Hlavní otázka při výrobě betonu: jak dosáhnout konstrukční pevnosti v optimálním čase.
Uveďme si v obecné rovině, jak procesy tvrdnutí a vytvrzování probíhají a jaké faktory mohou vést k jejich změnám.
Procesní chemie
Cementový kámen je jako součást betonové směsi produktem hydratačních reakcí, ke kterým dochází při smíchání cementu s vodou.
Cement je hlavní složkou směsi; pevnost hotového betonu a rychlost jeho tvrdnutí závisí na jeho značce a poměru s vodou.
Důležité!
Vodocementový poměr (W/C) je poměr množství záměsové vody k množství cementu. Obvykle je to 0,3-05 a více.
Složení cementu zahrnuje sloučeniny, jako jsou křemičitany vápenaté, hlinitany a aluminoferity. Při smíchání těchto sloučenin s vodou začnou chemické reakce doprovázené uvolňováním tepla (díky kterému se zvyšuje rychlost hydratačních reakcí).
Důležité!
Čím rychleji je vodný roztok nasycen, tím lépe a rychleji dochází ke krystalizaci, tedy tuhnutí cementu. To je důvod, proč betony se sníženým obsahem vody tuhnou rychleji.
Proces vytvrzování betonu se skládá ze dvou fází:
Tuhnutí betonu za podmínek optimální teploty a vlhkosti prostředí začíná po 2 hodinách a probíhá poměrně rychle, do hodiny. V této fázi lze beton působit a zůstává pohyblivý.
Po skončení první fáze začíná otužování. Za optimálních podmínek je pevnost v odizolování dosažena 7.-10. den, vypočtená pevnost je dosažena po 28 dnech, pak nabírání pevnosti pokračuje ještě několik měsíců, ale velmi nízkou rychlostí.
Co určuje rychlost kalení
Faktory ovlivňující rychlost tuhnutí:
pevnostní třída (třída) cementu, pokud regulační dokument stanoví rozdělení do pevnostních tříd (tříd) v souladu s GOST 31108-2003 „Všeobecné stavební cementy. Specifikace “(staré označení – značka cementu (M)); 5.4.3 Označení musí být čitelné a musí obsahovat:
teplota, při které dochází k tuhnutí;
přítomnost tepelného a vlhkostního ošetření;
Kdy urychlit vytvrzování
Procesy tuhnutí a vytvrzování vyžadují zrychlení:
V případě potřeby provádějte stavební práce v zimě, abyste snížili náklady na vytápění betonu.
Když je potřeba předčasné svlékání.
V případě potřeby pokračujte ve výstavbě dříve než za 28 dní.
Pro výrobu velkého množství drobných betonových výrobků (výroba dlažebních kostek, dlažebních desek).
Pro optimalizaci síly.
Jak urychlit tvrdnutí betonové směsi
Existují různé způsoby, jak zvýšit rychlost vytvrzování.
Snížený poměr voda/cement
Snížení záměsové vody podporuje rychlou tvorbu koncentrovaného roztoku, ve kterém lépe probíhá krystalizace, což zkracuje dobu tuhnutí.
snížení pohyblivosti malty, což ztěžuje zpracování, hůře vyplňuje připravený objem a hotový beton může mít dutiny, což výrazně sníží jeho kvalitu;
příliš velké snížení W / C vede ke změně vlastností hotového výrobku (křehkost, snížená pevnost);
zvýšení ceny práce v důsledku zvýšené spotřeby cementu.
Snížení poměru voda-cement se současným přidáním změkčovadla
Aby se zabránilo negativním vlastnostem roztoku s nízkým W / C, přidává se do něj změkčovadlo. Umožňuje snížit W/C a zároveň zvýšit pohyblivost směsi, zvýšit rychlost vytvrzování a pevnost hotového výrobku.
Tepelně-vlhké zpracování výplní
Podle Van Hoffova vzorce má každé zvýšení teploty o 10 °C (v rozsahu od 0 °C do 100 °C) za následek 2-4násobné zvýšení rychlosti procesů.
Beton, který získá návrhovou pevnost při 20°C za 28 dní, teoreticky při teplotě 60°C a 90% vlhkosti by měl získat pevnost za 8 hodin. V praxi tento proces při této teplotě trvá 12 hodin.
Naopak s poklesem teploty beton tvrdne pomaleji až k úplné inhibici procesů.
Nevýhody metody: zpracování zvyšuje náklady na výrobu betonu.
Aditiva a jak fungují
Pro zvýšení rychlosti vytvrzování se do roztoku přidávají chemikálie:
chloridové soli (chlorid vápenatý, sodík);
Urychlovače tvrdnutí betonu zvyšují rozpustnost složek cementu; voda v roztoku je nasycena rychleji a krystalizace je aktivnější.
Podle požadavku GOST musí urychlovače zvýšit rychlost vytvrzování v první den alespoň o 30 %.
Sezónní specifika
Proces vytvrzování je přímo závislý na teplotě.
Optimální teplota je 20°C a vlhkost 90%.
V Rusku tato teplota netrvá dlouho. V létě se vzduch více ohřívá; od poloviny podzimu může teplota již klesnout na 0 °C a níže.
Vzhledem k tomu, že beton nabírá na síle téměř měsíc, může být práce náročná.
Důležité!
Některé soli urychlující tvrdnutí betonu jsou také nemrznoucí přísady.
Urychlovače tvrdnutí betonu se používají podle povětrnostních podmínek k zajištění optimálního urychlení tvrdnutí.
Například potaš nelze použít při kladných teplotách, protože prudce urychluje tuhnutí cementu, takže s ním nelze pracovat. Použití potaše při kladných teplotách je přípustné spolu s lignosulfonáty, které mají plastifikační účinek. V tomto případě se získají mobilní betony s výraznými protimrazovými vlastnostmi bez příliš rychlého tuhnutí.
Přidání potaše je užitečné při nízkých teplotách: chlad zpomaluje tuhnutí, zatímco potaš jej urychluje.
Uhličitan sodný (soda) funguje jako urychlovač rychlého tuhnutí betonu. Jeho aktivní působení může vést ke křehkosti hotových výrobků.
Nevýhody běžných urychlovačů tuhnutí betonu
Přidání urychlovačů tuhnutí betonu a urychlovačů tvrdnutí betonu závisí na teplotních podmínkách, použitých přísadách, účelu betonu a má mnoho nuancí.
některé přísady přispívají ke korozi betonu;
chloridy se v železobetonových konstrukcích nedoporučují, protože přispívají ke korozi výztuže;
na povrchu betonu se mohou objevit výkvěty;
potaš nelze použít v betonu s elektrickým vedením;
některé soli zvyšují rychlost tuhnutí, ale dále snižují pevnost betonu ve srovnání s betonem bez přísad.
Ve vážné konstrukci je lepší použít hotové komplexní přísady pro urychlení tuhnutí a urychlení vytvrzování. Jsou účinné, ekonomické (aplikují se v množství 0,5-1 %, některé až 4,5 % hmotnosti cementu) a jejich působení je předvídatelné a spolehlivé.
Komplexní aditiva jsou k dispozici v práškové i tekuté formě.
Běžné rychle tuhnoucí přísady:
řada plastifikačních přísad-urychlovačů Relamix,
Podle povahy vlivu na cementovou pastu se rozlišují následující typy přísad:
Přísady, které nereagují se složkami cementu, ale zvyšují jejich rozpustnost a snižují bod tuhnutí vody.
Aktivace procesů hydratace cementu smícháním přísady s částicemi cementu, které rozkládají silikátové složky cementu a zvyšují jejich rozpustnost ve vodě a snižují bod tuhnutí vody.
Urychlení procesů hydratace cementu způsobené výměnnými reakcemi, které vedou k tvorbě gelů hydroxidu vápenatého a snižují bod tuhnutí vody.
Přispívá k uvolňování tepla při hydrataci cementu a snižuje bod tuhnutí vody.
Tyto přísady lze rozdělit do následujících hlavních skupin:
Nastavte akcelerátory
Přísady, které zajišťují velmi rychlé primární tuhnutí betonové směsi. Například při provádění naléhavých oprav, rychlém utěsnění netěsností v betonových nádržích atd.
Mezi ně patří tekuté sklo, v sortimentu firmy tento materiál zastupuje CEMMIX Liqui.
Urychlovače vytvrzování
Jedná se o přísady do betonových a maltových směsí s komplexním účinkem, které umožňují snížit na polovinu sadu počáteční provozní pevnosti a konečné pevnosti. Jejich použití urychluje pevnost odizolování a obrat nástrojů a bednění, což má další výhodu ve zkrácení doby výstavby. Velkým plusem je také schopnost aktivace zatuchlého cementu, což umožňuje použití cementu, který dlouho ležel ve skladu a ztratil svou aktivitu (adhezní schopnost s ostatními složkami malty) bez ztráty konečné pevnosti malty. betonová konstrukce.
Mezi naše přísady patří komplexní urychlovač tuhnutí CEMMIX CemFix.
Pěna a nadouvadla
Zajistit strhávání vzduchu do betonu a vytvoření jeho porézní struktury (pórobeton). Vedou ke snížení hmotnosti konstrukce, ale také k výraznému poklesu její pevnosti.
Nejběžnějším zástupcem je hliníkový prášek.
Při míchání betonové směsi s použitím hliníkového prášku dochází k jejímu okamžitému rozvibrování. Pod vlivem vibrací hliníkový prášek okamžitě reaguje s cementem a vodou. Výsledný hlinitan vápenatý (velmi silný urychlovač tuhnutí cementu) váže část volné vody z pěnobetonové matrice do krystalického hydrátu, přičemž se uvolňuje vodík a teplo. K tuhnutí a vytvrzení takové betonové směsi dochází během několika minut.
Množství přidaných aditiv stanoveno podle dostupných směrnic nebo na základě laboratorních testů. Při práci s nimi musíte dodržovat přesně doporučená dávkování a pak bude výsledek práce nejvyšší!
Potřebujete-li pomoci s použitím urychlovačů tuhnutí do betonu, výběrem nejlepší varianty nebo jinou radu, kontaktujte telefonicky na webu horkou linku CEMMIX!
Úlohou přísad urychlujících tuhnutí cementu a tuhnutí betonu je především aktivace procesu hydratace cementu, která vede k urychlené tvorbě submikrokrystalických hydratačních produktů s vysokou pevností. Mnohé z přísad – urychlovačů tuhnutí v důsledku výměnných reakcí s hydroxidem vápenatým nebo cementovými minerály aktivně ovlivňují hydrolýzu trikalciumsilikátu, zvyšují obsah vápníku a hydroxylových iontů v kapalné fázi cementu, což vede k přesycení.
ionizace systému těmito ionty a urychluje koagulaci a následně tvorbu krystalizační struktury hydrátových novotvarů.
Podle povahy dopadu na cementovou pastu se aditiva rozlišují:
• nereaguje se složkami cementu, ale zvyšuje jejich rozpustnost a snižuje bod tuhnutí vody;
• aktivace procesů hydratace cementu prostřednictvím
disperze jeho zrn, destrukce silikátových složek a zvýšení jejich rozpustnosti ve vodě;
• urychlení procesů hydratace cementu způsobené výměnnými reakcemi, které vedou k tvorbě hydroxidových gelů
vápník a snížit bod tuhnutí vody;
• přispívání k uvolňování tepla při hydrataci cementu a
snížení bodu tuhnutí vody.
Přísadami urychlovačů tuhnutí a tuhnutí betonu jsou zpravidla elektrolyty (soli, kyseliny, zásady), proto při rozpuštění těchto přísad ve vodě vznikají solváty – více či méně silné sloučeniny molekul přísady s vodou. V důsledku toho se mění chemické a fyzikální vlastnosti vody. Například při rozpuštění chloridu vápenatého ve vodě klesá bod tuhnutí vody tím výrazněji, čím vyšší je koncentrace rozpuštěné soli.
Urychlovače tvrdnutí, pokud jsou do betonové směsi přidávány v množství 0,5–3,0 % hmotnosti cementu, zintenzivňují hydratační procesy a příznivě ovlivňují tvorbu struktury cementového kamene.
Urychlením tvrdnutí betonu lze snížit spotřebu cementu, páry, zvýšit obrátkovost forem. Přísady jako chlorid vápenatý, chlorid-dusitan-dusičnan vápenatý, chlorid hlinitý, síran sodný během přirozeného tvrdnutí betonu při kladné teplotě zvyšují rychlost nárůstu pevnosti 3–4krát, což umožňuje získat beton po 24 hodinách od konec formování.
tón s 50-60% pevností při popouštění. Při použití těchto a některých dalších urychlovačů tvrdnutí pro beton vystavený napařování je možné zkrátit dobu trvání izotermického ohřevu 2krát nebo snížit spotřebu tepelné energie o 20% nebo snížit spotřebu cementu o 10– 15 %.
Hlavní typy urychlovačů tuhnutí betonu, které našly největší uplatnění při výrobě železobetonových konstrukcí. Optimální dávkování těchto přísad se pohybuje v rozmezí 1-3 % hmotnosti cementu a závisí na typu cementu, účelu konstrukcí, přítomnosti výztuže a řadě dalších podmínek. Jak je patrné z údajů v tabulce. 3.1, zavedení přísad urychlujících tvrdnutí zvyšuje pevnost betonu o 50-60 %, čehož lze využít ke snížení měrné spotřeby cementu nebo tepelné energie při napařování.
Nejběžnějším urychlovačem tuhnutí je chlorid vápenatý. Jeho schopnost zintenzivnit proces tvrdnutí betonu, kromě adsorpční interakce se zrny cementu, je vysvětlena schopností tvořit některé komplexní soli, zejména: oxychlorid a hydrochloraluminát a v přítomnosti sádry i hydrosulfoalumináty vápenaté. V tomto případě se hydroxid vápenatý váže na nerozpustné sloučeniny a urychluje se hydratace cementu.
Pozitivní vlastností chloridu vápenatého je schopnost mít urychlující účinek po celou dobu tvrdnutí a na všechny druhy cementů a také zvyšovat konečnou pevnost betonu. Negativní vlastností této přísady je uvolňování chloridových iontů, které způsobují korozi ocelové výztuže. Tuto nevýhodu lze částečně odstranit současným zaváděním inhibitorů koroze oceli jako je dusitan sodný nebo dusitan vápenatý do betonu. Ostatní přísady v této skupině mají následující vlastnosti. Chlorid sodný je méně účinný jako urychlovač, ale stejně nebezpečný jako posilovač koroze. Síran sodný urychluje tuhnutí pouze v počátečních fázích. Dusičnan vápenatý, dusitan-dusičnan a dusitan-dusičnan-chlorid vápenatý dávají v průběhu času zvýšení pevnosti a výrazně zvyšují odolnost betonu vůči vodě, sodné a draselné ionty mohou způsobit korozi betonu Vliv chloridu vápenatého na pevnost připraveného betonu na různých cementech a podrobených tepelnému zpracování je uveden v [8]. Chlorid vápenatý jako katalyzátor urychluje hydrataci C3S a C2S. Jeho vliv jak při běžném kalení, tak i během
napařování je stejné Technologie napařování s přídavkem chloridu vápenatého se liší. Při optimálním obsahu aditiva lze zkrátit dobu působení přípravků na polovinu. Optimální teplota pro napařování betonu na portlandských cementech klesá o 10–15°C. Maximálního účinku při použití chloridu vápenatého je dosaženo u betonů získaných z tuhých směsí a také u betonů s krátkým režimem napařování. S nárůstem měrného povrchu cementu (nad 400 m2/kg) se účinek chloridu vápenatého snižuje. Optimální obsah chloridu vápenatého v betonu na portlandském cementu je v rozmezí od 0,6 do 1,0 %. Práce [11] poskytuje údaje o studiu urychlovacího aditiva NNKhK při vynucování režimů tepelného zpracování železobetonových výrobků a konstrukcí pomocí technologie kazet a válcování za podmínek krátké předběžné expozice, vysoké rychlosti nárůstu teploty a krátkodobé izotermické expozice. . Aby takový proces proběhl bez zhoršení struktury betonu a jeho fyzikálních a mechanických vlastností, musí přísada zajistit progresivní zrychlení růstu pevnosti betonu. Přídavek NNKhK za výše uvedených podmínek ukázal vysokou účinnost. S nuceným tepelným zpracováním se zlepšila struktura betonu a zvýšila se pevnost výrobků. Toto je dos-
tigaetsya v důsledku urychlení rozpouštění slínkových minerálů a tvorby novotvarů v krystalickém srůstu.
Při použití urychlovačů tuhnutí a tvrdnutí přísad je třeba vzít v úvahu, že snížením elektrického náboje částic cementu a zkrácením doby jejich tuhnutí urychlují procesy hydratace a zhutňují strukturu cementového kamene v raných fázích jeho vzniku. . Účinnost přísad přitom závisí na obsahu trikalciumhlinitanu v cementu. Čím vyšší je obsah trikalciumhlinitanu, tím silnější je těsnící účinek přísad. Při použití vysokohlinitých cementů těsnící účinek
Účinek přísad se neprojevuje v důsledku rychlého tuhnutí cementu v jejich přítomnosti.
URYCHLOVAČ TVRDENÍ BETONU „PLASTIL-U“ – přísada, která podle GOST 24211-2003 patří do skupiny přísad urychlujících tvrdnutí betonu a zlepšuje následující vlastnosti: • zvýšení pevnosti betonu v tlaku o 1 den z 80 %; • zvýšení voděodolnosti o 3 stupně;
• dosažení mrazuvzdornosti betonu nad 300 cyklů;
• snížení záměsové vody z 20 %;
• výrazné zlepšení tvarovacích vlastností (zpracovatelnost, pohyblivost, neoddělitelnost, životaschopnost);
• nezpůsobuje korozi výztuže železobetonových výrobků.
Přísada “Plastil-U” je prášková a přidává se do betonu nebo malty
směsi v množství 2,0 % hm. cementu přímo do směsi před přívodem vody, nebo společně se záměsovou vodou. Balí se do papírových pytlů po 30 kg, možné je balení do “big bagů” po 500 kg. Aditivum je certifikováno Gosstroy of Russia (certifikát POCC RU. SL 10. S0000 7), má hygienický závěr Ministerstva zdravotnictví Ruské federace (č. 77.01.03.587.T.25341).
RELAXOL – TEMP 3.Určeno pro výrobu železobetonových výrobků za účelem zlepšení technologických vlastností betonových směsí, urychlení tvrdnutí betonu bez HME. Přísada je možné použít pro výrobu silničního betonu, transportbetonu pro různé účely.
Přísada zesiluje hydrataci cementů, podporuje růst rané pevnosti betonu a urychluje tvrdnutí v raných fázích. Nezpůsobuje korozi kování. Dávkování: od 0,8 do 2,0 % hmotnostních cementu na bázi sušiny. Dodává se v nádržích jako tmavě hnědá kapalina nebo jako pasta v 80 kg polyetylenových sudech. Hustota při 20 °C: 1,22 ± 0 g/cm03
, obsah chloridů – méně než 0,1 %, pH 8–9, dobře rozpustný ve vodě. Aditivum je skladováno ve vybavených skladech v uzavřených nádržích.
Záruční doba na skladování je 1 rok. Vyrobeno podle TU U V-2.7-19266746.001-96 (ve znění změny č. 1, 2) a TU 5870-029-00369171-02. Bez souhlasu výrobce se nedoporučuje míchat tuto přísadu s jinými přísadami. Účinnost přísady závisí na minerálním složení cementu a vlastnostech kameniva.
Optimální dávkování přísad se určuje experimentálně na použitých materiálech. Relaxol – TEMP 3 se injektuje záměsovou vodou při přípravě betonové směsi. Doba míchání závisí na typu míchačky betonu a dosažení požadovaného stupně homogenity směsi. Před aplikací přísady je třeba upravit složení betonu. Během krystalizace přísady je nutné roztok míchat za současného probublávání. Přísada splňuje hygienické a hygienické požadavky na stavební materiály a je chemicky stabilní látkou (sanitární závěry Ukrajiny č. 22/157, Ruska č. 77.01.03.587.P.20163.07.2). Složky obsažené v aditivu jsou klasifikovány jako nízkorizikové látky (třída nebezpečnosti 4).
EKOSAL L– přísada, která poskytuje rychlé a okamžité
tuhnutí a tuhnutí betonových směsí. Vhodné pro stříkaný beton.
Pro klasickou betonáž se nepoužívá.
BETODUR NA– přísada, která zajišťuje rychlé tuhnutí a
tvrdnutí betonových směsí s nemrznoucím účinkem. Neobsahuje chloridy. Vhodné pro normální beton, železobeton a předpjaté konstrukce. Zvyšuje počáteční a konečné hodnoty pevnosti betonu. Používá se při výrobě prefabrikátů, ale i při výrobě transportbetonu.
KAKODURje vysoce účinný urychlovač obsahující chloridy. Zároveň zvyšuje mrazuvzdornost betonu. Používá se pouze pro nevyztužené betony a prefabrikované betonové konstrukce (desky, bočnice atd.), výrazně urychluje proces výroby a je zvláště účinný při výrobě betonu v zimním období.
