Схватывание бетона

Бетонный раствор после заливки в опалубку или форму не просто твердеет, а в нем происходит химическая реакция гидратации, во время которой минеральные вещества цемента соединяются с кристаллами воды и образуют кристаллогидраты. Так как компоненты взаимодействуют с водой в разное время, процесс схватывания и затвердевания бетона продолжается около месяца, а прочность он может набирать в течение трех лет. 

В процессе схватывания активно участвуют 2 компонента:

• Трехкальциевый силикат запускает реакцию гидратации и не прекращает работу на всем протяжении набора прочности. При реакции воды с ним выделяется тепло, которое повышает температуру смеси.
• Трехкальциевый алюминат — активный компонент, который способствует нарастанию прочности цементного камня в первые дни после заливки, а затем прекращает работу.

Так как процесс гидратации продолжается 45–90 минут, готовить раствор нужно непосредственно перед использованием. Схватывание бетона по времени зависит от температуры. При температуре около 20°С тепла раствор схватится через 2 часа после замешивания, а окончательное схватывание произойдет через 3 часа. Если размешивать раствор в миксере дольше, чем нужно, его качество ухудшится из-за необратимых процессов. 

Преждевременное загустевание в течение нескольких минут после перемешивания называется ложным схватыванием бетона. Это происходит из-за дегидратации гипса, но исправить ситуацию можно. Достаточно активного перемешивания без добавления воды, чтобы свойства смеси восстановились.

Время схватывания бетона в зависимости от температуры

Время полного схватывания бетона зависит от температуры. Оптимальная температура — 20°С, если она будет выше 30 градусов, то застывание наступит преждевременно, а при низких температурах, наоборот, затянется.

Таблица времени схватывания бетона:  

Таблица времени схватывания разных марок:

Процесс схватывания бетона при низких температурах замедляется, поэтому для сохранения качества готовой конструкции нужно обеспечить гидро- и теплоизоляцию с использованием электроподогрева, полиэтиленовых пленок и утеплителей, временных сборных укрытий, а также использовать противоморозные добавки.

На жаре из бетона быстро испаряется влага, которая необходима для процесса гидратации. Некоторые цементы при температуре 35°С разлагаются и теряют прочность. Необходимо защищать бетон с помощью укрытий и поливать водой, чтобы не пересыхал. 

Как замедлить схватывание бетона

В некоторых случаях требуются добавки замедляющие схватывание бетона:

• при изготовлении бетона высоких марок, так как в них высокий процент вяжущих компонентов;
• при транспортировке на дальние расстояния, чтобы смесь не потеряла качество;
• при поэтапной заливке, чтобы увеличить срок хранения смеси;
• при температуре воздуха до +30°C для продления периода подвижности

Замедлители схватывания бетона, которые добавляют в раствор во время приготовления позволяют исключить расслаиваемость, снизить усадку, повысить прочность, улучшить поверхность готовой конструкции, снизить расход цемента.

Замедлители по типу мытого бетона используются поверхностно для придания бетону фактуры декоративного камня. Лак наносят на свежеуложенный бетон на дорожки, площадки, лестницы и другие поверхности. Поверхностный замедлитель схватывания бетона можно сделать своими руками. 

Как ускорить схватывание бетона

Период схватывания зависит от марки, водо-цементного соотношения, температуры, влажности воздуха. Ускорение процесса может потребоваться для:

• организации бетонирования в зимнее время, чтобы уменьшить затраты на прогрев конструкции;
• более быстрого завершения работ, более ранней распалубки;
• производства большого количества тротуарной плитки и других мелких изделий;
• увеличения прочности материала.

Уменьшить время застывания можно с помощью снижения воды или добавления присадок в бетон для быстрого схватывания. Присадки повышают растворимость компонентов цемента, и образование камня проходит активнее. 

Ускорители производят на основе калия, кальция, натрия, фосфора и других веществ, каждое из которых влияет на качество бетона. Например, добавки на основе карбоната калия придают материалу пористую структуру, на основе хлористого кальция нельзя использовать для изделий с тонкой арматурой. Отличными качествами обладают комплексные добавки, в составе которых находится несколько активных компонентов.