Способы ускорения твердения бетона

Твердение бетона и способы ускорения этого процесса

Твердением или кристаллизацией называют процесс превращения бетона в камень. Предшествует ему так называемое схватывание или коллоидация – загустевание цементного теста. Четкой границы между двумя этими состояниями не существует – первая стадия плавно переходит во вторую. На качество конечного продукта огромное влияние оказывают условия твердения бетона – климатические и температурно-влажностные.

Условия твердения бетона

Временем твердения бетона называют временной отрезок, по прошествии которого бетон приобретает заданную прочность. Расчетное, стандартное время твердения бетона составляет 28 суток. Но даже по истечении этого времени процесс набора прочности не завершается – кристаллизация бетонной структуры может длиться месяцы и даже годы.

Благоприятными для твердения бетона считаются следующие условия:

• температура окружающей среды – около 20С;
• влажность воздуха – свыше 90%;
• отсутствие ветра и солнечного света.

Ускорение твердения бетона

Существуют следующие способы сокращения времени набора прочности бетона (Харьков активно их применяет):

• повышение температуры окружающей среды до 70-90С и влажности до максимальных значений (автоклавная обработка);
• нанесение на поверхность раствора тонкого слоя водонепроницаемой эмульсии;
• приготовление смеси из подогретых компонентов;
• электроподогрев бетонной массы и согревание бетона теплым воздухом;
• применение ускорителей твердения.

Для достижения большей эффективности используются комбинации разных методов.

В заводских условиях часто применяют автоклавное твердение бетона – обработку изделий в специальных печах в среде горячего водяного пара.

Опытным путем установлено, что закалка в автоклавах наиболее результативна при включении в состав бетонной смеси мелкофракционного кремнеземистого наполнителя (тонкомолотого песка).

Кремнеземистый компонент в условиях высоких температуры и давления связывает известь, выделяющуюся в результате химического взаимодействия компонентов смеси с водой, и тем самым, способствует образованию большого количества силиката кальция – прочного химического соединения, составляющего основу цементного камня.

Источник: http://blog.beton-pesok.kh.ua/beton/tverdenie-betona-i-sposobyi-uskoreniya-etogo-protsessa.html

Ускорители твердения бетона: способы, добавки для быстрого схватывания и набора прочности бетонной смеси

› Производство Бетона › Наполнители для бетона

19.07.2019

Строительные смеси, применяемые при сооружении фундаментов, должны набирать прочность. Только после схватывания состава можно переходить к следующему этапу работ. С учетом большой толщины слоя застыть быстро раствор не сможет, для этого потребуется не менее 3 суток. Отвердитель для бетона помогает ускорить схватывание состава без нарушения структуры материала.

Условия для применения ускорителей

Ускорители твердения бетона применяются в таких случаях:

1. Морозная погода. Строительная смесь равномерно твердеет при плюсовой температуре и влажности воздуха 90%. Последний параметр нужно поддерживать на одном уровне, иначе скорость затвердевания уменьшится. Конструкция станет хрупкой и утратит свои опорные функции. При низкой температуре бетон застывает в 2-3 раза медленнее. В морозную погоду вода кристаллизуется, структура монолита нарушается. Затвердевание состава обеспечивают путем добавления химических средств и обогрева.
2. Необходимость раннего демонтажа опалубки. Добавление ускорителя схватывания бетона позволяет перейти к следующему этапу работ до истечения рекомендованного времени.
3. Масштабное производство железобетонных блоков. Если применять ускорители для бетона, можно использовать меньшее число форм. Качество производимой продукции при этом не ухудшается.

Классификация

По характеру воздействия на бетонную смесь выделяют такие типы химических средств:

1. Добавки, не изменяющие свойств компонентов цементного теста. Такие средства повышают растворимость ингредиентов и снижают температуру кристаллизации воды.
2. Активаторы гидратации. Добавка смешивается с цементом. Силикатные компоненты строительного материала разрушаются. Цемент быстрее растворяется в воде, снижая температуру ее кристаллизации.
3. Ускорители гидратации цемента, принцип действия которых основывается на реакциях обмена. Способствуют образованию гелей и гидроксидов кальция, из-за чего вода начинает замерзать при более низкой температуре.
4. Добавки, приводящие к выработке тепла при растворении цемента.

Как ускорить процесс твердения бетона

Существуют разные способы ускорения твердения бетона, самым действенным среди которых является использование химических присадок.

От чего зависит скорость твердения

На отвердевание бетона влияют такие факторы:

1. Температура воздуха. Чем она ниже, тем больше времени требуется выжидать перед демонтажем опалубки. Для набора прочности требуется нормальная влажность. Отклонение показателя от нормы в большую или меньшую сторону нарушает гидратацию цемента. В жару бетон быстро застывает, однако конструкция получается хрупкой. Оптимальным для бетонирования временем считается сентябрь.
2. Марочная прочность. Чем больше этот показатель, тем быстрее схватывается материал.
3. Предполагаемая нагрузка на монолитную конструкцию. Вертикальные опалубки удаляют раньше горизонтальных. Такое правило действует и в отношении ячеистых бетонов.

Способы ускорения процесса

Существует 2 метода, применяемых для быстрого схватывания строительной смеси: автоклавная обработка и введение химических добавок — ускорителей твердения бетона.

Действие добавок-ускорителей твердения

Принцип действия затвердителя основывается на ускорении химических реакций между ингредиентами смеси. Под воздействием добавок образуются гели, впитывающие большой объем влаги.

Ускорители оказывают разные влияния на бетон:

• увеличивают площадь поверхности монолита, уменьшая средний размер пор;
• ускоряют связывание воды (это достигается благодаря самопроизвольному повышению концентрации растворенных компонентов);
• положительно влияют на структуру искусственного материала на всех уровнях (увеличивается количество микропор, уменьшается число макропор).

Основные виды добавок

Существуют такие типы добавок для быстрого твердения бетона:

1. Сухие упрочнители для бетонной стяжки (топпинги). Смеси содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим повреждениям наполнители. Иногда добавляются химические вещества. Такой состав наносят на свежеуложенный бетон, в результате чего на поверхности образуется твердое покрытие.
2. Газообразователи. Способствуют вовлечению воздуха в структуру материала. Средства используются при производстве газобетона. Добавление веществ снижает вес конструкции, но негативно сказывается на ее прочности. Самым распространенным представителем этой группы добавок является алюминиевая пудра. При добавлении средства одновременно выполняют виброобработку. Пудра в сочетании с цементом образует алюминат кальция, ускоряющий схватывание.
3. Ускорители набора прочности. Комплексные добавки сокращают время получения высоких эксплуатационных качеств в 2-3 раза. Раннее снятие опалубки ускоряет процесс строительства. Добавки используются для восстановления свойств длительно хранившегося цемента. Потерь прочности бетона при использовании такого материала не наблюдается.
4. Ускорители схватывания. Ускоряют первичное твердение смеси. Используются при проведении аварийного ремонта, заделке отверстий в бетонных емкостях. В эту группу входит жидкое стекло.

Отечественные добавки

В Москве и других городах России выпускаются такие ускорители застывания бетона:

1. Форт УП-2. Использование комплексной добавки позволяет повысить прочность на 30-60%. Средство совместимо с бетонами разных марок подвижности. Состав имеет вид порошка темного цвета. Он содержит соли, которые вводят после разбавления цементно-песчаной смеси водой. Порошок применяется для ускорения схватывания пористых бетонов.
2. Кальций хлористый. Добавка создана для ускорения набора прочности бетонных изделий и увеличения срока их эксплуатации. Активное вещество получает влагу из воздуха, способствуя ее накоплению в структуре материала.
3. Конкрит-Ф. Добавка производится на основе хлористого кальция, уменьшающего время затвердевания. К положительным качествам средства относят повышение устойчивости бетона к промерзанию и износу, возможность ускоренной выемки залитых блоков из форм. Отвердитель добавляют на этапе смешивания сухих компонентов с водой. Конкрит-Ф нередко применяют при изготовлении брусчатки, чтобы блоки не имели крупных пор и сколов.
4. Релаксор. Входит в группу суперпластификаторов, выпускаемых в виде порошка, жидкости или геля. Средство комплексного действия уменьшает время застывания и набора прочности монолитных конструкций. Релаксор используется для повышения устойчивости материала к морозам. Опалубку можно удалять через сутки после заливки. При использовании добавки в сочетании с прогревом время затвердевания уменьшается на 4-8 часов.
5. Реламикс. Серия включает несколько средств, имеющих разные свойства и назначения. Все типы добавок увеличивают прочность монолита на ранних этапах схватывания. Они повышают устойчивость бетонной смеси к чрезмерной влажности и агрессивным веществам.

Ускорители иностранных производителей

Зарубежные производители выпускают такие виды ускорителей затвердевания:

1. Addiment BE2. Немецкая добавка многократно ускоряет процесс затвердевания монолита. Используется при сооружении фундаментов и формировании стяжки. Средство предлагается в виде порошка светлого цвета.
2. Addiment BE6. Добавляется на стадии смешивания сухих ингредиентов с водой. Помогает повысить прочность и устойчивость материала к низким температурам.
3. Addiment BE5. Затвердитель применяется в зимнее время. Имеет порошкообразный вид.
4. Cementol Omega P. Добавка выпускается в Словении. Используется на этапе превращения сухой смеси в цементное тесто. Количество компонента в составе материала не должно превышать 3%.
5. Tiksocret P. Позволяет раствору затвердевать быстрее. Порошок добавляется в сухую цементно-песчаную смесь.
6. Лития карбонат. Итальянский отвердитель используется при создании бетона на основе алюминатного цемента.

Чтобы узнать, как ускорить твердение бетона, не ухудшив его эксплуатационные качества, нужно изучить свойство отвердителей. Решая, какой химический агент приобрести, учитывают погодные условия и марочную плотность цемента.

Ускорители твердения бетона: способы, добавки для быстрого схватывания и набора прочности бетонной смеси Ссылка на основную публикацию

Источник: https://1beton.info/proizvodstvo/napolniteli/uskoriteli-tverdeniya-betona

Как ускорить застывание бетона, и для чего это может требоваться

Основной вопрос при изготовлении бетона: как достичь расчетной прочности в оптимальные сроки.

Представим в общих чертах, как протекают процессы затвердевания и набора прочности, и какие факторы могут привести к изменениям в них.

Химия процесса

В составе бетонной смеси цементный камень – продукт реакций гидратации, происходящих при смешивании цемента с водой.

Цемент – основной компонент смеси; от его марки и соотношения с водой зависит прочность готового бетона и скорость его отвердевания.

Важно!

Водоцементное отношение (В/Ц) – это отношение количества воды затворения к количеству цемента. Оно обычно составляет 0,3-05 и выше.

В состав цемента входят такие соединения, как кальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты. При смешивании этих соединений с водой начинаются химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (благодаря чему увеличивается скорость протекания реакций гидратации).

Важно!

Чем быстрее водный раствор насыщается, тем лучше и быстрее происходит кристаллизация, то есть схватывание цемента. Вот почему бетоны с пониженным содержанием воды схватываются быстрее.

Процесс твердения бетона состоит из двух фаз:

• схватывание,
• отвердевание.

Схватывание бетона в условиях оптимальной температуры и влажности окружающей среды начинается через 2 часа и протекает довольно быстро, в течение часа. В этой фазе на бетон можно воздействовать, он остается подвижным.

После окончания первой фазы начинается отвердевание. В оптимальных условиях распалубочная прочность достигается на 7-10-е сутки, расчетная – по истечении 28 дней, затем набор прочности продолжается еще несколько месяцев, но с очень низкой скоростью.

Когда нужно ускорить затвердевание

Процессы схватывания и набора прочности требуют ускорения:

• При необходимости производить строительные работы зимой, чтобы уменьшить затраты на прогрев бетона.
• Когда нужна ранняя распалубка.
• В случае необходимости продолжить строительство раньше, чем через 28 суток.
• Для изготовления большого количества мелких бетонных изделий (производство брусчатки, тротуарной плитки).
• Для оптимизации прочности.

Как ускорить твердение бетонной смеси

Есть разные способы увеличить скорость твердения.

Снижение водоцементного соотношения

Уменьшение воды затворения способствует быстрому образованию концентрированного раствора, в котором кристаллизация происходит лучше, что сокращает время схватывания.

Недостатки метода:

• снижение подвижности раствора, из-за чего он тяжелее поддается обработке, хуже заполняет подготовленный объем, а готовый бетон может иметь полости, что значительно снизит его качество;
• слишком сильное снижение В/Ц приводит к изменению характеристик готового изделия (хрупкости, снижению прочности);
• удорожание работ из-за повышенного расхода цемента.

Снижение водоцементного соотношения с одновременным добавлением пластификатора

Для предотвращения негативных характеристик раствора с низким В/Ц, в него добавляют пластификатор. Он позволяет снизить В/Ц и одновременно увеличить подвижность смеси, повысить скорость отвердевания и прочность готового изделия.

Источник: https://cemmix.ru/articles/uskoriteli-tverdeniya

Вопрос 2. Методы ускорения твердения бетона. Сводная информация по ускорению твердения бетона и пенобетона

Дляполучения высокопрочных и быстротвердеющихбетонов применяют материалы высокогокачества и ряд технологических приемовпри изготовлении конструкций. Наиболеесущественными из них являются:

1.Применение быстротвердеющихпортландцементов высокой марки.

2.Добавки химических веществ – ускорителейсхватывания и твердения цемента.

3.Мокрый или сухой домол цементов.

4.Применение жестких бетонных смесей.

5.Высокоэффективное смешение и гомогенизациякомпонентов бетонной смеси, а такжеприменение вибросмесителей.

6.Предельно возможное снижение водоцементногосоотношения.

7.Эффективное уплотнение бетонной смесис применением разночастотноговибровоздействия, центрифугирования,вакуумирования и т.д.

8.Оптимизация гранулометрии заполнителей.

9.Применение промытых, фракционированныхзаполнителей из прочных пород.

10.Интенсификация гидратации цементатепловлажностной обработкой.

11.Ускорение твердения бетона путемпредварительного подогрева бетоннойсмеси

Вопрос 3. Битумные и дегтевые мастики

Мастикаминазывают смеси различных веществ,используемые для склеивания, цементированияи заполнения различных трещин или пустотдля образования непроницаемого водойпредмета. Затвердеваниемастики происходит при испарениирастворителя или особой химическойреакции входящих в ее состав веществ.Таким образом, функционально мастикислужат для склеивания различныхматериалов или в качестве обмазочных,защитных покрытий.

Обычномастики классифицируют исходя из видасвязующего материала, по способуприменения и по их назначению:1)битумные, битумно-резиновые,битумно-полимерные и дегтевые мастики;2)горячие (применяемые с предварительнымподогревом до 160°С) и холодные мастики(содержащие растворитель и используемыебез подогрева);3) приклеивающие,кровельно-изоляционные, гидроизоляционные,асфальтовые и антикоррозионные мастики.

Битумныемастики изготавливаются из вяжущихнаполнителей (битума, песка) и применяютсядля склейки рубероида и пергамина(мягкого рулонного кровельногоматериала.Дегтевые мастики обычно применяют длясклейки толя. Также компонентами мастикимогут быть такие сухие волокнистыенаполнители, как торфяная крошка, мел,древесная мука или мелкий асбест.

Этии некоторые другие ингридиеты служатдля повышения теплостойкости мастикии снижения расхода битума.

Приобозначении горячих мастик в их названииобычно фигурирует температура плавления:-среди битумных кровельных горячихмастик наиболее изветны МБК-Г-55, МБК-Г-65,МБК-Г-75, МБК-Г-85 и МБК-Г-100;- примеромдегтевых горячих мастик служат МДК-Г-50,МДК-Г-60 и МДК-Г-70.

Билет19.

Вопрос 1

Активныеминеральные добавки — это неорганиче­скиеприродные и искусственные материалы,обладаю­щие гидравлическими и (или)пуццоланическими свойст­вами. Присмешении в тонкоизмельченном виде сгид — ратной известью и гипсом призатворении водой они должны образовыватьтесто, способное после предвари­тельноготвердения на воздухе продолжать твердетьпод водой. Активные минеральные добавкивводят в состав цементов для улучшенияих строительно-технических свойств.Добавками осадочного происхожденияявляют­ся — диатомит, трепелы и опоки.

Кактивным минеральным добавкамвулканического происхождения относятсяпеплы, туфы, пемзы, витрофи — ры и трассы.Это продукты извержения вулканов,отло­жившиеся на разном расстоянииот места извержения и в различной степениохлажденные; при резком охлаж­дениииз пород быстро выделяются газы, чтоповышает их пористость. В зависимостиот последующего воздей­ствия атмосферныхагентов и степени уплотнения ониразделяются на рыхлые пеплы — пуццоланы,камневид — ные пористые — вулканическиетуфы и сильно уплотнен­ные разности—трассы.

Источник: https://studfile.net/preview/5918271/page:8/