Схватывание и твердение бетона или цемента. Гидратация бетона это


гидратация цемента, схватывание бетона, твердение бетона, гидратация

Многие знают, что цемент при взаимодействии с водой твердеет и превращается в так называемый цементный камень. Однако, немногие знают суть этого процесса: как твердеет, почему твердеет, что нам даёт осознание происходящей реакции и каким образом мы можем на неё воздействовать. На сегодняшний момент понимание всех стадий гидратации позволяет учёным изобретать новые добавки в бетон или цемент, так или иначе воздействующие на процессы, происходящие в период схватывания цемента и твердения бетонной или ЖБИ конструкции.

Заводы выпускающие ЖБИ или товарный бетон могут пользоваться этими добавками с огромной пользой для себя. Это и экономия электроэнергии и газа за счёт сокращения сроков пропаривания ЖБИ изделий, и снижение трудозатрат на вибрирование, и скорость оборачивания формоснастки или опалубки, и экономия цемента, и улучшение качественных характеристик товарного бетона и изделий ЖБИ. Всё это возможно за счёт применения специальных добавок для бетона или цемента. Перечень используемых на сегодняшний день добавок довольно велик, поэтому ему посвящён отдельный раздел добавки в бетон.

Вообще, в процессе набора прочности бетона присутствуют две основные стадии:

  • схватывание бетона довольно короткая стадия, происходящая в первые сутки жизни бетона. Время схватывания бетона или цементного раствора существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При классической расчётной температуре 20 градусов начало схватывания цемента происходит примерно через 2 часа после затворения цементного раствора, а конец схватывания наступает примерно через три часа. То есть - процесс схватывания занимает всего 1 час. Однако, при температуре 0 градусов этот период растягивается до 15-20 часов. Чего говорить, если само начало схватывания цемента при 0 градусов начинается лишь спустя 6-10 часов после затворения бетонной смеси. При высоких температурах, например при пропаривании ЖБИ в специальных камерах мы ускоряем период схватывания бетона до 10-20 минут!

    В течение периода схватывания бетон или цементный раствор остаются подвижными, на них ещё можно воздействовать. Тут действует механизм тиксотропии. Пока Вы "шевелите" несхватившийся до конца бетон, он не переходит в стадию твердения, и процесс схватывания цемента растягивается. Именно поэтому доставка бетона на бетоносмесителях, сопровождающаяся постоянным перемешиванием бетонной смеси, способна сохранить её основные свойства. При желании прочтите подробности про основные свойства и состав бетона.

    Из личного опыта могу вспомнить экстраординарные случаи, когда наши миксера с бетоном стояли и "молотили" на объекте по 10-12 часов, в ожидании разгрузки. Бетон в такой ситуации не твердеет, но происходят некие необратимые процессы, существенно снижающие его качества в дальнейшем. Мы называем это свариванием бетона. Особенно критичны такие мероприятия летом в жару. Вспомните сокращённые сроки схватывания цемента при высокой температуре, о которых мы говорили выше. Менеджеры и диспетчера Компании BESTO стараются избегать подобных казусов, но иногда происходят непредвиденные ситуации, в основном связанные с обрушением некачественной опалубки. Бетон разливается, все бегают, пытаясь его собрать, восстанавливают опалубку, а время идёт, а ещё не разгрузившиеся бетоносмесители с бетоном стоят и молотят. Хорошо, если есть куда переадресовать, а если нет? Одним словом - беда.

  • твердение бетона это процесс наступает сразу после окончания схватывания цемента. Представьте, что мы при помощи бетононасоса наконец-то уложили бетон в опалубку, он благополучно схватился, и тут собственно и начинается процесс твердения бетона. Вообще, твердение бетона и набор прочности ЖБИ идёт не месяц, и не два, а годы. 28 суточный срок регламентирован лишь для того, чтобы гарантировать определённую марку бетона на тот или иной период. График набора прочности бетона или ЖБИ нелинеен и в первые дни и недели процесс происходит наиболее динамично. Почему же так? А вот как раз давайте разберёмся. Пришла пора поговорить про процесс гидратации цемента.

Минералогический состав и гидратация цемента

Мы не будем здесь разбирать сами стадии получения портландцемента, для этого есть специальный раздел, описывающий производство цемента более подробно. Нас интересует лишь состав цемента и его основные компоненты, вступающие в реакцию с водой при затворении цементного раствора или бетона. Итак. В качестве основы портландцемента рассматриваются четыре минерала, полученные в результате всех стадий производства цемента:

  • C3S трёхкальциевый силикат
  • C2S двухкальциевый силикат
  • C3A трёхкальциевый алюминат
  • C4AF четырёхкальциевый алюмоферит

Поведение каждого из них на разных стадиях схватывания бетона и его твердения, существенно отличается. Одни минералы вступают в реакцию с водой затворения сразу, другие немного погодя, а третьи - вообще не понятно зачем здесь "ошиваются". Давайте рассмотрим всех по порядку:

C3S трёхкальциевый силикат 3CaO x SiO2 минерал участвующий в процессе нарастания прочности цемента в течение всего времени. Без сомнения, он является главным звеном, хотя, в период первых суток жизни бетона у трёхкальциевого силиката есть серьёзный более шустрый соперник C3A, о котором мы упомянем позже. Процесс гидратации цемента является изотермическим, то есть - химическая реакция сопровождающаяся выделением тепла. Именно C3S "греет" раствор цемента при затворении, прекращает греть в период с начала затворения до момента начала схватывания, затем выброс тепла в течение всего периода схватывания и дальше происходит постепенное снижение температуры.

Трёхкальциевый силикат и его вклад в набор прочности бетона наиболее значим лишь в первый месяц жизни бетонной или ЖБИ конструкции. Это те самые 28 дней нормального твердения. Далее, его влияние на набор прочности цемента ощутимо уменьшается.

C2S двухкальциевый силикат 2CaO x Si02 начинает активно действовать лишь спустя месяц после затворения цемента в бетонной смеси, как будто принимая смену у своего трехкальциевого брата-силиката. В течение первого месяца жизни бетона или ЖБИ он в общем-то валяет дурака и ждёт своего часа. Это период безделья и расслабухи можно существенно сократить за счёт применения специальных добавок в цемент. Зато, его действие длится годами, в течении всего периода нарастания прочности железобетона, ЖБИ или бетона.

C3A трёхкальциевый алюминат 3CaO x Al2O3 наиболее активный из перечисленных. Он начинает кипучую деятельность с самого начала процесса схватывания. Именно ему мы обязаны за набор прочности, в течение первых дней жизни бетона или железобетона. В дальнейшем его роль в твердении и наборе прочности минимальна, но в скорости ему нет равных. Марафонцем его не назовёшь, а вот спринтером, пожалуй - да.

C4AF четрыёхкальциевый алюмоферит 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 это как раз тот самый, который - "непонятно зачем вообще здесь ошивается". Его роль в наборе прочности и твердении минимальна. Незначительное воздействие на набор прочности отмечается лишь на самых поздних сроках твердения.

Все перечисленные компоненты при затворении водой вступают в химическую реакцию, благодаря которой происходит нарастание, сцепление и осаждение кристаллов гидратированных соединений. По сути, гидратацию можно назвать и кристаллизацией. Так наверное понятней.

Благодаря стараниям учёных и научным разработкам многочисленных испытательных лабораторий и НИИ стало возможным прогнозируемое и регулируемое воздействие на процесс гидратации цемента, влияние на начало и конец схватывания, регулируемая подвижность бетона, его прочность, коррозионная стойкость и так далее. В основном это делается за счёт применения специальных добавок в бетон. Спектр доступных методов воздействия на процесс схватывания цемента и дальнейшего набора прочности бетона или ЖБИ довольно широк и более подробно он описан в разделе добавки для бетона.

Компания БЭСТО поставляет товарный бетон и раствор, изготовленные с применением самых современных добавок, позволяющих получать бетонные смеси и цементные растворы с улучшенными показателями по морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности и т.д. Современное дозирующее и бетоносмесительное оборудование помогает добиться наилучших результатов по однородности состава бетонной смеси или цементного раствора.

Надеюсь, что не загидратировал Вам мозги своими силикатами и алюминатами. С трёхкальциевым приветом, Эдуард Минаев.

www.avtobeton.ru

Гидратация цемента | полезная информация

Гидратация или схватывание цемента – это физико-химическое связывание воды и компонентов цементного порошка. Когда цемент смешивается с водой в полученном составе сразу начинают формироваться новые внутрикристаллические связи, прочность которых постепенно нарастает, что приводит к застыванию и затвердеванию смеси до состояния искусственного камня.

После завершения процесса гидратации цементный камень приобретает способность расширяться при нагревании так же, как сталь.

Цемент начинает схватываться примерно через 90 минут после смешивания порошка с водой. Поэтому необходимо доставить готовое цементное тесто на строительную площадку, используя автобетоносмесители, и осуществить его укладку за этот промежуток времени.

Расчет количества воды для полной гидратации цемента

Соотношение воды и цемента для полной гидратации смеси должно быть 2:3. Химически связывается примерно 25 % молекул воды, а остальные находятся в гелевых порах бетона в физически связанном виде. Если добавить в цемент меньше жидкости, чем нужно, цементные зерна не смогут полностью гидратироваться, даже если их полностью погрузить в воду. А если воды будет больше на 40 %, то в процессе связывания смеси образуются капиллярные поры диаметром примерно в 1000 раз больше, чем у гелевых. Большее количество жидкости обычно используется при производстве удобоукладываемого бетона. Точное соотношение воды и сухого цементного порошка всегда указывается в рецептуре приготовления бетонной смеси.

Для работы с бетонными смесями компания Putzmeister предлагает высококачественные автобетононасосы и другую технику. Для того чтобы узнать подробнее о продукции и услугах, Вы можете связаться с нашим отделом продаж, позвонив по телефону 8 (800) 707-19-58 и +7 (495) 775-22-37 или оставив заявку на сайте.

Источник: Concrete Technology for Concrete Pumps, с. 10-11.

www.putzmeister.ru

Гидратация цемента

Гидратация цемента

Термин гидратация цемента означает процесс, при котором происходит твердение (увеличивается прочность) раствора вследствие его взаимодействия с влагой.

Что такое гидратация цемента

Гидратация цемента — процесс, при котором происходит твердение раствора вследствие его взаимодействия с влагой.

Принято считать, что данный процесс продолжается минимум на протяжении первых 14 дней после приготовления. Если в указанный промежуток времени происходит замерзание или же высыхание влаги, то гидратация прекращается.

Любой человек знает, что при взаимодействии цемента с водой, через некоторое время он превращается в цементный камень, но мало кто задумывается над тем, почему это происходит и как можно контролировать указанный процесс, который называется гидратация цемента.

Ученые постоянно изучают процессы гидратации цемента и благодаря этому создаются специальные добавки, которые помогают контролировать сроки схватывания цемента. На сегодняшний день есть возможность контролировать начало и конец схватывания раствора, что позволяет улучшить такие показатели бетона как водонепроницаемость, морозостойкость, коррозийную выносливость и другие.

Для получения качественного гидратированного цемента с потерей влаги необходимо бороться. В зависимости от погодных условий существуют разные методы сохранения влаги в растворе. Если погода жаркая, то рекомендуется накрывать уложенный бетон полиэтиленовой пленкой, а также необходимо поливать его водой, делается это на протяжении первых 5 дней.

Замерзание цемента может быть не только в зимний период, но и в осенне-весенний. Чтобы этого не происходило, необходимо проводить либо обогрев, либо использовать строительную химию, тогда схватывание будет происходить постепенно и бетон получится высокого качества.

Время затвердевания цементного раствора

Как бороться с замерзанием раствора

Применение противоморозных добавок позволяет работать и при отрицательной температуре.

  1. Применение противоморозных добавок, в таком случае можно проводить работы и при наличии отрицательных температур. Только после того как настанет потепление, начнется застывание цемента, но в этом случае, использовать конструкцию можно только после полной гидратации цемента.
  2. Применение электроподогрева также позволяет защитить от замерзания воды, но недостатком указанного способа является то, что требуется доставка и монтаж дополнительного оборудования, а также возникают дополнительные расходы на потребляемую им энергию.

Если на протяжении суток возникают перепады температуры, то для периодического обогрева можно использовать тепловую пушку, источником тепла в ней может быть газ, дизельное топливо или электричество.

Этапы затвердевания раствора

Первая стадия затвердевания цемента

На первой стадии затвердевания раствора происходит схватывание цемента, это длится на протяжении первых суток.

На первой стадии происходит схватывание цемента, это длится достаточно быстро, на протяжении первых суток. Время застывания цемента зависит от температуры окружающего воздуха. Если температура воздуха порядка 20С, то данный процесс начинается приблизительно через два часа и длится около часа. Если же температура воздуха около 0С, то он начинается только через 6-8 часов и может длиться до 20 часов. Использование специальных добавок может как ускорить, так и замедлить данный процесс.

Чтобы началось схватывание приготовленного раствора, он должен быть неподвижным. Если проводить его постоянное перемешивание, то эта процедура оттягивает начало схватывания. Именно на этом принципе и работают все бетоносмесители, что позволяет на протяжении некоторого периода времени сохранять свойства раствора. Процесс перемешивания в смесителе может происходить на протяжении нескольких часов, бывают случаи, что миксеры перемешивают содержимое до 10-12 часов, при этом затвердевание цемента не происходит. Если указанный период затягивается, то начинает снижаться качества бетона, особенно это ощущается в летний период, когда благодаря высоким температурам застывание смеси значительно ускоряется.

На второй стадии происходит твердение цемента. Принято считать, что данный процесс заканчивается через 28 дней, но это время, за которое определенная марка бетона приобретает заявленные для нее свойства. Если говорить конкретнее, то стадия твердения может длиться долго и растянуться на годы. Процесс приобретения раствором прочности происходит неравномерно, в первый дни и недели он более динамичен, затем постепенно замедляется.

1pokirpichy.ru

Справочник основных понятий о бетоне

Бетон – это смесь портландцемента, мелкого и крупного заполнителей и воды. В эту смесь могут быть добавлены химические и минеральные примеси, воздухововлекающие материалы, стальные или пластиковые волокна.

 

Портландцемент

Цемент в сухом виде состоит из дискретных отдельных частиц. При перемешивании с водой они становятся дисперсными. Они не растворяются. Приблизительно 65% цемента в бетонной смеси вообще гидратирует. Именно соотношение воды и цемента определяет прочность бетонной смеси, а не количество цемента в смеси само по себе. Дожно быть достаточно цементного теста, чтобы покрыть все частицы заполнителя и обеспечить хорошее сцепление цемента с заполнителем.

 

Типы портландцемента

ASTM C-150 Стандартная спецификация портландцемента включает:

  • Тип I – Нормальный
  • Тип IA – Нормальный, воздухововлекающий
  • Тип II – Средней стойкости к сульфатам
  • Тип IIA – Средней стойкости к сульфатам, воздухововлекающий
  • Тип III – Высокая начальная прочность, воздухововлекающий
  • Тип IV – Гидратация с низким выделением тепла
  • Тип V – Высокой стойкости к сульфатам

Химический состав портландцемента

За исключением воздухововлекающих цементов, все типы портландцемента содержат одни и те же химические ингредиенты. Свойства различных типов цемента определяются разницей в соотношениях между этими ингредиентами и зернистостью (число Блейн) помола цемента.

4 наиболее распространенных ингредиента

Силикат трикальция быстро гидратирует и затвердевает, в значительной степени влияет на первоначальное схватывание и увеличение начальной прочности).

Силикат двукальция медленно гидратирует и затвердевает, в значительно степени влияет на увеличение прочности после 7 дней).

Бигидрат сульфата кальция (гипс) замедляет скорость гидратации алюмината трикальция и предотвращает очень быстрое затвердевание.

Алюминат трикальция освобождает большое количество тепла в течение первых нескольких часов и дней гидратации. Вносит незначительный вклад в развитие начальной прочности, может стать причиной очень быстрого затвердевания, если его не контролировать. Высокое процентное содержание уменьшает стойкость к сульфатной коррозии.

 

Гидратация портландцемента

Пр взаимодействии с водой цемент кристаллизуется и связывает заполнитель, образуя твердую и прочную массу. Этот процесс называется гидратацией портландцемента. Гидратация продолжается до тех пор, пока цемент находится в контакте с водой. На скорость гидратации влияет несколько факторов. Важнейшие из них — это свойства самого цемента (тип портландцемента) и температура выдерживания бетона.

Гидратация и набор прочности в процентах при выдерживании бетонов на основе портландцемента типа I :

1 день – 15%3 дня – 50%7 дней – 67%28 дней – 100%3 месяца – 115%1 год – 120%5 лет – 125%

Uидратация и набор прочности в процентах при выдерживании бетонов на основе портландцемента типа III» :

1 день – 35%3 дня – 70%7 дней – 85%28 дней – 100%3 месяца – 115%1 год – 120%5 лет – 125%

Экзотермические процессы при гидратации

При реагировании цемента с водой выделяется тепло. Экзотермичность гидратации зависит от типа цемента.

Количество тепла в процентах, выделяемого в течение первых 7 дней выдерживания бетона для разных типов портландцемента: Тип I – базисный 100%Тип II – средний 80-85%Тип III – высокая начальная прочность до 150%Тип IV – слабое тепло гидратации 40-60%Тип V – стойкий к сульфатам 60-75%

 

Затвердевание портландцементного бетона

В процессе гидратации цемент под воздействием воды начинает схватываться, и вскоре бетонная смесь достигает такой твердости. Затвердевание – степень схватывания смеси цемента и воды, после которой уже не следует предпринимать попытки ее уложить. Окончательное затвердевание это время, когда со смесью уже нельзя работать. Если в это время смесь потревожить, то это окажет неблагоприятное воздействие на развитие прочности. Ложное затвердевание – быстрое развитие жесткости в свежесмешанном портландцементе перед ростом выделения значительного количества тепла. Пластичность можно восстановить дальнейшим перемешиванием без добавления воды.

Потрландцемент – это поверхностно-активный материал. Чем крупнее цемент, тем медленнее будет протекать химическая реакция, когда он вступит в контакт с водой. Цементы, у которых медленное увеличение прочности будут более крупнозернистыми (маленькое число Блэйн), а цементы, которые быстро увеличивают прочность, будут более мелкозернистыми (большое число Блэйн).

Типичная зернистость по Блэйну

Тип I – 3700Тип II – 2800Тип III – 5400Тип IV – 3800Тип V – 3800

 

Примеси к бетону

Примеси, чаще всего используемые при изготовлении бетона, делятся на две группы:

  • примеси, реагирующие с входящим в состав цементного теста гидроксидом кальция (пуццоланы) . Пуццолановые примеси увеличивают прочность бетона.

  • примеси, рассредотачивающие частицы цемента (химические примеси). Химические примеси используются не только для упрочнения бетона, но и для контроля его рабочих характеристик (например, скорости затвердевания).

Пуццолановые добавки к бетону

Самые распространенные пуццолановые добавки к бетону — это летучая зола и пары кремнезема. Они реагируют с содержащимся в цементном тесте гидроксидом кальция (свободной известью). В результате реакции гидроксид кальция превращается в гидрат силиката кальция – твердое и плотное кристаллическое вещество.

Химические добавки к бетону

Самый прочный компонент в бетонной смеси — заполнитель (песок и камень). Хотя большинство заполнителей в несколько раз тверже бетона, но прочность бетона определяет в первую очередь качество гидратированного цементного теста. Частицы портландцемента находятся в состоянии флокуляции и не все могут реагировать с водой (гидратировать). Чем более полно происходит гидратация частиц цемента — тем выше качество цементного теста. Для этого в бетон добавляют химические примеси (дефлокулянты), ослабляющие электромагнитные силы, поддерживающие состояние флокуляции. В результате цатсицы портландцемента рассредотачиваются и эффективность гидратации улучшается.

 

Заполнитель

Функции заполнителя в бетоне

Заполнитель занимает примерно две трети объема бетонной смеси. Он значительно уменьшает количество цемента в ее составе, благодаря чему снижается количество тепла, выделяющегося при гидратации цемента. Уменьшение выделения тепла снижает напряжение бетона на начальных стадиях гидратации, что положительно сказывается на прочности готовых бетонных изделий.

В качестве наполнителя должны использоваться прочные материалы. При слабом наполнители внешняя нагрузка не распределяется равномерно по всему объему бетона, что может привести к повреждению изделий. Также важно, чтобы частицы наполнителя имели хорошее сцепление с цементным тестом. Чем лучше это сцепление — тем прочнее бетон. Для обеспечения качественного сцепления заполнитель должен не содержать органических примесей и быть химически инертным. Важным моментом является водопотребление бетонной смеси. Оно зависит от размеров гранул наполнителя. Необходимо добиться как можно более низкого содержания цемента в бетоне при определенной прочности. Для этого нужно стремиться к максимально низкому водопотреблению, то есть малому объему пустот. При большом объеме пустот для их заполнения требуется много песка. Это увеличивает водопотребление и для достижение нужной прочности понадобится больше цемента. Форма частиц заполнителя должна обеспечивать легкое продвижение бетона при укладке, поэтому самые лучшие

Характеристики хорошего заполнителя

Для того чтобы обеспечит хорошую плоскость сцепления, заполнитель должен быть химически инертным и свободным от органических веществ.Важно знать, что водопотребление бетонной смеси определяется ее крупным заполнителем. Для того чтобы иметь низкое содержание цемента при определенной прочности, нужно обеспечить как можно более низкое водопотребление.Состав заполнителя должен быть таким, чтобы обеспечить маленький объем пустот. Если выбранный заполнитель имеет большой объем пустот, то потребуется больше песка для заполнения этих пустот и, следовательно, увеличится водопотребление.Форма частиц заполнителя должна быть такой, чтобы обеспечить легкое продвижение бетона при укладке. Самые лучшие заполнители очень компактны по своей форме, приближаясь к форме куба или шара. Частицы заполнителя, которые имеют вытянутую форму, будут блокировать друг друга во время укладки, затрудняя движение бетона. Это в результате приведет к увеличенному водопотреблению для обеспечения рабочей консистенции бетонной смеси.

 

Вовлечение воздуха

В толще бетона всегда находится некоторое количество воды. При замерзании вода расшряется. Расширительные силы разрушают затвердевшее цементное тело. Процесс повторяется при каждом цикле мороз-оттепель. Как защитить бетон от разрушительного воздействия расширительных сил?

Для этого в бетонную смесь при приготовлении вовлекается воздух. Пузырьки воздуха создают небольшие пустоты в толще бетона, что уменьшает давление, возникающее при замерзании воды.

Вовлечение воздуха в бетон осуществляется при помощи ПАВ (поверхностно активных веществ) с высокой пенообразующей способностью. Как получить нужный размер воздушных пустот в бетоне?

Вовлечение воздуха для защиты

Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси должен быть равен 5-8% от общего объема бетона. При таком соотношении в цементном тесте образуются пустоты в каждом промежутке 0,4 мм.

Почему для защиты бетона недостаточно естественного воздуха, захваченного при приготовлении бетонной смеси?

Захваченный воздух составляет не более 0,5% от общего объема бетонной смеси. Этого количества недостаточно для формирования нужной плотности расположения воздушных пустот в цементном тесте. Почти весь необходимый вовлеченный воздух входит в бетонную смесь химическим способом, в результате применения ПАВ.

 

Выдерживание бетона

Свежеуложенный бетон в течении определенного времени должен находиться в состоянии определенной влажности при определенной температуре. Этот процесс называется «выдерживание бетона». Соблюдение условий и сроков выдерживания обеспечивает нужную гидратацию цементирующих компонентов бетона, правильное затвердевание — и, соответственно, позволяет на выходе получить бетонные изделия надлежащего качества.

Необходимая влажность бетона при выдерживании обеспечивается следующими методами:

  • поливание поверхности бетона водой

  • накрывание бетона влажной тканью

  • накрывание пластиковыми щитами, препятствующими избыточному испарению влаги

  • использование специальных смесей, образующих мембрану

Оптимальная температура выдерживания +20°С. При снижении температуры скорость набора прочности бетона замедляется. Чем ниже температура — тем больше времени требуется для достижения нужной прочности бетона.

Если внутренняя относительная влажность бетона упадет ниже 80%, то гидратация останавливается, что негативно сказывается на долговременной прочности бетона.

pro-pitka.ru

гидратация цемента - это... Что такое гидратация цемента?

 гидратация цемента Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

Строительный словарь.

  • гидравлический метод оценки производительности водозаборных скважин
  • гидрографическая сеть

Смотреть что такое "гидратация цемента" в других словарях:

  • Гидратация цемента — химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), причем образуются твердые новообразования (гидраты), которые заполняют первоначально залитый цементом и водой объём плотным наслоением гелевых частиц, вызывая тем… …   Википедия

  • Гидратация цемента — Химическое взаимодействие цемента с водой с образованием кристаллогидратов Источник: ГОСТ 30515 97: Цементы. Общие технические условия оригинал документа 3.9 гидратация цемента : Химическое взаимодействие цемента с водой с образованием… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гидратация цемента — – химическое взаимодействие цемента с водой с образованием кристаллогидратов. [ГОСТ 30515 2013] Рубрика термина: Свойства цемента Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гидратация цемента — Гидратация цемента: химическое взаимодействие цемента с водой с образованием кристаллогидратов... Источник: ОДМ 218.3.015 2011. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по строительству цементобетонных покрытий в… …   Официальная терминология

  • Гидратация — [гр. hydro – вода] – межмолекулярное взаимодействие веществ, обладающих избыточной свободной энергией, с водой, при котором молекулы воды не разрушаются, с образованием новых соединений – гидратов постоянного или переменного… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гидратация минеральных вяжущих веществ — – гетерогенная физико химическая реакция взаимодействия вяжущих веществ с водой, включающая одновременно протекающие элементарные стадии – смачивание, адсорбцию, диффузию, химическую реакцию, растворение, образование зародышей,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гидратация огнеупора — – способность огнеупора взаимодействовать с водой или водяным паром с образованием гидратов. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Свойства Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Свойства цемента — Термины рубрики: Свойства цемента Активация цемента Активность цемента Активность цемента при пропаривании Алюминаты кальция …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ГОСТ 30515-97: Цементы. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 30515 97: Цементы. Общие технические условия оригинал документа: Активная минеральная добавка к цементу Минеральная добавка к цементу, которая в тонкоизмельченном состоянии обладает гидравлическими или пуццоланическими… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Суперпластификатор — Суперпластификаторы  добавки для бетона и строительных растворов. Это органические и неорганические вещества или их смеси (комплексы), за счет введения которых в состав бетонов и бетонных смесей регулируются направленно и контролируемо… …   Википедия

dic.academic.ru

Гидратация портландцемента - Справочник химика 21

    Процесс гидратации портландцемента, так же как и процесс гидратации СзЗ, может быть разделен на ряд последовательных стадий, хотя различия между отдельными стадиями в этом случае гораздо менее отчетливы. Можно выделить следующие стадии первая — начальный (или ранний) период протяженностью 1—3 ч, вторая — период завершения формирования эттрингита, продолжающийся примерно до 24 ч, третья — конечный (до полной гидратации) период твердения. Возможно выделение и большего числа стадий, но для обоснования каждой из них требуется еще накопление экспериментальных данных. [c.322]     Гидратация портландцемента. Кристаллы различных минералов, составляющие цемент, вступают с водой в типичные для них реакции взаимодействия. Поэтому механизм реакций гидратации отдельных минералов в составе цемента, по крайней мере в начальный период, остается таким же, как и в индивидуальных системах. Однако наличие в водном растворе гидратирующегося цемента наряду с ионами, входящими в состав данного минерала, других ионов приводит к наложению на первичные реакции гидратации минералов вторичных реакций взаимодействия их продуктов, что по истечении весьма короткого времени приводит к образованию в гидратирующемся цементном тесте комплексных соединений и к усложнению процесса гидратации индивидуальных минералов. [c.321]

    Химические превращения клинкерных минералов при гидратации портландцемента [c.274]

    В монографии рассмотрены современные представления о природе твердения вяжущих веществ, включая вопросы состава тампонажных растворов, стехиометрии продуктов гидратации портландцемента, физико-химических основ процессов формирования дисперсных структур вяжущих веществ. Особое место занимают исследования механизма процессов структурообразования в дисперсиях минеральных вяжущих — трехкальциевого силиката, трехкальциевого алюмината, трехкальциевого алюмината в присутствии гипса и наполнителя, тампонажных цементных дисперсий. [c.6]

    Реакции и продукты гидратации портландцемента [c.92]

    Гидролиз и гидратация портландцемента марки, 400". ..... [c.241]

    Процесс гидратации портландцемента, так же как и процесс гидратации Сз5, может быть разделен на ряд последовательных стадий, хотя различия между отдельными стадиями в этом случае гораздо менее отчетливы. Можно выделить следующие стадии  [c.352]

    Число факторов, влияющих на механизм и скорость процесса гидратации портландцемента и твердения цементного камня, велико. Важнейшие из них следующие состав и структура клинкера, тонкость его измельчения, химические добавки и температура, среда, в которой происходит твердение. [c.364]

    Портландцемент выделяет тепло при реакции с водой. Выделение тепла при гидратации портландцемента является свойством, которое имеет большое теоретическое и практическое значение, так как взаимодействие цементного порошка с водой при укладке бетона большими массами может повести к значительному разогреву бетона до 30—50° и более. [c.306]

    Полимерцементные материалы относятся к композиционным вяжущим, получаемым на основе неорганической составляющей (портландцемент, глиноземистый цемент, гипс и др.) в сочетании с органическим компонентом [20]. В качестве органического компонента используются водорастворимые материалы (эпоксидные, карбамидные и фура-новые смолы, производные целлюлозы и др.) и водные дисперсии полимеров (поливинилацетат, латексы, эмульсии кремнийорганических полимеров). Применяются также мономерные и олигомерные соединения, которые полимеризуются при гидратации вяжущего материала под действием отвер-дителей и инициаторов, температуры, рН-среды и т. п. Полимерный компонент вводится либо в воду затворения, а затем используется при приготовлении растворной или бетонной смеси, либо вводится в виде порошкообразного компонента в состав сухой смеси на основе вяжущего вещества, а затем при затворении растворной или бетонной смеси водой диспергируется в водной среде, а при твердении растворов полимеризуется [10]. Свойства получаемых материалов зависят от многих факторов вида и качества цемента, вида полимера, полимерцемент-ного отношения (П/Ц), водоцементного отношения (В/Ц) и др. Полимерцементное отношение определяется как отношение массовой доли полимера (в расчете на сухое вещество) и цемента в композиционном вяжущем. Для полимерцементных материалов характерно отношение П/Ц > 0,2-0,4, когда полимерная фаза образует в цементном камне органическую структуру. При П/Ц = 0,2-0,25 кристаллизационно-коагуляционная структура цементного камня в местах дефектов (полы, трещины) укрепляется полимерной составляющей, что и обусловливает формирование более прочной и эластичной структуры. При П/Ц > 0,25 полимер образует непрерывную полимерную сетку. В полимерцементных композициях не наблюдается взаимодействие между органической и неорганической фазами [20]. Органические фазы взаимодействуют с гид-ратными фазами только за счет ионных и водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса. В присутствии полимерных добавок изменяется кинетика гидратации портландцемента, причем с ростом П/Ц наблюдается замедление скорости взаимодействия цемента с водой. [c.295]

    Количественный рентгеноструктурный метод используют для определения степени гидратации портландцемента. [c.116]

    Можно отметить, что минеральные добавки ускоряют процессы гидролиза и гидратации портландцемента вследствие понижения концентрации Са(ОН)г в твердеющем цементе. В связи с тем, что Са(ОН)г частично связывается в пуццолановом портландцементе в гидросиликат, а гидроалюминат кальция образуется в меньшем количестве, пуццолановый портландцемент обладает большей водостойкостью, солестойкостью (например, в гипсовых водах), большей плотностью и малой водонепроницаемостью бетона, изготовленного на нем. [c.330]

    При температуре 250° и давлении 39 атм может происходить прямая гидратация ЗСаО-ЗЮ, с образованием гидрата трехкальциевого силиката (ЗСаО-5102-пН, О), который не образуется в обычных условиях температуры и давления при гидратации портландцемента. [c.409]

    Первичные и вторичные процессы при гидратации портландцемента. Под действием воды на порошок портландцемента в результате гидролитической диссоциации клинкерных соединений установлено, что раствор насыщается гидратом окиси кальция, а также происходит растворение гипса и щелочей, причем ,S реагирует достаточно быстро. Таким образом, процессы гидролиза и гидратации происходят в водном растворе извести и гипса. [c.283]

    О реакциях гидратации портландцемента в ранней стадии доложил на IV симпозиуме по химии цемента Грин [184]. Он считает, что при твердении цемента имеют место оба типа процессов через раствор и в твердой фазе, причем растворение и осаждение превалируют сразу же после соприкосновения цемента с водой, в то время как реакция в твердой фазе является определяющей в более поздней стадии гидратации. Скорость этой твердофазовой гидратации находится в большинстве цементов под контролем, который осуществляется с помощью диффузии воды через слой продуктов гелеобразных гидратов. Грин приводит интересные данные по составу жидкой фазы в твердеющих цементах. Оказывается, что в первые минуты после за-творения в раствор переходит значительное количество щелочей, извести и сульфата, в то время как концентрации окиси алюминия, железа и кремния очень низки даже спустя 1 мин. после смешивания. Таким образом, спустя несколько минут после [c.128]

    Установлено, что чем быстрее происходит гидратация портландцемента, тем скорее и в большем количестве выделяется тепло. Цементы с высоким содержанием трехкальциевых силиката и алюмината являются источником более быстрого и значительного [c.306]

    Гидратация и твердение. Гидратация шлакопортландцемента представляет собой более сложный процесс, чем гидратация портландцемента, так как в реакции с водой одновременно участвуют оба компонента вяжущего. При гидратации клинкерной части шлакопортландцемента образуются те же кристаллогидраты, что и при твердении портландцемента гидроалюминаты, гидросиликаты и гидроферриты кальция, комплексные соли и ги-драт окиси кальция. Под воздействием образующегося при атом насыщенного раствора извести проявляется активность стекловидных частичек гранулированного шлака и на их поверхностях также развиваются процессы гидратации и гидролиза. Гидрат окиси кальция действует как щелочной возбудитель, нарушающий структуру кислых гидратных оболочек на зернах шлака и приводящий к образованию алюминатов и силикатов кальция на основе стекловидной фазы. Алюминаты и силикаты кальция образуются в пределах оболочек из новообразований, окружающих частички шлака, при взаимодействии гелей кремневой кислоты и гидрата глинозема с гидроокисью кальция и кристаллизуются из раствора при взаимодействии гидратированных ионов алюминия, кальция и кремния. Присутствующий в составе шлакопортландцемента в качестве регулятора сроков схватывания гипс вследствие своей относительно хорошей растворимости также быстро насыщает раствор и действует как сульфат- ный возбудитель твердения шлака, приводя к образованию гидросульфоалюмината кальция. [c.442]

    Между сторонниками указанных трех теорий твердения шел многолетний спор о том, являются ли продукты гидратации портландцемента кристаллическими или коллоидными образованиями. В настоящее время вопрос этот потерял остроту, поскольку теперь хорошо известно, что гелеобразные гидратные продукты тоже кристаллы, но коллоидной дисперсности. [c.450]

    В случае применения шлаков с высоки.м модулем основности возможно изготовление гипсошлакового цемента без добавки портландцемента или извести. При шлаках с низким модулем основности это невозможно, так как извести молчет оказаться недостаточно для быстрого образования сульфоалюмината кальция, что обусловливает медленное твердение такого цемента. Поэтому в данном случае обязательна добавка извести или портландцемента, при гидролизе которого также выделяется известь. Следует избегать повышенной добавки извести или портландцемента, которая оказывает вредное влияние на гипсошлаковый цемент вследствие образования сульфоалюмината кальция вследствие разрушения, получающегося при гидратации портландцемента, гидроалюмината кальция. [c.344]

    Непосредственное наблюдение за продуктами гидратации на ранних стадиях процесса затруднено, поэтому обычно о кинетике этих реакций судят по кинетике сопутствующих явлений, например тепловыделения. Кривая тепловыделения при гидратации портландцемента приведена на рис. IV.5. Короткая начальная стадия / интенсивного тепловыделения связана с присоединением воды на поверхности и образованием аквакомплексов. Затем наступает более или менее продолжительный инкубационный период II, в течение которого тепловыделение происходит очень медленно. Природа существования этого периода окоича-тсльпо не выяснена. Многие ученые связывают наступление инкубационного периода с образованием блокирующих пленок продуктов гидратации вокруг зерен исходного цемента, препятствующих поступлению к ним воды. По другим представлениям, инкубационный период необходим для превращения аквакомплексов в зародыши новой кристаллической фазы. Его [c.103]

    Скорость гидратации портландцемента определяется скоростью гидратации отдельных минералов. Бутт Ю. М., применив метод определения связанной воды, расположил индивидуальные минералы по убыванию степени их гидратации в следующие ряды начальные сроки СзА>С4АР>Сз5>С25 и поздние сроки Сз5>СзА> > 4AF> 2S, т. е. в начальные сроки интенсивнее гидратируется СзА и 4AF, а в возрасте около 3 месяцев наибольшей степенью гидратации характеризуется 3S. [c.356]

    На последней стадии кинетика гидратации может быть измерена непосредственно по изменению соотношения между количеством массы негидратированных и вступивших в реакцию минералов. Скорость гидратации портландцемента зависит от ряда факторов. К числу важнейших из них относится минералогический состав цемента. [c.104]

    Многими исследователями показано, что при одинаковой степени гидратации близких по типу вяжущих веществ образуется практически равнопрочный цементный камень. Так, по данным Ф. Лоуренса, нарастание прочности при растяжении образцов, приготовленных из теста 3S и 2S, при одинаковой степени гидратации в них соответственно QS и aS было практически идентично, т. е. в данном случае прочность не зависела от количества свободного Са(ОН)г, который выполнял функции микронаполнителя, а определялась лишь количеством тоберморитового геля. Весьма близкую прочность показывали (по данным А. В. Волженского) и образцы цементного камня, полученные из вяжущих удельной поверхности 300—500 м /кг и при В/Ц=0,25—0,35, если они характеризовались соизмеримой объемной концентр-ацией новообразований. Следовательно, одинаковая степень гидратации портландцемента является одним из важных условий достижения соизмеримых величин прочности образцами цементного камня разного состава и отличающихся режимом твердения. [c.362]

    Присутствии MgS04 ется осаждением ция, гипса и извести и также при взаимодействии раствора сульфа-т.а алюминия с известковой водой (иногда с добавкой гипса). Может быть получен также при взаимодействии насыщенных растворов СзА и гипса. Образуется на ранних стадиях гидратации портландцемента, при твердении сульфато-шлаковых и расширяющихся цементов. Встречается в природе в виде минерала эттрингита. [c.286]

    Использование кристаллогидратов — аналогов продуктов гидратации портландцемента в качестве кристаллических затравок, повышающих прочность цементов, изучалось многими исследователями. Введение в цемент кристаллических затравок, представляющих собой искусственно синтезированные кристаллогидраты [Са(ОН)2, Са504-2Н20, эттрингит ЗСаО-А Оз-ЗСа304-(31- -33) НгО, гидроалюминаты и гидросиликаты кальция], в большинстве случаев не приводило к повышению прочности цементного камня. Прочность цементного камня увеличивалась лишь в том случае, если вводимая кристаллическая затравка обладала способностью к дальнейшей гидратации и росту кристаллогидратов или могла служить механически армирующим компонентам вследствие игольчатого или длинноволокнистого габитуса ее кристаллов. [c.355]

    По ГОСТу 4797—49 на материалы для приготовления гидротехнического бетона в случае применения его для массивных конструкций, установлено, что теплота гидратации портландцемента, а также пуццоланового и шлакопортландцемента при определении ее по термосному способу не превышает 50 тл1г через три дня и 60 кал/г через семь дней. [c.308]

    Опубликован способ повышения прочности минеральных волокон, состоящий в обработке их катионными смолами, являющимися продуктами кислой конденсации дицианамида или его солей с альдегидами [1529]. Приведены методы анализа волокна сушки [1530], определения температуростойкости [1531], измерения толщины [1532]. Будников и Горяйнов [1533] установили, что волокна из глиноземисто-известковой ваты разрушаются при нахождении их в среде продуктов гидролиза и гидратации портландцемента. [c.331]

    Первые значения теплоты гидратации С3З и С2З были получены Вудсом, Стейнором и Старком [290] косвенным путем, который заключался в нахождении теплоты гидратации портландцемента определенного химического состава по разности теплот растворения в кислоте исходного и гидратированного цемента, который гидратировался в течение заданного промежутка времени. Обработав полученные данные с помощью статистического метода наименьших квадратов, они нашли связь между тепловыделением цемента и его минералогическим составом. [c.143]

    Пауэрс и Броньярд [248] выяснили, что теплота, выделяющаяся при гидратации портландцемента, является суммарной и складывается из теплоты гидратации как таковой и теплоты адсорбции воды на продуктах гидратации. Они нашли, что теплота адсорбции воды может достигать А части общего тепла гидратации. [c.143]

    Великому французкому ученому Лешателье наука о силикатах обязана разработкой ряда важнейших ее разделов. С его именем связано начало работ по термическому анализу глин, изучению структуры и процессов гидратации портландцемента, по равновесиям между расплавленными металлами и шлаками в металлургических печах, полиморфизму кварца и многим другим. [c.7]

    Переходя от общих положений теории твердения П. А. Ребиндера к процессам гидратации портландцемента, укажем, что в этом случае сразу же после начального периода растворения и образования пересыщенного раствора происходит выделение в твердую фазу значительного количества гидросульфоалюмината кальция, а при недостатке гипса также и гидроалюминатов. Образование коагуляционной структуры из этих продуктов и вызывает схватывание цементного теста. Гидросиликаты кальция в начальный период возникают в небольшом количестве, но в силу их высокой дисперсности (удельна поверхность тоберморитоподобной фазы в 1000 раз превышает удельную поверхность исходного порошка) они тоже принимают участие в схватывании. Дальнейший рост прочности цементного камня вызывается в значительной мере обрастанием первоначально возникшего каркаса тоберморитоподобными гидросиликатами и образующимся одновременно с ними гидратом окиси кальция. Подтверждением сказанному являются прямые микроскопические наблюдения, показывающие, что твердеющий цементный камень представляет весьма сложный конгломерат кристаллических и коллоидных (или микрокристаллических) гидратных образований, не прореагировавших еще с водой остатков цементных зерен, тонко-распределенной воды и воздуха. Подобный конгломерат В. Н. Юнг предложил называть микробетоном, подчеркивая известную аналогию в его строении с обычным бетоном. [c.453]

    Ранее доминировала концепция Ле Шателье. согласно которой гидратация портландцемента — результат независимых реакций алюминатов и силик91Тов кальция [535]. [c.157]

    Введение добавки ПДК не изменяет разового состава продуктов гидратации. Результаты исследований влияния добавки на процессы гидратации портландцемента и структурообразование цементного камня показали, что, при введении добавок ПДК с водой затворения за счет дефлокулирующего (диспергирующего) эффекта и увеличения смачивания цементных частиц достигается эффект пластификации последних и увеличение действующей поверхности для гидратации, что и предопределяет повышение степени гидратации, формирование более плотной мелкокристаллической структуры и улучшение физикомеханических и эксплуатационных характеристик. Дополнительным фактором повышения последних является образование комплексов в ходе реакций слабых органических кислот с гидрооксидом кальция. Так, прочность при сжатии образцов тяжелого бетона с добавкой 0,4...1% ПДК из равноподвижных бетонных смесей (О. К.=2...4 см) возрастает на 10... 15% в возрасте 7 сут и на 15...20% в возрасте 28 сут нормального твердения. Результаты получены при использовании средне-алюминатного портландцемента марки 400. [c.173]

    В замкну ЮМ сосуде с водой образец pa i вс)ряе1СИ с поверхности, пас1.нцая воду и теряя ирп этом в весе око ю 1,3 г окиси кальция па 1 л воды соответственно растворимости извести, которая значительно больше, че.м у продуктов гидратации портландцемента. [c.10]

    II свойствам к тем, которые возника ют при гидратации портландцемента Таким образом, омн участвуют в формировании структуры цемент мого камня, ие виоея н нею никаких чужеродных твер (ы фаз Следо вательно, эффект деиствня подобных добавок при значительном содержа НИН алита в цементах мало зависит от нх чимико минер.1 i )гнчеекого состава [c.120]

chem21.info

Гидратация цемента и твердение бетона

Гидратация цемента и твердение бетона на морозе находятся в прямой зависимости от содержания в них жидкой фазы, которая в свою очередь зависит от стадии развития процессов гидратации цемента до замерзания, размера пор, тонкости помола цемента, значения отрицательной температуры и колебания ее в период выдерживания. Замерзание не только замедляет, но и прерывает процессы гидратации цемента (частично или полностью) и нарушает физическую структуру цементного камня, особенно сцепление его с заполнителями. Механизм замерзания цементного камня и бетона, разуплотнение их происходят по фронту охлаждения снаружи внутрь элемента. Кстати, если кто-то думает, что нишевая парфюмерия требует к себе не такого проработанного подхода, как бетонирование – сильноошибается.

Увеличение объема переходящей в лед воды, начиная от свободной в макропорах, затем капиллярной, а при низких температурах и гелевой, вызывает разрыхление монолитного конгломерата. Чем раньше происходит замерзание, тем больше потери прочности, увеличение газо- и водопроницаемости и уменьшение морозостойкости.

Расчеты показывают, что в затвердевшем бетоне имеется достаточно пор для расширения льда, а поэтому значительные деформации могут происходить только при полном водонасыщении бетона. В необходимых случаях в плотные бетоны искусственно путем добавления поверхностно-активных веществ вовлекается воздух для образования оптимального количества пор. Иная картина получается при раннем замерзании бетона. Процессы, протекающие в нем при замерзании и повышении температуры при оттаивании, весьма сложны. Например, н: формирование структуры вредное влияние может оказать близкая к 0°С температура (при которой происходит твердение), так как при этом идет медленное образование крупных кристаллов льда. Особенно сильно это явление наблюдается на начальной стадии твердения, когда слабый кристаллический каркас разрушается в межзерновом пространстве, не уплотненном гелями гидросиликата кальция. Для затвердевшего бетона более опасными являются низкие температуры, вызывающие замерзание воды в тонких капиллярах и гелях.

6 октября 2012

www.stroysovet.ru