Способы ускорения твердения бетона - Brigada-Doma.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Способы ускорения твердения бетона

Как ускорить застывание бетона

Основной вопрос при изготовлении бетона: как достичь расчетной прочности в оптимальные сроки.

Представим в общих чертах, как протекают процессы затвердевания и набора прочности, и какие факторы могут привести к изменениям в них.

Химия процесса

В составе бетонной смеси цементный камень – продукт реакций гидратации, происходящих при смешивании цемента с водой.

Цемент – основной компонент смеси; от его марки и соотношения с водой зависит прочность готового бетона и скорость его отвердевания.

Водоцементное отношение (В/Ц) – это отношение количества воды затворения к количеству цемента. Оно обычно составляет 0,3-05 и выше.

В состав цемента входят такие соединения, как кальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты. При смешивании этих соединений с водой начинаются химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (благодаря чему увеличивается скорость протекания реакций гидратации).

Чем быстрее водный раствор насыщается, тем лучше и быстрее происходит кристаллизация, то есть схватывание цемента. Вот почему бетоны с пониженным содержанием воды схватываются быстрее.

Процесс твердения бетона состоит из двух фаз:

Схватывание бетона в условиях оптимальной температуры и влажности окружающей среды начинается через 2 часа и протекает довольно быстро, в течение часа. В этой фазе на бетон можно воздействовать, он остается подвижным.

После окончания первой фазы начинается отвердевание. В оптимальных условиях распалубочная прочность достигается на 7-10-е сутки, расчетная – по истечении 28 дней, затем набор прочности продолжается еще несколько месяцев, но с очень низкой скоростью.

От чего зависит скорость твердения

Факторы, влияющие на скорость застывания:

класс прочности (марку) цемента, если нормативным документом предусмотрено деление по классам прочности (маркам) в соответствии с ГОСТ 31108-2003 « Цементы общестроительные. Технические условия » (старое обозначение – марка цемента (М) ) ; 5.4.3 Маркировка должна быть отчетливой и содержать:

температура, при которой происходит застывание;

наличие тепловлажностной обработки;

Когда нужно ускорить затвердевание

Процессы схватывания и набора прочности требуют ускорения:

При необходимости производить строительные работы зимой, чтобы уменьшить затраты на прогрев бетона.

Когда нужна ранняя распалубка.

В случае необходимости продолжить строительство раньше, чем через 28 суток.

Для изготовления большого количества мелких бетонных изделий (производство брусчатки, тротуарной плитки).

Для оптимизации прочности.

Как ускорить твердение бетонной смеси

Есть разные способы увеличить скорость твердения.

Снижение водоцементного соотношения

Уменьшение воды затворения способствует быстрому образованию концентрированного раствора, в котором кристаллизация происходит лучше, что сокращает время схватывания.

снижение подвижности раствора, из-за чего он тяжелее поддается обработке, хуже заполняет подготовленный объем, а готовый бетон может иметь полости, что значительно снизит его качество;

слишком сильное снижение В/Ц приводит к изменению характеристик готового изделия (хрупкости, снижению прочности);

удорожание работ из-за повышенного расхода цемента.

Снижение водоцементного соотношения с одновременным добавлением пластификатора

Для предотвращения негативных характеристик раствора с низким В/Ц, в него добавляют пластификатор. Он позволяет снизить В/Ц и одновременно увеличить подвижность смеси, повысить скорость отвердевания и прочность готового изделия.

Тепловлажностная обработка заливки

Согласно формуле Ван Гоффа, повышение температуры на каждые 10°С (в диапазоне от 0° С до 100°С) влечет увеличение скорости процессов в 2-4 раза.

Бетон, который набирает расчетную прочность при 20°С за 28 суток, теоретически при температуре 60°С и влажности 90% должен набрать таковую за 8 часов. На практике этот процесс при указанной температуре занимает 12 часов.

Напротив, при снижении температуры бетон отвердевает более медленно вплоть до полного торможения процессов.

Недостатки метода: обработка удорожает стоимость производства бетон а .

Добавление присадок и принцип их действия

Для увеличения скорости набора прочности в раствор добавляют химические вещества:

хлористые соли (хлористый кальций, натрий);

Ускорители твердения бетона повышают растворимость компонентов цемента; вода в растворе быстрее насыщается, и кристаллизация идет активнее.

Согласно требованию ГОСТ, ускорители должны увеличивать скорость отвердевания в первые сутки не менее, чем на 30%.

Сезонная специфика

Процесс набора прочности напрямую зависит от температуры.

Оптимальной является температура 20°С и влажность 90%.

В России такая температура бывает недолго. Летом воздух прогревается сильнее; начиная с середины осени температура уже может опускаться до 0°С и ниже.

Учитывая, что бетон набирает прочность в течение почти месяца, работы могут затрудняться.

Некоторые соли-ускорители твердения бетона одновременно являются противоморозными добавками.

Добавки-ускорители для твердения бетона используются в соответствии с погодными условиями, чтобы обеспечить оптимальное ускорение твердения.

Например, поташ нельзя применять при положительных температурах, поскольку он резко ускоряет схватывание цемента, делая невозможной работу с ним. Применение поташа при плюсовых температурах допустимо совместно с лигносульфонатами, которые оказывают пластифицирующее действие. В этом случае получаются подвижные бетоны с выраженными антиморозными свойствами, без излишне быстрого схватывания.

Добавление поташа целесообразно при низких температурах: холод замедляет отвердевание, а поташ ускоряет его.

Углекислый натрий (сода) работает как ускоритель для бетона для быстрого схватывания. Его активное воздействие может приводить к хрупкости готовых изделий.

Недостатки распространенных ускорителей твердения бетона

Добавление ускорителей схватывания бетона и ускорителей твердения бетона зависит от температурных условий, используемых добавок, назначения бетона и имеет массу нюансов.

некоторые присадки способствуют коррозии бетона;

хлориды не рекомендуются в армированных бетонных конструкциях, так как способствуют коррозии арматуры;

могут появляться высолы на поверхности бетона;

поташ нельзя использовать в бетонах с электро проводкой;

некоторые соли увеличивают скорость схватывания, но в дальнейшем снижают прочность бетона по сравнению с бетоном без добавок.

В серьезном строительстве лучше использовать готовые комплексные добавки для ускорения схватывания и ускорения набора прочности. Они эффективные, экономичные (вносятся в количестве 0,5-1%, некоторые до 4,5% от массы цемента), а их действие предсказуемо и надежно.

Комплексные добавки выпускаются как в виде порошка, так и в жидкой форме.

Распространенные добавки для быстрого твердения:

линейка пластифицирующих добавок-ускорителей Реламикс,

По характеру воздействия на цементное тесто различают следующие виды добавок:

Добавки, не вступающие в реакцию с компонентами цемента, но повышающие их растворимость и снижающие температуру замерзания воды.

Активизирующие процессы гидратации цемента посредством смешивания добавки с частицами цемента, которые разрушают силикатные составляющие цемента и повышают их растворимость в воде и снижают температуру замерзания воды.

Ускоряющие процессы гидратации цемента, вызываемые реакциями обмена, которые приводят к образованию гелей гидроксидов кальция и снижают температуру замерзания воды.

Способствующие выделению тепла при гидратации цемента и понижающие температуру замерзания воды.

Эти добавки можно разделить на следующие основные группы:

Ускорители схватывания

Добавки, обеспечивающее очень быстрое первичное схватывание бетонной смеси. Например, при проведении срочных ремонтных работ, быстрой заделки течей в бетонных резервуарах и т.д.
К ним относят жидкое стекло, в ассортименте компании этот материал представлен средством CEMMIX Liqui.

Ускорители набора прочности

Это добавки для бетона и растворных смесей комплексного действия, позволяющие в два раза сократить набор начальной эксплуатационной прочности и конечной марочной прочности. Их использование ускоряет набор распалубочной прочности и оборот оснастки и опалубки, что дает дополнительную выгоду в виде сокращения времени строительства. Также большой плюс – это способность активации лежалого цемента, что позволяет использовать цемент, долго пролежавший на хранении и потерявший свою активность (способность адгезии с прочими компонентами раствора) без потерь итоговой прочности бетонной конструкции.

Среди наших добавок это комплексный ускоритель твердения CEMMIX CemFix.

Пено- и газообразователи

Обеспечивают вовлечение воздуха в бетон и создание его пористой структуры (газобетон). Приводят к снижению веса конструкции, но и значительному снижению её прочности.

Читайте также:  Чем приклеить пенопласт к бетонному потолку

Самый распространённый представитель – алюминиевая пудра.

Во время смешивания бетонной смеси с использованием алюминиевой пудры, сразу производят её виброобработку. Под воздействием вибрации алюминиевая пудра мгновенно вступает в реакцию с цементом и водой. Образующийся при этом алюминат кальция (очень мощный ускоритель схватывания цемента) связывает часть свободной воды из пенобетонной матрицы в кристаллогидрат, с выделением водорода и тепла. Схватывание и твердение такой бетонной смеси происходит за несколько минут.

Количество любых вводимых добавок устанавливают по имеющимся указаниям или на основании лабораторных испытаний. При работе с ними надо соблюдать точные рекомендованные дозировки, и тогда результат работы будет самым высоким!

Если Вам нужна помощь в вопросе использования ускорителей твердения для бетона, подбора оптимального варианта или другие консультации – обращайтесь на горячую линию CEMMIX по телефону на сайте!

Мы с радостью поделимся опытом и подберём для Вас лучшее решение!

Ускорители твердения бетона: способы, добавки для быстрого схватывания и набора прочности бетонной смеси

Строительные смеси, применяемые при сооружении фундаментов, должны набирать прочность. Только после схватывания состава можно переходить к следующему этапу работ. С учетом большой толщины слоя застыть быстро раствор не сможет, для этого потребуется не менее 3 суток. Отвердитель для бетона помогает ускорить схватывание состава без нарушения структуры материала.

Условия для применения ускорителей

Ускорители твердения бетона применяются в таких случаях:

  1. Морозная погода. Строительная смесь равномерно твердеет при плюсовой температуре и влажности воздуха 90%. Последний параметр нужно поддерживать на одном уровне, иначе скорость затвердевания уменьшится. Конструкция станет хрупкой и утратит свои опорные функции. При низкой температуре бетон застывает в 2-3 раза медленнее. В морозную погоду вода кристаллизуется, структура монолита нарушается. Затвердевание состава обеспечивают путем добавления химических средств и обогрева.
  2. Необходимость раннего демонтажа опалубки. Добавление ускорителя схватывания бетона позволяет перейти к следующему этапу работ до истечения рекомендованного времени.
  3. Масштабное производство железобетонных блоков. Если применять ускорители для бетона, можно использовать меньшее число форм. Качество производимой продукции при этом не ухудшается.

Классификация

По характеру воздействия на бетонную смесь выделяют такие типы химических средств:

  1. Добавки, не изменяющие свойств компонентов цементного теста. Такие средства повышают растворимость ингредиентов и снижают температуру кристаллизации воды.
  2. Активаторы гидратации. Добавка смешивается с цементом. Силикатные компоненты строительного материала разрушаются. Цемент быстрее растворяется в воде, снижая температуру ее кристаллизации.
  3. Ускорители гидратации цемента, принцип действия которых основывается на реакциях обмена. Способствуют образованию гелей и гидроксидов кальция, из-за чего вода начинает замерзать при более низкой температуре.
  4. Добавки, приводящие к выработке тепла при растворении цемента.

Как ускорить процесс твердения бетона

Существуют разные способы ускорения твердения бетона, самым действенным среди которых является использование химических присадок.

От чего зависит скорость твердения

На отвердевание бетона влияют такие факторы:

  1. Температура воздуха. Чем она ниже, тем больше времени требуется выжидать перед демонтажем опалубки. Для набора прочности требуется нормальная влажность. Отклонение показателя от нормы в большую или меньшую сторону нарушает гидратацию цемента. В жару бетон быстро застывает, однако конструкция получается хрупкой. Оптимальным для бетонирования временем считается сентябрь.
  2. Марочная прочность. Чем больше этот показатель, тем быстрее схватывается материал.
  3. Предполагаемая нагрузка на монолитную конструкцию. Вертикальные опалубки удаляют раньше горизонтальных. Такое правило действует и в отношении ячеистых бетонов.

Способы ускорения процесса

Существует 2 метода, применяемых для быстрого схватывания строительной смеси: автоклавная обработка и введение химических добавок — ускорителей твердения бетона.

Действие добавок-ускорителей твердения

Принцип действия затвердителя основывается на ускорении химических реакций между ингредиентами смеси. Под воздействием добавок образуются гели, впитывающие большой объем влаги.

Ускорители оказывают разные влияния на бетон:

  • увеличивают площадь поверхности монолита, уменьшая средний размер пор;
  • ускоряют связывание воды (это достигается благодаря самопроизвольному повышению концентрации растворенных компонентов);
  • положительно влияют на структуру искусственного материала на всех уровнях (увеличивается количество микропор, уменьшается число макропор).

Основные виды добавок

Существуют такие типы добавок для быстрого твердения бетона:

  1. Сухие упрочнители для бетонной стяжки (топпинги). Смеси содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим повреждениям наполнители. Иногда добавляются химические вещества. Такой состав наносят на свежеуложенный бетон, в результате чего на поверхности образуется твердое покрытие.
  2. Газообразователи. Способствуют вовлечению воздуха в структуру материала. Средства используются при производстве газобетона. Добавление веществ снижает вес конструкции, но негативно сказывается на ее прочности. Самым распространенным представителем этой группы добавок является алюминиевая пудра. При добавлении средства одновременно выполняют виброобработку. Пудра в сочетании с цементом образует алюминат кальция, ускоряющий схватывание.
  3. Ускорители набора прочности. Комплексные добавки сокращают время получения высоких эксплуатационных качеств в 2-3 раза. Раннее снятие опалубки ускоряет процесс строительства. Добавки используются для восстановления свойств длительно хранившегося цемента. Потерь прочности бетона при использовании такого материала не наблюдается.
  4. Ускорители схватывания. Ускоряют первичное твердение смеси. Используются при проведении аварийного ремонта, заделке отверстий в бетонных емкостях. В эту группу входит жидкое стекло.

Отечественные добавки

В Москве и других городах России выпускаются такие ускорители застывания бетона:

  1. Форт УП-2. Использование комплексной добавки позволяет повысить прочность на 30-60%. Средство совместимо с бетонами разных марок подвижности. Состав имеет вид порошка темного цвета. Он содержит соли, которые вводят после разбавления цементно-песчаной смеси водой. Порошок применяется для ускорения схватывания пористых бетонов.
  2. Кальций хлористый. Добавка создана для ускорения набора прочности бетонных изделий и увеличения срока их эксплуатации. Активное вещество получает влагу из воздуха, способствуя ее накоплению в структуре материала.
  3. Конкрит-Ф. Добавка производится на основе хлористого кальция, уменьшающего время затвердевания. К положительным качествам средства относят повышение устойчивости бетона к промерзанию и износу, возможность ускоренной выемки залитых блоков из форм. Отвердитель добавляют на этапе смешивания сухих компонентов с водой. Конкрит-Ф нередко применяют при изготовлении брусчатки, чтобы блоки не имели крупных пор и сколов.
  4. Релаксор. Входит в группу суперпластификаторов, выпускаемых в виде порошка, жидкости или геля. Средство комплексного действия уменьшает время застывания и набора прочности монолитных конструкций. Релаксор используется для повышения устойчивости материала к морозам. Опалубку можно удалять через сутки после заливки. При использовании добавки в сочетании с прогревом время затвердевания уменьшается на 4-8 часов.
  5. Реламикс. Серия включает несколько средств, имеющих разные свойства и назначения. Все типы добавок увеличивают прочность монолита на ранних этапах схватывания. Они повышают устойчивость бетонной смеси к чрезмерной влажности и агрессивным веществам.

Ускорители иностранных производителей

Зарубежные производители выпускают такие виды ускорителей затвердевания:

  1. Addiment BE2. Немецкая добавка многократно ускоряет процесс затвердевания монолита. Используется при сооружении фундаментов и формировании стяжки. Средство предлагается в виде порошка светлого цвета.
  2. Addiment BE6. Добавляется на стадии смешивания сухих ингредиентов с водой. Помогает повысить прочность и устойчивость материала к низким температурам.
  3. Addiment BE5. Затвердитель применяется в зимнее время. Имеет порошкообразный вид.
  4. Cementol Omega P. Добавка выпускается в Словении. Используется на этапе превращения сухой смеси в цементное тесто. Количество компонента в составе материала не должно превышать 3%.
  5. Tiksocret P. Позволяет раствору затвердевать быстрее. Порошок добавляется в сухую цементно-песчаную смесь.
  6. Лития карбонат. Итальянский отвердитель используется при создании бетона на основе алюминатного цемента.

Чтобы узнать, как ускорить твердение бетона, не ухудшив его эксплуатационные качества, нужно изучить свойство отвердителей. Решая, какой химический агент приобрести, учитывают погодные условия и марочную плотность цемента.

Читайте также:  Подогрев бетона электродами

МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

Для сокращения сроков распалубки монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций, ускорения сдачи их под эксплуатационную нагрузку применяются различные методы интенсификации твердения в раннем возрасте (1..7 суток) цементных бетонов. В зависимости от вида изготавливаемых строительных конструкций, условий бетонирования, необходимых сроков набора бетоном отпускной прочности применяются способы ускорения твердения бетонов:

-химические, основанные на применении химических добавок – уско-рителей твердения;

-тепловые, основанные на повышении температуры твердеющего бетона пропариванием или электропрогревом (электрообогревом);

-механические, основанные на применении домолотого цемента сухим или мокрым способом с добавкой гипса 2…5% от массы цемента в шаровых мельницах или вибромельницах.

Наибольший ускоряющий эффект достигается при применении комплексного метода включающего в себя вышеперечисленные способы ускоренного твердения.

Строительными нормами допускается применение в качестве химических добавок – ускорителей твердения бетона соединения виды и дозировка которых, указанны в таблице 18.1.

Химические добавки – ускорители твердения для бетона

Вид химической добавкиУсловное обозначениеРекомендуемая дозировка, % от расхода цементаПримечание
Поташ, К2СО3П3,0…5,0Соль с ярко выраженными щелочными свойствами
Хлорид кальция, СаСl2ХК1,5…5,0Резко интенсифицирует коррозию арматуры и оборудования
Нитрат кальция, Са(NО3)2НК1,5…2,5Возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Нитрат натрия, NаNО3НН2,0…3,0Возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Хлорид натрия, NаСlХН1,0…4,0Резко интенсифицирует коррозию арматуры и оборудования
Сульфат натрия, 24СН0,5…2,0Возможно образование высолов на поверхности бетона
Нитрит – нитрат кальция, Са(NО2)2 + Са(NО3)2 (Смесь нитрита кальция и нитрата кальция в соотношении 1: 1 по массе)ННК2,0…3,0При применении возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Нитрит – нитрат – хлорид кальция, Са(NО2)2 + Са(NО3)2 + СаСl2 (Смесь нитрита – нитрата кальция с хлоридом кальция в соотношении 1: 1 по массе)ННХК1,5…2,5При применении возможно быстрое схватывание цемента и загустевание бетонной смеси
Мочевина, СО(NН2)2М2,0…4,5При передозировке возможно замедление твердения бетона

Ускоряющее действие указанных в таблице солей – электролитов основано на их способности при взаимодействии с минералами цемента активизировать их гидратацию.

Тепловые методы активации твердения бетона основаны на ускорении скорости протекания химических реакций гидратации цемента при повышении температуры. Так при повышении температуры бетонной смеси с 20° С до 80°С скорость реакции гидратации увеличивается в 6 раз. Из различных способов тепловой обработки бетона наибольшее распространение получило в заводских условиях пропаривание, а в условиях строительной площадки – электропрогрев и электрообогрев.

Пропаривание бетона осуществляется в тепловых камерах, в которых за счет подачи насыщенного водяного пара при атмосферном давлении создается температура Т= 80…90°С и высокая влажность воздуха φ = 95…100 %. Режим пропаривания в обязательном порядке должен состоять из ряда последовательных стадий: этапа предварительного выдерживания бетона отформованных изделий или конструкций при обычной температуре, этапа подъема температуры до температуры изотермического прогрева, этапа изотермического прогрева и этапа охлаждения (остывания) бетона до обычной температуры.

Для осуществления электропрогрева забетонированных конструкций применяются металлические электроды и греющие провода в изоляционной оболочке, укладываемые в тело бетона. Электрообогрев бетона выполняется с использованием различных по конструкции элетронагревательных устройств – излучателей тепловой энергии.

При механическом домоле цемента значительно увеличивается его удель-ная поверхность. Цемент, обладающей развитой удельной поверхностью зерен, твердеет более интенсивно. Это объясняется тем, что одновременно в реакцию взаимодействия с водой затворения вступает большее количество его вещества.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9185 – | 7323 – или читать все.

95.47.253.202 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Способы ускорения твердения бетона в конструкциях (выбор вида цемента, введение добавок-ускорителей, тепловая обработка).

Твердение бетона на современных портландцементах является процессом достаточно длительным при низкой положительной (≤+5°С) и, особенно, отрицательной температуре воздуха. Поэтому в зимний период необходимо использование технических средств, обеспечивающих ускоренное твердение бетона монолитных железобетонных конструкций. Достигнуть это можно применением активизированных или быстротвердеющих цементов, химических добавок — противоморозных и ускорителей твердения, путем повышения дозировки цемента и уменьшения водоцементного отношения или применения бетона более высокого класса по сравнению с проектной маркой. Но самым оптимальным и экономически обоснованным, представляет собой применение тепловых методов ускорения твердения бетона. Такая технология является, в сущности, ресурсосберегающей, так как ценой обоснованных дополнительных энерго- и трудозатрат достигается возможность: сократить сроки строительства в 5–10 раз; эффективно использовать трудовые ресурсы и оборудование, в том числе капиталоемкую опалубку; применять более дешевые бездобавочные бетонные смеси; исключить вероятность замерзания бетона в раннем возрасте и гарантировать требуемое качество бетона и конструкций

Пути сокращения расхода цемента в бетоне ( на примере анализа основного закона прочности).

Лёгкий бетон на пористых заполнителях. Виды заполнителей (природные и искусственные). Свойства и области применения бетонов.

Для легкого бетона используют быстротвердеющий и обычный портландцементы, а также шлакопортландцемент. Применяют в основном неорганические пористые заполнители. Для теплоизоляционных и некоторых видов конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов используют и органические заполнители, приготовленные из древесины, стеблей хлопчатника, костры, гранулы пенополистирола и др. Неорганические пористые заполнители отличаются большим разнообразием, их разделяют на природные и искусственные. Природные пористые заполнители получают путем частичного дробления и рассева горных пород (пемзы, вулканического туфа и др.). Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья и разделяются на специально изготовленные и побочные продукты промышленности. Керамзитовый гравий получают путем обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин. Это легкий и прочный заполнитель насыпной плотностью 250–800 кг/м 3 . В изломе гранула керамзита имеет структуру застывшей пены. Керамзитовый песок (зерна до 5 мм) получают при производстве керамзитового гравия, а также по методу кипящего слоя, обжигом глиняных гранул во взвешенном состоянии. Кроме того, его можно получать дроблением зерен гравия. Шлаковую пемзу изготовляют путем быстрого охлаждения расплава металлургических шлаков, приводящего к вспучиванию. Куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают. Гранулированный металлургический шлак получают в виде крупного песка с пористыми зернами размером 5-7 мм, иногда до 10 мм. Вспученный перлит изготовляют путем обжига водосодержащих вулканических стеклообразных пород (перлитов). При температуре 950-1200°С вода выделяется и перлит увеличивается в объеме 10-20 раз. Вспученный вермикулит – пористый сыпучий материал, полученный путем обжига водосодержащих слюд. Топливные отходы образуются в качестве побочного продукта при сжигании антрацита, каменного угля, бурого угля и других видов твердого топлива. Топливные шлаки – пористые кусковые материалы, получающиеся в топке в результате спекания и вспучивания неорганических примесей, содержащихся в угле. Аглопорит получают при обжиге глиносодержащего сырья на решетках агломерационных машин. Шунгизит изготовляют обжигом шунгитовых сланцевых пород. Пористые заполнители, так же как и плотные, делят на крупные (пористый гравий или щебень) с размером кусков 5-40 мм и мелкие (пористый песок), состоящие из частиц менее 5 мм. Структура: Гранула заполнителя обволакиваются раствором. К легким бетонам могут попасть ячеистые бетоны с ρm=500–900кг/м 3 . Это конструкционно-теплоизоляционные бетоны. В ячеистых бетонах нет заполнителей, а структурирующую роль заполнителей играют равномерно распределенные сферические воздушные поры (0,5 – 2 мм).

Читайте также:  Какой маркой бетона заливать ленточный фундамент

Свойства легкого бетона. Качество легкого бетона оценивают двумя важнейшими показателями: классом по прочно сти и маркой по средней плотности. Наиболее важной наряду с прочностью характеристикой легкого бетона является плотность. В зависимости от назначения легкие бетоны делят на следующие группы: теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, конструкционные. Мелкие и равномерно распределенные поры в цементном камне незначительно понижают прочность, но зато существенно уменьшают плотность и теплопроводность легкого бетона. Теплопроводность легких бетонов зависит в основном от плотности и влажности. В зависимости от теплопроводности легкого бетона толщина наружной стены может изменяться от 20 до 40 см. Наружные ограждающие конструкции из легких бетонов подвергаются воздействию попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания. Поэтому легкие бетоны, применяемые для наружных стен, покрытий здании, а также для конструкций мостов, гидротехнических сооружений, должны обладать определенной морозостой­костью. По морозостойкости легкие бетоны делят на марки: F25. F500; по водонепроницаемости WO,2. W1,2. Бетоны на пористых заполнителях уже успешно используют в мостостроении, гидротехническом строительстве. Водонепроницаемость плотных конструкционных легких бетонов может быть высокой. Малая водопроницаемость плотных легких бетонов подтверждается долголетней эксплуатацией возведенных из них гидротехнических сооружений. Эффективность применения: конструкции из легких бетонов отличаются высокими технико-экономическими показателями. Стены из легкого бетона в 1,3 – 2 раза легче стен из железобетонных слоистых и керамзитобетонных панелей, стоимость их также меньше. Удельные капиталовложения в строительство заводов легкого бетона на 30 – 40% меньше, чем в строительство предприятий, выпускающих аналогичные конструкции из тяжелого и легкого бетона с пористым заполнителем.

Способы ускорения твердения бетона

Свежеприготовленная бетонная смесь с какого-то момента начинает загустевать, а затем она полностью теряет способность формоваться. В этих случаях говорят, что бетонная смесь схватилась. Но такая смесь обладает незначительной механической прочностью, отформованные изделия разрушаются при небольших нагрузках. Однако уже после схватывания начинают проявляться свойства хрупкости смеси, то есть способность ее разрушаться без ясно выраженной пластической деформации.

Через некоторое время схватившаяся бетонная смесь превратится в бетон, прочность которого при наличии влаги и тепла будет возрастать длительное время.

Схватывание бетонной смеси и твердение бетона являются следствием химических реакций, происходящих между минеральным вяжущим и водой затворения. Эти реакции, как известно, носят название реакций гидратации вяжущего.

Схватывание происходит в первой стадии процесса гидратации. Ход этого процесса можно проследить по нарастанию пластической прочности цементного теста, растворной или бетонной смеси, то есть по все возрастающему сопротивлению их деформированию (без макроскопических нарушений сплошности материала) под воздействием внешних силовых факторов.

Вторая стадия гидратации – твердение вяжущего – характеризуется потерей пластичности, приобретением упругости формы и способности сопротивляться разрушению под действием напряжений.

Первая стадия гидратации незаметно и постепенно переходит во вторую, и четкой границы между стадиями схватывания и твердения вяжущего нет.

Нормальными для твердения бетона условно приняты температура порядка 20 °С и относительная влажность воздуха, приближающаяся к 100 %. Объясняется это тем, что основы современной технологии бетона были заложены в конце прошлого столетия учеными, которые проводили исследования в условиях умеренного климата. В то время строительство было исключительно сезонным и велось только в теплый период года. Поэтому основные закономерности схватывания и твердения цемента и бетона были установлены применительно к летним условиям умеренного климата.

Твердение бетона на портландцементе при нормальной температуре и влажности происходит иногда очень долго: годами, даже десятилетиями, хотя наибольший прирост прочности происходит в течение первых семи суток. После 28 суток прочность нарастает сравнительно медленно.

В связи с этим в нормах проектирования бетонных и железобетонных конструкций проектная марка бетона по прочности при сжатии, под которой понимается средняя величина кубиковой прочности бетона, контролируется, как правило, по достижении бетоном возраста 28 суток.

Интенсивность роста прочности бетона зависит от вида и активности использованного цемента и температуры твердения бетона. Понижение или повышение температуры твердения бетона снижает или повышает рост прочности бетона. При этом под температурой твердения бетона в относительно тонкостенных конструкциях следует понимать температуру окружающей среды, а для массивных конструкций – температуру внутри массива, всегда большую, чем температура окружающей среды, вследствие экзотермии цемента.

Пути ускорения твердения бетона в нормальных температурно-влажностных условиях следующие. Имеется несколько способов. Один из них – замена цемента данной активности другим более высокой марки. Другой способ – снижение водоцементного отношения (В/Ц), что не только повышает конечную прочность бетона, но и ускоряет ее нарастание. Так, относительная прочность бетона с В/Ц = 0,3 всегда выше относительной прочности бетона с В/Ц = 0,5, что свидетельствует об ускорении процесса твердения бетона с уменьшением водоцементного отношения.

С другой стороны, при снижении В/Ц до 0,3 резко повышается жесткость бетонной смеси. Поэтому в случае использования такого приема для ускорения твердения бетона в нормальных условиях требуется увеличить работу уплотнения.

Эффективное средство ускорения твердения бетона – это применение добавок ускорителей твердения.

Ускорители твердения применяют для повышения прочности бетона в заданные сроки, снижения расхода цемента при сохранении прочности бетона на заданном уровне, а также для сокращения времени тепловлажностной обработки изделий и времени предварительного выдерживания их перед тепловой обработкой.

Применять эти добавки рекомендуется для бетонов и строительных растворов, приготовленных на портландских, пуццолановых и шлакопортландских цементах; не допускается использовать их для бетонов и растворов на глиноземистом цементе.

При тепловлажностной обработке не применяют сернокислый натрий, при автоклавной – не допускается применение хлористых солей. Эффективность введения ускорителей твердения тем выше, чем короче цикл тепловлажностной обработки, ниже марка цемента и бетона, а также температура изотермического прогрева. Установлены следующие ограничения на количество вводимых в бетон ускорителей твердения (% массы цемента): сульфат натрия – не более 1, если на поверхности изделий высолы недопустимы, до 2, если высолы допустимы; хлористый кальций – не более 2 при изготовлении железобетонных конструкций и не более 3 – бетонных (при положительной температуре твердения). Применение хлористых солей в бетонах для напряженно-армированных конструкций не допускается. Хлорид кальция при введении в бетоны и строительные растворы ускоряет сроки схватывания и твердения, одновременно повышает подвижность смеси. Однако добавка хлорида кальция вызывает коррозию арматуры, поэтому содержание его в бетонах ограничивается.

В некоторых случаях целесообразно сочетать пластификаторы и ускорители твердения, а также применять некоторые комплексные добавки.

Следующий путь ускорения твердения бетона – домол цемента в построечных условиях или на заводе сборных железобетонных изделий. Обычно цементные заводы поставляют потребителям цемент с тонкостью помола, характеризующейся удельной поверхностью 2500…3000 см 2 /г (по Товарову). Домол цемента до удельной поверхности 4500…5000 см 2 /г в мельницах мокрого или сухого помола значительно увеличивает активность цемента. Так, опыты, проведенные по мокрому домолу цемента, повысившему удельную поверхность с 2700 до 5000 см 2 /г, показали увеличение прочности раствора (с В/Ц = 0,5) в суточном возрасте примерно в 4 раза и 28-дневном возрасте примерно в 2 раза.

Более тонкий помол экономически невыгоден, так как требует большего расхода электроэнергии и значительного увеличения времени помола.

Эффективным способом ускорения твердения бетона является тепловлажностная обработка изделий – пропаривание их в специальных камерах при нормальном атмосферном давлении, запаривание в автоклавах в среде насыщенного водяного пара повышенного давления и электропрогрева. Такая обработка бетона и железобетонных изделий широко применяется в заводских условиях.

Ссылка на основную публикацию