Цементный раствор время схватывания

Время высыхания (застывания, схватывания) цементного раствора

Надежность и срок службы строительных конструкций обуславливаются качеством стройматериалов, используемых при их возведении. Смеси на основе цемента остаются наиболее популярным материалом при строительстве несущих конструкций и обустройстве фундамента. Сегодня рынок предлагает широкий выбор марок цемента разного назначения.

Что влияет на длительность схватывания цемента

Время застывания раствора является одной из ключевых характеристик цемента и зависит от температурного режима и используемого связующего вещества.

Перед тем, как купить цемент, надо разобраться в его маркировке, цифры которой обозначают уровень прочности в кг/см 2 . Чем больше число, тем меньше скорость отверждения раствора, т.е. M300 схватывается дольше M500.

Также важную роль играет температура, оптимальный интервал — от 15 до 25 C. Чем ниже температура, тем больше времени требуется раствору для схватывания, но и жаркая погода (от 30 C) негативно сказывается на процессе застывания и качестве итоговой конструкции. Это нужно учитывать при доставке цемента прямо на стройплощадку.

На заводах по производству ЖБИ применяются эффективные технологии отверждения раствора, обеспечивающие высокую скорость в сочетании с оптимальным качеством. Но для этого требуется спецоборудование для поддержания постоянной температуры, строгое соблюдение соотношения компонентов раствора и многое другое.

В обычных условиях всё это недоступно, следовательно, на стройплощадке приходится руководствоваться информацией, указанной на упаковке, и рекомендациями производителя относительно температуры, соотношения компонентов и длительности отверждения. При наличии присадок скорость схватывания различается даже у идентичных марок цемента. В норме 28 дней достаточно для получения приемлемого уровня прочности.

Ключевые стадии застывания

Важную роль в этом процессе играет соблюдение правильного соотношения компонентов при приготовлении раствора. Без этого невозможно гарантировать требуемые показатели прочности. По прошествии 1 ч. после заливки свойства смеси начинают меняться. Уже через 24 часа она твердеет достаточно, чтобы выдерживать человеческий вес. Но это лишь 1-я стадия, именуемая схватыванием, а отверждение является 2-й стадией. В теплую погоду через 48 часов залитая масса набирает примерно половину заявленной прочности.

Между заливкой смеси и возобновлением строительных работ должно пройти минимум 4 недели. За этот срок бетон наберет 90% расчетной прочности. Но если речь идет не о простых несущих конструкциях, а о мощном фундаменте, следует сделать годовой перерыв.

Время высыхания цемента марки M500

Заказывая материал, нужно ориентироваться на его маркировку. К примеру, M500 за 14 дней достигнет 75% заявленной прочности, тогда как M400 — лишь половину. Таким образом, чем выше качество цемента, тем выше скорость возведения. Это же касается и температурных показателей. Заказывая поставку, стоит учитывать, что цена цемента высоких марок тоже будет выше.

Как только температура окружающей среды опускается до 0 C, процесс отверждения фактически приостанавливается. Но это относится к чистому цементу, не содержащему специализированных присадок. После достижения точки замерзания воды запускается структурное разрушение материала. Вот почему надо поддерживать плюсовую температуру залитой массы вплоть до достижения ею 90% заявленной прочности. Цемент M500 обеспечит требуемый уровень прочности за 1 месяц. Также время отверждения зависит от соотношения цемента и песка в смеси.

Как сократить длительность высыхания марки M500

Для ускорения процесса отверждения требуется поддерживать заданный уровень температуры. Для этого рассчитывается среднесуточный температурный показатель, и если его величина оказывается менее 15-20 C, смесь надо подогревать, но не позволяя ей обезвоживаться, иначе качество материала снизится. Избежать этого можно увлажняя поверхность или укрывая ее пленкой и другими материалами.

Время высыхания в помещении и на улице

Воздух в помещении характеризуется равномерностью прогрева, что позволяет сделать довольно точный расчет длительности высыхания. Для аналогичных вычислений при отверждении под открытым небом в течение 24 часов следует выполнить серию температурных замеров, делая промежутки в несколько часов.

Сколько сохнет цемент, как ускорить высыхание раствора

Новые технологии в строительстве развиваются очень быстро. Но цемент остается главным строительным материалом. Благодаря своим вяжущим свойствам, при добавлении воды он постепенно достигает крепости камня. Создание бетонного изделия — очень сложный процесс. Помимо выбранного вида цемента и правильно сделанного раствора, на качество готового объекта влияет время застывания цемента.

Если состав приготовлен правильно, то после укладки, он начинает твердеть и постепенно становится прочнее. Для того, чтоб продолжать строительные работы, он должен полностью затвердеть. Оптимальный срок — около 30 дней. Только после этого можно возобновлять строительные работы с нагрузками на зацементированный объект.

Этапы отвердевания цементного раствора

Процесс отвердевания цементного раствора проходит в два этапа:

1. Схватывание — первый этап, проходит за сутки с момента приготовления. Главным параметром, который влияет на процесс застывания является температура. В теплую погоду, при температуре около 22 градусов, раствор схватывается за два часа после замешивания, а закончится через час после начала. При температуре ниже нуля, этот процесс занимает примерно 20 часов. Схватывание в холодную погоду начинается через 6-10 часов после приготовления раствора. В течение всего этапа раствор продолжает быть подвижным. Поэтому никаких действий на нем делать нельзя иначе процесс схватывания существенно затянется.

2. Отвердение — это второй этап, который требует очень много времени. Через месяц, при нормальных условиях, цементный раствор только станет пригодным к продолжению на нем строительных работ. А окончание процесса твердения может затянуться на годы.

Как повлиять на скорость высыхания цемента

Основные факторы, которые следует соблюдать, чтоб высыхание цементного раствора происходило без неприятностей:

защищать бетон от попадания солнечных лучей;
периодически увлажнять, можно использовать мокрую ткань или пеленку, влажные опилки, солому;
учитывать, что более дорогие марки обеспечат крепость изделия из бетона и застывают быстрее, чем дешевые;
соблюдать правильные пропорции с водой, при изготовлении раствора сцепление будет зависеть от того, как будет происходить реакция с водой.

Чтоб отвердение цементной смеси постепенно набирало прочность, важно создать для этого правильные условия, которые будут этому способствовать. Природа никогда не будет подстраиваться под запланированное строительство. Поэтому существует ряд рекомендаций, которые направлены на регулирование процесса высыхания цемента:

1. При низкой температуре готовые растворы можно подогревать при помощи электричества, пара, создания специальных тепляков.

2. Использование специальных солевых и бессолевых препаратов сокращают время затвердения. Они представлены различными соединениями натрия, кальция, калия, к ним относится поташ.

3. В некоторых случаях требуется доставить уже готовый раствор на место строительства, а дорога забирает какое-то время. Тогда актуальным станет обратный эффект — замедление процесса схватывания. Получить такой результат можно с использованием разнообразных ПАВов. Их количество определяют, опираясь на пропорции, в которых были замешаны вода и вяжущий компонент.

Таким образом, для продолжения строительных работ с разной степенью нагрузки на зацементированный объект, понадобится не менее месяца. При этом важно оказывать положительное влияние на процесс высыхания — это даст возможность избежать неприятностей.

Время высыхания бетона: рассматриваем вместе

На прочность монолитной конструкции, помимо прочих факторов, влияет время застывания бетона. Процесс гидратации происходит поэтапно, и у каждой стадии имеются свои особенности.

Полимеризация бетона

Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.

Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.

Схватывание

Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.

Отвердение

После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.

Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.

Понятие и состав продукта

Бетоном называется искусственный строительный материал, получаемый при затвердевании специальной смеси из вяжущего вещества, наполнителя крупной и мелкой фракции и воды.

Процесс регулируется соответствующими ГОСТами и ТУ, где для каждой марки вяжущего средства предусмотрена отдельная рецептура. При необходимости состав обогащается специальными добавками, а в случае асфальтобетона вода заменяется битумом.

В любой готовой смеси (товарном бетоне) присутствуют в разных пропорциях четыре основных компонента:

• цемент;
• песок;
• щебень;
• вода.

Их соотношение зависит от марки цемента, влажности и размеров частиц песка и щебня. Именно вода служит активатором диффузии компонентов и катализатором схватывания в реакции гидратации смеси. В зависимости от назначения раствора в его состав включаются различные добавки:

• керамзит;
• шлак;
• полистирол;
• древесные опилки или щепа;
• пластификаторы;
• гидрофобизаторы.

Это позволяет придать бетону определённые качества. Так, гранулы вспененного полистирола обеспечивают теплоизолирующие свойства, экологичный деревобетон арболит не растрескивается, а сжимается при превышении предельных нагрузок, а плотная плёнка гидрофобизатора защищает от проникновения влаги.

Стадии и сроки твердения

При возведении ответственных конструкций чаще всего используют классическое цементное вяжущее. В процессе его полимеризации выделяются две стадии: схватывание и полное отвердение.

Схватывание бетонного раствора. Готовая смесь быстро теряет пластичность, поэтому её заливка, уплотнение и выравнивание поверхности производятся оперативно. Во избежание преждевременной потери подвижности транспортировка жидкого раствора осуществляется в бетономешалках, бетоновозах или автомиксерах, где даже в пути не прекращается перемешивание. Время схватывания зависит от качества исходного цемента. Для бетона марки М200 оно составляет от 2 до 2,5 часов, а для М300 — от 1,5 до 2 часов.

Задержки и нарушения технологического процесса приводят к возникновению серьёзных проблем на стадии эксплуатации. В тех местах, где недостаточно перемешанные слои бетона застыли неравномерно, появляются мостики холода, по которым тепло уходит из помещения, снижая энергоэффективность строения. Планируя сроки доставки и заливки, возникает потребность точно знать, сколько застывает бетон.

Время схватывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха приводится в таблице:

Опытным путём выяснили, что в жару бетон начинает схватываться за 15 минут, при нормальных условиях процесс происходит несколько часов, в прохладную погоду на открытом воздухе твердение ощутимо замедляется, а при отрицательных температурах прекращается окончательно. Для полноценного застывания зимой в бетонные смеси вводят специальные морозостойкие присадки или подогревают опалубку.

Окончательное отвердение конструкции

После того как раствор схватился, он неподвижен, но ещё мягок. В таком виде уже невозможно его перераспределение по форме или опалубке, бетон кристаллизуется окончательно, приобретает заданные параметры жёсткости.

Твердеть и набирать полную прочность конструкция будет 28 дней при температуре около +20 °C и влажности 70%. Изделиям повышенной сложности из тяжёлого бетона М400 потребуется для этого от 45 до 60 дней.

Бетонные работы в жаркий летний период подразумевают обязательный уход за поверхностью, которая образует корку и растрескивается при неравномерном высыхании. Лучше всего приступать к бетонированию с наступлением ранней весны или поздней осени, когда среднесуточная температура не превышает +20 °C, а атмосферная влажность составляет более 75%. В таких условиях смесь без усилий сохнет равномерно.

По результатам лабораторных исследований были установлены средние сроки высыхания:

1. В течение первых трёх суток бетонная смесь приобретает до 30% прочности, соответствующей марке используемого цемента. Важно соблюдение необходимых параметров влажности (не менее 75%) и температуры воздуха (не ниже +15 °C).
2. За время от 7 до 14 суток бетонная конструкция набирает твёрдость, достаточную для удержания веса тела человека, и около 80% других заявленных характеристик.
3. 28 суток — срок, который гарантирует окончательный набор заложенной прочности и даёт возможность эксплуатации бетонного сооружения, какой бы интенсивной она ни была.
4. Через 90 суток искусственный камень улучшит свойства ещё на 20%. Эта способность совершенствовать характеристики со временем выгодно отличает бетон от других материалов.

Прочность и твёрдость конструкции зависят от соблюдения времени сушки, которая сопровождается не только испарением воды из раствора, но и химическим отвердением компонентов.

Расчет набора прочности и время высыхания бетона

Процентное значение прочности бетонной конструкции высчитывается по уравнению Боломея-Скрамтаева:

R6 – ARц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц ³ 0,4; Ц / В £ 2,5;

R6 – A1Rц (Ц / В – 0,5), при Ц / В ≤ 2,5; В / Ц 2,5;

• R6–марка бетона в четырехнедельном возрасте;
• Rц – марка цемента; А и А1 – коэффициенты качества наполнителей;
• Ц и В – цемент и вода.

Характеристики коэффициентов А и А1 указаны в таблице:

На прочность влияет соотношение цемента и воды, которое соблюдается для того, чтобы получить требуемую марку бетона.

Для Ц / В ≤ 2,5 работает формула Ц / В = R6 / ARц + 0,5;

Для Ц / В > 2,5 формула будет Ц / В = R6 / A1Rц – 0,5.

Первые 48 часов не берутся в расчет при вычислении прочности объекта. Контрольный срок для набора заявленной марочной прочности – 3 дня, неделя и 28 суток. Практика строительства показала, сколько времени сохнет бетон – на 14-й день после заливки опалубки фундамент набирает 50-70% расчетной прочности. Сооружения высокой степени сложности возводятся на основе бетона марки M 400 и выше, заданные параметры прочности достигаются дольше – 45-60 суток.

Состав смеси

На процесс высыхания раствора в заливочной форме влияет температура окружающей среды. Летом за свежезалитой конструкцией необходим соответствующий уход – полив водой, укрывание от прямых солнечных лучей. Иначе верхний слой может растрескаться из-за неравномерности испарения влаги из раствора. Ускорить схватывание и затвердевание смеси можно добавлением пластификаторов и других специальных веществ. Но даже в таких условиях прочность будет набираться не менее 4-х недель, поэтому самое лучшее время для строительных работ – ранняя осень или поздняя весна, когда среднесуточная температура не поднимается выше 200С, а атмосферная влажность высокая – ≥ 75%.Если ведется строительство небольшого объекта, то продолжать работы на свежезалитом фундаменте разрешается через 120 часов. Через 5-6 суток фундамент уже способен выдерживать минимальные нагрузки, и моно выкладывать первые ряды кирпича или пенобетона. Если возводится конструкция, предназначенная для выдерживания высоких нагрузок и большого веса (мост, подземный переход, тоннель), то необходимо пользоваться таким определением, как контрольный срок затвердевания. Это время составляет до 90 суток, и через три месяца бетонная конструкция становится прочнее на 20%, чем через 28 суток после заливки раствора в опалубку.

Обзор вяжущих веществ

Сколько времени сохнет бетон, зависит от химического состава и свойств основных компонентов раствора.

По виду вяжущих веществ все бетоны делятся на следующие группы:

1. Цементные. Наиболее популярны, используются для изготовления любых несущих и ответственных конструкций.
2. Силикатные. При химической реакции в автоклавах кремнезёмистое вяжущее обеспечивает надёжное сцепление зёрен наполнителя. Это снижает стоимость без ущерба прочности.
3. Гипсовые. Изготавливаются из природного гипса с армирующими добавками. Отличаются малой энергоёмкостью и привлекательным внешним видом, хорошо зарекомендовали себя при внутренней отделке.
4. Асфальтовые. В качестве растворителя вместо воды используется битум. Область применения — дорожные и аэродромные покрытия, плоские кровли, гидротехнические сооружения.
5. Шлакощелочные. Производятся из молотых шлаков, затворённых растворами щелочей. Распространены в строительстве ещё недостаточно широко.
6. Полимерцементные. В основе — смесь цемента и водорастворимых смол или латексов. Применяются в качестве отделочного и облицовочного материала, гидроизоляционного и защитного покрытия.

Независимо от того, как долго сохнет бетон, во всех случаях при физико-химических процессах с участием вяжущего и растворителя происходит образование новых веществ (гидросиликатов кальция) и структуры (твёрдого камневидного тела).

Время застывания цемента

Цемент является одним из основных материалов, используемых строительстве.

Ни один вид ремонта, проводимого в доме либо квартире, не обходится без использования цемента. И естественно, что вопрос, затрагивающий сроки схватывания цемента, волнует многих людей. Можно с уверенностью сказать, что период застывания цемента напрямую зависит от многих различных факторов и условий, в которых происходит высыхание.

Схема производства бетонных блоков.

К факторам, влияющим на застывание цементного раствора, можно отнести марку используемого цемента, вид и качество песочной составляющей. Особое место среди факторов, влияющих на время застывания цемента, занимает температура воздуха, при которой происходит высыхание.

Краткая характеристика

Для получения различных бетонных растворов используется цемент, это известно многим. Естественно, что для получения бетона (искусственного каменного материала) необходимо присутствие в смеси и других составляющих, таких как песок, щебень, вода.

Для приготовления бетонного раствора понадобятся цемент, вода, песок и щебень, которые смешиваются в определенной пропорции.

Для получения качественного изделия из бетона необходимо точно соблюдать технологию и последовательность выполнения работ, которые начинаются с выбора и смешивания составляющих, а заканчиваются осуществлением правильного ухода за раствором в процессе его отвердевания.

Цементный состав после приготовления и заливки в опалубку начинает постепенно твердеть, увеличивая свою прочность по прошествии определенного времени. Сразу после схватывания бетон не будет обладать характеристиками, которые позволят продолжить дальнейшие строительные работы. В самом начале процесса бетон легко поддается разрушению даже при воздействии минимальных нагрузок.

На сегодняшний день создан целый ряд различных добавок для цементного раствора, которые позволяют значительно улучшить качества бетонных изделий. Например, они могут наделить их такими свойствами, как пластичность, высокая прочность, морозоустойчивость, водонепроницаемость и другими.

Использование современных добавок позволяет проводить работы по бетонированию, даже когда на улице довольно низкая температура (в зимний период времени), не используя оборудование специального назначения.

Основные стадии затвердевания

Используя специальные добавки, можно замедлить или ускорить процесс затвердевания раствора, а также придать ему дополнительные технические характеристики.

Итак, многие знают, что процесс затвердевания цементного раствора условно подразделяется на два основных момента. Это схватывание и твердение.

Что касается стадии схватывания, то длится она недолго, примерно 24 часа после того, как смесь приготовлена. Самым важным фактором, влияющим на время схватывания, является температура воздуха:

• если температура воздуха соответствует значению в 20 градусов, это означает, что цементный раствор будет схватываться где-то через два часа после того, как произведено замешивание. А окончательное схватывание произойдет спустя три часа. Это говорит о том, что весь рассматриваемый процесс займет всего один час;
• в случае, когда температура является близкой к 0 градусов, этот же самый процесс может затянуться и по продолжительности составить около 20 часов. Обусловлено это тем, что схватывание, точнее его начало, будет происходить только по прошествии времени от 6 до 10 часов.

Еще одним важным фактором, влияющим на скорость процесса схватывания, являются специализированные добавки, которые либо ускоряют реакцию, либо замедляют ее.

Застывание цемента:
рис. а) – повышение прочности цемента в зависимости от времени;
рис. б) – взаимодействие цемента с водой:
1 – зерна цемента; 2 – вода; 3 – гидратные новообразования; 4 – воздушные поры.

Не забудьте, что все время схватывания раствор цемента сохраняет подвижность. Иначе говоря, он все еще поддается различным воздействиям. А осуществление каких-либо действий с еще не схватившимся цементом увеличивает период первоначального процесса (схватывания).

Следующая стадия, характерная для бетонных растворов – твердение. Она наступает сразу же после окончания первой стадии (схватывания). Можно считать, что этот процесс может тянуться в течение нескольких лет.

Срок, например, 28 суток, указанный в инструкции, говорит лишь о том, что на этот период времени гарантируется достижение определенной марки бетона. Первые несколько дней твердения бетона отличаются динамичностью и нелинейностью. Чтобы понять причину этой особенности, необходимо изучить данные, описывающие процесс гидратации.

Состав цемента и его гидратация

Нет смысла в описании различных стадий изготовления портландцемента с научной стороны, поэтому для более простого понимания перейдем к изучению составляющих цемента и рассмотрим основные компоненты, участвующие в реакции с водой в процессе твердения, а также влияние различных минеральных составляющих на сроки схватывания портландцемента.

Портландцемент – материал с активными минеральными добавками, которые обеспечивают быстрое нарастание прочности бетона.

Необходимо отметить, что в основе любого вида портландцемента используются 4 минеральные составляющие. Это:

• силикат двухкальциевый (С2S);
• силикат трехкальциевый (С3S);
• алюминат трехкальциевый (С3А);
• алюмоферит четырехкальциевый (С4АF).

Каждый из этих минералов обладает рядом особенностей и оказывает воздействие специфического характера на разных этапах, затрагивающих твердение цемента. Реакция с водой для некоторых из них начинается мгновенно, а для других – спустя определенный промежуток времени.

Двухкальциевый силикат начинает свое действие по прошествии месяца после того, как произойдет затвердение материала. До этого момента он находится в состоянии покоя, дожидаясь очереди. При использовании специальных добавок этот период покоя легко сократить. Плюсом этой минеральной составляющей можно считать долговременное воздействие, влияющее на укрепление бетона.

Трехкальциевый силикат в составе цемента существенно ускоряет процесс затвердевания бетонного раствора.

Такой минерал, как трехкальциевый силикат, воздействует на цемент весь период существования. Это главная составляющая цементного раствора. Необходимо знать, что гидратация цемента – процесс, относящийся к экзотермическим. Проще говоря, во время химической реакции выделяется тепло, повышается температура смеси. Благодаря именно этой минеральной составляющей происходит нагрев цементного раствора (увеличивается температура раствора) в процессе замешивания.

Трехкальциевый алюминат считается одним из самых активных в вышеназванном списке. Нарастание прочности, происходящее в первые несколько дней, происходит благодаря именно его действию. В дальнейшем его влияние сходит на нет, но в течение первых дней в скорости реакции у него нет соперников.

И наконец, четырехкальциевый алюмоферит. Не подумайте, что он лишний в цементном растворе. Недооценивать его нельзя. Несмотря на то что его влияние на нарастание прочности и процесс твердения минимально, без него не обойдется ни один вид цемента. Его действие заметно в финальном процессе, когда происходит затвердевание цемента.

Стало понятно, что присутствие всех вышеперечисленных минеральных составляющих обеспечивает качественное осуществление процесса гидратации, либо, по-другому говоря, кристаллизации.

Используя различные современные добавки для цементных смесей, мы с легкостью можем оказывать влияние на процесс схватывания цементного раствора, осуществлять контроль его подвижности, повышать положительные качества бетона и так далее.