33. Тепловыделение бетона. Достоинства и недостатки.

Основною причиною виділен­ня тепла при твердінні бетону є екзотермічні реакції гідратації цементу. Су­марний тепловий ефект, який спостерігається при цьому, складається з теп­лоти: 1) змочування порошкоподібних речовин водою; 2) розчинення цемен­тних мінералів у воді (супроводжується поглинанням тепла); 3) хімічних реа­кцій приєднання води з утворенням гідратів (хімічна теплота гідратації); 4) кристалізації та інших разових переходів, що протікають в твердіючому це­ментному камені; 5) адсорбції води на продуктах гідратації. Найбільш знач­ними є 3-й та 5-й теплові ефекти.

Процес тепловиділення протікає інтенсивно в початкові терміни твер­діння бетону й уповільнено - у на­ступні, тобто швидкість процесу згодом різко знижується. Кількість тепла, що виділилося, залежить від мінералогічного складу, активності і кількості цементу, від поверхні охо­лодження бетонного елемента і від температури навколишнього сере­довища.

Позитивна роль тепловиділення особливо яскраво виявляється при проведенні бетонних робіт в зимовий час. У цьому випадку тепловиді­лення сприяє тривалій підтримці пози тивної температури твердіючого бето­ну. Розроблений і широко застосовуваний в нашій країні "метод термоса" для зимового бетонування заснований па використанні теплоти гідратації цемен­ту. Врахування власного саморозігріву бетону абсолютно необхідно і для правильного вибору режиму теплової обробки виробів.

При виробництві бетонних і залізобетонних виробів в окремі періоди теплової обробки, особливо в період підігріву, у виробах виникають такі ве­ликі температурні градієнти, що можуть призвести до виникнення термічно­го тріщиноутворення.

34. Температурные деформации бетона при тепловой обработке и твердении в нормальних условиях. Остаточные деформации бетона

Бетон твердіє в умовах навколишнього середовища або в умовах теплової обробки.

В умовах навколишнього середовища за рахунок екзотермії цементу в бетоні виникає різниця температур між центром і поверхнею виробу. Температурний перепад спричи­нює температурні напруження і деформації бетону. Деформації поверхневих шарів практично постійні, а центральних - максимальні, поверхневі шари стримують тиск внутрішніх, працюючи в такий спосіб на розтягання. І якщо границя міцності при розтяганні зовнішніх шарів нижче величин температу­рних напружень, то відбудеться розрив, з’являться тріщини. Можливість ви­никнення їх тим більша, чим більше витрата цементу, вище його активність і масивніша конструкція.

При тепловій обробці причиною виникнення температурних деформа­цій бетону можуть бути багато факторів, основні з яких полягають в різниці температурного розширення: 1) окремих компонентів бетону; 2) свіжовідформованого і зрілого бетону; 3) бетону й арматури, а також міграція вологи і повітря. Визначений вплив роблять режими теплової обробки, умови форму­вання, розігрів бетонної суміші та інші фактори.

35. Теория твердения портландцемента в нормальных условиях. Роль отечественных и зарубежных исследователей в разработке теории твердения бетона.

Интенсивность твердения смеси вяжущего вещества с водой и достигаемая при этом прочность системы в начальный и последующие периоды времени зависят от многих факторов — свойств исходных материалов, содержания их в смеси, добавок и температурно-влажностных условий протекания физических и физико-химических процессов и др.

Следует отметить, что еще 15—20 лет назад при изучении проблемы твердения вяжущих веществ главное внимание уделялось химическим и физико-химическим процессам и, в частности, механизму взаимодействия с водой. При этом недостаточно учитывалось их влияние на микроструктуру гидратных новообразований и всей системы в целом, которая, в свою очередь, предопределяет физико-механические свойства (прочность, деформативность и др.), а также долговечность последней, Недооценивался и ряд явлений чисто физического характера, важных для синтеза прочности и регулирования деформативности структур.

Существующие в настоящее время теории твердения вяжущих веществ (А. Ле Шателье, В. Михаэлиса, А. А. Байкова и др.) развивают преимущественно физико-химические представления о механизме образования гидратных соединений и твердения смесей вяжущих веществ с водой при их взаимодействии друг с другом.

А. Ле Шателье предложил кристаллизационную теорию твердения (1887 г.), по которой вяжущее вещество, смешанное с водой, вначале растворяется и далее взаимодействует с ней, образуя гидратные соединения. Будучи менее растворимыми в воде, чем исходное вещество, они образуют пересыщенный раствор, из которого и выпадают в виде тонкодисперсных частичек—кристаллитов. Последние, срастаясь и переплетаясь друг с другом, вызывают схватывание и твердение всей системы.