Температура бетона: Как влияет температура на прочность бетона?

Содержание

Температура бетона

главная — Фундаменты

Андрей Дачник
11 сентября, 2016

Глава из книги «Малозаглубленный ленточный фундамент»

Уход за бетоном и температура

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C. При бетонировании при среднесуточной температуре воздуха от + 5°C до — 3°C, температура бетонной смеси при массе цемента более 240 кг /м3 (марка бетона М200 и выше) должна быть не менее +5°C, а при меньшем количестве цемента не менее +10°C.

Безопасное бетонирование при температуре воздуха менее — 3°C и однократное замораживание бетона и его оттаивание возможно только тогда, когда температуру бетонной смеси как минимум в течение 3 дней поддерживалась на уровне не ниже + 10 °C.

Бетонирование при низкой тепрературе

При низкой температуре наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может разрушиться. Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем бетоне систему капиллярных пор.

При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем).

Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM)

Температура бетона (среднесуточная температура)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

М400 Д20 32,5Н (32,5N)

3 ½

32,5R (быстротвердеющий)

1 ½

42,5N

1 ½

45,5R (быстротвердеющий)

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87)

Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

+5°C

+10°C

В7,5-В10 (М100)

В12,5-В25 (M150 – М350)

В30 (М400) и выше

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

К эффективным мерам для производства работ по бетонированию принизких температурах относятся:

использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R” в классе прочности),

повышение содержания цемента в бетонной смеси,

снижение водоцементного отношения,

предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3. 03.01-87] ,

использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,

после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,

продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 — 2 минуты),

продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2. 56 СНиП 3.03.01-87]. После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях). При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его.

Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5°C не рекомендуется.

Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фундаментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6. 6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Бетонирование при высокой температуре

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда в бетоне образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. (Усадка пористых ячеистых бетонов протекает по другим механизмам).

При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87]. Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона.

Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей.

При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед.

Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается.

Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой.

Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Проекты домов

«Дом на вырост»: проекты домов, в которых можно жить и строить дальше

Круглый дом

Каркасный дом по-норвежски

Пассивный дом

Температура бетона, при какой температуре заливать бетон

Температура бетона — очень важный момент. Температура бетонной смеси должна быть в пределах от +5⁰С до +30⁰С. При температуре +5⁰С процесс твердения бетона сильно замедляется. Замедляется и первая фаза – схватывание, и последующий набор прочности. Если среднесуточная температура бетона +5⁰С, то нужно вдвое больше времени, чтобы бетон набрал такую же прочность, как при +20⁰С.

При температуре близкой к 0⁰С, бетон практически перестает набирать прочность, а если замерзнет свежий бетон, то могут произойти невозвратимые структурные разрушения. Реакция гидратации идет долго, вода не сразу вся реагирует с цементом, и несвязанная вода при замерзании образует в бетоне поры и капилляры. Замерзшая в этих капиллярах вода увеличивает свой объем до 9% и разрушает бетон, разрывая кристаллическим льдом связи цементного камня с зернами заполнителя. Результатом будет сильное снижение прочности бетона после оттаивания, этот бетон уже никогда не наберет марочную прочность.

Бетонирование при низких температурах

Для бетонирования при низких температурах применяют различные меры – используют быстротвердеющий цемент, увеличивают расход цемента, предварительно греют заполнители до +35⁰С и воду до +75⁰С и выше. Воду, нагретую до +80⁰С и более, добавляют в цемент, предварительно смешав с крупным заполнителем, считается, что иначе можно запарить цемент. Хотя, по лабораторному и строительному опыту, портландцемент М400 и М500 «запарить» не так просто.

Кроме того, при зимнем бетонировании греют опалубку и основание, добавляют в бетон противоморозные добавки и укрывают бетон «термосом», или строят над конструкцией парники. Часто этого далеко не достаточно. Хотя реакция гидратации экзотермическая, то есть идет с выделением значительного количества тепла, этого на морозе мало. Поверхностный нагрев бетона и внутренний прогрев – электродный или нагревательными проводами – дело сложное, затратное. И выгод у зимнего бетонирования по сравнению с летним – никаких.

Прочность бетона в разные сроки твердения при различных температурах

Приведем таблицу для отображения относительной прочности бетона (за единицу принята прочность 28-дневного бетона, твердеющего при +15 гр. С) в разные сроки твердения при различных температурах

Срок твердения бетона, сут	5 ⁰С	10 ⁰С	15 ⁰С	25 ⁰С	35 ⁰С
3	0,15	0,2	0,3	0,37	0,45
5	0,25	0,32	0,45	0,54	0,6
7	0,35	0,44	0,6	0,7	0,72
10	0,45	0,52	0,7	0,77	0,77
15	0,55	0,65	0,8	0,85	0,85
28	0,8	0,92	1	1,05	—

Для индивидуальных строителей, еще не набравшихся опыта, можно привести такое правило:Если ожидается среднесуточная температура ниже +5⁰С на ближайшие 28 суток, заливать фундамент не рекомендуется.

Оставлять малозаглубленный и незаглубленный фундамент на зиму без нагрузки недопустимо. Если это все же произошло, нужно хорошо утеплить сам фундамент и грунт возле него любой насыпной теплоизоляцией – керамзитом, шлаком, или минватой, любым способом уменьшить промерзание грунта возле фундамента. Все арматурные выпуски из фундамента также нужно утеплять, на всю высоту.

Бывают случаи, когда бетонировать нужно именно зимой – это может быть связано с ценами на материалы, невозможностью доставки в теплое время года, или же с особенностями грунтов основания. Методы и технология зимнего бетонирования и прогрева бетона – долгая отдельная тема.

Бетонные работы при высоких температурах воздуха

Повышение температуры бетонной смеси выше +30⁰С ничего хорошего бетону не несет. Цемент активируется значительно быстрее, реакция гидратации ускоряется, и тем выделяет еще больше тепла. Слишком сильный нагрев бетона при этом является избыточным – начинается сначала резкое расширение вместе с фиксацией цементного камня и крупного заполнителя. Когда бетон начнет остывать – в ночное время, или если жара спадет, то он будет сжиматься, но образовавшаяся структура бетона будет этому сжатию противостоять.

Внутренние напряжения могут привести к деформациям бетона. Сверху бетон нагрет значительно сильнее, и избыточные остаточные напряжения у поверхности вызывают появление усадочных трещин. Время появления усадочных трещин – наступает примерно через 40-60 минут с момента заливки смеси в опалубку и продолжаться может от 3 до 18 часов.

Если нужно бетонировать в жару

В случае, когда температура воздуха выше +25⁰С, а относительная влажность менее 50%, следует:

Применять для приготовления бетонной смеси цементы с марочной прочностью, превышающей требуемую прочность бетона не меньше, чем в полтора раза, а также пластифицированные быстротвердеющие цементы (требуют ускорения технологического процесса). Для повышения удобоукладываемости смеси возможно вводить модификаторы.

Также возможный вариант – замедлять схватывание и твердение бетона введением добавок — замедлителей.
Бетонировать во время суток с самой низкой температурой воздуха или ночью, днем закрывать бетон от солнца.
Возможно охлаждение бетона льдом. Нельзя допускать, чтобы температура бетонной смеси повышалась больше +35⁰С.
Если вследствие усадки бетона произошло поверхностное растрескивание, возможно вибрировать смесь или простучать опалубку, но не позже, чем через 30-45 мин после завершения бетонирования.
Свежеуложенный бетон нужно закрывать от солнца и ветра, чтобы как можно больше уменьшить обезвоживание. Бетон нужно прикрыть материалом, удерживающим влагу, и постоянно его увлажнять, возможно установить газонный распылитель. До схватывания бетон поливать нельзя. После того, как бетон схватится, нужно организовать постоянный полив, периодически поливать и оставлять бетон сохнуть недопустимо. Поливают водой и бетон, и все доступные поверхности опалубки.
От солнца можно закрывать бетон по слою увлажненного материала (геотекстиля, дорнита, мешковины и т. д.) сверху отражающими фольгированными покрытиями.

Чем больше массив бетонной конструкции (и меньше модуль охлаждаемой поверхности, измеряемый отношением площадь/объем), тем с более сильной экзотермией проходит гидратация. При габаритах конструкций более 75 см минимального сечения бетон может перегреться и при температуре в +20⁰С, и для предотвращения усадочных трещин меры по охлаждению бетона нужно принимать в том же порядке. Строительные нормы регламентируют для конструкций с модулем поверхности меньше 3 держать верхний предел температуры бетонной смеси не более +25⁰С. Измеряют температуру бетонной смеси термометром на глубине не меньше 5 см от поверхности.

Лучшая температура для заливки бетона

Получите качественный результат, заливая бетон при правильной температуре.

По

Тимоти Дейл

Тимоти Дейл — эксперт по ремонту домов и писатель с более чем десятилетним практическим опытом строительства и благоустройства дома. Он имеет опыт в жилых, коммерческих, промышленных и институциональных сантехнических, электрических, столярных работах, установке, ремонте и управлении проектами.

Узнайте больше о The Spruce’s
Редакционный процесс

Обновлено 01.12.21

Рассмотрено

Дин Бирмайер

Рассмотрено
Дин Бирмайер

Дин Бирмайер — опытный подрядчик с почти 30-летним опытом работы во всех видах ремонта, технического обслуживания и реконструкции домов. Он является сертифицированным ведущим плотником, а также имеет сертификат Агентства по охране окружающей среды. Дин является членом Наблюдательного совета по благоустройству дома The Spruce.

Узнайте больше о The Spruce’s
Наблюдательный совет

Если вы хотите установить новую баскетбольную сетку для детей или установить мастерскую на заднем дворе, бетон является важной частью процесса. Однако бетон не сразу становится твердым и устойчивым к повреждениям после заливки. Для затвердевания бетона требуется не менее 4-8 часов, а затем еще от 24 до 72 часов для отверждения, поэтому важно, чтобы бетон заливался и затвердевал при идеальной температуре.

Как работает бетон

Бетон — невероятно полезное вещество, если его правильно залить и вылечить. Обычно он состоит из заполнителя и пасты. Заполнитель представляет собой смесь песка и щебня, смешанных в точном количестве, а паста представляет собой смесь воды и цемента. Эта смесь заполнителя и пасты становится жидким бетонным веществом, которое можно заливать и формовать в различные формы или специальные формы.

После заливки бетонная смесь начинает химически реагировать с молекулами воды в процессе, известном как отверждение. Это связывает компоненты вместе, создавая невероятно прочную связную субстанцию. Тем не менее, как низкие, так и высокие температуры могут повлиять на процесс отверждения, поэтому важно поддерживать правильную температуру бетона во время отверждения.

Риски заливки бетона при неправильной температуре

Заливка бетона в жаркую погоду позволяет уменьшить количество воды в бетонной смеси, за счет процесса испарения. Это может создать аномалии в форме, но также может привести к тому, что конечный продукт будет более слабым, подвергая бетон риску отслаивания, сколов и растрескивания под давлением.

Однако, если бетонная смесь заливается, когда на улице слишком холодно, то процесс твердения может занять гораздо больше времени. Хотя на первый взгляд это не кажется большой проблемой, трудно игнорировать потенциальные последствия. Медленно твердеющий бетон может со временем сдвигаться, вызывая серьезные структурные повреждения любых зданий или материалов, которые поддерживаются. Низкие температуры также могут привести к тому, что вода в бетоне замерзнет и расширится, что приведет к разрушению бетона. Эти разрывы могут быть сразу заметны, или они могут образовываться в середине бетона, оставаясь незаметными до тех пор, пока поверх бетона не будет помещена тяжелая конструкция, и вес не заставит ее разрушиться.

Идеальная температура для заливки бетона

Чтобы избежать этих проблем, рекомендуется заливать бетон при температуре от 50 до 60 ° F. Температура ниже 50°F начнет замедлять процесс отверждения, а вода в цементе рискует замерзнуть при температуре ниже 40°F.

Если температура выше 60 ° F, вода может начать испаряться во время отверждения бетона, что влияет на структурную целостность залитого бетона, хотя этот эффект можно смягчить, регулярно поливая бетон водой после его затвердевания. Слегка распыляйте бетон от 5 до 10 раз в день в течение первых 72 часов, чтобы ускорить процесс отверждения за счет дополнительной гидратации. Просто имейте в виду, что бетон нельзя распылять, пока он не затвердеет, что занимает от 4 до 8 часов.

Лучшее время для заливки бетона

Хотя лето может показаться подходящим временем для этих проектов, непрекращающаяся жара может стать проблемой, учитывая, что лучшая температура для заливки бетона составляет от 50 до 60°F. Таким образом, идеальный сезон для заливки бетона — прохладные или умеренные месяцы года.

В зависимости от того, где вы живете, это может быть весна, осень или даже зима для людей, живущих в очень теплых местах. В идеале температура должна оставаться в пределах 50-60°F большую часть дня. Кроме того, следите за тем, чтобы температура в ночное время не опускалась ниже 40°F, так как это может привести к замерзанию воды в бетоне, что может привести к его растрескиванию и разрушению.

Имеет ли значение время суток?

Температура является одним из наиболее важных факторов для получения правильной консистенции и отделки вашего бетона, но время суток и погода также должны влиять на ваше решение. Планируйте заливку бетона до 10 утра или после 8 вечера. чтобы избежать самой жаркой части дня. Если вас беспокоит температура во время работы над летним проектом, рассмотрите возможность заливки бетона ночью, чтобы смесь успела затвердеть и застыть до восхода солнца.

Также избегайте заливки бетона в дождливую погоду. Даже легкий дождь может повредить только что залитый бетон, хотя примерно через 4-8 часов бетон становится достаточно твердым, поэтому дождевая вода может фактически помочь процессу отверждения, обеспечивая дополнительную гидратацию, подобно поливу бетона из садового шланга.

Смешивание, заливка и отверждение бетона для домашних проектов «сделай сам» — это относительно простой процесс с несколькими обманчиво сложными соображениями по улучшению физической связи между заполнителем и пастой. Если все сделано правильно при идеальной температуре, бетон может стать прочным, долговечным материалом, который прослужит долгие годы при минимальном уходе, поэтому стоит потратить время, чтобы узнать, как и когда правильно смешивать, заливать и выдерживать бетон для достижения наилучших результатов.

Идеальная температура для заливки бетона

Если вы хотите залить бетон, вы, возможно, задавались вопросом, повлияет ли ваш местный климат на тротуары, подъездные пути, внутренние дворики и многое другое. Хотя вы можете заливать бетон в холодную и жаркую погоду, необходимо принять меры предосторожности, чтобы обеспечить его правильное отверждение.

Если лить, когда слишком холодно или слишком жарко – бетон будет ломким или треснет. Если вы дадите ему высохнуть, когда будет слишком холодно или слишком жарко, ваш бетон не будет таким прочным.

Узнайте больше о процессе и о том, следует ли нанимать профессиональную помощь.

Прочность и долговечность бетона зависят от того, насколько он гидратирован во время смешивания, заливки и отверждения. Если будет слишком холодно, то частички воды замерзнут и бетон треснет… Если будет слишком жарко, то бетон станет сухим и ломким… Поэтому идеальная температура для заливки бетона – от 40 до 50 градусов по Фаренгейту.

Заливка бетона в холодную погоду

При заливке бетона в холодную погоду частицы воды замерзают. При замерзании частицы воды расширяются, вызывая растрескивание. Вот что можно сделать, если вы заливаете бетон в холодную погоду:

Храните бетонную смесь в теплом, сухом месте
Оттаивайте замороженный круг с помощью обогревателей
Используйте горячую воду в бетонной смеси
Используйте дополнительный цемент для создания более горячая химическая реакция
Вакуум для удаления избытка воды
Использование добавок для ускорения процесса отверждения
Используйте специальные смеси, предназначенные для холодной погоды

Заливка бетона в жаркую погоду

При заливке бетона в жаркую погоду частицы воды испаряются. Без достаточного количества воды бетон будет сухим и ломким. Вот что можно сделать, если вы заливаете в жаркую погоду:

Заливайте в самое холодное время дня
Используйте солнцезащитные козырьки и ветрозащитные экраны, чтобы цемент оставался холодным
Храните бетон в прохладном месте, например, в сарае или гараже
Добавление льда в бетонную смесь
Сокращение времени перемешивания
Охлаждение заполнителя путем периодического распыления воды
Особое внимание к проекту для обеспечения бесперебойной работы

Отверждение бетона в холодную погоду

Не менее важно отверждение в холодную погоду. Вот несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы правильно вылечить в холодную погоду:

Покрытие бетона изолирующими одеялами и слоями, если вам нужно.
Укладка соломы на поверхность бетона в качестве изоляционного материала.

Отверждение бетона в жаркую погоду

После заливки бетона важно, чтобы он оставался при температуре выше 50 градусов не менее двух дней. Убедитесь, что вы используете обогреваемые корпуса для защиты вашего бетона от элементов.

Идеальная температура для заливки бетона Резюме

Если вы заливаете в слишком жаркую погоду, ваш бетон будет хрупким. Если он слишком холодный, то он может замерзнуть и привести к растрескиванию. В любом случае, вы хотите залить около 50 градусов температуры. Однако, учитывая ваш местный климат, это может быть не вариант. Существуют инструменты, которые вы можете использовать, чтобы обеспечить долговечность вашего бетона на долгие годы, в том числе использование ветрозащиты, изоляции и многого другого для защиты от стихии.

Партнерство с экспертами по бетонным решениям

Укладка бетона независимо от погоды требует навыков, знаний и опыта. Ошибки при смешивании, заливке или отверждении бетона могут привести к получению более слабого конечного продукта.