Главная
Бетон
Блог
Виды бетона
Прочность бетона
Деформации бетона
Строительные решения
Добавки для бетона
Бетонная смесь
Твердение бетона
Информация о цементе




Вход на сайт

Твердение бетона

Автор: admin от 6-02-2012, 20:36

С химической точки зрения процесс твердения - это переход безводных клинкерных минералов в гидраты результате реакций гидролиза и гидратации. Этот процесс сопровождается физическими явлениями - постепенное запустение цементного теста и возникновение цельной структуры из гидратированных и негидрагованых частиц.

При взаимодействии клинкерных минералов с водой, а также в следстви реакций между новообразованиями и твердеющих цементным камнем возникают гидратированные соединения: гидросиликаты, гидро-сульфоалюминаты кальция, гидроксид кальция подобное. На состав новообразований влияют температурные условия твердения, отношение твердой и жидкой фаз, свойства заполнителя. Свойства затвердевшего цемента и бетона на его основе определяются составом и свойствами гидратных соединений.

Основными продуктами твердения является гидросиликаты кальция не только портландцемента, но и многих других вяжущих материалов.

Реакции твердения начинаются сразу после замешивания цемента с водой. Уже через несколько минут раствор заполняет пространство между зернами цемента, становится пересыщенным относительно сульфата и гидроксида, выделяемого при гидролизе трехкальциевого силиката. Высокая концентрация ионов кальция и сульфат-ионов содержится в тесте в течение определенного времени, зависит от содержания в цементе щелочей. Чем больше в это ментов лугов и чем раньше они начинают растворяться, тем ско-Рише уменьшается перенасыщение раствора отношении ионов кальция

Поскольку основным минералом портландцементного клинкера является алит, то в процессе гидратации цемента как при гидратации алита, можно выделить доиндукцийний, индукционный и постиндукционый периоды. Доиндукцийний период является коротким экзотермической реакцией, после которого наступает второй (индукционный) период относительного бездействия, он длится несколько часов. Затем наступает третий период (постиндукцийний) - значительное ускорение реакции. На этой стадии выделяется большое количество продуктов гидратации. В конце периода происходит общее замедление гидратации и наступает четвертый период - контролируемая диффузией стадия гидратации.

Общее количество теплоты выделяемого в результате реакции, составляет около 500 кДж / кг.
В течение нескольких минут после замешивания появляются первые гидратные. Еттрингит образует плотную корку на дольках алюмината и алюмоферрита, поэтому дальнейшая реакция тормозится. Давление кристаллизации возникает, разрывает корку, вследствие чего реакция возобновляется. Это повторяется до тех пор, пока концентрация сульфата не снизится настолько, что станет невозможным дальнейшее гидратация. Торможение процесса гидрации и ее ступенчатый характер можно проследить по кривым изменения скорости тепловыделения.

В процессе твердения новообразования создают пространственную структуру, усиливая сцепление между гидратными фазами. Плотность цементного теста увеличивается и оно сжимается. С началом схватывания совпадает конец индукционного периода », который длится один - три часа и более. Постепенно развивается сначала хрупкая, а затем жесткая структура. В ее порах образуются новые гидратные фазы. Через четыре - шесть часов от начала гидратации наступает ускоренный постиндукционный период. Уменьшается размер пор, что приводит к уменьшению гидратных фаз, развивающихся в этих порах. Длина волокон гидросиликатов, образующихся на конечных стадиях гидратации, в 10 ... 100 раз меньше тех, которые образовались сначала. Одновременно с кристаллами выделяется и значительное количество геля.

Дальнейшее развитие процесса гидратации лимитируется скоростью диффузии воды через узкие поры в продуктах гидратации, окружающих негидратированные зерна цемента. На этой стадии вместо еттрингиту образуются гидроалюминаты кальция, часть оксида алюминия в котором замещается на оксид железа.

Некоторые продукты гидратации образуются также в зоне контакта с поверхностью заполнителей, в частности гидросиликаты кальция и алюмоферитны гидрогранаты.

На твердение, как цемента, так и отдельных минералов, большое влияние оказывает температура окружающей среды. При низких температурах резко тормозится, а при минус 10 ° С прекращается. Механизм гидратации практически не изменятся, но значительно увеличивается индукционный период. При повышении температуры твердение значительно ускоряется. Индукционный период сокращается, затем идет короткий период быстрой гидратации. Далее скорость гидратации снижается благодаря образованию плотного слоя гидросиликатов и их ускоренное старение.

Категория: Твердение бетона