Na de voltooiing van monolithisch werk begint een vrij lange fase van blootstelling en versterking van de sterkte van gewapend beton. We zullen u vertellen wat voor soort zorg beton nodig heeft tijdens het uitharden, hoe het te versnellen en welke fysische en chemische verschijnselen dit proces vergezellen..
Chemie van het verhardingsproces
De constructie van betonconstructies die volledig voldoen aan de ontwerpkenmerken is een echte kunst die niet kan worden begrepen zonder de complexe en continue opeenvolging van transformaties die plaatsvinden in de structuur van het materiaal te begrijpen. De prototypes van bouwmappen, die vaag aan modern cement doen denken, verschenen in het 3e of 2e millennium voor Christus. De samenstelling en de verhouding van de componenten van dergelijke mengsels werden echter uitsluitend experimenteel gekozen tot het einde van de 18e eeuw, toen het zogenaamde “Romeins cement” werd gepatenteerd. Dit was de eerste mijlpaal in de wetenschappelijke benadering van de ontwikkeling van constructief beton..
De chemische aard van de verharding van modern cement is zeer complex, het omvat een lange keten van processen die in elkaar overlopen, waarbij eerst de eenvoudigste chemische bindingen worden gevormd en vervolgens steeds sterkere fysieke bindingen, wat leidt tot de vorming van een monolithisch steenachtig materiaal. Het heeft geen zin om deze processen in detail te beschouwen voor een persoon die onervaren is in scheikunde als een wetenschap, het is veel nuttiger om de uiterlijke tekenen van dergelijke verschijnselen en hun praktische betekenis te beoordelen..
In de moderne bouw wordt een overwegend Portland-cementmengsel gebruikt, bestaande uit gebakken klei, gips en kalksteen, en vanuit chemisch oogpunt uit oxiden van calcium, silicium, aluminium en ijzer. Primaire grondstoffen ondergaan een warmtebehandeling en fijnmalen, waarna de componenten in een nauwkeurig gedefinieerde verhouding worden gemengd. Het belangrijkste doel van verwerking in het productieproces is het verbreken van de natuurlijke chemische en fysische bindingen van stoffen, die vervolgens worden hersteld in aanwezigheid van water. Cement hardt, in tegenstelling tot onbehandelde klei en kalk, niet uit door uitdroging, maar door hydratatie, daarom leidt bevochtiging na de uiteindelijke uitharding niet tot verzachting en een toename van de viscositeit.
Sterkte van beton
In tegenstelling tot atmosferische bindmiddelen, die snel uitharden aan de lucht, hardt cement bijna de gehele levensduur van betonconstructies uit. Dit komt doordat er in de dikte van het bevroren product stoffen achterblijven die geen tijd hebben gehad om met water te reageren. In feite wordt bij de productie van een betonmengsel water eraan toegevoegd in een hoeveelheid die duidelijk onvoldoende is voor de reactie van alle deeltjes van het minerale bindmiddel. Dit komt door het feit dat het verhoogde watergehalte in beton leidt tot delaminatie, aanzienlijke krimp tijdens het uitharden en het optreden van interne spanningen.
Desalniettemin blijven de restanten van mineralen reageren, omdat beton in zijn dikte een vochtgehalte heeft dat niet nul is. Hierdoor vindt de verharding ervan niet onmiddellijk plaats, maar gedurende een lange tijd. Van de gehele uithardingsperiode is de meest intense periode te onderscheiden, die voor beton op portlandcement 28-30 dagen is. Als het betonproduct gedurende deze tijd in de juiste omstandigheden verkeert, neemt het 100% van de ontwerpsterkte aan. Tegelijkertijd bereikt de sterkte van beton na slechts 6-8 dagen verharding 60-70% van het merk, en een derde van de berekende sterkte van het product verwerft al na 2-3 dagen..
Seizoensgebonden bijzonderheden
Het harden van mengsels op een cementbindmiddel gaat gepaard met twee processen: een lichte toename in volume en warmteafgifte. Hierdoor kan het verloop van de uithardingsreacties aanzienlijk variëren, afhankelijk van de externe omstandigheden..
Eerst moet u omgaan met de toename van het volume. Dit proces heeft bepaalde praktische voordelen: het vergemakkelijkt de scheiding van de bekisting en rekt de wapening voor, waardoor de kwaliteit van de hechting toeneemt en het staal de trekbelasting vrijwel onmiddellijk na het ontstaan ervan kan waarnemen, waarbij het stadium van elastische vervorming wordt omzeild. Negatieve gevolgen van uitzetting treden op in situaties waarin beton wordt beperkt door de vorm, bijvoorbeeld bij het storten van betonnen dekvloeren, pluggen in geprefabriceerde monolithische constructies en het vervaardigen van producten in starre permanente bekisting. In dergelijke gevallen is een samendrukbare schaalinrichting vereist om lineaire uitzetting te compenseren..
Het vrijkomen van warmte kan zowel positieve als negatieve effecten hebben. Eerst moet u begrijpen dat de verwarming van de uithardende betonmassa het meest uitgesproken is in de eerste 50 uur na de bereiding van het mengsel. De intensiteit van de verwarming neemt toe naarmate de afmetingen van het product toenemen, omdat het moeilijker is om warmte uit het beton te verwijderen. U moet er ook rekening mee houden dat beton met een hoog cementgehalte meer opwarmt dan van lage kwaliteit.
Bij lage luchttemperaturen maakt het vermogen van beton om tijdens het uitharden op te warmen het relatief gemakkelijk om normale temperatuuromstandigheden te handhaven. Ondanks het feit dat onder normale omstandigheden de minimumtemperatuurmarkering voor betonwerken +5 ° C is, is het mogelijk om producten in een vaste bekisting van geëxpandeerd polystyreen te gieten, zelfs bij vorst tot -3 ° C: de eigen warmteafgifte zorgt ervoor dat de vereiste temperatuur gehandhaafd blijft. Zelfs gewone betonconstructies kunnen worden beschermd met isolatiemateriaal om het gewenste temperatuurregime te behouden of om kassen uit te rusten waarin eenvoudig een positieve temperatuur wordt gehandhaafd. Het is belangrijk op te merken dat nadat het beton 50-60% van zijn sterkte is uitgehard, vorst geen destructief effect heeft, omdat het meeste water al tijd heeft gehad om te reageren. De uithardingssnelheid daalt echter tot bijna nul, waarmee bij het bepalen van de belichtingstijd rekening moet worden gehouden.
Bij warm weer heeft de natuurlijke verwarming van het betonmengsel een negatief effect. Water verdampt te snel van het oppervlak, bovendien veroorzaakt verwarming lineaire uitzetting, vergezeld van het openen van scheuren, wat onaanvaardbaar is tijdens het uitharden van beton. Daarom moeten massieve producten die aan de zon worden blootgesteld, constant worden bevochtigd en gekoeld met stromend water, in ieder geval in de eerste 7-10 dagen na het gieten. De rest van de uithardingstijd kan het beton onder de afdekking van de polyethyleenfilm blijven.
Versnelling van zetting en krachtontwikkeling
Afhankelijk van het merk duurt het 20-30 uur voordat het beton eindelijk vorm krijgt, waarna het overvloedig met water kan worden gegoten om het uithardingsproces intenser te maken. Hoge temperatuur bevordert ook een versnelde uitharding, maar alleen op voorwaarde dat de verwarming gelijkmatig is over de gehele dikte van het gietproduct. Dus in de fabrieken van betonwaren wordt de uitharding versneld door het product met stoom te besproeien met een temperatuur van 70-80 ° C, maar er moet aan worden herinnerd dat verhitting boven 90 ° C destructief is voor het verharden van beton.
De maximale snelheid van sterkteontwikkeling kan worden gegarandeerd door de juiste water-cementverhouding van het bereide mengsel, vastgesteld door GOST 30515 2013. U kunt het proces ook versnellen door verschillende additieven toe te voegen: calciumchloride, natriumsulfaat en chloride, natriumcarbonaat (soda). Maar er moet aan worden herinnerd dat het gebruik van hardingsversnellers wordt beperkt door hun beperkende inhoud, evenals door het type betonconstructie, het merk beton en wapening en het type cement dat wordt gebruikt. GOST 30459–96 kan hierover meer duidelijkheid verschaffen..
Concluderend moet worden opgemerkt dat in de civiele techniek de noodzaak om de verharding van beton te versnellen uiterst zeldzaam is. Beton krijgt de meeste merksterkte snel genoeg, daarom kunnen in het geval van gietvloeren of versterkte banden de bouwwerkzaamheden al 7-10 dagen na de voltooiing van monolithische werken worden voortgezet. Als we het hebben over de fundering, dan heeft het bijna geen zin om de uitharding te versnellen: de basis van het gebouw moet binnen een jaar krimpen zodat de ondersteunende bodemlaag tijd heeft om te stabiliseren en een mogelijke vervorming kan worden geëlimineerd met een corrigerende laag of tijdens de opbouw van de kist.
Hoe kunnen we ervoor zorgen dat beton sneller uithardt en sterker wordt? Wat zijn de methoden die kunnen worden gebruikt om de uithardingstijd van beton te verkorten?
Hoe kan beton zijn kracht vergroten en is er een manier om het uithardingsproces te versnellen? Is er een specifieke methode of techniek die hiervoor wordt gebruikt? Ik ben benieuwd naar de mogelijkheden om beton sterker en sneller te maken. Kan iemand hier meer informatie over geven? Alvast bedankt!