12. Ускорение твердения бетона. Механический, химический и тепловой способы ускорения твердения.

13. Структурообразование и деструкция при твердении при повышенных температурах.

15. Объемные деформации (усадка, набухание, температурные деформации) в процессе твердения при различных температурно-влажностных условиях среды.

Способы ускорения твердения бетона:

1. Механический – путем активации цемента (домол) и активации бетонной смеси (перемешивание сухих компонентов).

2. Химический – введение добавок

3. Тепловой – автоклавная обработка, излучение, электричество…

П ри нагреве бетон расширяется, а новообразования закрепляют это расширение. Объем становится больше начального => повышается пористость.

Наиболее негативные изменения в структуре возникают если нагрев начинается после формования, т.к. структурная прочность мала и не оказывает сопротивления тепловому расширению компонентов. Т.е. для получения качественного бетона необходимо, чтобы структурная прочность превосходила внутренние напряжения.

При охлаждении в бетоне также возникают напряжения за счет сжатия системы. Возникшие напряжения при высокой структурной прочности релаксируются. Пористость в процессе тепловой обработки увеличивается за счет наличия капиллярных пор (применяют жесткие формы). Также бетон предварительно выдерживают перед тепловой обработкой.

При тепловой обработке надо стремиться, чтобы градиент температуры и влажности были минимальными – ниже предельных, при которых начинается деструкция бетона (разрушение).

Виды деструкции бетона при твердении:

1. При резком повышении интенсивности нагрева возрастает внутреннее избыточное давление, повышаются напряжения сдвига цементного камня => происходит разрушение структуры (образуются трещины).

2. Происходит раскрытие замкнутых пор, капилляров при изменении направления действия внутреннего давления (от центра к поверхности). Частично возникает направленная пористость (сквозные каналы).

3. Происходят местные деформации на открытой поверхности изделия: вспучивание, отслаивание (особенно касается мелкозернистых и плохопровибрированных бетонов).

Объемные деформации бетона:

1. Усадка – уменьшение объема при твердении на воздухе (опасно);

2. Набухание – увеличение объема при твердении в воде;

3. Ползучесть – рост деформаций без увеличения нагрузки;

14. Твердение цементного и силикатного бетонов в среде насыщенного пара и повышенного давления (автоклавная обработка).

Автоклавная обработка – разновидность тепловлажностной обработки (ТВО), применяемая для безклинкерных вяжущих (известково-зольных, известково-песчаных), для которых в среде высокого давления и температуры идет реакция между известью, песком, водой.

Условия: t = 170…200 ⁰C; p = 0,7…1,5 МПа (среда насыщенного пара)

Автоклавы – цилиндрические сигарообразные формы:

1. проходные (сквозные)

2. тупиковые

Режим автоклавной обработки:

1. Пуск пара и поднятие t⁰ до 100 ⁰С

2. Подъем давления

3. Изотермическая выдержка (t⁰=const; p=const)

4. Снижение давления

5. Охлаждение

I – подъем давления пара и температуры

II – давление и температура постоянны (выдержка)

III – снижение давления и температуры

Повысить качество автоклавных изделий можно путем повышения дисперсности сырьевых материалов, путем помола до удельной поверхности 5000 см²/г.

При этом наряду с известково-кремнезёмистым вяжущим добавляют цемент, что способствует улучшению физико-механических свойств изделия.

При автоклавной обработке образуются гидросиликаты кальция, цементирующие известково-песчаную смесь в прочный камневидный материал, характеризующийся высокой долговечностью и другими положительными свойствами в условиях атмосферного воздействия.