Konkrete abbindezeit: chemische und physikalische modelle.
Wie lange dauert der Beton? Welche Prozesse laufen während der Umwandlung einer halbflüssigen Lösung in ein festes Material ab? Wie beeinflusst die Lufttemperatur diese Prozesse? Lass es uns herausfinden.
Begreifen: Chemie und Physik
Для начала давайте выясним, что это за процесс - схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).
Um zu klären: Alle Prozesse in Beton, genauer gesagt, ist es richtiger, Zementhydratation zu nennen. Aus naheliegenden Gründen sind weitaus chemisch resistenterer Quarzsand und Schotter nicht an der Reaktion beteiligt.
Chemisches Modell
Wenn Portlandzement mit Wasser in Kontakt kommt, beginnen mehrere chemische Prozesse gleichzeitig, wodurch Oxide sowie Aluminium- und Calciumsalze in Hydroaluminate bzw. Hydrosilikate umgewandelt werden.
Die Hauptreaktionen sind wie folgt:
- 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
- Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
- 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.
Alle drei Reaktionen laufen unter Freisetzung einer geringen Wärmemenge ab. Um den Zement vollständig zu hydrieren, muss er mit Wasser im Verhältnis 1: 0,4 gemischt werden. Gleichzeitig sind etwa 60% der gesamten Wassermenge an den eigentlichen chemischen Prozessen beteiligt. Die verbleibende Flüssigkeit bleibt in den Zellen des zukünftigen Betons eingeschlossen und bildet ihre poröse Struktur. es wird in einigen Wochen oder sogar Monaten verdunsten.
Parallel zur Hydratation der Zementmineralien in der Betonmasse finden mehrere langsame Reaktionen statt, die allmählich zu einer Reihe von Markenbeton führen:
- Löschkalk Ca (OH) 2 wird in Verbindung mit Kohlendioxid allmählich in starkes und wenig lösliches Calciumcarbonat CaCO3 umgewandelt.
- Die Zugabe von Siliciumdioxid zu dieser Reaktion führt zu nicht weniger dauerhaften und stabilen Calciumsilicaten.
Physikalisches Modell
Wie sieht der Prozess in Bezug auf physikalische Prozesse in der Betonmasse aus?
| Zeit vom Beginn der Hydratation | Fließende Prozesse |
| 5 Minuten | Die Oberfläche der Zementkörner ist mit nadelförmigen Kristallen aus Calciumaluminat 3CaO * Al2O3 bedeckt. |
| 6 Stunden | Die Kristalle wachsen so stark, dass sie ein gemeinsames Kristallgitter bilden. Die ersten räumlichen Verbindungen entstehen zwischen den Zementkörnern. |
| 8-10 Stunden | Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов - своеобразного «ворса» из силикатов кальция. |
| 24 Stunden | Calciumsilikate verdrängen das Aluminatgitter und bilden ein eigenes starkes Netzwerk zwischen festen Füllstoffen. |
| 28 tage | Zementstein besteht vollständig aus Calciumsilikatkristallen. Aluminate extrudiert. |
Reaktionszeit
Wie viel Zeit die Betonkupplungen haben, ist im Allgemeinen aus der vorherigen Tabelle ersichtlich. Nach 6 Stunden ist seine Masse nicht mehr beweglich; Nach einem Tag verliert es seine Plastizität, bleibt aber brüchig. Die volle Markenkraft gewinnt das Material in etwa einem Monat.
Referenz: Die Markenstärke entspricht der maximalen Druckkraft, die Beton ohne Zerstörung aushalten kann. Der Aufwand wird in Kilogramm pro Quadratzentimeter gemessen. Daher muss Beton M200 200 kgf / cm2, M300 - 300 kgf / cm2, M400 - 400 kgf / cm2 und so weiter standhalten.
Die obige Tabelle gilt jedoch für die sogenannten Normalbedingungen: + 18-22 ° bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 60%. Was passiert bei Abweichungen in die eine oder andere Richtung?
| Abweichung | Beeinflusst von |
| Temperatur senken | Bei niedrigen Temperaturen (von 0 bis +18) verlangsamt sich die Reaktionsgeschwindigkeit; Die Einstellung kann bis zu 5-7 Tage dauern. Wenn die Temperatur des Betons unter 0 Grad fällt, kristallisiert das Wasser und die Hydratisierung von Portlandzement stoppt vollständig. |
| Temperaturerhöhung | Reaktionen werden bis zu einem gewissen Grad beschleunigt; Bei 90 ° C und höher beginnt das Wasser jedoch schneller aus seiner wachsenden kristallinen Struktur zu verdampfen, als es mit ihm reagiert. Dadurch hört die Aushärtung wieder auf. |
| Geringere Luftfeuchtigkeit | In trockener Luft verdampft Wasser schnell aus der Betonoberfläche, wodurch die Festigkeit abnimmt und Risse auftreten. |
| Erhöhte Luftfeuchtigkeit | При нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 Stunden. |
Wie kann man Abweichungen vom Normalmodus ausgleichen?
- Bei Hitze und trockenem Wetter wird die Struktur in der Schalung zwei- oder dreimal täglich mit nassem Sägemehl, nassem Sägemehl oder mit Wasser bewässert.
- Bei Temperaturen bis -5 ° C genügt es, jungen Beton abzudecken und wenn möglich zu isolieren. Die während der Hydratisierung freigesetzte Wärme lässt kein Wasser gefrieren.
- Bei niedrigeren Temperaturen ist eine Erwärmung erforderlich. Die Alternative ist die Verwendung von Winterbetonsorten, die sich dank spezieller Zusatzstoffe bei negativen Temperaturen abbinden lassen.
Es ist nützlich: Dank der Frostschutzmittelzusätze steigt der Kubikmeterpreis nur um 100 bis 300 Rubel pro Kubikmeter. Eigentlich ist Winterbeton einfach mit den eigenen Händen zuzubereiten: Der Zusatz von Frostschutzmitteln (z. B. Antifreeze DS) wird in der Menge von 1 Gew .-% Zement reduziert.
Nützliches
- Die Gesamtstärke kann die Note überschreiten. Unter normalen Bedingungen erreicht die Festigkeit einer Betonstruktur in 3 Monaten 120%.
- Es ist möglich, Schalungen zu entfernen und den Monolithen in 3-4 Tagen zu begehenich Bearbeitung, Mauern auf Betonfundamenten bauen usw. vielleicht in 10-14 Tagen.
- Es ist nicht wünschenswert, Schlaginstrumente zu verwenden, bis die volle Stärke erreicht ist.. Wenn eine Bearbeitung erforderlich ist, ist es vorzuziehen, den Stahlbeton mit Diamantkreisen und Diamantbohrungen in den Beton zu schneiden: In diesem Fall können Sie keine Risse und Späne fürchten.
Fazit
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).
Wie üblich enthält das Video in diesem Artikel zusätzliches Material. Erfolge!