Основные методы ускорения твердения бетона

1.Тепловое воздействие

2.Введение хим.добавок (ускорителей твердения, которые позволяют ускорить растворимость клинкера и образование кристаллизации)

3.Вибрирование

4. Механический (центрифугирование, виброгидропрессование, вакуумирование, виброактивация цемента, увеличение удельной пов-ти вяжущего)

5. Комбинированный

 

 

Физико-химические процессы, происходящие в бетоне при ТО

Физико-химические процессы(конструктивные)-процессы гидратации цемента, включающие хим.контракцию

По классической схеме механизм гидратации цемента включает процесс растворения минералов клинкера, образование коагуляционной структуры, образование упрочнения кристаллизационной структуры.

Тепловое воздействие увеличивает скорость гидратации цемента по сравнению с твердением при t=20 в 6-10 раз. Ускоряется процесс кристаллизации, т.к. растворимость некоторых продуктов гидратации понижается. В тоже время в большинстве случаев физико-мех.свойства бетона, подвергнутые ТО оказываются несколько хуже свойств бетона нормального твердения. Снижение свойств вызвано различием в строении поровой структуры, на формирование которой влияют скорость нагрева, продолжительность теплового воздействия, направление и интенсивность тепломассообменных процессов между твердеющей системой и окружающей средой.

 

Хар-ка минералов цементного клинкера, активность их при ТО

Цемент состоит из нескольких минералов, каждый из которых по-разному ведёт себя при тепловом воздействии

алит-37-60% обеспечивает раннюю прочность, реакции гидратации сопровождаются большим тепловыделением, то снижает его прочность

белит-15-37% процесс гидратации медленный, экзотермия небольшая, прочность может возрастать в 3-4 раз при то

целит-5-15% гидрат.сразу, прочность невысокая, при то образуется рыхлый слой, ускоряет гидратацию алита

- 10-18% умеренная экзотермия, ускоряет процесс гидратации (при t=100 в 10 раз)

Существует оптимальное соотношение различных минералов, входящих в состав клинкера, при кот.прочность цементного камня наиболее значительна. Введение алита более 6% нецелесообразно. Картина твердения цемента в целом отлична от твердения минералов,т.к.каждый минерал и продукты его гидратации оказывают влияние на твердение остальных минералов. Физико-хим.процессы, протекающие при твердении наиболее полно хар-ся степенью и кинетикой гидратации. Исследования показали, что на степень гидратации оказывает влияние тепловое воздействия и от темп-ры.

 

 

Физические процессы, происходящие в бетоне при тепловой обработке

В процессе тепловой обработки в бетоне происходят сложные физические процессы, вызывающие появление деформаций способствующих образованию трещин. В бетоне в период тепловлажностной обработки наблюдаются:

1. Объемные изменения вызваны тепловым расширением составляющих бетона (воздух, вода). Объемные деформации, возникают в начальной стадии твердения при нагревании изделия из еще недостаточно прочного бетона.

2. Образование направленной пористости, в связи с перемещением влаги и паровоздушной смеси.

3. Избыточное давление паровоздушной среды возникающее в порах. При подъеме температуры и в начале изотермического прогрева температура и давление пара в изделии более низкие, чем окружающей среды и наружные более нагретые его слои увеличиваются в объеме в большей степени, чем внутренние. Кроме того, разница температуры в различных слоях бетона создает в них разность парциальных давлений. Это вызывает перемещение влаги из наружных слоев во внутренние и расширение находящейся в порах паровоздушной смеси, создающей внутри бетона избыточное давление.

4. Контракция (стяжение) - объемная деформация цементного камня и бетона, суть которой заключается в том, что в процессе гидратации суммарный объем, занимаемый твердой и жидкой фазой, уменьшается из-за уплотнения химически связанной воды.