Гидратация цемента

Гидратация цемента — химическая реакция цемента с водой с образованием кристаллогидратов. [2] В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, вторая — упрочнением, или твердением. [3]

Стадии набора прочности и влияние температуры

Вы наверняка знаете, что для достижения марочного значения бетона требуется 28 дней. Это общая цифра, которая на деле может отклоняться в большую или меньшую сторону. Чтобы возвести надежную постройку, нужно понимать сам процесс набора прочности, он состоит из двух стадий:

На первой стадии смесь схватывается – все компоненты бетона соединяются между собой.
На второй материал набирает прочность и твердеет.

Особенности заливки бетона при низких температурах

В первую очередь следует разобраться, какую температуру, при работе с бетоном, следует считать низкой. Среди строителей принято считать погоду холодной, если среднесуточная температура опускается ниже + 4 градусов по Цельсию. В этом случае, для успешного проведения данной строительной операции своими руками необходимо предпринять специальные меры предосторожности, которые защитят раствор от негативного влияния холода.

Дело в том, что застывание бетона при низких температурах происходит особым образом. Скорость протекания этого процесса и качество итогового результата во многом зависит от температуры воды в составе.

Чем она выше, тем, соответственно, быстрей происходит застывание. Оптимальный ее показатель составляет 7-15 градусов.

Однако, низкая температура окружающей среды в любом случае оказывает критическое воздействие на скорость гидратации цемента. В итоге, набор прочности и застывание происходит значительно медленнее.

Утепление свежезалитого фундамента

Чтобы высчитать, сколько застывает бетон при минусовой температуре, нужно учесть, что ее падение на 10 градусов снижает скорость твердения в два раза. Подобные расчеты важны при планировании строительных работ и снятии опалубки.

Обратите внимание! Если температура опустится ниже -4 градусов по Цельсию, то раствор просто замерзнет, и, в таком случае, процесс застывания вообще прекратится, а бетон потеряет до 50 процентов своей прочности.

Однако, имеются и положительные стороны заливки при низкой температуре – при правильной организации процесса, есть шанс получить более качественный результат, так как меньшая исходная температура в итоге дает большую прочность. Единственное, необходимо помнить при какой температуре застывает бетонный раствор, т.е. следить, чтобы она не опускалась ниже -4 градусов.

Читайте так же:

Калькулятор для расчета цементной стяжки

Добавка для увеличения скорости застывания

Неестественное повышение скорости застывания

Так как застывает бетон при минусовой температуре весьма медлительно, а сроки строительства обычно ограничены, строители придумали пара способов, как ускорить данный процесс.

Наиболее распространенные из них следующие:

Добавление особых присадок в раствор;
Подогрев бетона электрическим кабелем;
Применение большего количества цемента в составе.

Сейчас подробней рассмотрим изюминке каждого из этих способов.

Применение модификаторов

Значительно чаще, при проведении строительных работ зимой применяют модификаторы следующих типов:

Добавки типа С — ускорители твердения бетона;
Добавки типа Е — водозамещающие ускорители.

Наиболее действенным и распространенным есть хлорид калия. Но, его часть в общей массе обязана составлять не более 2 %.

Нужно заявить, что ускорители затвердения не воздействуют на уровень качества бетона, но, одновременно с этим они не защищают его от замерзания. Помимо этого, их использование не отменяет требования к температуре раствора и исполнение мер по его защите от замерзания.

Обратите внимание! При исполнении стяжки либо фундамента, необходимо сходу продумать наличие отверстий и каналов для коммуникаций, поскольку последующая обработка будет очень трудоемкой. К тому же она потребует особого инструмента, к примеру, резка железобетона алмазными кругами подразумевает наличие замечательной болгарки.

Подогрев бетона

Для подогрева бетона обычно применяют особый кабель. Это способ, возможно назвать наиболее естественным. Единственное, с целью достижения положительного результата, обязана строго соблюдаться определенная инструкция по обогреву (определите кроме этого как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

В отличие от прошлого способа, обогрев разрешает обезопасисть бетон от замерзания. Соответственно, нет необходимости высчитывать при какой температуре застывает бетон и какое количество продолжается данный процесс, поскольку возможно обеспечить нормальные условия.

Повышение дозировки цемента

Данный способ возможно применять при малом понижении температуры. Повышение дозировки должно быть маленьким, в другом случае уровень качества бетона и его долговечность может значительно снизиться.

Совет! В случае если по окончании застывание раствора пригодилось его просверлить, то наиболее действенным способом есть алмазное бурение отверстий в бетоне.

Используемые противоморозные компоненты

Наибольшей популярностью пользуются такие добавки как нитрат натрия, мочевина, поташ и их смеси. Чтобы определить необходимое количество добавки, следует учитывать условия окружающей среды, а также общее количество используемого бетона. Так, при температуре в -160 С необходимо добавить от 8 до 10% морозостойких присадок. Подобные расчеты можно получить при лабораторном исследовании.

Читайте так же:

Если ребенок ест цемент

Специальные морозоустойчивые присадки расширяют функциональные показатели бетона в зимнее время года. Бетон, включающий в себя подобные компоненты можно смело применять даже при температуре от 0 и до 50 С.

Это интересно! Самым экономичным средством для смесей приготовленных самостоятельным способом является аммиачная вода.

В отдельности стоит отметить, что если температура воздуха падает до предельно низких показателей, нитрат натрия не применяют, зато многократно увеличивают показатели используемого поташа. Тандемное использование морозостойких компонентов и ускорителей твердения массы позволит увеличить показатели морозостойкости. К последним можно отнести асол-К, формиат натрия, а также некоторые виды ацетилацетона. К традиционным видам антиморозных средств, обладающих ускоряющим и пластифицирующим действием можно отнести лигнопан, победит-антимороз, гидрозим и др.

Зимнее бетонирование с добавками Sika

Учитывая продолжительные периоды низких температур, которые в разных регионах нашей страны могут длиться до нескольких месяцев, применение противоморозной строительной химии не просто оправдано, а необходимо. В «зимней» линейке швейцарского концерна Sika есть все необходимые виды добавок в бетон, которые помогают сохранять свойства раствора и продолжать строительство бетонных и монолитных конструкций в холодное время года:

Sika®Antifreeze N9 – добавки-антифризы для бетона со свойствами ускорителя твердения и пластификатора. Добавка обеспечивает быстрое твердение и набор прочности бетона при минусовой температуре. Кроме того, состав повышает плотность и прочность бетона и не оказывает вредного воздействия на арматуру ввиду отсутствия агрессивных компонентов.
Ускоритель твердения бетона Sika® Antifreeze FS-1 увеличивает количество выделяемого бетоном тепла и ускоряет начало процесса схватывания раствора. Применение этой добавки позволяет бетону быстро набрать начальную прочность, на которую не влияют минусовые температуры.
Sika® Antifreeze Plast – противоморозный пластификатор. Состав ускоряет набор прочности бетона, обеспечивает его затвердевание при отрицательных температурах. Кроме того, повышает пластичность бетонной смеси, прочность и водонепроницаемость конструкции.

Читайте так же:

Магнезиальный цемент что это такое

Условия твердения бетона

Твердение бетона подчиняется определенным законам.

Быстрее всего процессы набора прочности идут в первые часы после укладки бетонной смеси. Затем эти процессы замедляются, причем, тем дальше, тем более медленно они протекают. Таким образом, хотя основной набор расчетной прочности происходит на 28-е сутки, очень медленное твердение бетона продолжается еще в течение многих месяцев.

Можно выделить две стадии набора прочности бетона:

схватывание;
твердение.

Схватывание бетона

Это первая стадия набора прочности, которая происходит в течение первых суток после замеса.

Интересно!
Если бетонную смесь перемешивать, она не схватывается. Это свойство позволяет транспортировать бетон в течение довольно длительного времени. Также, в случае, если необходимо продлить срок «жизни» бетонной смеси, используются пластификаторы. Они позволяют повысить пластичность и подвижность смеси, предотвратить ее расслаивание, сделать ее податливой и удобной в работе. К тому же, пластификатор позволяет уложить бетонную смесь более плотно (иногда даже без применения специальной обработки), «выгоняет» из нее воздух, благодаря чему минимизируется как количество пор, так и их диаметр, и в итоге бетон получается более плотным и прочным. Повышаются также такие его характеристики, как водонепроницаемость и морозостойкость.

Скорость схватывания бетона зависит от температуры воздуха. Так, при температуре около 20°С схватывание начнется примерно через два часа после замеса, а процесс займет около часа. При температуре окружающего воздуха около 0°С схватывание начинается лишь через 6–10 часов после замеса и занимает порядка 15–20 часов. Напротив, при повышенной температуре схватывание происходит очень быстро.

Важно!
Иногда требуется, чтобы схватывание и твердение бетона происходили быстрее. Например, необходимость в этом может возникнуть, если бетонные работы проводятся зимой, при низких температурах (когда, напротив, эти процессы сильно затормаживаются). В этом случае помогают в строительных работах ускорители твердения бетона. Благодаря добавлению ускорителей твердения бетон быстро набирает критическую прочность, после чего ему уже не страшны низкие температуры.