Какую температуру выдерживает цемент
Обновлено: 15.05.2024
Жаростойкие свойства цемента.
Одним из важнейших показателей жаростойкости цементов является отношение цементного камня к воздействию повышенных температур. Процесс нагревания цементного камня сопровождается фазовыми превращениями, испарением воды, выделяющейся из кристаллогидратов, изменением пористости и, как следствие, снижением прочности. По степени снижения прочности, как правило, судят о жаростойкости цемента. В зависимости от температурных условий службы бетона используют различные цементы: портландцемент, глиноземистые цементы различного состава, жидкое стекло и т. д. Высокоглиноземистые цементы, обеспечивающие высокую огнеупорность бетона, являются наиболее перспективными.
Для организации производства высокоглиноземистого цемента на ОАО «Подольск-Цемент» была создана промышленная установка, состоящая из электродуговой печи — плазменного реактора и вспомогательного оборудования: сырьевых бункеров для различных видов специальных клинкеров, смесителя-утилизатора тепла, полых анода и катода, охладителя расплава для различных режимов охлаждения специальных клинкеров.
Плазменный реактор представляет собой металлический цилиндр, футерованный изнутри двумя слоями огнеупора (ШЦУи ВГЦ бетоном) и охлаждаемый снаружи циркуляционной водой. Днище и крышка плазменного реактора футерованы ВГЦ бетоном и охлаждаются через водяные кессоны циркуляционной водой. Средняя толщина футеровки подобрана экспериментально и составляет 250 мм.
Корпус плазменного реактора имеет ряд технологических отверстий для обеспечения загрузки шихты, слива расплава, отбора газов, розжига реактора, внутреннего осмотра реактора во время работы.
На созданной установке предприятие постоянно производит высокоглиноземистый цемент требуемого состава. Возможности установки велики — она способна выпускать любые высокоглиноземистые цементы от мономинерального до полиминерального состава с добавками различных веществ, повышающих огнеупорность цемента.
Для исследования был взят высокоглиноземистый цемент, характеризующийся следующим содержанием (мас. %): моноалюминаткальция СА — 32, диалюминат кальция СA2 — 60, другие примесные соединения — 8. В качестве добавки использовали микрокремнезем и органическую кислоту.
Известно, что при гидратации высокоглиноземистого цемента образуются метастабильные гидроалюминаты кальция САН10, С2АН8, перекристаллизовывающиеся затем в кубическую форму С3АН6. Для определения степени их влияния на изменение структуры и прочности цементного камня при его нагревании до высоких температур на первом этапе были приготовлены различные гидроалюминаты по методике, опубликованной в литературе.
При нагревании САН10 в пределах 100 °С потеря кристаллизационной воды составляет 3 мол., при 150–170 °С удаляется 1,5 молекулы Н20, при 260–280 °С — 5 мол. Н20, и оставшиеся 0,5 молекулы удаляется при 800–900 °С. Фазовый анализ, по данным РФА, соответственно представлен в начале аморфной массой, а затем СА и Аl203.
Таблица №1: Результаты испытаний исследуемого цемента.
При нагревании С2АН8 теряет воду: при 100 °С — 1 %, при 170 °С — 1,5 % и при 300–320 °С — 5,5 %. При этом происходит постепенное изменение фазы от С2АН7 до С2АН4, полностью разлагающихся и превращающихся в аморфную массу. При 600 °С обнаруживается появление минерала С12А7 (d = 0,480, 0,263 нм).
При нагревании С3АН6 основная часть воды (4,5 мол. Н20) удаляется при 310–320 °С. Оставшиеся 1,5 мол. Н20 отщепляются при 500 °С. Нагревание образца до 600 °С сопровождается образованием С12А7 и СаО. Наличие свободной извести в цементном камне нежелательно, поскольку при циклическом нагревании и охлаждении возможно превращение Са(ОН)2 => СаО, что сопровождается деструкцией цементного камня, снижением прочности и даже, в определенных условиях, его разрушением.
Физико-химические исследования процесса гидратации и дегидратации высокоглиноземистого цемента с добавками и без добавок показали, что при 20 °С образуются в основном С2АН8 (бездобавочный ГЦ), перекристаллизовывающийся в С3АН6, в присутствии микрокремнезема — стерлингит С2АSH8, а органическая кислота способствует образованию САН10. При нагревании цементного камня до 200 °С степень гидратации всех цементов повышается за счет ускорения реакций взаимодействия компонентов с физически адсорбированной водой, находящейся в структуре цементного камня. Количество продуктов гидратации увеличивается, они заполняют поры в цементном камне, и прочность его повышается.
При этом состав продуктов гидратации в бездобавочном высокоглиноземистом цементе представлен кубическим гидроалюминатом кальция, в цементе с добавкой микрокремнезема — гидроалюмосиликатом кальция, а в цементе с добавкой органической кислоты — гексагональным гидроалюминатом кальция.
При дальнейшем повышении температуры нагрева происходит отщепление кристаллохимической воды из структуры гидратов, увеличение пористости и снижение прочности цементного камня. Степень снижения прочности зависит от состава цемента. Цементы с добавками показывают меньшую пористость и более высокую прочность по сравнению с бездобавочными.
Отмечено, что в присутствии добавок перекристаллизация первоначально образовавшихся гидро-алюминатов кальция замедляется и превалирует степень гидратации. Образующиеся гидраты заполняют поры и тем самым уменьшают снижение прочности цементного камня.
На основе проведенных исследований был изготовлен бетон с применением высокоглиноземистого цемента без и с добавкой указанных материалов. Как известно, свойства жаростойкого бетона зависят от природы заполнителя, который обеспечивает формирование контактной зоны между цементным тестом и заполнителем. Известны многочисленные исследования контактной зоны между заполнителем и цементным камнем. Согласно большинству из них, разрушение структуры бетона в основном зависит от степени сцепления заполнителя и цементного теста. В исследованиях показано, что главной составляющей контактной зоны является гидроксид кальция, который, главным образом, обусловливает связь «цемент–заполнитель». Эта связь обеспечивается за счет эпитаксиального роста кристаллов гидроксида кальция на поверхности заполнителя. Микроструктура контактной зоны, как правило, характеризуется большой пористостью и наличием крупных кристаллов гидроксида кальция. Однако эти данные характерны для бетонов на основе потландцемента. При гидратации высокоглиноземистого цемента, как показано выше, образуются гидроалюминаты кальция и гидроксид алюминия. Поэтому было целесообразно исследовать, как в этом случае формируется структура контактной зоны.
Для решения этой проблемы были проведены исследования с применением традиционного шамота как в качестве крупного, так и мелкого заполнителя. Для сравнения брали смесь, состоящую из шамота в качестве крупного компонента и микрокремнезем, как мелкий заполнитель. Образцы бетона нагревали при 100–1200 °С и затем исследовали методами РФА, ИКС и оптической микроскопии. Микроскопические исследования показали, что шамотные частицы окружены продуктами гидратации высокоглиноземистого цемента. Толщина контактной зоны составляет 10–15 мкм. Контактная зона образована благодаря эпитаксиальному росту кристаллов гидроалюминатов кальция на поверхности шамотных частиц. Контактная зона между микрокремнеземом и цементным тестом трудно просматривается из-за тонкого переплетения продуктов дегидратации цементных частиц. На поверхности частиц микрокремнезема наблюдается слой взаимных прорастаний продуктов его гидратации и цемента. При повышении температуры до 1200 °С, в результате реакции аморфизированных частиц, образовавшихся из дегидратированных компонентов высокоглиноземистого цемента и микрокремнезема, образуется муллит.
Исследования образцов, содержащих шамот в качестве заполнителя, показали, что микротрещины появляются вдоль зерен заполнителя, т. е. по контактной зоне. В случае образцов с микрокремнеземом формируется очень плотная контактная зона, простирающаяся как вдоль исходных негидратированных частиц, так и гидратированных фаз, что, видимо, является причиной высокой прочности бетона. Соответственно, пористость образцов очень низкая.
Таблица №2: Прочность бетонов при твердении в нормальных условиях и после нагревания.
Исследование образцов после их нагрева до 1200 °С показали значительно более высокуюостаточную прочность бетона со смесью шамота и микрокремнезема. Образцы имели высокую термостойкость — 30 циклов попеременного высушивания и увлажнения.
Таким образом, применение высокоглиноземистого цемента в сочетании с заполнителем, состоящим из шамота и микрокремнезема, весьма эффективно. Указанные высокоглиноземистый цемент и бетон на его основе рекомендуются для футеровки различных тепловых агрегатов.
При какой температуре можно заливать бетон на улице: минусовой, минимальной, в мороз
Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.
Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.
Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.
Процесс набора прочности бетонных конструкций
Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.
Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.
Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.
В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.
Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.
Отклонения от параметров существенно влияют на прочность: полное созревание монолита длится несколько лет (но набор проектной прочности должен быть завершен через 28 суток после заливки), скорость твердения меняется со временем.Влияние отрицательной температуры на твердение бетона
Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).
В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.
Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.
- Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
- В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
- Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.
- Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
- Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
- В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.
Бетонирование зимой
Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.
Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.
Основные методы прогрева бетона для заливки при минусе:Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.
Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.
Греют все материалы, кроме цемента: щебень/песок до +60, воду до +90, цемент просто на время оставляют в теплом помещении (чтобы был комнатной температуры). Потом смешивают все компоненты и выполняют заливку.Метод термоса
Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.
Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.
Электронагрев бетонной смеси
Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.
Нагрев электродами осуществляется так:- В свежезалитую смесь вводят электроды.
- Потом на электроды подают ток.
- В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.
Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.
Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.
Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.
Тут важно обеспечить удержание влаги в бетоне, чтобы он, в процессе прогрева, не пересох, что также негативно влияет на качество и прочность, как и холод (при замерзании). Расход электроэнергии (при условии, что температура окружающего воздуха составляет около -20 градусов) составляет 100-120 кВт*ч на кубический метр.
Паропрогрев бетона в зимнее время
Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками. Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.
С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.
Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.
Использование присадок при морозе
Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).
Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.
Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.
Время твердения (схватывания, застывания) бетона в зависимости от температуры
Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.
Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.
Стадии набора прочности бетонной конструкцией
Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.
Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.
Стадия схватывания
В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.
Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента.
Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.
Стадия твердения
Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.
Стандартный срок затвердевания бетона
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.
Продолжительность реакций для бетона разных марок
| Марка материала | Время схватывания, часов | Время твердения, суток |
| М100 | 3-3,5 | До 30 |
| М200 | 2-2,5 | 14-25 |
| М300 | 1,5-2 | 7-14 |
| М400 | 1-2 | 4-7 |
| М500 | <1 | 2-4 |
Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.
Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:
Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.
Специальные добавки
Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:
При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.
В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.
Набор прочности бетона в зависимости от температуры
При высоких температурах
В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.
Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.
В прохладное время
При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.
При отрицательной температуре
Набор прочности бетона при различных температурах
В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.
Снижение вязкости раствора
Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.
Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала
Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.
При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).
Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.
Предельная температура компонентов бетонного раствора
| Вид цемента | Максимальная температура воды для затворения, °С | Предельная температура наполнителя, °С | Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С |
| Глиноземистый | 40 | 20 | 25 |
| Портландцемент марки М400 и выше |
Рекомендации по ускорению процесса
Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.
Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.
Какую температуру выдерживает цемент
Вы используете устаревший браузер. Этот и другие сайты могут отображаться в нём некорректно.
Необходимо обновить браузер или попробовать использовать другой.
Применяется для приклеивания декоративных элементов из керамики, камня или других минеральных материалов к нагревающимся поверхностям. Рекомендована для кладки, облицовки, шпатлевки, затирки и ремонта печей, котлов, каминов и заделки трещин на дымоходах. Мастика устойчива к воздействию воды и температуры до +1300°C. Отличная адгезия, высокая эластичность, удобство применения, низкий расход.
Влияние пониженных и повышенных температур на твердеющий цемент.
Понижение температуры замедляет процесс твердения цемента и, следовательно, снижает его механическую прочность. Схватывание и твердение практически прекращаются при превращении воды в лед. После оттаивания этот процесс возобновляется, но конечная прочность при этом уменьшается. Быстротвердеющие цементы менее чувствительны к понижению температуры, так как характеризуются повышенным тепловыделением и быстрее наращивают прочность.
Прочность бетона к моменту возможного замораживания должна составлять не менее 50-70% от проектной в зависимости от вида конструкции. Для достижения этой прочности в зимних условиях бетон должен выдерживаться по методу термоса, основанному на применении утепленной опалубки и защитного покрытия открытых поверхностей, обеспечивающих замедленное остывание бетона до того момента, когда он приобретет требуемую прочность. Наряду с этим применяют искусственный прогрев бетона электрическим током, паром или теплым воздухом.
При зимних работах используют и так называемые противоморозные добавки, затворяя бетон на растворах солей (смесь CaC l 2 с NaCl, поташ), понижающих температуру замерзания жидкой фазы в твердеющем бетоне и ускоряющих его твердение. Применение противоморозных добавок позволяет не нагревать бетон при твердении. При использовании в качестве противоморозных добавок хлористых солей бетон можно применять только для неармированных конструкций.
Большое значение для целого ряда сооружений имеет морозостойкость уже затвердевшего цементного раствора или бетона, особенно в тех случаях, когда многократное замораживание и оттаивание сопровождаются увлажнением водой. Такое совместное действие воды и мороза наблюдается, в частности, в частях плотин, шлюзов и ряда других гидротехнических сооружений, расположенных в зоне переменного горизонта воды. Вредное действие описанных факторов объясняется тем, что вода, замерзая в порах и случайных трещинах бетона, увеличивается в объеме, что создает давление на стенки пор и вызывает в бетоне внутренние напряжения. Многократное замерзание и оттаивание могут разрушить бетон. Следует отметить, что наиболее морозостойкие бетоны получаются на основе цемента. Большое значение имеет структура бетона, его плотность и степень водонасыщения.
В зависимости от назначения сооружений и климатических условий бетон должен выдерживать от 15 до 150, а иногда и более циклов замораживания с промежуточным оттаиванием.
Воздухововлекающие добавки не только повышают морозостойкость, для чего они главным образом и предназначены, но и водонепроницаемость, улучшают подвижность и уменьшают водопотребность бетонов и растворов. При этом несколько снижается прочность и уменьшается объемный вес. Обычно при смешении цемента (без добавок) с водой и заполнителями в процессе приготовления бетонной смеси в ее состав вовлекается некоторое количество мелких пузырьков воздуха (не более 2%). Введение воздухововлекающих добавок увеличивает содержание воздуха в бетонной смеси на 3-5%, в ней образуется много мельчайших замкнутых воздушных пузырьков, равномерно распределенных по всей массе материала. Эти пузырьки воспринимают возникающее при замерзании бетона давление расширяющейся воды и тем самым ослабляют давление на стенки пор.
Повышение температуры ускоряет процесс твердения цемента и увеличивает его прочность. Необходимым условием при этом является наличие влажной среды. В противном случае повышение температуры может значительно понизить прочность твердеющего цемента.
С учетом этого заводы бетонных изделий пользуются следующими приемами, ускоряющими процесс твердения бетона: пропариванием в пропарочных камерах насыщенным паром нормального давления; запариванием бетонных изделий в автоклавах паром под давлением около 9 атм; электропрогревом твердеющего бетона. Наиболее распространен первый метод, причем обычно через 10-12 ч пропаривания достигается не менее 70% отпускной прочности изделий. Через 28 суток прочность пропаренных изделий все же на 10-20% ниже прочности изделий, твердевших весь этот срок при обычных температурах.
Затвердевшие растворы и бетоны не могут считаться вполне огнестойкими, а тем более огнеупорными, так как продукты, составляющие затвердевший цементный камень, разрушаются при повышенных температурах. Так, например, Са(ОН)2 обезвоживается при 547 0 С, а гидросиликат кальция начинает терять гидратную воду при температуре 180-200 0 С. Тем не менее бетон оказывается достаточно стойким при пожарах, так как в этом случае высокие температуры действуют только на его поверхность, внутри же него температура не доходит до критических пределов.
Читайте также: