду из-за своего достаточно высокого положения и постоянно находятся в атмосфере. Бетонные керны, пробуренные на каждом участке, были помечены как группа A, группа B, группа C и группа D соответственно.

В данном исследовании операции сверления и испытания относятся к технической спецификации для испытания прочности бетона с просверленным сердечником [23].Расположение стальных стержней было обнаружено стальным детектором магнитной спектроскопии, и были выбраны соответствующие места сверления (вдали от стержней), чтобы избежать повреждения арматуры. В основном были пробурены керны диаметром 75 мм, которые меньше, чем стандартные образцы керна в ранее упомянутой технической спецификации [23]. Еще 4 стандартных керна диаметром 100 мм были пробурены, так как буровая бочка диаметром 75 мм сильно изношена. Бетонные стержни получали попарно. Для каждой пары образцов два сердечника были подвергнуты испытанию на сжатие и растяжение, соответственно, с целью изучения взаимосвязи между прочностью на сжатие и растяжение.2 стержня каждой пары были просверлены из достаточно близких мест, что гарантирует, что они состоят из одной партии бетона с одинаковым износом. Место (площадка А) для бурения керна показано на рисунке 1.


2.2. Обработка кернов

Просверленные керны были тщательно обработаны, включая надрез и обработку торцевых поверхностей перед механическими испытаниями.

2.2.1. Керны Врезание

На основании упомянутых технических условий испытаний [23], после обработки отношение высоты к диаметру образцов керна теоретически должно быть равно 1, которое может быть равно 0.95 ~ 1.05 в реальном режиме работы. Использовалась машина для надреза с двойными параллельными лезвиями, и расстояние между двумя лезвиями будет определять высоту каждого ядра. Перед надрезанием расстояние между двойными лезвиями было тщательно отрегулировано, а затем зафиксировано, чтобы гарантировать, что отношение высоты к диаметру каждого сердечника находится в допустимом диапазоне 0,95 ~ 1,05. Процесс надреза показан на рисунке 2 (а).

После разреза жилы соединили попарно. Было подтверждено, что по два керна каждой пары были получены из достаточно близких мест.Соответствующие сердечники были помещены попарно, как показано на рисунке 2 (б).

2.2.2. Выбор сердечников и подготовка к испытанию на нагрузку

Согласно спецификации испытаний [23], в аттестованном сердечнике должно быть не более 1 стального стержня, а диаметр стального стержня должен быть менее 10 мм. Возможно существующий стальной стержень должен располагаться вертикально по отношению к валу сердечника. Образцы с явными трещинами или дефектами были исключены. В соответствии с вышеуказанными предпосылками было окончательно отобрано 96 подходящих ядер (48 пар).Торцы всех жил выровняли. Ленточно-шлифовальный станок или полимерцементный раствор были использованы для того, чтобы сделать торцы гладкими и ровными, как показано на Рисунке 3 (а).

Были измерены масштабы каждого квалифицированного образца керна. Для измерения диаметров применялся штангенциркуль с нониусом. Диаметр был измерен дважды для каждого сердечника в двух вертикальных точках, и среднее значение было принято в качестве окончательного диаметра, который будет применяться в дальнейших расчетах прочности (Рисунок 3 (b)). Стальной метчик был применен для измерения высоты сердечника (рис. 3 (c)).Линии были нарисованы на тех образцах, которые будут разделены на растяжение, чтобы указать области разрушения, как показано на рисунке 3 (d).

2.3. Испытание под нагрузкой

Все 96 образцов керна были пронумерованы перед испытанием под нагрузкой. Каждые два стержня каждой пары были одной и той же партии бетона и были одинаково испорчены окружающей средой: один образец был подвергнут испытанию на сжатие, а другой - испытанию на растяжение. Две универсальные испытательные машины с диапазоном измерения 500 кН и 100 кН используются для испытаний на сжатие и растяжение, соответственно.Наконец, было получено 48 значений прочности на сжатие, а также 48 значений прочности на разрыв при растяжении. Испытания на сжатие и растяжение показаны на рисунках 4 (а) и 4 (б).

Информация об испытаниях в виде серийного номера, шкалы образца и максимальной приложенной силы для каждого образца керна приведена в таблице 2. Номер данных состоит из кода из трех частей, а алеф (A, B, C и D) представляет группа образцов, в которой также указаны места бурения бетонных стержней. Вторая цифра в номере данных представляет последовательность пары образцов в каждой группе.Третья цифра в номере данных указывает тип механического эксперимента: 1 представляет испытание на разрыв при растяжении, а 2 представляет испытание на сжатие. и представляют диаметр и высоту образца керна соответственно; - отношение высоты к диаметру, которые находятся в допустимом диапазоне 0,95 ~ 1,05; - максимальная сила, приложенная к каждому образцу при испытании на нагрузку.


Номер данных Тип испытания d / мм h / мм h / d F / KN Номер данных Тип испытания d / мм h / мм h / d F / KN

A-1-1 Расщепление при растяжении 99.5 98 0,98 44,16 A-1-2 На сжатие 99,0 98 0,99 242,12
A-2-1 Расщепление при растяжении 73,0 73 1,00 41,08 A-2-2 На сжатие 73,0 73 1,00 183,45
A-3-1 Расщепление при растяжении 73.0 73 1,00 49,48 A-3-2 Сжатие 73,0 74 1,01 217,26
A-4-1 Расщепление при растяжении 73,5 73 0,99 28,06 A-4-2 Компрессионное 73,5 74 1,01 73,46
A-5-1 Расщепление при растяжении 72.5 73 1,01 25,36 A-5-2 Сжатие 73,0 73 1,00 120,43
A-6-1 Расщепление при растяжении 73,0 73 1,00 40,26 A-6-2 На сжатие 73,0 74 1,01 195,54
A-7-1 Расщепление при растяжении 73.5 73 0,99 26,33 A-7-2 Сжатие 73,5 73 0,99 144,40
A-8-1 Расщепление при растяжении 73,0 72 0,99 41,62 A-8-2 Сжатие 73,5 74 1,01 161,85
A-9-1 Расщепление при растяжении 73.5 75 1,02 34,80 A-9-2 Сжатие 72,5 73 1,01 161,14
A-10-1 Расщепление при растяжении 72,5 73 1,01 22,77 A-10-2 На сжатие 73,0 73 1,00 125,92
A-11-1 Расщепление при растяжении 73.5 73 0,99 20,44 A-11-2 Сжатие 73,5 73 0,99 120,44
A-12-1 Расщепление при растяжении 73,0 73 1,00 23,69 A-12-2 Компрессионное 72,5 73 0,99 111,41
B-1-1 Расщепление при растяжении 73.0 73 1,00 36,26 B-1-2 Сжатие 73,5 72 0,98 160,48
B-2-1 Расщепление при растяжении 73,5 73 0,99 34,26 B-2-2 Сжатие 73,0 73 1,00 130,01
B-3-1 Расщепление при растяжении 73.5 70 0,95 30,72 B-3-2 Сжатие 73,5 70 0,95 131,43
B-4-1 Расщепление при растяжении 73,5 70 0,95 29,20 B-4-2 Сжатие 73,5 70 0,95 196,10
B-5-1 Расщепление при растяжении 73.0 73 1,00 17,35 B-5-2 Сжатие 73,5 72 0,98 186,28
B-6-1 Расщепление при растяжении 73,5 74 1,01 38,18 B-6-2 На сжатие 73,5 73 0,99 132,79
B-7-1 Расщепление при растяжении 73.0 74 1,01 37,64 B-7-2 Сжатие 73,0 73 1,00 129,80
B-8-1 Расщепление при растяжении 73,5 73 0,99 34,42 B-8-2 На сжатие 73,5 73 0,99 111,68
B-9-1 Расщепление при растяжении 73.5 73 0,99
.

Смотрите также

Новости

Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

29-01-2019 Хиты:0 Новости

Подробнее

Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

Индекс цитирования