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!
Proces tuhnutí betonu je důležitou součástí každého stavebního průmyslu. Úplný cyklus tuhnutí betonu je období, ve kterém beton získává své pevnostní charakteristiky za normálních teplotních a vlhkostních podmínek. Obvykle je tato doba 28 dní, ale po provedení postupů, které zvyšují ochranu betonu, například po ošetření hydroizolačním materiálem, je použití betonu povoleno po 7 dnech a odstranění bednění. Ale stojí za zmínku, že moderní výstavba se snaží minimalizovat dobu výstavby budov, protože Tempo růstu populace a potřeba bydlení se rychle zvyšuje. Tyto a některé další faktory způsobily, že chemická část stavebnictví stála před úkolem vyvinout opatření pro urychlené tvrdnutí betonu. Tomuto úkolu, způsobu jeho provedení a samotnému chemickému procesu tvrdnutí betonu se budeme věnovat v tomto článku.
Teplotní nebo fyzikální metoda urychlení tvrdnutí betonu
Jedním z nejoblíbenějších způsobů, jak urychlit tvrdnutí betonu, je zvýšení teploty. A možností může být několik. Jednou z nich je použití komor pro tepelnou a vlhkostní úpravu. Do těchto komor lze naložit relativně malý objem betonu, což může být užitečné především při výrobě kusových výrobků, například betonových bloků. Dalším způsobem, jak urychlit tvrdnutí betonu, je plošné vytápění. Zde je pole působnosti poněkud širší a tuto metodu lze použít při lití desek pro železniční nástupiště a mnoho dalších konstrukcí.
K pochopení principů chemických procesů uvnitř těla není třeba být akademik nebo dokonce hluboce ponořený do exaktních věd. Stačí pochopit, že čím vyšší je teplota, tím rychleji probíhá chemická reakce. Analogii lze nakreslit s našimi svaly. Před každým tréninkem svaly intenzivně prohříváme a prohříváme, teprve poté přecházíme přímo k tréninku. Tento proces zefektivňuje cvičení, protože při vyšších teplotách probíhají chemické reakce v těle, zejména oxidace bílkovin, mnohem rychleji. Podobné procesy probíhají v betonu. Vlivem zvýšení teploty se cementová malta rychleji spojí s pískem a hrubým kamenivem. To znamená, že soubor pevnostních charakteristik bude probíhat mnohem rychleji.
Aditiva jsou druhým nejoblíbenějším způsobem, jak urychlit reakci tvrdnutí betonu. Výhodou této metody je kromě zvýšení rychlosti tvrdnutí také zvýšení pevnostních charakteristik betonu. Existuje mnoho přísad pro urychlení chemické reakce, takže navrhuji zvážit některé z nich.
1) Elektrolytové soli. Požadavky na tyto přísady jsou uvedeny v GOST 24211-2008 a hlavním požadavkem na ně je dosažení 30% pevnostních charakteristik betonu v prvním dnu tvrdnutí. Je důležité si uvědomit, že pokud jde o železobeton, nemůžeme použít chloritany a sírany: velmi ovlivňují integritu výztuže během dalšího provozu, vědecky řečeno, vedou ke korozi výztuže, v důsledku čehož použití monolitických desek k nesení tahového zatížení se stává jednoduše nemožným. Takový beton rychle ztratí pevnost. Hlavním typem těchto přísad je vápenatá sůl kyseliny mravenčí. Patří k nejspolehlivějším a nejrozšířenějším v evropských zemích. Druhou oblíbenou přísadou je mravenčan sodný, i když jeho hlavním účelem je udržení teploty a zvýšení mrazuvzdornosti.
2) Mikrosilika. Chemický vzorec – SiO2. Hlavním způsobem jeho získávání je odpad z výroby hutních provozů. A druhou metodou je křemičitý písek, používaný do autoklávovaného pórobetonu. Písek sám o sobě nereaguje s vápnem. Je nutné, aby chemická reakce probíhala v autoklávu, jinými slovy vyžaduje vysoký tlak a teplotu. Ale mikrosilika má vysokou disperzi se složením podobným písku, což znamená, že pro interakci není potřeba žádný autokláv. Jedná se o nejlepší zpevňující a urychlující tvrdnoucí složku, která se používá v betonu od třídy M700. Portlandit, který vzniká spojením cementu a vody, aktivně reaguje s mikrooxidem křemičitým, čímž dochází k rychlé vytvrzovací reakci. Pro zvýšení zpracovatelnosti musíme také přidat vodu, protože mikrosilika, jak jsme již uvedli, je velmi rozptýlená látka. A přidáním vody měníme poměr voda-cement, což může mít opět negativní dopad do budoucna. Abychom toto množství vody snížili, musíme použít změkčovadla.
Ale stojí za to zmínit samostatně nevýhody použití takových přísad. Všechny jsou minerálního původu, což znamená, že budete muset pravidelně provádět činnosti zaměřené na boj proti výkvětům. Výkvěty, jak již bylo v našich článcích opakovaně zmiňováno, jsou metlou moderního stavebnictví a řada údržbářských služeb se jimi prostě nechce zabývat, protože. dělat to na „řemeslné“ úrovni je prostě k ničemu. Pro účinný boj s ním se vyplatí používat speciální vodoodpudivé prostředky ve fázi lití betonu a poté, spolu s aplikací hydroizolace, také aplikovat vodoodpudivou impregnaci. Tento soubor opatření je prostě nezbytný, pokud chcete prodloužit životnost betonové konstrukce alespoň na 50-70 let.
