Как ускорить застывание бетона: Как ускорить застывание бетона, и для чего это может требоваться

Содержание

Время застывания бетона: что влияет, как ускорить

Специалистам строительной сферы известно, что время застывания бетона зависит от многих факторов. Поэтому прежде чем начать планировать строительный процесс, необходимо ознакомиться, в каких условиях бетонный раствор застывает быстро, а при каких засыхание замедляется. Важно помнить, что застывающий бетон очень капризный. Критически низкие или высокие температуры негативно сказываются на физико-технических функциях готовой поверхности.

Главные этапы застывания

Схватывание

Время схватывания бетона сравнительно непродолжительное, если во время работы с материалом соблюдались все правила и пропорции.

К примеру, обустраивая фундамент, после заливки достаточно подождать 24 часов, на протяжении которых материал полностью затвердеет. Если затворение цементобетонной массы водой происходит при температуре +20 °C, бетонная поверхность начнет схватываться уже через 1—1,5 часа. Полное засыхание происходит через 2,5—3 ч. Срок твердения бетона удастся существенно сократить, если к смеси добавить специальные пластификаторы, обеспечивающие быстрое схватывание.

Ниже представленная таблица показывает ориентировочный период застывания марок бетона, часто используемых в строительстве:

Марка, МПродолжительность схватывания, часов
2002—2,5
3001,5—2
4001—2

Отвердение

Процесс застывания бетона длительный и занимает, в целом, около двух недель до полного отвердения.

Важно помнить, что время высыхания бетона в первую очередь зависит от класса портландцемента. Кроме этого, нужно учесть, что слишком активное влаговыделение оказывает негативное влияние на качество, надежность и прочность готового изделия. Для полного отвердения фундамента потребуется подождать 1,5—2 недели, при этом опалубку не рекомендуется снимать раньше, чем через 7—12 дней, в противном случае устройство может разрушиться либо деформироваться. Разобраться, на протяжении какого периода и при каких температурах бетонная поверхность окончательно схватится, поможет график твердения бетона. Основываясь на представленные данные, получится ориентировочно определить, когда проводить демонтаж опалубки и продолжать возведение сооружения.

Что влияет на время застывания?

Компоненты

Процесс твердения бетона в первую очередь зависит от того, что за компоненты и в каких пропорциях входят в состав. Если в смесь добавлены материалы, увеличивающие пористость, обезвоживание раствора происходит медленнее. Когда же в растворе преобладают гравий, песок, жидкость испаряется быстрее. Важно помнить, что быстрое влаговыделение существенно снижает коэффициент прочности бетона. Эффективно справляться с этой проблемой помогу специальные добавки — замедлители схватывания.

Время года

На сроки готовности бетонной конструкции влияют различные экзогенные факторы. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, застывание и полное отвердение может длиться от нескольких часов, до нескольких дней. Летом сушка проходит довольно быстро, однако в таких условиях конструкция может получиться непрочной, хрупкой. В холодную пору важно обеспечить изоляцию цементобетонной конструкции от влаги и низких температур. В условиях пониженных температур входящая в состав раствора жидкость испаряется 1—1,5 месяца.

Трамбовка

Важной процедурой, которая повышает прочность материала, является уплотнение смеси методом трамбовки.

То, насколько плотно уложена бетонная смесь, тоже зависит скорость ее застывания. Чем плотнее утрамбован раствор, тем влага медленнее покидает его. Благодаря такому эффекту показатель гидратации бетонной массы повышается. Трамбовка осуществляется методом виброобработки. В домашнем строительстве применяют штыкование.

После трамбования стяжка практически не поддается сверлению или резке. Если понадобится сделать отверстие, придется воспользоваться алмазным буром.

Как ускорить затвердение и возможно ли это?

Иногда в процессе строительства необходимо ускорить схватывание бетона. Распространенным способом заводского ускорения считается автоклавная обработка и запарка, во время которой на смесь оказывается воздействие высокими температурами во влажной среде. На месте уменьшить сроки застывания помогут специальные добавки-модификаторы. Чаще всего используют соли азотной кислоты, сульфат натрия, хлорид кальция. Ускорить затвердение под силу обыкновенным портландцементам, но при условии, что к ним будет добавлен вибродомол в мокром или сухом виде.

Как ускорить твердение бетона при помощи добавок

Добавки необходимы для улучшения характеристик раствора, и для экономии более дорогих составляющих. Ускоритель твердения бетона помогает активизировать процесс гидратации. При его введении в состав обменные реакции становятся более энергичными.

Как действуют добавки

Способы твердения бетона будут различаться, ели учесть особенности воздействия разных типов добавок на цементное тесто:

  1. Компоненты не вступают в реакцию с цементным вяжущим, но взаимодействуют с водой. Благодаря им температура замерзания воды снижается, а растворимость связующего увеличивается.
  2. Процессы гидратации активизируются за счет разрушения силикатов, снижения температуры замерзания воды и дроблению цементных зерен.
  3. Добавки запускают быстрые обменные процессы, в результате которых образуются кальциевые гидроксиды в виде гелей.
  4. Способствующие повышенному тепловыделению при гидратации: из-за этого вода замерзает при более низкой температуре.

Особенности использования ускорителей

Ускоритель схватывания бетона – это раствор хлористой соли в воде (например, кальция или натрия). Благодаря ему в подвижной бетонной смеси снижается количество воды и цементного вяжущего. Обычно хлористого кальция вводится до 2%, если ожидается отвердение при обычном микроклимате и до 3%, если работают с неармированными бетонами. Если же изготавливают ж/б конструкции с тонкой арматурой (до 5 мм) или конструкции, работающие во влажной среде  (свыше 60%), то ускорители твердения не используются.

На ускоритель твердения бетона цена зависит от типа вещества. Это может быть:

  • карбонат калия (поташ), щелочная соль;
  • хлорид кальция – кристаллы, разлагающиеся на воздухе и при высокой влажности;
  • нитрат кальция – кристаллы без цвета с особыми требованиями к хранению;
  • нитрит-нитрат кальция: токсичная смесь, созданная в пропорции 1:1;
  • нитрит-нитрат кальция хлорид: токсичный водный раствор;
  • хлористый натрий: белый порошок, растворимый в виде и восприимчивый к влажности при хранении;
  • сульфат натрия: безводная кристаллическая соль;
  • нитрит натрия – раствор или кристаллы, для человека очень опасен;
  • мочевина – пожароопасные кристаллы, растворимые в воде.

Любой из указанных ускорителей вначале растворяется в воде до нужной концентрации, а потом используется в бетонном растворе.

Как ускорить застывание бетона — losklady.ru

Ускоритель твердения бетона: паровой прогрев при атмосферном давлении, автоклавный метод, электропрогрев

Любое строительство должно осуществляться в определённые сроки, которые закладываются ещё в проекте, но иной раз возникают определённые форс-мажорные обстоятельства, в связи с чем может возникнуть вопрос, как ускорить твердение бетона, как основного связующего компонента.

Такими непредвиденными обстоятельствами могут быть нестыковки со смежниками, погодные условия и даже банальная халатность работников, но сроки от этого меняться не могут, следовательно, процесс в некоторых моментах приходится ускорить.

Для этого существует несколько способов, позволяющих растворам быстрее схватываться, и о них пойдёт речь ниже, а кроме этого, мы сможем продемонстрировать вам видео в этой статье по данной теме.

Обычные тяжёлые бетоны

Примечание. Согласно ГОСТ 18105-86 (Правила контроля прочности) марочная прочность бетона достигается через 28 суток после его укладки на место использования. Но нынешние темпы строительства, а также различные форс-мажорные обстоятельства, о которых упоминалось во вступлении, требуют использовать различные способы ускорения твердения бетона.

Качество продукции от этого никак не ухудшается, зато сокращается время производства, а вместе с ним и его стоимость, что тоже очень важно.

Что это такое

  • В заводских условиях производство железобетона особенно остро нуждается в быстром наборе прочности по ряду причин. Прежде всего, это возможность быстрее оборачивать формы, следовательно, эффективнее использовать оборудование, что ведёт к повышению производительности в целом. Подобная интенсификация применяется с помощью ускорения гидратации и гидролиза клинкерных материалов.
  • Как правило, в таких случаях содержание воды в цементном тесте достаточно низкое и здесь создаётся быстрое перенасыщение продуктами гидратации и гидролиза (цементных минералов) водной среды. Такое нарастание прочности наиболее эффективно в жёстких смесях с низким В/П, которые достаточно хорошо уплотнены, а все процессы совершаются в тонких плёнках теста.
  • Цемент более мелкого помола здесь наиболее эффективен, ведь реакция его частиц на различные процессы значительно возрастает, особенно если совершается так называемое «мокрое домалывание» в вибрационных мельницах до 5000-5500 см 2 /г (удельная поверхность). В тех ситуациях, когда удельная поверхность больше указанных значений, то вместе с этим возрастают затраты не энерго- и водопотребление.
  • Среди основных методов ускорения можно выделить три основных способа, которые используются в современном строительстве. Во-первых, это паровой прогрев бетона при атмосферном давлении, во-вторых, это паровой прогрев бетона в автоклаве при повышенном давлении и, в-третьих, это электрический прогрев бетона. Помимо методов существуют ещё различные химические компоненты, которые способствуют ускорению процесса.

Паровой прогрев при атмосферном давлении

Камера пропаривания универсальная КПУ-1М с пультом управления

Наиболее популярный ускоритель твердения для бетона на большинстве ЗЖБИ, это его тепловая обработка камерах пропаривания с помощью насыщенного пара. Весь процесс при этом можно разделить на четыре основных этапа, первым из которых можно назвать отформование ЖБ изделия (узнайте также что такое модуль упругости бетона).

Отформование или этап №1 происходит при температуре 18⁰C-22⁰C, где залитая конструкция выдерживается некоторое время (в зависимости от её размеров). Это приводит к тому, что раствор начинает схватываться, то есть, он приобретает начальную прочность.

После этого приступают к этапу №2, когда отформованную конструкцию начинают обдавать горячим паром и та прогревается от верхних слоёв — к средине, наполняясь водой. Такое насыщение происходит за счёт процесса конденсации — горячий пар, соприкасаясь более холодными стенками ЖБИ, проникает в его поры. Благодаря повышению температуры увеличивается скорость твердения бетона.

Именно на этом этапе происходят самые значительные деструктивные процессы из-за теплового расширения компонентов от нагрева конструкции. Так как плита нагревается неравномерно (сверху — быстрее, изнутри — медленнее) и водяные пары создают определённое давление, то это тоже усиливает деструкцию. Наиболее эффективно такой процесс развивается, когда температура превышает 50⁰C — увеличивается объёмный коэффициент расширения воды и воздуха.

Выдержка ЖБИ до пропаривания

Когда всё ЖБ изделие достигает равномерного прогрева во всех своих слоях, деструктивные процессы завершаются, тогда начинается интенсивный рост прочности, что можно назвать этапом №3.

Далее следует этап №4, когда начинается охлаждение бетона после изотермического охлаждения. Получается, что вся конструкция как бы сжимается, и при этом сокращаются её поры, выдавливая тем самым влагу на поверхность, где та и высыхает достаточно быстро. Но этот процесс должен быть строго контролируем, так как при резком охлаждении могут образовываться трещины в конструкции, особенно это касается невысоких марок бетонов.

В связи с этой опасностью температуру в камере понижают достаточно медленно, в зависимости от величины конструкции — чем больше её объём — тем выше опасность растрескивания.

Поэтому инструкция предусматривает более мелких изделий понижение температуры не быстрее, чем на 30⁰C-40⁰C в час, а для более крупных — на 20⁰C-30⁰C в час. Также уделяется внимание и изъятию плиты из камеры — разница в температуре внутри камеры и снаружи не должна превышать 40⁰C.

Примечание. Примечательно, что такой метод можно сделать более эффективным, используя различные ускорители схватывания и твердения бетона (химические добавки), которые понижают деструктивные изменения. Это не только повышает качество, но и сокращает весь рабочий процесс.

Автоклавный метод

При прогреве паром бетонных изделий при температуре от 160⁰C до 180⁰C под давлением от 8 до 12 атмосфер конструкция продолжает сохранять воду в порах в капельножидком состоянии. Каких-либо существенных различий в процессе отвердения цемента между автоклавным методом и атмосферным давлением не существует.

Хотя здесь после четырёх-шести часов интенсивного прогрева прочность изделия может даже превысить марочную, что приводит к большей закристаллизованности цементного камня и, как следствие, его твердение после этого происходит медленнее, нежели после горячей обработки при атмосферном давлении.

Зато при автоклавной обработке существует одна значительная отличительная особенность — зёрна заполнителей из кислых горных пород взаимодействуют с гидролитической известью портландцемента (при температуре выше 100⁰C). Благодаря этому улучшаются технические свойства и структура бетонного изделия.

Но в связи с неким дефицитом такого оборудования и сложностью производственных технологий возрастает цена таких процессов — в связи с этим для обычных бетонов такой метод не получил широкого применения и чаще используется для изготовления ячеистых бетонов.

Электропрогрев

Использование провода ПНСВ для прогрева

Такой способ прогрева достаточно прост и используется в большей степени в зимних условиях на строительных площадках при температуре ниже -5⁰C — это использование ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая оболочка) и понижающего трансформатора. Его простота подтверждается также и тем, что этот же метод без особого труда и умственных затрат можно осуществить дома своими руками, используя в качестве понижающего трансформатора сварочный аппарат.

Принцип укладки петель ПНСВ

До того, как начнётся заливка посреди арматурного каркаса, укладываются петли из ПНСВ, которые впоследствии будут нагреваться от понижающего трансформатора. Примечательно, что при использовании агрегата мощностью всего 80kW можно за один раз прогреть 90м 3 бетона — это достаточно небольшие затраты, которые обеспечивают низкую себестоимость продукции. К недостаткам прогрева бетона сварочным аппаратом можно отнести неудобства прокладки самого кабеля, который необходимо закрепить к каркасу таким образом, чтобы не перетереть изоляцию — в противном случае возникнет короткое замыкание через землю и петля выйдет из строя.

Принцип прогрева опалубки электродами по своей сути ничем не отличается от метода с использованием ПНСВ, только здесь в качестве нагревательный элементов выступает арматура или толстая катанка (8-10 мм).

Разница в том, что петли из ПНСВ удобно укладывать в плиту или плитный фундамент, а вот электроды больше подходят для вертикальных конструкций, то есть, для вертикальной опалубки. И ещё разница заключается в том, что электроды обычно втыкают сразу после заливки, а не до неё.

Расстояние между электродами соблюдается порядка 60-100 см, но это зависит от температуры на улице — чем она ниже, тем чаще вставляют арматуру, чтобы увеличить интенсивность нагрева.

Также здесь греется не сам электрод, как в случае с ПНСВ, а вода между арматурами (кому знаком принцип кипятильника из двух лезвий, тому объяснять не надо). Примечательно, что при прогреве колонны достаточно всего одной арматуры, которая послужит фазой, а землёй будет металлический каркас сооружения.

Примечание. Недостатком электродного прогрева являются большие энергозатраты. Один электрод будет потреблять порядка 45-50А.

Греющая опалубка. Фото

В данном случае нагревательные элементы монтируются непосредственно в щиты опалубки, и их всегда можно заменить, если они придут в негодность. Преимущества такого обогрева состоит в его рентабельности — опалубку можно применять практически для любой высоты зданий и использовать даже при 25-градусном морозе. Но в то же время, её невозможно использовать для нестандартных конструкций, и её стоимость достаточно высока.

Некоторые химические ускорители

Пояснение. Для начала следует пояснить, что между ускорителем твердения и схватывания есть разница. Так, на схватывание препарат срабатывает в первые часы и делает более интенсивным набор пластической прочности или формования после затворения цемента водой. А вот на затвердение химикат работает не только часами, но сутками, делая наиболее быстрым набор прочности за период своего воздействия.

Ускоритель-пластификатор «Форт УП-2»

«Форт УП-2» это комплексная добавка, которую часто используют для очень широкого спектра бетонов и железобетонов различных марок. Наибольший эффект ускоритель твердения для пенобетона и бетона показывает, когда его применяют для ускорения твердения в строительстве монолитных конструкций, а также формовочных изделий — данный модификатор обычно используется для беспропарочного производства ЖБИ при температуре воздуха в помещении от 10⁰C и выше.

Количественная масса «Форт УП-2″составляет всего 0,5%-0,7% от общей массы используемого цемента и за одни сутки обеспечивает 70% набора прочности и это при полном отказе от ТВО.

Асилин-12 это ускорение твердения бетона жидкого типа, который используется как при низких, так и при высоких температурах и практически безопасен для человеческого организма. Чаще всего такой модификатор применяют, когда температура окружающей среды ниже 10⁰C и выше 25⁰C, чем увеличивают весь цикл работ примерно в 1,5-2 раза.

По сравнению с порошкообразными составами Асилин-12 имеет несомненное преимущество, так как при замешивании он распределяется в растворе равномерно, чем значительно улучшает качество производства.

Заключение

В заключение следует сказать, что технические свойства ЖБ изделий, где были применены любые типы ускорения твердения, практически не изменяются. Следовательно, резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне проходит аналогично с естественным твердением и не требует никаких дополнений (узнайте здесь, как производится обеспыливание бетона).

Как выбрать ускоритель твердения бетона? Советы быстрого схватывания- Обзор +Видео

Естественное затвердевание бетона — довольно долгий и ответственный процесс.

От того, как он будет протекать, зависит качество изделия. Но если, по некоторым причинам нет возможности ждать несколько суток, в этом случае строители применяют ускорители.

Ускорители разгоняют химические процессы, при этом не ухудшая качество заливки. Затвердевание раствора не обойдётся без воды.

В этой статье поговорим об ускорителях твердения бетона.

Условия для применения ускорителей затвердевания бетона

Благоприятная температура для гидратации является плюс двадцать градусов и влажности девяносто процентов. Влажность необходимо постоянно поддерживать, это необходимо для того, чтобы процесс затвердевания не остановился.

Если воды недостаточно при процессе затвердевания, то конструкция будет хрупкой и потеряет свою монолитность.

При нулевой температуре бетон не затвердевает.

При очень низких температурах вода становится льдом. Для обеспечения бетону затвердевание его обогревают и благодаря ускорителям затвердевания сроки обогрева значительно уменьшаются.

  • Когда строительные работы производятся в холодное время года, то есть зимой.
  • Если существует необходимость раньше убрать опалубку.
  • Чтобы строительные работы возобновились до истечения затвердевания бетона.
  • При производстве в большом объёме штучных железобетонных изделий.

Если использовать ускорители затвердевания бетона, то можно при изготовлении ЖБИ изделий использовать меньшее количество форм при этом качество изделий останется неизменным.

Такие смеси обладают высокой эффективностью и невысокой ценой. Но есть единственный минус — готовое изделие нельзя обрабатывать в автоклаве.

Ускоряющие твердение бетона добавки являются пластификаторами и добавляют их при замесе бетона вместе со всеми ингредиентами. Добавку для быстрого затвердевания бетона, необходимо добавлять дозировано.

Множество добавок нельзя применять для растворов из глиноземистого цемента, а также недопустимо в изделиях из бетона применения арматуры из термически упрочнённой стали. К сульфату натрия данные ограничения не относятся.

Обзор добавок

Добавки, которые пользуются популярностью, а также их краткую характеристику перечисляем ниже.

Универсал П-2

Данная добавка позволяет отказаться от пропарки железобетонных изделий, также бетон быстрее набирает свою прочность. Такой ускоритель твердения содержит антикоррозийные добавки, которые способствуют сохранность арматуры.

Данная добавка является комплексной. Приготовлена она на основе натриевых солей, которые увеличивают затвердевание, примерно на тридцать процентов.

Эта добавка увеличивает подвижность бетонной смеси до класса П5 и это не зависит от соотношения воды и цемента. Такое качество Форт УП-2 позволяет увеличить прочность конструкции до ста пятидесяти процентов за счёт уменьшения количества воды.

Используется такая добавка для изготовления изделий высокой плотности и с улучшенными поверхностями.

Производится в жидком виде, используется при производстве пеноблоков.

Асилин -12 добавляют в бетонную смесь, когда температура воздуха составляет плюс двадцать пять градусов либо не достигает плюса десяти градусов.

Хлористый кальций

Ускоряет твердение и улучшает износостойкость бетона. Хлористый кальций вытягивает воду, прямо из окружающей среды и удерживает её в бетоне.

Противоморозный пластификатор и ускоритель твердения. Используется при температуре минус пятнадцать градусов.

Бетон при добавлении этого пластификатора затвердевает в течение трёх суток.

Ускоритель Реламикс

Это несколько видов пластифицирующих добавок, которые сокращают быстрое твердение бетона.

Реламикс-М и Реламикс-М2. Эти добавки нужны для того чтобы увеличить скорость твердения бетона, чтобы работать с ним в агрессивной среде.

Реламикс-Торкрет, этот пластификатор необходим, для изготовления без щелочных растворов, которые наносят машинным способом.

Реламикс-ПК, он в своём составе не содержит хлоридов, по этой причине его используют в качестве добавки для быстрого твердения железобетонных изделий.

Реламикс-СЛ, он на калийных и натриевых солях. Его чаще всего используют для ячеистых бетонов и для конструкций высокой прочности.

Ускоритель обеспечивает набор прочности в первые сутки, и затвердевание происходит в 2-3 раза быстрее.

Конкрит-Ф добавляют в бетон при изготовлении тротуарной плитки, заборов и других и формовочных изделий.

Cementol Omega P

Производят этот пластификатор в Словении, обеспечивает быстрое затвердевание и высокую водонепроницаемость.

Addiment BE

BE2 — производство Германия. Выпускают такой пластификатор для растворов, которые необходимо наносить машинным способом.

ВЕ5 – противоморозная добавка.

ВЕ6 — такую добавку привозят уже в готовом виде и добавляют для приготовления ремонтных растворов, для быстрого схватывания.

Существует много универсальных добавок для ускорения затвердевания бетона, а также они позволяют улучшить качество бетона. Но если сравнивать менее функциональные добавки и эти, то они будут стоить дороже и самый дорогой компонент это ускоритель. Надеемся, что эта статья была для вас информативной.


Время полного высыхания бетона — сколько длится схватывание и отвердение?

Специалистам строительной сферы известно, что время застывания бетона зависит от многих факторов. Поэтому прежде чем начать планировать строительный процесс, необходимо ознакомиться, в каких условиях бетонный раствор застывает быстро, а при каких засыхание замедляется. Важно помнить, что застывающий бетон очень капризный. Критически низкие или высокие температуры негативно сказываются на физико-технических функциях готовой поверхности.

Главные этапы застывания

Схватывание

Время схватывания бетона сравнительно непродолжительное, если во время работы с материалом соблюдались все правила и пропорции.

К примеру, обустраивая фундамент, после заливки достаточно подождать 24 часов, на протяжении которых материал полностью затвердеет. Если затворение цементобетонной массы водой происходит при температуре +20 °C, бетонная поверхность начнет схватываться уже через 1—1,5 часа. Полное засыхание происходит через 2,5—3 ч. Срок твердения бетона удастся существенно сократить, если к смеси добавить специальные пластификаторы, обеспечивающие быстрое схватывание.

Ниже представленная таблица показывает ориентировочный период застывания марок бетона, часто используемых в строительстве:

Отвердение

Важно помнить, что время высыхания бетона в первую очередь зависит от класса портландцемента. Кроме этого, нужно учесть, что слишком активное влаговыделение оказывает негативное влияние на качество, надежность и прочность готового изделия. Для полного отвердения фундамента потребуется подождать 1,5—2 недели, при этом опалубку не рекомендуется снимать раньше, чем через 7—12 дней, в противном случае устройство может разрушиться либо деформироваться. Разобраться, на протяжении какого периода и при каких температурах бетонная поверхность окончательно схватится, поможет график твердения бетона. Основываясь на представленные данные, получится ориентировочно определить, когда проводить демонтаж опалубки и продолжать возведение сооружения.

Что влияет на время застывания?

Компоненты

Процесс твердения бетона в первую очередь зависит от того, что за компоненты и в каких пропорциях входят в состав. Если в смесь добавлены материалы, увеличивающие пористость, обезвоживание раствора происходит медленнее. Когда же в растворе преобладают гравий, песок, жидкость испаряется быстрее. Важно помнить, что быстрое влаговыделение существенно снижает коэффициент прочности бетона. Эффективно справляться с этой проблемой помогу специальные добавки — замедлители схватывания.

Время года

На сроки готовности бетонной конструкции влияют различные экзогенные факторы. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, застывание и полное отвердение может длиться от нескольких часов, до нескольких дней. Летом сушка проходит довольно быстро, однако в таких условиях конструкция может получиться непрочной, хрупкой. В холодную пору важно обеспечить изоляцию цементобетонной конструкции от влаги и низких температур. В условиях пониженных температур входящая в состав раствора жидкость испаряется 1—1,5 месяца.

То, насколько плотно уложена бетонная смесь, тоже зависит скорость ее застывания. Чем плотнее утрамбован раствор, тем влага медленнее покидает его. Благодаря такому эффекту показатель гидратации бетонной массы повышается. Трамбовка осуществляется методом виброобработки. В домашнем строительстве применяют штыкование.

После трамбования стяжка практически не поддается сверлению или резке. Если понадобится сделать отверстие, придется воспользоваться алмазным буром.

Как ускорить затвердение и возможно ли это?

Иногда в процессе строительства необходимо ускорить схватывание бетона. Распространенным способом заводского ускорения считается автоклавная обработка и запарка, во время которой на смесь оказывается воздействие высокими температурами во влажной среде. На месте уменьшить сроки застывания помогут специальные добавки-модификаторы. Чаще всего используют соли азотной кислоты, сульфат натрия, хлорид кальция. Ускорить затвердение под силу обыкновенным портландцементам, но при условии, что к ним будет добавлен вибродомол в мокром или сухом виде.

Сколько по времени застывает бетон: таблица, график, особенности

Основной вопрос данной статьи — сколько времени застывает цемент. Для понимания этого процесса нам поможет график, таблица и точные данные. Эта информация будет полезна любому начинающему строителю, решившему работать с бетонными конструкциями, востребованность в которых есть везде.

    В результате изучения статьи, вы узнаете:
  • что нужно знать про марки бетона;
  • что такое крепость на сжатие;
  • сколько времени застывает бетонная смесь на жаре более 30°C;
  • сколько застывает бетонная смесь при морозе.
  • Процесс укладки бетона.

    Крепость бетона

    Крепость на сжатие — это основная характеристика каждой бетонной смеси. В связи с этим параметром отличаются марки бетона. Необходимую крепость смесь может набрать в течение 25-30 дней, независимо от своей марки. Данная особенность вынуждает рабочих выжидать определенное время. В течении первой недели бетон набирает крепость более активно, чем в последующие дни – именно в этот период бетон набирает около 60% крепости, указанной в марке.

    Полная крепость образуется по истечению 28 дней созревания смеси. Некоторые рабочие, для экономии времени, решают загрузить конструкцию раньше времени. И как правило, это ведет к ухудшению качества всей постройки. Именно поэтому для надежности всей конструкции необходимо выждать полное время. Разбирать опалубку имеет смысл только через 7-8 суток.

    Условия для качественного затвердевания

      Такими условиями являются:
  • плюсовая температура в диапазоне 18-22°C;
  • влажность воздуха около 90% или больше.
  • Эти условия получается соблюсти не в каждом случае, поэтому выход из положения – увлажненный песок, опилки или специальные камеры. Твердение бетона происходит быстрее и качественнее, если он находится во влажной среде. Не рекомендуется оставлять смесь на открытом воздухе, так как из нее испарится вся влага, и прочность бетона будет минимальной.

    На графике показано соотношение времени и температур.

    Как преждевременное высыхание может отразиться на качестве бетона? Все дело в том, что сердцевины зерен цемента не могут за короткий промежуток времени вступить в реакцию с водой. Многие работы приходиться проводить на улице, под открытым небом. Здесь нужно применять битумную эмульсию и полиэтиленовые пленки, которые препятствуют испарению жидкости.

    Прочность бетонной смеси напрямую зависит от температурного режима, в котором происходит затвердевание. Если температура падает ниже 18°C — бетон твердеет медленно. Положительная температура более 18°C и высокий процент влажности способны обеспечить ускоренное затвердевание. Если процесс будет проходить в нормальных условиях, то смесь наберет 60-75% от полной прочности уже в течении 10-15 дней.

    Таблица демонстрирует, как скорость твердения зависит от температурных показателей.

    Объём бетонной смеси будет меняться через каждый промежуток набора прочности. Смесь будет давать усадку. При недостатке воды на поверхности бетона могут появляться трещины из за того, что усадка во внутренних зонах проходит медленнее, чем внутри твердеющей смеси.

    Как ускорить затвердевание бетона

    Скорость твердения меняется в зависимости от марки цемента. Большое значение имеют различные химические добавки, пластификаторы, влияющие на процесс затвердевания бетонной смеси. Температура является важным фактором для замешивания бетона. Таблица выше наглядно это подтверждает.

    Бывает мастерам необходимо параллельно обустраивать стыки в сборных конструкциях и проводить ремонтные работы, в таком случае скорость твердения является важнейшим фактором. Быстрое твердение обеспечивают за счет скорости нарастания в начальный период. Определенные виды бетона уже от 1 до 3 суток могут получить 70% от полной 28-дневной прочности. Опыт показывает, что конструкции с быстрозастывающим бетоном менее прочные, чем те, в которых материал застывает полное время.

    Таблица ускорителей и замедлителей затвердевания бетонной смеси.

    Для ускорения процесса строители добавляют специальные смеси. Здесь есть правила, которые требуется соблюдать:

    • хлорида кальция должно быть около 3% в стандартных конструкциях, и 2% — в армированных;
    • в цементе не должно быть более 2% сульфата, независимо от типа конструкции;
    • максимальное значение для нитрит-нитрата, нитрата кальция и натрия — 4%.

    Конечно существуют и технические методы сокращения времени твердения. Для этого используют тепловую обработку электропрогревом. Если конструкция небольшая, то эффективно будет использовать контактный обогрев термоопалубкой. При умеренном или жарком климате воздействие электропрогрева должно длиться от 3 до 8 часов. По истечении времени аппарат отключается от сети, на следующем этапе конструкция самостоятельно сможет набрать необходимую прочность.

    За сколько времени твердеет бетон при температуре выше 30°C?

    При высокой температуре схватывание бетона происходит очень быстро. Но есть один существенный недостаток — такая температура отрицательно сказывается на качестве. Бетон теряет прочность из-за слишком быстрого испарения влаги из смеси, в результате процесс гидрации останавливается. Если температура выше 30°C, то бетон затвердеет почти сразу после затворения в течении 1-2 часов.

    Таким образом влага сохраняется в сердцевинах зерен цемента.

    Твердение бетона в условиях отрицательных температур

    В зимнее время работы с бетоном проводятся тогда, когда есть возможность обеспечить гидро- и теплоизоляцию после заливки смеси. Из-за отрицательных температур гидротация значительно замедляется, как результат, бетон медленно набирает прочность. Для получения прочности при температуре в -5°C времени нужно больше 6-8 раз, в сравнении с температурой в +20°C.

    При работе в осенних и зимних условиях требуется четко соблюдать время набора прочности. Чем ниже температура, тем больше времени потребуется для полного застывания. Ускорить ситуацию могут дополнительные смеси, рассчитанные на холод.

    Как бетон набирает прочность и как ускорить твердение

    После завершения монолитных работ наступает достаточно продолжительный этап выдержки и набора железобетонными конструкциями прочности. Мы расскажем, в каком уходе нуждается бетон во время твердения, как его ускорить и какие физико-химические явления сопровождают этот процесс.

    Химия процесса твердения

    Сооружение бетонных конструкций, полностью отвечающих расчётным характеристикам — настоящее искусство, которое невозможно постичь без понимания сложной и непрерывной последовательности преобразований, происходящих в структуре материала. Прообразы строительных вяжущих, отдаленно напоминающих современный цемент, появились ещё во 3–2 тысячелетии до н.э. Однако состав и соотношение компонентов таких смесей подбирались исключительно экспериментальным путём вплоть до конца XVIII века, когда был запатентован так называемый «романцемент». Это стало первой вехой в научном подходе к развитию строительного бетона.

    Химическая природа твердения современного цемента весьма сложна, она включает длинную цепочку перетекающих друг в друга процессов, в ходе которых формируются сначала простейшие химические, а затем всё более прочные физические связи, приводящие к образованию монолитного камнеподобного материала. Подробно рассматривать эти процессы для человека, неискушённого в химии как науке, нет никакого смысла, гораздо полезнее оценка внешних признаков таких явлений и их практического смысла.

    В современном строительстве используется преимущественно портландская цементная смесь, состоящая из обожжённой глины, гипса и известняка, а с точки зрения химии — из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Первичное сырье проходит термическую обработку и тонкое измельчение, после чего компоненты смешиваются в точно определённой пропорции. Главная цель обработки в процессе производства — разрушить природные химические и физические связи веществ, которые впоследствии восстанавливаются в присутствии воды. Цемент, в отличие от необработанной глины и извести, твердеет вследствие не высыхания, а гидратации, поэтому его намокание после окончательного отверждения не приводит к размягчению и повышению вязкости.

    Нарастание прочности бетона

    В отличие от атмосферных вяжущих, быстро отвердевающих на воздухе, цемент твердеет практически весь срок эксплуатации бетонных конструкций. Связано это с тем, что в толще застывшего изделия остаются вещества, не успевшие вступить в реакцию с водой. В действительности при производстве бетонной смеси воду в нее добавляют в количестве, заведомо недостаточном для реагирования всех частиц минерального вяжущего. Связано это с тем, что повышенное содержание воды в бетоне приводит к его расслоению, значительной усадке при твердении и появлении внутренних напряжений.

    Тем не менее, остатки минеральных веществ продолжают реагировать, ведь в толще своей бетон имеет ненулевую влажность. Из-за этого его твердение происходит не мгновенно, а в течение продолжительного времени. Из всего срока твердения можно выделить наиболее интенсивный период, который для бетона на портландцементе составляет 28–30 дней. Если в течение этого времени бетонное изделие находится в соответствующих условиях, оно принимает 100% расчётной прочности. При этом всего за 6–8 дней твердения прочность бетона достигает 60–70% от марочной, а треть расчётной прочности изделие приобретает уже на 2–3 сутки.

    Сезонная специфика

    Твердение смесей на цементном вяжущем сопровождается двумя процессами — незначительным увеличением объёма и выделением тепла. Из-за этого протекание реакций отверждения может существенно отличаться в зависимости от внешних условий.

    Сначала нужно разобраться с увеличением объёма. Этот процесс имеет определённую практическую пользу: способствует более лёгкому отделению опалубки и предварительно растягивает арматуру, увеличивая качество сцепления и позволяя стали воспринимать растягивающую нагрузку практически сразу после её возникновения, минуя стадию упругой деформации. Негативные последствия от расширения возникают в ситуациях, когда бетон стеснён формой, например при заливке бетонных стяжек, шпонок в сборно-монолитных конструкциях и производстве изделий в жёсткой несъёмной опалубке. В подобных случаях обязательно требуется устройство сжимаемой оболочки, компенсирующей линейное расширение.

    Выделение тепла может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. Для начала нужно понимать, что нагрев твердеющей бетонной массы наиболее ярко выражен в первые 50 часов после приготовления смеси. Интенсивность нагрева возрастает соразмерно габаритам изделия, ведь из толщи бетона сложнее отводить тепло. Также нужно учесть, что бетон с высоким содержанием цемента будет нагреваться сильнее низкомарочного.

    При низких температурах воздуха способность бетона нагреваться в процессе твердения позволяет относительно легко поддерживать нормальный температурный режим. При том, что в обычных условиях минимальная температурная отметка для проведения бетонных работ составляет +5 °С, заливать изделия в несъёмную опалубку из пенополистирола можно даже при морозе до -3 °С: собственное выделение тепла позволит поддерживать необходимую температуру. Даже обычные бетонные конструкции можно защищать утепляющими материалами для поддержания нужного температурного режима или обустраивать тепляки, в которых просто сохраняется плюсовая температура. Важно отметить, что после набора бетоном 50–60% прочности мороз не оказывает разрушительного воздействия по той причине, что большинство воды уже успело вступить в реакцию. Однако скорость твердения при этом падает практически до нуля, что нужно учитывать при определении сроков выдержки.

    В жаркую погоду естественный нагрев бетонной смеси оказывает негативное влияние. Вода с поверхности испаряется слишком быстро, к тому же нагрев провоцирует линейное расширение, сопровождающееся раскрытием трещин, что в процессе твердения бетона недопустимо. Поэтому массивные изделия, находящиеся под открытым солнцем, нужно постоянно увлажнять и охлаждать проточной водой хотя бы в первые 7–10 суток после заливки. Остаток срока выдержки бетон может оставаться под укрытием из полиэтиленовой плёнки.

    Ускорение схватывания и набора прочности

    В зависимости от марки, бетону достаточно 20–30 часов чтобы окончательно принять форму, после чего его можно обильно поливать водой, чтобы сделать процесс набора прочности более интенсивным. Высокая температура также способствует ускоренному твердению, но только при условии, что нагрев будет однородным по всей толщине отливаемого изделия. Так, на заводах ЖБИ твердение ускоряют, обдавая изделие паром при температуре 70–80 °С, но нужно помнить, что нагрев свыше 90 °С для твердеющего бетона губителен.

    Обеспечить максимальную скорость набора прочности можно правильным водоцементным отношением приготовленной смеси, установленным ГОСТ 30515 2013. Также ускорить процесс можно внесением различных добавок: хлорида кальция, сульфата и хлорида натрия, углекислого натрия (соды). Но нужно помнить, что применение ускорителей схватывания ограничено их предельным содержанием, а также типом бетонной конструкции, маркой бетона и арматуры, типом используемого цемента. Больше ясности в этот вопрос может внести ГОСТ 30459–96.

    В заключение следует отметить, что в гражданском строительстве необходимость ускорить твердение бетона возникает крайне редко. Бетон приобретает большую часть марочной прочности достаточно быстро, поэтому в случае заливки перекрытий или армированных поясов продолжать строительные операции можно уже спустя 7–10 дней после выполнения монолитных работ. Если же речь идёт о фундаменте, то ускорять твердение не имеет практически никакого смысла: основание здания должно пройти усадку в течение года чтобы опорный слой грунта успел стабилизироваться и возможный перекос мог быть устранён корректирующим слоем или в процессе возведения коробки.

    Видео по теме:

    Процесс затвердевания бетона — Всё о бетоне

    При строительстве любых объектов важнейшее значение имеет качественное основание, на котором и стоит здание или дом. Часто для заливки фундамента или плиты применяют бетонные смеси. Чтобы постройки в будущем выдержали любые нагрузки на основание, нужно использовать для него смеси отличного качества. Само залитое основание должно быть готовым для возведения над ним стен и последующих перекрытий, то есть требуется выждать определенный срок, для того чтобы завершилось твердение бетона. Как происходит этот процесс, сколько времени на него требуется и можно ли ускорить твердение?

    Смеси применяются для заливки оснований конструкций и плит перекрытия.

    Процесс застывания

    После того как цемент и воду перемешали для получения раствора, между ними начинается сложное взаимодействие, в результате которого образуется совершенно новое соединение со свойственными ему характеристиками. Вода постепенно проникает в цементные зерна, минералы которых вступают с ней в химическую реакцию. Во время протекания этой реакции минералы превращаются в гидросиликаты калия. Этот процесс и называется затвердеванием бетона.

    Степень затвердевания бетона можно проверить с помощью специализированных средств диагностики.

    Затвердевание не завершается за один день. Для того чтобы бетон обрел необходимую ему прочность и перестал быть пластичным, требуется определенный срок. Его и называют временем твердения. Застывание может длиться годами, что может значительно растянуть процесс возведения сооружений на очень долгое время. Строители не могут ждать так много, и они рассчитали контрольный срок схватывания, по истечении которого основание может выдержать расчетную нагрузку.

    Контрольный срок схватывания

    Чтобы бетон достиг своей марочной крепости на сжатие, нужны благоприятные условия. К ним относят температуру окружающей среды и влажность воздуха.

    При высокой температуре и влажности воздуха твердение идет быстрее, а при низких оно замедляется. Воздействие нулевых и отрицательных температур воздуха может остановить процесс схватывания. Оптимальная температура для застывания составляет 20-30 градусов выше ноля, влажность воздуха не должна быть ниже 90%. В лабораторных условиях было установлено, что наиболее активно при описанных условиях твердение происходит в первую неделю после его заливки. За этот срок бетон может набрать до 70% своей крепости. 100- процентной марочной крепости достигает через 28 дней после заливки.

    График затвердевания в зависимости от температуры.

    В реальных условиях температура воздуха не может быть постоянной: днем она выше, а ночью снижается, влажность тоже меняется в разное время суток. Поэтому специалисты рекомендуют подождать с возведением постройки на основание еще несколько дней. Таким образом, можно продолжать строительные работы не ранее чем через месяц после заливки.

    Хотя оптимальным для строительных работ считается срок 28 дней, в некоторых случаях его нужно увеличить. Речь идет о сооружениях, которые в процессе эксплуатации будут постоянно соприкасаться с влагой. Это пирсы, плотины, дамбы. Застывание таких конструкций с их упрочнением составляет 3 месяца. Как уже было сказано выше, твердение продолжается и спустя 28 дней, и спустя полгода. Однако этот процесс идет намного медленнее начальных стадий схватывания и гарантирует надежность конструкций, которые со временем становятся еще тверже и прочнее.

    Сохранение прочности смеси

    Чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему, поэтому конструкции необходимо постоянно смачивать по всей поверхности.

    Чтобы химическая реакция внутри раствора имела возможность протекать, необходима жидкость, ведь благодаря воде происходит схватывание. Но поскольку твердение как процесс длится не один день, вода просто может улетучиться. Чтобы этого не произошло, требуется поверхность конструкции обязательно полить водой, а затем укрыть пленкой или рубероидом. Бетон нужно увлажнять постоянно, особенно в жаркую и сухую пору года. Если погода ветреная, углы и поверхность открытого основания высохнут быстрее, чем остальные части внутри. А ведь чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему.

    Следует помнить о том, что бетон в процессе затвердевания меняет свой объем и дает усадку. Усадка быстрее происходит в поверхностных слоях основания. Если не обеспечить его достаточным количеством воды, то на поверхности будут образовываться усадочные трещины, появление которых снизит прочность и долговечность конструкции.

    В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают. Частникам же рекомендуется не заливать бетон в холода.

    В холодное время года нежелательно заливать бетонное основание собственного дома или каких-либо построек на приусадебном участке. Это связано с тем, что вода, которая содержится в растворе, может просто-напросто замерзнуть. Замерзая, она увеличится в объеме и начнет изнутри уничтожать бетон, а его твердение прекратится. Если температура воздуха ниже 10 градусов, то процесс отвердевания будет протекать очень медленно. В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают, поэтому можно выполнять работы по заливке оснований в любое время года. А вот частникам рекомендуется строить фундамент только летом при температуре воздуха плюс 20 градусов и выше.

    Ускорение процесса

    28 дней – это контрольное время застывания бетона. Но в некоторых случаях нужно, чтобы процесс бетонного схватывания протекал быстрее. Это касается работ, проводимых в зимнее время, или необходимой распалубки объектов в ранние сроки. Для таких случаев можно ускорить процесс застывания в десятки раз. Поскольку бетон созревает быстрее при высокой температуре и влажности, наиболее распространенным методом заводского ускорения является автоклавная обработка или запарка бетонной плиты.

    В автоклаве плита пропаривается под большим давлением. В результате этого всего за 15 часов бетон достигает прочности годичного созревания.

    Ее помещают в автоклав-«парилку», где во влажной среде плита пропаривается под большим давлением. В результате такого пропаривания за 15 часов бетон достигает прочности своего аналога годичного созревания в естественных условиях. И хотя после автоклавной термообработки заводская плита уже не будет набирать прочность, по качеству она ни в чем не уступит бетону, который затвердел естественно.

    Для ускорения схватывания применяют специальные вещества, которые добавляют в смеси. Необходимый состав и количество добавок устанавливают экспериментальным путем в строительных лабораториях. Ускорители в процентном соотношении к общей массе цемента не должны превышать установленные лабораториями цифры. Так, разрешается добавлять не больше 4% солей азотной кислоты, 2% сульфата натрия и 3% хлорида кальция.

    Сульфат натрия можно использовать даже в железобетонных конструкциях, которые предназначены для функционирования в зонах воздействия блуждающего тока. Остальные ускорители крайне нежелательно добавлять в глиноземный цемент или в раствор конструкций, армированных предварительно упроченной при высокой температуре сталью. Если ускорители использовать наряду с автоклавной обработкой, это еще больше сократит время, затрачиваемое на твердение бетона. Ускорить процесс затвердевания могут обыкновенные портландцементы, если к ним добавить мокрый или сухой вибродомол (цемент тонкого помола). В настоящее время выпускают и специальные быстротвердеющие бетонные смеси.

    На рынке строительных материалов представлено много разных добавок для растворов бетонных. Одни из них способны лишь ускорять затвердевание, другие обладают целым комплексом функций и являются не только ускорителями, но и пластификаторами, включают в себя противоморозные компоненты. Цены на добавки зависят от сложности получения входящих в их состав компонентов и от их количества. На стоимость влияет место изготовления ускорителей. Цены российских добавок ниже импортных аналогов. Более дешевыми будут хлористый кальций гранулированный и пластификатор-ускоритель Форт «УП-2», дороже обойдется покупка сухого нитрата кальция и кратасола-УТ.

    Сколько сохнет цемент, как ускорить высыхание раствора, этапы отвердения цемента

    Новые технологии в строительстве развиваются очень быстро. Но цемент остается главным строительным материалом. Благодаря своим вяжущим свойствам, при добавлении воды он постепенно достигает крепости камня. Создание бетонного изделия — очень сложный процесс. Помимо выбранного вида цемента и правильно сделанного раствора, на качество готового объекта влияет время застывания цемента.

    Если состав приготовлен правильно, то после укладки, он начинает твердеть и постепенно становится прочнее. Для того, чтоб продолжать строительные работы, он должен полностью затвердеть. Оптимальный срок — около 30 дней. Только после этого можно возобновлять строительные работы с нагрузками на зацементированный объект.

    Этапы отвердевания цементного раствора

    Процесс отвердевания цементного раствора проходит в два этапа:

    1. Схватывание — первый этап, проходит за сутки с момента приготовления. Главным параметром, который влияет на процесс застывания является температура. В теплую погоду, при температуре около 22 градусов, раствор схватывается за два часа после замешивания, а закончится через час после начала. При температуре ниже нуля, этот процесс занимает примерно 20 часов. Схватывание в холодную погоду начинается через 6-10 часов после приготовления раствора. В течение всего этапа раствор продолжает быть подвижным. Поэтому никаких действий на нем делать нельзя иначе процесс схватывания существенно затянется.

    2. Отвердение — это второй этап, который требует очень много времени. Через месяц, при нормальных условиях, цементный раствор только станет пригодным к продолжению на нем строительных работ. А окончание процесса твердения может затянуться на годы.

    Как повлиять на скорость высыхания цемента

    Основные факторы, которые следует соблюдать, чтоб высыхание цементного раствора происходило без неприятностей:

    защищать бетон от попадания солнечных лучей;
    периодически увлажнять, можно использовать мокрую ткань или пеленку, влажные опилки, солому;
    учитывать, что более дорогие марки обеспечат крепость изделия из бетона и застывают быстрее, чем дешевые;
    соблюдать правильные пропорции с водой, при изготовлении раствора сцепление будет зависеть от того, как будет происходить реакция с водой.

    Чтоб отвердение цементной смеси постепенно набирало прочность, важно создать для этого правильные условия, которые будут этому способствовать. Природа никогда не будет подстраиваться под запланированное строительство. Поэтому существует ряд рекомендаций, которые направлены на регулирование процесса высыхания цемента:

    1. При низкой температуре готовые растворы можно подогревать при помощи электричества, пара, создания специальных тепляков.

    2. Использование специальных солевых и бессолевых препаратов сокращают время затвердения. Они представлены различными соединениями натрия, кальция, калия, к ним относится поташ.

    3. В некоторых случаях требуется доставить уже готовый раствор на место строительства, а дорога забирает какое-то время. Тогда актуальным станет обратный эффект — замедление процесса схватывания. Получить такой результат можно с использованием разнообразных ПАВов. Их количество определяют, опираясь на пропорции, в которых были замешаны вода и вяжущий компонент.

    Таким образом, для продолжения строительных работ с разной степенью нагрузки на зацементированный объект, понадобится не менее месяца. При этом важно оказывать положительное влияние на процесс высыхания — это даст возможность избежать неприятностей.

    дизель электростанции 30 квт.

    СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УСКОРЕНИЯ НАБОРА ПРОЧНОСТИ БЕТОНА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

    Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esi.today 2020, №5, Том 12 / 2020, No 5, Vol 12 https://esj.today/issue-5-2020.html URL статьи: https://esj.today/PDF/49SAVN520.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:

    Лангнер Е.А., Шиховцов А. А., Царёв А. А., Петросян В.В. Современные технологии ускорения набора прочности бетона // Вестник Евразийской науки, 2020 №5, https://esj.today/PDF/49SAVN520.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

    For citation:

    Langner E.A., Shikhovtsov A.A., Tsarev A.A., Petrosyan V.V. (2020). Modern technologies for accelerating concrete strength development. The Eurasian Scientific Journal, [online] 5(12). Available at: https://esj. today/PDF/49S AVN520.pdf (in Russian)

    УДК 691 ГРНТИ 67.09.33

    Лангнер Елизавета Александровна

    ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия

    Студент 4 курса, бакалавр E-mail: [email protected]

    Шиховцов Алексей Александрович

    ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия

    Доцент

    Кандидат физико-математических наук E-mail: [email protected]

    РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=787830

    Царёв Александр Андреевич

    ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия

    Магистрант E-mail: [email protected]

    Петросян Вагаршак Вардович

    ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия

    Магистрант E-mail: [email protected]

    Современные технологии ускорения набора прочности бетона

    Аннотация. Описан ряд преимуществ применения бетона в технологии возведения строительных объектов. Рассматриваются возможности сокращения сроков возведения с применением бетона. К этим возможностям относятся такие методы как тепловая обработка и химические модификаторы, позволяющие ускорить процессы схватывания и твердения бетонной смеси. Рассмотрено применение интенсификации твердения бетона, что особенно важно для условий крайнего севера и холодного времени года. Сделан анализ наиболее действенного метода, позволяющего ускорить процесс твердения и поддержать высокие темпы строительства в зимний период, а именно теплового нагрева бетонной смеси. Выявлены достоинства и недостатки данного метода. Так же проведены всесторонние анализы и сравнения добавок-пластификаторов — химических модификаторов, которые добавляются в бетонную смесь и позволяют ускорить процессы схватывания и твердения и добавок-ускорителей, чье применение практикуется не только в бетонировании монолитных

    конструкций, но и в технологии производства сборного бетона, а также железобетона. Все обоснования подкреплены графиками и таблицами, взятыми из существующих исследований российских авторов. На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что все рассмотренные в данной статье методы интенсификации твердения бетона способны ускорить не только производство бетонных работ, но и процесс возведения самого объекта строительства. Процесс тепловой обработки позволяет ускорить набор прочности бетона быстрее, чем при обычных условиях твердения, а добавки-ускорители положительно влияют на процесс схватывания бетонной смеси за счет неорганических кислот и солей в своем составе.

    Ключевые слова: сокращение сроков строительства; интенсификация твердения бетона; тепловой нагрев; тепловая обработка; пластификаторы; добавки-ускорители; суперпластификаторы; изотермические измерения; добавки для бетона

    Актуальность

    Современное строительство невозможно представить без применения такого строительного материала как бетон. При его участии создаются не только типовые и уникальные здания, но и архитектурные изделия.

    Одной из важнейших особенностей бетона является возможность значительного сокращения сроков возведения здания при создании более оптимальных условий его твердения [1]. При более высоких температурах набор прочности бетона осуществляется быстрее, и напротив, в холодное время года, при низких температурах твердение бетонной смеси происходит крайне медленно. В этом можно убедиться, проанализировав график набора прочности бетона в зависимости от среднесуточной внешней температуры воздуха и интервалом твердения бетона по дням (см. табл. 1).

    Таблица 1

    График набора прочности бетона1

    Марка бетона М200-М300 (раствор замешен на портландцементе М400-М500) Среднесуточная внешняя температура для бетона, град. Цельсия Интервал твердения, сутки

    1 2 3 5 7 14 28

    Прочность бетона на сжатие (процент от марочной величины)

    -3 3 6 8 12 15 20 25

    0 5 12 18 28 35 50 65

    +5 9 19 27 38 48 62 77

    +10 12 25 37 50 58 72 85

    +20 23 40 50 65 75 90 100

    +30 35 55 65 80 90 100 —

    -1 — нормативно-безопасная прочность бетона на определенные сутки твердения

    — безопасная прочность бетона на определенные сутки твердения

    — полная прочность бетона на определенные сутки твердения

    От данного параметра — скорости твердения в конечном счете, зависят сроки сдачи объекта строительства и общий экономический эффект от реализации проекта.

    Для застройщика сроки возведения объекта имеют первостепенное значение, потому в современной практике не обходится без применения интенсификации твердения бетона. Это

    1 Процесс набора прочности бетона. Режим доступа: https://kladembeton.ru/poleznoe/nabor-prochnosti-betona.htm.

    особенно важно в районах Крайнего Севера (занимают 70 % территории нашей страны), так как холодное время года там может составлять до 10 месяцев при среднесуточной температуре наружного воздуха +5 °С.

    Именно поэтому при бетонировании сборно-монолитных и монолитных конструкций в зимний период необходимо обеспечивать бетону благоприятные условия твердения. Как правило, такие условия достигаются путем добавления в бетонную смесь противоморозных добавок или применения обогрева2 ,3 . Однако при низких температурах, в интервале (-10)—(-30) °С, противоморозные добавки не способны обеспечить бетону требуемый набор прочности, так как процесс гидратации цементного теста не может протекать в первые сутки при температуре ниже 0 °С [2]. Из этого следует, что температура воздуха в первые 24 часа должна быть положительной и близка к нормируемой. Это и является причиной, по которой в отечественной и зарубежной практике прибегают к применению различных методов ускорения набора прочности бетона до достижения им требуемых структурных характеристик.

    В результате, наиболее действенным методом, позволяющим ускорить процесс твердения и поддержать высокие темпы строительства в зимний период является тепловой нагрев бетонной смеси. Механизм данного способа можно объяснить исходя из правила Вант-Гоффа: увеличение температуры химической реакции на 10 °С приводит к ускорению этой реакции в 2-4 раза в (диапазоне температур от 0 °С до 100 °С). Следовательно, если набор прочности бетона будет происходить при 60 °С, то скорость его затвердевания в сравнении с нормальными условиями твердения вырастет в 16-256 раз. За 12 часов тепловой обработки: 3 часа — плавный подъем до требуемой температуры, 6 часов — изотермическая выдержка и 3 часа — плавное остывание, бетон успевает набрать 90-105 % своей марочной прочности.

    Недостатком данного метода является его энергоемкость и наличие дополнительных трудовых и материальных затрат. Это объясняется тем, что на подготовительных стадиях обогрев бетона отличается большой трудоемкостью и большим количеством потребляемой установками энергии, что требует дополнительных затрат на обеспечение безопасности процесса [3-4]. Теоретически на нагрев изделия из бетона необходимо всего лишь 10-15 % тепловой энергии, а остальная энергия — это запланированные и незапланированные потери, которые достигают почти 50 % от общего количества энергозатрат. Кроме того, существует риск недобора прочности бетона, который очень часто компенсируется увеличением периода обогрева бетонных конструкций [5].

    На рисунке 1 представлен график зависимости сопротивления сжатию бетонных кубов от времени при испытании их тепловлажностной обработкой. Режим, согласно которому проводилась тепловая обработка был следующим: выдержка изделий — 2 часа, изотермический подъем до требуемой температуры — 3 часа, 24 часа (72 часа) — изотермический прогрев, охлаждение — 2 часа. По окончании исследования было выявлено, что в зависимости от температуры прогрева прочность бетона при сжатии увеличивается: в 1 сутки — на 35-60 %; в 3 сутки — на 35-45 %; через 28 суток — 30-40 %.

    Отсюда следует, что при температуре прогрева бетона равной 50 °С уже через сутки прочность бетона достигает 70 % от прочности Ятр, а через 3 суток — 120 %. Полная прочность бетон приобретает меньше чем за 2 суток.

    2 Прогрев монолитного бетона [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://best-story.ru/articles/progrev-monolitnogo-betona_923.

    3 Методы бетонирования с искусственным прогревом бетона [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.spb-komplekt.ru/catalogue.php?cat_part=142.

    Страница 3 из 9

    49SAVN520

    Рисунок 1. График зависимости Ясж (МПа) от времени набора прочности (cутки) при различных температурах тепловой обработки (бетон B22,5П4) [6]

    Разумеется, увеличение скорости набора прочности бетона является важным фактором не только при строительстве объектов в холодное время года, но и в летний период. Эта задача решается добавлением в бетонную смесь химических модификаторов, которые позволяют ускорить процессы схватывания и твердения бетонной смеси. К ним относятся: пластификаторы и суперпластификаторы, ускорители и комплексные добавки.

    Пластификаторы и суперпластификаторы используются в строительстве чаще чем остальные. Их основное назначение — поглощение воды в бетонной смеси и, как следствие, уменьшение водоцементного отношения.

    Рисунок 2. Застывание бетона с высоким и низким водоцементным отношением4

    Как ускорить застывание бетона. Режим доступа: https://cemmix.ru/articles/uskoriteli-tverdeniya.

    49SAVN520

    Посредством данного вида добавок значения характеристик бетонной смеси заметно возрастают: увеличивается прочность изделия, его водонепроницаемость и морозостойкость, а также возрастает подвижность самой смеси, что обеспечивает лучшее сцепление ее с арматурой [7-8]. Вместе с тем, уменьшение количества воды затворения способствует быстрому образованию концентрированного раствора, в котором кристаллизация происходит лучше, что сокращает время схватывания (см. рисунок 2).

    Проанализируем результаты исследований, проведенных Российским химико-технологическим университетом им. Д.И. Менделеева, в которых испытывались четыре добавки суперпластификаторов одного производителя — «БАСФ Строительные системы», в широком диапазоне концентраций. Ознакомиться с информацией по добавкам можно по таблице 2.

    Таблица 2

    Добавки-пластификаторы, используемые в исследовании

    № Название Тип Основа Плотность, кг/м3 Водородный показатель, pH Рекомендуемая дозировка

    1 Rheobuild 1000 Жидкость Сульфонический полимер 1184-1244 4-6 0,5-3 %

    2 Glenium 116 Жидкость Поликарбоксилатный эфир 1030-1070 4-6 0,2-2,0 %

    3 Glenium ACE 430mr55 Жидкость Поликарбоксилатный эфир 1065-1075 4-7 0,2-2,0 %

    4 Pozzolith Жидкость Лигносульфонат 1170-1190 4-6 0,5-3 %

    В таблице 3 отображено количественное снижение водоцементного отношения (в зависимости от дозировки добавки) по отношению к бездобавочному цементу в процентах.

    Таблица 3

    Снижение водоцементного отношения по отношению к бездобавочному [9]

    Название добавки / Содержание добавки в б/с, % 0,1 0,3 0,5 0,7 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 3,0

    Rheobuild 1000 0 3,1 4,7 6,3 6,3 9,4 12,5 12,5 18,8 21,9 21,9 23,4 23,4

    Glenium 116 0 1,6 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 7,8 6,3 9,4 9,4 12,5 15,6

    Glenium ACE 430mr55 1,6 3,1 6,3 12,5 15,6 15,6 15,6 17,2 18,8 18,8 20,3 21,9 21,9

    Pozzolith 1,6 6,3 9,4 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5

    В ходе исследования было установлено, что с ростом концентрации добавок происходит снижение водоцементного отношения. Наилучшие результаты показали добавки Rheobuild 1000 и Glenium ACE 430, в то время как Pozzolith MR55, напротив, не привел к существенному снижению водопотребности цементного теста. Это объясняется тем, что при превышении эффективной дозировки и дальнейшем увеличении содержания пластификатора в бетонной смеси величина внутреннего трения частиц остается неизменной и уже не приводит к значительному снижению водопотребности бетонной смеси.

    Говоря о добавках-ускорителях, можно отметить, что их применение практикуется не только в бетонировании монолитных конструкций, но и в технологии производства сборного бетона, а также железобетона. Действие этих добавок направленно на сокращение сроков схватывания бетонной смеси и интенсификации ее твердения в первые же сутки [10].

    Ускорители активируют процесс гидратации цемента, что приводит к быстрому образованию гелей, которые захватывают в свои ячейки большое количество жидкой фазы и тем самым вызывают быстрое схватывание и последующее интенсивное упрочнение цементного камня. Это актуально не только для нормально-влажностного твердения, но и для бетонов, подвергаемых тепловой обработке.

    Проанализируем действие добавок-ускорителей по результатам калориметрического исследования, проводимого ФГБОУ ВПО «Нижегородским государственным архитектурно-строительным университетом» (см. таблица 4).

    Таблица 4

    Добавки-ускорители, используемые в исследовании [8]

    № Название Тип Производитель Применяемая дозировка Основное свойство

    1 Centrament Rapid 680 Жтдкость MC-Bauchemie 1 % Платификатор с усоряющим эффектом

    2 Реласон Жидкость (p-p 33,5 %) Полипласт 3 % Ускоритель

    3 Weiss Rapid Порошок Weiss Reagens 0,5 % / 1,0 % / 1,5 % Ускоритель

    4 Формит Са Порошок Еврохим-1 0,5 % / 1,0 % Ускоритель

    По результатам изотермических измерений тепловых эффектов при гидратации бетонной смеси с добавками-ускорителями твердения были получены графики тепловых потоков гидратации и интегральный суммарного тепловыделения (рисунок 3, рисунок 4).

    Время (часы)

    Рисунок 3. Тепловой поток гидратации цемента ПЦ 500 №1 с добавками-ускорителями [11]

    Рисунок 4. Интегральный график суммарного тепловыделения цемента ПЦ 500 №1 с добавками — ускорителями [11]

    49SAVN520

    Проанализировав графики, можно заметить, что наибольшей эффективностью обладает добавка-ускоритель Weiss Rapid. Значение суммарного тепловыделения образца с данной добавкой через 12 часов превышает значение контрольного образца на 16,5 %, а через 24 часа — на 27,5 %. Второе место по эффективности занимает добавка-ускоритель Релаксон с разницей значений в измерении образцов через 12 часов — 12,8 % и через 24 часа — 14,4 соответственно. Применение добавок-ускорителей Centrament Rapid 680 и Формиат Кальция с портландцементом ПЦ 500 Д0 (ОАО «Вольскцемент») оказалось не эффективно и показало отрицательный результат (таблица 5).

    Таблица 5

    Сводные данные по эффективности добавок-ускорителей [11]

    Изменение суммарных тепловыделений относительно

    № Добавки Дозировка контрольного образца

    Через 12 часов Через 24 часа

    1 CENRAMENT RAPID 680 1 % (жид.) -20,4 % -5 %

    2 РЕЛАКСОН 3 % (жид.) +12,8 % +14,4 %

    3 WEISS RAPID 1 % +16,5 % +27,5 %

    4 ФОРМИАТ КАЛЬЦИЯ 1 % -0,8 % -3,3 %

    Автор исследования сообщает, что в образце с применением пластифицирующей добавки Centrament Rapid 680, обладающей ускоряющим эффектом, в первые 24 часа ускорения твердения не происходит. Вместе с тем наблюдается заметное снижение скорости экзотермической реакции относительно контрольного образца. Однако через 50 часов при использовании данной модифицирующей добавки заметен небольшой прирост суммарного объема тепловыделений. Данный факт означает, что ускоряющий эффект добавки может проявляться с некоторой задержкой или при снижении водоцементного отношения (т. к. данная добавка обладает пластифицирующими свойствами).

    Выводы

    Из результатов исследования можно отметить следующее: включение добавок-ускорителей в бетонную смесь ускоряет процесс гидратации, путем активации тепловыделений, тем самым обеспечивая быстрое схватывание и последующее интенсивное упрочнение цементного камня. В данном случае, применение добавки Weiss Rapid позволяет ускорить набор прочности бетона в 2 раза.

    Изучив несколько возможных способов ускорения набора прочности бетона и обосновав их результативность путем анализа существующих научных исследований, авторы пришли к выводу, что рассмотренные методы интенсификации твердения бетона способны ускорить не только производство бетонных работ, но и процесс возведения самого объекта строительства. Тепловая обработка в зависимости от температуры прогрева позволяет укорить набор прочности бетона за одни сутки на 35-60 %, что в 2,5-3,6 раза быстрее, чем при нормальных условиях твердения. Добавки-ускорители также положительно влияют на процесс схватывания бетонной смеси за счет неорганических кислот и солей в своем составе. Являясь электролитами, они повышают растворимость цементных минералов и ускоряют набор прочности в первые сутки минимум в 2 раза в зависимости от своего состава и дозировки. Для того чтобы бетон начал быстрее твердеть в бетонную смесь могут добавлять пластификаторы и суперпластификаторы, которые поглощая воду, делают раствор более насыщенным. Соответственно, чем меньше водоцементное отношение в бетонной смеси, тем насыщеннее раствор и тем быстрее происходит затвердевание. Таким образом, используя данные методы при бетонировании сборно-монолитных и монолитных конструкций, завершение

    строительства и сдача объекта в эксплуатацию произойдет в 2-4 раза быстрее, чем при естественных условиях набора прочности бетона.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Шиховцов А.А., Мишин В.М. Расчет зависимости перенапряжения в зоне зарождения трещины в образцах с различными концентраторами напряжений с помощью метода конечных элементов // Современные наукоемкие технологии. -2013. №3. С. 73-74.

    2. Тимофеева Ю.В., Минаков Ю.А. Применение противоморозных добавок // Россия и мир: национальная безопасность, вызовы и ответы. Двадцать первые Вавиловские чтения: материалы международной междисциплинарной научной конференции: в 2 частях. Под общ. ред. В.П. Шалаева. 2018. С. 261-262.

    3. Минаков Ю.А., Кононова О.В., Анисимов С.Н. Снижение энергопотребления при обогреве бетона в термоактивной опалубке // Приволжский научный журнал. 2013. № 2 (26). С. 46-52.

    4. Комиссаров А.Н., Шиховцов А.А. Развитие ресурсосберегающих технологий в строительстве // В сборнике: Экологические, инженерно-экономические, правовые и управленческие аспекты развития строительства и транспортной инфраструктуры // Сборник статей Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Институт строительства и транспортной инфраструктуры; ФГБОУ ВО «КубГТУ»; Международный центр инновационных исследований «OMEGA SCIENCE». 2017. С. 133-136.

    5. Земляков Г.В. Исследование путей снижения затрат энергоресурсов в строительстве / Г.В. Земляков, С.П. Баранов, Е.И. Морозов // Вклад вузовской науки в развитие приоритетных направлений производственно-хозяйственной деятельности, разработку экономичных и экологически чистых технологий и прогрессивных методов обучения: материалы 54-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 10 ч. — Минск: БГПА, 2000. — Ч. 7. — С. 56.

    6. Титов М.М., Шульгин Д.В. Применение пластифицирующих добавок на основе эфиров поликарбоксилатов совместно с тепловой обработкой бетона // Труды новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (СИБСТРИН). 2015. Т.18. №1. С. 88-98.

    7. Анисимов С.Н. Влияние пластифицирующих добавок на сроки схватывания цемента // Труды Поволжского государственного технологического университета. Серия: Технологическая. 2014. № 2. С. 224-227.

    8. Клёнова Т.В., Минаков Ю.А. Пластификаторы в бетонной смеси // Россия и мир: национальная безопасность, вызовы и ответы. Двадцать первые Вавиловские чтения: материалы международной междисциплинарной научной конференции: в 2 частях. Под общ. ред. В.П. Шалаева. 2018. С. 203-204.

    9. Корчунов И.В., Ахметжанов А.М., Сидорова Е.Н. Влияние пластификаторов нового поколения на свойства цемента // Инновационная наука. 2017. №1-2. С. 81-83.

    10. Воронин В.В., Шувалова Е.А., Одинцов А.А., Архангельский Е.А. Применение добавок для ускорения набора прочности как альтернатива тепловлажностной обработке бетона // Транспортные сооружения. — 2018. — Т. 5. — № 2. — С. 10.

    11. Ратц Е.М., Хряпченкова И.Н. Анализ эффективности применения химических добавок для тяжелого бетона с целью сокращения сроков производства бетонных работ // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2015. Т.1. №2. С. 5765.

    Langner Elizaveta Alexandrovna

    Kuban state technological university, Krasnodar, Russia

    E-mail: [email protected]

    Shikhovtsov Alexey Alexandrovich

    Kuban state technological university, Krasnodar, Russia

    E-mail: [email protected] https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=787830

    Tsarev Alexander Andreevich

    Kuban state technological university, Krasnodar, Russia E-mail: [email protected]

    Petrosyan Vagharshak Vardovich

    Kuban state technological university, Krasnodar, Russia E-mail: [email protected]

    Modern technologies for accelerating concrete strength development

    Abstract. A number of advantages of using concrete in construction technology are described. The possibilities of reducing the construction time with the use of concrete are considered. These features include methods such as heat treatment and chemical modifiers that speed up the setting and hardening of the concrete mix. The application of concrete hardening intensification is considered, which is especially important for the conditions of the far North and the cold season. The analysis of the most effective method that allows to speed up the hardening process and maintain high construction rates in the winter period, namely, thermal heating of the concrete mix, is made. The advantages and disadvantages of this method are revealed. Also, comprehensive analyses and comparisons of additives-plasticizers — chemical modifiers that are added to the concrete mix and allow to speed up the setting and hardening processes and additives-accelerators, whose use is practiced not only in concreting monolithic structures, but also in the production technology of precast concrete and reinforced concrete. All justifications are supported by graphs and tables taken from existing research by Russian authors. Based on the conducted research, it can be concluded that all the methods of concrete hardening intensification discussed in this article can speed up not only the production of concrete works, but also the process of construction of the construction object itself. The heat treatment process allows you to accelerate the strength of concrete faster than under normal hardening conditions, and accelerator additives have a positive effect on the process of setting the concrete mixture due to inorganic acids and salts in their composition.

    Keywords: reduction of construction time; intensification of concrete hardening; heat heating; heat treatment; plasticizers; accelerating additives; superplasticizers; isothermal measurements; concrete additives

    Добавки для бетона — Бетонный завод «Мегаполис»

    Ввиду постоянного совершенствования бетонных технологий появляются все более новые и улучшенные составляющие смеси, позволяющие доводить характеристики бетонной массы практически до совершенства. Одними из таких нововведений будут специальные добавки. Добавки позволяют изменить любое качество бетона до неузнаваемости.

    Бетонные добавки можно классифицировать по нескольким параметрам:

    • Первое — это добавки, которые позволяют регулировать основные характеристики (пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие, поризующие и другие).
    • Второе — это те добавки, которые способны регулировать твердение бетона, как ускоряя, так и замедляя его. Третье — это добавки, способные повысить разные свойства бетонной массы.
    • Четвертое — это добавки, придающие бетонной смеси специальные качества (противоморозные, гидрофобизирующие и другие).

    Учитывая количество выделенных групп и существующих свойств бетона, можно сразу понять все многообразие специальных добавок. Но все-таки одни используются чаще, другие значительно реже.

    Стоит подробней рассказать о самых популярных из них.

    Самыми известными являются такие добавки как пластификатор (П) и суперпластификатор (СП).

    Суперпластификатором является более новый и усовершенствованный пластификатор. Благодаря подобным добавкам мы сможем повысить текучесть бетона, при этом, не добавляя дополнительно воду; благодаря суперпластификатору и пластификатору бетонная масса более пластичная, плотная, водонепроницаемая и морозостойкая. С их помощью можно хорошо сэкономить на цементе.

    Используя пластификатор и суперпластификатор можно получить бетонную массу маркой по прочности значительно выше марки входящего в состав цемента.

    Благодаря добавкам сцепляемость бетонной массы с арматурой увеличивается в целых 1,5 раза! В наши дни все больше увеличивается использование в конкретной бетонной смеси не одной добавки, а целого их комплекса. Чаще всего количество добавок ограничивается двумя, но бывает и больше. Такие комбинирования позволяют производителям получать совершенно новые виды бетонов с неповторимыми свойствами.

    Следующие распространенные добавки — это добавки для ускорения застывания бетонной смеси.

    Такие добавки довольно часто использует в совокупности с пластификаторами, которые затрудняют твердение бетона. Распространено их использование также в достаточно массивных строениях с толстым слоем фундамента или стены, в котором необходимо как можно скорейшее застывание бетона для продолжения работ. Обычно процесс работы с такими толстыми конструкциями занимает гораздо больше времени, но с помощью добавок его можно сократить. Еще одно преимущество ускорителей застывания — возможность заливать бетон в холодные погодные условия.

    Добавки для замедления твердения бетонных масс не менее популярны ускорителей.

    Нужны такие добавки, чтобы растянуть время застывания массы. Чаще всего такие добавки добавляют в смесь при транспортировке на достаточно длинные расстояния. Также замедлители незаменимы в таких работах, где главное не торопиться, и весь процесс идет в несколько этапов, тогда есть возможность предотвратить застывание бетона на несколько часов. К замедлителям можно отнести и такие добавки, которые позволяют уменьшить расход воды при замесе массы — водопонизители.

    Еще один распространённый тип добавок — воздухововлекающие .

    Цель этих добавок — вовлечь воздух в бетонную массу. Это создает микропористую структуру. Такая структура обладает одним отличным свойством — повышать морозостойкость бетонного сооружения. Но и здесь есть недостаток: от разрушения такие добавки уберегают только цементный раствор, а вот заполнитель они не способны спасти. Также помимо этого значительно снижается прочность конструкции, т.е. такие добавки не для высокопрочного бетона.

    Существуют и противоморозные добавки.

    Необходимы добавки такого вида для работ с бетоном, когда температура ниже нуля. Среди них есть такие добавки, которые позволяют бетонировать в нормальном режиме при относительно пониженных температурах, а есть и такие, с которыми можно работать до -25С! Основным направлением работы для таких добавок является снижение температуры, при которой вода застывает. Соответственно, противоморозные добавки являются своего рода укорителями застывания бетона.

    Быстротвердеющий цемент | Журнал Concrete Construction

    Старая пословица «время — деньги», безусловно, применима к строительной отрасли. Задержки с ожиданием доставки материалов или их надлежащего отверждения были головной болью подрядчиков на протяжении десятилетий. Время имеет существенное значение для многих конкретных проектов, но подрядчики не могут жертвовать качеством, долговечностью или экономией средств просто ради сокращения времени строительства. Вот почему многие бетонные подрядчики обращаются к быстротвердеющему гидравлическому цементу, чтобы уложиться в сжатые сроки.Быстротвердеющий гидравлический цемент не только является более надежной альтернативой портландцементу для многих проектов, но и его быстротвердеющие свойства делают его идеальным решением для сегодняшних проектов с ограниченными сроками и бюджетом.

    Преимущества перед портландцементом

    Потребность в более прочном цементе подтолкнула исследования и разработки, в результате которых был произведен цемент быстрого схватывания CTS Cement Mfg. Corp. Хотя портландцемент успешно используется в течение многих лет, он не лишен ограничений. Бетон из портландцемента при высыхании склонен к растрескиванию при усадке.Он подвержен воздействию сульфатов и имеет нежелательную реакцию с определенными агрегатами (ASR). Как правило, при ускорении увеличения прочности портландцементного бетона за счет более тонкого помола или химических добавок наблюдается значительное увеличение усадки при высыхании.

    Быстротвердеющий гидравлический цемент обеспечивает пониженную усадку и превосходную стойкость к химическому воздействию. Он достигает прочности намного быстрее, чем портландцемент, и многие установки могут быть введены в эксплуатацию всего за один час.По сравнению с портландцементом, быстротвердеющий гидравлический цемент за несколько часов достигает типичной прочности на сжатие, для достижения которой эквивалентной портландцементной смеси потребуется один месяц.

    Быстротвердеющий гидравлический цемент используется как для ремонта бетона, так и для нового строительства, где требуются повышенная долговечность и быстрое увеличение прочности. Он смешивается и упаковывается в широкий спектр высокоэффективных продуктов, включая безусадочный раствор, строительный ремонтный раствор, бетон, наружную штукатурку и другие цементные продукты.

    Свойства

    Быстротвердеющий гидравлический цемент производится с использованием аналогичного сырья, оборудования и процессов, используемых для производства портландцемента, но на этом сходство заканчивается. Химический состав быстротвердеющего гидравлического цемента, который отличается от портландцемента, состоит в основном из гидравлического сульфата тетракальция триюмината (CSA) и силиката дикальция (C2S). C2S — самый прочный состав из портландцемента. Компаунд CSA, часто называемый сульфоалюминатом кальция, гидратируется с образованием эттрингита — прочного игольчатого кристалла, который быстро развивается, обеспечивая высокие характеристики быстротвердеющего гидравлического цемента.Еще одним важным аспектом химического состава этого продукта является отсутствие трикальцийалюмината (C3A), который делает цемент восприимчивым к сульфатной атаке. Поскольку быстротвердеющий гидравлический цемент практически не содержит C3A, он очень прочен в сульфатных средах.

    Преимущества

    В качестве жизнеспособной альтернативы портландцементу быстротвердеющий гидравлический цемент предлагает ряд преимуществ, включая долговечность, универсальность, скорость и простоту использования, а также экономическую выгоду и экологические соображения.

    • Прочность. Количество воды для затворения в бетоне является важным фактором его долговечности. В случае портландцементного бетона вода для смешивания, необходимая для того, чтобы сделать его достаточно жидким для укладки, превышает воду, необходимую для гидратации цемента. Этот избыток воды, часто называемый удобной водой, со временем испаряется, оставляя пустоты или поры в бетоне и вызывая усадку при высыхании. В типичной бетонной смеси с портландцементом избыток удобной воды составляет около 50% воды в смеси.
      В быстротвердеющем гидравлическом цементе вода, необходимая для гидратации CSA-компаунда, в несколько раз больше, чем для гидратации типичных портландцементных компаундов. В типичной быстротвердеющей гидравлической бетонной смеси почти вся вода, используемая в смеси, расходуется в процессе гидратации, в результате чего получается плотный бетон с очень низкой усадкой при высыхании.
      Пустоты или поры в бетоне, наряду с усадочными трещинами при высыхании, обеспечивают пути проникновения веществ, разрушающих бетон и арматурную сталь.Быстротвердеющий гидравлический бетон с меньшим количеством пор и меньшей усадкой при высыхании более долговечен, чем бетон из портландцемента.
    • Универсальность. Быстротвердеющий гидравлический цемент может быть разработан для широкого спектра применений. Различные свойства, такие как время схватывания, текучесть, содержание воздуха и цвет, легко регулируются с помощью имеющихся в продаже добавок. Быстротвердеющий гидравлический цемент обладает высокой устойчивостью к замерзанию и оттаиванию, и из-за его быстрой гидратации может использоваться в холодных погодных условиях, которые невозможны с портландцементом.
    • Скорость. Сегодняшние проекты, основанные на графике, требуют быстрых строительных решений. Одним из таких примеров является завод по очистке сточных вод Hyperion в Лос-Анджелесе. Обслуживая более четырех миллионов жителей, старейшее и крупнейшее предприятие по очистке сточных вод города имеет среднюю мощность 450 миллионов галлонов в день. Генеральный подрядчик проекта, Kiewit, Санта-Фе-Спрингс, Калифорния, решил использовать продукт, чтобы сократить время строительства и обеспечить высокую долговечность. Десять поддонов со смесью для строительных смесей были использованы для капитального ремонта резервуаров для сбора сточных вод.Первоначальные спецификации предусматривали 28 дней для процесса ремонта, а использование быстротвердеющего гидравлического цемента позволило завершить проект всего за три дня.
    • Простота использования. Поскольку большая часть инфраструктуры в США изнашивается, ремонтные работы становятся необходимостью как по соображениям безопасности, так и по эстетическим соображениям. Более высокая долговечность быстротвердеющего гидравлического цемента предлагает реальное решение для ремонтных работ, а не просто временный, недолговечный пластырь.
      Реставрационные проекты чрезвычайно сложны, так как перед конструкторскими и строительными командами стоит дополнительная задача — согласовать старый внешний вид.Исторический отель Shattuck, открытый в 1910 году, в центре Беркли, штат Калифорния, является одним из главных зданий в этом районе. Хотя они никогда не использовали продукт, BPR Properties, Пало-Альто, Калифорния, предпочли использовать Cement All для затирки цементного раствора при ремонте. В проекте необходимо было использовать восемнадцать различных типов ремонта, и подрядчик мог использовать цемент All для всех ремонтов, что позволило завершить проект быстрее.
    • Рентабельность. Несмотря на то, что портландцемент дешевле с точки зрения первоначальных затрат, чем быстротвердеющий гидравлический цемент, его долговечность, быстрое время отверждения, меньшая усадка и устойчивость к химическому воздействию перевешивают разницу в стоимости, особенно когда затраты времени добавляются к стоимости времени. уравнение.Для подрядчика или владельца стоимость времени задержки ремонта, которая приводит к позднему открытию гаража, взлетно-посадочной полосы аэропорта или торгового центра, часто намного превышает премию, уплаченную за быстротвердеющий гидравлический цемент. На многих должностях бонусы за своевременное выполнение работы или за ранее завершенный проект — это хорошо потраченные деньги.
      Superior Wall Systems, Фуллертон, Калифорния, выбрала WunderFixx — прочный, быстро схватывающийся, однокомпонентный бетонный заделочный материал, в состав которого входит гидравлический цемент высшего качества, высокоэффективные полимеры и мелкоизмельченный заполнитель — для проекта на Sony Picture Studios.Для этого проекта критически важно было добиться сверхгладкой отделки штукатурной системы. Подрядчик проекта узнал об этом продукте на выставке и подумал, что это будет лучшее приложение для этой работы в отличие от акриловой системы. WunderFixx требовал меньшего количества слоев, потому что он имел гораздо больший разброс, чем акриловая система, поэтому подрядчик смог обеспечить огромную экономию затрат за счет использования меньшего количества материала. Нанесение царапин, коричневое покрытие, два слоя основного материала, а затем быстро схватывавшийся продукт служили последним слоем на штукатурке.Владельцу понравилась гладкая и прекрасная растекаемость продукта, отсутствие следов вибрации, а также тот факт, что продукт разработан с учетом шлифуемости.
      Еще один пример экономии средств, которую может обеспечить быстросхватывающийся гидравлический цемент, можно найти на проекте шоссе 23 в Калифорнии. Компания Security Paving, Sun Valley, Калифорния, подрядчик по проекту, использовала 20 поддонов ремонтной смеси DOT для ремонта дорог и мостов. Некоторые из выполняемых работ были вертикальными по своей природе, но большая часть была плоской, глубиной от 1 до 8 дюймов.Они смогли использовать на треть меньше материала, что сэкономило много денег.
    • Экологическая ответственность. Быстротвердеющий гидравлический цемент имеет гораздо меньший углеродный след, чем портландцемент. В процессе производства быстротвердеющий гидравлический цемент снижает выбросы CO2 на 32–36% по сравнению с обычными процедурами производства портландцемента. Это связано с тем, что быстротвердеющий гидравлический цемент производится при более низких температурах, поэтому требуется меньше ископаемого топлива.Также требуется меньше известняка на тонну, что еще больше снижает выбросы CO2.

    Быстротвердеющий гидробетон намного прочнее портландцемента и более устойчив к сульфатным и другим видам химического воздействия. Благодаря химическому составу, более низкой пористости и последующему внутреннему самовысыханию быстротвердеющий гидравлический цемент чрезвычайно невосприимчив к карбонизации, чувствительности к замерзанию / оттаиванию и выщелачиванию кислотными дождями. Быстротвердеющий гидравлический цемент доказал свою эффективность в полевых условиях, что превышает нормальный срок службы портландцементного бетона.

    Проверенная технология

    Подрядчики по всей стране уже почти три десятилетия осознают преимущества использования быстротвердеющих гидравлических цементных изделий в различных проектах. Подсчитайте стоимость долговечности и времени, и станет очевидным, что быстротвердеющий гидравлический цемент является жизнеспособной и рентабельной альтернативой портландцементу. Для смешивания быстротвердеющего гидравлического цемента не требуется специального оборудования, его можно ввести в эксплуатацию всего за час, что позволяет подрядчикам выполнять работы быстрее.Быстротвердеющий гидравлический цемент может получить такую ​​же прочность всего за шесть часов, как 28-дневная прочность эквивалентной портландцементной смеси.

    Фрэнк Сенаторе — вице-президент по фасованной продукции CTS Cement Mfg. Corp.

    Сравнение термической обработки и использования добавки

    1-й международный семинар по гражданскому строительству, Университет Бечара, 2013

    Ускорение твердения бетона, содержащего различные уровни

    шлака: сравнение термической обработки и использования добавки

    Дерабла.Риад

    1

    , Саджеди. Фатолла

    2

    1

    Департамент гражданского строительства, Университет 20 августа 1955 года, Скикда, Алжир, [email protected]

    2

    Департамент гражданского строительства, Исламский университет Азад, филиал Ахваз, Ахваз, Иран, [email protected]

    Реферат

    — Эта экспериментальная работа позволяет нам изучить влияние уровня замещения доменного шлака

    (0, 20% и 40%) на физико-механические свойства цемента и

    бетон, особенно в раннем возрасте.Отверждение бетона было ускорено двумя

    различными методами, такими как термообработка, т.е. цикл парового отверждения с T

    max

    = 60 ° C и общей продолжительностью

    9 ч), а также с использованием пластификатора-ускорителя твердения, например PLASTOCRETE. 160 производства

    Sika El Djazair (дозировка 0,3%). Для пропаренного бетона тонкость измельчения шлака составляла

    , также исследовали как 2900 и 6380 см

    2

    / г, а также отношение воды к маслу как 0.40 и 0,50.

    Полученные результаты подтвердили, что свойства обработанного бетона улучшились за счет

    увеличения количества и крупности шлака, с одной стороны, и уменьшения в / ц, с другой стороны.

    Физически уменьшены пористость и водопоглощающая способность. Механически, в раннем возрасте

    прочность

    , то есть через 2 дня, достигла 55% по сравнению с эталонным бетоном через 28 дней, а

    привела к 28 дням только к 11% потерь.

    Наконец, сравнивая два использованных метода ускорения твердения, использование химической добавки

    дало результаты лучше, чем результаты, полученные с помощью процесса термообработки.

    Ключевые слова: шлак, прочность, пористость, примеси, термическая обработка бетона.

    I. Введение

    Основным недостатком бетона является медлительность

    , с которой он приобретает свою механическую прочность.

    Для этой цели сегодня используются несколько решений, позволяющих

    достичь высокой прочности в раннем возрасте (только через несколько часов после схватывания

    ).Среди этих решений: использование тепла в электрическом процессе

    и термической формы путем термообработки [1], использование цемента

    с быстрым отверждением, использование

    ускорительных добавок схватывания и твердения, сульфата натрия

    и карбонат натрия или силикат натрия и хлорид кальция

    [2] и [3]. Эти решения помогают

    получить значительную прибыль в краткосрочной перспективе.

    Таким образом, можно растянуть предварительно напряженные кабели для бетонирования

    в холодную погоду или быстро утвердить

    повторное использование опалубки и оборудования

    , особенно на заводах по производству сборных конструкций.

    И как часть повышения ценности местных строительных материалов

    , мы всегда стремимся улучшить поведение

    разработанных материалов, сохраняя при этом устойчивый экономический уровень

    . Для этого было проведено испытание по потреблению гранулированного шлака

    с использованием его в качестве добавки для минимизации конечной стоимости цемента

    и снижения выработки энергии для

    до 7% [4], а также для минимизации занимаемого пространства.

    , чтобы избежать его воздействия на окружающую среду.Однако шлак

    характеризуется своей низкой гидравлической способностью, которая может быть активирована

    механически [5], термически [6] или

    химически [7], [8] и [9]. Сравнение этих

    методов было выполнено с [10], которое показывает, что механические и термические методы

    , имеющие наивысшую силу

    , для этого могут быть рекомендованы как простые

    и возможные методы активации; и химический метод

    не предлагается в качестве возможного метода активации

    из-за большой потери прочности в долгосрочной перспективе.

    В нашем случае используется термический и химический методы

    . Первая — это термообработка, которая обеспечивает

    значительной прочности в раннем возрасте, но при температуре отверждения

    возникает первая трещина

    (автогенная усадка) [11]. Вторые соответствуют

    использованию добавки-ускорителя твердения, которая

    обычно способствует росту гидрата силиката кальция,

    i.е. CSH [12], который характеризуется своей эффективностью

    и взаимодополняемостью при активации

    шлаков и образовании гидратов

    [4].

    Цикл термообработки достиг максимальной

    температуры 60 ° C с общей продолжительностью 9 часов, продолжительность предварительного нагрева

    составляет 2 часа, продолжительность нагрева составляет 3 часа, продолжительность обработки

    составляет 2 часа, а время охлаждения продолжительность 2 ч.

    Стандартный термообработанный бетон и бетон с добавкой

    были приготовлены с использованием четырех типов цемента

    (APC, CPC, BFC

    1

    и BFC

    2

    ).Испытания проводятся на образцах

    кубической формы с длиной стороны 150 мм согласно

    действующим стандартам: пористость, WAC и прочность на сжатие

    .

    Для ускорения схватывания и твердения бетона

    Хемали Патель — автор контента в GharPedia. Она имеет степень бакалавра гражданского строительства в Технологическом институте Пателя, Бхопал, Мадхья-Прадеш. Она страстно любит делиться знаниями. Имеет 3-летний опыт преподавания в инженерном колледже.Любит читать и путешествовать. Вы можете связаться с ней в LinkedIn, Facebook, Twitter и Quora.

    Бетон — самый важный материал в строительстве. Это сделано из цемента, песка, заполнителей, воды и добавок к бетону. Добавки для бетона или добавки для бетона являются важными материалами, которые используются для изменения свойств свежего бетона, а также для затвердевшего бетона, таких как увеличение или уменьшение времени схватывания, повышение твердости, удобоукладываемости, прочности, удельного веса и т. Д.Добавки в бетон добавляют перед смешиванием или во время замеса бетона. На рынке доступны различные типы добавок для бетона / добавок для бетона или строительных химикатов. Некоторые из них являются ускорителями бетона, пластификаторами, суперпластификаторами, замедлителями схватывания, воздухововлекающими добавками и т. Д.

    Также читайте: Пуццолановые или минеральные добавки! Экологичный и недорогой цементный материал

    Ускоряющая добавка:

    Добавка, которая увеличивает скорость гидратации цемента и, таким образом, сокращает время схватывания, увеличивает скорость набора прочности или и то, и другое.

    Все добавки к бетону придают различные эффекты и модифицируют свойства бетона. В качестве примесей используются различные природные или промышленные химические вещества. Теперь поговорим о конкретных ускорителях, их классификации, преимуществах, недостатках, применении и т. Д.

    Что такое конкретные ускорители?

    Согласно А. М. Невилл, почетный член Американского института бетона. Ускорители бетона — это вещества, которые ускоряют раннее развитие прочности бетона, т.е.е. затвердевание, а также может ускорить схватывание бетона.

    Проще говоря, ускоряющие добавки добавляются в бетон для минимизации времени схватывания и увеличения скорости раннего развития прочности в бетоне. Это увеличивает скорость затвердевания и скорость затвердевания.

    Есть разница в жесткости и упрочнении. Жесткость означает, что бетон начинает схватываться, а затвердевание означает, что бетон начинает набирать прочность после схватывания. Химические составы ускорителей включают некоторые неорганические соединения, такие как растворимые хлориды, карбонаты, силикаты, фторсиликаты и некоторые органические соединения, такие как триэтаноламин.

    Бетонные ускорители : Как это работает?

    Ускорители бетона используются для минимизации времени схватывания, основное действие ускорителя происходит в пластическом состоянии цементного теста. Когда он используется для упрочнения бетона, ускоритель действует в основном в затвердевшем состоянии. Некоторые ускорители бетона влияют либо на схватывание, либо на твердение, в то время как некоторые ускорители влияют как на схватывание, так и на твердение.

    Как видно, когда вода смешивается с цементом, происходят химические реакции (гидратация), которые ответственны за схватывание и твердение бетона.Скорость этой химической реакции (скорость гидратации) можно изменить, добавляя небольшие количества химических веществ в цементно-водную смесь. Такие химические вещества влияют на эти скорости, давая общее увеличение скорости гидратации, то есть ускоряющий эффект, и поэтому их называют ускорителями бетона или ускоряющими добавками.

    Ускоряющие добавки могут использоваться в виде порошка, суспензии или жидкости, во время смешивания бетона или перед смешиванием бетона.

    Также читайте: Что такое время схватывания цемента?

    Классификация ускорителей бетона

    Ускорители бетона можно классифицировать в зависимости от их разницы между свойствами схватывания и твердения, типом бетона, в котором они используются, и их физическими формами, в которых они используются.Согласно «Мюрдал, Рев. (2007) «Директор по исследованиям и разработкам в области строительной химии, Норвегия и старший научный сотрудник отдела строительства и инфраструктуры SINTEF. Классификация ускорителей бетона выглядит следующим образом:

    01. Согласно разнице между свойствами схватывания и твердения:

    • Set Accelerating Admixture —

    Уменьшает время до начала перехода смеси из пластичного в твердое состояние.

    • Добавка, ускоряющая твердение —

    Это увеличивает скорость развития начальной прочности в бетоне, с или без влияния на время схватывания.

    02. По типу бетона :

    • Ускорители для обычного бетона —

    В этом случае ускорители добавляются во время смешивания на бетонном заводе.

    В частности, ускорители добавляются в форсунку оборудования во время распыления бетона.

    03. Согласно их физическая форма:

    В этих ускорителях присутствуют нерастворимые неорганические соли и соединения.

    В этих ускорителях присутствуют водорастворимые неорганические и органические соли и соединения.

    В этих ускорителях находятся нерастворимые неорганические соли и соединения, диспергированные в воде.

    Применение ускорителей для бетона

    • Ускорители используются в строительстве, когда конструкция должна быть вскоре введена в эксплуатацию.
    • Ускоряющие добавки используются при аварийном ремонте дорожных покрытий, ремонте существующих зданий и т. Д.
    • Бетонные ускорители используются для подводного бетонирования и ремонта прибрежных сооружений в районе приливных колебаний.Знайте различные методы бетонирования, которые помогают укладывать бетон под водой.
    • Они также используются для гидроизоляции подвала.
    • Ускорители бетона используются при бетонировании в холодную погоду, потому что они частично компенсируют замедляющий эффект низких температур при бетонировании в холодную погоду.

    Преимущества ускорителей бетона

    • Некоторые из ускорителей бетона, производимые в наши дни, настолько мощны, что можно сделать цемент, застывший в камне, твердым менее чем за пять минут.
    • Ускорители бетона позволяют раньше снимать опалубку, потому что они увеличивают скорость раннего развития прочности в бетоне;
    • Обеспечивает более раннюю отделку поверхностей.
    • Ускоряющие добавки также более полезны в области заводского изготовления.
    • Ускоряющие добавки сокращают необходимый период выдержки бетона.
    • Ускоряющие добавки уменьшают начальную теплоту гидратации и устраняют проблему термического растрескивания в бетоне.
    • Добавки в бетон могут ускорять время схватывания, а также добавки, замедляющие время схватывания бетона.
    Также читайте: Типы трещин и их появление в разном возрасте

    Недостатки бетонных ускорителей

    • Согласно «А. М. Невилл, почетный член Американского института бетона, хлорид кальция — наиболее часто используемая ускоряющая добавка, поскольку она дешевая, достаточная и легко доступна на рынке.Но хлорид кальция вреден для железобетона и предварительно напряженного бетона, поскольку чрезмерное количество хлорида кальция может вызвать усадку и быстрое затвердевание при высыхании, создавая трещины на затвердевшей поверхности, способствуя коррозии стальной арматуры и увеличивая вероятность образования накипи.
    • Следовательно, большинство технических требований к бетону ограничивают использование хлорида кальция или добавок, содержащих кальций.
    Также читайте: Почему трещины возникают в различных частях здания?
    • Наиболее часто используемой ускоряющей добавкой был хлорид кальция, но в настоящее время он почти не используется.Вместо хлорида кальция используются некоторые силикаты, то есть фторсиликаты, растворимые карбонаты и органические соединения, такие как триэтеноламин. Из всех них фторсиликаты и триэтеноламин сравнительно дороги.

    (a) Популярные производители ускорителей бетона:

    • Sika
    • Fosroc
    • ECMAS
    • Perma
    • Bauchemic и т. Д.

    Хемали Патель — автор контента в GharPedia.Она имеет степень бакалавра гражданского строительства в Технологическом институте Пателя, Бхопал, Мадхья-Прадеш. Она страстно любит делиться знаниями. Имеет 3-летний опыт преподавания в инженерном колледже. Любит читать и путешествовать. Вы можете связаться с ней в LinkedIn, Facebook, Twitter и Quora.

    Продемонстрируйте свои лучшие разработки

    Навигация по сообщениям

    Больше из тем

    Используйте фильтры ниже для поиска конкретных тем

    Влияние ускоряющих твердение добавок на свойства цемента с измельченным гранулированным доменным шлаком

    Реферат

    Гранулированный измельченный доменный шлак (GGBFS) -продукт сталеплавильного производства.Как таковой, он обычно используется в бетонных технологиях как компонент цементных смесей или добавка к бетону. Использование GGBFS соответствует идее устойчивости. К сожалению, шлак может замедлить схватывание и твердение бетона. Это нежелательный эффект при изготовлении сборных элементов или выполнении бетонных работ в более низкотемпературный период. Предпринята попытка ускорения процесса гидратации таких цементов за счет ускоряющих добавок (УСК) твердения. В документе представлены результаты исследований прочности на сжатие, теплоты гидратации и начального времени схватывания.Были испытаны портландцемент (CEM I 52,5R) и цемент с добавкой 35% GGBFS (что соответствует нормативному диапазону CEM II / B-S). Испытания включали четыре ускоряющих добавки с различным химическим основанием (формиат кальция, кристаллы C-S-H, нитрат кальция и триэтаноламин). Время начального схватывания измеряли с помощью прибора Вика. Прочность на сжатие растворов измеряли через 12, 24, 48 часов, 7 и 28 дней выдержки в климатической камере. Гидратационные тепловые испытания проводились на изотермическом калориметре TAM AIR III в течение 72 часов после контакта цемента с водой.Испытания проводились при 20 ° C. Водовяжущее соотношение растворов для испытаний на прочность на сжатие и цементных паст для испытаний на гидратацию и теплоту равнялось 0,5. Исследования показали, что все ускорители вызывают сокращение времени начального схватывания на 40-50% в зависимости от химической основы добавок. Наиболее эффективным оказался ускоритель на основе кристаллов C-S-H. Наблюдалось увеличение скорости выдоха тепла при гидратации. Суммарная теплота гидратации через 72 часа была больше в присутствии добавок, ускоряющих твердение.Эти добавки вызвали также повышение начальной прочности стандартных растворов на сжатие. Более высокий процент роста прочности на сжатие наблюдался для цемента с добавкой GGBFS. Добавки на основе нитрата кальция, формиата кальция и кристаллов C-S-H были наиболее эффективными для растворов портландцемента, а последние — для цемента с добавкой GGBFS.

    Ключевые слова

    добавки, ускоряющие твердение

    шлак

    тепло гидратации

    прочность на сжатие

    время начального схватывания

    Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

    © 2016 Автор (ы).Опубликовано Elsevier Ltd.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Как отвердить бетон с помощью воды и пластиковых мембран

    Процесс отверждения бетона включает в себя реакцию между портландцементом и водой, способствующую выделению тепла из бетона с желаемой и контролируемой скоростью. Без отверждения влага теряется слишком быстро, и для роста кристаллов недостаточно воды, что приводит к более слабому бетону.

    Важность температуры

    Бетон в идеале следует размещать в условиях от 50 до 75 градусов по Фаренгейту, и эта температура должна поддерживаться во время отверждения бетона.Если слишком жарко или слишком холодно, процесс роста кристаллов либо замедляется, либо ускоряется, что приводит к слабым результатам. Правильный процесс отверждения жизненно важен для качества, долговечности, прочности, водонепроницаемости и устойчивости к замерзанию и оттаиванию.

    Традиционный способ отверждения бетона

    Обработка бетона водой предотвращает чрезмерную потерю влаги, поскольку вода в течение длительного периода времени создает слой, который может контролировать испарение влаги с поверхности.Через некоторое время в бетоне начнется химическая реакция, которая в конечном итоге приведет к его затвердеванию.

    Даже если используются альтернативные процедуры отверждения, желательно, чтобы определенное количество отверждения проводилось в воде, чтобы предотвратить растрескивание.

    Отверждение водой

    Отверждение в воде можно проводить следующими способами:

    • Погружение: Погружное отверждение обычно проводится во время испытаний бетона при отверждении испытательных образцов бетона.
    • Ponding : Используется для отверждения плоских поверхностей на рабочих местах или контролируемых участках, где вода может легко задерживаться на поверхности бетонной плиты. Плиту окружают насыпи из песка или земли, а поверх плиты поддерживается слой воды.
    • Запотевание : Запотевание или запотевание используется в условиях, когда температура выше нуля и низкая влажность. Запотевание повышает влажность над застывающим бетоном за счет регулярного распыления на него тонкого водяного тумана для поддержания влажности.
    • Мокрое покрытие: Отверждение бетона с мокрым покрытием происходит после того, как бетон достаточно затвердеет и водное покрытие не повредит поверхность бетона. Покрытие обычно представляет собой песок, мешковину, брезент или солому, которые в процессе отверждения постоянно остаются влажными.

    Использование пластиковых мембран

    Отверждение бетона с помощью мембраны или пластикового покрытия является наиболее практичным и эффективным способом отверждения бетона в современной строительной отрасли — иногда вода недоступна для отверждения водой или, если это сделано неправильно, это может повлиять на прочность или отделку поверхности бетонного изделия. .

    Минимальная толщина требуется для обеспечения достаточной прочности листа; ASTM C 171 Sheet Materials для твердения бетона указывает 0,01 мм. Бетон должен быть покрыт мембраной из пластика или химического соединения, которая закроет поры и замедлит испарение воды из бетона.

    Два распространенных типа отверждения мембран:

    • Пластиковая пленка : Для отверждения бетона пластиковой пленкой необходимо как можно скорее покрыть все открытые участки бетона без повреждения отделки бетона.Когда пластиковая пленка используется на плоских поверхностях, таких как тротуары или плиты, она должна выходить за края плиты на длину, по крайней мере, в два раза превышающую толщину плиты.
    • Отвердители, образующие мембраны: Отвердители — это химические продукты, которые обычно распыляются непосредственно на поверхность бетона и позволяют ей высохнуть. Состав образует непроницаемую мембрану, которая замедляет потерю влаги из бетона.

    Спрей на компаунде

    В настоящее время наиболее распространенным процессом отверждения бетона является использование отвердителя.Химикат необходимо применять после того, как бетон затвердеет, но на нем все еще остается вода. Если вы подождете, пока вся вода испарится, отвердитель может не дать лучших результатов. Обязательно используйте правильный распылитель, чтобы создать равномерное покрытие, и нанесите нужное количество состава. Есть много продуктов, которые можно использовать, поэтому обязательно ознакомьтесь с заявкой производителя перед ее применением.

    Как скоро вам нужно начать процесс?

    Отверждение бетона необходимо для обеспечения переходного и постоянного испарения воды из бетонной смеси . Итак, как скоро вам нужно начать процесс отверждения? Все зависит от условий окружающей среды, в которых укладывается бетон, и от того, помещается ли он между формами, непосредственно над землей, погружается в воду или в любой другой конкретной области или среде, которые будут влиять на процесс отверждения бетона.

    Лучше всего отверждать бетон вскоре после того, как началась химическая реакция, которая затвердевает. Бетону нельзя позволять быстро высыхать ни в какой ситуации, а условия отверждения должны поддерживаться в течение первых 24 часов или, по крайней мере, до тех пор, пока не пройдет окончательное время схватывания цемента.

    Стратегии ускорения бетонного строительства

    Проекты ускоренного строительства определяются временем — будь то люди, работающие, доступное оборудование, приоритетные интересы или минимизация общественных неудобств. Когда дело доходит до ускоренного бетонного строительства, более короткое время отверждения означает более быстрое добавление следующего этажа к бетонному зданию или более быстрое повторное открытие главной развязки.

    Обычные методы повышения прочности бетона включают использование тепла или ускоряющих добавок для бетона.И часто за это приходится платить. Когда химический состав цемента ускоряется, усадка также ускоряется. Это ускорение может быстро привести к усадочным трещинам, которые возникают из-за изменения объема, вызванного процессом сушки, а также другими механизмами. Усадочные трещины обеспечивают немедленный доступ воды и противообледенительных химикатов — непосредственно к стальной арматуре и внутреннему бетону конструкции. В долгосрочной перспективе это приводит к значительному ремонту и техническому обслуживанию, а также к необходимости замены задолго до ожидаемого срока службы конструкции.

    Технология PREVent-C® — одна из немногих добавок в бетон, которая способна сохранять стабильность объема и защищать от усадочных трещин в ускоренном бетоне. Путем смешивания расширяющихся компонентов с уменьшением поверхностного натяжения поровой воды PREVent-C может увеличить ожидаемый срок службы конструкции. Доказано, что он снижает растрескивание при усадке на 90–100 процентов, в зависимости от конструкции смеси и используемого количества.

    Ускоренный бетон без трещин
    В конце марта 2017 года в Атланте, штат Джорджия, в результате сильного пожара обрушился мост между штатами 85.Мост находился в центре основного маршрута для пассажиров, что привело к временному закрытию предприятий и тысячам людей, которые предпочитали работать из дома. Департаменту транспорта Джорджии (DOT) пришлось полагаться на ускоренные методы строительства, чтобы минимизировать экономические последствия.

    До ремонта моста I-85 Департамент транспорта штата Джорджия использовал PREVent-C в качестве добавки в трех других проектах по ремонту и обслуживанию мостов. Использование этой технологии в конструкциях бетонных смесей привело к значительному улучшению по сравнению с традиционными конструкциями бетонных смесей.Технология PREVent-C® была выбрана для добавления в бетонную смесь для проекта I-85, чтобы обеспечить эффективные сроки строительства и прочную и эффективную реконструкцию моста, которая не потребует обширного и дорогостоящего обслуживания в ближайшем будущем.

    Департамент транспорта Джорджии выбрал ускоренную смесь и 3-дневный период отверждения по сравнению с более стандартным 7-дневным периодом отверждения. Выбранный дизайн смеси позволил сократить график строительства, что привело к гораздо более раннему, чем предполагалось, открытию межштатной автомагистрали.При использовании повышенной прочности и минимального отверждения трещины будут видны сразу после окончания отверждения. При снятии закрепления с моста I-85 растрескивание не наблюдалось. Обзор настила моста после одного года эксплуатации показал изменения в бетоне, который остался без трещин.

    Протестируйте
    Закажите образец PREVent-C и запланируйте пробную смесь, чтобы оценить ее эффективность в отношении растрескивания при усадке, а также ее влияние на другие свойства свежего и затвердевшего бетона.Или отправьте нам свои общие вопросы по ускоренному бетонному строительству. Свяжитесь с PREVent-Cexperts сегодня.

    Развитие прочности бетона

    Многие факторы влияют на скорость увеличения прочности бетона после смешивания. Некоторые из них обсуждаются ниже. Во-первых, хотя несколько определений могут быть полезны:

    Часто путают процессы «установки» и «упрочнения»:

    Настройка — это укрепление бетона после его укладки.Бетон можно «затвердеть» в том смысле, что он больше не жидкий, но все еще может быть очень слабым; например, вы не сможете ходить по нему. Отверждение связано с образованием эттрингита и гидрата силиката кальция на ранних стадиях. Обычно используются термины «начальный набор» и «окончательный набор»; это произвольные определения раннего и позднего множества. Существуют лабораторные процедуры для их определения с помощью утяжеленных игл, проникающих в цементное тесто.

    Отверждение — это процесс увеличения прочности, который может продолжаться в течение недель или месяцев после того, как бетон был замешан и уложен.Затвердевание происходит в основном из-за образования гидрата силиката кальция по мере того, как цемент продолжает гидратировать.

    Скорость схватывания бетона не зависит от скорости его затвердевания. Быстротвердеющий цемент может иметь время схватывания, подобное обычному портландцементу.

    Измерение прочности бетона


    Традиционно это делается путем изготовления бетонных кубиков или призм, затем отверждать их в течение указанного времени. Обычное время отверждения: 2, 7, 28 и 90. дней.Температура отверждения обычно составляет 20 градусов по Цельсию. После по достижении возраста, необходимого для испытаний, кубики / призмы измельчаются в большой пресс.

    Единицей измерения прочности бетона в системе СИ является мегапаскаль, хотя «ньютоны на квадратный миллиметр» все еще широко используются, поскольку числа более удобны. Таким образом, «бетон на пятьдесят ньютонов» означает бетон, плотность которого составляет 50 ньютонов на квадратный миллиметр, или 50 мегапаскалей.

    В то время как измерения на основе бетонных кубов широко используются в строительной отрасли, европейский стандарт для производства цемента EN 197 определяет процедуру испытаний, основанную на призмах из раствора, а не на бетонных кубах.Например, можно ожидать, что цемент, описанный как соответствующий стандарту EN 197-1 CEM I 42,5 N, достигнет не менее 42,5 МПа за 28 дней с использованием указанного испытания призмы из строительного раствора. Будет ли «настоящий бетон», изготовленный из этого цемента, достичь 42,5 МПа при испытаниях бетонных кубов, зависит от ряда других факторов в дополнение к любым внутренним свойствам цемента.

    Факторы, влияющие на прочность бетона


    Есть много важных факторов; Вот некоторые из наиболее важных:

    Пористость бетона: пустот в бетоне можно заполнить воздухом или водой.Воздушные пустоты — очевидный и легко различимый пример пор в бетоне. Вообще говоря, чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси, известное как соотношение воды и цемента. Этот параметр настолько важен, что мы обсудим его отдельно ниже.

    Соотношение вода / цемент: определяется как масса воды, деленная на массу цемента в смеси. Например, бетонная смесь, содержащая 400 кг цемента и 240 литров (= 240 кг) воды, будет иметь соотношение вода / цемент 240/400 = 0.6. Соотношение вода / цемент может быть сокращено до «вод / цемент» или просто «вод / цемент». В смесях, у которых соотношение воды к воде больше примерно 0,4, весь цемент теоретически может реагировать с водой с образованием продуктов гидратации цемента. При более высоких соотношениях w / c следует, что пространство, занятое дополнительной водой выше w / c = 0,4, останется как поровое пространство, заполненное водой или воздухом, если бетон высохнет.

    Следовательно, по мере увеличения соотношения вода / цемент пористость цементного теста в бетоне также увеличивается.По мере увеличения пористости прочность бетона на сжатие будет уменьшаться.

    Прочность заполнителя: очевидно, что если заполнитель в бетоне слабый, бетон также будет слабым. По своей природе слабые породы, такие как мел, явно не подходят для использования в качестве заполнителя.

    Связка заполнитель-паста: целостность связи между пастой и заполнителем имеет решающее значение. Если облигации нет, совокупность фактически представляет собой пустоту; как обсуждалось выше, пустоты являются источником слабости в бетоне.

    Параметры, связанные с цементом: Многие параметры, относящиеся к составу отдельных минералов цемента и их пропорциям в цементе, могут влиять на скорость роста прочности и конечную достигаемую прочность. К ним относятся:

    • Содержание алита
    • Реактивность алита и белита
    • Содержание сульфата цемента

    С алит — самый реактивный цементный минерал, который способствует значительно влияет на прочность бетона, большее количество алита должно давать лучшие результаты на ранних этапах сильные стороны («рано» в этом контексте означает примерно до 7 дней).Тем не мение, это утверждение должно быть тщательно оговорено, так как многое зависит от сжигания условия в печи. Возможно, что более легкое горение конкретный клинкер может привести к более высокой начальной прочности из-за образование более реактивного алита, даже если его немного меньше. Не все алиты созданы равными!

    Для конкретного цемента существует будет то, что называется «оптимальным содержанием сульфата» или «оптимальным содержанием гипса». содержание.’ Сульфат в цементе, сульфат клинкера и добавленный гипс, замедляет гидратацию алюминатной фазы.Если недостаточно сульфат, может произойти мгновенное схватывание; и наоборот, слишком много сульфата может вызвать ложная установка.

    Следовательно, требуется баланс между способность основных минералов клинкера, особенно алюминатной фазы, вступать в реакцию с сульфатами на ранних стадиях после смешивания и способности цемента для подачи сульфата. Оптимальное содержание сульфатов будет зависит от многих факторов, в том числе от содержания алюмината, алюмината размер кристаллов, реакционная способность алюмината, растворимость различных источники сульфата, размеры частиц сульфата и наличие примесей использовал.

    Если это не было достаточно сложно, сумма сульфат, необходимый для оптимизации одного свойства, например прочности, может не должно быть таким же, как это требуется для оптимизации других свойств, таких как усадка при высыхании. Бетон и раствор также могут иметь разные оптимальные сульфатное содержание.

    Эта увлекательная область обсуждается далее в разделе «Изменчивость прочности бетона, связанная с цементом».

    В дополнение к параметрам состава, рассмотренным выше, также важны физические параметры, в частности площадь поверхности цемента и гранулометрический состав.

    Тонкость помола цемента, очевидно, повлияет на скорость гидратации цемента и, следовательно, на скорость роста прочности; Более мелкое измельчение цемента приведет к более быстрой реакции. Если производитель цемента обнаруживает, что его сила уменьшается, часто первое, что он делает, чтобы исправить проблему, — это измельчать цемент более мелко.

    Тонкость частиц часто выражается через общую площадь поверхности частиц, например: 400 квадратных метров на килограмм.Однако не менее, если не более важно, гранулометрический состав цемента; полагаться только на измерения площади поверхности может ввести в заблуждение. Некоторые минералы, например, гипс, могут измельчаться, в результате чего получается цемент с большой площадью поверхности. Такой цемент может содержать очень мелко измельченный гипс, а также относительно крупные частицы клинкера, приводящие к более медленной гидратации.

    Более подробная информация о прочности бетона

    Мы только что рассмотрели некоторые из основных факторов, влияющих на прочность бетона.Конечно, есть еще много других, некоторые из которых связаны с внутренними проблемами с цементом, а некоторые из них довольно тонкие. Другие относятся к тому, как используется цемент, очевидным примером является то, что в смеси недостаточно цемента, но есть много других, которые менее очевидны.

    Я написал книгу именно по этой теме — чтобы получить более подробную информацию, просто щелкните кубик ниже.


    Дополнительные статьи по этой или смежным темам можно найти в Справочнике статей.

    .