Что такое прочность бетона и от чего зависит твердение материала

Бетон представляет собой твердый строительный материал искусственного происхождения, который получают путем соединения цемента, щебня, песка и воды. От соотношения вода-цемент зависит прочность бетона — величина, меняющаяся во времени, — один из основных и важнейших показателей качества бетона. Также для добавления теплоизоляционных свойств в бетонный раствор добавляют специальные компоненты, например, керамзитовая крошка, обладающие определенными теплосохраняющими качествами.

Как бетон набирает прочность? Условия твердения и набор прочности бетона

Набор прочности бетона во времени имеет прямую зависимость — материал набирает прочность постепенно и в течение нескольких лет. Кроме того качество бетона зависит от общих условий производства и твердения:

- тщательное и длительное перемешивание, которое для больших объемов могут обеспечить лишь специальные машины;

- температура воздуха 20±2°С;

- влажность не менее 90%.

Набор прочности бетона в соответствии с его маркой происходит за 28 дней; специалист может определить ее значение в любой из этих дней по формуле:

Прочность бетона на день n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней.

К примеру, прочность бетона на 7 сутки при соблюдении условий затвердевания, для марки М50 составляет: набор прочности бетона на 7 день = 46 * lg7 / lg28 = 27,15 (МПа) или 60% от марочной прочности.

Для необходимого содержания влаги в окружающей среде и для обеспечения беспрерывного процесса твердения, бетон сразу после укладки, и в процессе эксплуатации конструкции, необходимо обильно поливать водой (смачивать). Другой фактор, влияющий на скорость затвердевания — понижение температурных показателей, которое уменьшает ее значение. Справедлива и обратная зависимость, при которой на графике набора прочности бетона видно, как повышение температурных значений, с соблюдением необходимого уровня влажности в воздушном пространстве определенного участка, приводит к ускорению набора прочности бетоном. Данное свойство материала используется, например, для проведения заводской пропарки смеси, применяемой при изготовлении бетонных свай.

Что представляет собой график набора прочности бетона и как выбрать марку цемента для производства бетона

В строительной сфере используют график набора прочности бетона, который наглядно демонстрирует зависимость временного момента, необходимого для набора 100%-ой прочности, от температурного режима и уровня влажности окружающей среды. Данный фактор важен для операций по уходу за недавно вылитым бетонным слоем и защиты от механических повреждений свежей бетонной кладки, а также, для определения сроков проведения работ и периодов сдачи строительных объектов в эксплуатацию.

Укладка бетона в зимнее время имеет свои особенные технологические параметры, которые влияют на скорость твердения материала. Выделение тепла собственно бетоном после заливки в течение 1 суток позволяет ему набрать небольшую прочность, однако при дальнейшем действии низких температурных режимов и при отсутствии специальных присадок, бетон замерзает без приобретения необходимой твердости. Эксплуатационный уход за бетонным слоем, который еще не набрал установленной технологическими нормами прочности, определен регламентами, которые объединены одним общим положением: бетонную массу необходимо согревать до набора ею определенного процента уровня прочности.

Бетон при схватывании выделяет значительное количество тепловой энергии, при этом увеличивается риск преждевременного высыхания и снижается скорость его замерзания. В связи с этим, принимая в расчет сезон проведения работ с бетоном, применяют:

• летом — портландцемент, который выделяет мало тепла: 200 кДж на 1 кг/7 дней;
• зимой — глиноземистый цемент, выделяющий много тепловой энергии: 200 кДж на 1 кг/1 день.

Кроме того, для ускорения набора прочности бетоном в условиях минимальной влажности используют пескобетон, с низким водоцементным отношением, а также, добавляют в бетон суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и пр.)

При выборе марки цемента для производства бетона учитывают не только сезон проведения работ. Это и назначение конструкции, условия эксплуатации с учетом величины отпускной прочности бетона для сборных сооружений и проектный срок использования объектов строительства. Принимая бетонную кладку, при наступлении расчетного срока набора прочности, или определяя качество заводских монолитных элементов из бетона, необходимо осуществлять их проверку по следующим основным критериям:

- внешний вид;
- соответствие проектным геометрическим размерам;
- соответствие проектным уровням наклона и выравнивания;
- наличие закладной части (если обусловлено проектом) и ее антикоррозийная защита;