Kuidas betoon tugevneb ja kuidas kõvenemist kiirendada

Pärast monoliitse töö lõpetamist algab üsna pikk kokkupuuteetapp ja raudbetooni tugevuse suurenemine. Me ütleme teile, millist hooldust vajab betoon kõvenemise ajal, kuidas seda kiirendada ja millised füüsikalised ja keemilised nähtused selle protsessiga kaasnevad..

Tahkumiskeemia

Projekteerimisomadustele täielikult vastavate betoonkonstruktsioonide ehitamine on tõeline kunst, mida ei saa mõista ilma materjali struktuuris toimuvate keerukate ja pidevate muutuste jada mõistmiseta. Ehitussideainete prototüübid, mis ebamääraselt meenutavad moodsat tsementi, ilmusid 3. või 2. aastatuhandel eKr. Selliste segude koostis ja suhe valiti eranditult katsete abil kuni 18. sajandi lõpuni, mil patenteeriti nn Rooma tsement. See oli esimene verstapost struktuurbetooni väljatöötamise teaduslikus käsitluses..

Kaasaegse tsemendi kõvenemise keemiline iseloom on väga keeruline, see hõlmab pikka üksteisega suubuvate protsesside ahelat, mille käigus kõigepealt moodustuvad kõige lihtsamad keemilised sidemed ja seejärel järjest tugevamad füüsikalised sidemed, mis viib monoliitse kivilaadse materjali moodustumiseni. Keemiast kui teadusest kogenematu inimese jaoks pole mõttekas neid protsesse detailselt käsitleda, palju kasulikum on hinnata selliste nähtuste väliseid märke ja nende praktilist tähendust.

Kaasaegses ehituses kasutatakse valdavalt portlandtsemendi segu, mis koosneb köetud savist, kipsist ja lubjakivist ning keemia seisukohast kaltsiumi, räni, alumiiniumi ja raua oksiididest. Esmased toorained kuumtöödeldakse ja peeneks jahvatatakse, mille järel komponendid segatakse täpselt määratletud vahekorras. Tootmisprotsessis töötlemise peamine eesmärk on lõhustada ainete looduslikud keemilised ja füüsikalised sidemed, mis seejärel taastatakse vee juuresolekul. Tsement, erinevalt töötlemata savist ja lubjast, kõveneb mitte kuivamise, vaid hüdratsiooni tõttu, seega ei põhjusta selle niisutamine pärast lõplikku kõvenemist pehmenemist ja viskoossuse suurenemist.

Betooni tugevus

Erinevalt atmosfääris leiduvatest sideainetest, mis kõvastuvad kiiresti õhus, kõveneb tsement betoonkonstruktsioonide peaaegu kogu kasutusiga. Selle põhjuseks on asjaolu, et külmutatud toote paksusesse jäävad ained, millel pole olnud aega veega reageerida. Tegelikult lisatakse betoonisegu tootmisel vett sellises koguses, mis on ilmselgelt ebapiisav mineraalsideaine kõigi osakeste reageerimiseks. See on tingitud asjaolust, et suurenenud veesisaldus betoonis põhjustab selle delamineerumist, olulist kokkutõmbumist kõvenemise ajal ja sisemiste pingete ilmnemist..

Sellegipoolest reageerivad mineraalainete jäänused endiselt, kuna betooni niiskusesisaldus on nullist erinev. Seetõttu ei toimu selle kõvenemine koheselt, vaid pika aja jooksul. Kogu kõvenemisperioodist võib eristada kõige intensiivsemat perioodi, mis Portlandtsemendi betooni korral on 28-30 päeva. Kui selle aja jooksul on betoontoode sobivates tingimustes, eeldab see 100% konstruktsiooni tugevust. Samal ajal jõuab betooni tugevus vaid 6-8 päeva jooksul kõvenemisest 60–70% -ni kaubamärgist ja kolmandik toote konstruktsioonitugevusest omandab juba 2–3 päeva..

Hooajaline eripära

Segude kõvenemisega tsemendi sideainega kaasnevad kaks protsessi – mahu ja soojuse eraldumise kerge suurenemine. Seetõttu võib kõvenemisreaktsioonide käik sõltuvalt välistest tingimustest oluliselt erineda..

Kõigepealt peate tegelema mahu suurenemisega. Sellel protsessil on teatud praktilised eelised: see hõlbustab raketise kergemat eraldamist ja armatuuri eelvenitamist, suurendades adhesiooni kvaliteeti ja võimaldades terasel peaaegu kohe pärast selle tekkimist tõmbekoormust tajuda, möödudes elastse deformatsiooni etapist. Laienemise negatiivsed tagajärjed tekivad olukordades, kus betoon on vormis piiratud, näiteks betoonist tasanduskihtide, monteeritavate monoliitkonstruktsioonide tüüblite ja toodete valmistamisel jäigasse püsivisse raketisse. Sellistel juhtudel on lineaarse laienemise kompenseerimiseks vaja kokkusurutavat kesta seadet..

Soojuse eraldumisel võib olla nii positiivseid kui ka negatiivseid tagajärgi. Kõigepealt peate mõistma, et kivistuva betoonimassi kuumutamine on kõige tugevam esimese 50 tunni jooksul pärast segu ettevalmistamist. Kuumutamise intensiivsus suureneb võrdeliselt toote mõõtmetega, kuna betoonist on soojust raskem eemaldada. Samuti peate arvestama, et kõrge tsemendisisaldusega betoon kuumeneb rohkem kui madala kvaliteediga.

Madala õhutemperatuuri korral muudab betooni võime kõvenemise ajal soojeneda suhteliselt lihtsaks normaalsete temperatuuritingimuste säilitamiseks. Hoolimata asjaolust, et normaaltingimustes on betoonitööde minimaalne temperatuurimärk +5 ° C, on võimalik tooteid valatud vahtpolüstüreenist fikseeritud raketisse valada isegi pakasega kuni –3 ° C: tema enda soojuseraldus hoiab vajalikku temperatuuri. Isegi tavalisi betoonkonstruktsioone saab kaitsta isoleerivate materjalidega, et säilitada soovitud temperatuurirežiim või varustada kasvuhooned, kus säilitatakse lihtsalt positiivne temperatuur. Oluline on märkida, et pärast betooni tugevuse 50–60% määramist ei avalda külm hävitavat mõju põhjusel, et enamikul veest on juba olnud aega reageerida. Kuid kõvenemiskiirus langeb samal ajal peaaegu nullini, mida tuleb kokkupuuteaja määramisel arvestada.

Kuuma ilmaga avaldab betoonisegu loomulik kuumenemine negatiivset mõju. Vesi aurustub pinnalt liiga kiiresti, lisaks kutsub kuumutamine esile lineaarse laienemise, millega kaasneb pragude avanemine, mis on betooni kõvenemise ajal vastuvõetamatu. Seetõttu tuleb päikese käes avatud massiivseid tooteid vähemalt esimese 7-10 päeva jooksul pärast valamist pidevalt niisutada ja jahutada voolava veega. Ülejäänud kõvenemise aja jooksul võib betoon jääda polüetüleenkile katte alla.

Seadistuse kiirendamine ja jõu arendamine

Sõltuvalt kaubamärgist võtab betooni lõplik kuju 20–30 tundi, pärast mida saab kõvenemisprotsessi intensiivistamiseks seda ohtralt veega valada. Kõrge temperatuur soodustab ka kiirendatud kõvenemist, kuid ainult siis, kui kuumutus on ühtlane kogu valatud toote paksuses. Nii et betoontoodete tehastes kiireneb kõvenemine toote pihustamisel auruga temperatuuril 70–80 ° C, kuid tuleb meeles pidada, et üle 90 ° C kuumutamine on betooni kõvendamiseks hävitav.

Maksimaalset tugevuse suurenemise kiirust on võimalik tagada valmistatud segu õige vee-tsemendi suhtega, mis on kehtestatud GOST 30515 2013. Samuti saate protsessi kiirendada, lisades erinevaid lisandeid: kaltsiumkloriidi, naatriumsulfaati ja kloriidi, naatriumkarbonaati (sooda). Kuid tuleb meeles pidada, et seadistuskiirendite kasutamist piiravad nende piirav sisu, samuti betoonkonstruktsiooni tüüp, betooni ja sarruse kaubamärk ning kasutatava tsemendi tüüp. GOST 30459–96 võib selles küsimuses rohkem selgust anda..

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et tsiviilehituses on betooni kõvenemise kiirendamise vajadus äärmiselt haruldane. Betoon omandab suurema osa kaubamärgi tugevusest üsna kiiresti, seetõttu võib põranda valamise või tugevdatud vööde korral ehitustöid jätkata juba 7-10 päeva pärast monoliitsete tööde lõpetamist. Kui me räägime vundamendist, siis pole kõvenemise kiirendamiseks peaaegu üldse mõtet: hoone alus peab aasta jooksul läbima kokkutõmbumise, nii et toetaval pinnasekihil on aega stabiliseeruda ja võimalikud moonutused on võimalik korrigeeriva kihiga või kasti ehitamise ajal kõrvaldada..