Beton beállítási idő: kémiai és fizikai modellek. reakcióidő
Mennyi ideig tart a beton? Milyen folyamatok keletkeznek benne a félig folyékony oldat szilárd anyagba történő átalakítása során? Hogyan befolyásolja a levegő hőmérséklete ezeket a folyamatokat? Kitaláljuk.
Fogás: Kémia és fizika
Для начала давайте выясним, что это за процесс - схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).
Hogy tisztázzuk: a konkrét betartott folyamatok, szigorú értelemben helyesen hívják a cement hidratálását. Nyilvánvaló okokból sokkal kémiailag ellenálló kvarc homok és zúzott kő nem vesz részt a reakcióban.
Kémiai modell
Amikor a Portland-cement vízzel érintkezik, több kémiai folyamat indul egyszerre, ami oxidok, alumínium- és kalciumsók hidroaluminátumokká és hidro-szilikátokká való átalakulását eredményezi.
A főbb reakciók a következők:
- 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
- Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
- 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.
Mindhárom reakció kis mennyiségű hőt bocsát ki. A cement teljes hidratálása esetén vízzel 1: 0,4 arányban kell keverni; ugyanakkor a teljes vízmennyiség mintegy 60% -a részt vesz a tényleges kémiai folyamatokban. A megmaradt folyadék a jövő betonjának celláiban marad, és porózus szerkezetet alkot; pár héten vagy akár hónapok alatt elpárolog.
Az alkotó cement ásványi anyagok beton tömegének hidratálásával párhuzamosan számos lassabb reakció zajlik le, amelyek fokozatosan a márkaépítésű betonok sorozatához vezetnek:
- A lerakódott mész Ca (OH) 2, szén-dioxiddal kombinációban fokozatosan tartós és enyhén oldódó kalcium-karbonát CaCO3-ra változik.
- A szilícium-dioxid hozzáadása ehhez a reakcióhoz ugyanolyan erős és stabil kalcium-szilikátokat eredményez.
Fizikai modell
Hogyan néz ki a folyamat a fizikai folyamatokban a beton tömegében?
| A hidratálás kezdetétől | Áramlási folyamatok |
| 5 percig | A cement szemcséinek felületét 3CaO * Al2O3 kalcium-aluminát-tűk kristályai borítják. |
| 6 óra | A kristályok olyan mértékben növekednek, hogy közös kristályrácsot képeznek. Az első térbeli kapcsolatok a cementszemcsék között merülnek fel. |
| 8-10 óra | Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов - своеобразного «ворса» из силикатов кальция. |
| 24 óra | A kalcium-szilikátok elkezdenek eltávolítani az aluminátrácsot, és szilárd szilárd töltőanyagot képeznek. |
| 28 nap | A cementkő teljesen kalcium-szilikát kristályokból áll. Aluminátok extrudáltak. |
Reakcióidő
Általánosságban elmondható, hogy mennyi idő alatt a konkrét tengelykapcsolók az előző táblázatból egyértelműek. 6 óra elteltével tömege megszűnik mobilizálni; egy nap után elveszíti a plaszticitását, de továbbra is törékeny. A teljes márka erejét az anyag körülbelül egy hónap alatt nyeri.
Hivatkozás: a márka erőssége megegyezik azzal a maximális nyomóerővel, amelyet a beton képes megsemmisíteni. Az erőkifejtést kilogramm / négyzetcentiméterben mérjük. Így az M200 betonnak 200 kgf / cm2, M300 - 300 kgf / cm2, M400 - 400 kgf / cm2 és így tovább kell ellenállnia.
Mindazonáltal a fenti táblázat igaz az ún. Normál körülményekre: + 18-22 ° a relatív páratartalom 60% körül. Mi történik, ha az eltérések egy irányban vagy egy másikban vannak?
| eltérés | Befolyásolta |
| A hőmérséklet csökkentése | Alacsony hőmérsékleten (0 és + 18 ° C között) a reakció sebessége lelassul; a beállítás legfeljebb 5-7 napig tarthat. Amikor a beton hőmérséklete 0 fok alá esik, a víz kristályosodik, és a Portland-cement hidratálása teljesen leáll. |
| Hőmérséklet-növekedés | Egy bizonyos határig a reakciók felgyorsulnak; azonban 90 ° C-nál magasabb hőmérsékleten a víz gyorsabban elpárolog a növekvő kristályszerkezetéből, mint amennyivel reagál. Ennek eredményeképpen a kikeményedés ismét megáll. |
| Alacsonyabb páratartalom | Száraz levegő esetén a víz gyorsan elpárolog a beton felületi rétegéből, ami az erőt és a repedések megjelenését eredményezi. |
| Növelt páratartalom | Normál hőmérsékleten csak a beton végső szilárdságának növekedését eredményezi repedés hiányában. Vízgőzzel telített atmoszférában +80 ° C feletti hőmérsékleten 60-70% -os erősségű készlet mindössze 16 órát vesz igénybe. |
Hogyan lehet eltéríteni a normál üzemmódtól?
- Hő- és száraz időben a zsaluzat szerkezete nedvesen zsákolt, nedves fűrészporral borított vagy vízzel kétszer vagy háromszor vízzel öntözik.
- -5 ° C-ig terjedő hőmérsékleten elegendő a fiatal beton szigetelése és, ha lehetséges, szigetelése. A hidratálás során felszabaduló hő nem engedi a víz befagyasztását.
- Alacsonyabb hőmérsékleten melegítés szükséges. Az alternatíva a téli betonfelhasználás, amely a speciális adalékoknak köszönhetően képes negatív hőmérsékletre állítani.
Hasznos: a fagyásgátló adalékoknak köszönhetően a köbméter ára mindössze 100-300 rubel köbméterenként nő. Valójában a téli betonokat könnyű előkészíteni saját kezével: az utasításokat a speciális fagyásgátló adalékanyagok (például Antifreeze DS) hozzáadásával, 1 tömeg% cement mennyiségben csökkentik.
Hasznos dolgok
- A teljes erő meghaladhatja a fokozatot. Normál körülmények között a betonszerkezet szilárdsága 3 hónap alatt eléri a 120% -ot.
- A zsaluzatot 3-4 nap múlva eltávolíthatja a monolitoni. Feldolgozás, falak építése beton alapokra stb. talán 10-14 nap alatt.
- Nem kívánatos ütőhangszerek használata a teljes erő eléréséig. Ha a feldolgozásra szükség van, előnyös a vasbeton megmunkálása gyémánt körökkel és gyémánt fúrólyukakkal a betonban: ebben az esetben nem lehet félni a repedésekből és a forgácsokból.
következtetés
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).
A megszokott módon a videó ebben a cikkben további anyagokat tartalmaz. Sok szerencsét!