Remontoff23.ru

Про Ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Набор прочности цементных растворов

Лучшие добавки в цемент для повышения прочности бетона

Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.

  • Для чего нужны добавки?
  • Виды упрочняющих добавок для цемента
  • Тонкости применения

Для чего нужны добавки?

Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.

После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.

Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:

  • Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
  • Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
  • Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
  • Приготовление мелкозернистого бетона;
  • Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор. На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности. Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки. В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки. Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Тонкости применения

Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.

Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).

Читайте так же:
Пластификаторы для цементного раствора своими руками

Процесс набора прочности бетона

Основная характеристика бетона, которая определила его широкое распространение — это высокая прочность. Материал набирает любую прочность в реальных условиях, так как есть много причин, которые способствуют недобору величины, соответствующей бетону определенной марки. Знание этих причин и их особенностей способствует формированию бетонных фундаментов, конструкций с максимальными эксплуатационными показателями.

Процесс набора

Физико-химические реакции гидратации создают новые монолитные соединения, которые придают материалу свойства искусственного камня. Новое качество формируется в течение многих суток (окончательно примерно через полгода) и в идеале прочностные свойства бетонной конструкции должны соответствовать бетону определенного класса и марки. По времени процесс вызревания камня имеет две последовательные стадии: начальная — схватывание, и завершающая — твердение. По его завершении бетон может нагружаться.

Схватывание

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Твердение

Оптимальное течение гидратации при твердении раствора: температурный коридор от 18 до 20 град., влажность близкая к 100%. Отклонения от данных параметров в значительной степени изменяют скорость твердения камня. Полное вызревание бетона длиться несколько лет.

Вместе с тем на этой стадии скорость твердения закономерно изменяется со временем. К примеру, для бетона М300 к концу 3-го дня она достигает 50%, на 14–й день составляет до 90%, а на 28 день — 100%. Далее через три месяца прочность повышается еще на 20%, а через 3 года может стать на 100% больше, чем была к концу 28 суток после затворения.

Особенности набора прочности

Снижение температурных показателей среды ведет к замедлению твердения. Нулевая отметка на термометре останавливает процесс из-за замерзания воды в камне (снижается качество бетона), а подъем значений снова его возобновляет. Смесь начинает высыхать при недостатке или отсутствии влаги, однако это может замедлить и остановить правильное твердение, что воспрепятствует набору заданного свойства бетоном. А вот автоклавное отвердение смесей значительно ускоряется при повышенных значениях температурно-влажностного режима: 80 – 90 град. и 100% влажности, что ведет к ускоренному росту прочностных показателей. За счет влаги в воздухе может сокращаться интервал набора прочности раствором, который уложен открыто.

Бетоны более высоких марок (состоят из большего количества цемента лучшего качества) твердеют и набирают прочность быстрее, поэтому обрабатывать их следует более оперативно. В интервале с 3-х по 10-е сутки после укладки нормативный набор прочности бетона обеспечивается близкими к идеальным условиями выдержки. В теплую погоду раствор укрывается влагоемкими материалами, через которые камень увлажняется круглосуточно 6 – 7 раз, и перекрывается плотной пленкой.

Читайте так же:
Смесь цемента с фиброволокном

В солнечную погоду он укрывается от прямых лучей. Зимой бетон может искусственно прогреваться изнутри, утепляться, обогреваться тепловыми генераторами, чтобы предотвратить замерзание воды, и изолируется от осадков. Важным параметром для продолжения работ является нормативно-безопасный срок набора прочностных свойств. Таблица 1 показывает зависимость от марки бетона и среднесуточной температуры значений прочностных показателей бетонов через соответствующее количество суток.

Нормативно-безопасным сроком созревания бетонов можно считать значение 50%, а безопасным — от 72% до 80% от марочного значения, что, к примеру, важно знать при работах на фундаменте.

От чего зависит набор прочности?

Факторы, которые управляют набором прочностных свойств камня, включают: сколько времени прошло после заливки, температурно-влажностный режим выдерживания, качество (активность) и марку цемента, соотношение воды и цемента в растворе, пропорции компонентов в смеси, способ уплотнения, технологию перемешивания, способ и скорость укладки, качество и регулярность увлажнения, наличие пластификаторов (добавок-ускорителей твердения) в смеси зимой и пр. Поднятие марки бетона зависит от увеличения доли и более высокой марки цемента в смеси, пропорций компонентов. Марка прямо влияет на набор прочности бетона. Для низких марок критическая прочность имеет большее значение. Таблица 2 отражает данную закономерность.

Поэтому прочностью фундамента из бетона высокой марки определяется надежность, долговечность конструкции здания. Камень в холодную погоду приобретает прочность благодаря собственному тепловыделению, но для нормализации графика формирования камня целесообразно применять соответствующие добавки, ускоряющие твердение и снижающие температуру остановки гидратации. С ними смесь набирает марочную прочность уже через 14 суток. Удачным решением также станет изменение составляющих в бетоне. К примеру, глиноземистый цемент набирает прочностные показатели даже в морозы, так как выделяет примерно в 7 раз больше собственного тепла по сравнению портландцементом.

В наборе этого свойства существенную роль играют форма и фракция зерен натуральных наполнителей. Их неправильная форма и повышенная шероховатость обеспечивают лучшие условия сцепления и качество бетона. Известно, что увеличение доли воды в бетонной смеси способно привести к расслоению массы материала. Следствием этого также становится то, что при относительном увеличении доли воды в растворе на 60% от оптимального значения (в/ц = 0,4) происходит недобор прочности на 50% от марочной. Однако при соотношении вода/цемент 1/4 период отвердения (упрочнения) сокращается в два раза.

Чтобы ускорить процесс и минимизировать выдержку бетона, целесообразно применять пескобетоны с низким соотношением вода/цемент. Неуплотненный бетонный раствор имеет шансы вызреть только до 50% от нормативной прочности даже при оптимальном соотношении вода/цемент. Вместе с тем ручное уплотнение способно повысить его прочность на 30 – 40%, а вибротрамбовка повышает прочность до нормативных 95 – 100%.

График набора прочности

Важно знать график набора прочности бетона для прогнозирования последствий изменения температурных условий твердения, которые приводят к увеличению времени выдерживания.

График 1 показывает на примере бетона М400 через сколько суток смесь при фиксированных температурных значениях набирает определенный процент прочности (за сто процентов взят набор марочной прочности за 4 недели). Температурный режим 30 град. является оптимальным для набора нормативной прочности (97%) за 11 дней, а при показателе в 5 град. значение безопасной прочности не будет достигнуто камнем и за 14 дней. В такой ситуации следует разогревать, утеплять укладку. В соответствии с кривыми определяются сроки распалубки при превышении прочностью 50% марочного значения.

Читайте так же:
Что будет если залить цементная стяжка 10 см

Вывод

В реальности прочностные показатели бетонных конструкций могут изменяться по очень многим причинам. Важно обеспечить оптимальные параметры для реализации по времени графика роста прочностных свойств, соответствующих марке бетона.

Твердение бетона

Основной материал бетонной смеси – цемент – при взаимодействии с водой твердеет и начинает превращаться в цементный камень. Как происходит процесс твердения? Почему иногда нужно повлиять на скорость схватывания и последующего твердения? Ответы на эти вопросы представлены в данном материале.

Заводы, специализирующиеся на выпуске товарного бетона или ЖБИ, используют специальные добавки. Добавление некоторых средств позволяет существенно сократить срок пропаривания железобетонных изделий, а значит, значительно сократить расходы на оплату электроэнергии. Кроме того, снижаются трудозатраты на процессы вибрирования, уменьшается скорость оборачивания опалубки/формоснастки, улучшаются качественные характеристики и эксплутационные свойства товарного бетона и/или ЖБИ. Достичь таких результатов возможно благодаря применению или специальных добавок, или цемента. На рынке существует огромное количество таких добавок в товарный бетон.

Процесс набора прочности делится на две стадии:

схватывание

Первый этап длится в течение первых суток жизни бетона. От чего зависит конкретная скорость схватывания цементного раствора или бетона? Во-первых, от окружающего температурного режима. Классическая расчетная температура — 20 градусов по Цельсию. В таких условиях процесс схватывания цемента запустится уже через два часа после затворения, а закончится – через три. Это означает, что схватывание в данном случае займет всего один час. При температуре, например, в 0 градусов по Цельсию, схватывание длится в среднем 15-20 часов. Начнется процесс ориентировочно через 6-10 часов после затворения бетона. Соответственно, при высоких температурах (например, условия при пропаривании железобетонных изделий в камерах) схватывание пройдет всего за 10-20 минут.

Интересно, в течение всего процесса цементный раствор или бетон остаются подвижными – они подвергаются влиянию дополнительных составов и манипуляций. Здесь действует принцип тиксотропии. Воздействие на несхватившийся бетон возможно. Однако процесс схватывания цементного раствора в таком случае займет большее количество времени. Кстати, в связи с этой причиной транспортировка товарного бетона проводится в специальных бетоносмесителях. В течение всего периода доставки оборудование перемешивает смесь. Так можно замедлить процесс схватывания и сохранить базовые качественные характеристики и эксплуатационные свойства продукции.

Однако излишнее продление схватывания может существенно навредить уровню качества товара. Иногда миксерами перемешивают бетонную смесь более 10 часов подряд, пока готовится разгрузка строительного материала. В строительной сфере такой процесс называется свариванием бетона. При постоянном перемешивании происходят необратимые химические реакции и процессы, негативно влияющие на общий состав и свойства товара. Особый вред бетонной смеси наносится в жаркое время года – при высоких температурах схватывание может происходить за считанные минуты.

твердение

Вторая стадия – твердения – может идти не один год. Этот этап наступает сразу же после схватывания цемента. Регламентированный срок – 28 суток – указывается лишь для того, чтобы гарантировать ту или иную марку бетона. На самом деле, схватывание (набор прочности железобетонных изделий) идет в течение нескольких лет. В первые же дни и недели после укладки бетона процесс набора прочности идет более динамично. Почему? Причины скрываются в процессах гидратации цемента.

Читайте так же:
Ожидание затвердевания цемента это время

Гидратация цемента и минералогический состав материала

Основа портландцемента – это четыре компонента-минерала. Они получены на разных стадиях производства цемента.

  • C4AF — четырехкальциевый алюмоферит;
  • C2S — двухкальциевый силикат;
  • C3A — трехкальциевый алюминат;

  • C3S — трехкальциевый силикат.
  • Поведение каждого такого компонента отличается на разных этапах схватывания и твердения. Так, например, одни минералы начинают взаимодействовать с водой затворения сразу, у других же минералов продолжительность реакции занимает больше времени. Рассмотрим каждый минерал в отдельности.

    Функции и задачи

    Минерал 3CaO x SiO2 участвует в процессах набора прочности цемента в течение всего периода его существования. Этот компонент является главным в период первых дней жизни бетона.

    Процесс гидратации – изотермический, а значит, в ходе химической реакции выделяется некоторое количество тепла. Именно данный минерал и способствует выделению тепла.

    C3S «согревает» раствор цемента при затворении, а до начала схватывания прекращает свой «обогрев». В течение обозначенного периода минерал выбрасывает тепло. А после таких процессов происходит плавное снижение температурного режима.

    Однако действие силиката значимо только в первый месяц жизни ЖБИ сооружения или бетонной конструкции. В регламенте срок обозначается в 28 дней. По истечении данного срока влияние трехкальциевого силиката на процесс нарастания прочности цементного раствора существенно уменьшается.

    Состав минерала 2CaO x Si02. Этот двухкальциевый силикат, напротив, начинает действие спустя регламентируемые 28 суток. Однако процесс действия компонента можно запустить раньше: достаточно добавить специальные средства в цементный раствор.

    Общий срок действия C2S – несколько лет. Компонент активен в течение всего периода набора прочности бетона, ЖБИ или железобетона.

    Формула компонента – 3CaO x Al2O3. Минерал является самым активным из всех представленных в этой таблице. Деятельность трехкальциевого алюмината начинается одновременно с процессом схватывания. Минерал активен и значим в течение первых суток жизни железобетона или бетонной смеси. Однако в дальнейшем (при твердении и наборе прочности) влияние этого компонента минимально.

    Состав минерала 4CaO x Al2O3 x Fe2O3. Компонент играет незначительную роль в процессах твердения и набора прочности, оказывая небольшое влияние на поздних сроках твердения на набор прочности.

    Все компоненты, представленные в таблице, вступают в химическую реакцию (при затворении водой). Благодаря этому химическому взаимодействию, происходят важные процессы: первоначальное нарастание, последующее сцепление и заключительное осаждение кристаллов значимых гидратированных соединений. Гидратация по принципу работы практически идентична кристаллизации.

    Проведенные исследования и испытания, инновационные разработки ученых НИИ и других лабораторий позволили воздействовать на любые стадии гидратации цемента и качественных характеристики бетона.

    В компании «БетонТрансСтрой» возможно приобрести товарный бетон, а также специальные растворы с современными добавками. Такие добавки существенно улучшают показатели водонепроницаемости, морозостойкости, устойчивости к механическим повреждениям и химическим воздействиям, подвижности и т.д. Импортное бетоносмесительное и дозирующее оборудование на заводах компании позволяет добиться максимальных результатов. Как итог – выпуск качественных однородных бетонных смесей и цементных растворов.

    Для получения более полной технической информации о предлагаемых сортах материала, а также способах оплаты и условиях доставки товара обратитесь к менеджерам компании «БетонТрансСтрой».

    Марка бетонной смеси М400 ГОСТ

    Бетон марки М400 — Производство в Москве

    Высокопрочный материал повышенной плотности используется для возведения сооружений, к которым предъявлены высокие требования. Бетон тяжелой марки М400 пригоден для изготовления железобетонных конструкций, эксплуатируемых в суровых условиях. Повышенное содержание цемента значительно удорожает строительство.

    Сфера применения тяжелого бетона марки М400

    Технические характеристики раствора значительно расширяют область применения. Купить бетон М400 и использовать его в строительстве сложных зданий, сооружений с высокими требованиями прочности, устойчивости к низким температурам, агрессивным средам.

    Материал используется в таких строительных процессах:

    • возведение маленьких, больших железнодорожных, автомобильных мостов с большой проходимостью;
    • изготовление гидротехнических конструкций разной сложности;
    • строительство хранилищ, подземных помещений разного предназначения;
    • заливка больших лестниц, площадок;
    • строительство специальных сооружений;
    • редко используется при изготовлении бассейнов.

    Описание основных характеристик

    Технические показатели марки М400 достаточно высокие, корректировать их можно всевозможными добавками типа пластификаторов, антисептиков, других. Основные технические характеристики:

    • класс прочности В30;
    • подвижность П4-П5;
    • плотность 2310 кг/м³;
    • плотность на сжатие 393 кгс/см²;
    • водонепроницаемость W6-12;
    • морозоустойчивость F200-300

    Особенности бетонной смесей М400

    Скорость схватывания, набора прочности зависит от температуры воздуха. Гидратация раствора прекращается при нулевых показателях. Высокие температуры требуют особого ухода за смесью – регулярного смачивания, защиты от ультрафиолета. До -5 градусов раствор достаточно укрыть теплоизоляционными материалами, при понижении показателей потребуются системы обогрева.

    Изготовление 1 куб. метра цементного раствора высокой прочности массой 2315 кг требует такого количества компонентов для М400:

    • 1 часть цемента равная 420 кг;
    • 1,5 части песка равные 625 кг;
    • 2,5 части щебня равные 1085 кг;
    • 0,5 части воды, равные 190 л.

    Изготовление 1 куб. метра цементного раствора высокой прочности массой 2304 кг требует такого количества компонентов для М500:

    • 1 часть цемента равная 357 кг;
    • 1,9 части песка равные 675 кг;
    • 3 части щебня равные 1085 кг;
    • 0,5 части воды, равные 190 л.

    Самостоятельное изготовление раствора требует альтернативных мер измерения. Компоненты принято мерить 10-тилитровыми ведрами:

    • цемент 32,3;
    • песок 41,7;
    • щебень 80,4;
    • вода 19.

    Изготовление бетона в заводских условиях

    Бетонный завод в Москве выпускает готовые жидкие бетонные смеси БСГ к которым предъявляют особые требования к компонентам:

    1. Цемент М400, М500 обязательно должен иметь сертификат качества, быть без комочков, твердых компонентов. Трехмесячный срок с момента изготовления является критичным.
    2. Песок крупнофракционный, речной или кварцевый. Обязательное условие – отсутствие глины, органических или других дополнительных веществ, способных снизить качество раствора.
    3. Щебень с размером крупинок 5-20 мм прочностью выше М1200 без дополнительных примесей.
    4. Вода без кислоты, органических, щелочных, соляных примесей.

    Повышают качество раствора всевозможными добавками. Несоблюдение требований государственного стандарта, соотношения компонентов приводит к снижению технических характеристик.

    Плюсы и минусы

    • высокая прочность, плотность, расширяющая сферу применения;
    • устойчивость к низким температурам, погодным факторам;
    • стойкость к механическим повреждениям;
    • быстрое схватывание.

    Частные застройщики избегают использования монолитного бетона М400 по таким причинам:

    • высокая стоимость;
    • избыточная прочность, плотность;
    • быстрое застывание.

    Высокопрочный материал хорошо переносит перепады температур, поэтому широко используется в регионах с суровым климатом. Самостоятельное изготовление затруднено повышенной стоимостью, требованиями. Эстетические свойства достаточно низкие, материал сложно обрабатывать.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector