Machinewiremesh.ru

Стройка, мебель и декор
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Применение цементного раствора

Применение цементного раствора

Когда порошокообразный материал смешивают с водой, начинается химическая реакция, именуемая гидратацией. В ее процессе образовывается сначала пластичное вещество, а далее оно окаменевает. Первая стадия именуется схватыванием, вторая – упрочнением. Частицы порошка окружаются водой, которой добавляют от 50 до 70 %. Далее появляются иглообразные кристаллы. Приблизительно через 6 часов между кристаллами образовываются связи – это и есть схватывание. На данном этапе приготовления большое значение имеет температура окружающей среды. Чем она ниже, тем дольше тянется схватывание. Но когда температура переходит отметку в 30 градусов, процесс замедляется. Застывание переходит в постепенный набор прочности.

Цемент меняет физические свойства с выделением тепла. Максимум теплоты наблюдается в завершении процесса.

Как быстро будет протекать гидратация, зависит от нескольких факторов:

  • количество воды;
  • температура;
  • введение добавок.

Для применения цементного раствора с уверенностью в конечном результате, обращают внимание на такие свойства материала:

  • степень измельчения – чем она выше, тем прочнее готовая конструкция;
  • стойкость к коррозии – предопределяет, как хорошо вещество будет противостоять разрушающим воздействиям окружающей среды;
  • стойкость к низким температурам;
  • потребность воды для качественной гидратации;
  • прочность, что обозначено маркой;
  • сульфатостойкость – противостояние воде, в которой содержатся ионы сульфата.

Также производители указывают, входят ли в состав добавки. Если они отсутствуют, об этом свидетельствует маркировка ДО. Когда объем добавок доходит до 5 %, на упаковке есть обозначение Д5. Если их в пределах 5-20 %, товар промаркирован надписью Д20.

Еще о продукте указаны дополнительные сведения – о его особых свойствах. Например, если это цементный раствор, который быстро твердеет, его опознают по пометке Б. Гидрофобизированный материал помечен буквами ГФ.

Изготовление популярного строительного материала можно описать в несколько шагов:

  1. добыча сырья;
  2. транспортировка сырья на завод;
  3. помол компонентов;
  4. обжиг клинкера;
  5. вторичный помол – до состояния порошка;
  6. введение добавок в состав;
  7. фасовка.

Ключевые отличия в процессе производства заключаются в том, каким способом оно протекает. Есть сухой и мокрый метод. В первом случае клинкер готовят в сухом состоянии, а во втором – измельчением в воде.

Для грамотного применения смеси предстоит изучить разветвленную классификацию стройматериала. От вида зависит и его назначение. Выделяют следующие распространенные варианты:

  • быстротвердеющий портландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент;
  • с поверхностно-активными добавками;
  • с гидрофобизирующими компонентами;
  • белый портландцемент;
  • цветной портландцемент;
  • тампонажный портландцемент;
  • пуццолановый портландцемент;
  • шлаковые смеси;
  • глиноземистый состав;
  • расширяющиеся смеси;
  • напрягающий материал;
  • гидроизоляционный;
  • высокопрочный.

Обозначаемая буквой М с цифрами марка стройматериала – это обозначение его прочности. Она предопределяется экспериментально созданием из бетона параллелепипеда, на который воздействуют физическим образом, просчитывая, какую максимальную нагрузку он способен выдержать.

На упаковке со смесью впоследствии обозначают, насколько прочен материал. Если на ней написано М300 – это значит, что нагрузка достигает до 300 килограммов на сантиметр. Соответственно, чем выше цифра после буквы М, тем прочнее будет строительный материал.

Например, марки М400-М500 находят применение в строительстве фундаментов. Для изготовления штукатурки, выполнения различных отделочных работ подходят марки М200-М300. М600 – продукт военного назначения. Его отличает максимальная прочность, что обуславливает и высокую стоимость. Поэтому он находит применение в возведении бункеров, аналогичных сооружений.

Следует учитывать, что по мере хранения материал утрачивает прочность. В среднем она становится ниже на 10 % в течение месяца. Но все зависит от условий хранения: чем выше влажность воздуха, тем больше страдает смесь. Это следует учитывать, составляя по инструкции пропорцию цементно-песчаного раствора.

Быстросохнущий цемент

Основное отличие обычного цемента от быстросохнущего заключается в скорости затвердевания. Обозначается эта характеристика буквой Б после указания содержания в смеси добавок к примеру: М500 Д20 Б. На начальной стадии смешивания быстросохнущего (быстрозатвердевающего) цемента с водой происходит скорое схватывание смеси. При этом такой раствор набирает прочность в более короткие сроки, чем обычный ПЦ.

Быстросохнущий цемент

Область применения

Наибольшую популярность быстросохнущие цементы нашли в производстве железобетонных изделий, исключающем использование пропаривающих камер (например, промышленное изготовление фундаментных блоков т.п.). Особенно ярко проявляются свойства быстротвердеющего цемента в ходе кладочных работ. Применение данного строительного материала практически исключает риск простоев в работе, которые имеют место при работе с обычным цементом, когда нижние ряды кирпича начинают смещаться вод весом верхнего ряда. Сократить скорость затвердевания раствора также можно путем добавления в смесь ускорителей отвердевания.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Производство данного материала осуществляется по технологии, предусматривающей тонкий помол цементного клинкера. В результате такого помола существенно увеличивается площадь поверхности цементных «зерен», что обеспечивает более высокие показатели схватывания цементной смеси. Также возможен вариант применения особого клинкера, обладающего специфическим минеральным составом.

Последний способ позволяет повысить экономию энергоресурсов и также поднять производственные показатели. Тонкий помол цемента достигается в результате дорогостоящего и довольного длительного производственного процесса, который влечет за собой износ оборудования, при этом объем изготовленного материала существенно снижается.

Сооотношение между компонентами цементного раствора

Если на мешках с цементом вы увидели маркировку, свидетельствующую о высоком процентном содержании трехкальцевых силикатов и алюминатов, его по праву можно считать быстротвердеющем цементом. Важное значение имеет и содержание таких компонентов в составе стройматериала, как С3А — 10% и C3S — 50%, специальных минеральных активных добавок. Количественно содержание введенных добавок может варьировать от 0 до 20. Данные показатель отражается в индексе Д.

Использование быстросохнущих портландцементов, содержащих специальные добавки, позволяет увеличить скорость оборачивания съемной опалубки и форм в изготовлении железобетонных изделий.

Согласно требованиям ГОСТ 10178-62 быстросохнущие цементы обязаны иметь предел прочности на изгиб — не менее 40 кгс/см 2 . Такую характеристику имеют железобетонные изделия через 3 дня твердения в стандартных условиях. При этом классическая 28-суточная прочность для портландцементов быстросохнущего типа не регламентируется.

Виды быстросохнущего цемента

  • особобыстротвердеющий,
  • сверхбыстротвердеющий.

Минеральные активные добавки в особобыстротвердеющем составе практически отсутствуют, при этом клинкер имеет тонкость помола 4000 см 2 /г и включает до 68% алита и 8% целита. Через сутки после заливки плотность такого цемента составляет 30 МПа, через 3 суток – 45 МПа.

Химико-минералогический состав сверхбыстротвердеющего ПЦ строго нормирован. Он включает галогеносодержащие вещества (например, фторид кальция), которые способствуют увеличению содержания алюминатов. Такой ПЦ имеет тонкость помола 7000-9000 см 2 /г. Уже через 1-4 часа после заливки об обретает прочность до 10 Мпа, которой вполне достаточно для того, чтобы начать проведение распалубки. Через сутки изделие набирает 60-70% нормативной прочности, применимой к бетону.

Растущая потребность в быстротвердеющих цементах объясняется стремительно увеличивающимися объемами производства строительных сухих смесей.

Сколько сохнет цемент?

Процесс высыхания и набора прочности бетона состоит из двух стадий:

  • схватывание бетона. Это довольно короткий период – в течение первых двух часов после затворения смеси происходит схватывание цемента. Окончание процесса схватывания наступает приблизительно через 3 часа. Продолжительность процесса схватывания – всего 1 час (при температуре 20°С). Однако, если температура 0°С этот процесс растягивается до 20 часов. Причем начало схватывания начинается спустя 6-10 после затворения смеси. При пропаривании в специальных камерах период схватывания бетона не превышает 20 минут!
  • твердение бетона. Данный процесс наступает непосредственно после схватывания цемента. Для того чтобы гарантировать нужную марку бетона следует выждать 28 дней. Сколько сохнет цемент, зависит от его состава. Если в смеси содержатся биологически активные добавки, то при затворении водой они вступают в химическую реакцию и процесс твердения бетона происходит гораздо быстрее.

Именно поэтому быстросохнущие цементы нашли широкое применение в скоростном строительстве.

Сколько сохнет бетон: время схватывания бетона разных марок

Время застывания бетона зависит от его марки, наличия специальных добавок и условий окружающей среды. При строительстве любого объекта, важно знать, сколько времени сохнет бетон, и когда он наберет достаточную прочность, чтобы продолжить дальнейшее строительство. Это позволяет рационально планировать работы при возведении зданий и сооружений. Процесс застывания бетона условно делится на несколько этапов, начиная от схватывания смеси и заканчивая полным набором силы. Качество конечного результата зависит от следующих факторов:

  • температура воздуха во время сушки;
  • атмосферная влажность;
  • соблюдение технологии;
  • марка цемента.

Полимеризация бетона может быть скорректирована по времени, если изменить условия высыхания до оптимальных параметров. Рассмотрим факторы воздействия и сроки схватывания бетона.

Факторы воздействия

Прежде чем начать выполнять работы, связанные с бетоном, необходимо учесть все вышеуказанные факторы, влияющие на время его высыхания. Первое, что следует учесть, это текущий сезон, так как от него зависят погодные условия. В холодное время года, при высокой влажности воздуха и низкой температуре, вода в смеси может находиться до 30 дней, что негативно сказывается на гидратации цемента, и срок набора проектной прочности увеличивается практически вдвое. Как правило, в летнее время достаточно нескольких суток, чтобы бетон схватился, так как в разгар сезона создаются оптимальные условия для его затвердевания. Как правило, в летнее время бетон достигает марочной прочности 30% в течение трех дней. Этого достаточно, чтобы эксплуатировать бетонное покрытие, не воздействуя на него высокими нагрузками. В течении 1-2 недель марочная прочность может достигнуть 80%. Еще две недели потребуется, чтобы бетон набрал 100% прочности. Рассмотрим все этапы застывания бетона с детальным описанием.

Схватывание

При вступлении цемента в реакцию с водой, происходит схватывание смеси, ведущее к получению материалом прочностных качеств и структуры. Что касается условий, то чем выше марка бетона и температура окружающей среды, тем быстрее завершится процесс схватывания. Отталкиваться следует от того, что при температуре 20 °C бетон М200 начнет схватываться только спустя 2 часа, а общее время схватывания бетона составляет 4 часа. Марка М300 при той же температуре начинает схватываться через 1,5 часа, а М400, соответственно, через 1 час.

Отвердение

После того, как раствор схватился, начинается процесс отвердения. Он характеризуется началом гидратации или, другими словами, взаимодействием цемента и воды. Оптимальная влажность воздуха для данного процесса составляет 75%. Рекомендуется температурный режим в пределах +15-+25 градусов. Если температура будет менее 10 градусов, то вероятность того, что бетон наберет проектную мощность, сильно снижается. Поэтому, в холодное время года, бетонную смесь компонуют антиморозными добавками.

Набор прочности

Прочность бетона и время отвердевания взаимосвязаны друг с другом. Вода в смеси должна находиться до тех пор, пока цемент вступит с ней в реакцию. Если же влага уйдет раньше, чем начнется реакция, то в конструкции бетонного изделия появятся участки с не плотными сегментами. Это слабые места, способствующие появлению трещин и деформаций на поверхности бетонных изделий. Поэтому выполнять работы с бетоном рекомендуется при вышеуказанной влажности и температуре, так как это оптимальные условия, чтобы вода оставалась в смеси до тех пор, пока цемент не войдет с ней в реакцию. Что касается проектной прочности, то, как говорилось выше, согласно технологии время полного высыхания бетона — 25-28 дней. Но такое требование предъявляется только к бетонным изделиям, выполняющим несущую функцию. Если на бетон не оказывается высоких нагрузок, то уже через пять дней его можно эксплуатировать.

Как технология изготовления влияет на скорость высыхания бетона

Выше мы рассмотрели, сколько твердеет бетон при нормальных условиях. Но технология его изготовления зависит не только от условий окружающей среды. Многое зависит от способа укладки бетонного раствора и, собственно, состава смеси. К примеру, уплотнение бетонного слоя путем банального штыкования препятствует быстрому испарению воды из смеси. Поэтому цемент успевает войти в реакцию с водой, а структура затвердевшего бетона получает дополнительную прочность за счет уплотнения. В промышленности для этой цели используют оборудование виброобработки.

Что касается влияния состава смеси на то, как долго застывает бетон, то здесь все просто. Если в него включить большое количество керамзита или шлака, отличающихся высокой пористостью, то вода будет долго уходить. Если же в смеси преобладают песок и гравий, то влага быстрее улетучится. Следовательно, при пониженной температуре в смесь рекомендуется добавлять больше песка с гравием, чтобы не препятствовать испарению воды. Если бетонные изделия имеют небольшие габариты, то их можно изготавливать в помещении с оптимальным температурным режимом. В некоторых случаях достаточно даже временного сооружения из полиэтилена с источником тепла, чтобы поддерживать оптимальную температуру.

В жаркие дни, когда температура окружающей среды превышает 25 градусов, в бетон вводят специальные добавки, такие как мыльный состав или бетонит. Они препятствуют быстрому испарению воды. Также для этой цели можно уложить сверху стяжки гидроизоляционный материал. Достаточно использовать полиэтиленовую пленку, что обойдется гораздо дешевле, чем специальные добавки. Накрывать пленкой следует сразу после схватывания бетона (спустя 1-2 часа, в зависимости от его марки). Находиться под ней бетон должен примерно 20 суток. Каждые три дня следует проверять бетонную поверхность на наличие трещин и поливать ее водой. Соблюдая данную технологию, даже в самую жаркую погоду можно добиться эффективной гидратации цемента.

Выводы

Исходя из всего вышесказанного, становится очевидно, что точного определения того, сколько сохнет бетон, не существует. Это обусловлено тем, что в течение общепринятого срока высыхания (28 дней) погодные условия могут меняться, что повлечет за собой замедление или ускорение гидратации цемента. Поэтому специалисты рекомендуют ждать 4 недели, чтобы бетон 100% набрал свою проектную прочность.

Условия твердения бетона и уход за ним

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки в результате испарения может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать большие его усадки и растрескивание.

При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается. Для нормального твердения бетона необходима положительная температура 20±2°С с относительной влажностью окружающего воздуха не менее 90%.

При нормальных условиях твердения нарастание прочности бетона происходит довольно быстро и бетон (на портландцементе) через 7—14 дней после приготовления набирает 60—70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется.

Если бетон твердеет все время в воде, то его прочность будет выше, чем при твердении на воздухе. При твердении бетона в сухой среде вода из него через несколько месяцев испарится и тогда твердение практически прекратится. Объясняется это тем, что внутренняя часть многих зерен цемента не успевает вступить в реакцию с водой. Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания. В теплую сухую и ветреную погоду углы, ребра и открытые поверхности бетона высыхают быстрее, чем внутренние его части. Необходимо предохранить эти элементы от высыхания и дать им возможность достигнуть заданной прочности.

При твердении бетона всегда изменяется его объем. При твердении бетон дает усадку, которая в поверхностных зонах происходит быстрее, чем внутри, поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины. Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетонного блока вследствие выделения тепла при схватывании и твердении цемента. Трещины снижают качество, прочность и долговечность бетона.

Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение. Твердение бетона при температуре ниже нормальной замедляется, а при температуре ниже 0°С практически прекращается; наоборот, при повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.

Продолжительность твердения имеет большое практическое значение при бетонных работах. Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить в ранние сроки, а главным образом при работах зимой и изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси. Оптимальное содержание добавок-ускорителей устанавливается экспериментальным путем строительной лабораторией.

Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких изменений температуры.

Отсутствие ухода может привести к получению низкокачественного, дефектного и непригодного бетона, а иногда к разрушению конструкции несмотря на хорошее качество применяемых материалов, правильно подобранный состав смеси и тщательное бетонирование. Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки. Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить даже тщательным уходом в последующие дни.

Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона обеспечивают путем предохранения его от вредного воздействия ветра и прямых солнечных лучей, систематической поливкой. Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают полиэтиленовой пленкой и поливают водой. В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии. В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижения бетоном 50—70% проектной прочности.

В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку. При снятии опалубки до истечения срока поливки (например, опалубки колонн, стен, боковых щитов балок) поливают и распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций. Наиболее эффективно вертикальные и круто наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями. В жарком сухом климате этот способ полива применяют обязательно. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

— затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)

— вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

Низкая температура (0 − +10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента, то есть растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели. В такую погоду рекомендовано добавление добавок, ускоряющих гидратацию, чтобы бетон ускоренными темпами набирал марочную прочность.

И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

При бетонировании в отрицательных температурах, основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона.

Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

— применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)

— использование электропрогрева бетона

— укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.

— сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок. Роль химических добавок – активировать процессы твердения и понизить температуру замерзания жидкой фазы. Кроме этого строитель должен помнить:

— чтобы обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде до набора критической прочности, внутренний запас теплоты в бетоне создают путем подогрева материалов, составляющих бетонную смесь;

— после окончания укладки смеси поверхность бетона нужно сразу же утеплить щитами или матами, что поможет сохранить теплоту выделяющуюся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента) и поддерживать необходимые условия для твердения бетона. Изолированный от холодного воздуха бетон твердеет за счет тепла, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе экзотермической реакции твердения цементного теста;

— запрещается применять смерзшийся заполнитель.

Электропрогрев бетона чаще применяется на стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). Электрический прогрев бетона зимой лучший метод, при проведении монолитных работ.

Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при граничных температурах воздуха +3 − -3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5 − -15º) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Движение людей по забетонированным конструкциям, а также установка на них лесов и опалубки допускается только тогда, когда бетон достигает прочности не менее 1,5 МПа. Движение автотранспорта и бетоноукладочных машин по забетонированной конструкции допускается только по достижении бетоном прочности, предусмотренной проектом производства работ.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Древесно волокнистые цементные плиты фибролит
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector