Бетоны

Технология бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Для ускорения твердения бетона используют различные способы: механические — повышение удельной поверхности цемента или активация бетонной смеси; химические — введение добавок, ускоряющих твердение; тепловые — пропаривание и электропрогрев. Первые два способа рассматриваются в гл. 11. Тепловые способы, получившие наибольшее распространение в производстве сборного железобетона, требуют более подробного рассмотрения, так как для получения требуемых свойств бетона при производстве железобетонных изделий часто приходится учитывать режимы прогрева л еще целый ряд факторов.

Как известно, нагрев ускоряет химические реакции. Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. При этом фазовый состав продуктов гидратации цемента, твердеющего при разных температурах, практически остается одинаковым. Рост прочности бетона при нагреве может, как и при нормальном твердении, выражаться логарифмической зависимостью, однако со своими коэффициентами.

Поскольку скорость нарастания прочности в процессе тепловой обработки, достигая наивысших значений в первые часы, затем резко уменьшается, то практически нецелесообразно проводить обработку до получения предельной прочности. Обычно тепловую обработку заканчивают при прочности бетона 70 .. 80% от предельных значений В этом случае обеспечивается достаточно интенсивный рост прочности бетона после тепловой обработки и она достигает в возрасте 28 сут заданной средней прочности бетона, а время прогрева сокращается в 2 . 3 раза по сравнению с тем временем, которое потребовалось бы для получения предельной прочности. При этом предполагается, что пропаривание начнется приблизительно через 2 ч после формования изделия, а подъём температуры будет плавным (а течение 3 ч до 80° C)

Если рассмотреть суммарное влияние цемента на прочность бетона при пропаривании и на продолжительность тепловой обработки, то наиболее подходящими цементами для этого случая считают шлакопортландцементы, особенно с большой добавкой шлака, и среднеалюминатные цементы с повышенным содержанием C3S.

Следует заменить, что на характер нарастания прочности бетона при тепловой обработке влияют состав бетона и ряд других факторов. В частности, ускорению твердения при пропаривании и других видах тепловой обработки содействует уменьшение водоцементного отношения бетоне

Приведенные выше данные и рекомендации относятся к случаям, когда тепловая обработка проводится .по рекомендованным оптимальным режимам. Нарушение режимов обработки может привести к резкому ухудшению свойств бетона, к появлению трещин и других дефектов в изделии

Нагрев бетона приводит к его расширению. Образующиеся новообразования цементного камня как бы закрепляют расширившийся объем бетона. При охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому и в бетоне наблюдаются остаточные деформации, т. t его объем после тепловой обработки оказывается больше, чем первоначальный. Увеличение объема приводит к повышению пористости бетона и понижению его прочности. Кроме того, при прогреве могут возникать микротрещины и другие дефекты которые, незначительно изменяя пористость бетона, могут заметно понизить его прочность.

При длительном твердении наивысшую прочность показывает бетон, объем которого при данном количестве материалов является наименьшим, так как в этом случае плотность новообразований цементного камни будет наибольшей. Этим требованиям соответствуют укладка и первоначальное твердение бетона при температуре 0 ... 4 °С. так как при 4 °С плотность воды наибольшая

Еще в большей мере, если нет препятствий, расширяется при нагреве воздух или пар. Увеличение объема газообразной фазы в бетоне, которое в условиях свободного расширения при нагреве до 80 °С превышает первоначальный объем в два раза. В действительности этого не происходит, так как структура бетона препятствует свободному расширению газообразной фазы. В результате в бетоне возникает внутреннее давление (в пузырьках воздуха и пара), которое может достигать 0,01 ... ... 0,015 МПа. Избыточное давление зависит от характера структуры. При определенном давлении сплошность структуры нарушается — пар выходит из бетона, избыточное давление далее не растет и даже снижается, однако при этом может значительно ухудшиться структура бетона.

Важное значение при твердении имеет и контракция цементного камня. Дополнительный объем пор, возникающий вследствие контракции, является тем резервным объемом, в который может отжиматься вода при ее расширении. Поэтому контракция способствует уменьшению дефектности структуры бетона.

Возникновение избыточного давления в бетоне зависит от режима прогрева. Обычно бетон нагревается с поверхности, поэтому и избыточное давление в первую очередь возникает у его поверхности. При медленном нагреве избыточное давление бывает очень небольшим, так как миграция влаги из области с повышенным давлением в более холодные части изделий и диффузия пара способствуют уменьшению избыточного давления. При очень быстром нагреве эти факторы не успевают проявляться в должной мере и избыточное давление резко возрастает, что в ряде случаев может привести к непоправимым дефектам и браку, в частности к вспучиванию верхней поверхности изделий.

Чем прочнее структура бетона, тем лучше она может сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим при его нагреве, особенно вследствие нагрева воды и газообразной фазы. Наибольшие изменения в структуре возникают, если нагрев начинается сразу же после окончания формования изделия, когда прочность мала и не оказывает противодействия расширению составляющих бетона, а температурные деформации ничем не ограничены (пропаривание изделия в открытой форме или на поддоне). При этом чем быстрее растет температура бетона, тем больше разрыхляется его структура и увеличиваемся остаточная деформация.

Если нагрев начинается после того, как бетон схватится и достигнет определенной прочности, то температурные деформации резко уменьшаются, так как образовавшаяся структура противодействует расширению воды и газообразной фазы. Разрыхление структуры и остаточные деформации резко уменьшаются, свойства бетона улучшаются. Для получения наилучших результатов необходимо, чтобы прочность структуры в процессе нагрева всегда превосходила внутренние напряжения в бетоне

В наименьшей степени бетон расширится, если возрастет только объем твердой фазы

При охлаждении в бетоне возникают напряжения вследствие того, что образовавшаяся структура препятствует его температурному сжатию. В результате бетон не может уменьшиться до первоначальных размеров, а возникшие внутренние напряжения постепенно релаксируются но оказывают некоторое влияние на его последующее твердение, несколько уменьшая прочность бетона, особенно при испытании сразу же после охлаждения, а также его усадку.

Пористость в процессе тепловой обработки увеличивается главным образом за счет капиллярных пор, так как поры геля, образующиеся при твердении цементного камня, обычно появляются и развиваются несколько позже, чем происходит основное расширение бетона при нагревании. Кроме того, дополнительный объем, необходимый для компенсации давления в порах геля, очень мал и обычно для этого вполне достаточно объема пор, возникающих при контракции цементного камня. Так как при пропаривании увеличивается объем капиллярных пор, то снижается морозостойкость и ухудшаются другие свойства бетона. Применение жестких закрытых форм, ограничивающих расширение бетона, способствует улучшению его качества.

  Добавки для твердения бетона. УСКОРЕНИЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

  Пропаривание бетона в капиллярной опалубке

  Добавки для твердения бетона. УСКОРЕНИЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

  Автоклавная обработка легких цементных и силикатных бетонов ...

  ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ а ...

  Производство сборных железобетонных изделий и конструкций. Сборные ...

  СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Строительные работы и технологии

  ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕ. Холодное бетонирование, прогрев бетона

  ПРОИЗВОДСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Строительные материалы

  Прочность бетонов на портландцементах - скорость твердения ...