Jak dlouho musí beton vytvrdnout, než se po něm dá chodit?

Otázka, jak dlouho beton schne, zajímá každého stavebníka, protože doba stavebních prací závisí na době tuhnutí a tvrdnutí směsi. Bez ohledu na typ objektu ve výstavbě, ať už jde o dočasnou budovu, garáž nebo vícepodlažní budovu, dodržení doby vytvrzování umožňuje vytvořit konstrukci, která má standardní pevnostní parametry. Pokud znáte přesnou dobu tuhnutí, můžete správně naplánovat stavební procesy a efektivně optimalizovat dobu výstavby budov.

Fáze sušení betonové malty

K vytvrzení roztoku dochází v důsledku hydratace, tedy reakce, která po nalití začíná probíhat mezi vodou a pojivovými složkami směsi. Podstatou chemického procesu je přeměna betonových složek na vápenatý hydrosilikát, který po konečném vysušení tvoří monolitický základ s vysokými pevnostními parametry.

Pro určení doby úplného ztuhnutí betonu je důležité pochopit, že všechny reakce, které se vyskytují ve složení, jsou obvykle rozděleny do dvou fází:

• uchopení – nastává asi hodinu po smíchání. Během této doby prvky roztoku reagují a samotná směs začíná ztrácet své mobilní a plastické vlastnosti.
• vytvrzování – znamená krystalizaci roztoku se značkovou sadou tuhosti a pevnosti. Doba tuhnutí závisí na povětrnostních podmínkách, proporcích a kvalitě složek roztoku.

Jak dlouho beton tuhne

Fáze tuhnutí roztoku trvá krátkou dobu. V průměru u nejoblíbenějších značek (M200, M300) nepřesáhne 1 hodinu při teplotě +20°C. Pokud je teplota nižší, čas se prodlouží na 4–5 hodin a v horkém počasí může zatažení trvat maximálně 20–30 minut.

Stavitelé musí vzít v úvahu dobu tvrdnutí betonu, protože hotová malta velmi rychle ztrácí svou plasticitu. Aby se předešlo možným problémům v budoucnu, používá se připravená směs ihned po smíchání. Často je dodáván na stavbu již hotový ve speciálních míchačkách betonu, které se nepřestávají míchat ani během přepravy.

Vytvrzovací procesy

Kalení je delší proces, který trvá v průměru až 28 dní. Ihned po ztuhnutí je roztok stále měkký, ale již se stává nepohyblivým. Postupně prochází krystalizací a získává potřebné ukazatele tuhosti. Sada síly se určuje podle plánu nebo pomocí vzorce:

Rn = R28(lgn/lg28), kde:

• Rn je síla roztoku;
• n je doba, která uplynula od naplnění směsi (ve dnech);
• R28 je značka stavebního materiálu.

Pevnostní parametry se určují až od třetího dne od okamžiku smíchání. Zjištění, jak dlouho beton tvrdne, věnujte zvláštní pozornost 7. a 28. dni. V průměru po 14 dnech od nalití dosahuje Rn 70 %.

Závislost tuhnutí na faktorech prostředí

Rychlost tuhnutí směsi může ovlivnit mnoho faktorů. Nejdůležitější z nich jsou teplota vzduchu, úroveň vlhkosti a značka použitého betonu.

teplota

Optimální teplota pro sušení roztoku je +20. +22 °C. Čím je vyšší, tím rychleji směs tuhne a tvrdne. Pokud teploměr ukazuje 0 °C nebo méně, hydratace se zastaví. V takové situaci musí stavitelé používat umělé metody tuhnutí, například přidáním chloridu draselného nebo zapnutím horkovzdušných pistolí. Při intenzivním žáru je nutné zvýšit vlhkost betonu, jinak se vlhkost ze směsi rychle odpaří a v důsledku toho se chemická reakce nespustí.

Chcete-li zjistit, jak dlouho betonový potěr schne venku při různých teplotách, podívejte se do tabulky.

Teplota roztoku, °C	Doba vytvrzení, dny
	3	5	7	14	28
50	70	84	95	–	–
40	64	75	85	–	–
30	57	68	76	95	–
20	50	60	69	87	–
10	42	51	59	75	91
	31	39	46	61	77

Влажность

Stupeň vlhkosti vzduchu má přímý vliv na hydratační procesy. Pokud je tento ukazatel příliš nízký, zmrazování se zpomaluje, pokud je vysoký, naopak se zrychluje. Pro běžné vysychání směsi je potřeba vlhkost v rozmezí 80 až 100 %. Při nízké vlhkosti lze její zvýšení zajistit navlhčenými pilinami nebo pískem, které překryjí tužidlo.

Betonová třída

Proces tuhnutí a tuhnutí je do značné míry ovlivněn složkami směsi a jejich poměry. Zejména, čím poréznější materiály jsou v roztoku, tím pomalejší bude odpařování vlhkosti. Hlavním faktorem z hlediska hydratace je značka betonu. Čím nižší je, tím méně intenzivní je sada pevnosti stavebního materiálu. I když těžší druhy tvrdnou rychleji, v každém případě se doporučuje, aby se hotová malta před nakládáním skladovala alespoň 28 dní.

Zvažte, jak moc ztvrdne beton nejoblíbenějších značek.

Označit	Síla stupně, %	Maximální pevnost, kgf/cm²	Doba mrazu, dny
M400	100	196,45	25
M300	60	360,18	14
M200	30	392,9	3

Co způsobuje porušení expoziční doby

Stavitelům se doporučuje, aby plně vydrželi dobu tuhnutí malty. Pokud jej zatížíte předem, může to v budoucnu vést k řadě problémů:

• Praskání – To platí zejména pro základy budov, které mohou být rozbité po celé výšce. Praskliny se často vyskytují nejen v základně, ale také ve stropech nebo stěnách a často jsou průchozí. Abyste se vyhnuli problémům se základem, je důležité vědět, jak moc beton v zemi ztvrdne. Zpravidla se bednění odstraňuje minimálně 2 týdny po nalití, jinak může dojít k poškození konstrukce.
• Deformace – Mezi časté problémy spojené s nedostatečnou dobou zrání betonu patří deformační procesy v základu, praskání podlahového potěru, tvorba třísek nebo promáčklin na stěnách.
• Dokončete poškození – vzniká po vnitřních nebo venkovních dokončovacích pracích. Pokud byl například dům postaven z nevyzráleného pórobetonu, může se ze stěn drolit omítka nebo se mohou odlupovat tapety. Pokud není doba tvrdnutí podlahového potěru v koupelně dostatečná, může se z něj následně odloupnout keramická dlažba.

Jak urychlit sušení směsi

Pokud doba výstavby běží, to znamená, že není možné čekat na konečné vytvrzení, nebo není možné zajistit optimální ukazatele vlhkosti a teploty, je přípustné použít metody, které pomáhají urychlit vytvrzení. Tyto zahrnují:

• ohřev roztoku při nízkých teplotách vzduchu (pára, elektřina atd.);
• použití přísad, které urychlují tuhnutí;
• kladení na povrch polyetylenu, který zachycuje teplo vznikající při hydrataci.

Provádění stavebních prací s použitím betonu vyžaduje v každé fázi zvláštní přístup. Pokud správně přistoupíte k načasování tuhnutí směsi, můžete dosáhnout zvýšené pevnosti budovy a vyhnout se problémům spojeným s její deformací v důsledku nedostatečné expozice.

Viktor Filoncev

Vzdělání:
NRU MSGU, Katedra pojiva a technologie betonu, 2003.

Pracovní zkušenosti:
12 let v oboru výroby betonu.

Současná aktivita:
nezávislé poradenství v oblasti stavebnictví.

Betonová směs je plastická hmota, ve které po uložení do bednění probíhají složité fyzikální a chemické procesy. V důsledku toho vzniká beton – pevný a odolný umělý kámen. U betonu jakéhokoli složení probíhá vývoj pevnosti ve dvou fázích – tuhnutí a tvrdnutí. Doba trvání každé fáze je určena mnoha faktory, z nichž hlavní jsou: složení směsi a podmínky teploty a vlhkosti. Ve standardní verzi trvá vývoj pevnosti značkového betonu 28 dní. Mnoho vnitřních procesů pokračuje po 28 dnech, ale jejich vliv na pevnost a další vlastnosti umělého kamene je obecně nevýznamný.

Doba tuhnutí betonu – standardní a upravená

Prvotní tuhnutí betonové směsi ve standardním provedení (při teplotě +20 °C a vlhkosti 95 %) se provádí během prvních dvou hodin po smíchání suchých složek směsi s vodou. Jednou z chemických složek betonu je trikalciumhlinitan 3CaO*Al₂O₃. Intenzivně reaguje s vodou a ovlivňuje tvorbu primárních vazeb v umělém kameni. Po dokončení nastavení nemá toto spojení vliv na pevnost materiálu.

Použití speciálních polymerních přísad zajišťuje velmi rychlé tuhnutí betonu – proces trvá několik desítek minut. Tato metoda se však obvykle používá pouze při hromadné výrobě železobetonových výrobků.

Doby tvrdnutí pro beton různých pevnostních tříd

Třída pevnosti betonu v tlaku	Přibližná doba tuhnutí, hodina
B 15 (M 200)	2-2,5
B 22,5 (M 300)	1,5-2
B 30 (M 400)	1-2

Nástup tuhnutí a doba trvání procesu jsou ovlivněny teplotou vzduchu. Jestliže při +20 °C tuhnutí obvykle začíná 2 hodiny po smíchání cementu s vodou a trvá hodinu nebo dvě, pak při teplotě 0 °C začíná tuhnutí 5-6 hodin po přípravě plastového výrobku a trvá 9-10 hodin. Příliš dlouhé tuhnutí má negativní vliv na konečné pevnostní charakteristiky. Vysoké okolní teploty vyvolávají urychlené tuhnutí směsi v důsledku rychlého odpařování vody, což také negativně ovlivňuje pevnost umělého kamene.

V jakých případech může být nutné oddálit nástup tuhnutí:

• Betonování v horkém počasí;
• přeprava továrně připravené plastové směsi na velké vzdálenosti;
• dlouhé doby cestování kvůli dopravním zácpám;
• výroba vysoce kvalitních směsí s vysokou koncentrací portlandského cementu;
• nalévání směsi po etapách, v tomto případě je nutné, aby si připravená, ale nepoužitá směs zachovala své výkonnostní charakteristiky.

Náhrady tuhnutí „Linamix“, „Poliplast Retard“, „Sika Retarder“ mohou zpomalit tuhnutí směsi a zároveň zachovat její výkonnostní vlastnosti. Tuhnutí lze zabránit neustálým mícháním směsi, takže plastová hmota je na vzdálená staveniště dodávána pomocí domíchávače betonu s neustále se otáčející nádobou. Ale doba, po kterou si směs zachovává své výkonnostní charakteristiky, i při míchání, je omezená, zejména v horkém počasí.

Urychlovače tuhnutí se používají při zimní betonáži a výrobě železobetonových výrobků. V tomto případě musí být přípustné množství přísad stanoveno v laboratorních podmínkách. Funkce urychlovačů tuhnutí a následného tvrdnutí betonu plní:

• síran sodný – ne více než 2% z celkové hmotnosti betonu;
• sůl kyseliny dusičné – ne více než 4 %;
• chlorid vápenatý – do 3 %.

Při zahřívání betonových výrobků v autoklávu pod vysokým tlakem se výrazně zkracuje doba tuhnutí a následné nabytí pevnosti. Pro zaručení efektivního tuhnutí betonu při zimní betonáži se spolu s přidáním urychlovačů používá předehřev směsi na +80°C a následně ohřev elektrickým proudem a párou, zakrytí tepelně izolačními materiály.

Tvrdnutí betonu – rychlost procesu v závislosti na podmínkách

Po ztuhnutí betonové směsi začíná fáze tvrdnutí, ke kterému dochází v důsledku odstranění volné vody ze směsi. Část kapaliny se vypařuje a část se váže na perzistentní chemické sloučeniny. Normální podmínky pro tvrdnutí betonu, zajišťující rovnováhu mezi odpařující se a vázanou vodou: teplota vzduchu – +18. +25 °C, vlhkost na povrchu betonové konstrukce – minimálně 90%. Požadovaných vlhkostních podmínek se dosáhne navlhčením betonového povrchu a jeho pokrytím hydroizolačními materiály – plastovou fólií nebo střešní lepenkou.

Zvýšená okolní teplota urychluje odpařování kapaliny, která narušuje úplnou hydrataci a tím se snižuje pevnost v tlaku a vytváří se nerovnoměrné pevnostní charakteristiky ve vnějších a vnitřních vrstvách betonové konstrukce.

Pokud beton během procesu tvrdnutí zmrzne, existují dva možné způsoby, jak mohou teploty pod nulou ovlivnit pevnost umělého kamene. Po zmrazení a následném rozmrazení ztrácí beton, který nedosáhl kritické pevnosti, své pevnostní charakteristiky o 50 %. Materiál, který dosáhl kritické pevnosti, po rozmrazení pokračuje v získávání pevnostních charakteristik až na standardní hodnotu. Kritická pevnost je vyjádřena jako procento značkové pevnosti betonu a závisí na jeho třídě:

• B 7,5, B 10 – 50 %;
• B15-B 27,5 – 40 %;
• In 30-In 40 – 30%.

Pokud mluvíme o masivních, silně zatížených betonových konstrukcích, pak se za kritickou pevnost bez ohledu na třídu betonu považuje 70 %.

Existuje další koncept pevnosti – odbedňovací pevnost, která je dostatečná pro odstranění bednění. Obvykle je to 70 % hodnoty značky, ale může mít jinou hodnotu uvedenou v projektové dokumentaci. Předčasné odstranění bednění negativně ovlivňuje pevnost umělého kamene a přeexponování prodlužuje dobu výstavby a její cenu.

Metody péče o čerstvě položený beton pro zajištění normálních podmínek tuhnutí a tvrdnutí

Dodržování pravidel péče o beton zajišťuje normální podmínky tuhnutí směsi a rozvoj pevnosti značky při optimální rychlosti. Opatření pro péči o betonovou konstrukci po nalití a zhutnění betonové směsi:

• Ochrana před příliš intenzivním odpařováním vlhkosti z povrchu betonového prvku, které vede k tlakovému rozdílu v tloušťce betonu a na jeho vnější části a následně ke vzniku trhlin. K tomu je blok pokryt plastovou fólií, střešní lepenkou nebo plachtou. Lze použít piliny a písek, pokud jsou pravidelně navlhčeny.
• Zajištění rovnoměrných teplotních podmínek v celém objemu betonu při jeho tvrdnutí. To je zvláště důležité při lití masivních konstrukcí. Soubor technologických opatření k vyrovnání teploty na povrchu a v tloušťce konstrukce je uveden v projektové dokumentaci. Může zahrnovat umělé chlazení povrchovým zavlažováním jednotky studenou vodou nebo systémem spirálových trubek.
• Ochrana před nízkými teplotami během tvrdnutí betonu na kritickou pevnost. Tato opatření jsou nezbytná pro zimní betonování. K zajištění normálních podmínek pro hydrataci cementu se používá: zavedení nemrznoucích přísad, izolace konstrukce tepelně izolačními materiály, vytápění ocelovými dráty, elektrodami, infračervenými paprsky, instalace skleníků s ohřátým vzduchem. Často se kombinuje několik technologických technik.

Jak dlouho trvá vytvrzení betonu v bednění?

Přibližnou dobu, za kterou beton nalitý do bednění dosáhne určité hodnoty pevnosti, lze určit z grafů a tabulek uvedených v regulačních dokumentech.

Tabulka závislosti doby nárůstu pevnosti pro beton třídy B 15-B 22,5 připravený s použitím cementu jakosti M400 a M500 na okolní teplotě

Doba kalení, dny	Průměrná denní okolní teplota, °C
		+5	+10	+20	+30
	Pevnost v tlaku jako procento standardní pevnosti značky
1	5	9	12	23	35
2	12	19	25	40	55
3	18	27	37	50	65
5	28	38	50	65	80
7	35	48	58	75	90
14	50	62	72	90	100
28	65	77	85	100	–

Přesný obraz o nárůstu pevnosti betonové konstrukce lze získat pomocí vzorků, jejichž tuhnutí a tvrdnutí se provádí za stejných podmínek jako u hlavního prvku.