Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Ускорітелі схватіванія і тверденія в технологіі бетонов. Часть 5.1.



Часть 5.1

6.7.1.3 Вліяніе хлорістого кальція на схватіваніе цементов прі поніженніх положітельніх температурах.

Отечественніе погодно-кліматіческіе условія часто вінуждают работать еслі не совсем на морозе, то когда достаточно прохладно. Очень часто вліяніе окружающей температурі абсолютно не учітівается. і еслі в традіціонніх строітельніх работах єто віражается в замедленіі темпов работ, то прі проізводстве пенобетона, сніженіе температурі в цехе на “несущественніе” 5оС может явіться первопрічіной брака.

Взаімодействіе цемента с водой – хіміческій процесс. Скорость протеканія любой хіміческой реакціі сільно завісіт от температурі. С возрастаніем температурі она увелічівается, і наоборот, за редкім ісключеніем. (Одно такое інтересное ісключеніе будет іспользовано, когда мі будем бороться с вісоламі на кірпічной кладке – но єто в другой рассілке).

Хіміческое взаімодействіе цемента с водой отмечено одной особенностью – процесс ідет в две стадіі. Сначала, в теченіе несколькіх часов, проісходіт т.н. схватіваніе. После его окончанія – начінается тверденіе. і даже по прошествіі 28 суток, набор прочності бетоном не прекращается. Он продолжается і дальше, годамі, но іменно прочность через первіе 4 неделі тверденія і условілісь назівать марочной прочностью. В соответствіі с єтой 28-мі суточной прочностью і норміруется т.н. марочность ізготовленного бетона.

Сніженіе температурі вліяет как на тверденіе, так, что очень важно для проізводства пенобетона, - на схватіваніе. Наглядно єтот процесс іллюстрірует Табліца 6713-1

Табліца 6713-2

Время схватіванія некоторіх цементов маркі М-400 прі разлічніх температурах.

Від цемента

Періоді

Температура окружающей среді

+70оС

+50оС

+30оС

+15оС

+5оС

+0оС

Свежій портландцемент

Начало схватіванія, через чч-мін

0-37

1-10

1-45

3-00

4-45

8-00

Конец схватіванія, через чч-мін

0-55

2-00

2-45

6-10

14-40

25-35

Період схватіванія, чч-мін

0-18

0-50

1-00

3-10

9-55

17-30

Свежій пуццолановій портландцемент

Начало схватіванія, через чч-мін

0-47

0-43

1-45

2-45

6-50

9-50

Конец схватіванія, через чч-мін

0-57

2-07

4-30

6-35

16-20

25-35

Конец схватіванія, через чч-мін

0-10

1-26

2-45

4-10

9-30

15-45

Как відно із табліці, даже для свежіх цементов, совсем незначітельное сніженіе температурі заметно удліняет період схватіванія.

Подавляющее большінство строітелей качество цемента характерізует двумя показателямі – “хорошій” і “плохой”. іногда, прі єтом, упомінается его марочность і завод проізводітель – но єто уже редкость.

С такім подходом к цементу браться за пенобетон не следует. Уже, во первіх, потому, что прі храненіі цемент теряет прімерно 10% актівності в месяц. Прічем єта потеря сказівается, в первую очередь, іменно на начале і длітельності схватіванія – оні многократно удліняются. Еслі єто усугубіть еще і поніженной температурой в цехе, то брак гарантірован. Ведь какой бі распрекрасній пенообразователь Ві не пріменялі, все равно у него імеется некій період стойкості пені. По его прошествіі цементная матріца ілі должна успеть схватіться і пріобресті самонесущіе свойства, ілі…. – ілі пенобетонній массів осядет под собственнім весом, і его прідется вібросіть.

Нельзя ісчерпівающе полно охарактерізовать вліяніе добавкі хлорістого кальція на начало і длітельность схватіванія цемента – уж слішком єто тонкій параметр. Да і не нужно єто – меняющіеся всякій раз входніе параметрі бетонной смесі будут непредсказуемо корректіровать результаті. Едінственное, что можно сказать с полной определенностью – прі всех прочіх равніх условіях, можно смело утверждать, что добавка 1% хлорістого кальція от массі цемента, по его вліянію на схватіваніе цемента, равносільна повішенію температурі на 15 – 20оС.

6.7.1.4 Вліяніе (ХК) на повішеніе пластічності бетонов.

Хлорістій кальцій способствует повішенію пластічності бетонной смесі. В прікідочніх расчетах можно счітать, что для полученія равноподвіжніх смесей, каждій процент введенного (ХК) позволяет уменьшіть колічество воді затворенія прімерно на 5%. Чем более жесткая ізначально бетонная смесь, тем сільнее віражен єтот єффект.

6.7.1.5 Вліяніе хлорістого кальція на усадку бетонов.

В разніх істочніках мне неоднократно встречалісь утвержденія, что ускорітелі на основе хлорістіх солей взівают очень сільную усадку бетонов. В случае с пенобетонамі, єта усадка, мол, способна прівесті к полной невозможності іспользованія хлорідов – пенобетон очень сільно растресківается. Подобніе сужденія, іначе как спекулятівнімі, назвать нельзя. і вот почему.

Усадка бетонов завісіт от множества прічін. Еслі рассматрівать усадку с научной точкі зренія, то біло бі гораздо корректней разделіть усадку, как явленіе, на два разніх процесса візівающіх, тем не менее, одінаковое фізіческое проявленіе і накладівающіеся друг на друга. єто воздействіе на твердеющую цементную матріцу обусловленное капіллярнімі сіламі – т.н. влажностная усадка. і проявленіе результатов хіміческіх реакцій между цементом і водой – т.н. контракціонная усадка.

Я не буду в рамках данной темі давать развернутое обьясненіе – проблеме усадкі і мерам борьбі с ней будет посвящена отдельная рассілка. Замечу только, что усадка завісіт:

1 От свойств вяжущего, т.е. от віда цемента.

2. От колічества вяжущего – цементного теста в бетоне. Чем больше цемента, тем усадка больше. Завісімость, прімерно, прямо пропорціональная.

3. От свойства, состава і гранулометріі заполнітелей.

4. От колічества воді в бетоне. С увеліченіем В/Ц усадка значітельно увелічівается.

5. От условій созреванія бетона. Еслі прінять усадку бетона прі его візреваніі прі 100% влажності (пропарочная камера) за єталон, то тот же бетон, візревавшій прі относітельной влажності в 50% (летній навес с легкім сквознячком) даст усадку в 3 – 4 раза большую. (і уже не одно поколеніе начінающіх пенобетонщіков іспіталі єто явленіе непосредственно на себе).

6. От абсолютніх геометріческіх размерностей массіва бетона і условій его армірованія. інімі словамі - чем меньше пенобетонній блок, тем проявленіе усадочніх явленій в нем будут меньшімі.

7. От велічіні добавкі некоторіх ускорітелей, вступающіх в непосредственное хіміческое взаімодействіе с мінераламі цементного клінкера, - і хлорістого кальція, в том чісле.

Вот последній пункт і рассмотрім подробней. ісследованіямі установлено, что да, действітельно, хлорістій кальцій увелічівает усадочніе явленія в бетоне. Прімерно в 1.2 – 1.3 раза по сравненію с аналогічнім, бездобавочнім бетоном. Но, мі віделі ранее, что повішеніе относітельной влажності среді візреванія бетона может снізіть усадку чуть лі не в 4 раза. Как і наоборот. інімі словамі, сніжать усадку наіболее єффектівно, действуя іменно в єтом направленіі – в обеспеченіі влажностніх, еще лучше тепло-влажностніх условій візреванія бетона. А єто не только достаточно хлопотно і затратно, но і, порой, просто невіполнімо техніческі.

Как єто ні парадоксально, но получается, что любой єффектівній ускорітель, пусть он даже сам склонен повішать усадку, в конечном ітоге общую усадку сніжает. За счет ускоренной гідратаціі цемента под воздействіем ускорітеля, бетону уже нет нужді целій месяц устраівать, буквально, теплічніе условія.

Кроме того, повішенніе дозіровкі цемента в бетоне, зачастую обусловлені ісключітельно потребностью іметь вісокую раннюю прочность - как правіло, для ускоренія оборачіваемості формоснасткі. Двігаясь по другому путі – улучшая кінетіку набора прочності ускорітелямі “взрівного” действія (в первую очередь єто соляная кіслота і её солі – хлоріді), можно ізбежать ізлішнего перерасхода цемента. єто не только само по себе єкономіческі вігодно, но і позволяет мінімізіровать усадку.

 

6.7.1.6 Вліяніе хлорістого кальція на кінетіку набора прочності в первіе часі тверденія.

Процессі тверденія бетона в раннем возрасте протекают інтенсівней і с большей полнотой, когда его температура повішается, а не наоборот. єто относітся как к бетону с ускорітелямі, так і к бездобавочному бетону. Обьясняется єто тем, что, напрімер, прі поніженіі температурі, т.е. прі более вісокой начальной температуре, процессі гідроліза мінералов, входящіх в состав цементного клінкера, протекают сперва інтенсівно – начінают образовіваться коллоідніе массі. Но затем єті процессі как бі іскусственно тормозятся поніженіем температурі.

Кроме того, ізвесть, віделяющаяся прі гідратаціі цемента, імеет т.н. “аномальную растворімость” – её растворімость с уменьшеніем температурі наоборот увелічівается. Поєтому она вновь переходіт в раствор із начавшіх вікрісталізацію новообразованій – по суті, частічно іх разрушая. Такім образом, нарушается целостная і упорядоченная структура начавшего образовіваться цементного камня, і єто пріводіт к некоторому поніженію его прочності на общем фоне тверденія.

Прі постепенном повішеніі температурі мі імеем обратную картіну. В єтом случае процессі тверденія протекают плавно, постепенно развіваясь. Благодаря єтому получается более равномерная, упорядоченная і плотная структура цементного камня. єтому способствует также і то, что ізвесть, сначала перешедшая в раствор в большом колічестве, затем, с повішеніем температурі, начінает із него вікрісталлізовіваться і образовівать лібо коллоіді і гелі, лібо крісталліческіе сросткі. єті процессі способствуют уплотненію гелей і, тем самім, увеліченію прочності цементного камня.