Tuhnutí a tvrdnutí betonu – užitečné informace o betonu od SMU152

Jakýkoli stavební zákon udává, že beton získá pevnost za 25-28 dní. To je sice pravda, ale při plánování výstavby jsou kromě dosažení standardních charakteristik důležité termíny. A zde není vše tak jednoduché, konečný proces kalení je rozdělen do několika fází a závisí na mnoha faktorech. Pojďme na to přijít.

Polymerace betonu je počáteční nastavení, pak vše ostatní

Formálně jsou procesy získávání pevnosti definovány jako komplexní reakce složek směsi ve formě hydratace cementu a vázání vlhkosti, která vede ke vzniku monolitu.

Jak je uvedeno výše, proces je dokončen přibližně za 4 týdny, ale před tímto bodem je několik fází.

Primární nastavení

• Doba, po kterou roztok ztrácí svou pohyblivost, se v závislosti na typu betonu pohybuje od 1 do 5 hodin.
• Během této doby začíná primární hydratace cementu. Pokud směs není položena, dávka je odmítnuta. Po dokončení tuhnutí začne vytvrzování.

vytvrzování

Spustí se hydratace cementu, vlhkost uvnitř roztoku se naváže, všechny složky reagují.

V této fázi je důležitá vlhkost (minimálně 75 %) nebo udržení úrovně vlhkosti v litém objemu nebo potěru, aby vytvrzení probíhalo rovnoměrně. V opačném případě dojde k rychlé ztrátě vlhkosti a uvnitř objemu se vytvoří dutiny, praskliny a jiné vady. V důsledku toho bude pevnost monolitu mnohem nižší než vypočtená.

Předpokládá se, že kalení trvá 1-2 dny, po kterých začíná nabírání síly.

Faktory ovlivňující nárůst síly

Za prvé, co je to sada síly? Toto je období, během kterého cement zcela zreaguje, nalitá konstrukce zcela vyschne a z betonu se stane umělý stavební kámen. Pevnost přitom nabývá postupně, u běžných typů betonů je cca 50 % charakteristik dosaženo 6. den.

Hladké vytvrzení umožňuje zkrátit dobu výstavby. Pokud základ vyžaduje 100% soubor pevnostních charakteristik (28 dní) před jeho zatížením stěnami, pak vám potěr umožňuje chodit po něm bez poškození již 6. den. Samozřejmě při dodržení technologie dodávky a montáže.

Důležité! Betonový monolit nedokončí nabírání pevnosti 28. den, proces trvá mnoho let. Po této době je dosaženo konstrukční charakteristické hodnoty 90 %. A hodně záleží na podmínkách nalévání a sušení.

Jaké faktory ovlivňují kvalitu litého monolitu?

• Teplota. Optimální podmínky jsou +20°C, za tuto dobu získá většina hotových směsí 90% pevnosti značky. Vztah je přímý – čím je chladněji, tím déle bude schnout. Při +5°C bude za měsíc dosaženo pouze 80 % vypočtených ukazatelů.
• Sezónnost. To se týká vztahu mezi teplotou, vlhkostí a srážkami. I když je teplota +10°C, ale je vysoká vlhkost a prší, v naplněném objemu bude hodně vlhkosti a proces se vážně zpomalí.
• Způsob pokládky. K dosažení dobrého výkonu se používá podbíjení, vibrační dlažba nebo alespoň bajonetování. Současně je kompozice zhutněna. Struktura se stává monolitičtější a vlhkost se rychle neztrácí, což pomáhá posílit objem.
• Sloučenina. je kritický. Porézní plniva zpomalí úbytek vody (kepír apod.), hutná plniva (písek a štěrk) povedou k rychlé dehydrataci směsi. Aby se zabránilo takovým ztrátám, používají se speciální přísady (beton, složení mýdla atd.), což je zvláště důležité v podmínkách vysokých teplot a nízké vlhkosti. Stojí za to pamatovat na poměr voda-cement, čím nižší je, tím více je třeba dbát na to, aby nedošlo k rychlé ztrátě vody. U značky M400 bude poměr 0,41 a u M100 – 0,89, věnujte pozornost této charakteristice.

V každém případě je i za ideálních vnějších podmínek nutná péče o nalitý roztok, zejména během prvních 5-6 dnů.

Jak zajistit správné podmínky sušení

Bednění má velký význam, čím kvalitnější bude (bez prasklin apod.), tím lepší bude výsledek. Dřevěné bednění je v tomto případě nutné opatřit hydroizolací, plastové konstrukce není nutné zateplovat.

Aby se snížily ztráty vody v důsledku odpařování, naplněný objem je nahoře pokryt polyethylenem a materiály, které chrání před přímým slunečním zářením. V tomto případě musí být film pravidelně odstraňován, aby se povrch zavlažoval, zatímco se tvoří vnitřní struktura. Různé přísady také snižují ztráty vody a podporují rovnoměrné vytvrzení objemu. To mírně zvyšuje náklady na metr krychlový, ale vyplatí se to vysokou kvalitou monolitu.

Pokud mluvíme o nadaci, po deseti dnech můžete bednění rozebrat, za normálních vnějších podmínek, po 28 dnech, odstranit fólii a začít stavět stěny.

Plnění a pokládka v zimě je také možná, ale pro zajištění normálních pevnostních zisků se používají pouze průmyslové metody. Různé přísady, přísady a modifikátory, ohřev litých konstrukcí atd. Současně byly vyvinuty technologie, všechny vlastnosti zůstávají v rámci hodnot značky.

Pochopení procesu vám umožní odhadnout pracovní dobu, zkrátit ji, aniž by došlo ke ztrátě kvality budov, a správně pečovat o nalitý objem během jeho „zrání“.

Pro správný výběr správné třídy betonu poskytujeme pro referenci srovnávací pevnostní charakteristiky.

Když beton interaguje s vodou, tvrdne a stává se cementovým kamenem. K ovlivnění tohoto procesu je však nutné pochopit, co se děje: jak dochází k vytvrzení, na jakých faktorech závisí. Studium fází hydratace umožňuje vědcům vytvářet přísady do betonu, které urychlují tuhnutí a zlepšují jeho vlastnosti.

Výhody používání doplňků

Podniky, které vyrábějí železobetonové výrobky nebo vyrábějí transportbeton, používají uvedené přísady a získávají hmatatelné výhody. Koneckonců, přísady vám umožňují:

• snížit spotřebu elektřiny a plynu, protože se snižuje doba napařování betonových výrobků;
• snížit mzdové náklady na vibrace;
• zvýšit rychlost balení bednění (formovací zařízení);
• šetřit cement;
• zlepšit vlastnosti transportbetonu a železobetonových výrobků.

Fáze tuhnutí betonu

Tato fáze trvá krátkou dobu – několik hodin. Jak dlouho bude nastavení trvat, závisí na okolní teplotě. Standardní teplota je 20 stupňů Celsia – to je tzv. návrhová teplota. Umožňuje betonu/cementu ztuhnout 2 hodiny po namíchání malty. Samotný proces tuhnutí trvá 1 hod. To znamená, že přibližně 3 hodiny po namíchání můžeme říci, že beton/cement ztuhl. Ale pokud je teplota 0 stupňů, trvá tato fáze 15-20 hod. A začátek tuhnutí na nulovou teplotu nastává 6-10 hod po namíchání směsi. Ale při vysokých teplotách je obraz opačný – napařování betonových výrobků ve speciálních komorách umožňuje urychlit tuhnutí na 10-20 minut.

V této fázi lze zabránit úplnému vytvrzení betonu/cementu. Koneckonců, roztok zůstává stále mobilní, a pokud jej neustále mícháte, proces tuhnutí se zpozdí – funguje tixotropní mechanismus. Proto je roztok dodáván v míchačce na beton, která směs nepřetržitě otáčí. Tím jsou zachovány jeho základní vlastnosti a vůbec se nesnižuje budoucí spolehlivost a pevnost betonu/cementu.

Nadměrné prodlužování doby rotace však negativně ovlivňuje kvalitativní charakteristiky betonu/cementu. Bohužel k takovým případům dochází – když okolnosti vyšší moci neumožňují nalít roztok do bednění a směs se musí míchat v míchačkách na beton po dobu 10-12 hodin. Takové situace jsou zvláště nepřijatelné v horkém počasí, protože vysoké teploty vzduchu přispívají k rychlému tuhnutí betonu/cementu. Nepřetržité otáčení zabraňuje ztuhnutí směsi, ale dochází v ní k nevratným změnám, které vůbec nezlepšují výkonnostní charakteristiky.

Fáze tuhnutí betonu

Jakmile je dokončena fáze tuhnutí betonu/cementu, začíná fáze tvrdnutí. Směs leží v bednění, ztuhla a nyní tuhne. Vzhledem k tomu, že normy uvádějí dobu vytvrzování 28 dní, mnozí se domnívají, že toto je poslední období. Ve skutečnosti proces tvrdnutí a získávání pevnosti transportbetonu nebo železobetonových výrobků trvá roky. 28 dní je regulovaná lhůta, která umožňuje použití betonových výrobků s určitou zárukou. Během těchto čtyř týdnů se pevnost betonu/cementu velmi dynamicky zvyšuje a poté dochází ke zvyšování tvrdosti pomalým tempem. To se děje díky složkám obsaženým ve směsi, které zajišťují její hydrataci.

Betonové komponenty

Při míchání cementové/betonové malty reagují její hlavní složky s vodou. Během fází tuhnutí a tuhnutí se jejich chování výrazně liší. Některé přísady reagují s tekutinou ihned po smíchání, jiné po chvíli a další nevykazují žádnou aktivitu. Zde jsou složky betonové/cementové směsi:

• trikalciumsilikát – C3S;
• dikalciumsilikát – C2S;
• trikalciumhlinitan – C3A;
• tetrakalcium aluminoferrit – C4AF.

Úloha trikalciumsilikátu

Minerál C3S (vzorec 3CaO x SiO2) pomáhá zvýšit pevnost betonu/cementu nejen během 28 dnů, ale i mnohem déle. I když samozřejmě nejvýrazněji se na pevnosti C3S podílí v prvním měsíci existence betonové nebo železobetonové konstrukce. Trikalciumsilikát generuje teplo, když se do směsi přidá voda, poté se ohřev na krátkou dobu zastaví a obnoví se, když začne fáze tuhnutí. Celá tato fáze zahrnuje uvolňování tepla a během procesu kalení teplota postupně klesá. Právě trikalciumsilikát hraje hlavní roli při získávání pevnosti stavebním materiálem, a to i přesto, že první den po namíchání směsi je v ní aktivnější další složka C3A.

Trikalciumhlinitan je nejrychlejší složkou

C3A (vzorec 3CaO x Al2O3) intenzivně pracuje od samého začátku fáze tuhnutí. V prvních dnech životnosti betonové/cementové konstrukce přispívá k rychlému nárůstu pevnosti – její reakční rychlost během doby tuhnutí je enormní. Ale prakticky se neúčastní fáze otužování a dalšího nabírání síly.

Dikalciumsilikát – pomocník ve fázi vytvrzování

C2S (vzorec 2CaO x SiO2) je neaktivní první čtyři týdny. Fáze tuhnutí a primární období tvrdnutí cementu probíhá bez jeho účasti. Na konci prvního měsíce aktivita jeho „příbuzného“ – trikalciumsilikátu – odezní. A dikalciumsilikát vstupuje do aktivní fáze. Jeho příznivý vliv na pevnost betonu/cementu přetrvává léta a přispívá k růstu této kvality. Mimochodem, období „hibernace“ C2S lze výrazně zkrátit, pokud se do směsi beton/cement použijí speciální přísady.

Inertnost tetrakalcium aluminoferritu

C4AF (vzorec 4CaO x Al2O3 x Fe2O3) je minerál, který nehraje prakticky žádnou roli při získávání pevnosti a tvrdnutí betonu/cementu. Teprve v posledních fázích tuhnutí má vliv na zvýšení pevnosti konstrukce. Dopad je však zanedbatelný.

Všechny tyto složky při míchání vstupují do chemické reakce s vodou. Tato reakce podporuje expanzi, soudržnost a precipitaci minerálních krystalů, takže hydratace betonu/cementu je krystalizací směsi.

Zlepšení kvality betonu

Řada laboratoří a ústavů podrobně studuje proces hydratace jako celek a jeho jednotlivé fáze. Díky tomu mohou výrobci ovlivnit mnoho ukazatelů:

• začátek a konec tuhnutí směsi;
• její pohyblivost;
• mrazuvzdornost;
• vodotěsnost;
• odolnost proti korozi;
• síla, atd.

Hlavní roli při uplatnění tohoto efektu mají speciální přísady do betonu/cementu. A moderní zařízení, které zajišťuje přesné dávkování a důkladné promíchání, pomáhá dosáhnout vynikajících výsledků v rovnoměrnosti složení beton/cement.