Aprospect.ru

Агентство недвижимости
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние ускорителей на свойства цементного раствора

Влияние ускорителей на свойства цементного раствора

Развитие и усовершенствование технологий химического производства. Условия производства бетонных и железобетонных изделий. Применение добавок-ускорителей для схватывания и твердения изделий и конструкций. Определение нормальной густоты цементного теста.

РубрикаСтроительство и архитектура
Видконтрольная работа
Языкрусский
Дата добавления24.12.2015
Размер файла682,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра технологии строительных материалов и метрологии

Влияние ускорителей на свойства цементного раствора

цементный бетонный схватывание твердение

1. Теория ускорителей

1.1 Теория твердения глиноземистого цемента

2. Методика проведения испытаний

2.1 Определение нормальной густоты цементного теста

2.2 Определение сроков схватывания цементного теста

3. Постановка эксперимента и его результат

Список используемой литературы

Развитие и усовершенствование технологий химического производства в последние пол века послужило причиной активного использования различных добавок, которые облегчают труд рабочих, как на строительной площадке, так и на заводе по производству строительных материалов. Из всего многообразия химических веществ, способных придавать вяжущим веществам и бетонным смесям необходимые строителям свойства, наиболее значимыми, на мой взгляд, являются ускорители схватывания и твердения.

Значительный эффект от использования добавок-ускорителей имеет место и в технологии сборного бетона и железобетона. Сокращение сроков схватывания цемента и интенсификация его твердения актуальны как для бетонов нормально-влажностного твердения, так и подвергаемых тепло-влажностной обработке, причем не только для бетонов на плотных, но и на пористых заполнителях. При производстве сборных конструкций в условиях полигона, когда тепловая обработка не предусматривается, добавки-ускорители твердения позволяют сократить выдержку отформованных изделий в формах и, таким образом, уменьшить требуемое количество форм, а, следовательно, и металлоемкость производства. Кроме того, сокращается производственная площадь, необходимая для выдерживания отформованных изделий.

В заводских условиях производства сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций применение добавок-ускорителей схватывания и твердения позволяет сократить время тепло-влажностной обработки, что ускоряет оборачиваемость форм и тепловых агрегатов. Это способствует снижению металлоемкости производства и сокращению энергетических затрат на тепловую обработку. Благодаря введению добавок-ускорителей удается снизить расход цемента. Таким образом, применение добавок-ускорителей схватывания и твердения является эффективным технологическим приемом, позволяющим снизить себестоимость продукции и улучшить технико-экономические показатели деятельности предприятия.

Другим важным направлением использования добавок-ускорителей схватывания и твердения является бетонирование конструкций при отрицательной температуре. В этом случае роль добавок заключается в ускорении процессов гидратации и твердения цементного теста с целью формирования бетона с достаточной «критической» прочностью, которая могла бы обеспечить его сопротивляемость давлению замерзающей в порах воды и формирование мелкопористой структуры цементного камня и бетона, т.е. повысить его морозостойкость (способность бетона сопротивляться попеременному замораживанию и оттаиванию при насыщении его пресной или морской водой). Это дает возможность замораживания бетона до температур ниже расчетной без опасности его размораживания, так как в бетоне резко сокращается количество свободной воды, а формирующаяся мелкопористая структура исключает возможность замерзания воды в порах при обычных зимних температурах. Действие добавок, участвующих в обменных реакциях, многообразно. В их присутствии возрастает, удельная поверхность цементного камня и уменьшается средний размер пор. Одновременно с развитием микропористой структуры происходит более интенсивное связывание влаги адсорбционными силами. Количество адсорбционо-связанной влаги в присутствии добавок увеличивается в 1,1. ..1,3 раза в зависимости от вида и концентрации добавки.

В данной работе мы рассмотрим влияние добавки глиноземистого цемента в количестве 0,5%, 1% и 1,5% от массы портландцемента на изменение скорости схватывания последнего.

1. Теория ускорителей

Действие добавок-ускорителей схватывания и твердения бетона заключается в активизации процесса гидратации цемента, приводящей к ускоренному образованию гелей, которые захватывают в свои ячейки большое количество жидкой фазы и вследствие этого вызывают быстрое схватывание и последующее интенсивное упрочнение цементного камня. Основным критерием эффективности добавок-ускорителей схватывания бетонных и растворных смесей является ускорение процесса схватывания на 25 % и более. Для добавок-ускорителей твердения бетона по требованиям надежности необходимо повышение прочности бетона на 20 % и более в возрасте 1 суток нормального твердения. После затворения, в начале гидратации цемента, образуется коагуляционная структура, обладающая тиксотропностью. Во время перемешивания теста контакты, возникшие между гидратными новообразованиями коллоидных фракций цемента, нарушаются, и тесто сохраняет подвижность, несмотря на постепенное нарастание связности. Чем дольше длится гидратация, тем больше становится гидратных новообразований и выше плотность структуры.

Время, в течение которого образуется непрерывно уплотняющаяся и коагуляционная структура, является периодом схватывания, т. е. формирования структуры. Таким образом, схватывание цемента следует рассматривать как первоначальную стадию общего процесса твердения. По ГОСТ начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин и заканчиваться не позднее 12 ч с момента затворения, однако, введение ускорителей схватывания и твердения в цементный раствор может существенно сократить этот промежуток.

1.1 Теория твердения глиноземистого цемента

Процесс твердения глиноземистого цемента и прочность образующегося цементного камня существенно зависят от температуры твердения. При нормальной температуре (до + 25 °С) основной минерал цемента СА взаимодействует с водой с образованием кристаллического гидроалюмината кальция и гидроксида алюминия в виде гелевидной массы:

Читайте так же:
Силос цемента вместимостью 40 т

При гидратации глиноземистого цемента образуются большие количества геля, что объясняется реакцией между водой и СА, а также устойчивой и неустойчивой модификациями С5А3. Это гелеобразное аморфное вяжущее вещество является носителем высокой прочности твердеющего цементного теста в раннем возрасте, в результате чего цемент приобретает значительную часть своей конечной прочности уже в первые сутки. Пористость камня из глиноземистого цемента ниже (приблизительно в 1,5 раза). Это связано с тем, что при одинаковой с портландцементом водопотребности глиноземистый цемент при твердении химически связывает 30…45 % воды от массы цемента (портландцемент — около 20%).

Минерал С12А7 очень активно взаимодействует с водой и схватывается уже по истечении нескольких минут. Раствор гидратации С12А7 уже в начальный период характеризуется высоким пересыщением и из него кристаллизуются высокоосновные гидроалюминаты кальция С4АH13 и С3АH12.

2. Методика проведения испытаний

2.1 Определение нормальной густоты цементного теста

Цементным тестом называют смесь цемента и воды. Густоту цементного теста (ГОСТ 310.3-76*) определяют на приборе Вика с пестиком.

Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается металлический стержень прибора в направляющих втулках и, если необходимо, смазывают его маслом. Осматривают пестик и очищают его влажной тканью, а также проверяют положение указателя, который должен быть на нуле при опирании пестика о стеклянную пластинку. Кольцо и пластину смазывают тонким слоем машинного масла.

Для приготовления цементного теста берут 400 г цемента и высыпают его в сферическую металлическую чашу, предварительно протертую влажной тканью. В цементе делают углубление, в которое в один прием выливают воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения теста нормальной густоты. Обычно для первого пробного затворения берут 25. 26 % воды от массы цемента, т.е. около 100 мл. Воду отмеряют с погрешностью не более 0,5 мл. Углубление заполняют цементом с помощью стальной лопатки и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Общая продолжительность перемешивания и растирания 5 мин. Цементное тесто можно приготовить также на механической мешалке. Готовое цементное тесто в один прием укладывают в кольцо, установленное на стеклянной пластинке, и 5. 6 раз встряхивают его, постукивая пластину о поверхность стола. Избыток теста срезают увлажненным ножом. Затем кольцо на стеклянной пластине ставят под стержень прибора Вика, и пестик приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца. Закрепляют стержень стопорным винтом, после чего быстро освобождают его и дают возможность стержню с пестиком свободно погружаться в тесто. Через 30 с от начала погружения производят отсчет глубины погружения пестика по шкале прибора.

В том случае, если пестик не доходит до стеклянной пластины на 5. 7 мм, густота теста считается нормальной. Если пестик погружается на большую или меньшую глубину, приготовляют новые порции цементного теста соответственно с меньшим или большим количеством воды. Количество воды для получения теста нормальной густоты, выражаемое в процентах от массы цемента, определяют с погрешностью не более 0,25 %.

2.2 Определение сроков схватывания цементного теста

Схватывание цемента — процесс загустевания цементного теста вследствие взаимодействия цемента с водой. Сроки схватывания определяют на цементном тесте нормальной густоты с помощью прибора Вика, но вместо пестика на конце стержня закрепляют иглу 4, а пестик устанавливают сверху; при этом масса подвижной части остается равной (300 ± 2) г. Перед началом испытаний проверяют, свободно ли опускается стержень прибора, чистоту поверхности иглы и отсутствие ее искривлений, а также нулевое показание прибора. Цементное тесто готовят по методике, описанной в предыдущем пункте, из 400 г цемента и воды, взятой в количестве, которое соответствует нормальной густоте цементного теста. Готовое тесто помещают в кольцо прибора Вика и устанавливают на столик прибора. Стержень опускают до соприкосновения иглы с поверхностью теста и в этом положении закрепляют винтом. Затем винт освобождают, давая стержню с иглой свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в жидком состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластину рекомендуется слегка придерживать ее при погружении в тесто. Иглу можно свободно опускать, как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, при этом кольцо после каждого погружения передвигают таким образом, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытаний прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям. Началом схватывания цементного теста считается время, прошедшее от начала затворения теста (момента приливания воды к цементу) до момента, когда игла не доходит до пластины на 1. 2 мм; концом схватывания — время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1. 2 мм.

3. Постановка эксперимента и его результат

Проверим, эффективность добавки глиноземистого цемента, оценкой сроков схватывания различных составов с добавкой в количестве 0,5%, 1% и 1,5% от массы портландцемента, которые будем определять на приборе Вика после предварительного определения нормальной густоты контрольного образца по выше описанным методикам. Так же проверим сроки схватывания контрольного образца (без добавки). Все опыты проводились одним испытателем в один и тот же день с одинаковой интенсивностью и с использованием одних и тех же материалов для уменьшения влияния человеческого фактора и погрешностей на конечный результат.

Читайте так же:
Фундамент для цементных силосов

Нормальная густота цементного теста Ї 25,75%.

Получили таблицу влияния концентрации добавки на начало схватывания портландцемента:

Срок схватывания цементного теста

Минеральные добавки (гипс, диопсид, волластонит, золы, шлаки и т.д.) в состав цемента вводят для регулирования свойств цементного теста и характеристик цементного камня [1]. Для регулирования сроков схватывания цементного теста широко используется добавка 3-5 % двуводного гипса (СаSO4⋅2Н2О). Диопсид и волластонит способствуют увеличению прочности цементного камня.

Исследован портландцемент производства ООО «Искитимцемент» (Россия, Новосибирская область) марки ПЦ 400 Д-20. Минеральный состав его, % мас.: С3S — 50-55, C2S — 18-22, C3A — 7-11, C4AF — 12-15. Удельная поверхность его составила 320 м 2 /кг. Химический состав цемента, % мас: SiO2 — 20,7; Al2O3 — 6,9; Fe2O3 — 4,6; CaO — 65,4; MgO — 1,3; SO3 — 0,4; п.п.п. — 0,5.

Исследованный в качестве добавки волластонит Синюхинского месторождения (рудник «Веселый», республика Алтай, Россия) имел химический состав, мас. %: SiO2 — 53,4; CaO — 34,7; MgO — 0,3; Al2O3 — 3,1; Fe2O3 — 2,4. Среднеобъемный размер зерен волластонита, определенный методом лазерной гранулометрии, равен 33,9 мкм. Удельная поверхность порошка составляет 287 м 2 /кг. Волластонит — однокальциевый силикат (CaO⋅SiO2), его плотность равна 2,915 г/см 3 . Волластонит вводился в количестве 2, 5, 7, 9 и 11 % от массы цемента. Цемент смешивали с добавками волластонита в шаровой мельнице в течение 2 часов.

Полученные результаты (табл. 1) показывают, что прочность цементного камня возрастает при введении волластонита до 7-9 % мас. Однако при дальнейшем увеличении его содержания прочность снижается. Оптимальная концентрация добавки волластонита составляет 7-9 %.

Диопсидовая добавка представляла собой измельченную породу — отход от переработки флогопитовых руд Алданского месторождения. Химический состав ее, % мас: SiO2 — 50,3;
Al2O3 — 3,4; Fe2O3 — 5,8; CaO — 24,6; MgO — 15,6; R2О — 0,3. Диопсид — силикат кальция и магния — (СаО⋅MgO⋅2SiO2).

Таблица 1

Влияние добавки волластонита на прочность цементного камня

Условия и продолжительность твердения

Прочность образцов цементного камня, МПа,
количество волластонита, % от массы вяжущего

Нормальные условия, 3 суток

Нормальные условия, 7 суток

Нормальные условия, 14 суток

Нормальные условия, 28 суток

ТВО* — тепловлажностная обработка по режиму: 3 часа — подъем температуры до 90 °С, 8 часов — изотермиче-ская выдержка при данной температуре и 3 часа — снижение температуры до 20 °С

Среднеобъемный размер частиц диопсида, определенный методом лазерной гранулометрии, составил 49,6 мкм, удельная поверхность — 213 м 2 /кг. Плотность диопсида равна 3,3 г/см3. Добавка диопсида вводилась в количестве 2, 5, 7, 9 и 11 % от массы цемента. Полученные результаты (табл. 2) показывают, что с увеличением количества добавки диопсида до 7 % мас. прочность цементного камня возрастает. При дальнейшем увеличении количества добавки прочность образцов снижается.

Таблица 2

Влияние добавки диопсида на прочность цементного камня

Условия и продолжительность
твердения

Прочность образцов цементного камня, МПа, количество диопсида, % от массы вяжущего

Нормальные условия, 3 суток

Нормальные условия, 7 суток

Нормальные условия, 14 суток

Нормальные условия, 28 суток

Таким образом, наблюдается четкий максимум значений прочности цементного камня в зависимости от количества введенных минеральных добавок. Оптимальное количество волластонта и диопсида составляет 7-9 % мас.

При анализе влияния концентрации добавок на свойства цементных материалов предположим, что частицы как цемента, так и добавок имеют сферическую форму и одинаковые размеры, и частицы добавки распределены по объему равномерно. В этом случае приемлемы закономерности формирования плотной структуры при укладке шаров. В структурах с плотнейшей их упаковкой возможны два способа: кубическая плотнейшая упаковка (КПУ) и гексагональная плотнейшая упаковка (ГПУ). При этом каждый шар касается 12 других шаров [2-3]. В структурах с плотнейшей упаковкой шаров они занимают 74,05 % общего объема. 25,95 % приходится на пустоты между шарами. В случае цементного теста нормальной густоты водоцементное отношение близко к этой величине. Таким образом, можно полагать, что цементное тесто нормальной густоты представляет собой систему из частиц с плотнейшей их упаковкой, при этом пространство между частицами заполнено водой.

Представим, что центральный шар — частица добавки, а 12 окружающих шаров — частицы цемента [2]. В этом случае, будет достигаться максимально возможный контакт частиц добавки с частицами цемента. При этом объемная доля добавки, в этом случае, составит 1/12 от объемной доли цемента, то есть 8,3 %. Если плотность добавки отличается от плотности минералов цемента, то массовая доля добавки, в %, может быть определена по соотношению плотностей

1

где m — процент вводимой добавки от массы цемента; ρд — плотность добавки, г/см 3 ; ρц — плотность цемента, г/см 3 .

Оптимальное содержание добавки при условии, что ее дисперсность близка к дисперсности цемента, составляет в случае волластонита и диопсида 8-8,5 %.

Читайте так же:
Растворитель для цемента что это

Безусловно, эти расчетные результаты являются приближенными, так как реальная форма частиц цемента и добавки не является сферической, кроме того и цемент и добавки имеют разброс по величине размеров частиц. Распределение частиц добавок среди частиц цемента также может быть неравномерным. Вместе с тем качественная и количественная оценка оптимального количества добавок очень близка к реально получаемой.

Рассмотрим влияние количества гипса на свойства цементного теста и прочность цементного камня. Гипсовый камень (CaSO4⋅2H2O), используемый в серийном производстве портландцемента марки ПЦ 400 Д-20, вводился в количестве 1; 3; 4; 5; 7 и 9 % при помоле клинкера. Полученные результаты показывают четко выраженное оптимальное количество добавки гипса (5 % мас.) как по срокам схватывания цементного теста, так и по прочности цементного камня.

Близкое к полученному количеству добавки гипса используется при производстве портландцемента.

Рассчитанное по формуле, приведенной выше, с учетом плотности гипса, оптимальное количество добавки составляет 5,87 % мас. Эта величина близка к полученным экспериментальным данным. Различие может быть обусловлено тем, что средний размер частиц гипса меньше чем частиц цемента.

Рассматривая частицы цемента и добавки как сферические можно ориентировочно определить количество частиц цемента вокруг одной частицы добавки при плотнейшей упаковке частиц в соответствии с первым правилом Полинга [2, 3].

Так, если диаметр частицы добавки в 2 раза меньше диаметра частиц цемента, то в соответствии с этим правилом наиболее вероятным координационным числом при плотнейшей упаковке частиц является 6, то есть каждая частица добавки будет окружена 6 частицами цемента. В этом случае объем частиц добавки составит 1/8 от объема частиц цемента, а оптимальная доля добавки будет равна 2 % от объема частиц цемента.

Вместе с тем количественное влияние дисперсности добавок будет достаточно четким: с увеличением их дисперсности оптимальное количество уменьшается.

В работе исследована минеральная добавка, имеющая значительно большую удельную поверхность, чем цемент, волластонит, диопсид. В качестве такой добавки использован измельченный диабаз — отход промышленного производства при обработке природных камней (поселок Горный, Новосибирской области). Минеральный состав диабаза, % мас.: плагиоклаз альбитизированный — 57-68; авгит — 20-25; актинолит — 4-14; хлорит (гидрохлорид) — 6-8. Его химический состав, % мас.: SiO2 — 76,0; СаО — 4,0; MgO — 2,2; Al2O3 — 12,3; FeО + Fe2O3 — 3,7; прочие оксиды — 1,8. Плотность диабаза 3,0 г/см3. Среднеобъемный размер частиц порошка, определенный методом лазерной гранулометрии, составлял 8,7 мкм, удельная поверхность 540 кг/м2. Диабаз водили в количестве 2; 5; 7; 9 и 11 % мас.

Максимальное значение прочности цементного камня достигается при количестве введенного диабаза 2-5 % (табл. 3). Это значительно меньше, чем при введении более крупнодисперсных добавок (волластонита, диабаза).

Таблица 3

Влияние добавки диабаза на прочность цементного камня

Условия и продолжительность
твердения

Прочность образцов цементного камня, МПа,
количество диопсида, % от массы вяжущего

Время схватывания цементного раствора

Какое время застывания у бетона и от чего оно зависит?

Многим начинающим строителям знакомо неизбежное появление дефектов на поверхности бетона: мелкие трещины, сколы, быстрый выход из строя покрытия. Причина не только в несоблюдении правил бетонирования, или в создании цементного раствора с неправильным соотношением компонентов, чаще проблема кроется в отсутствии ухода за бетоном на этапе застывания.

Время схватывания цементного раствора зависит от многочисленных факторов: температуры, влажности, ветра, воздействия прямых солнечных лучей и т. п. Важно на этапе застывания увлажнять бетон, это позволит приобрести максимальную прочность и целостность покрытия.

Время схватывания цементного раствора зависит от многочисленных факторов

Начало схватывания цемента

После затворения строительных смесей (бетона или цементно-песчаного раствора) в состав которых входит цемент, начинается химическая реакция – гидратация цемента. В гидратации участвуют цемент и вода. В ходе протекания реакции пластичное связующее обволакивающее наполнитель раствора (щебень, песок, гравий, строительный мусор, шлак и т.п.), затвердевает и превращается в монолитный каменный материал.

Реакция гидратации является необратимо экзотермической – протекает с выделением теплоты. При этом время затвердевания (схватывания) зависит от температуры окружающей среды, количества затворителя, тонкости помола цемента, влажности воздуха, присадок и типа цемента.

Сколько времени схватывается бетон

Стадия схватывания раствора продолжается короткое время. В среднем для наиболее востребованных марок (М200, М300) она не превышает 1 часа при температуре +20°C. Если температура ниже, сроки увеличиваются до 4–5 часов, а при жаре на сцепку может уходить не больше 20–30 минут.

Строителям необходимо учитывать время застывания бетона, поскольку готовый раствор очень быстро утрачивает пластичность. Чтобы избежать возможных проблем в дальнейшем, приготовленную смесь используют сразу после замешивания. Часто ее доставляют на стройку уже готовой в специальных бетономешалках, которые не прекращают замеса даже в процессе транспортировки.

Сколько сохнет бетон в опалубке

Опалубка – это сооружение из дерева или другого материала, которое придаёт форму бетону во время схватывания. Опалубка для ленточного фундамента выглядит так:

Раствор разводят уже после того, как опалубка готова. Если смонтировать правильно, то разобрать её потом не составит труда.

Чтобы деревянный каркас было легче снимать, его пропитывают специальным составом или покрывают гидроизоляцией. Это, к тому же, снижает потерю влаги, пока бетон застывает в опалубке.

Дешевый способ целлофан или отработка.

Есть такое понятие как распалубочная прочность – по её достижении можно снять распалубку и дать какую-то (не полную) нагрузку. Возводить что-то на фундаменте пока нельзя – прочность на данный момент составляет только 70% от расчётной. Примерный срок 7-10 дней. С добавками-ускорителями опалубку можно снять уже через пару дней.

Если есть возможность, лучше оставить опалубку подольше – опять же, для поддержания влажности.

Ключевые стадии застывания

Важную роль в этом процессе играет соблюдение правильного соотношения компонентов при приготовлении раствора. Без этого невозможно гарантировать требуемые показатели прочности. По прошествии 1 ч. после заливки свойства смеси начинают меняться. Уже через 24 часа она твердеет достаточно, чтобы выдерживать человеческий вес. Но это лишь 1-я стадия, именуемая схватыванием, а отверждение является 2-й стадией. В теплую погоду через 48 часов залитая масса набирает примерно половину заявленной прочности.

Читайте так же:
Размер зерен цемента гост

Между заливкой смеси и возобновлением строительных работ должно пройти минимум 4 недели. За этот срок бетон наберет 90% расчетной прочности. Но если речь идет не о простых несущих конструкциях, а о мощном фундаменте, следует сделать годовой перерыв.

Сколько времени сохнет цемент в помещении и на улице

Прямая зависимость скорости схватывания от температуры дает возможность точно определить сколько сохнет раствор цемента с песком внутри и снаружи здания. В помещении воздух прогрет более равномерно, поэтому можно подсчитать время достаточно точно. Для вычисления срока затвердевания на открытом пространстве необходимо сделать замеры температуры с интервалом в несколько часов в течение суток. Благодаря факторам окружающей среды время может существенно измениться.

Разница дневных и ночных показаний могут отличаться на 10-20° C. Необходимо определить среднесуточное значение, которое и станет основным критерием при определении времени затвердевания цементного раствора на улице. При этом показатель влажности воздуха в помещении, как правило, ниже, значит процесс испарения идет активнее, особенно, если здание оборудовано системой отопления. Пересушивание смеси приведет к ухудшению качеств. Если при оштукатуривании стен это не может являться критическим дефектом, то стяжке необходима прочность, поэтому нужно защитить поверхность от пересыхания.

Полимеризация бетона – сложная двухэтапная операция

Затвердевание бетонной смеси происходит в результате химического процесса, называемого гидратацией. Под такой реакцией понимают преобразование начальных элементов строительной композиции (цемента, щебня, песка, воды, других добавок) в гидросиликат кальция.

После полного завершения процесса получается монолитный состав с высокими прочностными показателями. Время застывания бетона зависит от:

  • марки используемого цемента;
  • состава смеси;
  • атмосферной влажности;
  • соблюдения технологии работы с бетоном;
  • температуры воздуха (в помещении, где используется описываемая смесь, и на улице);
  • толщины и плотности укладки бетонного слоя;
  • ухода за конструкцией во время ее застывания.

Полная полимеризация бетонной смеси проходит в две стадии – схватывания и набора проектной прочности. Эти этапы имеют собственные особенности, которые следует учитывать при выполнении строительных работ.

Стадии и сроки твердения

Время схватывания бетона в зависимости от температуры окружающего воздуха приводится в таблице:

Окончательное отвердение конструкции

После того как раствор схватился, он неподвижен, но ещё мягок. В таком виде уже невозможно его перераспределение по форме или опалубке, бетон кристаллизуется окончательно, приобретает заданные параметры жёсткости.

Твердеть и набирать полную прочность конструкция будет 28 дней при температуре около +20 °C и влажности 70%. Изделиям повышенной сложности из тяжёлого бетона М400 потребуется для этого от 45 до 60 дней.

По результатам лабораторных исследований были установлены средние сроки высыхания:

Прочность и твёрдость конструкции зависят от соблюдения времени сушки, которая сопровождается не только испарением воды из раствора, но и химическим отвердением компонентов.

Влияющие факторы

Перед тем как начать строительство, мастера обращают внимание на причины, прямо или косвенно оказывающие воздействие на застывание бетона. Речь идёт о скорости, продолжительности полного затвердевания бетонного состава, в который погружён несущий металлокаркас, предотвращающий растрескивание и расползание в разные стороны частей залитой конструкции.

В первую очередь на скорость затвердевания влияет климат, погода дня закладки и дней последующего набора залитым стройматериалом заявленной твёрдости и прочности. Летом на 40-градусной жаре за 2 дня он полностью высохнет. Но прочность его так и не достигнет заявленных параметров. В холодное время года, когда температура плюсовая (несколько градусов тепла), из-за замедления в 10 и более раз скорости испарения влаги период полного высыхания бетона растягивается на две недели и более.

В инструкции к приготовлению бетонного состава любой марки сказано, что только за месяц он набирает свою реальную прочность. Упрочнение при относительно нормальной температуре воздуха может и должно происходить за месяц.

Если на улице жара, и вода быстро испаряется, то бетонное основание, залитое 6 часов назад, обильно поливают каждый час.

Плотность закладывания бетонного основания напрямую влияет на итоговую прочность залитой и затвердевшей вскоре конструкции. Чем больше плотность бетономатериала, тем медленнее он отдаст влагу и тем лучше схватится. Промышленное литьё железобетона не обходится без вибропрессования. В домашних условиях уплотнить бетон можно при помощи той же лопаты, которой он подсыпался.

Читайте так же:
Цементный раствор с применением жидкого стекла

Если в дело пошёл бетономес, штыкование (утрясывание штыковой лопатой) тоже необходимо – бетономес лишь повышает скорость заливания, но не избавляет от утрамбовывания бетонной смеси. Если бетон или бетонная стяжка капитально уплотнены, то такой материал сложнее поддастся просверливанию, к примеру, для установки балок под деревянный настил пола.

Состав бетона играет также не последнюю роль в скорости затвердевания бетонной смеси. Например, керамзит (керамзитобетон) или шлак (шлакобетон) забирает на себя часть влаги и не вполне охотно и быстро её возвращает назад при схватывании бетона.

Если в дело идет гравий, то вода заметно быстрее покинет твердеющий бетоносостав.

Для замедления потерь воды только что залитую конструкцию накрывают тонким слоем гидроизоляции – в данном случае это может оказаться полиэтилен от пеноблоков, которым они были закрыты при перевозке. Для снижения скорости испарения воды в бетон можно подмешать слабый мыльный раствор, однако мыло растягивает процесс схватывания бетона в 1,5-2 раза, что заметно отразится на прочности всей конструкции.

Сколько сохнет цемент в комфортных условиях?

Ответ на этот вопрос вы найдете в следующей таблице справедливой для большинства популярных марок цементов, бетонов и цементных растворов.

Период, суткиРасчетная прочность бетона, %
330
1460-80
28100

Стоит заметить, что расчетная прочность бетона не является синонимом «высыхание» бетона. Эта величина говорит о том, что залитая конструкция готова к эксплуатации или дальнейшему нагружению стенами, перекрытиями, крышами и т.п. Полное же высыхание бетона происходит на протяжении одного года или нескольких лет, в зависимости от «массивности» конкретного: фундамента, колонны, стены, балки, плиты, площадки, пола и т.п.

Влияние на схватываемость

Для получения оптимального показателя скорости схватывания материала в его состав, вместе с основными компонентами бетона, вводятся добавки: ускорители и замедлители. Применение добавок регламентирует ГОСТ 24211-2008.

Ускорители ускоряют скорость схватывания марки М200 на 20-30%. Самый простой и бюджетный ускоритель — хлористый кальций. Замедлители применяются для снижения скорости схватывания, например, при выполнении монолитных работ в жару. Популярные замедлители — нитрилотриметиленфосфоновая кислота и цитрат натрия. Благодаря использованию добавок спрогнозировать время схватывания бетона В15 можно с точностью до 90%.

Определение сроков схватывания цементного теста

Приготовленное цементное тесто через определенное время начинает загустевать и схватываться. Если цементное тесто схватывается слишком быстро, это затрудняет технологический процесс, так как недостаточность времени схватывания не позволяет выполнить технологические операции (например, для укладки бетонной смеси в форму). При чрезмерном увеличении времени схватывания снижается производительность труда на производстве. Поэтому сроки схватывания цементного теста в зависимости от его вязкопластических свойств и прочности условно разделяют на два периода, регламентированных в определенных пределах ГОСТом. Эти периоды называются началом и концом схватывания. Определение сроков схватывания производят с помощью прибора Вика. В этом случае пестик, применяемый при определении нормальной густоты цементного теста, заменяют на иглу длиной 50 мм и диаметром 1,1 мм.

Берут 400 г цемента и приготовляют тесто нормальной густоты. Тесто в один прием укладывают в кольцо прибора Вика. Стеклянную пластинку и кольцо предварительно смазывают тонким слоем машинного масла.

Кольцо встряхивают 5…6 раз, поверхность теста заглаживают ножом и устанавливают под иглой прибора. Освобождением винта иглу доводят до касания с поверхностью теста и закрепляют в таком положении. Быстро освобождают винт и иглу опускают в тесто. В целях предотвращения искривления иглы под воздействием ударов об стеклянную пластинку первое время при погружении иглу слегка придерживают рукой. После загустевания теста иглу опускают в тесто свободно, через каждые 5 мин. Перед каждым погружением иглу вытирают влажной тряпкой и путем поворота кольца прибора меняют место погружения.

. Результаты определение сроков схватывания цементного теста

Наименование материалаВремя затворения цемента водой, ч, минНаблюдения, минГлубина проникания иглы, 0,1 ммСроки схватывания цементного теста, ч, мин
началоКонец

. Требования ГОСТа на сроки схватывания цементов

Наименование материалаСроки схватывания
Начало, не ранееКонец, не более
Портландцемент, шлаковый, пуццолановый портландцемент и их разновидности45 мин10 ч
Белый портландцемент45 мин10 ч
Портландцемент для асбоцементных изделий1 ч 30 мин12 ч
Тампонажный портландцемент:
для «холодных» скважин2 ч10 ч
для «горячих» скважин1 ч 45 мин4 ч 30 мин
Алюминатный цемент30 мин12 ч
Кислотостойкий цемент:
для бетонов и растворов40 мин8 ч
для замазок20 мин8 ч

В таблице 1.6. приведены требования ГОСТа к срокам схватывания различных цементов.

Схватывание начинается тогда, когда расстояние от конца иглы, погруженной в тесто, до стеклянной пластинки составит 1…2 мм. Этот момент должен определяться путем свободного погружения иглы в тесто. Время от начала затворения цемента водой до этого момента считается началом схватывания.

После начала схватывания иглу погружают в тесто через каждые 15 мин. Схватывание считается законченным тогда, когда игла входит в тесто не более чем на 1 мм. Время от начала затворения цемента водой до этого момента называется концом схватывания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector