Какое соотношение вода/цемент для полной гидратации портландцемента? – The CONCRETE Times Online

Да, я знаю, в наши дни это соотношение вода/вяжущее, позволяющее использовать различные пуццоланы в качестве заменителей цемента, но многие из нас всегда будут думать о «соотношении вода/цемент». ” – дело в возрасте, наверное , пишет редактор Стивен Каллаган .

Основа прочности бетона

Но какой бы из терминов вы ни использовали, остается фактом, что это соотношение является основой прочности бетона, поэтому весьма удивительно, что многие люди, которые должны знать лучше, все еще пытаются ответить на простой вопрос. вопрос выше, который составляет предпосылку этой части.

По сути, вода традиционно добавлялась в бетон по двум причинам: для химической реакции с бетоном (гидрат) , чтобы он затвердел, и для придания смеси цемента, мелкого и крупного заполнителей определенной степени удобоукладываемости, но Добавив слишком мало, вы тратите цемент впустую, так как воды не хватит, чтобы все затвердеть, а если добавить слишком много, это ослабит матрицу и, таким образом, снизит прочность бетона на сжатие.

Вода теперь просто средство увлажнения

Значительные изменения в свойствах водопонижающих добавок (HRWA) практически устранили роль воды в обеспечении удобоукладываемости (кроме как носителя HRWA) , поэтому центральная роль воды в смесь выступает в качестве агента гидратации – но сколько на самом деле нужно для одной только этой задачи?

Геолог и петрограф

Пытаясь окончательно ответить на этот вопрос, я нашел комментарий геолога и петрографа, Дипаян Яна очень полезно. «…если в/ц не составляет по крайней мере около 0,4 по массе, будет невозможно гидратировать весь цемент. По нашему опыту, многие люди в бетонной промышленности, которые должны знать лучше, говорят о том, что должно быть достаточно воды для затворения, чтобы гидратировать весь цемент. Это, конечно, неправда; также неправда и то, что когда водоцементное отношение больше 0,4, весь цемент будет гидратироваться. На практике это не может быть так, потому что 100% достигается только в том случае, если поддерживать влажность в течение бесконечного времени».

«Гидратация в реальных условиях редко соответствует стехиометрическим расчетам, поскольку доступная для гидратации вода может либо высыхать до полной гидратации цемента, даже если имеются первоначальные капиллярные поры, заполненные водой, либо объем продуктов гидратации часто занимает все капиллярные поры раньше, чем весь цемент. зерна получают возможность гидратироваться. В результате мы, петрографы, часто обнаруживаем остаточные частицы цемента в пасте даже в бетонах с оценочным значением В/Ц до 0,60».

Результаты опроса на эту тему:

0,2 ​​– 24%

0,3 – 36%

0,4 – 40%

Удивительный разброс в ответах, я думаю, вы согласитесь.

Отношение объема воды к объему цемента

Важным элементом ответа на этот вопрос является отношение объема воды к объему цемента. Если это соотношение составляет 1:2, то вся эта вода и весь этот цемент могут соединиться, и продукт гидратации сможет заполнить все пространство, изначально занятое водой затворения.

Водоцементное отношение 1:2 по объему эквивалентно водоцементному отношению 0,4 по массе. Если водоцементное отношение выше 0,4, даже если весь цемент гидратирован, всегда останется некоторое первоначальное пространство, заполненное остаточной водой смесителя, которое может содержать замерзающую воду.

Если водоцементное отношение ниже 0,4, некоторое количество цемента всегда будет оставаться негидратированным, но теоретически все пространство, заполненное исходной водой затворения, может быть фактически заполнено. Тем не менее, часто встречается заблуждение, что для гидратации всего цемента требуется только количество воды в цементном тесте с соотношением В/Ц 0,2. Это основано на том факте, что только 0,2 единицы воды (по массе) химически соединяется с цементом во время гидратации.

Но для того, чтобы заданный объем цемента полностью гидратировался, их объем должен быть заполнен первоначальной водой затворения, равной 1,2-кратному твердому объему цемента. Это связано с тем, что продукт гидратации должен иметь не менее 30% порового пространства, и для его заполнения должна быть доступна вода.

Если количество первоначально заполненного водой затворения пространства меньше, чем предусмотрено при водоцементном отношении примерно 0,4, не весь цемент может гидратироваться, даже если только половина воды пойдет на химическое соединение.

Студенты-бетонщики постоянно ищут ответ на уравнение количества воды, необходимого для полной гидратации некоторого количества цемента и одновременного заполнения всего пространства, ранее занятого исходной водой затворения, но это условие почти невозможно достичь, а на практике хороший инженер даже не стал бы пытаться этого достичь.

Повысить осведомленность

Желательно повысить осведомленность о разнице между количеством воды, идущей в смеси с порт-цементом (около 0,2 в/ц по массе) и дополнительное количество, необходимое для заполнения пор геля, которое также должно быть доступно, если должен быть образован продукт гидратации (еще около 0,2 в/ц по массе*) .

*Небольшое ворчание: было бы полезно, если бы мы могли перестать говорить «вес» (сила, измеряемая в ньютонах) , когда мы на самом деле имеем в виду «массу» (которая измеряется в кг) . Заранее спасибо!

C Авторское право © 2021 The UK Concrete Show Limited

Водоцементное отношение – определение, значение, расчет

от Civil Lead

Что такое водоцементное отношение?

Отношение количества воды к количеству цемента по весу называется водоцементным отношением . От этого соотношения зависит прочность и качество бетона .

Количество воды обычно выражается в литрах на мешок цемента . если на один мешок цемента требуется 30 литров воды, водоцементное отношение равно 30/50 = 0,6.

Водоцементное отношение должно быть таким, чтобы оно придавало бетону разумную степень удобоукладываемости , избыток воды влияет на долговечность и прочность бетона.

Меньшее водоцементное отношение делает бетон непригодным для укладки, в то время как избыточное водоцементное отношение может привести к расслоению . при неизменном качестве и количестве ингредиентов именно водоцементное отношение определяет прочность бетона.

Обычно водоцементное отношение должно быть 0,4–0,6  в соответствии с кодом IS 10262: 2009 для номинальной смеси (M10, M15…. M20).

Изменение объема бетона приводит к образованию трещин, а трещины вызывают разрушение бетона.

Теперь можно добавить, что проницаемость является фактором, влияющим на изменение объема, при этом более высокое водоцементное отношение является фундаментальной причиной более высокой проницаемости.

Таким образом, использование более высокого водоцементного отношения проницаемость-изменение объема-трещины-распад-разрушение бетона является циклическим процессом в бетон .

Таким образом, для прочного бетона использование минимально возможного водоцементного отношения является основным требованием для получения плотного и непроницаемого бетона.

Общепризнанно, что качество продуктов гидратации и, следовательно, микроструктура бетона при низком водоцементном отношении превосходят качество микроструктуры, существующее при высоком водоцементном отношении.

В бетонах с низким водоцементным отношением капилляры взаимосвязанной сети настолько мелки, что вода не может через них протекать, т.е. проницаемость снижается до такого уровня, что эти бетоны практически непроницаемы для воды.

Диффузия ионов хлора в таком бетоне в 10-15 раз медленнее, чем в бетонах с высоким водоцементным отношением.

Бетоны с низким водоцементным отношением менее чувствительны к карбонизации, внешнему химическому воздействию и другим вредным воздействиям, которые снижают долговечность бетона.

Низкое водоцементное отношение и соответствующее покрытие — лучший способ защитить арматуру из стали от коррозии.

Влияние содержания цемента и водоцементного отношения на усадку при высыхании

Появление и использование суперпластификаторов произвело революцию в технологии изготовления прочного бетона, резко снизив водоцементное отношение бетона.

В настоящее время выпускается текучий наливной бетон с водоцементным отношением всего 0,25 и даже 0,20.

Этот технологический прорыв в сочетании с использованием вяжущих минеральных добавок позволил производить высокопрочный бетон с высокими эксплуатационными характеристиками.

Однако в бетонах с низким водоцементным отношением недостаточно воды для полной гидратации всех частиц цемента, имеет место только поверхностная гидратация частиц цемента , оставляя значительное количество негидратированного ядра цементных зерен.

Негидратированное ядро ​​цементных зерен составляет запас прочности. Если по какой-либо причине, структурной или экологической, трещины развиваются, негидратированное ядро ​​гидратируется при проникновении влаги или воды через микро- или микротрещины.

Образующиеся при этом продукты гидратации закрывают трещины и восстанавливают целостность бетона, обеспечивая его долговечность.

Как рассчитать водоцементное отношение для бетона? Взаимосвязь между прочностью и водоцементным отношением бетона

Водоцементное отношение для средней прочности бетона определяется по приведенному выше рисунку зависимости прочности бетона от водоцементного отношения для различных значений 28 дней прочность на сжатие цемента или ускоренная прочность эталонного бетона.

При отсутствии как прочности цемента на сжатие за 28 дней, так и ускоренной прочности эталонного бетона можно использовать среднюю кривую зависимости прочности от отношения воды к цементу, как показано на рисунке выше.

Проверяется максимальное водоцементное отношение согласно требованиям долговечности.

Если вычисленное значение больше максимального заданного значения. Затем принимается максимальное указанное значение.

Для определения количества воды для бетона сначала нам нужно рассчитать количество цемента для бетонной смеси.

Например количество цемента 50 кг для бетонной смеси .

Количество воды = Водоцементное отношение × Количество цемента в кг

= 0,45 × 50 {Обычно водоцементное отношение должно быть 0,4 т 0,6 согласно IS 10262: 2009 , принимая = 0,45 }

= 22,5 литра

Теперь вы знаете, как рассчитать водоцементное отношение для бетонной смеси.