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

Pokud je nutné pokračovat ve výstavbě dříve než za 4 týdny, jsou nutné urychlovače tuhnutí

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

Pro zimní stavební práce jsou nutné urychlovače betonu

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.

Urychlovací přísada je potřebná pro včasné odbedňování a při výrobě kusových betonových výrobků (dlažebních desek)

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.

Zrání betonu s vysokým a nízkým obsahem W/C

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.

READ
Jak můžete ovládat chytrou domácnost?

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.

betonový ukládací stůl

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.

Vliv sody na pevnost betonu

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.

READ
Jak fólie odráží teplo?

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!

Moderní beton bez použití speciálních chemických přísad je prostě nemyslitelný.

Moderní beton bez použití speciálních chemických přísad je prostě nemyslitelný

Jedním typem přísad jsou přísady, které ovlivňují tvrdnutí betonu. Zvažme, v jakých případech je potřeba urychlit nárůst pevnosti betonu, kdy je použití přísad opodstatněné a jak přísady vybírat.

Kdy je nutné použití urychlovacích přísad?

Jak víte, beton začíná smícháním cementu s vodou, pískem, drceným kamenem a různými přísadami. V tomto okamžiku se chemické sloučeniny rozpustné ve vodě obsažené v betonu začnou mísit s vodou za vzniku roztoku a začíná tvorba krystalické struktury betonu.

Proces má dvě hlavní fáze:

  1. fáze nastavení, která za optimálních podmínek začíná po dvou hodinách a trvá asi hodinu (v této době je zachována pohyblivost roztoku);
  2. fáze otužování, která začíná po ztuhnutí a trvá do dosažení návrhové pevnosti betonu (po 28 dnech za optimálních podmínek) a dále.
READ
Jak připravit místo pro dlažební kostky?

Obecně platí, že proces tvrdnutí a zpevňování betonu není lineární. Nejvyšší rychlost má hned po položení, pak postupně klesá

Rychlost tvrdnutí betonu

Důležité!

Za optimální podmínky pro tvrdnutí betonu a nárůst pevnosti se považuje teplota vzduchu od +18 do +22°C a vlhkost blízko 100%. Je třeba vzít v úvahu, že u tenkostěnných konstrukcí bude teplotou vytvrzování teplota okolí. Pokud uvažujeme velké monolitické konstrukce, teplota se měří v tloušťce betonu, protože tam je vyšší. Nárůst teploty je způsoben tím, že hydratační reakce probíhají s uvolňováním tepla a čím větší je struktura, tím více tohoto tepla.

V procesu nabírání síly prochází roztok fází tuhnutí, poté začíná fáze tuhnutí. Přibližně za 7–10 dní je dosaženo stahovací síly. Pro práci v mrazu je důležitým bodem dosažení kritické pevnosti (30–50 % návrhové pevnosti, stanovené projektovou dokumentací), po které již nízké teploty nepůsobí negativně na beton.

Při betonářských pracích tak musíte neustále čekat, až beton dostatečně ztvrdne, abyste mohli odstranit bednění, přejít k betonáži další úrovně konstrukce nebo zatížit hotovou konstrukci. V komerční výstavbě to může znamenat prostoje lidí a zařízení.

Urychlení tvrdnutí a zvýšení pevnosti betonu může být vyžadováno v následujících případech:

  1. potřeba urychlit výstavbu;
  2. zvýšení obratu bednění;
  3. optimalizace pevnosti betonu;
  4. výroba velkého množství kusového zboží;
  5. betonáž při teplotách pod nulou, kdy kritické pevnosti betonu musí být dosaženo v krátké době.

Faktory, na kterých závisí rychlost tvrdnutí betonu

Graf ukazuje, jak rychlost, kterou beton získává pevnost, závisí na teplotě vzduchu.

Tvrdnutí betonu při různých teplotách

Ale nejen teplota a vlhkost vzduchu ovlivňují rychlost, jakou beton získá pevnost. Ovlivňují také následující aspekty:

  1. druh cementu podle složení;
  2. mletí cementu;
  3. čerstvost cementu;
  4. přítomnost tepelného a vlhkostního ošetření;
  5. poměr voda-cement roztoku;
  6. přítomnost speciálních přísad ve směsi.

Metody urychlení tvrdnutí betonu

Dnes existuje několik základních metod, které mohou zkrátit dobu potřebnou k tomu, aby beton získal pevnost. Některé z nich se používají již delší dobu, jiné jsou modernější. Výběr konkrétní technologie závisí na mnoha faktorech:

  1. konstrukční typ;
  2. čas;
  3. dostupnost určitých technologií nebo komponent;
  4. rozpočet stavby.

V každém jednotlivém případě se volí jiný způsob.

Změna poměru voda-cement

Jedná se o jednu z tradičních metod.

Je známo, že zvýšení množství cementu a snížení množství vody ve směsi vede k rychlejšímu získání pevnosti a vyšší pevnosti betonu.

Poměr vody a cementu ve směsi tedy můžete snížit různými způsoby:

  1. zvýšit hmotnostní podíl cementu ve vsázce konstantním množstvím vody;
  2. použít cement vyšší jakosti;
  3. snížit množství vody v betonové směsi.

V důsledku toho se však směs ukáže jako tužší, mohou nastat problémy s její homogenitou a zvýší se náklady na práci, čas a elektřinu na zpracování betonu. Během období počátečního nárůstu pevnosti se zvyšuje křehkost konstrukce.

READ
Jak se jmenuje stěrka na pokládku obkladů?

Další nevýhodou tohoto přístupu jsou zvýšené náklady. Protože cement je nejdražší složkou betonové směsi, zvýšení jeho hmotnostního podílu zvyšuje cenu betonu.

Superplastifikátory umožňují snížit množství cementu a vody v vsázce a zachovávají pohyblivost betonové směsi i při změně poměru voda-cement

Katalog produktů CEMMIX

Superplastifikátor CemPlast

CemPlast 5L

Univerzální superplastifikační a supervodu redukující přísada do betonu.

Tyto problémy lze vyřešit přidáním superplastifikátorů, které dokážou snížit množství cementu a vody ve směsi (úspora cementu může být 10–15 % bez ztráty pevnosti) a zachovat pohyblivost betonové směsi, i když voda-cement poměr se mění.

Aplikace speciálních cementů

Rychlost nabývání pevnosti betonu je pozitivně ovlivněna rychlým nasycením záměsové vody rozpustnými složkami cementu. Při rychlém nasycení probíhá krystalizační proces rychleji. Proto použití speciálních cementů, které rychle vstupují do hydratačních reakcí, urychluje vývoj pevnosti.

Jednak se jedná o jemně mleté ​​cementy nebo cementy, které prošly aktivační procedurou. Za tímto účelem podniky někdy nakupují speciální mlýny. Aktivace cementu se provádí běháním cementu s hrubým kamenivem v míchačce na beton (aktivace pomáhá i při použití starého cementu).

Za druhé, jedná se o cementy se speciálním složením:

  1. roztoky na bázi speciálních rychle tvrdnoucích portlandských cementů ve stáří dvou dnů vykazují pevnost o 50 % větší než roztoky na bázi konvenčních cementů;
  2. hlinitanové cementy umožňují betonu dosáhnout návrhové pevnosti již ve stáří tří dnů;
  3. sulfoaluminátové cementy umožňují betonu dosáhnout požadované pevnosti během několika hodin.

Nevýhodou této metody je vysoká cena speciálních cementů, proto se používá pouze ve speciálních případech.

Tepelná a vlhkostní úprava

Procesy tvrdnutí betonu jsou přímo ovlivněny teplotou a vlhkostí. Za optimální se považuje teplota +18–22 °C a její zvýšení zvyšuje rychlost hydratačních reakcí, ale pouze v případě, že zůstává vysoká vlhkost.

Pro urychlení vývoje pevnosti lze beton zahřívat různými metodami (elektrody, infračervené záření), instalovat ohřívače a zakrývat, aby se udrželo teplo, které se uvolňuje při chemických reakcích. Všechna tato opatření se uplatňují i ​​při zimní betonáži.

Aby se urychlil vývoj pevnosti, lze beton zahřívat různými metodami.

Pro zjištění, jak rychle beton při zahřátí získá svoji návrhovou pevnost, se používá Van Hoffův vzorec, podle kterého při zvýšení teploty betonové směsi o 10°C (v rozsahu od 0°C do 100°C) se rychlost procesů zvyšuje 2–4krát. Teoreticky, pokud beton při optimální teplotě vzduchu získá pevnost za 28 dní, když je zahřátý na 60 °C a vlhkost je udržována na 90 %, návrhová pevnost bude získána za 8 hodin.

V praxi beton prochází při zahřívání třemi fázemi:

  1. pomalé zahřívání na 60 °C (tři hodiny);
  2. expozice při teplotě 60 °C (šest hodin);
  3. postupné ochlazování (tři hodiny).

Celkem proces trvá 12 hodin, ale to je nesrovnatelné se 4 týdny.

Zajímavé!

Pravidlo funguje i v opačném směru: s klesající teplotou se procesy vytvrzování roztoku zpomalují. Takže při +10° C může získání konstrukční pevnosti trvat 2–3 měsíce.

Tepelná a vlhkostní úprava je považována za jednu z nejdostupnějších metod urychlení nárůstu pevnosti betonu, vyžaduje však speciální vybavení a v některých případech i cenu elektřiny. Kromě toho je nutné kontrolovat teplotu roztoku, aby se zabránilo vzniku teplotního gradientu, který může vést k praskání betonu.

READ
Jaká je nevýhoda železobetonových pražců?

Přidání mikrosiliky

Jedná se o jednu z moderních metod urychlení nabírání pevnosti betonu.

Microsilica je ultrajemný materiál na bázi oxidu křemičitého. Reaguje s jednou ze složek cementu – vápnem, poskytuje zvýšení pevnosti betonu ve stáří 1-2 dnů o 50-70%.

Mikrosilika se přidává do směsí spolu se superplastifikátory

V tomto případě jsou dva problémy:

  1. Mikrosilika je obtížně komerčně dostupná, protože se používá k výrobě speciálních komplexních přísad.
  2. Mikrosilika má vysokou spotřebu vody. Při přidávání do směsi budete muset přidat vodu, ale problém je v tom, že přebytečná voda snižuje pevnost betonu. Proto se mikrosilika přidává do směsí spolu se superplastifikátory.

Aplikace speciálních urychlovacích přísad

Urychlovače tvrdnutí betonu jsou chemické přísady, které regulují kinetiku tvrdnutí betonové směsi. Jejich vlastnosti jsou upraveny ustanovením 24211 GOST 2008-4.1.2, podle kterého by takové přísady měly zvýšit pevnost betonu starého 30 hodin nejméně o XNUMX%.

Podstatou práce speciálních urychlovacích přísad je, že zvyšují smáčivost komponent, urychlují hydratační reakce a zajišťují zvýšenou homogenitu směsi.

V závislosti na tom, jak přesně přísady ovlivňují betonovou směs, jsou rozděleny do následujících typů:

  1. přísady, které zvyšují rozpustnost složek betonové směsi, ale nereagují se složkami směsi;
  2. přísady, které aktivují hydratační reakce;
  3. přísady, které vstupují do výměnných reakcí s cementovými složkami za vzniku gelů hydroxidu vápenatého;
  4. přísady, které podporují uvolňování tepla během hydratačních reakcí.

Všechny tyto typy přísad snižují také bod tuhnutí vody ve směsi.

Zajímavé!

Některé z těchto přísad se používají i při zimní betonáži, protože snižují bod tuhnutí vody v betonové směsi.

Nejběžnějšími přísadami urychlovačů jsou následující chemické sloučeniny (urychlovače):

Je však třeba mít na paměti, že takové přísady je nutné dávkovat velmi opatrně, protože mohou vést k výkvětům. Navíc chloridové soli (CaCl, KCl) a sírany způsobují korozi výztuže, a proto nejsou vhodné pro železobetonové výrobky.

Dalším typem aditiv jsou pěnotvorná a plynotvorná aditiva. Nasávají vzduch do betonové směsi a umožňují tak vznik pórobetonu (například pórobetonu). Nejčastěji se jako taková přísada používá hliníkový prášek, který za přítomnosti vody reaguje s cementem a vytváří hlinitan vápenatý, což je silný urychlovač tuhnutí betonu. Beton ztvrdne během několika minut a vznikne porézní materiál.

Komplexní urychlovací přísady

Abychom byli spravedliví, je třeba poznamenat, že v moderním stavebnictví se používají speciální chemické přísady, které nemají nevýhody urychlovacích solí.

CEMMIX Liqui se nejčastěji používá při provádění oprav.

Katalog produktů CEMMIX

Tekuté sklo Liqui, 5l

Tekuté sklo Liqui, 5l

Univerzální ochranný impregnační prostředek na beton a jiné stavební materiály.