kiekis.lt – statybinių medžiagų skaičiuoklės
Objektas
Meniu
BKT-100

Betono kietėjimo laikas ir stipris

Pasirinkite betono ir cemento klasę bei temperatūrą. Parodysime, kiek procentų stiprio betonas turi po kelių parų, kada pasiekia 50, 70 ir 100 % stiprio, kada praktiškai galima nuimti KlojiniaiLaikina lentų ar plokščių forma, į kurią pilamas betonas, kol jis sukietėja.Visi terminai žodynėlyje ir kada betonas jau atlaikys šaltį. Jei temperatūra keičiasi, išplėstiniame režime įveskite ją pagal laikotarpius.

Pagrindiniai laukai; kiti – numatytieji.
pavyzdiniai duomenys: Garažo perdanga lapkritį: C30/37, CEM 42,5 R; pirmos 3 paros apie +8 °C, paskui 4 paros +2 °C, 2 paros šąla iki −3 °C, vėliau apie +4 °C
Betonas
Konstrukcija
tik parodo, kurie klojiniai svarbiausi
Temperatūra ir laikas
Po 7 parų
73 %f_cm ≈ 24,1 MPa iš 33
70 % stiprio
6,0 d.23,1 MPa
Klojiniai
6 val.šoniniai: ≥ 2 MPa
Atlaiko šaltį
12 val.≥ 5 MPa

Pamatų juostos šoniniai klojiniai: pagal CIRIA 136 vertikalius klojinius nuimti galima, kai stipris ne mažesnis kaip 2 N/mm², kad nebūtų pažeistas paviršius – pagal skaičiavimą po 6 val.. Nuėmus klojinius betoną toliau saugokite nuo išdžiūvimo ir šalčio (EN 13670 priežiūros klasės). (Vertikalių klojinių nuėmimas: CIRIA Report 136)

Pirmųjų parų rezultatas orientacinis: EN 1992-1-1 3.1.2(5) nurodo stiprį iki 3 parų tikslinti bandymais. Praktikoje vertikalūs klojiniai nuimami ne anksčiau kaip po 12 val. (BS 8110, kai 16 °C ir šilčiau), o betonas bent 48 val. laikomas ne šaltesnis kaip +5 °C, kad pasiektų 5 N/mm² (Roadstone). (EN 1992-1-1:2004)

50 %70 %100 %00142842paros7 d.: 73 %20 °C
Vidutinio gniuždomojo stiprio f_cm(t) dalis nuo 28 parų stiprio pagal LST EN 1992-1-1 (3.2) su temperatūros koreguotu amžiumi (B.10); punktyras – tas pats betonas 20 °C temperatūroje. Kreivė vidutinė – tikrasis stipris tikrinamas bandiniais.

Kada pasiekiamas stipris

Ko reikiaStipris f_cm(t)Pasiekiama poŠaltinis
50 % 28 parų stiprio16,5 MPa (50 %)≈ 2,5 d.EN 1992-1-1:2004
70 % 28 parų stiprio23,1 MPa (70 %)6,0 d.EN 1992-1-1:2004
100 % – 28 parų stipris33 MPa (100 %)36 d.EN 1992-1-1:2004

Klojiniai ir šaltis

Ko reikiaStipris f_cm(t)Pasiekiama poŠaltinis
Vertikalius (šoninius) klojinius galima nuimti2 MPa (6 %)≈ 6 val.Vertikalių klojinių nuėmimas: CIRIA Report 136
Atlaiko vieną užšalimą5 MPa (15 %)≈ 12 val.Sika UK
Perdangos apačios klojiniai (gairė, ramsčiai – pagal projektą)10 MPa (30 %)≈ 26 val.Perdangos apačios klojiniai: BS 8110

Ribos MPa – praktinės gairės: vertikaliems klojiniams 2 N/mm² (CIRIA 136), šalčiui 5 N/mm² (betono gamintojai), perdangos apačiai 10 N/mm² (BS 8110). LST EN 13670 tik nustato, kad klojinius galima nuimti, kai betonas pakankamai stiprus – konkretų laiką ir ramsčių nuėmimą nurodo projektas.

Stipris pagal dienas

ParosKoreguotas amžius t_T% nuo 28 d.f_cm(t), MPaf_ck(t), MPa
10,8299,5–
21,64514,8–
32,45417,9–
53,96621,813,8
75,57324,116,1
14118628,420,4
2116,59330,622,6
2822,1973224
5644,110534,725
9070,911036,225

Skaičiavimo eiga

  • C25/30: f_ck = 25 MPa, f_cm = f_ck + 8 = 33 MPa (LST EN 1992-1-1 3.1 lentelė); cementas N klasės – s = 0,25 (3.1.2(6)).
  • Temperatūra: 15 °C, daugiklis exp(−(4000 / (273 + 15) − 13,65)) = 0,788.
  • Koreguotas amžius (B.10): t_T = Σ daugiklis × Δt = 5,51 d. (7 realių parų).
  • β_cc = exp(s × (1 − √(28 / t_T))) = exp(0,25 × (1 − √(28 / 5,51))) = 0,731; f_cm(t) = 0,731 × 33 = 24,1 MPa; f_ck(t) = f_cm(t) − 8 = 16,1 MPa. Tas pats betonas 20 °C – 78 %.
  • Kada pasiekiama dalis p: t_T = 28 / (1 − ln p / s)², tada realios paros – pagal temperatūrą (atvirkščiai B.10). Didžiausias pagal modelį: e^s = 128 %.

Modelis vidutinis: jis tinka, kai betonas atitinka 28 parų klasę ir kietėja drėgnas. Tikrasis stipris priklauso nuo mišinio, priedų, konstrukcijos storio ir priežiūros – tikrinamas bandiniais ar pagal gamintojo duomenis. Šaltiniai – puslapio apačioje.

Kaip skaičiuojama

  • Stipris pagal amžių – LST EN 1992-1-1 3.1.2(6): f_cm(t) = β_cc(t) × f_cm (3.1), β_cc(t) = exp{s × [1 − (28 / t)^½]} (3.2). f_cm – vidutinis 28 parų stipris, f_cm = f_ck + 8 MPa (3.1 lentelė).
  • s pagal cemento stiprumo klasę: 0,20 – R (CEM 42,5 R, 52,5 N, 52,5 R), 0,25 – N (CEM 32,5 R, 42,5 N), 0,38 – S (CEM 32,5 N).
  • (3.2) formulė galioja 20 °C. Kitai temperatūrai amžius t pakeičiamas temperatūros koreguotu amžiumi pagal B priedo (B.10) formulę: t_T = Σ exp(−(4000 / [273 + T] − 13,65)) × Δt, taikoma 0–80 °C. Parą 10 °C temperatūroje formulė prilygina 0,62 paros 20 °C temperatūroje. EN 1992-1-1 tokį stiprio skaičiavimą numato šildomiems elementams (10.3.1.1(3)); vėsesniam orui taikome tą patį brandos principą, o žemiau 0 °C stiprio augimo nepriskaičiuojame.
  • Charakteristinis stipris f_ck(t) = f_cm(t) − 8 MPa, kai amžius 3–28 paros (3.1.2(5)); iki 3 parų stipris tikslinamas bandymais.
  • Ribos klojiniams ir šalčiui – vidutinis stipris f_cm(t): 2 N/mm² vertikaliems klojiniams (CIRIA 136), 5 N/mm² šalčiui (Sika, Roadstone), 10 N/mm² perdangos apačiai (BS 8110); EN 13670 priežiūros klasės – 35, 50 ir 70 % f_ck.

Pavyzdžiai

Pamatų juosta, 10 °C: C25/30 (f_cm = 33 MPa), cementas CEM 42,5 N (s = 0,25). Daugiklis exp(−(4000 / 283 − 13,65)) = 0,616, todėl 7 paros prilygsta t_T = 7 × 0,616 = 4,31 paros 20 °C temperatūroje. β_cc = exp(0,25 × (1 − √(28 / 4,31))) = 0,679, t. y. 68 % ir f_cm(7) ≈ 22,4 MPa (20 °C būtų 78 %). 70 % stiprio – po 7,7 d., 100 % – po 45 d., 5 MPa – po 15 val..

Perdanga lapkritį: C30/37, CEM 42,5 R; pirmos 3 paros apie +8 °C, paskui 4 paros +2 °C, 2 paros šąla iki −3 °C, vėliau apie +4 °C. Po 7 parų t_T = 3 × 0,557 + 4 × 0,408 = 3,31 paros, stipris jau didesnis nei 5 MPa, todėl šalnos betono nebepažeis; per šalčio paras stipris neauga.10 MPa pasiekiama po 20 val., po 14 parų – 78 % (29,6 MPa). Ramsčius nuimti vis tiek leidžia projektas.

Tai vidutinis modelis: tikrąjį betono stiprį konstrukcijoje lemia mišinys, priedai, elemento storis, priežiūra ir tikroji betono (ne oro) temperatūra. Svarbiems darbams stiprį tikrinkite bandiniais ar pagal betono gamintojo duomenis. Betono kiekį ir klasę pagal vietą rasite betono skaičiuoklėje, pamatų medžiagas – pamatų, perdangos – perdangos skaičiuoklėje.

Dažni klausimai

Kiek laiko kietėja betonas?

Stiprį, kuriuo žymima klasė (pvz. C25/30), betonas pasiekia per 28 paras, kai temperatūra 20 °C. Šaltyje – ilgiau: C25/30 su N klasės cementu 20 °C temperatūroje 70 % stiprio pasiekia po 4,8 d., 100 % – po 28 d.; 10 °C – po 7,7 d. ir 45 d.; 5 °C – po 10,0 d. ir 59 d.. Taip skaičiuojama pagal LST EN 1992-1-1 3.1.2(6) formulę ir B priedo (B.10) temperatūros koreguotą amžių.

Kiek džiūsta betonas?

Betonas ne džiūsta, o kietėja: cementas reaguoja su vandeniu, todėl stipris auga tik tol, kol betone yra vandens ir jis nesušalęs. Pirmas dienas betoną reikia saugoti nuo išdžiūvimo (dengti plėvele, drėkinti) – EN 13670 tai vadina priežiūra, jos trukmę nurodo priežiūros klasė: kol paviršius pasiekia 35, 50 ar 70 % charakteristinio stiprio. Paviršius gali atrodyti sausas jau po kelių valandų, bet stipris tada dar mažas.

Koks betono stipris po 7 dienų?

20 °C temperatūroje pagal LST EN 1992-1-1 (3.2): su greitai kietėjančiu R klasės cementu (pvz. CEM 42,5 R) – apie 82 % 28 parų stiprio, su N klasės (CEM 42,5 N) – 78 %, su lėtu S klasės (CEM 32,5 N) – 68 %. Šaltyje mažiau: C25/30 su N cementu 10 °C temperatūroje po 7 parų – apie 68 %, t. y. 22,4 MPa vidutinio stiprio vietoj 33 MPa.

Kada galima nuimti klojinius?

LST EN 13670 nurodo tik principą – klojinius galima nuimti, kai betonas pakankamai stiprus; laiką nurodo projektas. Praktinės gairės: vertikalius (šoninius) pamatų juostos ar sienos klojinius – kai stipris ne mažesnis kaip 2 N/mm² (CIRIA 136), bet ne anksčiau kaip po 12 val. (BS 8110); perdangos apačios klojinius – kai ne mažesnis kaip 10 N/mm² arba po 4 parų šiltu oru (BS 8110). 10 °C temperatūroje C25/30 su N cementu 10 MPa pasiekia apie po 33 val., tačiau ramsčius nuimti leidžia tik projektuotojas – perdanga turi atlaikyti savo svorį ir viršuje dirbamus darbus.

Ar galima betonuoti žiemą?

Galima, jei betonas nesušals anksčiau, nei pasieks apie 5 N/mm² – tada jis atlaiko vieną užšalimą (Sika, Roadstone). Klojamas betonas turi būti ne šaltesnis kaip +5 °C ir tokią temperatūrą išlaikyti bent 48 val. Žemiau 0 °C skaičiuoklė laiko, kad betonas nekietėja, nes (B.10) formulė taikoma 0–80 °C, o žemiau −10 °C hidratacija sustoja visai. Esant +3 °C C25/30 su N cementu 70 % stiprio pasiektų po 11 d., todėl šaltu oru betonas dengiamas, apšiltinamas ar šildomas, naudojamas greitai kietėjantis cementas ar gamintojo žieminiai priedai.

Kuo skiriasi cementas R, N ir S?

Raidė cemento žymėjime (pvz. CEM I 42,5 R, CEM II/A-LL 42,5 N) rodo, kaip greitai jis kietėja pradžioje. LST EN 1992-1-1 3.1.2(6) suskirsto: R klasė – CEM 42,5 R, CEM 52,5 N ir 52,5 R (s = 0,20, greičiausiai), N klasė – CEM 32,5 R ir 42,5 N (s = 0,25), S klasė – CEM 32,5 N (s = 0,38, lėčiausiai). Kokiu cementu pagamintas betonas, parašyta betono važtaraštyje ar gamintojo deklaracijoje.

Ar po 28 dienų betonas nustoja kietėti?

Ne – stipris auga ir toliau, tik lėčiau. Pagal (3.2) formulę betonas su N cementu po 90 parų (20 °C) būtų apie 112 % 28 parų stiprio, o didžiausia teorinė riba – e^s, apie 128 %. Tačiau projektuojant naudojamas 28 parų stipris, o EN 1992-1-1 draudžia vėlesniu stiprio augimu „pateisinti“ betoną, kuris po 28 parų nepasiekė savo klasės.

Šaltiniai