Процес схоплювання цементу - гідратація

Процес схоплювання цементу - гідратація

Схоплювання і твердіння бетону чи цементу

Багато хто знає, що цемент при взаємодії з водою твердне і перетворюється в так званий цементний камінь. Однак, мало хто знає суть цього процесу: як твердне, чому твердне, що нам дає усвідомлення відбувається реакції і яким чином ми можемо на неї впливати. На сьогоднішній момент розуміння всіх стадій гідратації дозволяє вченим винаходити нові добавки в бетон або цемент, так чи інакше впливають на процеси, що відбуваються в період схоплювання цементу і твердіння бетонної або ЗБВ конструкції.

Заводи випускають ЗБВ або товарний бетон можуть користуватися цими добавками з величезною користю для себе. Це і економія електроенергії і газу за рахунок скорочення термінів пропарювання ЗБВ виробів, і зниження трудовитрат на вібрування, і швидкість обертання формоснастки або опалубки, і економія цементу і поліпшення якісних характеристик товарного бетону та виробів ЗБВ. Все це можливо за рахунок застосування спеціальних добавок для бетону чи цементу. Перелік використовуваних на сьогоднішній день добавок досить великий, тому йому присвячений окремий розділ добавки в бетон.

Взагалі, в процесі набору міцності бетону присутні дві основні стадії:

• схоплювання бетону досить коротка стадія, яка відбувається в першу добу життя бетону. Час схоплювання бетону або цементного розчину істотно залежить від температури навколишнього повітря. При класичній розрахунковій температурі 20 градусів початок схоплювання цементу відбувається приблизно через 2 години після замішування цементного розчину, а кінець схоплювання настає приблизно через три години. Тобто - процес схоплювання займає всього 1 годину. Однак, при температурі 0 градусів цей період розтягується до 15-20 годин. Чого говорити, якщо сам початок схоплювання цементу при 0 градусів починається лише через 6-10 годин після замішування бетонної суміші. При високих температурах, наприклад при пропарюванні ЗБВ в спеціальних камерах ми прискорюємо період схоплювання бетону до 10-20 хвилин!

  Протягом періоду схоплювання бетон або цементний розчин залишаються рухливими, на них ще можна впливати. Тут діє механізм тиксотропии. Поки Ви ворушите" несхватившийся до кінця бетон, він не переходить у стадію твердіння, і процес схоплювання цементу розтягується. Саме тому доставка бетону на бетонозмішувачах, що супроводжується постійним перемішуванням бетонної суміші, здатна зберегти її основні властивості. При бажанні прочитайте подробиці про основні властивості і склад бетону.

  З особистого досвіду можу згадати екстраординарні випадки, коли наші міксера з бетоном стояли і "молотили" на об'єкті по 10-12 годин, в очікуванні розвантаження. Бетон в такій ситуації не твердіє, але відбуваються якісь незворотні процеси, істотно знижують його якості в подальшому. Ми називаємо це зварюванням бетону. Особливо критичні такі заходи влітку в спеку. Згадайте скорочені терміни схоплювання цементу при високій температурі, про яких ми говорили вище. Менеджери і намагаються уникати подібних казусів, але іноді трапляються непередбачені ситуації, в основному пов'язані з обваленням неякісної опалубки. Бетон розливається, всі бігають, намагаючись його зібрати, відновлюють опалубку, а час йде, а ще не разгрузившиеся бетонозмішувачі з бетоном стоять і молотять. Добре, якщо є куди переадресувати, а якщо ні? Одним словом - біда.

• твердіння бетону це процес настає відразу після закінчення тужавлення цементу. Уявіть, що ми за допомогою бетононасоса нарешті поклали бетон в опалубку, він благополучно схопився, і тут власне і починається процес твердіння бетону. Взагалі, твердіння бетону і набір міцності ЗБВ йде не місяць, і не два, а роки. 28 добовий термін регламентований лише для того, щоб гарантувати певну марку бетону на той чи інший період. Графік набору міцності бетону або ЗБВ нелінійний і в перші дні і тижні процес відбувається найбільш динамічно. Чому ж так? А от як раз давайте розберемося. Прийшла пора поговорити про процес гідратації цементу.

Мінералогічний склад і гідратація цементу.

Ми не будемо тут розбирати самі стадії отримання портландцементу, для цього є спеціальний розділ, який описує виробництво цементу більш докладно. Нас цікавить лише склад цементу і його основні компоненти, які вступають у реакцію з водою при заутворі цементного розчину або бетону. Отже. В якості основи портландцементу розглядаються чотири мінералу, отримані в результаті всіх стадій виробництва цементу:

• C3S трехкальциевого силікат
• C2S двухкальціевий силікат
• C3A трехкальциевого алюмінат
• C4AF чотирьохкальцієвого алюмоферит

Поведінка кожного з них на різних стадіях схоплювання бетону і його твердіння, істотно відрізняється. Одні мінерали вступають в реакцію з водою замішування відразу, інші-трохи згодом, а треті - взагалі не зрозуміло навіщо тут "ошиваються". Давайте розглянемо по черзі:

C3S трехкальциевого силікат 3CaO x SiO2 мінерал бере участь у процесі наростання міцності цементу протягом всього часу. Без сумніву, він є головною ланкою, хоча, в період перших діб життя бетону у трьохкальцієвого силікату є серйозний більш спритний суперник C3A, про яку ми розповімо пізніше. Процес гідратації цементу є ізотермічним, тобто - хімічна реакція, яка супроводжується виділенням тепла. Саме C3S "гріє" розчин цементу при замішуванні, припиняє гріти в період з початку замішування до моменту початку схоплювання, потім викид тепла протягом всього періоду схоплювання і далі відбувається поступове зниження температури.

Трехкальциевого силікат і його внесок у набір міцності бетону найбільш значущий лише в перший місяць життя бетонної або ЗБВ конструкції. Це ті самі 28 діб нормального твердіння. Далі, його вплив на набір міцності цементу відчутно зменшується.

C2S двухкальціевий силікат 2CaO x Si02 починає активно діяти лише через місяць після замішування цементу в бетонній суміші, ніби приймаючи зміну свого трьохкальцієвого брата-силікату. Протягом першого місяця життя бетону або ЗБВ він загалом валяє дурня і чекає своєї години. Це період неробства і розслабухи можна суттєво скоротити за рахунок застосування спеціальних добавок в цемент. Натомість, його дія триває роками, на протязі всього періоду наростання міцності залізобетону, ЗБВ або бетону.

C3A трехкальциевого алюмінат 3CaO x Al2O3 найбільш активний з перерахованих. Він починає бурхливу діяльність з самого початку процесу схоплювання. Саме йому ми зобов'язані за набір міцності, протягом перших днів життя бетону або залізобетону. Надалі його роль в твердінні і наборі міцності мінімальна, але в швидкості йому немає рівних. Марафонцем його не назвеш, а ось спринтером, мабуть - так.

C4AF четрыехкальциевый алюмоферит 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 це якраз той самий, що - "незрозуміло навіщо взагалі тут ошивається". Його роль у наборі міцності і твердінні мінімальна. Незначний вплив на набір міцності наголошується лише на пізніх термінах тверднення.

Всі перераховані компоненти при заутворі водою вступають в хімічну реакцію, завдяки якій відбувається наростання, зчеплення і осадження кристалів гідратованих сполук. По суті, гідратацію можна назвати і кристалізацією. Так напевно зрозуміліше.

Завдяки старанням вчених і наукових розробок численних випробувальних лабораторій та НДІ стало можливим прогнозоване і регульований вплив на процес гідратації цементу, вплив на початок і кінець схоплювання, регульована рухливість бетону, його міцність, корозійна стійкість і так далі. В основному це робиться за рахунок застосування спеціальних добавок у бетон. Спектр доступних методів впливу на процес схоплювання цементу і подальшого набору міцності бетону або ЗБВ досить широкий і більш докладно він описаний в розділі добавки для бетону.

Группа компаний Бетон столица поставляет товарный бетон и раствор, изготовленные с применением самых современных добавок, позволяющих получать бетонные смеси и цементные растворы с улучшенными показателями по морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности и т.д. Современное дозирующее и бетоносмесительное оборудование помогает добиться наилучших результатов по однородности состава бетонной смеси или цементного раствора.

• Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане
• Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

• Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

  Статьи Все о заборах

  Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

  Статті Все про Фундаменті

  Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

  Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

  Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)