Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Время схватывания бетона М-200

Время схватывания бетона М-200

Бетон М200 (В15) применяется при строительстве неответственных конструкций: бордюров, стяжки под пешеходные нагрузки, легкие заборы. При составлении плана-графика и организации строительных работ с использованием этой марки важно знать скорость схватывания смеси.

Схватывание и затвердевание

Схватывание — процесс, при котором бетон теряет подвижность и переходит в статическое состояние. Твердение (затвердевание) — набор проектной прочности материалом, который начинается сразу после схватывания.

Зачем нужно знать время схватывания М200? Во-первых, от времени схватывания зависит возможность транспортировки на дальнее расстояние. Во-вторых — организация строительно-монтажных работ. Пока не началось схватывание, с бетонным раствором можно производить любые действия: разравнивать, уплотнять. В-третьих — подготовка к уходу за монолитом. Во время набора проектной прочности, продолжительность которого составляет до 28 суток, за бетон осуществляется уход по СП 70.13330.2012.

Физическая и химическая модель схватывания

С точки зрения физических процессов схватывание бетона М200 представляет собой процесс, при котором статичная поверхность зерен портландцемента покрывается многогранными кристаллами (алюминат кальция). Количество кристаллов растет в геометрической прогрессии, образуя при этом единую кристаллическую решетку. Между зернами портландцемента возникают прочные пространственные связи.

Химический процесс схватывания основан на запуске нескольких реакций:

  • ЗCaO*Al2OЗ+6H2O -> ЗCaO*Al2OЗ*6H2O — превращение солей алюминия в гидроалюминаты;
  • Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O — превращение солей кальция в гидрокальцинаты;
  • ЗCaO*SiO2+H2O -> ЗCa2SiO4*H2O+Ca(OH)2 — превращение силикатных солей в гидросиликаты.

Реакции сопровождаются выделением тепла. В химические реакции участвует примерно 60% воды. Остальные 40% остаются в закрытых ячейках бетонной массы, образуя его пористую структуру.

Время схватывания бетона М200

Схватывание бетона В15 без специальных добавок в составе начинается через 2-2.5 часа после прекращения постоянного перемешивания (миксования). Способность бетонной смеси оставаться в подвижном состоянии, не схватываясь, называется токситропностью. На принципе токситропности основана работа автомобиля с барабаном — миксера. Внутри барабана бетонная смесь М200 постоянно перемешивается и не схватывается, что позволяет доставлять материал на расстояние до 50 км.

Скорость схватывания зависит от окружающей температуры. Для марки М200 зависимость будет следующей:

  1. Ниже нуля — схватывание не происходит, в составе смеси замерзает вода.
  2. Ноль градусов — схватывание начинается через 10-12 часов и продолжается до 24 часов.
  3. От нуля до +20 С — материал схватывается через 2,5-6 часов.
  4. От +25 до +30 С — бетон схватывается через 20-40 минут.
  5. Выше +35 С — схватывание начинается через 10 минут.

При выполнении монолитных работ в зимнее время организуют обогрев монолитных конструкций.

Влияние на схватываемость

Для получения оптимального показателя скорости схватывания материала в его состав, вместе с основными компонентами бетона, вводятся добавки: ускорители и замедлители. Применение добавок регламентирует ГОСТ 24211-2008.

Ускорители ускоряют скорость схватывания марки М200 на 20-30%. Самый простой и бюджетный ускоритель — хлористый кальций. Замедлители применяются для снижения скорости схватывания, например, при выполнении монолитных работ в жару. Популярные замедлители — нитрилотриметиленфосфоновая кислота и цитрат натрия. Благодаря использованию добавок спрогнозировать время схватывания бетона В15 можно с точностью до 90%.

Методы определения активности цемента

Активность цемента позволяет определить прочностные характеристики используемого материала. Это крайне важный показатель, который дает понять и оценить качество цемента. В связи с этим он и контролируется государственными стандартными (ГОСТ). Определить активность цемента можно профессиональными и домашними способами. Статья расскажет об этом параметре более подробно, а также опишет способы анализа пределов механического напряжения, выше которого происходит разрушение цемента.

  1. Активность цемента — что это за параметр
  2. Какие факторы влияют, как выражается
  3. Проведение исследований активности цемента
  4. Можно ли определить в домашних условиях
  5. Методы расчета пределов прочности
  6. На изгиб, при сжатии и пропаривании
  7. Ускоренный метод
Читайте так же:
Соотношение по объему цемент известь песок

Активность цемента — что это за параметр

Активность цемента – это ключевой параметр, характеризующий этот вид строительного материала. Показатель определяет степень прочности готового монолитного куска цемента путем изгиба или сжатия. Активность напрямую зависит от степени измельчения клинкерных добавок, прочих элементов, входящих в состав, а также времени хранения материала, условий, в которых он находился.

Показатель активности можно определить, как параметр фактической прочности цементных монолитов, изготовленных и исследуемых в определенных условиях, руководствуюсь рядом правил и государственных стандартов.

По сути, активность – это обычное состояние структуры сырья на всех этапах его применения. Оно определяется, как абсолютная прочность образца. На основании этого цементу дают марки типа M200, M300 и так далее.

Далеко не все знают, почему прочность так сильно зависит от активности цемента. Основано это на том, что характеристики постепенно набираются при формировании соединений воды с растворенным веществом (гидратов) и их кристаллизацией благодаря связывающим компонентам. Зависит прочность от скорости прохождения гидратации, которая не останавливается ни на день в процессе использования материала. Обычно выделяют такие ключевые фазы изменения прочности цемента:

  • Первая активная фаза. В течение первого этапа, который длится около 28 дней, вещество достигает основного показателя прочности. За это время успевает образоваться большинство связей.
  • Вторая перспективная фаза. За это время (около года) цемент успевает набрать практически максимальную прочность, а кристаллизация завершается.
  • Третья фаза деградации. После окончания срока эксплуатации цемента гидраты начинают разрушаться, а соединения, вступающие в реакцию с водой, подвергаются коррозии. Это ведет к раскалыванию, сыпучести, хрупкости материала.

Обратите внимание! Активность представляет собой показатель, который динамически изменяется в процессе службы материала. Кроме времени на него влияет параметр частичной гидратированности. Некоторые крупные фракции добавленных веществ не вступают в реакцию даже после перспективного этапа. Они могут активизироваться позже и увеличить срок службы.

Какие факторы влияют, как выражается

Активность цементных растворов зависит от некоторых вещей: места хранения, состава смеси, размера взвешенных частиц. Это основополагающие вещи, непосредственным образом влияющие на прочность.

Если хранить материал слишком долго, то его активность будет постепенно уменьшаться. Все зависит от условий, в которых находится цемент. В списке представлены примерные коэффициенты снижения активности цемента, которые зависят от условий хранения.

  • Не влажный закрытый склад и влагонепроницаемые полиэтиленовые мешки. За один месяц хранения активность не меняется, но уже спустя два месяца она снижается на 4%, через три на 8%, а через четыре на 14%.
  • Полностью сухой склад и обычные целлюлозные мешки. Из-за использования бумажных пакетов уже через один месяц прочность может снизиться на 5%, а через два месяца на 10%. Дальнейшая тенденция понятна.
  • Склад с повышенной влажностью воздуха или хранение насыпью. Уже через месяц активность падает на 10%, а через два месяца на 20%. Далее процесс несколько притормаживается и спустя три или четыре месяца показатель изменяется на 23-28%

Обратите внимание! От условий хранения сильно меняется марка цемента. Если изначально это был материал М400, то после пары месяцев неправильного хранения он может стать М300 или М200.

Также на активность влияет состав материала, вид и количество дополнительных веществ, примеси клинкера. Если в цемент будут включены частицы природных карбонатов и кварца, то показатель снизится. Использование алюминатов и алита, наоборот, повысят его. В случае добавления щелочи кристаллизация может как ускориться, так и замедлиться. Клинкер повышает прочность.

Читайте так же:
Цемент м400 температура применения

Последний значимый фактор – дисперсность примесей. Зависит он от измельченности, входящих в состав компонентов. Если цемент будет мелкодисперсным, то он будет обладать повышенной активностью и застынет быстрее. Зависит прочность и от удельного веса, то есть плотности. Чем она выше, тем активность больше.

Далеко не все знают, как выражается активность портландцемента. Выражение основано на его марке. Для испытаний обычно применяют специальное оборудование и образцы монолитов, вылитые из цементного теста.

Проведение исследований активности цемента

Согласно государственному стандарту № 310.4-81 изучение проводится так:

  1. Приготовление смеси. Для этого связывающий компонент смешивают с песком в общепринятом соотношении (1:3), а потом вываливают получившуюся смесь насыпью и добавляют воды. Пропорции жидкости и цемента составляют от 0.45 до 0.5. Это изменяемый параметр, так как он зависит от второго этапа.
  2. Определение расплыва состава. Чтобы получить точные показатели, необходимо приготовить смесь исключительно идеальной консистенции. Подвижность может определяться с помощью классического конуса и стола встряхивания. Расплыв в диаметре должен находиться в пределах 100-110 мм.
  3. Укладка состава по формам. Обычно формы обладают размерами 40х40х160 мм. Перед началом следующего этапа их смазывают машинными маслами, чтобы состав легко вышел после высыхания. После заливки раствора его уплотняют и оставляют на время.
  4. Затвердевание. Первые сутки формы находятся в специальном гидравлическом растворе, а затем на 27 дней перемещаются в емкость с холодной водой.
  5. Испытания на прочность. В эксперименте участвуют три монолита, а по окончании их параметры суммируются и делятся. Получается среднее арифметическое.

Можно ли определить в домашних условиях

Можно выполнить проверку и в домашних условиях. Это сложнее, но вполне выполнимо. Если под рукой нет специального оборудования, то обычно занимаются оценкой цвета порошка и раствора, а также его общего состояния. Если показатели активности высоки, то порошок должен быть серым с некими полутонами зеленого. Такой состав хорошо сыпется через пальцы и не имеет комков, которые, тем не менее, могут быть в мешке. Они должны легко раздавливаться руками. Тестирование проводится для анализа состава смеси. Если с ним все в порядке, то активация цемента не нужна.

Также доступен такой способ тестирования дома:

  1. Приготовление теста из состава и щелочной минеральной воды.
  2. Заливка диска с углублением посредине. Если он застывает за 10 минут, то раствор прочный и активный, а если за 30 минут, то качество оставляет желать лучшего.
  3. Заворачивание диска во влажную тряпку, полиэтилен и выжидание трех дней. Диск должен стать еще плотнее и отдавать металлическим отзвуком.

Обратите внимание! Тестирование необходимо проводить для каждой упаковки вяжущего состава, так как партии могут отличаться, а это влияет на свойства. Кроме того, мешки могли храниться в разных условиях.

Методы расчета пределов прочности

Выбор способа определения исследуемой характеристики связан с тем, где будет использован материал в дальнейшем, а также какой класс и вид бетонной смеси из него изготовят.

Читайте так же:
Аквион стеклоиономерный водоотверждаемый цемент

На изгиб, при сжатии и пропаривании

Если выполняется проверка на изгиб, то ее обычно производят на прессе. Брусок застывшего состава располагают в ложе и воздействуют на него. Предел показателя высчитывается по формуле

Здесь P – это показатель нагрузки, l – расстояние между двумя плоскостями пресса, а b и h – ширина и высота бруска. Результат R получается в Мегапаскалях.

Исследование бруска на сжатие осуществляется на таких же гидравлических устройствах, позволяющих создавать давление в несколько десятков тонн. Для определения параметра делят силу разрушения образца на площадь поперечного сечения бруска.

Если конструкции будут пропариваться, то используемый в них цемент следует протестировать и на этот показатель. Для этого экземпляр после застывания кладут в пропарочную машину и высчитывают нужные параметры.

Ускоренный метод

Все методы, которые были рассмотрены, требуют времени и ресурсов, чтобы проверить одну характеристику. Предлагается ускоренный метод, но он требует наличия еще более экзотических приборов, способных установить активность материала на основе контракциометрического тестера. В его основе лежит расширение и сужение состава в преобразовании гидратов.

Из активированного цемента получается прочный бетон, но, если вяжущее вещество уже обладает повышенной активностью, достаточно добавить в него кварцевого песка и примесей, чтобы замесить крепкий раствор. Низкая активность говорит о том, что срок службы материала ниже заявленного из-за неправильного хранения, дисперсности и состава.

Описание процесса гидратации цемента и его особенности

Сколько надо цемента чтобы сделать на 1 м3 бетона

Как проходят испытания цемента

Какой цемент будем исследовать

ЦЕМ I 42,5 Н – новая маркировка того самого «пятисотого» цемента, соответствует ПЦ-500-Д0. Применяется для изготовления изделий из бетона, в монолитном домостроении и др.

Маркировка:

  • Цифра I означает «бездобавочность» цемента (добавки улучшают некоторые технологические качества цемента, но имеют и свои минусы).
  • Цифра 42,5 указывает на устойчивость к осевому сжатию в 42,5 МПа.
  • Буква Н обозначает скорость твердения, в данном случае «нормальнотвердеющий».

Тонкость помола цемента

Гидратация цемента – химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), причем образуются твердые новообразования (гидраты), которые заполняют первоначально залитый цементом и водой объём плотным наслоением гелевых частиц, вызывая тем самым упрочнение. Первоначально жидкий или пластичный, цементный клей превращается в результате гидратации в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, дальнейшая — упрочнением, или твердением.

Чем выше тонкость помола, тем быстрее будет нарастать прочность. Это важное свойство цемента, которое необходимо контролировать.

Как измерить тонкость помола. Нормативное значение тонкости помола по ГОСТ 10178-85 – не менее 85%. Чтобы измерить его, в сито диаметром 0,08 м насыпается 50 грамм цемента и просеивается. Остатки в сите взвешиваются и сравниваются с начальным весом. Так мы получаем фактическое значение тонкости помола.

Сроки схватывания и нормальная густота цемента

Сроками схватывания цемента называют начало и конец этого процесса. За стартовую точку принимается начало потери подвижности (или же пластичности) цементного теста, за конечную точку – некоторое его затвердение. Сроки схватывания необходимо знать, поскольку применять свежеприготовленные растворы допускается лишь до начала схватывания. Можно, конечно, и не соблюдать это условие, но тогда схватившееся тесто утратит свою клеящую способность, а прочность раствора будет низкой.

Читайте так же:
Количество жидкого мыла цементный раствор

Измеряем сроки схватывания. По ГОСТ начало схватывания цемента наступает не ранее 45 минут, конец схватывания должен наступить не позднее 10 часов. Чтобы измерить фактические значения используется специальный прибор под названием ВИКА (на фото).

В обойме станины прибора ВИКА свободно перемещается цилиндрический металлический стержень, а на концы его крепится либо игла, либо пестик (в зависимости от назначения испытаний).

Получаем нормальную густоту. Измерять сроки схватывания допускается лишь в цементном тесте нормальной густоты, поэтому необходимо сначала ее замерить. Это делается также на приборе ВИКА.

Цементное тесто для испытаний готовится так: в чашу засыпается 400 грамм цемента и 102 мл воды. Все это замешивается в течение 5 минут, после чего этим раствором заполняется специальное кольцо. Оно должно быть изготовлено из пластмассы, нержавеющей стали или другого материала, который не впитывает воду. Это кольцо устанавливается на специальную пластинку.

Поверхность цементного теста выравнивается с краями кольца, а излишки срезаются ножом. Сразу же после этого пестик прибора ВИКА соприкасают с поверхностью теста по центру кольца, закрепляя стержень стопорным устройством. Затем его освобождают, давая пестику погружаться.

Нормальной густотой считается та, при которой пестик, погружаясь в тесто, не доходит до пластинки (на которой стоит кольцо) на 5-7 мм. Если результат испытания показывает несоответствие консистенции цементного теста, то изменяется количество воды и эксперимент повторяется. Когда необходимая консистенция получена и пестик остановился на отметке 5-7 мм – можно приступать к измерению сроков схватывания.

Контролируем водоотделение цемента

Зачем нужно контролировать водоотделение цемента и на что оно влияет? Некоторые цементы во время схватывания прочно удерживают воду, взятую для затворения. Другие же отделяют некоторое количество воды в виде слоя определенной толщины.

Водоотталкивание не дает получить однородное бетонное тело и препятствует полноценному сцеплению твердеющего цемента с заполнителем. В конечном итоге, это снижает прочность готового изделия.

Измеряем водоотведение. Отвешивается 350 г цемента и воды (тоже 350 г). Воду выливают в стакан, после чего в течение 1-ой минуты туда высыпается навеска цемента при непрерывном помешивании. Получившееся цементное тесто размешивается еще 4 минуты, а затем переливается в градуированный цилиндр.

Этот цилиндр помещается на стол и отсчитывается объем цементного теста. Через 2 часа отмечается объем осевшего цементного теста, и замер производится каждые 30 минут. При совпадении результатов двух последних замеров, наблюдение останавливается.

Если говорить проще, то слой воды, который образуется в цилиндре над цементным тестом – это и есть величина водоотделения.

Определение прочности цемента и сферы применения

До финальной стадии производства абсолютно весь цемент имеет идентичные характеристики. Уже в конце процесса изготовления каждый стройматериал получает свои характерные особенности, которые определяют, в каких условиях может быть применим цемент. Этот этап представляет собой введение в цементную смесь добавок и примесей. Прочность материала и зависит от количества и характеристик последних.

Читайте так же:
Цемент для стен волма

Марка цемента

Определение марки происходит постфактум – уже после изготовления цемента. Для этого берутся пробы материала, из которых создают формы, в составе которых песок, вода и цемент. Они имеют небольшой размер до 10 см. Формам дают схватиться и застыть (на это выделено 28 дней), далее осуществляется испытание – образцы сжимаются под воздействием прессов. В зависимости от того, какой вес выдержал образец, ему и присваивается определенная марка. Чтобы более точно определить прочность, испытания проводятся над несколькими образцами, после выводится среднее арифметическое значение.

Наиболее распространенный цемент следующих марок:

  • М300;
  • М400;
  • М500;
  • М600.

Цифра возле «М» обозначает, какой максимальный вес выдержал образец.

С помощью испытаний по сжатию определяют и класс материала. Измеряется в МПа. Определенный класс соответствует определенной марке.

  • Класс 22,5 (не разрушается под давлением в 22,5 МПа) – это марка 300;
  • 32,5 – 400;
  • 42,5 – 500;
  • 52,5 – 600.

Скорость набирания прочности

Маркировка на цементе позволит определить и данное свойство бетона, связанное с прочностью.

  1. ЦЕМ І – процесс затвердевания происходит максимально быстро. Прочность на 2-е сутки равна 50%. Особенность данного цемента – состав, в нем до 5% добавок (минеральных).
  2. ЦЕМ с – цемент с добавками от 6 до 37%. Разделяется на два подтипа: А – до 20% добавок, В – до 35%. От количества добавок зависит скорость схватывания цемента, а в будущем и бетона.
  3. ЦЕМ ІІІ – содержание шлака до 65%, твердеет в пределах нормы.
  4. ЦЕМ IV – пуццолановый, твердеет нормально.
  5. ЦЕМ V – композиционный вариант.

ЦЕМ ІІІ, IV и V относятся к классу 32,5 (М400).

Классы от 32,5 до 52,5 имеют дополнительные обозначения, которые также свидетельствуют о том, как быстро материал застынет, выражаются буквами. Б – твердеет на 50% на второй день, Н – 50% прочности достигается только на 7 день – нормальный показатель. В зависимости от того, какие добавки стали частью цементной смеси, различают гранулированный шлак (Ш) и пуццолан (П).

Кроме добавок, на прочность цемента влияет тонкость помола материала. Данный показатель связан также со скоростью твердения материала, он определяется ГОСТом.

Как сделать правильный выбор

Нужный цемент возможно выбрать только при четком понимании, какие нагрузки в будущем должна будет выдерживать конструкция. Зная это, не составит труда выбрать нужный класс, марку и состав добавок. Для зданий, предназначенных для жизни людей, строители рекомендуют выбирать наиболее прочные марки бетона – 500,600. М400 идеально подходит для сооружения дач, сараев, подсобных помещений. Ступени, комплектующие заборов можно заливать наименее прочным бетоном (состоит из цемента М300, песка, воды).

ООО «УфаЦемент»
РБ, г. Уфа, пос. Зубово ул. Объездная 15

тел:

  • +7 927 236-60-93
    тел:
  • +7 927 236-60-93

    Обращаем ваше внимание на то, что вся информация (включая цены) на этом сайте носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector