Hlavní kvalitou betonu je jeho pevnost, za kterou vděčí hydratačním reakcím, které se vyskytují v cementové maltě.
Z čeho se beton vyrábí a jak tvrdne při různých teplotách?
Beton na bázi cementu obvykle zahrnuje cement, vodu, písek, štěrk nebo drcený kámen.
V důsledku interakce vody s nejmenšími částicemi cementových minerálů vznikají silné sloučeniny. Tento proces se skládá ze dvou fází:
V první fázi se vytvoří krystaly, které se k sobě připevní a za 10-20 hodin vytvoří jakousi “mřížku” – rám budoucího betonového kamene. Dochází k „záchvatu“. Poté začíná tvorba jemně porézní betonové struktury za účasti silikátů.
Trvá čas, než beton vytvrdne. Při teplotě plus 20 ° Celsia prvních 28 dní beton rychle tvrdne a na konci této doby získá návrhovou pevnost.
Katalog produktů CEMMIX
CemFrio 5l
Univerzální komplexní nemrznoucí přísada do betonu.
HotIce 10l
Komplexní nemrznoucí přísada pro práci při nízkých teplotách
Zajímavé!
K úspoře cementu lze použít dlouhé vytvrzování betonu. Obvykle po 28 dnech betonový kámen dále tvrdne, i když rychlost procesu je výrazně snížena; v důsledku toho se síla získá více, než je deklarováno. Pokud počítáme s návrhovým zatížením na pozdější dobu, po 90-180 dnech, lze množství cementu mírně snížit.
Video: jak moc beton tvrdne
Video: Jak urychlit tvrdnutí betonu
Co jsou nemrznoucí doplňky?
Za normálních podmínek beton tvrdne při teplotách v rozmezí od plus 5 do 35 °C.
Co se ale stane, když teplota klesne?
Čím nižší je teplota vzduchu, tím pomaleji bude vytvrzování probíhat. Při teplotách pod nulou začne voda v betonovém roztoku krystalizovat a proces tuhnutí se zastaví. Ledové krystaly narušují proces spojování betonu s výztuží a dále přispívají k jeho odlupování.
Důležité!
Pro práci s betonem je žádoucí, aby průměrná denní teplota vzduchu přesáhla + 5 ° Celsia. Při teplotách pod -4 °C ztrácí beton až 50 % své pevnosti.
Pokud teplota stoupne nad nulu, pak klesne pod, beton buď získá pevnost, nebo se zastaví. V důsledku toho trvá vytvrzování déle.
Betonování je žádoucí vyrábět v teplé sezóně. Klimatické podmínky ve většině oblastí Ruska jsou však takové, že optimální teplota pro práci s betonem nastává pouze ve velmi omezených obdobích. Zmrazit staveniště na šest měsíců kvůli nástupu chladného počasí není vždy prospěšné. Betonování v teplém období má také nevýhody: v letních vedrech beton příliš rychle tuhne a na podzim často padají srážky.
Možné důvody betonování v chladném období:
Betonování na měkkém podkladu, což je v teplém období obtížné.
Touha ušetřit na cementu, protože v zimě je levnější.
Naléhavá potřeba výstavby.
Pro zajištění vytvrzení se při betonování v zimě provádějí speciální opatření:
pokrytí fólií a izolací;
uspořádání dočasného přístřešku vyhřívaného tepelnými pistolemi;
S mírným poklesem teploty se zvyšuje množství cementu v roztoku.
Všechny typy ohřevu jsou poměrně složitá opatření, která také vyžadují dodatečné náklady: beton musí být zahříván rovnoměrně nebo se nesmí nechat vychladnout po celou dobu kritického nárůstu pevnosti. Zimní betonování může vyžadovat o 20-30 % více investic než letní betonování.
Důležité!
Doba zrání závisí nejen na teplotě vzduchu, ale také na druhu betonu.
Pokud má beton čas získat kritickou pevnost před mrazem, bude po rozmrazení pokračovat tvrdnutí. Pokud však beton zmrzne, který nezískal kritickou pevnost, voda krystalizuje a v betonu se objevují dutiny a praskliny, které snižují jeho pevnost.
Důležité!
Pokud nejsou k dispozici žádné údaje o kritické pevnosti, bere se jako 70 % návrhové pevnosti.
Zavedení nemrznoucích přísad je nejjednodušší a cenově nejvýhodnější varianta betonování při nízkých teplotách.
Nemrznoucí přísady
Podle jejich působení jsou nemrznoucí přísady rozděleny do tří skupin:
Nemrznoucí směsi (potaš, dusitan sodný, chlorid vápenatý a sodný). Snižte bod tuhnutí vody. Doba vytvrzování je mírně zkrácena.
Urychlovače tuhnutí (potaš, směsi chloridu vápenatého s močovinou nebo dusitanem vápenatým). Podstatou jejich práce je zvýšení rychlosti rozpouštění silikátových složek cementu, což má za následek tvorbu solí, které snižují bod tuhnutí roztoku.
sírany. Tyto soli vytvářejí teplo, čímž urychlují reakce probíhající v roztoku.
Hlavní složky nemrznoucích přísad a jejich vliv na beton.
Nemrznoucí přísady jsou suché a tekuté.
Potaš (uhličitan draselný). Urychluje tvrdnutí betonu, snižuje bod tuhnutí směsi. Používá se ve spojení s tetraboritanem sodným (borax), protože ve své čisté formě snižuje pevnost betonu. Směs s přídavkem potaše se rychle zadrhne, což komplikuje styling, proto je nutné přidat superplastifikátor.
Důležité!
Uhličitan draselný je klasifikován jako nebezpečná látka vyžadující bezpečnostní opatření.
tetraboritan sodný. Lze jej použít společně s potaší nebo jako samostatnou přísadu, která zachovává strukturu betonu po rozmrazení, snižuje propustnost betonu pro vodu, zvyšuje jeho pevnost a zabraňuje praskání.
Formiát sodný (vápenatý). Urychluje tuhnutí betonu a funguje jako plastifikátor. Používá se ve spojení s naftalen lignosulfátem.
Důležité!
Jako nemrznoucí přísada se používá mravenčan sodný nebo vápenatý v koncentraci nepřesahující 6 % směsi.
dusitan sodný. Snižuje bod tuhnutí vody ve směsi. Lze použít při teplotách od 0° do minus 25°C.
Důležité!
Látka je toxická a hořlavá; jeho použití vyžaduje opatrnost. Nesmí se míchat s lignosulfonovými kyselinami, protože reakčním produktem je toxický plyn.
Přítomnost těchto složek ve složité přísadě můžete určit označením:
M – močovina (močovina),
NK – dusitan vápenatý,
MNK – močovina a dusičnan vápenatý,
HC – chlorid vápenatý (nepoužívá se do železobetonu, protože podporuje korozi),
P – uhličitan draselný (potaš).
Mezi kapalné přísady patří čpavková voda, která se získává rozpuštěním plynného čpavku ve vodě. Tato přísada nejen dodává betonu mrazuvzdornost, ale také nepřispívá ke korozi výztuže, na rozdíl od mnoha jiných nemrznoucích přísad. Navíc tuhnutí betonu spíše zpomaluje než urychluje.
Typy aditiv
Průmyslová aditiva obvykle plní několik funkcí:
snížit bod tuhnutí směsi;
regulovat rychlost vytvrzování;
urychlit reakce probíhající v roztoku;
změnit vlastnosti směsi.
Nemrznoucí přísady mohou současně dodat betonové maltě další vlastnosti:
Zvyšují pohyblivost směsi, přispívají k její optimální distribuci, snižují množství cementu ve směsi, zvyšují odolnost betonu proti vlhkosti (plastifikátory). Vyrábějí se na bázi organických polyakrylátů nebo sulfátů melaminové pryskyřice nebo naftalenu.
Zvyšte pevnost betonu (zpevňovací přísady). Obsahují síran železitý, síran hlinitý, dusitan a chlorid vápenatý.
Působí proti korozi kování, zvyšují životnost výrobků (odolné proti korozi).
regulátory mobility. Prodlužte dobu zpracování betonem, zabraňte rychlému tuhnutí.
Komplexní přísady působí v několika směrech.
Spotřeba přísad do betonu
Poměry přidávání přísad do betonové směsi mohou být pro různé přísady různé. Tyto informace musí být uvedeny v pokynech. Nedodržení doporučení výrobce má za následek snížení kvality betonu.
Spotřeba přísad je obvykle malá a pohybuje se v rozmezí 1–2 %.
Nemrznoucí směsi se přidávají v koncentraci 10-15 % hmotnostních roztoku; zesilovače vytvrzování – 3-5% hmotnosti cementu; soli urychlovače – 2-4% z celkové hmotnosti.
Spotřeba přísad může záviset na následujících faktorech:
péče o beton během zrání.
Důležité!
Aditiva jsou předem rozpuštěna ve vodě.
Aplikace
Nemrznoucí přísady jsou nezbytné při práci s předměty, které jsou venku nebo v nevytápěné (ve výstavbě) místnosti:
Bezpečnostní opatření
Většina nemrznoucích přísad jsou agresivní chemikálie; některé z nich jsou toxické.
Pravidla pro práci s přísadami:
Noste kombinézu a gumové holínky.
Používejte respirátory, brýle, rukavice.
Při práci uvnitř zajistěte větrání.
Vyvarujte se kontaktu pokožky s přísadami. Pokud k tomu dojde, důkladně se umyjte mýdlem a vodou.
V případě zasažení očí důkladně vypláchněte a okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.
Po ukončení práce si umyjte ruce a obličej.
Vlastnosti národního lití betonu. Jak nalít beton při nízkých teplotách
Ochrana proti mrazu je nutná nejen při nalévání v zimě. K vytvrzení betonu dochází nejméně do 1 měsíce a první mrazy ve středním Rusku jsou možné již v říjnu. Proto je při podzimním přelévání také nutná opatření.
Podle SNiP 3.03.01-87 “Nosné a uzavírací konstrukce” je třeba dodržovat následující pravidla pro lití betonu v chladném období:
Roztok míchejte ve vyhřívaných zařízeních nebo v teplé místnosti.
Použijte ohřátou vodu a složky směsi (kromě cementu). Voda musí být ohřátá na teplotu nepřesahující 70°C.
Nepoužívejte zmrazené materiály.
Prodlužte dobu trvání procesu tvorby vibrací o 25 %.
Ujistěte se, že beton před zmrazením získal pevnost alespoň 5 MPa.
Během zimního míchání se mění pořadí pokládání složek směsi: nejprve se nalije voda, poté se položí PGS a provede se několik otáček a jako poslední se položí cement. Doba míchání se prodlouží o 20-50%.
Důležité!
Před zahájením betonáže je nutné odstranit sníh a led z bednění a zahřát jej, stejně jako zajistit úkryt před možnými srážkami. Pro zahřívání použijte přenosné grily nebo horkovzdušné pistole.
Při míchání betonové malty z ohřátých přísad je směs teplá. Kromě toho reakce probíhající v roztoku probíhají s uvolňováním tepla. Pokud je tedy vyplněná konstrukce pokryta tepelně izolačními materiály, vytvoří se „termoefekt“, který zabraňuje zamrznutí, a v této době bude mít beton čas získat kritickou pevnost, po které již zmrazení nebude mít negativní vliv na jeho vlastnosti.
Zimní betonování se provádí průběžně. Každá vrstva se nalije dříve, než se na povrchu předchozí vrstvy vytvoří film, dokud je mokrá. Zatopené části jsou ihned pokryty tepelně izolačními materiály.
Časově náročnou a nákladnou práci s ohřevem betonu během tvrdnutí lze nahradit použitím nemrznoucích přísad.
Důležité!
Betonové výrobky vyrobené při nízkých teplotách s použitím nemrznoucích přísad získávají pevnost 28. den cca 30 % návrhu. Po rozmrazení bude vytvrzování pokračovat, takže v zimě není možné produkty plně zatížit.
Video: vlastnosti zimní betonáže
Vytvrzování
Procesy tvrdnutí betonu probíhají rychleji na povrchu výrobků. Nejprve se vytvoří tenká „kůra“ hydrokřemičitanu sodného, poté začne povrchová kontrakce a následně tuhnutí ve hmotě. Vzhledem k tomu, že stav betonu na povrchu a v hloubce je rozdílný, mohou se při příliš rychlém vysychání tvořit trhliny.
Hlavním cílem péče o beton v období získávání kritické pevnosti je zajištění optimální teploty a vlhkosti. V létě se toho dosáhne litím betonu vodou.
Při záporných teplotách voda zamrzá.
Mezi hlavní opatření pro péči o beton proto patří:
použití nemrznoucích přísad (nebo topení);
pokrytí povrchu tepelně izolačními materiály.
Video: správná péče o beton po nalití
Nevýhody nemrznoucích přísad
Kromě výhod mají nemrznoucí přísady řadu nevýhod:
zvýšit spotřebu cementu;
některé přísady mohou být toxické;
některé typy přísad mohou přispívat ke korozi výztuže;
může snížit rychlost tuhnutí betonu.
Domácí nemrznoucí přísada do betonu
Ke snížení bodu tuhnutí vody můžete použít chloridy, například chlorid vápenatý, a doma – chlorid sodný (kuchyňská sůl) v koncentraci 2-4% z celkové hmotnosti roztoku (2% při teplotě ne nižší než -5 °C, 4 % – při teplotách do -10 °C). Nevýhodou takové přísady je, že způsobuje korozi kovů, proto není vhodná pro vyztužené konstrukce.
Důležité!
Domácí nemrznoucí přísady fungují při teplotách až -10 °C.
Nejlepší volbou jsou hotové doplňky. Jsou vyvážené, funkční a opatřené jasným návodem na dávkování a způsob aplikace.
Klimatické podmínky většiny území Ruska poskytují optimální teplotu pro betonářské práce ve velmi omezených časových obdobích, takže stavitelé čelí potřebě lití betonu při nízkých teplotách. Pro získání pevnosti v podmínkách negativních teplot je nutné buď provést nákladná a časově náročná opatření k zahřátí betonu, nebo použít nemrznoucí přísady, jejichž rozmanitost vám umožní vybrat si správné složení pro jakýkoli typ konstrukce a počasí. podmínky.
