Jak zvýšit pevnost betonu po nalití?

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.

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

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.

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.

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

Katalog produktů CEMMIX

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.

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.

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%.

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.

Katalog produktů CEMMIX

Tekuté sklo Liqui, 5l

Univerzální ochranný impregnační prostředek na beton a jiné stavební materiály.