Vrijeme postavljanja betona: kemijski i fizički modeli.
Koliko dugo je betonski set? Koji se procesi pojavljuju u njemu tijekom pretvorbe polu-tekuće otopine u kruti materijal? Kako temperatura zraka utječe na te procese? Shvatimo.
Uhvati: kemiju i fiziku
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»).
Razjasniti: svi procesi u betonu, strogo govoreći, to je ispravnije nazvati cementnu hidrataciju. Iz očitih razloga, daleko više kemijski otporni kvarcni pijesak i zdrobljeni kamen ne sudjeluju u reakciji.
Kemijski model
Kada Portland cement dolazi u dodir s vodom, istodobno počinju nekoliko kemijskih procesa, što rezultira konverzijom oksida, aluminija i kalcijevih soli u hidroaluminate i hidrosilikate.
Glavne su reakcije kako slijedi:
- 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
- Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
- 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.
Sve tri reakcije nastavljaju s otpuštanjem male količine topline. Kompletna hidratacija cementa zahtijeva miješanje s vodom u omjeru 1: 0.4; istodobno je oko 60% ukupne količine vode uključeno u stvarne kemijske procese. Preostali tekućina ostaje zaključana u stanicama budućeg betona, tvoreći svoju poroznu strukturu; isparava se u nekoliko tjedana ili čak mjeseci.
Paralelno s hidratacijom sastavnih cementnih minerala u masi betona, dogodit će se nekoliko sporijih reakcija koje postupno dovode do skupa čvrstih čvrstoća:
- Zamrznuti vapnenac Ca (OH) 2, u kombinaciji s ugljičnim dioksidom, postupno se pretvara u izdržljivi i slabo topljivi kalcijev karbonat CaCO3.
- Dodavanje silicijevog dioksida u ovu reakciju stvara manje izdržljive i stabilne kalcijeve silikate.
Fizički model
Kako izgleda proces u smislu fizičkih procesa koji se javljaju u masi betona?
| Vrijeme od početka hidratacije | Prolazni procesi |
| 5 minuta | Površina zrna cementa prekrivena je iglom sličnim kristalima kalcijevog aluminata 3CaO * Al2O3. |
| 6 sati | Kristali rastu do te mjere da počinju formirati zajedničku kristalnu rešetku. Prvi prostorni spojevi nastaju između zrna cementa. |
| 8-10 sati | 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 sata | Kalcijev silikati počinju pomicati aluminatnu rešetku, stvarajući svoju snažnu mrežu između krutih punila. |
| 28 dana | Kamen cement se sastoji od kalcijevog silikatnog kristala. Ekstrudirani su aluminati. |
Vrijeme reakcije
Općenito, koliko je vremena konkretne spojke jasno iz prethodne tablice. Nakon 6 sati, njegova masa prestaje biti pokretljiva; nakon jednog dana, gubi svoju plastičnost, ali ostaje krhka. Puno snage marke stječu materijal za otprilike mjesec dana.
Referenca: snaga robne marke odgovara maksimalnoj pritisnoj sili koju beton može izdržati bez uništavanja. Napor se mjeri u kilogramima po kvadratnom centimetru. Dakle, beton M200 mora izdržati 200 kgf / cm2, M300 - 300 kgf / cm2, M400 - 400 kgf / cm2 i tako dalje.
Međutim, gore navedena tablica vrijedi za tzv. Normalne uvjete: + 18-22ê pri relativnoj vlažnosti od oko 60%. Što se događa kada odstupanja u jednom ili drugom smjeru?
| odstupanje | Pod utjecajem |
| Spuštanje temperature | Na niskim temperaturama (od 0 do +18) brzina reakcije usporava; postavka može potrajati i do 5-7 dana. Kada temperatura betona pada ispod 0 stupnja, voda kristalizira, a hidratacija Portland cementa potpuno se zaustavlja. |
| Povećanje temperature | Do određene granice, reakcije se ubrzavaju; međutim, na 90 ° C i više, voda počinje isparavati iz njihove rastuće kristalne strukture brže nego što reagira s njom. Kao rezultat, ponovno se stvrdnjava. |
| Niža vlažnost | U suhom zraku voda brzo isparava od površinskog sloja betona, što dovodi do pada njegove čvrstoće i pojave pukotina. |
| Povećana vlažnost | Pri normalnoj temperaturi dovodi do povećanja konačne čvrstoće betona u odsutnosti pukotina. Kod povišenih temperatura do + 80 ° C u atmosferi zasićenom vodenom parom, skup od 60-70% snage traje samo 16 sati. |
Kako razina odstupanja od normalnog načina rada?
- U toplini i suhom vremenu, struktura u oplatu prekrivena je vlažnim pražnjenjem, mokrom piljevinom ili zalijevana vodom dva ili tri puta dnevno.
- Pri temperaturama do -5 ° C dovoljno je pokriti i, ako je moguće, izolirati mladi beton. Toplina koja se oslobađa tijekom hidratacije neće dopustiti da se voda zamrzne.
- Pri nižim temperaturama potrebno je zagrijavanje. Alternativa je uporaba zimskih stupnjeva betona koji, zahvaljujući posebnim aditivima, mogu podesiti na negativnim temperaturama.
Korisno je: zahvaljujući aditivima protiv smrzavanja cijena kubičnog metala povećava se samo za 100-300 rubalja po kubičnom metru. Zapravo, zimski se beton lako pripremiti vlastitim rukama: upute se svode na dodavanje posebnih aditiva protiv smrzavanja (na primjer, Antifreeze DS) u količini od 1% po masi cementa.
Korisne stvari
- Ukupna snaga može premašiti razinu, U normalnim uvjetima, čvrstoća betonske konstrukcije u 3 mjeseca doseže 120%.
- Možete ukloniti oplatu i hodati na monolit nakon 3-4 danaja. Obrada, gradnja zidova na betonskim temeljima itd. možda u 10-14 dana.
- Nije poželjno koristiti udaraljke dok ne dođe do pune snage., Ako je potrebno preraditi, poželjno je rezanje ojačanog betona s dijamantnim krugovima i dijamantnim bušilicama u betonu: u ovom slučaju ne možete se bojati pukotina i čipova.
zaključak
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).
Kao i obično, video u ovom članku sadrži dodatni materijal. Sretno!