Твердение бетона

Основной материал бетонной смеси – цемент – при взаимодействии с водой твердеет и начинает превращаться в цементный камень. Как происходит процесс твердения? Почему иногда нужно повлиять на скорость схватывания и последующего твердения? Ответы на эти вопросы представлены в данном материале.

Заводы, специализирующиеся на выпуске товарного бетона или ЖБИ, используют специальные добавки. Добавление некоторых средств позволяет существенно сократить срок пропаривания железобетонных изделий, а значит, значительно сократить расходы на оплату электроэнергии. Кроме того, снижаются трудозатраты на процессы вибрирования, уменьшается скорость оборачивания опалубки/формоснастки, улучшаются качественные характеристики и эксплутационные свойства товарного бетона и/или ЖБИ. Достичь таких результатов возможно благодаря применению или специальных добавок, или цемента. На рынке существует огромное количество таких добавок в товарный бетон.

Процесс набора прочности делится на две стадии:

1. Cхватывание

Первый этап длится в течение первых суток жизни бетона. От чего зависит конкретная скорость схватывания цементного раствора или бетона? Во-первых, от окружающего температурного режима. Классическая расчетная температура — 20 градусов по Цельсию. В таких условиях процесс схватывания цемента запустится уже через два часа после затворения, а закончится – через три. Это означает, что схватывание в данном случае займет всего один час. При температуре, например, в 0 градусов по Цельсию, схватывание длится в среднем 15-20 часов. Начнется процесс ориентировочно через 6-10 часов после затворения бетона. Соответственно, при высоких температурах (например, условия при пропаривании железобетонных изделий в камерах) схватывание пройдет всего за 10-20 минут.

Интересно, в течение всего процесса цементный раствор или бетон остаются подвижными – они подвергаются влиянию дополнительных составов и манипуляций. Здесь действует принцип тиксотропии. Воздействие на несхватившийся бетон возможно. Однако процесс схватывания цементного раствора в таком случае займет большее количество времени. Кстати, в связи с этой причиной транспортировка товарного бетона проводится в специальных бетоносмесителях. В течение всего периода доставки оборудование перемешивает смесь. Так можно замедлить процесс схватывания и сохранить базовые качественные характеристики и эксплуатационные свойства продукции.

Однако излишнее продление схватывания может существенно навредить уровню качества товара. Иногда миксерами перемешивают бетонную смесь более 10 часов подряд, пока готовится разгрузка строительного материала. В строительной сфере такой процесс называется свариванием бетона. При постоянном перемешивании происходят необратимые химические реакции и процессы, негативно влияющие на общий состав и свойства товара. Особый вред бетонной смеси наносится в жаркое время года – при высоких температурах схватывание может происходить за считанные минуты.

2. Твердение

Вторая стадия – твердения – может идти не один год. Этот этап наступает сразу же после схватывания цемента. Регламентированный срок – 28 суток – указывается лишь для того, чтобы гарантировать ту или иную марку бетона. На самом деле, схватывание (набор прочности железобетонных изделий) идет в течение нескольких лет. В первые же дни и недели после укладки бетона процесс набора прочности идет более динамично. Почему? Причины скрываются в процессах гидратации цемента.

Гидратация цемента и минералогический состав материала

Основа портландцемента – это четыре компонента-минерала. Они получены на разных стадиях производства цемента.

Перечень минералов:

• C4AF — четырехкальциевый алюмоферит;
• C2S — двухкальциевый силикат;
• C3A — трехкальциевый алюминат;
• C3S — трехкальциевый силикат.

Поведение каждого такого компонента отличается на разных этапах схватывания и твердения. Так, например, одни минералы начинают взаимодействовать с водой затворения сразу, у других же минералов продолжительность реакции занимает больше времени. Рассмотрим каждый минерал в отдельности.

Вещество	Функции и задачи
C3S трёхкальциевый силикат	Минерал 3CaO x SiO2 участвует в процессах набора прочности цемента в течение всего периода его существования. Этот компонент является главным в период первых дней жизни бетона.Процесс гидратации – изотермический, а значит, в ходе химической реакции выделяется некоторое количество тепла. Именно данный минерал и способствует выделению тепла.C3S «согревает» раствор цемента при затворении, а до начала схватывания прекращает свой «обогрев». В течение обозначенного периода минерал выбрасывает тепло. А после таких процессов происходит плавное снижение температурного режима.Однако действие силиката значимо только в первый месяц жизни ЖБИ сооружения или бетонной конструкции. В регламенте срок обозначается в 28 дней. По истечении данного срока влияние трехкальциевого силиката на процесс нарастания прочности цементного раствора существенно уменьшается.
C2S двухкальциевый силикат	Состав минерала 2CaO x Si02. Этот двухкальциевый силикат, напротив, начинает действие спустя регламентируемые 28 суток. Однако процесс действия компонента можно запустить раньше: достаточно добавить специальные средства в цементный раствор.Общий срок действия C2S – несколько лет. Компонент активен в течение всего периода набора прочности бетона, ЖБИ или железобетона.
C3A трёхкальциевый алюминат	Формула компонента – 3CaO x Al2O3. Минерал является самым активным из всех представленных в этой таблице. Деятельность трехкальциевого алюмината начинается одновременно с процессом схватывания. Минерал активен и значим в течение первых суток жизни железобетона или бетонной смеси. Однако в дальнейшем (при твердении и наборе прочности) влияние этого компонента минимально.
C4AF четрыёхкальциевый алюмоферит	Состав минерала 4CaO x Al2O3 x Fe2O3. Компонент играет незначительную роль в процессах твердения и набора прочности, оказывая небольшое влияние на поздних сроках твердения на набор прочности.

Все компоненты, представленные в таблице, вступают в химическую реакцию (при затворении водой). Благодаря этому химическому взаимодействию, происходят важные процессы: первоначальное нарастание, последующее сцепление и заключительное осаждение кристаллов значимых гидратированных соединений. Гидратация по принципу работы практически идентична кристаллизации.

Проведенные исследования и испытания, инновационные разработки ученых НИИ и других лабораторий позволили воздействовать на любые стадии гидратации цемента и качественных характеристики бетона.

В компании «БетонТрансСтрой» возможно приобрести товарный бетон, а также специальные растворы с современными добавками. Такие добавки существенно улучшают показатели водонепроницаемости, морозостойкости, устойчивости к механическим повреждениям и химическим воздействиям, подвижности и т.д. Импортное бетоносмесительное и дозирующее оборудование на заводах компании позволяет добиться максимальных результатов. Как итог – выпуск качественных однородных бетонных смесей и цементных растворов.

Для получения более полной технической информации о предлагаемых сортах материала, а также способах оплаты и условиях доставки товара обратитесь к менеджерам компании «БетонТрансСтрой».