Гидратация цемента — что это такое? Гидратация бетона

Гидратация цемента — что это такое? |

14.09.2015 profipol_dp Материалы

При смешивании цемента с водой присходит физико-химическая реакция, называемая гидратацией.

Гидратация вызывает твердение цементного клея и превращение его в прочный цементный камень.

Процесс твердения цементного камня (бетона) условно разделяется на две стадии:

схватывание (кристаллизация, загустевание),
твердение (набирание прочности)

Процесс схватывания начинается через 4-6 часов после смешивания цемента с водой и может длиться около суток, в зависимости от температуры окружающей среды.

Частички цемента начинают кристаллизоваться и связывают заполнитель цементного раствора или бетона (песок, щебень) между собой.

Бетон (раствор) начинает густеть, становится менее подвижным.

В зависимости от необходимости этот процесс можно ускорить или, наоборот, растянуть с помощью специальных добавок. Чаще всего это пластификаторы с комбинированными свойствами (ускоритель или замедлитель).

гидратация цемента

Условно говоря, через сутки начинается вторая стадия — твердение цементного камня (набор прочности). При идеальных условиях длится она 28 дней.

На начальном этапе ни о какой прочности не может идти и речи. Чатицы цемента кристаллизовались и скрепили заполнитель раствора вокруг себя, но эти соединения очень хрупкие и легко разрушаемые. При малейших механических воздействиях или подвижках эти соединения разрушаются и раствор уже никогда не свяжется и не затвердеет (не поможет и повторное заливание водой).

Пример 1: если походить по стяжке, которая только начала твердеть и набирать прочность, то разрушенные соединения раствора уже не схватятся между собой и стяжка начнет крошиться и высыпаться в этих местах.

Пример 2: кафель намного легче снять на следующий день после укладки, чем в сам день укладки. Пока клей вязкий плитку очень тяжело оторвать от стены (пола). На след.день клей кристаллизуется, но стоит только пару-тройку раз постучать по плитке кулаком (резиновым молотком), так она сразу легко снимется.

За первые 7 дней цементный камень набирает около 70% всей своей прочности, затем процесс твердения замедляется и за оставшиеся три недели он набирает еще около 20-25% прочности.

набор прочности цемента

Существует мнение, что бетон набирает прочность первые сто лет своей «жизни» и еще сто лет он ее утрачивает, т.е. через двести лет бетон может стать критично слабым и разрушиться (привет балконам на «екатерининках» и «сталинках»).

некачественный бетон

Но для того, чтобы бетон продолжал набирать прочность — он постоянно должен поддерживаться во влажном состоянии.

В первые 2-3 недели желательно периодически проливать его водой и, при жаркой погоде или на сквозняке, накрывать пленкой, чтобы влага не испарялась быстро.

Бетон (цементный раствор) должен застыть, а не высохнуть. Это огромная разница. В этом весь смысл.

Если влага испарилась или замерзла в растворе, то процесс набора прочности останавливается.

Поэтому принудительное высушивание стяжки просто не допустимо.

Забудьте об открытых настеж окнах и дверях, включении ТП, тепловентиляторов и т.п.

Это тоже интересно:

бетон, материалы, цемент,

profipol.dp.ua

Гидратация бетона | "Связьстрой"

Твердение бетона – это существеннейший, можно сказать, ключевой момент в создании всякой бетонной конструкции. И оно невозможно без качественной пропитки влагой.

Бетон обретает прочность благодаря взаимодействию цемента и воды. А у воды есть одно неприятное (в данном контексте) свойство – она испаряется в тепле, и замерзает на холоде. А чтобы бетон набрал необходимую прочность, в его составе должно быть достаточное количество именно жидкой аш-два-о. Существует такое понятие как «критическая прочность бетона», характеризующая пороговое значение, при достижении которого конструкция становится практически прочной и готовой к нагрузкам. У более дорогих марок этот порог наступает раньше. У более дешевых – позже. И собственно возникает проблема: как заставить воду достаточное время оставаться жидкой в бетоне?

Особенно чувствителен бетон к влаге в период своей «молодости» - первые пару недель после заливки. И чем раньше, тем более чувствителен, а первые дни и вовсе критически важны для его прочности. Поэтому в первое время необходимо предпринимать ряд мер по удержанию влаги в жидком виде в только что отлитом бетоне.

Так, если идет речь о теплой погоде, то наш главный враг – испарение. Процесс гидратации – именно так называется твердение бетона – замедлится или вовсе остановится под жарким летним солнышком, если мы будем стоять сложа руки. Бетону не станет хуже, если вы будете его поливать сверху водичкой, наоборот. Также отлично защищает от испарения банальная пленка ПВХ, которой накрывают теплицы – аналогия та же, влаге некуда деваться, она испаряется и сразу же вновь оседает на поверхности твердеющего бетона. Можно и просто накрыть бетон мокрой тряпкой, периодически смачивая её водой.

А вот если речь идет о морозе, то тут проблема несколько сложнее. Во-первых, банально полить сверху застывающий бетонный блок водичкой не сработает, потому что, если она начнет проникать внутрь и замерзнет на полпути, то быть беде. Из курса школьной физики всем хорошо известно, что вода, замерзая, расширяется. А это означает, что вашему бетону придет капут – лед клиньями взломает поверхность блока.

Поэтому, чтобы сохранять влагу в жидком состоянии, необходимо использовать или обогрев – опалубки с обогревом, электроды, обогревательные пушки, что дорого и по карману только строительной организации, производящей массовую застройку, или же использовать химикаты – противоморозные добавки. Что любопытно, иногда замерзание влаги в толще бетона не считают проблемой, так как с наступлением весны вода вновь становится жидкой, и процесс гидратации начинается с того места, на котором остановился. Это, конечно, любопытное явление, но следует понимать, что до завершения процесса отвердения такой бетон с замороженными внутри крупицами льда совершенно не прочен, и его эксплуатация и нагрузка может привести к плачевным последствиям, к тому же стройка будет простаивать до весны. И, тем не менее, такая технология имеет место быть.

Широко распространено использование противоморозных добавок, замедляющих процесс замерзания воды и снижающих температуру замерзания до минусовых двадцати-тридцати. Учитывая, что в Беларуси сильные заморозки бывают редко, а зимой все больше нас радуют дожди и туманы, то использование противоморозных добавок – это отличное решение.

Источник: http://www.molot.by

svyazstroi.ru

Гидратация цемента | полезная информация

Гидратация или схватывание цемента – это физико-химическое связывание воды и компонентов цементного порошка. Когда цемент смешивается с водой в полученном составе сразу начинают формироваться новые внутрикристаллические связи, прочность которых постепенно нарастает, что приводит к застыванию и затвердеванию смеси до состояния искусственного камня.

После завершения процесса гидратации цементный камень приобретает способность расширяться при нагревании так же, как сталь.

Цемент начинает схватываться примерно через 90 минут после смешивания порошка с водой. Поэтому необходимо доставить готовое цементное тесто на строительную площадку, используя автобетоносмесители, и осуществить его укладку за этот промежуток времени.

Расчет количества воды для полной гидратации цемента

Соотношение воды и цемента для полной гидратации смеси должно быть 2:3. Химически связывается примерно 25 % молекул воды, а остальные находятся в гелевых порах бетона в физически связанном виде. Если добавить в цемент меньше жидкости, чем нужно, цементные зерна не смогут полностью гидратироваться, даже если их полностью погрузить в воду. А если воды будет больше на 40 %, то в процессе связывания смеси образуются капиллярные поры диаметром примерно в 1000 раз больше, чем у гелевых. Большее количество жидкости обычно используется при производстве удобоукладываемого бетона. Точное соотношение воды и сухого цементного порошка всегда указывается в рецептуре приготовления бетонной смеси.

Для работы с бетонными смесями компания Putzmeister предлагает высококачественные автобетононасосы и другую технику. Для того чтобы узнать подробнее о продукции и услугах, Вы можете связаться с нашим отделом продаж, позвонив по телефону 8 (800) 707-19-58 и +7 (495) 775-22-37 или оставив заявку на сайте.

Источник: Concrete Technology for Concrete Pumps, с. 10-11.

www.putzmeister.ru

Массивные строительные элементы из бетона

Массивными строительными элементами из бетона называют детали и строительные элементы, минимальный размер которых составляет 0,80 м. Для определения размеров, конструкции, техники бетонирования и исполнения действуют стандарты DIN 1045 и DIN EN 206-1.

На раннем этапе процесса затвердевания ядро массивных элементов из бетона твердеет практически в адиабатических условиях, то есть почти без теплообмена, так как теплота гидратации, образующаяся в поперечном сечении элемента, явно превышает возможную отдачу тепла через его поверхность. Связанное с этим процессом изменение объема может быть причиной возникновения наружного и внутреннего давления, приводящего в свою очередь к бесконтрольному образованию трещин. Для того чтобы гарантировать пригодность бетонных элементов к использованию и их долговечность в этих предельных условиях, необходимо предпринимать дополнительные меры. Директива Немецкого комитета по железобетону «Массивные строительные элементы из бетона» допускает для этих мер наличие отклонений от норм DIN 1045 и DIN EN 206-1 и дополнений к ним.

Таблица 1: Необходимое количество цемента и удельная теплота гидратации для адиабатического повышения температуры на 1 К

Количество цемента [кг/м3]	240	300	350	400
Теплота гидратации [кДж/кг]	9,8	7,8	6,7	5,9

1. Температура бетона и давление

1.1 Теплота гидратации и температура строительного элемента В процессе твердения бетона выделяется теплота гидратации. Средняя температура строительного элемента повышается до тех пор, пока тепло, образующееся в результате гидратации, будет выше тепла, выделяемого поверхностью бетона, за одинаковый промежуток времени. Не учитываю теплоотдачу, благодаря выделяемой теплоте гидратации до момента времени t согласно следующему уравнению образуется адиабатическое повышение температуры ΔTH(t):

где: z = количество цемента в бетоне [кг/м3] ΔQH(t) =теплота гидратации в момент времени t [кДж/кг] с = удельная теплота бетона [кДж/(кг•К)] p = плотность бетона [кг/м3]

Если плотность обычного бетона составляет 2350 кг/м3, а удельная теплота равна 1 кДж/(кг • К), то в адиабатическом случае температура строительного элемента повышается на 1 К, если на количество цемента в соответствии с таблицей 2 выделяется соответствующее количество теплоты гидратации.

Рис. 1: Водохранилищная плотина на передовом этапе строительства

Измерение теплоты гидратации QH, представленной на рис. 2, для различных марок цемента проводилось в адиабатических условиях. На ординате указаны приблизительные значения изменения температуры ДТн для обычного бетона с содержанием цемента 300 кг/м3 в адиабатических условиях.

Рис. 2: Теплота гидратации при использовании различных марок цемента в адиабатических условиях (изменение температуры в отношении z = 300 кг/м3)

Для расчета начального изменения температуры в сооружении в соответствии с уравнением 1 необходимо использовать значение теплоты гидратации, измеренное в соответствующий момент времени. Значение теплоты гидратации, определенное в адиабатических условиях, согласно таблице 2 находятся ниже значений, полученных при постоянной температуре (20 °C). Для цемента с высокой начальной прочностью через 7 дней теплота гидратации, полученная в изотермических условиях, составляет ок. 90 % теплоты, полученной в адиабатических условиях. Для шлакопортландцемента с низкой теплотой гидратации соотношение составляет ок. 75 %. В ядре строительного элемента из бетона, имеющего большие размеры, устанавливаются почти адиабатические условия. Как правило, выделение тепла происходит в частично адиабатических условиях. Если не существует экспериментальных данных о выделении тепла и во внимание принимаются ориентировочные значения теплоты гидратации цемента, приведенные в таблице 2, то в адиабатическом случае можно быстро определить ориентировочное ожидаемое максимальное увеличение температуры строительного элемента в процессе гидратации.

Если, например, в бетоне используется цемент марки CEM III/B 32,5 N в количестве 240 кг/м3, то в ядре массивного строительного элемента при температуре свежеуложенной бетонной смеси 15 °С после первого дня ожидается повышение температуры от 6 до 18 К.

Таблица 2: Ориентировочные значения теплоты гидратации немецких марок цемента, определенные методом растворения согласно DIN EN 196-8

Класс прочности цемента	Теплота гидратации [кДж/кг] через
Класс прочности цемента	1 день	3 дня	7 дней	28 дней
32,5 N	60...175	125...250	150....300	200...375
32,5 R/42,5 N	125...200	200...335	275...375	300...425
42,5 R/52,5 N/52,5 R	200...275	300...350	325...375	375...425

Решающим для повышения температуры строительного элемента в процессе гидратации в соответствии с уравнением (1) являются количество цемента и удельная теплота гидратации. Удельная теплота гидратации определяется маркой цемента и температурой свежеуложенной бетонной смеси. Чем выше температура бетонной смеси, тем выше будет теплота гидратации, выделяемая за единицу времени. Если в нормальных условиях (температура свежеуложенной бетонной смеси ок. 15 °С) температура свежего бетона повышается на 1 К, то теплота гидратации, дополнительно выделяемая через 3 дня, соответствует 6-14 кг/м3 цемента.

1.2 Изменения температуры в строительном элементе

Если температура строительного элемента превышает температуру окружающей среды, то в окружающую среду в соответствии с правилами теплопроводности выделяется тепло. Температура строительного элемента повышается до тех пор, пока теплота гидратации, выделяемая за единицу времени, превышает количество тепла, выделяемого в окружающую среду. Если количество тепла, выделяемое в окружающую среду, будет выше, то температура строительного элемента понизится. Температуру строительного элемента можно рассчитать по временным интервалам с помощью уравнения (2).

где: Tb,i+1 = температура строительного элемента в конце временного интервала Δti TbI = температура строительного элемента в начале временного интервала Δti TL,I = температура воздуха в начале временного интервала Ati TL,i+1 = температура воздуха в конце временного интервала Δti ΔТH,i = теплота гидратации, выделяемая за временной интервал m = коэффициент охлаждения [1/ч]

где: U= коэффициент теплопередачи[кДж/(м2-h-K)] A = поверхность строительного элемента [м2] с = удельное тепло бетона [кДж/(кг-К)] р = плотность бетона [кг/м ] V = объем строительного элемента [м3]

Если известна средняя температура строительного элемента, то разность температур между ядром элемента и покраями можно определить с помощью числа Био Bi

где: d = толщина строительного элемента [м] λ = коэффициент теплопроводности бетона [кДж/(м•h•К)] Температура ядра и краев строительного элемента соотносятся в соответствии с уравнением (5)

где: TK = температура в ядре строительного элемента TR = температура по краям строительного элемента [TL = температура воздуха Точность оценки температуры определяется, прежде всего, с помощью точного установления теплоты гидратации AT^i и коэффициента охлаждения m. Выделение теплоты, образуемой в результате гидратации цемента, можно узнать у соответствующего завода-поставщика или определить с помощью аппроксимации.

Коэффициент охлаждения m вычисляется, прежде всего, с помощью коэффициента теплопередачи U и может быть определен с помощью рис. 3 в зависимости от изоляции поверхности строительного элемента и возникающей на ней скорости ветра. На изменение и высоту температуры, возникающей в строительном элементе из бетона на ранних стадиях оказывает влияние, прежде всего, марка цемента, его количество, опалубка, геометрия строительного элемента, температура свежеуложенной бетонной смеси и температура воздуха. На рис. 4 представлен обзор влияния данных параметров на температуру (среднюю температуру) бетонной стены.

Рис. 3: Теплопередача и коэффициент теплопередачи U в зависимости от изоляции поверхности строительного элемента и скорости ветра

Рис. 4: Влияние различных параметров на высоту и изменение температуры в массивных строительных элементах из бетона

1.3 Развитие механических свойств свежего бетона

При планировании несущих конструкций бетонных сооружений исходят из того, что параметры бетона, лежащие в основе определения размеров конструкции, достигаются в течение 28 дней. В основном это зависит от состава бетонной смеси и от условий твердения. Для массивных строительных элементов директива допускает определение развития механических свойств после 28 дней. Для этого удобно использовать цемент с низкой теплотой гидратации и бетон с низким нарастанием прочности и определять механические свойства через 56 или даже 91 день после укладки бетонной смеси. Независимо от возраста бетона, в котором проводятся испытания, экспоненциально развивается прочность при сжатии, прочность при центральном растяжении и модуль упругости в зависимости от времени, даже при большом возрасте бетона. Если строительный элемент имеет температуру, явно отличающуюся от температуры в 20 °C, и это становится обычным случае, то развитие свойств бетона можно определить с помощью функции зрелости. Кроме этого необходимо обратить внимание на тот факт, что в первые дни относительный статический модуль упругости развивается быстрее, чем относительная прочность при сжатии и растяжении.

Растяжение при разрыве

При кратковременном испытании растяжение при разрыве свежего бетона в начальной фазе составляет 0,04 % и достигает через три дня ок. 0,1 % (см. рис. 5). При долговременном испытании растяжение при разрыве из-за сравнительно высокой ползучести свежего бетона немного выше.

Деформация ползучести и релаксация напряжений

При нагрузке бетона вследствие ползучести непрерывно увеличивается деформация, вызванная напряжениями. С другой стороны напряжение, вызываемое деформацией, частично ослабляется путем релаксации. В свежем бетоне деформация, вызванная напряжением и напряжение, вызванное деформацией, могут быть практически полностью уменьшены. Чем моложе бетон, тем быстрее происходит снижение. Вследствие этого во время твердения бетона увеличиваются ползучесть и релаксация. Эти свойства жесткого бетона исследованы достаточно, в то время как для свежего бетона существует лишь несколько измерений. На сегодняшний день можно лишь примерно описать ползучесть и релаксация свежего бетона.

Рис. 5: Растяжение при разрыве свежего бетона при кратковременном испытании на центральное растяжение

1.4 Давление и опасность образования трещин

Если при изменении объема, зависящего от нагрузки, в свежем монолитном бетоне возникают ограничения, то вызванное этим растягивающее напряжение может превышать актуальную прочность при растяжении и привести к образованию трещин. Для того чтобы избежать возникновения трещин в свежем бетоне, необходимо: • уменьшить ограничения при изменении объема, • сократить изменения объема, зависящие от нагрузки и • ускорить развитие центрального растяжения

Внешнее давление

Внешнее давление, зависящее от нагрузки, возникает в массивных строительных элементах из-за выделяющейся теплоты гидратации при образовании связанных с этим ограничений. Решающим параметром влияния является ограничение деформации (например, прочно заделанный строительный элемент, стена на каменной плите пола, стена на фундаменте, каменная плита пола на основании), которое только в редких случаях составляет 100 %. В целом ограничение значительно ниже (например, в стене на фундаменте ок. 50 %). Сквозная трещина образуется тогда, когда ограниченное растяжение составляет от 0,1 до 0,14 %. Возникновение трещин из-за внешнего давления в строительном элементе является очень сложным процессом, так как увеличение давления и механические свойства бетона протекают одновременно, но, как правило, с различной скоростью. Эти сложные процессы хорошо представлены с помощью испытания на разрыв, при котором моделируется полностью деформированная стена (см. также рис. 6). При полном ограничении растяжений с разницей температур ок. 10 К и выше в бетоне возникают трещины. Если деформация составляет 50 - 90 %, а в настоящее время при внешнем давлении исходят из этих значений, при разнице температур свыше 12 - 20 К неизбежно образуются первые трещины.

Внутреннее давление

Внутреннее давление, оказываемое выделяемой теплотой гидратации, образуется из-за разницы температур между ядром и краями строительного элемента из бетона, а также из-за трещин на поверхности элемента в результате высыхания. Чем выше теплота, выделяемая в единицу времени, тем выше разница температур. При внутреннем давлении деформация всегда составляет 100 %. Если в окружающих условиях (например, из- за снятия опалубки) не возникает изменений, то при максимальной температуре строительного элемента возникает большая разница между температурой его ядра и краев. Деформация и напряжения, образуемые в результате разности температур между ядром и краями, частично уменьшаются до достижения в строительном элементе максимальной температуры вследствие релаксации. То есть следует проводить различия между измеримой и служащей причиной образования давления (эффективной) разницей температур между ядром и краями элемента. При преждевременной распалубке и неожиданном охлаждении (например, ливень, вторжение холодного воздуха) или при наличии дефектов, возникших при изготовлении, (например, недостаточное выдерживание на ранней стадии твердения) образуются напряжение при растяжении и насечки на поверхности строительного элемента.

Рис. 6: Температурная характеристика и характеристика напряжения в свежем бетоне при полном ограничении деформации (толщина стены на каменной плите пола 50 см)

2. Меры по ограничению опасности возникновения трещин

2.1 Выбор цемента

Для производства массивного бетона необходимо использовать цемент класса прочности 22,5, 32,5 или 42,5. Для этого наиболее подходит низкотермичный цемент (обозначается буквами LH), при гидратации которого через 7 дней максимальное выделяемое количество тепла составляет 270 Дж/г, или цемент с очень низкой теплотой гидратации (обозначается буквами VLH), выделяющий через 7 дней тепло в количестве 220 Дж/г. Эти требования выполняют шлакопортландцементы (CEM III), использование которых при производстве массивного бетона подтверждается многочисленными эмпирическими данными. Основными составляющими шлакопортландцемента являются портландцементный клинкер (5 - 64 %) и гранулированный доменный шлак (36 - 95 %). Чем ниже содержание в цементе портландцементного клинкера, тем меньше тепла выделяется при гидратации цемента и тем ниже его ранняя прочность. Соответственно необходимо увеличить сроки снятия опалубки и продолжительность выдерживания. При непрерывном продвижении строительных работ целесообразным будет использование цемента CEM III/B 42,5 N (LH). Этот цемент объединяет в себе хорошую прочность с благоприятным выделением тепла при гидратации. Во всех случаях, при выборе цемента для строительства массивных элементов из бетона в соответствии с классами экспозиции необходимо учитывать данные таблиц F3.1 - F3.3 стандарта DIN 1045-2.

2.2 Количество цемента

Чем ниже содержание цемента в бетоне, тем меньше тепла выделяется при его гидратации. Низкое содержание цемента достигается путем соответствующего состава бетонной смеси, в частности, путем оптимизации кривой гранулометрического состава (состав зернистого заполнителя) и ограниченного использования цемента при применении летучей золы. Благодаря оптимизации кривой гранулометрического состава при неизменном содержании цемента достигается более высокая прочность и плотная структура бетона или при одинаковой прочности и плотности структуры соответственно снижается содержание цемента. При соответствующей густоте армирования необходимо выбирать максимально возможные крупные фракции зерна. Выгодным является применение дифференцированных фракций зернового состава, допускающих образование кривой гранулометрического состава, приближенной к идеальной. Дополнительно для повышения плотности структуры может использоваться мелкий кварцевый песок и известняковая мука. Частичная замена цемента летучей золой способствует снижению количество тепла, выделяемого при гидратации цемента в бетоне, или замедлению этого процесса. Так как количество тепла, выделяемое при гидратации цемента, и нарастание прочности в бетоне взаимосвязаны, то при частичной замене цемента летучей золой определение прочности должно проводиться не через 28 дней, а лишь через 56 или 91 день. При определении количества цемента необходимо учитывать максимальные значения по содержанию цемента, представленные в таблицах F.2.1 и F.2.2 в директиве «Массивные строительные элементы из бетона» [1]. В таблицах представлены также требования к водоцементному отношению в зависимости от класса экспозиции.

2.3 Температура свежеприготовленной бетонной смеси

Так как повышающаяся температура свежеприготовленной бетонной смеси увеличивает количество теплоты, выделяемое при гидратации цемента за единицу времени, для массивного бетона действует следующее правило: чем ниже температура свежеприготовленной бетонной смеси, тем ниже температурный максимум бетона. Рекомендуемая температура составляет 20 °C. Низкая температура свежеприготовленной бетонной смеси оказывает положительное влияние на удобоукладываемость, действие добавок и конечную прочность. Необходимо обратить внимание на минимальную температуру бетона при опасности повреждения морозами.

Достичь низкой температуры свежеприготовленной бетонной смеси при высокой температуре окружающей среды можно лишь с помощью специальных мер. Уже в тендерном предложении необходимо обратить внимание на дополнительные услуги такого характера. Простым и эффективным способом является охлаждение воды затворения и защита зернистого заполнителя от воздействия солнечных лучей в процессе его хранения. При снижении температуры путем испарения крупный зернистый заполнитель может охлаждаться с помощью обрызгивания водой. При снижении температуры зернистого заполнителя на 10 К температура свежеприготовленной бетонной смеси уменьшается на 7 К, а при снижении температуры воды затворения на 10 К температура свежеприготовленной бетонной смеси уменьшается на 2 К, при условии, что температура остальных компонентов бетонной смеси остается постоянной. Значительно более трудоемким, но в то же время более эффективным является охлаждение бетона с помощью чешуйчатого льда (в качестве замены охлаждения воды затворения, является экономически выгодным при охлаждении бетонной смеси в количестве от 100 000 м) или с помощью жидкого азота. Кроме этого, благоприятными являются небольшое время смешивания и короткие сроки транспортировки бетона, а также светлые бетоносмесители, поглощающие меньшее количество солнечного тепла.

2.4 Выдерживание бетона

В отношении выдерживания бетона, используемого для изготовления массивных строительных элементов, действуют технические характеристики согласно DIN 1045-3. Решающее значение при выдерживании бетона имеет набор прочности, выраженный соотношением предела прочности при сжатии после 2 дней и предела прочности при сжатии в момент определения прочности (через 28, 56 или 91 день). В целом по возможности необходимо ограничить как максимальную температуру строительного элемента, так и эффективную разность температур на его поверхности. Если минимальный размер строительного элемента превышает 0,80 м, то избежать адиабатического повышения температуры в ядре строительного элемента практически не возможно, в особенности, если ограничение эффективной разности температур на поверхности элемента (пленка, теплоизолирующий материал и др.) препятствует общему выделению тепла через его поверхность. В данном случае может помочь только отвод тепла через внутреннее охлаждение трубы. При использовании теплоизолирующих матов для ограничения эффективной разности температур на поверхности строительного элемента необходимо обратить внимание на то, что в фазе охлаждения маты нужно снимать, чтобы избежать неожиданного перепада температур в уже отвердевшем бетоне.3

3. Конструктивные меры по ограничению ширины трещин

3.1 Предотвращение образования трещин

Эффективные меры по предотвращению образования трещин заключаются в ограничении внешнего и внутреннего давления.

3.2 Ограничение ширины трещин

Для строительства прочных и пригодных к эксплуатации сооружений необходимо ограничить образование трещин в массивных строительных элементах. Согласно DIN 1045¬1, пункт 11.2.2 для восприятия давления и внутреннего напряжения необходимо расположить арматуру, ограничивающую ширину трещин. При этом определение размеров арматуры осуществляется для той комбинации внутренних усилий, которая приводит к первоначальному образованию трещин.


Рис. 7: Укладка бетона в фундамент для доменной печи	Рис. 8: Укладка бетона в районе верхней головы двойного шлюза

Для водонепроницаемых массивных строительных элементов необходимо учитывать требования директивы. В то время как в строительных элементах обычного размера при ограничении ширины трещин часто прибегают к упрощенной методике вычислений, для массивных элементов рекомендуется использовать более точные расчеты по содержанию арматуры, оправданному с экономической точки зрения. При этом необходимо очень точно придерживаться предельных условий, а именно: • вид и величина ограничения деформации, • точная интенсивность выделение тепла, • временное и пространственное повышение температуры во время подогревания и охлаждения, а также • характеристики бетона, отвечающие современным требованиям (предел прочности при растяжении, модуль эластичности, ползучесть, релаксация, усадка, температурный коэффициент расширения). Если, например, можно определить время образования первых трещин, а затем эффективный предел прочности при растяжении, то этот параметр может лежать в основе измерения ширины трещин ограничивающего армирования. Необходимо удостовериться, что расчеты соответствуют свойствам используемых исходных веществ и бетона, а также условиям стройки.

3.3 Минимальное армирование

В концепции безопасности стандарта DIN 1045-1 в предельном состоянии несущей способности предусмотрено предварительное информирование о дефектах путем пластичной деформации строительного элемента. Это выполняется минимальным армированием в соответствии с DIN 1045-1.

Так как для массивных строительных элементов, используемых в качестве фундамента, и толстых стен из железобетона, подвергаемых давлению грунта, можно гарантировать пластичное поведение строительного элемента путем перемещения напряжения или давления грунта, то в этом случае можно отказаться от использования минимального армирования. Предпосылкой к этому является экспертиза по оценке свойств строительного грунта. Для строительных элементов, подвергаемых воздействию гидростатического давления, отказываться от минимального армирования нельзя. По причине конструкционных особенностей для строительных элементов из железобетона рекомендуется использовать крестообразную арматуру с поперечным сечением бетона 0,06 %, для водонепроницаемых конструкций - 0,10 %.

4. Особенности производства, укладки и выдерживания бетона

4.1 Однородность исходных веществ

Исходные вещества могут иметь различные свойства, что зависит от особенностей производства. При проведении продолжительных строительных мероприятий следует обратить особое внимание на свойства исходных веществ.

4.2 Давление свежеуложенной бетонной смеси на опалубку

При неблагоприятных условиях (низкая температура свежеуложенной бетонной смеси, высокое содержание добавок, продолжительное время задержки, мягкая консистенция) давление свежеуложенной бетонной смеси на опалубку может быть значительно выше, чем указано в DIN 18218. Перед началом работ по бетонированию необходимо обратить внимание на эмпирические данные.

4.3 Укладка и уплотнение

Различные слои бетонной смеси необходимо укладывать друг на друга тогда, когда еще не произошло схватывания бетона. Слой бетона, на который производится укладка бетонной смеси, должен поддаваться уплотнению, чтобы обеспечить сцепление слоев бетона путем погружения внутреннего вибратора. В случае необходимости бетон должен схватываться медленнее.

Рис. 10: Вид северной камеры двойного шлюза Хоэнварте, высота стены камеры 24,45 м

2 Обеспечение качества

5.1 План обеспечения качества

При изготовлении массивных строительных элементов согласно директиве «Массивные строительные элементы из Рис. 9: Шлюз на стадии строительства бетона» следует обратить особое внимание на план обеспечения качества. В данном плане должны регулироваться и быть прописаны все важные мероприятия по обеспечению качества, а также ответственность при изготовлении бетона и выполнении работ по бетонированию. Для каждого отдельного строительного элемента объем планирования может быть различным. В зависимости от каждого единичного случая имеют значение следующие положения: • При производстве бетона и его поставке: • координация заводов-постащиков • расположение исходных веществ • организация и контроль загрузки бункеров • концепция контроля бетономешалки • заявка на изготовление бетона, поставка бетона, • расположение и указание по бетоновозам • дозировка разжижителей, добавляемых в случае необходимости на строительной площадке • документация • При выполнении работ по бетонированию: • разрешение на отдельные виды работ (опалубка, армирование, уплотнение швов и т.д.) • концепция бетонирования (марка бетона, последовательность работ по бетонированию, подача бетона, укладка) • инструкция по бетонированию отдельных участков • концепция контроля строительной площадки (приемка бетона, дополнительные испытания свежеуложенной бетонной смеси и - концепция выдерживания бетона, жесткого бетона, изменение регулирования теплового потока температуры в строительном элементе и т.д.) • документация Кроме этого следует определить действия при отклонении от заданных предписаний с указанием необходимых мероприятий.

5.2 Проверка соответствия

Для классификации прочности на сжатие могут использоваться характеристическая прочность цилиндрических образцов диаметром 150 мм и высотой 300 мм или характеристическая прочность кубиков с ребром 150 мм после 28, 56 или 61 дня выдерживания. Для контроля соответствия на прочность при сжатии согласно DIN EN 206-1 при постоянном производстве ежедневно на каждые 600 м3 бетонной поверхности необходимо изготавливать один образец. Согласно DIN EN 206-1 наряду с определением технических характеристик бетона заданного качества должны быть определены максимальная температура свежей бетонной смеси и допустимое тепловыделение.

5.3 Контроль

Для контроля изготовления массивных строительных элементов действует DIN 1045-3. При использовании товарного бетона заданного качества для проверки предела прочности при сжатии при согласовании с компетентным аккредитованным органом надзора для бетонов класса контроля 2 на каждые 200 м бетона может быть определена одна проба, или минимум 3 пробы на каждую партию бетона и каждый день бетонирования.

brusshatka.ru

Гидратация портландцемента - Справочник химика 21

Процесс гидратации портландцемента, так же как и процесс гидратации СзЗ, может быть разделен на ряд последовательных стадий, хотя различия между отдельными стадиями в этом случае гораздо менее отчетливы. Можно выделить следующие стадии первая — начальный (или ранний) период протяженностью 1—3 ч, вторая — период завершения формирования эттрингита, продолжающийся примерно до 24 ч, третья — конечный (до полной гидратации) период твердения. Возможно выделение и большего числа стадий, но для обоснования каждой из них требуется еще накопление экспериментальных данных. [c.322] Гидратация портландцемента. Кристаллы различных минералов, составляющие цемент, вступают с водой в типичные для них реакции взаимодействия. Поэтому механизм реакций гидратации отдельных минералов в составе цемента, по крайней мере в начальный период, остается таким же, как и в индивидуальных системах. Однако наличие в водном растворе гидратирующегося цемента наряду с ионами, входящими в состав данного минерала, других ионов приводит к наложению на первичные реакции гидратации минералов вторичных реакций взаимодействия их продуктов, что по истечении весьма короткого времени приводит к образованию в гидратирующемся цементном тесте комплексных соединений и к усложнению процесса гидратации индивидуальных минералов. [c.321]

Химические превращения клинкерных минералов при гидратации портландцемента [c.274]

В монографии рассмотрены современные представления о природе твердения вяжущих веществ, включая вопросы состава тампонажных растворов, стехиометрии продуктов гидратации портландцемента, физико-химических основ процессов формирования дисперсных структур вяжущих веществ. Особое место занимают исследования механизма процессов структурообразования в дисперсиях минеральных вяжущих — трехкальциевого силиката, трехкальциевого алюмината, трехкальциевого алюмината в присутствии гипса и наполнителя, тампонажных цементных дисперсий. [c.6]

Реакции и продукты гидратации портландцемента [c.92]

Гидролиз и гидратация портландцемента марки, 400". ..... [c.241]

Процесс гидратации портландцемента, так же как и процесс гидратации Сз5, может быть разделен на ряд последовательных стадий, хотя различия между отдельными стадиями в этом случае гораздо менее отчетливы. Можно выделить следующие стадии [c.352]

Число факторов, влияющих на механизм и скорость процесса гидратации портландцемента и твердения цементного камня, велико. Важнейшие из них следующие состав и структура клинкера, тонкость его измельчения, химические добавки и температура, среда, в которой происходит твердение. [c.364]

Портландцемент выделяет тепло при реакции с водой. Выделение тепла при гидратации портландцемента является свойством, которое имеет большое теоретическое и практическое значение, так как взаимодействие цементного порошка с водой при укладке бетона большими массами может повести к значительному разогреву бетона до 30—50° и более. [c.306]

Полимерцементные материалы относятся к композиционным вяжущим, получаемым на основе неорганической составляющей (портландцемент, глиноземистый цемент, гипс и др.) в сочетании с органическим компонентом [20]. В качестве органического компонента используются водорастворимые материалы (эпоксидные, карбамидные и фура-новые смолы, производные целлюлозы и др.) и водные дисперсии полимеров (поливинилацетат, латексы, эмульсии кремнийорганических полимеров). Применяются также мономерные и олигомерные соединения, которые полимеризуются при гидратации вяжущего материала под действием отвер-дителей и инициаторов, температуры, рН-среды и т. п. Полимерный компонент вводится либо в воду затворения, а затем используется при приготовлении растворной или бетонной смеси, либо вводится в виде порошкообразного компонента в состав сухой смеси на основе вяжущего вещества, а затем при затворении растворной или бетонной смеси водой диспергируется в водной среде, а при твердении растворов полимеризуется [10]. Свойства получаемых материалов зависят от многих факторов вида и качества цемента, вида полимера, полимерцемент-ного отношения (П/Ц), водоцементного отношения (В/Ц) и др. Полимерцементное отношение определяется как отношение массовой доли полимера (в расчете на сухое вещество) и цемента в композиционном вяжущем. Для полимерцементных материалов характерно отношение П/Ц > 0,2-0,4, когда полимерная фаза образует в цементном камне органическую структуру. При П/Ц = 0,2-0,25 кристаллизационно-коагуляционная структура цементного камня в местах дефектов (полы, трещины) укрепляется полимерной составляющей, что и обусловливает формирование более прочной и эластичной структуры. При П/Ц > 0,25 полимер образует непрерывную полимерную сетку. В полимерцементных композициях не наблюдается взаимодействие между органической и неорганической фазами [20]. Органические фазы взаимодействуют с гид-ратными фазами только за счет ионных и водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса. В присутствии полимерных добавок изменяется кинетика гидратации портландцемента, причем с ростом П/Ц наблюдается замедление скорости взаимодействия цемента с водой. [c.295]

Количественный рентгеноструктурный метод используют для определения степени гидратации портландцемента. [c.116]

Можно отметить, что минеральные добавки ускоряют процессы гидролиза и гидратации портландцемента вследствие понижения концентрации Са(ОН)г в твердеющем цементе. В связи с тем, что Са(ОН)г частично связывается в пуццолановом портландцементе в гидросиликат, а гидроалюминат кальция образуется в меньшем количестве, пуццолановый портландцемент обладает большей водостойкостью, солестойкостью (например, в гипсовых водах), большей плотностью и малой водонепроницаемостью бетона, изготовленного на нем. [c.330]

При температуре 250° и давлении 39 атм может происходить прямая гидратация ЗСаО-ЗЮ, с образованием гидрата трехкальциевого силиката (ЗСаО-5102-пН, О), который не образуется в обычных условиях температуры и давления при гидратации портландцемента. [c.409]

Первичные и вторичные процессы при гидратации портландцемента. Под действием воды на порошок портландцемента в результате гидролитической диссоциации клинкерных соединений установлено, что раствор насыщается гидратом окиси кальция, а также происходит растворение гипса и щелочей, причем ,S реагирует достаточно быстро. Таким образом, процессы гидролиза и гидратации происходят в водном растворе извести и гипса. [c.283]

О реакциях гидратации портландцемента в ранней стадии доложил на IV симпозиуме по химии цемента Грин [184]. Он считает, что при твердении цемента имеют место оба типа процессов через раствор и в твердой фазе, причем растворение и осаждение превалируют сразу же после соприкосновения цемента с водой, в то время как реакция в твердой фазе является определяющей в более поздней стадии гидратации. Скорость этой твердофазовой гидратации находится в большинстве цементов под контролем, который осуществляется с помощью диффузии воды через слой продуктов гелеобразных гидратов. Грин приводит интересные данные по составу жидкой фазы в твердеющих цементах. Оказывается, что в первые минуты после за-творения в раствор переходит значительное количество щелочей, извести и сульфата, в то время как концентрации окиси алюминия, железа и кремния очень низки даже спустя 1 мин. после смешивания. Таким образом, спустя несколько минут после [c.128]

Установлено, что чем быстрее происходит гидратация портландцемента, тем скорее и в большем количестве выделяется тепло. Цементы с высоким содержанием трехкальциевых силиката и алюмината являются источником более быстрого и значительного [c.306]

Гидратация и твердение. Гидратация шлакопортландцемента представляет собой более сложный процесс, чем гидратация портландцемента, так как в реакции с водой одновременно участвуют оба компонента вяжущего. При гидратации клинкерной части шлакопортландцемента образуются те же кристаллогидраты, что и при твердении портландцемента гидроалюминаты, гидросиликаты и гидроферриты кальция, комплексные соли и ги-драт окиси кальция. Под воздействием образующегося при атом насыщенного раствора извести проявляется активность стекловидных частичек гранулированного шлака и на их поверхностях также развиваются процессы гидратации и гидролиза. Гидрат окиси кальция действует как щелочной возбудитель, нарушающий структуру кислых гидратных оболочек на зернах шлака и приводящий к образованию алюминатов и силикатов кальция на основе стекловидной фазы. Алюминаты и силикаты кальция образуются в пределах оболочек из новообразований, окружающих частички шлака, при взаимодействии гелей кремневой кислоты и гидрата глинозема с гидроокисью кальция и кристаллизуются из раствора при взаимодействии гидратированных ионов алюминия, кальция и кремния. Присутствующий в составе шлакопортландцемента в качестве регулятора сроков схватывания гипс вследствие своей относительно хорошей растворимости также быстро насыщает раствор и действует как сульфат- ный возбудитель твердения шлака, приводя к образованию гидросульфоалюмината кальция. [c.442]

Между сторонниками указанных трех теорий твердения шел многолетний спор о том, являются ли продукты гидратации портландцемента кристаллическими или коллоидными образованиями. В настоящее время вопрос этот потерял остроту, поскольку теперь хорошо известно, что гелеобразные гидратные продукты тоже кристаллы, но коллоидной дисперсности. [c.450]

В случае применения шлаков с высоки.м модулем основности возможно изготовление гипсошлакового цемента без добавки портландцемента или извести. При шлаках с низким модулем основности это невозможно, так как извести молчет оказаться недостаточно для быстрого образования сульфоалюмината кальция, что обусловливает медленное твердение такого цемента. Поэтому в данном случае обязательна добавка извести или портландцемента, при гидролизе которого также выделяется известь. Следует избегать повышенной добавки извести или портландцемента, которая оказывает вредное влияние на гипсошлаковый цемент вследствие образования сульфоалюмината кальция вследствие разрушения, получающегося при гидратации портландцемента, гидроалюмината кальция. [c.344]

Непосредственное наблюдение за продуктами гидратации на ранних стадиях процесса затруднено, поэтому обычно о кинетике этих реакций судят по кинетике сопутствующих явлений, например тепловыделения. Кривая тепловыделения при гидратации портландцемента приведена на рис. IV.5. Короткая начальная стадия / интенсивного тепловыделения связана с присоединением воды на поверхности и образованием аквакомплексов. Затем наступает более или менее продолжительный инкубационный период II, в течение которого тепловыделение происходит очень медленно. Природа существования этого периода окоича-тсльпо не выяснена. Многие ученые связывают наступление инкубационного периода с образованием блокирующих пленок продуктов гидратации вокруг зерен исходного цемента, препятствующих поступлению к ним воды. По другим представлениям, инкубационный период необходим для превращения аквакомплексов в зародыши новой кристаллической фазы. Его [c.103]

Скорость гидратации портландцемента определяется скоростью гидратации отдельных минералов. Бутт Ю. М., применив метод определения связанной воды, расположил индивидуальные минералы по убыванию степени их гидратации в следующие ряды начальные сроки СзА>С4АР>Сз5>С25 и поздние сроки Сз5>СзА> > 4AF> 2S, т. е. в начальные сроки интенсивнее гидратируется СзА и 4AF, а в возрасте около 3 месяцев наибольшей степенью гидратации характеризуется 3S. [c.356]

На последней стадии кинетика гидратации может быть измерена непосредственно по изменению соотношения между количеством массы негидратированных и вступивших в реакцию минералов. Скорость гидратации портландцемента зависит от ряда факторов. К числу важнейших из них относится минералогический состав цемента. [c.104]

Многими исследователями показано, что при одинаковой степени гидратации близких по типу вяжущих веществ образуется практически равнопрочный цементный камень. Так, по данным Ф. Лоуренса, нарастание прочности при растяжении образцов, приготовленных из теста 3S и 2S, при одинаковой степени гидратации в них соответственно QS и aS было практически идентично, т. е. в данном случае прочность не зависела от количества свободного Са(ОН)г, который выполнял функции микронаполнителя, а определялась лишь количеством тоберморитового геля. Весьма близкую прочность показывали (по данным А. В. Волженского) и образцы цементного камня, полученные из вяжущих удельной поверхности 300—500 м /кг и при В/Ц=0,25—0,35, если они характеризовались соизмеримой объемной концентр-ацией новообразований. Следовательно, одинаковая степень гидратации портландцемента является одним из важных условий достижения соизмеримых величин прочности образцами цементного камня разного состава и отличающихся режимом твердения. [c.362]

Присутствии MgS04 ется осаждением ция, гипса и извести и также при взаимодействии раствора сульфа-т.а алюминия с известковой водой (иногда с добавкой гипса). Может быть получен также при взаимодействии насыщенных растворов СзА и гипса. Образуется на ранних стадиях гидратации портландцемента, при твердении сульфато-шлаковых и расширяющихся цементов. Встречается в природе в виде минерала эттрингита. [c.286]

Использование кристаллогидратов — аналогов продуктов гидратации портландцемента в качестве кристаллических затравок, повышающих прочность цементов, изучалось многими исследователями. Введение в цемент кристаллических затравок, представляющих собой искусственно синтезированные кристаллогидраты [Са(ОН)2, Са504-2Н20, эттрингит ЗСаО-А Оз-ЗСа304-(31- -33) НгО, гидроалюминаты и гидросиликаты кальция], в большинстве случаев не приводило к повышению прочности цементного камня. Прочность цементного камня увеличивалась лишь в том случае, если вводимая кристаллическая затравка обладала способностью к дальнейшей гидратации и росту кристаллогидратов или могла служить механически армирующим компонентам вследствие игольчатого или длинноволокнистого габитуса ее кристаллов. [c.355]

По ГОСТу 4797—49 на материалы для приготовления гидротехнического бетона в случае применения его для массивных конструкций, установлено, что теплота гидратации портландцемента, а также пуццоланового и шлакопортландцемента при определении ее по термосному способу не превышает 50 тл1г через три дня и 60 кал/г через семь дней. [c.308]

Опубликован способ повышения прочности минеральных волокон, состоящий в обработке их катионными смолами, являющимися продуктами кислой конденсации дицианамида или его солей с альдегидами [1529]. Приведены методы анализа волокна сушки [1530], определения температуростойкости [1531], измерения толщины [1532]. Будников и Горяйнов [1533] установили, что волокна из глиноземисто-известковой ваты разрушаются при нахождении их в среде продуктов гидролиза и гидратации портландцемента. [c.331]

Первые значения теплоты гидратации С3З и С2З были получены Вудсом, Стейнором и Старком [290] косвенным путем, который заключался в нахождении теплоты гидратации портландцемента определенного химического состава по разности теплот растворения в кислоте исходного и гидратированного цемента, который гидратировался в течение заданного промежутка времени. Обработав полученные данные с помощью статистического метода наименьших квадратов, они нашли связь между тепловыделением цемента и его минералогическим составом. [c.143]

Пауэрс и Броньярд [248] выяснили, что теплота, выделяющаяся при гидратации портландцемента, является суммарной и складывается из теплоты гидратации как таковой и теплоты адсорбции воды на продуктах гидратации. Они нашли, что теплота адсорбции воды может достигать А части общего тепла гидратации. [c.143]

Великому французкому ученому Лешателье наука о силикатах обязана разработкой ряда важнейших ее разделов. С его именем связано начало работ по термическому анализу глин, изучению структуры и процессов гидратации портландцемента, по равновесиям между расплавленными металлами и шлаками в металлургических печах, полиморфизму кварца и многим другим. [c.7]

Переходя от общих положений теории твердения П. А. Ребиндера к процессам гидратации портландцемента, укажем, что в этом случае сразу же после начального периода растворения и образования пересыщенного раствора происходит выделение в твердую фазу значительного количества гидросульфоалюмината кальция, а при недостатке гипса также и гидроалюминатов. Образование коагуляционной структуры из этих продуктов и вызывает схватывание цементного теста. Гидросиликаты кальция в начальный период возникают в небольшом количестве, но в силу их высокой дисперсности (удельна поверхность тоберморитоподобной фазы в 1000 раз превышает удельную поверхность исходного порошка) они тоже принимают участие в схватывании. Дальнейший рост прочности цементного камня вызывается в значительной мере обрастанием первоначально возникшего каркаса тоберморитоподобными гидросиликатами и образующимся одновременно с ними гидратом окиси кальция. Подтверждением сказанному являются прямые микроскопические наблюдения, показывающие, что твердеющий цементный камень представляет весьма сложный конгломерат кристаллических и коллоидных (или микрокристаллических) гидратных образований, не прореагировавших еще с водой остатков цементных зерен, тонко-распределенной воды и воздуха. Подобный конгломерат В. Н. Юнг предложил называть микробетоном, подчеркивая известную аналогию в его строении с обычным бетоном. [c.453]

Ранее доминировала концепция Ле Шателье. согласно которой гидратация портландцемента — результат независимых реакций алюминатов и силик91Тов кальция [535]. [c.157]

Введение добавки ПДК не изменяет разового состава продуктов гидратации. Результаты исследований влияния добавки на процессы гидратации портландцемента и структурообразование цементного камня показали, что, при введении добавок ПДК с водой затворения за счет дефлокулирующего (диспергирующего) эффекта и увеличения смачивания цементных частиц достигается эффект пластификации последних и увеличение действующей поверхности для гидратации, что и предопределяет повышение степени гидратации, формирование более плотной мелкокристаллической структуры и улучшение физикомеханических и эксплуатационных характеристик. Дополнительным фактором повышения последних является образование комплексов в ходе реакций слабых органических кислот с гидрооксидом кальция. Так, прочность при сжатии образцов тяжелого бетона с добавкой 0,4...1% ПДК из равноподвижных бетонных смесей (О. К.=2...4 см) возрастает на 10... 15% в возрасте 7 сут и на 15...20% в возрасте 28 сут нормального твердения. Результаты получены при использовании средне-алюминатного портландцемента марки 400. [c.173]

В замкну ЮМ сосуде с водой образец pa i вс)ряе1СИ с поверхности, пас1.нцая воду и теряя ирп этом в весе око ю 1,3 г окиси кальция па 1 л воды соответственно растворимости извести, которая значительно больше, че.м у продуктов гидратации портландцемента. [c.10]

II свойствам к тем, которые возника ют при гидратации портландцемента Таким образом, омн участвуют в формировании структуры цемент мого камня, ие виоея н нею никаких чужеродных твер (ы фаз Следо вательно, эффект деиствня подобных добавок при значительном содержа НИН алита в цементах мало зависит от нх чимико минер.1 i )гнчеекого состава [c.120]

chem21.info

Гидратация цемента и твердение бетона

Гидратация цемента и твердение бетона на морозе находятся в прямой зависимости от содержания в них жидкой фазы, которая в свою очередь зависит от стадии развития процессов гидратации цемента до замерзания, размера пор, тонкости помола цемента, значения отрицательной температуры и колебания ее в период выдерживания. Замерзание не только замедляет, но и прерывает процессы гидратации цемента (частично или полностью) и нарушает физическую структуру цементного камня, особенно сцепление его с заполнителями. Механизм замерзания цементного камня и бетона, разуплотнение их происходят по фронту охлаждения снаружи внутрь элемента. Кстати, если кто-то думает, что нишевая парфюмерия требует к себе не такого проработанного подхода, как бетонирование – сильноошибается.

Увеличение объема переходящей в лед воды, начиная от свободной в макропорах, затем капиллярной, а при низких температурах и гелевой, вызывает разрыхление монолитного конгломерата. Чем раньше происходит замерзание, тем больше потери прочности, увеличение газо- и водопроницаемости и уменьшение морозостойкости.

Расчеты показывают, что в затвердевшем бетоне имеется достаточно пор для расширения льда, а поэтому значительные деформации могут происходить только при полном водонасыщении бетона. В необходимых случаях в плотные бетоны искусственно путем добавления поверхностно-активных веществ вовлекается воздух для образования оптимального количества пор. Иная картина получается при раннем замерзании бетона. Процессы, протекающие в нем при замерзании и повышении температуры при оттаивании, весьма сложны. Например, н: формирование структуры вредное влияние может оказать близкая к 0°С температура (при которой происходит твердение), так как при этом идет медленное образование крупных кристаллов льда. Особенно сильно это явление наблюдается на начальной стадии твердения, когда слабый кристаллический каркас разрушается в межзерновом пространстве, не уплотненном гелями гидросиликата кальция. Для затвердевшего бетона более опасными являются низкие температуры, вызывающие замерзание воды в тонких капиллярах и гелях.

6 октября 2012

www.stroysovet.ru

Гидратация цемента – процесс образования пластичной массы

Цемент - искусственно сделанный минеральный материал, который становится пластичной массой при соединении с водой, твердеющей со временем. Процесс соединения молекул воды с молекулами порошка цемента, в результате которого образовывается пластичная масса – называется гидратацией. По мере соединения молекул происходит насыщение раствора продуктами химической реакции. После чего процесс растворения замедляется и прекращается. Цементное тесто становится студнем и начинает схватываться.

Коллоидация или процесс схватывания начинается в первые часы после начала замеса, а длительность процесса зависит от многих факторов: состава цемента, температуры, объема воды, качества помола цементного порошка. Растянуть во времени реакцию схватывания, можно постоянным помешиванием еще подвижной массы. На этом свойстве раствора цемента основана работа машин поставляющих цемент от домостроительных комбинатов к строящемуся объекту. Однако долго поддерживать пластичность вещества невозможно. В какой-то момент масса начнет твердеть, теряя эластичность.

Чтобы контролировать этим процессом, необходимо заранее испытать цемент. Так можно установить время схватывания и при необходимости, скорректировать его с помощью специальных добавок. Бывает, что цемент схватывается на первых секундах растворения, при этом выделяется много тепла. Такое ложное схватывание – отрицательное свойство цемента. Иногда раствор цемента можно реанимировать, начав активно перемешивать.

Как только раствор теряет подвижность, частицы цемента, растворенные вводе, начинают кристаллизоваться и расти. Так образуется большой кристалл – цементный камень. Этот процесс идет неравномерно. В течение первой недели процесс кристаллизации идет быстрыми темпами, цемент становится прочнее. И убирать опалубку при благоприятных условиях можно уже на пятый день. Затем кристаллизация замедляется. Связано это с тем, что наступает период, когда другие минералы, входящие в состав цемента, вступают в реакцию на заключительном этапе. Процесс затвердевания порой длится годами, но проектная прочность изделий из цемента, наступает на 28 день – стандартный срок испытания бетона и цемента.

nerudr.ru