Схоплювання і твердіння бетону

Коли бетон взаємодіє з водою, він твердне і стає цементним каменем. Однак для впливу на цей процес необхідно розуміти, що відбувається: як виникає твердіння, від яких чинників воно залежить. Вивчення стадій гідратації дозволяє вченим створювати добавки для бетону. прискорюють схоплювання і поліпшують його властивості.

Вигоди від застосування добавок

Підприємства, що виробляють залізобетонні вироби або випускають товарний бетон. користуються згаданими добавками і отримують відчутні переваги. Адже добавки дозволяють:

• зменшити споживання електрики і газу, оскільки терміни пропарювання ЗБВ скорочуються;
• знизити трудовитрати на вібрацію;
• збільшити швидкість обертання опалубки (формоснасткі);
• заощадити цемент;
• поліпшити експлуатаційні якості товарного бетону і ЗБВ.

Стадія схоплювання бетону

Ця стадія займає невеликий відрізок часу - кілька годин. Скільки саме буде проходити схоплювання, залежить від температури навколишнього середовища. Еталоном вважається температура 20 градусів Цельсія - це так звана розрахункова температура. Вона дозволяє бетону / цементу схопитися через 2 год після замішування розчину. Сам процес схоплювання займає 1 ч. Тобто приблизно через 3 години після замішування можна сказати, що бетон / цемент схопився. Але якщо температура дорівнює 0 градусів, дана стадія займає 15-20 ч. Та й початок схоплювання при нульовій температурі доводиться на 6-10-ту годину після замішування суміші. А ось при високих температурах картина зворотна - пропарювання ЗБВ в спеціальних камерах дозволяє прискорити схоплювання до 10-20 хв.

На цій стадії можна перешкодити бетону / цементу остаточно тверднути. Адже розчин ще залишається рухомим, і якщо його постійно помішувати, процес схоплювання затягується - діє механізм тиксотропії. Тому розчин доставляють в бетоносмесителе, що здійснює безперервне обертання суміші. Так зберігаються її основні властивості, а майбутня надійність і міцність бетону / цементу нітрохи не зменшується.

Однак надмірне затягування часу обертання негативно позначається на якісних характеристиках бетону / цементу. На жаль, такі випадки бувають - коли форс-мажорні обставини не дозволяють вилити розчин в опалубку, і суміш доводиться зводити в бетоносмесителях протягом 10-12 ч. Особливо неприйнятними подібні ситуації при жаркій погоді, адже висока температура повітря сприяє швидкому схоплюванню бетону / цементу . Безперервне обертання не дає суміші твердеть, проте в ній відбуваються незворотні зміни, аж ніяк не поліпшують експлуатаційні характеристики.

Стадія твердіння бетону

Як тільки стадія схоплювання бетону / цементу закінчена, настає стадія твердіння. Суміш лежить в опалубці, вона схопилася і тепер твердне. Оскільки в нормативах прописано час твердіння 28 днів, багато хто вважає, що це остаточний термін. Насправді процес тверднення і набуття міцності товарного бетону або ЗБВ йде роками. 28 діб - це регламентований термін, що дозволяє використовувати бетонні вироби з певною гарантією. За ці чотири тижні міцність бетону / цементу наростає досить динамічно, а далі збільшення твердості відбувається малими темпами. Так виходить завдяки що входять до складу суміші компонентів, що забезпечує її гідратацію.

компоненти бетону

При замішуванні цементного / бетонного розчину його основні компоненти вступають в реакцію з водою. На стадіях схоплювання і твердіння їх поведінку істотно відрізняється. Одні інгредієнти відразу ж при замішуванні вступають в реакцію з рідиною, інші - через час, треті не проявляють активності зовсім. Ось компоненти бетонної / цементної суміші:

• трёхкальціевий силікат - C3S;
• двухкальціевий силікат - C2S;
• трёхкальціевий алюмінат - C3A;
• четирёхкальціевий алюмоферріт - C4AF.

Роль трёхкальціевого силікату

Мінерал C3S (формула 3СаО х SiO2) сприяє наростанню міцності бетону / цементу не тільки протягом 28 днів, але і набагато довше. Хоча, звичайно, найбільш значущий внесок в справу міцності С3S робить в перший місяць існування бетонної або залізобетонної конструкції. Трёхкальціевий силікат виділяє тепло, коли в суміш додають воду, потім нагрівання припиняється на нетривалий час і поновлюється з початком стадії схоплювання. Вся ця стадія йде з виділенням тепла, а в процесі твердіння температура поступово знижується. Саме трёхкальціевий силікат грає головну роль в придбанні будматеріалом міцності незважаючи на те, що в першу добу після замішування суміші в ній більш активно діє інший компонент - С3А.

Трёхкальціевий алюмінат - найшвидший компонент

С3А (формула 3СаО х Аl2O3) посилено працює з самого початку стадії схоплювання. У перші дні життя бетонної / цементної конструкції він сприяє стрімкому наростанню міцності - його швидкість реакції в період схоплювання величезна. А ось в стадії твердіння і надалі наборі міцності він практично не бере участь.

Двухкальціевий силікат - помічник на стадії твердіння

C2S (формула 2CaO x SiО2) протягом перших чотирьох тижнів не діє. Стадія схоплювання і первинний період твердіння цементу відбуваються без його участі. До кінця першого місяця активність його «родича» - трёхкальціевого силікату - згасає. І двухкальціевий силікат вступає в активну фазу. Його благотворний вплив на міцність бетону / цементу триває роками, сприяючи наростанню цієї якості. До речі, період «сплячки» C2S можна значно скоротити, якщо використовувати спеціальні добавки в бетонну / цементну суміш.

Інертність четирёхкальціевого алюмоферитів

C4AF (формула 4CaO x Al2O3 x Fe2O3) - мінерал, практично не грає ролі в наборі міцності і твердінні бетону / цементу. Тільки на самих пізніх термінах тверднення він впливає на збільшення міцності конструкції. Однак вплив це незначно.

Всі ці компоненти вступають в хімічну реакцію з водою при замішуванні. Дана реакція сприяє збільшенню, зчепленню і осадження кристалів мінералів, так що гідратація бетону / цементу - це кристалізація суміші.

Удосконалення якостей бетону

Численні лабораторії і інститути детально вивчають процес гідратації в цілому і окремі його етапи. Завдяки цьому виробники можуть впливати на багато показників:

• початок і кінець схоплювання суміші;
• її рухливість;
• морозостійкість;
• водонепроникність;
• стійкість до корозії;
• міцність і т.д.

Основна роль в наданні такого впливу належить спеціальним добавкам в бетон / цемент. А сучасне обладнання, яке здійснює точне дозування і ретельне перемішування, допомагає досягти відмінних результатів по однорідності складу бетону / цементу.

Схожі статті

• Умови тверднення бетону і догляд за ним