Особенности набора прочности бетоном

Особенности набора прочности бетоном

Особенности набора прочности бетоном

Прочность бетона характеризует его способность выдерживать разрушающие воздействия внешних механических и химических факторов без нарушения монолитности структуры. Если нагрузки превышают предельные значения прочности применяемого в конструкции бетона, то происходит снижение несущей способности сооружения с последующим растрескиванием и разрушением бетонного монолита.

Принципиальным отличием бетона от других строительных материалов является зависимость его прочности от продолжительности выдерживания бетонной смеси после затворения водой цемента, применяемого в качестве вяжущего компонента бетона. Свою камнеподобную прочность бетон набирает в течение длительного времени, что связано с особенностями физико-химических процессов, сопровождающих гидратацию цемента. На рис. ниже приведены графики, наглядно иллюстрирующие возрастание прочностных свойств бетона в зависимости от времени выдерживания приготовленной бетонной смеси.

Физические основы набора прочности бетоном

Камнеподобная структура бетона формируется в процессе реакции гидратации цемента, представляющей собой химическую реакцию цемента с водой.

Процесс гидратации цемента разделяют на две стадии:

  • стадию схватывания (или загустевания);
  • стадию твердения (или упрочнения).
  1. Схватывание бетона

Схватывание бетона связано с процессом загустевания цемента, в ходе которого клинкерные составляющие цементного сырья, вступив в реакцию с водой, образуют иглоподобные кристаллы гидросиликатов кальция. Между иглами гидросиликатов и частицами цемента, еще не вступившими в химическую реакцию, начинают формироваться прочные пространственные связи. Объемы образующихся гидросиликатов нарастают, пространственные связи развиваются и охватывают весь объем залитого водой цемента. В конечном итоге цементный клей, имеющий первоначально жидкую или пластичную консистенцию, переходит в состояние твердого цементного камня. Так происходит загустевание цементной смеси, называемое схватыванием цемента. Схватывание цемента, а, соответственно, и бетона, если в смеси присутствуют инертные наполнители, происходит в первые сутки с момента приготовления цементной смеси. При температуре +200 С цемент начинает схватываться примерно через 2 часа после затворения водой. Окончание схватывания наблюдается через 3 часа с момента затворения, то есть, длительность самого процесса схватывания составляет всего лишь 1 час. При понижении температуры до +50 С длительность схватывания растягивается до 5-15 часов.

При снижении температуры ниже нуля градусов гидратация цемента прекращается, поскольку вода, участвующая в химической реакции, замерзает. Образовавшиеся ледяные кристаллы препятствуют созданию новых пространственных связей и разрушают уже сложившиеся, резко снижая прочность бетонной конструкции.

  1. Твердение бетона

Твердение бетона начинается непосредственно после схватывания цементного вяжущего. Интенсивное твердение происходит в течение первых семи дней – к этому времени прочность создаваемого монолита достигает 60-80% потенциальной прочности проектной марки бетона. Для приблизительной оценки прочности бетона, начиная с трехдневного возраста замешанной смеси, рекомендуется логарифмическая зависимость:

Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28

Rb – прочность бетона, n- количество дней после заливки (возраст бетона), lg – десятичный логарифм.

Наибольший показатель прочности бетон достигает на 28-е сутки своего возраста – практически 100%. Поэтому строительные работы с залитым бетоном рекомендуются проводить не ранее 28 суток после заливки.

Заключение

Прочность бетона в процессе твердения увеличивается. Скорость застывания бетонной смеси может изменяться под воздействием различных факторов, соответственно, можно влиять и на скорость набора бетоном проектной прочности. В строительной практике используются многочисленные методики, влияющие на параметры прочности бетона в тот или иной период застывания, что позволяет проводить строительство по гибким графикам работ.

Быстрый заказ