Способы ускорения твердения бетона

Ускорители твердения бетона: способы, добавки для быстрого схватывания и набора прочности бетонной смеси

Строительные смеси, применяемые при сооружении фундаментов, должны набирать прочность. Только после схватывания состава можно переходить к следующему этапу работ. С учетом большой толщины слоя застыть быстро раствор не сможет, для этого потребуется не менее 3 суток. Отвердитель для бетона помогает ускорить схватывание состава без нарушения структуры материала.

Условия для применения ускорителей

Ускорители твердения бетона применяются в таких случаях:

  1. Морозная погода. Строительная смесь равномерно твердеет при плюсовой температуре и влажности воздуха 90%. Последний параметр нужно поддерживать на одном уровне, иначе скорость затвердевания уменьшится. Конструкция станет хрупкой и утратит свои опорные функции. При низкой температуре бетон застывает в 2-3 раза медленнее. В морозную погоду вода кристаллизуется, структура монолита нарушается. Затвердевание состава обеспечивают путем добавления химических средств и обогрева.
  2. Необходимость раннего демонтажа опалубки. Добавление ускорителя схватывания бетона позволяет перейти к следующему этапу работ до истечения рекомендованного времени.
  3. Масштабное производство железобетонных блоков. Если применять ускорители для бетона, можно использовать меньшее число форм. Качество производимой продукции при этом не ухудшается.

Классификация

По характеру воздействия на бетонную смесь выделяют такие типы химических средств:

  1. Добавки, не изменяющие свойств компонентов цементного теста. Такие средства повышают растворимость ингредиентов и снижают температуру кристаллизации воды.
  2. Активаторы гидратации. Добавка смешивается с цементом. Силикатные компоненты строительного материала разрушаются. Цемент быстрее растворяется в воде, снижая температуру ее кристаллизации.
  3. Ускорители гидратации цемента, принцип действия которых основывается на реакциях обмена. Способствуют образованию гелей и гидроксидов кальция, из-за чего вода начинает замерзать при более низкой температуре.
  4. Добавки, приводящие к выработке тепла при растворении цемента.

Как ускорить процесс твердения бетона

Существуют разные способы ускорения твердения бетона, самым действенным среди которых является использование химических присадок.

От чего зависит скорость твердения

На отвердевание бетона влияют такие факторы:

  1. Температура воздуха. Чем она ниже, тем больше времени требуется выжидать перед демонтажем опалубки. Для набора прочности требуется нормальная влажность. Отклонение показателя от нормы в большую или меньшую сторону нарушает гидратацию цемента. В жару бетон быстро застывает, однако конструкция получается хрупкой. Оптимальным для бетонирования временем считается сентябрь.
  2. Марочная прочность. Чем больше этот показатель, тем быстрее схватывается материал.
  3. Предполагаемая нагрузка на монолитную конструкцию. Вертикальные опалубки удаляют раньше горизонтальных. Такое правило действует и в отношении ячеистых бетонов.

Способы ускорения процесса

Существует 2 метода, применяемых для быстрого схватывания строительной смеси: автоклавная обработка и введение химических добавок — ускорителей твердения бетона.

Действие добавок-ускорителей твердения

Принцип действия затвердителя основывается на ускорении химических реакций между ингредиентами смеси. Под воздействием добавок образуются гели, впитывающие большой объем влаги.

Ускорители оказывают разные влияния на бетон:

  • увеличивают площадь поверхности монолита, уменьшая средний размер пор;
  • ускоряют связывание воды (это достигается благодаря самопроизвольному повышению концентрации растворенных компонентов);
  • положительно влияют на структуру искусственного материала на всех уровнях (увеличивается количество микропор, уменьшается число макропор).

Основные виды добавок

Существуют такие типы добавок для быстрого твердения бетона:

  1. Сухие упрочнители для бетонной стяжки (топпинги). Смеси содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим повреждениям наполнители. Иногда добавляются химические вещества. Такой состав наносят на свежеуложенный бетон, в результате чего на поверхности образуется твердое покрытие.
  2. Газообразователи. Способствуют вовлечению воздуха в структуру материала. Средства используются при производстве газобетона. Добавление веществ снижает вес конструкции, но негативно сказывается на ее прочности. Самым распространенным представителем этой группы добавок является алюминиевая пудра. При добавлении средства одновременно выполняют виброобработку. Пудра в сочетании с цементом образует алюминат кальция, ускоряющий схватывание.
  3. Ускорители набора прочности. Комплексные добавки сокращают время получения высоких эксплуатационных качеств в 2-3 раза. Раннее снятие опалубки ускоряет процесс строительства. Добавки используются для восстановления свойств длительно хранившегося цемента. Потерь прочности бетона при использовании такого материала не наблюдается.
  4. Ускорители схватывания. Ускоряют первичное твердение смеси. Используются при проведении аварийного ремонта, заделке отверстий в бетонных емкостях. В эту группу входит жидкое стекло.

Отечественные добавки

В Москве и других городах России выпускаются такие ускорители застывания бетона:

  1. Форт УП-2. Использование комплексной добавки позволяет повысить прочность на 30-60%. Средство совместимо с бетонами разных марок подвижности. Состав имеет вид порошка темного цвета. Он содержит соли, которые вводят после разбавления цементно-песчаной смеси водой. Порошок применяется для ускорения схватывания пористых бетонов.
  2. Кальций хлористый. Добавка создана для ускорения набора прочности бетонных изделий и увеличения срока их эксплуатации. Активное вещество получает влагу из воздуха, способствуя ее накоплению в структуре материала.
  3. Конкрит-Ф. Добавка производится на основе хлористого кальция, уменьшающего время затвердевания. К положительным качествам средства относят повышение устойчивости бетона к промерзанию и износу, возможность ускоренной выемки залитых блоков из форм. Отвердитель добавляют на этапе смешивания сухих компонентов с водой. Конкрит-Ф нередко применяют при изготовлении брусчатки, чтобы блоки не имели крупных пор и сколов.
  4. Релаксор. Входит в группу суперпластификаторов, выпускаемых в виде порошка, жидкости или геля. Средство комплексного действия уменьшает время застывания и набора прочности монолитных конструкций. Релаксор используется для повышения устойчивости материала к морозам. Опалубку можно удалять через сутки после заливки. При использовании добавки в сочетании с прогревом время затвердевания уменьшается на 4-8 часов.
  5. Реламикс. Серия включает несколько средств, имеющих разные свойства и назначения. Все типы добавок увеличивают прочность монолита на ранних этапах схватывания. Они повышают устойчивость бетонной смеси к чрезмерной влажности и агрессивным веществам.

Ускорители иностранных производителей

Зарубежные производители выпускают такие виды ускорителей затвердевания:

  1. Addiment BE2. Немецкая добавка многократно ускоряет процесс затвердевания монолита. Используется при сооружении фундаментов и формировании стяжки. Средство предлагается в виде порошка светлого цвета.
  2. Addiment BE6. Добавляется на стадии смешивания сухих ингредиентов с водой. Помогает повысить прочность и устойчивость материала к низким температурам.
  3. Addiment BE5. Затвердитель применяется в зимнее время. Имеет порошкообразный вид.
  4. Cementol Omega P. Добавка выпускается в Словении. Используется на этапе превращения сухой смеси в цементное тесто. Количество компонента в составе материала не должно превышать 3%.
  5. Tiksocret P. Позволяет раствору затвердевать быстрее. Порошок добавляется в сухую цементно-песчаную смесь.
  6. Лития карбонат. Итальянский отвердитель используется при создании бетона на основе алюминатного цемента.

Чтобы узнать, как ускорить твердение бетона, не ухудшив его эксплуатационные качества, нужно изучить свойство отвердителей. Решая, какой химический агент приобрести, учитывают погодные условия и марочную плотность цемента.

МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

Для сокращения сроков распалубки монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций, ускорения сдачи их под эксплуатационную нагрузку применяются различные методы интенсификации твердения в раннем возрасте (1..7 суток) цементных бетонов. В зависимости от вида изготавливаемых строительных конструкций, условий бетонирования, необходимых сроков набора бетоном отпускной прочности применяются способы ускорения твердения бетонов:

-химические, основанные на применении химических добавок — уско-рителей твердения;

-тепловые, основанные на повышении температуры твердеющего бетона пропариванием или электропрогревом (электрообогревом);

-механические, основанные на применении домолотого цемента сухим или мокрым способом с добавкой гипса 2…5% от массы цемента в шаровых мельницах или вибромельницах.

Наибольший ускоряющий эффект достигается при применении комплексного метода включающего в себя вышеперечисленные способы ускоренного твердения.

Строительными нормами допускается применение в качестве химических добавок – ускорителей твердения бетона соединения виды и дозировка которых, указанны в таблице 18.1.

Химические добавки – ускорители твердения для бетона

Вид химической добавки Условное обозначение Рекомендуемая дозировка, % от расхода цемента Примечание
Поташ, К2СО3 П 3,0…5,0 Соль с ярко выраженными щелочными свойствами
Хлорид кальция, СаСl2 ХК 1,5…5,0 Резко интенсифицирует коррозию арматуры и оборудования
Нитрат кальция, Са(NО3)2 НК 1,5…2,5 Возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Нитрат натрия, NаNО3 НН 2,0…3,0 Возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Хлорид натрия, NаСl ХН 1,0…4,0 Резко интенсифицирует коррозию арматуры и оборудования
Сульфат натрия, 24 СН 0,5…2,0 Возможно образование высолов на поверхности бетона
Нитрит – нитрат кальция, Са(NО2)2 + Са(NО3)2 (Смесь нитрита кальция и нитрата кальция в соотношении 1: 1 по массе) ННК 2,0…3,0 При применении возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Нитрит – нитрат – хлорид кальция, Са(NО2)2 + Са(NО3)2 + СаСl2 (Смесь нитрита — нитрата кальция с хлоридом кальция в соотношении 1: 1 по массе) ННХК 1,5…2,5 При применении возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Мочевина, СО(NН2)2 М 2,0…4,5 При передозировке возможно замедление твердения бетона
Читайте также  Как правильно утеплить каркасный дом минватой

Ускоряющее действие указанных в таблице солей – электролитов основано на их способности при взаимодействии с минералами цемента активизировать их гидратацию.

Тепловые методы активации твердения бетона основаны на ускорении скорости протекания химических реакций гидратации цемента при повышении температуры. Так при повышении температуры бетонной смеси с 20° С до 80°С скорость реакции гидратации увеличивается в 6 раз. Из различных способов тепловой обработки бетона наибольшее распространение получило в заводских условиях пропаривание, а в условиях строительной площадки – электропрогрев и электрообогрев.

Пропаривание бетона осуществляется в тепловых камерах, в которых за счет подачи насыщенного водяного пара при атмосферном давлении создается температура Т= 80…90°С и высокая влажность воздуха φ = 95…100 %. Режим пропаривания в обязательном порядке должен состоять из ряда последовательных стадий: этапа предварительного выдерживания бетона отформованных изделий или конструкций при обычной температуре, этапа подъема температуры до температуры изотермического прогрева, этапа изотермического прогрева и этапа охлаждения (остывания) бетона до обычной температуры.

Для осуществления электропрогрева забетонированных конструкций применяются металлические электроды и греющие провода в изоляционной оболочке, укладываемые в тело бетона. Электрообогрев бетона выполняется с использованием различных по конструкции элетронагревательных устройств – излучателей тепловой энергии.

При механическом домоле цемента значительно увеличивается его удель-ная поверхность. Цемент, обладающей развитой удельной поверхностью зерен, твердеет более интенсивно. Это объясняется тем, что одновременно в реакцию взаимодействия с водой затворения вступает большее количество его вещества.

Ускорение твердения бетона

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 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.

Как выбрать ускоритель твердения бетона

Для того чтобы разобраться с процессом твердения бетона, надо вспомнить, почему и как происходит этот процесс.

Современная бетонная смесь состоит из следующих компонентов:

  • цемент;
  • песок;
  • щебень;
  • добавки;
  • вода.

Процесс твердения обеспечивает цемент с водой. А чтобы понять, что такое цемент, подробно остановимся на этом компоненте.

Цемент получается после помола клинкерных смесей, которые производят в огромных печах обжига при температуре порядка 1450 ℃. Основным сырьём для клинкера являются известняковые горные породы и глина. После такой высокой температурной обработки происходят структурные изменения и полученный спёкшийся клинкер смешивают с гипсом и другими веществами. Эту смесь загружают в шаровые мельницы и измельчают до мелкодисперсной сыпучей массы серого цвета, которая и называется цементом. Он состоит из 4 основных минералов:

  • 2Cа∙SiO2 – двухкальциевый силикат;
  • 3Ca∙SiO2 –трёхкальциевый силикат;
  • 3CaO∙Al2O3 – трёхкальциевый алюминат;
  • 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3 – четырёхкальциевый алюмоферрит.

Все эти составляющие цемента играют важнейшее значение в его дальнейшем поведении. Всё самое главное начинается тогда, когда он вступает во взаимодействие с водой. Начинается твердение цемента или ещё этот процесс называют гидратацией, когда молекулы воды связываются через физико-химический процесс со всем многообразием минералов цемента.

В этой фазе все четыре компонента ведут себя по-разному. Одни минералы вступают в реакцию сразу, другие через время, третьи запускают своё действие лишь в финале процесса затвердения, завершая долгодневный процесс.

Полный цикл твердения цемента длится годами, но основным считается отрезок в 28 суток.

Важнейшим фактором гидратации цемента считается водоцементное соотношение (В/Ц).

Оно определяет все прочностные характеристики полученного цементного камня. На этой картинке удачно обозначена схема взаимодействия молекул воды и цементных зёрен.

Из неё видно, что оптимальным В/Ц будет 0.4. Но при приготовлении уже бетонной смеси там добавляются инертные заполнители, такие как песок и щебень. Если готовится раствор, то тогда добавляется только песок. Цемент является единственным вяжущим, который скрепляет в одно целое все компоненты бетонной смеси. Частицы цемента уже кристаллизовались и заполнили пространство между частицами инертных материалов, начался процесс схватывания.

Этот процесс начинается в зависимости от температуры и других факторов через 20 минут и продолжается до 20 часов. Но после схватывания наступает непосредственно процесс твердения, который и даёт основную прочность бетону. Он длится до 28 суток, когда набрана основная прочность в 95 %.

Так подробно надо было остановиться на этих процессах для того, чтоб было понятно, как можно влиять на них.

  1. Необходимость ускорения процессов схватывания и твердения
  2. Химия процесса
  3. Тепловая обработка
  4. Добавки в бетоны и растворы
  5. Снижение водоцементного соотношения (В/Ц)
  6. Использование микрокремнезёма SiO2
  7. Использование быстротвердеющих цементов
  8. Обзор российских и иностранных регуляторов сроков схватывания и твердения цемента
  9. Универсал П-2
  10. Форт УП-2
  11. Асилин 12
  12. Хлористый кальций
  13. Релаксол
  14. Реламикс
  15. CemStone
  16. Видео
  17. Коротко о главном
Читайте также  Изготовление форм для литья из бетона

Необходимость ускорения процессов схватывания и твердения

Строительные процессы каждый раз ставят различные сложные задачи перед исполнителями. Например, низкая температура, которая отрицательно сказывается на сроках твердения – они удлиняются.

Бывают ситуации, когда необходимо разобрать опалубку раньше, чем бетон затвердеет и наберёт необходимую прочность, позволяющую передвигаться по поверхности строителям. Но возможны и ситуации, когда необходимо оттянуть сроки начала схватывания цемента, потому что бетонный узел находится далеко от объекта.

Во всех этих случаях необходимо применение регуляторов сроков схватывания цемента. Это требуется для того, чтобы сроки начала схватывания не опережали сроки укладки бетонной смеси. Эти процессы надо разводить по сторонам. Механизм такой – сначала укладка, потом начало сроков схватывания.

Химия процесса

Необходимо различать несколько способов ускорения твердения бетонных и растворных смесей:

Тепловая обработка

Голландский химик Вант – Гофф вывел правило, которое гласит, что при увеличении температуры на 10℃ происходит ускорение химической реакции в 2 – 4 раза. Такое происходит в температурном диапазоне от 0 до 100℃. Если бетон набирает свою марочную прочность при температуре 20 ℃ за 28 суток, то исходя из формулы голландца необходимая прочность у бетона наступит при температуре 60 ℃ через 8 часов. Поэтому на заводах весь процесс укладываю в 12 часов (3 часа подъём температуры, 6 часов изотермическая выдержка и 3 часа – остывание). За это время изделие набирает прочность от 90 до 105%.

Добавки в бетоны и растворы

Это всевозможные соли неорганических кислот — хлориды, сульфаты ( CaCl2, NaNO3, KNO3, KCl и т.д.). Механизм состоит в том, что это соли электролиты и они повышают растворимость цементных минералов и реакция гидратации протекает быстрее. Требования к добавкам ускорения по ГОСТ 24211 – 2008 состоят в том, что они должны обеспечивать в первые сутки твердения бетона прирост прочности не менее 30 %. Надо также отметить, что эти добавки в большинстве своём известны как противоморозные.

Снижение водоцементного соотношения (В/Ц)

Чем меньше воды, тем быстрее вода с цементом переходят в насыщенное состояние и активизируется рост кристаллизации цементного камня. Ну а если воды больше, то насыщение раствора и рост кристаллизации будет проходить в удлинённые сроки. То есть можно сказать так – бетон с низким В/Ц быстрее приобретёт распалубочную прочность, нежели с высоким.

А это очень важно в условиях ускорения строительных сроков.

Для регуляции В/Ц применяются пластификаторы, которые и позволяют снижать содержание воды в бетонной смеси.

Использование микрокремнезёма SiO2

Это побочный продукт некоторых металлургических производств, которые работают с кремнесодержащими металлами, сплавами и в виде золы уноса собираются и добавляют в бетонные смеси. Химия этого процесса ускорения заключается в следующем: вода вступает во взаимодействие с цементом и образуется портландит (Ca(OH)2) плюс ещё много чего. Но при добавлении микрокремнезёма он вступает в реакцию с портландитом и связывает его, и реакция образования портландита ускоряется по законам химии. При добавлении кремнезёма прирост прочности бетона в первые двое суток составляет от 50 до 80%.

Использование быстротвердеющих цементов

Это такой е портландцемент, но с большей удельной поверхностью. Поэтому некоторые железобетонные заводы докупают к своим технологическим процессам шаровые мельницы и подвергают обычные, низкомарочные цементы дополнительному помолу. На выходе получается цемент, который быстро твердеет и решает задачу ускорения производства ж/б изделий. Есть цементы, которые за счёт быстропротекающей реакции набирают прочность стремительно. Например, глинозёмистый, который может набирать 100 % прочность за 3 суток.

Но у них есть недостаток – они дороги.

Обзор российских и иностранных регуляторов сроков схватывания и твердения цемента

Универсал П-2

Является пластифицирующей добавкой, которая позволяет снизить расход воды на 12 %. Набор роста прочности в первые сутки не менее 50%. Увеличивает морозостойкость на 1-2 марки. Повышает водонепроницаемость на 2 позиции. Не содержит веществ, провоцирующих коррозию арматуры. Применяется для всех видов бетонов, включая преднапряжённые и особо ответственные конструкции.

Форт УП-2

Комплексная добавка для бетонных смесей и цементно-песчаных растворов. Добавляет составам рост сроков схватывания и твердения. Прирост прочности в течение первых суток твердения более 30 %. Позволяет полностью отказаться от тепло-влажностной обработки при температуре ≥15℃. Повышает конечную прочность бетона на 10 %, что позволяет экономить до 12 % цемента. Улучшает удобоукладываемость и сохранность бетонной смеси.

Асилин 12

Жидкий ускоритель для работы с бетонами и растворами при пониженных и повышенных температурах. Применяется при производстве пенобетона, снижает усадку при протекании реакции вспучивания. Прирост прочности по отношению к регламентной – 30 %. Безвреден при работе с ним, не горит. Содержание по отношению к массе цемента – 0.4-1% для пенобетонов, 0.5-2 % для тяжёлых.

Хлористый кальций

Добавка, позволяющая в дополнение к ускорению твердения ещё повысить износостойкость и устойчивость к атмосферным осадкам. Применение хлористого кальция даёт прирост прочности во время твердения в 2-3 раза. Эта добавка набирает влагу из воздуха и пускает её на гидратацию цемента. Такой эффект важен при высоких атмосферных температурах.

Но требуется осторожность при изготовлении армированных бетонов, в больших количествах может отрицательно сказаться на коррозии арматуры.

Релаксол

Выполняет две функции – как ускоритель и противоморозная добавка. Ускоряет твердение на 40 % в первые трое суток. Дозировка – 0.5-2 % от массы цемента.

Реламикс

Целая линейка суперпластификаторов ускорителей твердения. Снижает расходы на пропарку изделий, а в отдельных случаях и вовсе позволяет отказаться от неё. Дозировка – 0.6-1 %.

CemStone

В строительстве бывают ситуации, когда требуется продлить сроки начала схватывания и твердения вяжущего. Это позволяет сохранить смесь в рабочем состоянии на несколько часов. Таковой является эта пластифицирующая добавка. Её действие основано на замедлении начала химического процесса гидратации цемента, т. е. с запаздыванием кристаллизации. Такая добавка наоборот снижает набор прочности в первые 7 суток на 30 %. Но к 28 суткам набирает необходимые 100 %.

Видео

Для рукастых домохозяев вот видео:

Ускоритель твердения бетона: паровой прогрев при атмосферном давлении, автоклавный метод, электропрогрев

Любое строительство должно осуществляться в определённые сроки, которые закладываются ещё в проекте, но иной раз возникают определённые форс-мажорные обстоятельства, в связи с чем может возникнуть вопрос, как ускорить твердение бетона, как основного связующего компонента.

Такими непредвиденными обстоятельствами могут быть нестыковки со смежниками, погодные условия и даже банальная халатность работников, но сроки от этого меняться не могут, следовательно, процесс в некоторых моментах приходится ускорить.

Для этого существует несколько способов, позволяющих растворам быстрее схватываться, и о них пойдёт речь ниже, а кроме этого, мы сможем продемонстрировать вам видео в этой статье по данной теме.

Обычные тяжёлые бетоны

Примечание. Согласно ГОСТ 18105-86 (Правила контроля прочности) марочная прочность бетона достигается через 28 суток после его укладки на место использования. Но нынешние темпы строительства, а также различные форс-мажорные обстоятельства, о которых упоминалось во вступлении, требуют использовать различные способы ускорения твердения бетона.

Качество продукции от этого никак не ухудшается, зато сокращается время производства, а вместе с ним и его стоимость, что тоже очень важно.

Что это такое

  • В заводских условиях производство железобетона особенно остро нуждается в быстром наборе прочности по ряду причин. Прежде всего, это возможность быстрее оборачивать формы, следовательно, эффективнее использовать оборудование, что ведёт к повышению производительности в целом. Подобная интенсификация применяется с помощью ускорения гидратации и гидролиза клинкерных материалов.
  • Как правило, в таких случаях содержание воды в цементном тесте достаточно низкое и здесь создаётся быстрое перенасыщение продуктами гидратации и гидролиза (цементных минералов) водной среды. Такое нарастание прочности наиболее эффективно в жёстких смесях с низким В/П, которые достаточно хорошо уплотнены, а все процессы совершаются в тонких плёнках теста.
  • Цемент более мелкого помола здесь наиболее эффективен, ведь реакция его частиц на различные процессы значительно возрастает, особенно если совершается так называемое «мокрое домалывание» в вибрационных мельницах до 5000-5500 см 2 /г (удельная поверхность). В тех ситуациях, когда удельная поверхность больше указанных значений, то вместе с этим возрастают затраты не энерго- и водопотребление.
  • Среди основных методов ускорения можно выделить три основных способа, которые используются в современном строительстве. Во-первых, это паровой прогрев бетона при атмосферном давлении, во-вторых, это паровой прогрев бетона в автоклаве при повышенном давлении и, в-третьих, это электрический прогрев бетона. Помимо методов существуют ещё различные химические компоненты, которые способствуют ускорению процесса.
Читайте также  Мозаика из дерева своими руками изготовление

Паровой прогрев при атмосферном давлении

Камера пропаривания универсальная КПУ-1М с пультом управления

Наиболее популярный ускоритель твердения для бетона на большинстве ЗЖБИ, это его тепловая обработка камерах пропаривания с помощью насыщенного пара. Весь процесс при этом можно разделить на четыре основных этапа, первым из которых можно назвать отформование ЖБ изделия (узнайте также что такое модуль упругости бетона).

Отформование или этап №1 происходит при температуре 18⁰C-22⁰C, где залитая конструкция выдерживается некоторое время (в зависимости от её размеров). Это приводит к тому, что раствор начинает схватываться, то есть, он приобретает начальную прочность.

После этого приступают к этапу №2, когда отформованную конструкцию начинают обдавать горячим паром и та прогревается от верхних слоёв — к средине, наполняясь водой. Такое насыщение происходит за счёт процесса конденсации — горячий пар, соприкасаясь более холодными стенками ЖБИ, проникает в его поры. Благодаря повышению температуры увеличивается скорость твердения бетона.

Именно на этом этапе происходят самые значительные деструктивные процессы из-за теплового расширения компонентов от нагрева конструкции. Так как плита нагревается неравномерно (сверху — быстрее, изнутри — медленнее) и водяные пары создают определённое давление, то это тоже усиливает деструкцию. Наиболее эффективно такой процесс развивается, когда температура превышает 50⁰C — увеличивается объёмный коэффициент расширения воды и воздуха.

Выдержка ЖБИ до пропаривания

Когда всё ЖБ изделие достигает равномерного прогрева во всех своих слоях, деструктивные процессы завершаются, тогда начинается интенсивный рост прочности, что можно назвать этапом №3.

Далее следует этап №4, когда начинается охлаждение бетона после изотермического охлаждения. Получается, что вся конструкция как бы сжимается, и при этом сокращаются её поры, выдавливая тем самым влагу на поверхность, где та и высыхает достаточно быстро. Но этот процесс должен быть строго контролируем, так как при резком охлаждении могут образовываться трещины в конструкции, особенно это касается невысоких марок бетонов.

В связи с этой опасностью температуру в камере понижают достаточно медленно, в зависимости от величины конструкции — чем больше её объём — тем выше опасность растрескивания.

Поэтому инструкция предусматривает более мелких изделий понижение температуры не быстрее, чем на 30⁰C-40⁰C в час, а для более крупных — на 20⁰C-30⁰C в час. Также уделяется внимание и изъятию плиты из камеры — разница в температуре внутри камеры и снаружи не должна превышать 40⁰C.

Примечание. Примечательно, что такой метод можно сделать более эффективным, используя различные ускорители схватывания и твердения бетона (химические добавки), которые понижают деструктивные изменения. Это не только повышает качество, но и сокращает весь рабочий процесс.

Автоклавный метод

При прогреве паром бетонных изделий при температуре от 160⁰C до 180⁰C под давлением от 8 до 12 атмосфер конструкция продолжает сохранять воду в порах в капельножидком состоянии. Каких-либо существенных различий в процессе отвердения цемента между автоклавным методом и атмосферным давлением не существует.

Хотя здесь после четырёх-шести часов интенсивного прогрева прочность изделия может даже превысить марочную, что приводит к большей закристаллизованности цементного камня и, как следствие, его твердение после этого происходит медленнее, нежели после горячей обработки при атмосферном давлении.

Зато при автоклавной обработке существует одна значительная отличительная особенность — зёрна заполнителей из кислых горных пород взаимодействуют с гидролитической известью портландцемента (при температуре выше 100⁰C). Благодаря этому улучшаются технические свойства и структура бетонного изделия.

Но в связи с неким дефицитом такого оборудования и сложностью производственных технологий возрастает цена таких процессов — в связи с этим для обычных бетонов такой метод не получил широкого применения и чаще используется для изготовления ячеистых бетонов.

Электропрогрев

Использование провода ПНСВ для прогрева

Такой способ прогрева достаточно прост и используется в большей степени в зимних условиях на строительных площадках при температуре ниже -5⁰C — это использование ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая оболочка) и понижающего трансформатора. Его простота подтверждается также и тем, что этот же метод без особого труда и умственных затрат можно осуществить дома своими руками, используя в качестве понижающего трансформатора сварочный аппарат.

Принцип укладки петель ПНСВ

До того, как начнётся заливка посреди арматурного каркаса, укладываются петли из ПНСВ, которые впоследствии будут нагреваться от понижающего трансформатора. Примечательно, что при использовании агрегата мощностью всего 80kW можно за один раз прогреть 90м 3 бетона — это достаточно небольшие затраты, которые обеспечивают низкую себестоимость продукции. К недостаткам прогрева бетона сварочным аппаратом можно отнести неудобства прокладки самого кабеля, который необходимо закрепить к каркасу таким образом, чтобы не перетереть изоляцию — в противном случае возникнет короткое замыкание через землю и петля выйдет из строя.

Принцип прогрева опалубки электродами по своей сути ничем не отличается от метода с использованием ПНСВ, только здесь в качестве нагревательный элементов выступает арматура или толстая катанка (8-10 мм).

Разница в том, что петли из ПНСВ удобно укладывать в плиту или плитный фундамент, а вот электроды больше подходят для вертикальных конструкций, то есть, для вертикальной опалубки. И ещё разница заключается в том, что электроды обычно втыкают сразу после заливки, а не до неё.

Расстояние между электродами соблюдается порядка 60-100 см, но это зависит от температуры на улице — чем она ниже, тем чаще вставляют арматуру, чтобы увеличить интенсивность нагрева.

Также здесь греется не сам электрод, как в случае с ПНСВ, а вода между арматурами (кому знаком принцип кипятильника из двух лезвий, тому объяснять не надо). Примечательно, что при прогреве колонны достаточно всего одной арматуры, которая послужит фазой, а землёй будет металлический каркас сооружения.

Примечание. Недостатком электродного прогрева являются большие энергозатраты. Один электрод будет потреблять порядка 45-50А.

Греющая опалубка. Фото

В данном случае нагревательные элементы монтируются непосредственно в щиты опалубки, и их всегда можно заменить, если они придут в негодность. Преимущества такого обогрева состоит в его рентабельности — опалубку можно применять практически для любой высоты зданий и использовать даже при 25-градусном морозе. Но в то же время, её невозможно использовать для нестандартных конструкций, и её стоимость достаточно высока.

Некоторые химические ускорители

Пояснение. Для начала следует пояснить, что между ускорителем твердения и схватывания есть разница. Так, на схватывание препарат срабатывает в первые часы и делает более интенсивным набор пластической прочности или формования после затворения цемента водой. А вот на затвердение химикат работает не только часами, но сутками, делая наиболее быстрым набор прочности за период своего воздействия.

Ускоритель-пластификатор «Форт УП-2»

«Форт УП-2» это комплексная добавка, которую часто используют для очень широкого спектра бетонов и железобетонов различных марок. Наибольший эффект ускоритель твердения для пенобетона и бетона показывает, когда его применяют для ускорения твердения в строительстве монолитных конструкций, а также формовочных изделий — данный модификатор обычно используется для беспропарочного производства ЖБИ при температуре воздуха в помещении от 10⁰C и выше.

Количественная масса «Форт УП-2″составляет всего 0,5%-0,7% от общей массы используемого цемента и за одни сутки обеспечивает 70% набора прочности и это при полном отказе от ТВО.

Асилин-12 это ускорение твердения бетона жидкого типа, который используется как при низких, так и при высоких температурах и практически безопасен для человеческого организма. Чаще всего такой модификатор применяют, когда температура окружающей среды ниже 10⁰C и выше 25⁰C, чем увеличивают весь цикл работ примерно в 1,5-2 раза.

По сравнению с порошкообразными составами Асилин-12 имеет несомненное преимущество, так как при замешивании он распределяется в растворе равномерно, чем значительно улучшает качество производства.

Заключение

В заключение следует сказать, что технические свойства ЖБ изделий, где были применены любые типы ускорения твердения, практически не изменяются. Следовательно, резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне проходит аналогично с естественным твердением и не требует никаких дополнений (узнайте здесь, как производится обеспыливание бетона).