Главная » Як зробити » Сповільнювач твердіння поверхневого шару бетону

Сповільнювач твердіння поверхневого шару бетону

Бетонні роботи в зимових умовах

Курсовая на тему Бетонні роботи в зимових умовах

Бетонні роботи в зимових умовах

Які особливості бетонування при негативних температурах

Від вигляду і мінералогічного складу цементу залежить швидкість і глибина гідратації його зерен і, отже інтенсивність твердіння і кінцева міцність цементного каменя. Ці залежності будуть особливо великими за різних температурно- вологих умов, які мають місце при бетонуванні взимку. Тому раціональний вибір методу мал. 2.3.1 і режиму витримки | бетону в зимовий час треба проводити з урахуванням вигляду і мінералогічного складу цементу, а також вживаних добавок.

Гідратація цементу належить до екзотермічних, тобто супроводжується виділенням тепла, що при зимовому бетонуванні має велике практичне значення. Чим вищі активність цементу, його питома витрата і початкова температура бетону, тим при тверд інні більше виділяється тепло. Чим конструкція масивніше, тим відносно менше буде втрата тепла через поверхню, вище температура і тривалість охолодження. У масивних конструкціях тепловиділення дуже тривале, а кількість виділеного тепла настільки велика, що обігрівати бетон не потрібно (до 50° С).

Шкідливий вплив заперечливих температур на бетон в ранньому віці позначається в наступному.

По-перше, при замерзанні вода, що міститься в бетоні, вільна, замерзає, і, як тверде тіло, в хімічну сполуку з цементом не вступає; тому реакція гідратації, а отже, і твердіння бетону не відбувається. Якщо до замерзання твердіння не розпочалося воно не розпочнеться і після замерзання, а якщо почалося, то припиняється на якийсь час, доки вільна вода в бетоні перебуватиме в твердій фазі; у бетоні настає так званий анабіоз.

По-друге, замерзаюча вода на 9 % збільшується в обсязі ; у порах бетону розвивається великий тиск , чому структура бетону порушується.

По-третє (найголовніше), вода, що скоплюється на поверхні крупного заповнювача, при замерзанні утворює тонку крижану плівку, яка порушує зчеплення між заповнювачем і розчином, необхідне для монолітності бетону.

При відтаванні замерзла вільна вода перетворюється на рідину, твердіння бетону поновлюється, і в ньому відбуваються ті ж процеси, що і до замерзанні, але вже при його структурі, що змінилася.

Зниження кінцевої міцності буде тим більше, чим в ранішому віці настало замерзання бетону. Воно найнебезпечніше в період схоплювання цементу; в цьому випадку неминуче не тільки значне зниження міцності, але і помітне порушення структури бетону. Настільки ж шкідливі і багатократні замерзання і відтавання бетону на початку твердіння, що можливо на початку і кінці зими, коли відлига змінялася заморожуваннями. Наслідки морозу особливо великі, якщо передчасно замерзлий бетон після відтавання не піддавався спеціальному догляду .

Раннє замерзання сильно знижує зчеплення бетону з арматурою, що має особливо велике значення для конструкцій, динамічних й вібраційних навантажень, що піддаються дії.

Замерзання в ранньому віці зменшує щільність бетону, чому збільшується водопроникність й знижується стійкість бетону проти вилуговування, вивітрювання і інших шкідливих дій.

Залежність між віком і міцністю бетону при замерзанні з якого видно, що при заморожуванні бетону після досягнення їм деякого віку (6 діб при 15°), що іменується критичним, втрата міцності бетоном, що тверднув потім в нормальних умовах різко знижується і складає близько 15 % від R 28 .

Мал 1. Залежність відносної міцності бетону на портландцемент і | від температури| і тривалості прогрівання.

Якщо до заморожування витримувати бетон при температурі нижчої, ніж нормальна, цей термін збільшується, при вищій - зменшується. Оскільки |тому що| взимку застосовуються бетони, що готуються на цементах | з |із| різною інтенсивністю твердіння | в першу добу, те поняття про критичний вік краще замінити поняттям | критична міцність, прийнявши її в 25 % від марки бетону.

Мал. 2. Залежність відносної міцності бетону від часу витримки при заморожуванні.

Величина критичної міцності характеризує опірність бетону механічним діям що ж до щільності і водонепроникності, то порівняно невелике зниження їх буде лиш | при заморожуванні бетону після досягнення 40% міцності від марки бетону.

Технічними умовами заморожування допускається після досягнення бетоном не менше 50 % проектної міцності і не менше 5 МПа/см (для бетонів марки нижче 100), а для конструкцій пролітних будов мостів - не менше 70 % проектної міцності, якщо проектом споруди або виробництва робіт не передбачені вищі вимоги до міцності бетону до моменту його замерзання.

Основними завданнями при зимовому бетонуванні є прискорення терміну тієї, що розпалубила конструкцій й передача на них в зимових же умовах хоч би неповного розрахункового завантаження | .

Видалення бокових щитів опалубки (при роботі в теплицях або весні) допускається після досягнення бетоном міцності 25 МПа незалежно від марки бетону; при цьому розпалублений бетон обов'язково оберігають від втрати вологи (вкривають і поливають). У інших випадках розпалубила може проводитися при тій же міцності бетону, як і що укладається в літніх умовах. Опалубку і утеплення треба знімати не раніше охолодження бетону в зовнішніх шарах до +5° С, не допускаючи примерзання опалубки до бетону. Для зниження перепаду температур в телі масивів і уникнення поверхневих тріщин в бетоні розпалублені конструкції повинні тимчасово ховатися, якщо різниця температур поверхневого шару бетону і зовнішнього повітря складає 30° С біля конструкцій з Мп > 5 і 20° для інших.

Прискорення тверд і н ня бетону взимку має виключно велике значення. Воно може бути досягнуте за допомогою підвищення температури витримки бетону; застосування цементів підвищеної активності і відповідного мінералогічного складу; використання тих, що швидко тверднуть цементів | і бетонів; зменшення В/Ц і підвищення чистоти заповнювачів; збільшення тривалості перемішування; вібрації суміші при укладанні; використання прискорювачів твердіння | .

Взимку слід готувати бетонну суміш з мінімально допустимим за умовами легкоукладуваності водоцементним відношенням.

На інтенсивність твердіння бетону істотно впливає чистота заповнювачів. Особливо небезпечний взимку пісок, забруднений органічними домішками (звичайно гумусом), які не тільки знижують міцність розчину і бетону, але і уповільнюють твердіння в ранньому віці.

При збільшенні (до відомих меж) тривалості перемішування суміші відбувається повніша взаємодія між водою і зернами цементу, унаслідок чого прискорюється твердіння, дещо збільшується кількість того, що виділяється цементом тепла, підвищується міцність бетону, його однорідність, легкоукладуваність і водонепроникність. Тривалість перемішування суміші взимку проти норм літнього часу збільшується в середньому в 1,5 разу.

Вібрація дає можливість укладати жорсткішу суміш і при збереженні прийнятого В/Ц зменшити витрата цементу.

Прискорення тверд і н н я найефективніше досягається введенням в бетони і розчини прискорювачів: хлористого кальцію, а також соляної кислоти.

Прискорююче дію цих добавок полягає в підвищенні розчинності вапно портландцементу і прискоренні розкладання мінералів клінкеру.

Рекомендовані методи зимового бетонування залежно від виду конструкції а табл.1

На процес затвердіння бетону

При зведенні монолітних конструкцій на будівельному майданчику бетон твердне в умовах, які залежать від пори року і кліматичних особливостей місцевості. На набір міцності бетоном великий вплив мають температури та вологості умови твердіння. Зниження вологості повітря викликає випаровування води з поверхні відформованого бетонного вироби, що призводить до появи усадочних тріщин, зневоднення бетону, припинення набору міцності в умовах дефіциту води (рис. 6.7) і формуванню дефектної, водопроницаемой структури. Тому бетон необхідно витримати у вологому стані при нормальних умовах температура (20 ± 3) ° С, вологість (95 ± 5)% не менше 7 діб після бетонування, а при високих температурах твердіння до досягнення 50 - 70% марочної міцності [14].

Мал. 6.7. Вплив умов зберігання на наростання міцності бетону [4]:

1 - постійно водне зберігання; 2 - постійно повітряне зберігання; повітряне зберігання після початкового водного зберігання: 3 - 3 діб; 4 - 7 діб; 5 - 14 діб; 6 - 28 діб

Зниження температури твердіння, що має місце при виробництві бетонних робіт в осінньо-весняний період внаслідок зменшення хімічної активності води загальмовує процес набору міцності (рис. 6.8), що більшою мірою характерно для пуццоланового портландцементу і шлакопортландцементу, що містять велику кількість мінеральних добавок.

Встановлено, що при зниженні температури до негативної

(- 5 ° С) твердіння бетону дуже уповільнено триває за рахунок незамерзаючої води, яка міститься в найдрібніших порах (див. Рис. 6.8). Подальше зниження температури до - 10 ° С і нижче припиняє процес гідратації. Подальше наростання міцності при відтаванні бетону і набір марочної міцності залежать від відбулися структурні зміни в бетоні. Якщо заморожування настало відразу після укладання бетону в конструкцію, то подальше підвищення температури призводить до відтавання бетону і набору їм заданої марки. Якщо бетон замерз після набору тієї «критичної» міцності, коли сформувалася структура бетону вже здатна до сприйняття без руйнування тиску замерзлої води, то втрати кінцевої міцності будуть малі. Значний недобір міцності (30 - 40%) може мати місце тільки за умови заморожування бетону на стадії формування структури, коли напруги, що виникають від тиску льоду внаслідок збільшення його обсягу по відношенню до води на 9% вище, ніж міцність контактів між кристалічними продуктами гідратації. Відбулися руйнування не відновлюються при подальшому твердінні в умовах позитивних температур, що і спричиняє формування дефектної структури з низькою міцністю [14].

Мал. 6.8. Наростання міцності бетону на портландцементі

в залежності від температури твердіння [14]

для набору «Критичної» міцності, Яка становить в залежності від марки бетону 25 - 50%, застосовують комплекс заходів: використання високоефективних швидкотверднучих портландцементов; зниження витрати води замішування; введення спеціальних протиморозних добавок, які забезпечують гідратацію в'язкого за рахунок зниження температури замерзання розчину; теплоізоляцію поверхні свежеуложенного бетону, приготовленого на підігрітих заповнювачах і воді або із застосуванням протиморозних добавок (метод термоса), а також теплову обробку з використанням енергії пара, нагрітого повітря або електричного струму. Теплову обробку застосовують і при нормальних умовах тверднення, коли хочуть отримати задану міцність бетону в більш короткий термін. Саме цей технологічний прийом використовують при отриманні збірного залізобетону на заводах. Найбільшого поширення набули такі методи: термовологісної обробка при нормальному і підвищеному тиску, електропрогрівання і геліообработка.

Теплові обробку (ТВО)при нормальному тиску проводять з використанням спеціальних герметичних камер, режим роботи яких передбачає підвищення температури до 70 - 95 ° С в умовах насиченого пара. Весь процес можна розділити на чотири основні етапи: попередня витримка бетону до початку схоплювання; повільний підйом температури до максимальної заданої; витримка при цій температурі і подальше повільне охолодження бетонних виробів. Перший етап може становити від 1,5 до 3,5 годин і залежить від жорсткості суміші, виду застосовуваного цементу і добавок. Так як його тривалість фактично визначається термінами схоплювання і структуроутворення, то отже при використанні більш активних цементів, сумішей з малим водосодержаніем і добавками прискорювачами витримка мінімальна. Застосування шлако і пуццоланового портландцементу, пластичних сумішей і добавок пластифікаторів, кілька уповільнюють процес гідратації цементу в перші години контакту в'яжучого з водою, вимагає подовження цього періоду [1].

Другий етап - підйом температури характеризується показниками швидкості, яка може становити від 10 до 30 о З / ч. Чим раніше бетон набуде мінімальну структурну міцність, здатну протистояти тиску пара і газоподібних продуктів, тим більше може бути швидкість підйому температури. Отже, тривалість цього періоду тісно пов'язана з попереднім. При наявності факторів, що обумовлюють скорочення часу витримки, швидкість підйому температури може становити 30 о З / ч. Максимальна температура залежить від активності портландцементу (рис. 6.9) і становить для високоактивного швидкотверднучого портландцементу 50 - 60 о З, рядового - 70 - 80 о З, шлако і пуццоланового - 85 - 90 о С. Час изотермии визначається заданою замовником міцністю бетону після ТВО, яка, як правило, становить 50 - 70% марочної. В окремих випадках, коли будівельниками передбачається навантаження конструкції розрахункової проектної навантаженням, відпускна міцність відповідає марочної - 100% R28. Великий вплив на якість пропареного бетону надає перепад температури і вологості, що викликає переміщення води і пара в ще неміцному бетоні, що приводить до розпушення структури. Тому прискорення набору міцності бетоном з використанням ТВО обумовлює формування більш дефектної структури в порівнянні з бетоном, тверділи в нормальних температурно-вологісних умовах. Як наслідок, це веде до зниження його водонепроникності, морозостійкості і корозійної стійкості. Для виключення влагопотерь з поверхні бетонних виробів при ТВО необхідно використовувати рулонні пароізоляційні матеріали (полімерні плівки, прогумовану тканину, руберойд і т.д.), плівкоутворювальні склади (латексні, водні емульсії синтетичних каучуків), що наносяться розпиленням на поверхню свежеотформованного бетону, йди добавки депрессори випаровування (вищі жирні спирти). Їх захисна використання дозволяє проводити термообробку продуктами згоряння природного газу без погіршення властивостей бетону.

Мал. 6.9. Криві наростаючою міцності бетону при пропарюванні:

а - для портландцементу; б - для шлакопортландцементу [1]

Зменшити тривалість ТВО на 3 - 6 годин і знизити енергоємність процесу можна шляхом поєднання інтенсивного механічного та теплового впливу на бетон. Застосування в період структуроутворення механічних впливів (динамометрична обробка) сприяє прискоренню набору міцності і підвищення щільності бетону. Механічний тиск на твердне суміш, що становить 10 - 70 г / см 2 , За рекомендацією НііЖБе може створюватися спеціальним вантажем, жорсткої кришкою форм, пакетуванням виробів або надлишковим тиском пари в камері. Один із шляхів зниження енерговитрат при ТО - вжиття комплексних добавок, що складаються з прискорювачів і суперпластифікаторів. Основний ефект останніх пов'язаний з можливістю зниження витрати води при збереженні заданої пластичності самого теплоємність компонента бетонної суміші на 20% і більше. Застосування цих добавок дозволяє не тільки знизити температуру екзотермії, але і відмовитися від використання бездобавочного (клінкерних) енергоємних цементів при отриманні бетонів марок 600 - 700, а також зменшити в 3 - 5 разів тривалість та інтенсивність віброущільнення.

Підвищення температури ТВО понад 100 ° С ще більшою мірою прискорює процес затвердіння бетону. Так як гідратація мінерального в'яжучого може протікати тільки в присутності води, то з метою попередження її закипання і випаровування цей вид термообробки проводять при підвищеному тиску. Запарюють бетон в спеціальних герметичних камерах - автоклавах. Крім прискорення твердіння запарювання призводить до додаткового утворення кристалічних сполук, що підвищують міцність бетону до 50 - 100 МПа. за автоклавної технологіїотримують цементні вироби, а також силікатні цеглу і бетони, в яких в якості в'яжучого використовують тонкомолотую суміш, що складається з гашеного або негашеного вапна і кремнезему. Повний цикл автоклавної обробки складається з п'яти етапів: впуск пари і поступовий нагрів до 100 ° С; підвищення температури і тиску пари до максимальних значень - відповідно 175 - 203 ° С і 0,8 - 1,6 МПа; потім витримування виробів при заданих температурі і тиску; зниження тиску до нормального і температури до 100 ° С і п'ятий - охолодження виробів до температури навколишнього середовища.

Як джерело тепла при виробництві збірного залізобетону і при зимовому бетонуванні монолітних конструкцій використовують також енергію електричного струму. Електропрогрів бетону може бути здійснено або за рахунок проходження електричного струму по металевій формі і арматурі і переходу електричної енергії внаслідок високого електроопору стали в теплову, або через свіжоукладений бетон між двома електродами. В цьому випадку розігрів бетону обумовлений високим електроопору свежеуложенной суміші, що містить рідку фазу, насичену електролітами [14].

У літній період складність отримання якісного бетону із заданими властивостями пов'язана з тим, що, по-перше, під час перевезення бетону внаслідок прискорення процесу гідратації спостерігається швидке загустіння бетонної суміші, що супроводжується втратою її рухливості, і, по-друге, висока температура і низька вологість повітря викликають інтенсивне випаровування води з поверхні відформованих виробів. Останнє призводить до появи усадочних тріщин і формування нетривкого поверхневого шару. Тому перевіз бетонної суміші здійснюють в спеціально обладнаних самоскидах з укриттям бетонної поверхні плівковими матеріалами або в бетоновозами. Для подовження часу схоплювання вводять добавки - сповільнювачі твердіння або частина води замінюють льодом. При приготуванні і укладання бетонної суміші на місці процес твердіння прискорюють, щоб бетон встиг набрати міцність до випаровування води шляхом введення добавок - прискорювачів твердіння або застосування швидкотверднучого портландцементу. Поверхня бетону після схоплювання покривають шаром мокрого піску або тирси з подальшим захистом їх повітро-і вологонепроникним плівковим матеріалом до набору бетоном 50 - 70% марочної міцності.

В практику будівництва все ширше впроваджують геліотермообработку залізобетонних виробів, при якій в якості теплоносія використовують сонячну енергію. Для цього застосовують або геліоформах, фокусують енергію сонця, або спеціальні плівкові покриття чорного кольору. Інтенсифікувати цей процес можна також за рахунок комплексного використання енергії сонця в поєднанні з швидко твердіє цементом і добавками - прискорювачами твердіння.

Бетон (від фр. bton ) - будівельний матеріал, штучний кам'яний матеріал, отриманий в результаті формування і твердіння раціонально підібраної і ущільненої суміші складається з терпкої речовини ( цемент або ін), великих і дрібних заповнювачів, води. У ряді випадків може містити спеціальні добавки, а також відсутні вода (наприклад в асфальтобетоні).

Відомий більше 6000 років ( Межиріччя), широко використовувався в Стародавньому Римі [1] . Після падіння Римської імперії рецепт виготовлення бетону був забутий на тисячу років. Сучасний бетон на цементному в'яжучому речовині відомий з 1844 (І. Джонсон), (патент на портландцемент отримав у 1824 Joseph Aspdin, патент на "римський цемент" отримав в 1796 Джеймс Паркер).

Світовими лідерами у виробництві бетону є Китай (430 млн кубічних метрів в 2006 р.) [2] і США (345 млн кубічних метрів у 2005 р. [3] і 270 млн кубічних метрів в 2008 р.) [2] В Росії в 2008 р. було вироблено 52 млн кубічних метрів бетону.

2. Виготовлення

Бетон виробляється змішуванням цементу, піску, щебеню та води (співвідношення їх залежить від марки цементу, фракції і вологості піску і щебеню), а також невеликих кількостей добавок (пластифікатори, гідрофобізатори, і т.д.). Наприклад, при застосуванні цементу марки 400 для виробництва бетону марки 200 використовується співвідношення 1:3:5:0,5. Співвідношення вода / цемент (позначається також В / Ц, водоцементне співвідношення, іноді також застосовується термін водоцементним модуль) - дуже важлива характеристика бетону. Від цього співвідношення безпосередньо залежить міцність бетону: чим менше В / Ц, тим міцніше бетон. Теоретично, для гідратації цементу досить В / Ц = 0,2, однак, у такого бетону занадто низька пластичність, тому на практиці використовуються В / Ц 0,3-0,5. Дуже поширеною помилкою при кустарному виробництві бетону є надмірне додавання води, яка збільшує рухливість бетону, але в кілька разів знижує міцність бетону.

3. Види бетону

Згідно п.1 ГОСТ 25192-82, класифікація бетонів проводиться за основним призначенням, виду в'яжучого, виду заповнювачів, структурі та умовам твердіння.

  • За призначенням розрізняють бетони
    • звичайні (для промислових і цивільних будинків)
    • спеціальні - гідротехнічні, дорожні, теплоізоляційні, декоративні, а також бетони спеціального призначення (хімічно стійкі, жаростійкі, звукопоглинальні, для захисту від ядерних випромінювань і ін.)
  • По виду в'яжучого речовини поділяють на цементні, силікатні, гіпсові, шлаколужні, асфальтобетон, пластобетон ( полімербетон) та ін
  • По виду заповнювачів бетони можуть бути на щільних, пористих або спеціальних заповнювачах.
  • За структурою бетони можуть бути щільною, поризованої, комірчастої або великопористої структури.
  • За умовами твердіння бетони підрозділяють на твердевшіе:
    • в природних умовах;
    • в умовах тепловлажностной обробки при атмосферному тиску;
    • в умовах тепловлажностной обробки при тиску вище атмосферного (автоклавного тверднення).

Додатково до класифікації ГОСТ 25192-82 використовується класифікація:

  • За об'ємній масі бетони підрозділяють на
    • особливо важкий (щільність понад 2500 кг / м ) - баритовий, магнетитовий, лімонітовий
    • важкий (щільність від 1800 до 2500 кг / м ) - гравійний, щебеневий (базальтовий, вапняковий, гранітний)
    • легкий (щільність від 500 до 1800 кг / м ) - керамзитобетон, пінобетон, газобетон, арболіт, вермікулітовий, перлітовий
    • особливо легкий (щільність менше 500 кг / м )
  • За змістом в'яжучого речовини і заповнювачів розрізняють бетони
    • пісне (зі зниженим вмістом в'яжучого речовини і підвищеним вмістом крупного заповнювача),
    • жирні (з підвищеним вмістом в'яжучого речовини і зниженим вмістом крупного заповнювача),
    • товарні (c співвідношенням заповнювачів і в'яжучого речовини за стандартною рецептурою).

4. Експлуатаційні властивості

4.1. Міцність на стиск

Основний показник, яким характеризується бетон - міцність на стиск, за яким встановлюється клас бетону. Згідно СНиП 2.03.01-84 "Бетонні та залізобетонні конструкції", клас позначається латинською буквою "B" і цифрами, що показують витримується тиск в мегапаскалях (МПа). Наприклад, позначення В25 означає, що бетон даного класу в 95% випадків витримує тиск 25 МПа (СНиП 2.03.01-84 *). Але для розрахунку показника міцності необхідно враховувати коефіцієнти, наприклад для класу В25 нормативна міцність на стиск, застосовувана в розрахунках - 18,5 МПа (табл. 12 СНиП 2.03.01-84 *). Вік бетону, що відповідає його класу за міцністю на стиск і осьове розтягування, призначається при проектуванні виходячи з можливих реальних термінів завантаження конструкції проектними навантаженнями, способу зведення, умов тверднення бетону. При відсутності цих даних клас бетону встановлюється у віці 28 діб (СНиП 2.03.01-84 *).

Поряд з класами міцність бетону також задається марками, що позначаються латинською літерою "М" і цифрами 50-1000, що означають межа міцності на стиск в кгс / см . Додаток 1 ГОСТ 26633-91 "Бетони важкі і дрібнозернисті. Технічні умови" встановлює наступне відповідність між марками і класами:

Ротару:и даже после 45 лет Ваша кожа будет свежей и подтянутой, если...

Добавляю 1 каплю и СЕКС с мужем длится по 2-3 часа. Потенция железная!

Почему все аптеки молчат? Грибок ногтя боится как огня дешевого...

При простатите и вялой потенции никогда не трогайте свой...

Вам кричу! Если ноют колени и тазобедренный сустав cразу убирайте из рациона...