Влияние температурного режима на прочность бетона

Как вы уже поняли, повышение температурного режима ведет к ускорению и улучшению гидратации бетона, к повышению его твердости и прочности, особенно на раннем сроке застывания бетона. Но тем не менее, если происходит большое повышение температуры при ранних сроках застывания бетона, от 7 суток, возможны и негативнее последствия. Это можно объяснить тем, что когда происходит слишком быстрая гидратация, начинают образовываться продукты, качество которых носит плохую физическую структуру и поры бетона становятся незаполненными, что уменьшает его качество, прочность и твердость. При соотношении пространство и гель, мы понимаем, что повышается пористость, что ведет к уменьшению прочности по сравнению с цементным, пористым камнем, даже не смотря на то, что в нем процесс застывания происходил медленно.

При проведении опытов над бетоном, который хранился в водной среде при различных температурных режимах, на протяжении 28 суток, а затем помещен в температуру, приблизительно 22.8 град. Как и в случае опытов Прайса, влияние высокой температуры привело к повышению прочности в первые сутки застывания бетона, но далее, от 7 дней и до нескольких недель, прочность изменилась. Образцы, хранившиеся при различных температурах в первые 28 суток, показали лучшие результаты, чем те, которые выдерживались при более высокой температуре – 32.2 или 43.3. Последние показали, что чем выше температура хранения, тем ниже порог прочности, при более низких температурах – порог прочности более оптимален.
Если сравнивать бетон, который изготовили при 4.4 град, а хранили при -3.9 град., ровно четыре недели, а потом температуру повысили до 23.9, намного прочнее бетона, который постоянно хранился при стабильной температуре в 23.9 град.
На рисунке вы можете увидеть примеры кривых, которые выражают состояние бетона, с расходом портландцемента от 305кг/м.кв., при 4.5% наличия воздуха.
Такое же поведение бетона можно наблюдать, когда при строительстве используется модифицированный тип цемента или портландцемент. Если в бетон добавить хлористый кальций, тогда воздействие высоких температур, происходящее в период застывания, уменьшается.

Добавление хлористого кальция повышает прочность бетона, но и здесь есть подводный камень – весь процесс зависит от температуры, то есть ее повышения или понижения. К примеру, если при 12 град, происходит добавка 2%, то это повышает прочность одних суток на 140%, а если проводить добавку при 48.9 град. – повышается всего лишь на 50%.
Этот результат закономерен, так как гидратация, происходящая при высокой температуре, даже без катализатора, значительно выше. Лучше использовать хлористый кальций при низкой или нормальной температуре.

При проведении опытов Клигера, можно сделать вывод, что ранний возраст бетона имеет оптимальную температуру, при которой он застывает и становится прочным и крепким. Бетон, изготовленный в лаборатории из модифицированного или обычного цемента, таковой температурой, является 12.8 град, а для портландского – 4.4 град.
Но не забывайте и об одном ньюансе – после того, как произошел первый этап твердения, температура имеет влияние в один из интервалов твердения – высокий температурный режим увеличивает прочность.

Все эти исследования были проведены в лабораторных условиях, но ведь на стройке температурный режим может не соответствовать лаборатории.

Присутствуют и некоторые сопутствующие воздействующие факторы – солнечная радиация, влажность, скорость ветра и способы ухода. Не забываем и о том, что качество бетона напрямую зависит от температуры его самого. Если вы осуществляете уход за бетоном в ветреную погоду с помощью орошения водой, то такие методы приводят к значительной потере влаги смесью и температура бетона опустится. Было установлено, что происходящее после изготовления испарение благоприятно, так как происходит эффективное уменьшение соотношения воды и цемента. Но при высыхании поверхности бетона из-за сильного испарения – происходит образование трещин и усадка.

При строительстве в пустыне, прочность раствора уменьшается при достижении 30 град, а между 30 и 45 град, может произойти и некоторая деформация, но прочность не пострадает.

Такие же результаты бывают и во влажной окружающей среде без присутствия воздуха. Скорее всего, отсутствие или наличие воздуха и обуславливают результаты опытов Шалон и Клигера и скорее всего, мы пока еще не понимаем все воздействующие на бетон факторы и следует проводить дальнейшие опыты на строительных площадках при различных температурах.
Однако, можно сказать, что бетон, уложенный в летний период, имеет прочность ниже, чем тот, который был уложен зимой.