Ускорение твердения бетона

Процесс твердения бетона – важная составляющая любого строительного производства. Полным циклом твердения бетона является период, в которых он набирает свои прочностные характеристики при нормальных температурных и влажностных условиях. Обычно такой срок составляет 28 дней, однако после проведения процедур, повышающих защиту бетона, к примеру, после обработки гидроизоляционным материалом, разрешается использование бетона уже после 7-ми дней и снятия опалубки. Но стоит отметить, что современное строительство борется за минимизацию периода возведения зданий, т.к. темпы роста населения и потребность в жилье стремительно возрастает. Эти и некоторые другие факторы послужили причиной появления перед химической частью строительной отрасли такой задачи, как разработка мер для ускоренного твердения бетона. Об этой задаче, способе ее реализации и самом химическом процессе твердения бетона и пойдет речь в этой статье.

Температурный или физический способ ускорения твердения бетона

Одним из наиболее популярных способов ускорения твердения бетона является увеличение температуры. И тут может быть несколько вариантов. Один из них – использование камер термовлажностной обработки. В эти камеры можно погрузить бетон сравнительно малого объема, который может пригодиться в первую очередь при изготовлении штучных изделий, например, бетонных блоков. Еще одним способом ускорения затвердевания бетона является поверхностный прогрев. Здесь поле действия уже несколько шире, и этот метод может использоваться при заливке плит для железнодорожных платформ и многих других сооружений.

Чтобы понять принципы химических процессов внутри тела, нет необходимости быть академиком и даже глубоко погружаться в точные науки. Достаточно понять, что чем выше температура, тем быстрее происходит химическая реакция. Можно провести аналогию с нашими мышцами. Перед каждой тренировкой мы усиленно разминаем мышцы и прогреваем их, лишь только после этого приступая непосредственно к тренировке. Этот процесс делает занятие более эффективным за счет того, что при более высоких температурах химические реакции в организме, в частности, окисление белка, будет происходить существенно быстрее. В бетоне происходят схожие процессы. За счет повышения температуры цементный раствор быстрее соединяется с песком и крупным заполнителем. А это значит, что набор прочностных характеристик будет происходить существенно быстрее.

Добавки, ускоряющие твердение бетона

Добавки являются вторым по популярности способом ускорить реакцию твердения бетона. Преимуществом этого способа, помимо увеличения скорости твердения, является и увеличение самих прочностных характеристик бетона. Добавок для ускорения химической реакции существует множество, поэтому предлагаю рассмотреть некоторые из них.

1) Соли-электролиты. Требования к этим добавкам прописаны в ГОСТ 24211-2008, и основное требование к ним – достижение 30% прочностных характеристик бетона в первые сутки твердения. Важно помнить, что, если дело касается армированного бетона, мы не можем использовать хлориты и сульфаты: они сильно влияют на целостность арматуры при дальнейшей эксплуатации, выражаясь научным языком, приводят к коррозионным проявлениям на арматуре, вследствие чего применение монолитных плит для восприятия нагрузки на растяжение становится попросту невозможным. Такой бетон быстро потеряет в прочности. Основной вид таких добавок – кальциевая соль муравьиной кислоты. Она является одной из самых надежных и максимально распространенной в европейских государствах. Вторая популярная добавка - формиат натрия, хотя его основная задача – сохранение температуры и увеличение морозостойкости.

2) Микрокремнезем. Химическая формула – SiO₂. Основной способ его получения – отходы от производства металлургических заводов. И второй способ – кварцевый песок, применяемый в автоклавных газобетонах. Песок сам по себе не взаимодействует с известью. Необходимо, чтобы химическая реакция протекала в автоклаве, иначе говоря, для этого необходимо высокое давление и температура. Но микрокремнезём имеет высокую дисперсность при схожем с песком составе, а значит, для взаимодействия не нужен никакой автоклав. Это самый лучший упрочняющий и ускоряющий твердение компонент, который применяется в бетонах, начиная от марки М700. Портландит, образующийся при соединении цемента и воды активно вступает в реакцию с микрокремнеземом, тем самым давая быструю реакцию твердения. Также для повышения удобоукладываемости нам приходится добавлять воду, ведь микрокремнезем, как мы заметили ранее, очень дисперсное вещество. А добавляя воду, мы изменяем водоцементное соотношение, что опять же негативно может сказаться в будущем. Ну и чтобы снизить это количество воды, нам необходимо применять пластификаторы.

Но отдельно стоит упомянуть и о минусах применения таких добавок. Все они имеют минеральное происхождение, а это значит, что вам регулярно придется проводить мероприятия, направленные на борьбу с высолами. Высолы, как уже неоднократно упоминалось в наших статьях, – бич современного строительства, и многие эксплуатационные службы попросту не хотят с ними бороться, т.к. делать это на «кустарном» уровне попросту бесполезно. Для эффективной борьбы стоит применять специальные гидрофобизаторы на этапе заливки бетона и после, наряду с нанесением гидроизоляции наносить еще и гидрофобизирующую пропитку. Этот комплекс мер просто необходим, если вы желаете продлить жизнь бетонной конструкции как минимум до положенных ей 50-70 лет.

Ускорение твердения бетонов обеспечивается за счет уменьшения количества воды в смеси

Уменьшение воды в смеси также способствует ускорению твердения бетона. Однако здесь стоит рассмотреть мотивы таких действий. Уменьшение воды – это не самый эффективный способ, более того, при необходимости изготовления определенного объема бетона, вам придется из-за уменьшения объема воды заменить его другим компонентом, в частности, цементом, ведь мы заинтересованы в том, чтобы прочность набиралась как можно быстрее. Но и здесь не обойтись без подводных камней. Если мы будем сравнивать этот способ с добавлением пластификаторов и прочих добавок, то окажется, что они более удобны для продолжения замеса бетона, а также легко поддаются укладыванию в форму. В нашем случае мы серьезно снижаем удобоукладываемость бетона, делая процесс его изготовления существенно тяжелее. Да, этот способ отлично подходит для случаев, когда нужно срочно принимать решение, а аналогов под рукой нет. Но, повторюсь, это не самое лучшее решение.

Бетон ускоренного твердения

Основным компонентом бетона ускоренного твердения является быстротвердеющий цемент. Ниже мы приведем несколько примеров таких цементов.

1) Быстротвердеющий портландцемент. У него большая удельная поверхность в сравнении с обычным портландцементом за счет более мелкого помола.

2) Глиноземистый цемент. Он быстро твердеет именно за счет своего минерального состава. Используется в основном при производстве негорючих элементов.

3) Сульфалюминатные цементы. Содержат глиноземистый цемент и гипс. Скорость твердения у них всего несколько минут. Их используют для укрепления откосов выработанных шахт или тампонирования скважин.

Все цементы, приведенные в этом списке, имеют значительно более высокую стоимость по сравнению с обычным портландцементом, что дает несколько способов экономии на этапе производства бетона. К примеру, быстротвердеющий портландцемент заводы предпочитают не закупать, т.к. это очень дорого, а закупают обычные портландцемент или шлакопортландцемент и просто перемалывают его на мельнице. Все оборудование окупается с первой же заказанной крупной партией цемента.

Заключение

Подводя итоги, стоит упомянуть, какие из способов лучше всего применять в разных условиях. К примеру, если вы задаетесь вопросом, как ускорить твердение бетона в домашних условиях, вам больше подойдет способ термовлажностной обработки, например, тепловыми пушками. При этом обязательно нужно контролировать влажностный режим, чтобы вся вода не испарилась. Бетоны ускоренного твердения применяются в условиях специальных требований к ним, к примеру, сульфатоалюминатные цементы применяются в случаях, когда важно твердение бетона в считанные минуты, но такие смеси стоят в несколько раз дороже обычного цемента. С добавками же просто следует быть аккуратнее: сделаны они в основном из минеральных компонентов, а значит, могут стать причиной возникновения высолов. С микрокремнеземом также следует быть аккуратнее, ведь он обладает сильным дисперсным эффектом. Да и любой способ вмешательства в нормальный процесс твердения бетона – это существенный риск и увеличение стоимости производства. Поэтому если вы хотите избежать всевозможных трещин, коррозионных процессов и прочих неприятных моментов, мы рекомендуем вам обратиться в аккредитованную строительную лабораторию: так вы сможете полностью контролировать набор прочности бетона и застрахуете себя от всех возможных рисков, связанных со структурными повреждениями бетона.

Испытания бетона в лаборатории Санкт-Петербурга

Вакансии

Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте

2. По телефонам:

+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге

+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

Задайте вопрос по этой статье, заполнив форму (телефон не обязателен)