Настройка на времето на бетона: химически и физически
Колко време отнема бетонът? Какви процеси се случват в него по време на превръщането на полутечен разтвор в твърд материал? Как влияе температурата на атмосферния въздух върху тези процеси? Нека да разберем.
Привличане: химията и физиката
Для начала давайте выясним, что это за процесс - схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью "Бетонные столбики – важный элемент строительства").
Ние уточняваме: всички процеси в бетон, строго казано, по-правилно е да се нарече хидратация на цимент. По очевидни причини много по-устойчив химически кварцов пясък и натрошен камък не са включени в реакцията.
Химически модел
Когато портланд циментът е в контакт с вода, едновременно се задействат няколко химични процеси, които се редуцират до превръщането на оксиди и соли на алуминий и калций в съответно хидроалуминати и хидросиликати.
Основните реакции са, както следва:
- 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
- Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
- 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.
И трите реакции протичат с освобождаването на малко количество топлина. Пълното хидриране на цимента изисква смесването му с вода в съотношение 1: 0.4; докато около 60% от общата вода участва в действителните химични процеси. Останалата течност остава задържана в клетките на бъдещия бетон, образувайки пореста структура; ще се изпари няколко седмици или дори месеци.
Паралелно с хидратацията на циментовите минерали в масата на бетона се осъществяват няколко по-бавни реакции, които постепенно водят до набор от бетони с трайност:
- Хидратираната вар Ca (OH) 2 във връзка с въглеродния диоксид постепенно се превръща в силен и слабо разтворим калциев карбонат CaCO3.
- Присъединяването към тази реакция на силициев диоксид генерира не по-малко стабилни и стабилни калциеви силикати.
Физически модел
Как изглежда процесът от гледна точка на физическите процеси в масата на бетона?
| Време от началото на хидратацията | Течащи процеси |
| 5 минути | Повърхността на циментовите зърна е покрита с игловидни кристали от калциев алуминат 3CaO * Al2O3. |
| 6 часа | Кристалите се разширяват толкова много, че започват да образуват обща кристална решетка. Между циментовите зърна има първите пространствени връзки. |
| 8-10 часа | Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов - своеобразного "ворса" из силикатов кальция. |
| 24 часа | Калциевите силикати започват да изместват решетката от алуминат, като образуват своя собствена силна мрежа между твърдите пълнители. |
| 28 дни | Циментовият камък се състои изцяло от кристали от калциеви силикати. Алуминатите са заменени. |
Време на реакция
В общем-то, сколько времени схватывается бетон - понятно из предыдущей таблицы. Через 6 часа его масса перестает быть подвижной; через сутки она утрачивает пластичность, но остается хрупкой. Полная марочная прочность набирается материалом примерно за месяц.
Отправна точка: Съответната якост отговаря на максималната сила на натиск, която бетонът може да издържи без да се счупи. Усилието се измерва в килограми на квадратен сантиметър. Така бетонът от марка M200 е длъжен да издържи 200 kgf / cm2, M300 - 300 kgf / cm2, M400 - 400 kgf / cm2 и т.н.
Въпреки това горната таблица е правилна за така наречените нормални условия: + 18-22 ° С при относителна влажност от около 60%. Какво се случва, когато има отклонения в една или друга посока?
| Отклонение | Влияние върху влиянието |
| Намаляване на температурата | При ниски температури (от 0 до +18) скоростта на реакцията се забавя; хващането може да отнеме до 5-7 дни. Когато температурата на бетона падне под 0 градуса, водата кристализира и хидратацията на Портланд цимент напълно спира. |
| Увеличаване на температурата | До определена граница реакциите се ускоряват; Обаче при 90 ° C и по-горе водата започва да изпарява нарастващата кристална структура по-бързо, отколкото реагира с нея. В резултат на това, наборът от сили спира отново. |
| Намаляване на влажността | При сухия въздух водата бързо се изпарява от повърхностния слой от бетон, което води до спад в неговата якост и появата на пукнатини. |
| Увеличаване на влажността | При нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 часа. |
Как да отстранявам отклоненията от нормалния режим?
- При топлина и сухо време конструкцията в кофража е покрита с мокро уплътняване, мокър стърготини или напоени два или три пъти на ден.
- При температури до -5 С, е достатъчно да се покрие и, ако е възможно, да се изолира младият бетон. Топлината, освободена по време на хидратацията, няма да позволи замръзването на водата.
- При по-ниски температури е необходимо отоплението му. Алтернатива е използването на зимни бетонни класове, които поради специални добавки могат да бъдат поставени при отрицателни температури.
Полезно: благодарение на антифризните добавки цената на кубичен метър се увеличава само с 100-300 рубли на кубичен метър. Всъщност е лесно да подготвите зимен бетон със собствените си ръце: инструкцията се свежда до добавяне на специални добавки против замръзване (например Antifreeze DS) в размер на 1% от масата на цимента.
Полезни малки неща
- Крайната сила може да надхвърли марката, При нормални условия силата на бетонната конструкция за 3 месеца достига 120%.
- За да премахнете кофража и да ходите по монолит, това е възможно след 3-4 дниАз съм. Обработка, монтаж на стени върху бетонна основа и др. може би за 10-14 дни.
- Преди серията пълна сила, не е желателно да се използват ударни инструменти, Ако е необходима обработка, за предпочитане е да режете стоманобетон с диамантени кръгове и диамантени пробивни отвори в бетон: в този случай не трябва да се страхувате от пукнатини и стружки.
Заключение
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью "Фибропенобетон: особенности и область применения").
Както обикновено видеоклипът в тази статия съдържа допълнителен материал. Успех!