Vliv nízkých a vysokých teplot na tvrdnoucí cement. Suchá stavební směs závod VosCem

Snížení teploty zpomaluje proces tvrdnutí cementu a tím snižuje jeho mechanickou pevnost. Tuhnutí a kalení se prakticky zastaví, když se voda změní na led. Po rozmrazení se tento proces obnoví, ale konečná pevnost klesá. Rychle tuhnoucí cementy jsou méně citlivé na nižší teploty, protože se vyznačují zvýšeným vývinem tepla a rychleji zvyšují pevnost.

Pevnost betonu v době možného zmrznutí by měla činit minimálně 50-70 % návrhové hodnoty v závislosti na typu konstrukce. Pro dosažení této pevnosti v zimních podmínkách musí být beton vytvrzen metodou termos, která je založena na použití izolovaného bednění a ochranného nátěru exponovaných ploch, zajišťující pomalé ochlazování betonu, dokud nezíská požadovanou pevnost. Spolu s tím se používá umělé ohřívání betonu elektrickým proudem, párou nebo teplým vzduchem.

Při zimních pracích se používají i tzv. protimrazové přísady míchání betonu se solnými roztoky (směs CaC l ₂ s NaCl, potaš), které snižují bod tuhnutí kapalné fáze v tuhnoucím betonu a urychlují jeho tvrdnutí. Použití nemrznoucích přísad umožňuje nezahřívání betonu během tvrdnutí. Při použití chloridových solí jako nemrznoucích přísad lze beton použít pouze pro nevyztužené konstrukce.

Mrazuvzdornost již zatvrdlé cementové malty nebo betonu má u řady konstrukcí velký význam, zejména v případech, kdy opakované zmrazování a rozmrazování je doprovázeno vlhčením vodou. Tento kombinovaný účinek vody a mrazu je pozorován zejména v částech přehrad, zdymadel a řady dalších vodních děl nacházejících se v zóně proměnlivého vodního horizontu. Škodlivý účinek popsaných faktorů se vysvětluje tím, že voda, zamrzání v pórech a náhodné trhliny betonu, zvětšuje svůj objem, což vytváří tlak na stěny pórů a způsobuje vnitřní pnutí v betonu. Opakované zmrazování a rozmrazování může zničit beton. Je třeba poznamenat, že nejvíce mrazuvzdorné betony jsou vyrobeny z cementu. Velký význam má struktura betonu, jeho hustota a stupeň nasycení vodou.

V závislosti na účelu konstrukcí a klimatických podmínkách musí beton vydržet 15 až 150 a někdy i více cyklů zmrazování se středním rozmrazováním.

Pro zvýšení mrazuvzdornosti; a následně i trvanlivost cementového betonu se používají tzv. provzdušňovací přísady, mezi které patří: abietát sodný – produkt neutralizace (zmýdelnění) abietinové pryskyřice (Winsol), zmýdelněná (neutralizovaná) dřevní smola a některé další. Tyto přísady se podávají v malých množstvích, přibližně 0,05-0,2 %.

Provzdušňovací přísady zvyšují nejen mrazuvzdornost, pro kterou jsou především určeny, ale i voděodolnost, zlepšují pohyblivost a snižují potřebu vody betonu a malt. Zároveň se mírně sníží pevnost a sníží se objemová hmotnost. Obvykle se při míchání cementu (bez přísad) s vodou a kamenivem při přípravě betonové směsi na jeho složení podílí určité množství malých vzduchových bublin (ne více než 2%). Zavedením provzdušňovacích přísad se zvýší obsah vzduchu v betonové směsi o 3-5%, vytvoří se v ní mnoho drobných uzavřených vzduchových bublinek rovnoměrně rozmístěných po celé hmotě materiálu. Tyto bubliny absorbují tlak expandující vody, ke kterému dochází při zamrzání betonu, a tím snižují tlak na stěny pórů.

Přečtěte si více

Jak správně zasadit lanýž?

Zvýšení teploty urychluje proces tvrdnutí cementu a zvyšuje jeho pevnost. Nezbytnou podmínkou k tomu je přítomnost vlhkého prostředí. V opačném případě může zvýšení teploty výrazně snížit pevnost tvrdnoucího cementu.

Vezmeme-li toto v úvahu, závody na výrobu betonových výrobků používají k urychlení procesu tvrdnutí betonu následující techniky: napařování v parních komorách nasycenou párou za normálního tlaku; napařování betonových výrobků v autoklávech párou pod tlakem asi 9 atm; elektrický ohřev tvrdnoucího betonu. První způsob je nejběžnější a obvykle po 10-12 hodinách napařování je dosaženo minimálně 70 % konečné pevnosti výrobků. Po 28 dnech je pevnost napařených výrobků stále o 10-20 % nižší než pevnost výrobků, které po tuto dobu vytvrdly při normální teplotě.

Vytvrzené malty a beton nelze považovat za zcela ohnivzdorné a tím méně odolné proti ohni, protože produkty, které tvoří vytvrzený cementový kámen, se při zvýšených teplotách ničí. Například Ca(OH)2 je dehydratován při 547 0 C a hydrokřemičitan vápenatý začíná ztrácet hydratační vodu při teplotě 180-200 0 C. Přesto se beton ukazuje jako docela odolný vůči požárům, protože v tomto případě je vysoká teploty ovlivňují pouze jeho povrch, ale uvnitř teplota nedosahuje kritických mezí.

Podle výzkumu K. D. Nekrasova lze odolnost cementových malt a betonu vůči dlouhodobému působení vysokých teplot zvýšit přidáním některých jemně mletých minerálních přísad do cementu. V kombinaci se žáruvzdornými plnivy je lze použít k získání žáruvzdorného betonu vhodného pro použití při vysokých teplotách. Obyčejný beton na bázi cementu se používá v konstrukčních prvcích tepelných celků, kde teplota nepřesahuje 200 0 C. Beton na bázi cementu nebo struskového cementu s příměsí jako jsou lámané hliněné cihly, odpadní vysokopecní struska, vulkanický tuf, čedič, diabas a andezit bez jemně mletých přísad lze použít v podmínkách životnosti do 350 0 C. Když se do těchto betonů zavedou jemně mleté přísady jako cement, popílek, pemza a granulovaná vysokopecní struska, teplota, kterou materiál snese se zvýší na 700 0 C. Přidáním šamotu do cementu v řídké formě i ve formě jemného a hrubého kameniva se získá žáruvzdorný beton, který vydrží až 1200 °C. Konečně, pokud se do cementu zavede anhydrid kyseliny fosforečné (ve formě fosfátové horniny nebo kyseliny ortofosforečné) a do betonu se zavede jemně mletý chromit a magnezit a chromit ve formě jemného a hrubého kameniva, zvýší se provozní teplota tohoto betonu. do 1700 0 C.