Как прогревают бетон на стройке


Прогрев бетона в зимнее время: методы и схемы электропрогрева

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

  1. электродным;
  2. проводом ПНСВ;
  3. электропрогревом опалубки;
  4. индукционным обогревом;
  5. инфракрасным теплом.

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

Плюсы:

  • Простота монтажа и высокий КПД;
  • Позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.
  • Минусы:

  • требует проведения расчетов и долгой подготовки;
  • высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).
  • Что нужно знать об электродном прогреве

    1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

    2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:


    • при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
    • допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
    • сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

    3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

    4. Подходят электроды четырёх видов:

    Вид электродовОписаниеСхема подключения
    ПластинчатыеЭто металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.
    ПолосовыеПолосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам. >
    Струнные Размеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной.
    СтержневыеПодходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев.

    5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.

    Пример техники: Установка ПЛАЗЕР СПБ-70П


    Отправить заявку

    Прогрев бетона проводом ПНСВ

    Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

    Плюсы:

  • несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
  • существенно ускоряет процесс застывания;
  • подходит для повторного использования;
  • устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
  • отличается прочностью и не перегибается;
  • эффективен при экстремальных температурах;
  • устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.
  • Минусы:

  • требует точных расчетов и подготовительных работ.
  • Что нужно знать о проводе ПНСВ

    1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

    2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

    3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

    4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

    5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

    Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
    Отправить заявку

    Электропрогрев опалубки (контактный метод)

    Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит с

    Основы бетона в строительстве от Construction Knowledge.net

    СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ >> БЕТОН >>

    ПЛИТЫ МАРКИ


    1. Как работает бетон?
    2. Каковы структурные основы бетона?
    3. Что такое железобетон?
    4. Что мне нужно знать о арматуре?
    5.Почему для бетона так важно количество воды?
    6. Что я должен знать об испытаниях бетона?
    7. Как мне получить конкретную работу?
    8. Какие документы общественного достояния доступны для дальнейшего использования Исследование?
    9. Уловки торговли и практические правила для конкретных основ:

    Как работает бетон?


    Современный бетон состоит в основном из четырех компонентов: портландцемента, песок, гравий и вода.Распространенное заблуждение относительно бетона состоит в том, что он сохнет и затвердевает. Фактически, гидроцемент вступает в реакцию с вода в химическом процессе, называемом гидратацией. Например, бетон может быть помещен под воду и все равно будет переходить из жидкого состояния в твердое состояние и достичь полной прочности.

    В базовую бетонную смесь можно добавить множество дополнительных ингредиентов. чтобы изменить свойства получаемого бетона.Продолжение В списке представлены некоторые общие добавки (добавки) и дополнительные ингредиенты и их основное назначение:

    Добавки

    1. Ускорители ускоряют гидратацию или отверждение мокрый бетон. Часто используется при более низких температурах, поэтому бетон У бригады меньше времени ожидания между укладкой и отделкой бетона.
    2. Замедлители схватывания замедляют гидратацию или твердение влажного бетона.Часто используется при более высоких температурах, поэтому бетон тоже не схватывается быстро, позволяя бригаде отделки бетона получить надлежащие отделочные работы завершены.
    3. Воздухововлекающие агенты добавляют и помогают распределять крошечные пузырьки воздуха по всему бетону. Эти крошечные пузырьки воздуха помогают бетону выдерживают циклы замораживания-оттаивания с гораздо меньшим растрескиванием и повреждением.
    4. Пластификаторы и суперпластификаторы улучшают удобоукладываемость бетон во время мокрой (или пластичной) стадии, позволяя бетону течь легче.Они особенно полезны при укладке бетона. вокруг перегруженных арматурных стержней. В качестве альтернативы пластификаторам и Суперпластификаторы можно использовать для снижения содержания воды в бетон при сохранении достойного уровня удобоукладываемости.
    5. Пигменты меняют цвет бетона по эстетическим причинам.

    Дополнения

    1. Летучая зола может заменить примерно половину необходимого количества портленда цемент.Летучая зола является побочным продуктом выработки электроэнергии на угле. растения, поэтому часто легко доступны и экономичны. Бетон сделан с летучей золой и портландцементом может иметь более высокую прочность и улучшенные химическая стойкость и долговечность. Использование бетона летучей золы считается экологически безопасным, поскольку большая часть летучей золы в противном случае попадает в на свалках и энергии для производства замененного портландцемента также можно сэкономить.
    2. Измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS или GGBFS) также может заменить часть необходимого портландцемента. GGBS является побочным продуктом процесс производства стали. GGBS получил наибольшее распространение в Европе и Азия.
    3. Silica Fume может также заменить часть необходимого портландцемента. Кремнеземный дым является побочным продуктом производства кремнеземных сплавов. В размер частиц микрокремнезема в 100 раз меньше, чем у Портландцемент.Silica Fume улучшает прочность бетона, абразивный износ стойкость и коррозионная стойкость к химическим веществам, особенно к соли.
    Какие структурные основы для бетона?


    Бетон прочен на сжатие. Так что это на самом деле означает?

    Чтобы понять прочность на сжатие, подумайте о нескольких упаковках сухари сидят на полу. Если вы внимательно встанете на эти пачки крекеры, ваш вес, вероятно, будет поддерживаться, но вы кладете эти сухари в сжатии.Ваш вес стремится раздавить сухарики. Если вы подпрыгнете и приземлитесь на эти пачки крекеров, вы увеличьте прилагаемое усилие и, возможно, раздавите крекеры. Вы будете заставили крекеры потерпеть неудачу при сжатии.

    А теперь попробуйте прыгнуть по бетонному тротуару. Тебе придется прыгать красиво высоко, чтобы тротуар прогнулся под вашим весом. На самом деле ты Вероятно, этот тротуар не выдержит сжатия. Поэтому бетон так часто используется в строительстве.Но на этом история не заканчивается со сжатием.

    Возьмите веревку и потяните в любом направлении. Вы только что положили натянуть струну. Если потянуть достаточно сильно, веревка будет терпят неудачу в напряжении, щелкая. Бетон, при этом довольно прочный в сжатие, быстро выходит из строя при растяжении из-за растрескивания. Резистивный прочность бетона на сжатие составляет около 4000 фунтов на квадрат. дюйм, в то время как сопротивление бетона при растяжении, вероятно, составляет менее 400 фунтов на квадратный дюйм.Как правило, сила натяжения бетон составляет менее 10% от его прочности на сжатие.

    Строители в прошлом понимали эти свойства бетона и камень и обычно используют эти материалы только в сжатии. Так стены могут быть бетонными и каменными, как и фундаменты, поскольку оба выдерживал нагрузки сжатия вниз.

    Арки - интересная структурная форма, потому что арки также действуют полностью в сжатии.Поэтому арки над окнами в старых постройках может быть бетон или камень, потому что нагрузка переносится на арку удерживая конструкцию в сжатии, чтобы трещины растяжения не возникали в бетон или камень. Потолки в виде бочек на самом деле всего три размерные арки, поэтому они также работали только как элементы сжатия.

    Однако если арка над окном станет слишком плоской, она остановится. работая как арка, нижняя часть члена будет в напряжении.Итак, регулярные трещины в бетоне внизу луч, рядом с центром, в этом сценарии. Затем растрескивание вызывает балка выйти из строя. Этот пример показывает, как бетон разрушается при растяжении, что традиционно было основным недостатком конструкции для бетона.

    При рассмотрении инженерного использования материалов более подробно понимание Базовый структурный анализ помогает.

    Что такое железобетон?


    В середине 1800-х годов строители начали добавлять сталь в бетон, чтобы носить силы натяжения.Этот железобетон стал феноменально популярный строительный метод. Есть несколько причин, по которым сочетание арматуры и бетона работает так хорошо:

    1. Коэффициент теплового расширения аналогичен для бетона и стали, поэтому, когда железобетон замерзает или нагревается, два материалы сжимаются и расширяются аналогичным образом. Если они этого не сделали, комбинация со временем разорвется.
    2. Связь между арматурными стержнями (арматурой) и бетоном сильный и эффективный. Арматурный стержень имеет деформации поверхности (гребни) до еще больше улучшить эту связь. Благодаря прочной связи бетон эффективно передает нагрузки на сталь и наоборот.
    3. Когда цементная паста контактирует со стальной арматурой, она образует инертная поверхностная пленка, препятствующая коррозии. Эта пассивация процесс помогает арматуре от коррозии внутри железобетона.
    4. Расположение арматуры в конструкции зависит от области применения. Простые балки и плиты часто имеют арматуру только на растяжение (нижняя сторона. Когда непрерывная балка перекрывает колонны, напряжение находится в верхней части балки, поэтому арматура необходима в верхней части балка над опорами колонн.

    Опоры колонн интересно рассмотреть. Многие люди не знают где сторона напряжения существует на опоре.Как простой способ Помните, протяните левую руку ладонью вверх. Теперь возьмите указательным пальцем правой руки и воткните в середину протянутая ладонь. Слегка сложите левую руку, как будто реагируя на направленная вниз сила указательного пальца. Вставьте фото сюда. Легко увидеть кожа в нижней части левой руки становится натянутой (переходит в натяжение) и кожа на верхней части ладони становится морщинистой (переходит в сжатие).Поэтому нижняя часть простой бетонной опоры находится в напряжение прямо под колонкой. Поэтому арматурный стержень должен быть внизу основания.

    Важно, чтобы арматурная сталь имела достаточное бетонное покрытие. так что бетон сцепляется с арматурой и позволяет бетону и сталь, чтобы действовать вместе как монолитная структурная единица. Бетон крышка также защищает арматурную сталь от чрезмерной влаги или химическая коррозия.Строительные нормы и правила Американского института бетона рекомендует следующее.

    Правила для арматуры по расстоянию до края бетона Минимум
    Бетонное покрытие
    Бетон, отлитый и постоянно контактирующий с землей 3 "
    Формованный бетон, подверженный воздействию земли или погоды: № 5 бар и менее 1 1/2 "
    Формованный бетон, подверженный воздействию земли или погоды: стержни № 6 - № 18 2 "
    Формованный бетон, не подверженный воздействию земли или погодных условий: плиты, стены, балки: стержни № 14 и № 18 1 1/2 "
    Формованный бетон, не подверженный воздействию земли или погодных условий: плиты, стены, балки: № 11 и стержни меньшего размера 3/4 дюйма
    Формованный бетон, не подверженный воздействию земли и погодных условий: балки и колонны: 1 1/2 "

    Здесь может оказаться полезным простой обзор конструкции из железобетона.Бетон - это материал с высокой прочностью на сжатие и низким пределом прочности. прочность. Сталь как материал превосходит бетон в сжатии 10: 1 прочность и 100: 1 прочности на растяжение. Однако сталь стоит около 50 центов за фунт, в то время как бетон стоит около 2 центов за фунт. Таким образом в экономичной конструкции из железобетона для выдерживания напряжения используется сталь напряжения в элементе конструкции и бетоне, чтобы выдержать сжатие стрессы.

    Железобетон должен быть спроектирован с небольшим внимание уделено расширению и сжатию. Конечно, все здание материалы имеют некоторую степень расширения и сжатия, но с железобетон, эти силы могут буквально сломать бетон Кроме.

    Два дополнительных свойства конструкции из железобетона, которые Инструктору по строительству полезно знать о ползучести и усталости.Опять же, все элементы конструкции должны иметь дело с ползучестью и усталостью, но эти явления могут серьезно изменить бетон.


    Что мне нужно знать о арматуре?


    Количество арматуры, используемой в типовых конструкциях, составляет небольшой процент от количество бетона. В большинстве балок, например, используется арматура около 1% для несущие силы натяжения при изгибе. В колоннах можно использовать арматуру до 6%, отчасти потому, что арматурный стержень переносит как растягивающие, так и осевые силы.поскольку арматура стоит намного дороже бетона, эффективное инженерное проектирование сводит к минимуму использование арматуры.

    Арматура занимает центральное место в железобетоне, поэтому базовое понимание помогает. Важно знать различные размеры: стержень №3 составляет 3/8 дюйма в диаметр стержня №7 составляет 7/8 дюйма в диаметре и т. д. Простое практическое правило для Размер арматуры: размер арматуры необходимо разделить на 8, чтобы получить диаметр. в дюймах.

    Арматура Диаметр Вес / фут
    № 2 2/8 "или 0.25 " 0,167 фунта
    № 3 3/8 дюйма или 0,375 дюйма 0,376
    # 4 4/8 дюйма или 0,5 дюйма 0,668
    # 5 5/8 дюйма или 0,625 дюйма 1,043
    # 6 6/8 "или 0.75 " 1,502
    # 7 7/8 дюйма или 0,875 дюйма 2,044
    № 8 8/8 дюйма или 1,0 дюйма 2,67
    № 9 9/8 дюйма или 1,125 дюйма 3,4
    № 10 10/8 "или 1.25 " 4.303
    № 11 11/8 дюйма или 1,375 дюйма 5,313
    № 14 14/8 дюйма или 1,75 дюйма 7,65
    № 18 18/8 дюйма или 2,25 дюйма 13,6

    Как отмечалось выше, структурный элемент нуждается в арматуре, чтобы выдерживать напряжение в железобетоне.Таким образом, для основания нужна арматура на внизу, для простой балки или плиты требуется арматура внизу и т. д. также обычно используется для контроля усадки бетона. Как бетон застывает со временем он продолжает сокращаться. Большая часть усадки происходит в первые несколько часов, затем в первые несколько дней усадка меньше. В усадка продолжается вечно, но количество изменений становится меньше и меньше.

    Помимо усадки при отверждении, бетон будет расширяться или сжимаются в результате изменения температуры (как и все материалы, в некоторой степени).Поэтому дополнительную арматуру часто используют в структурный элемент и называется «Температурная сталь». Эта арматура помогает контролировать растрескивание бетона из-за усадочных трещин от затвердевания или от перепады температуры.

    Обычно можно увидеть # 4 на 12 "по центру, # 3 на 12" по центру или даже №3 на 18 дюймов по центру, как термостойкая сталь. А Начальник строительства должен иметь возможность ознакомиться с чертежами усиленного бетонных элементов и понимать, какая арматура является конструктивной и это термостойкая сталь.

    Часто полевые решения принимаются в отношении прохождения труб и каналов через конструктивные элементы, мешающие оговоренному количеству арматуры. Хотя в идеале эти решения должны приниматься Инженер-конструктор, руководитель строительства должны разбираться в структура, чтобы знать, когда спрашивать. Простая заповедь: «Когда сомневаешься, всегда спрашивайте инженера-строителя », - легко сказать, но не особо практично, когда руководитель строительства принимает сотни решений в день.В Мудрый руководитель строительства понимает, почему и как использовать арматуру.

    Для того, чтобы арматурные стержни находились в нужном месте в железобетонные, стержни часто приходится изготавливать по специальным формы. Как правило, специалист по отделке стали рисует рабочий чертеж, на котором схематическая информация из структурного чертежа и показывает фактические длина стержня, изгибы, зазоры и т. д. для фактического изготовления и установки бары.Эти чертежи магазина должны быть внимательно изучены Строительный супервайзер для проверки соответствия, конфликтов и ошибок.

    Как только начинают просматривать рабочие чертежи арматурной стали, возникнут вопросы с заделкой и соединением стержней. Железобетон конструкции обычно отливаются отдельными сегментами, но целиком конструкция должна действовать как единое целое. Строительные швы создают место остановки заливки бетона, но часто это важно для напряжения в арматуре, переносимые через конструкцию совместный.В этом случае арматурные стержни проходят через строительный шов и приправить решеткой с другой стороны. Слишком долгое использование стыковка неэкономична, потому что сталь стоит намного дороже бетона. Минимальное количество стыков стержней должно быть описано на конструктивных чертежах и фактические стыки показаны на рабочих чертежах арматурной стали.

    В недавнем прошлом на конструктивных чертежах было принято указывать Нахлест прутка диаметром 40 для всех стыков.Опыт показал, что просто решение быть в некоторых случаях излишне консервативным и приводить к сбою другие случаи. Следовательно, значительно более сложный набор правил были адаптированы для сращивания стержней. Это важно для строительства Руководитель хотя бы понимать терминологию Американского института бетона (ACI) правила сращивания арматуры.


    Еще один полезный факт для арматуры касается маркировки, которая должна быть на каждый бар.Начальник строительства должен понимать маркировку, чтобы иметь возможность взять кусок арматуры и узнать стан, на котором он производится, размер стержня и вид и марка стали. На рисунке ниже показано, где расположены эти маркировки. найден на арматуре.



    Почему количество воды так важно для бетона?


    В бетонных работах важно понимать, что вода цементная. соотношение.Минимальное количество воды, примерно 25% от веса цемент, должен быть добавлен для химического гидратации бетонной смеси. В тем не менее, фактический процесс смешивания требует от 35% до 40% воды для проработать процесс смешивания, добраться до фактического цемента и вызвать эффективное увлажнение.

    На практике, однако, добавляется гораздо больше воды, чтобы увеличить удобоукладываемость бетона. Так почему это важно, если много вода в бетонной смеси? Любая вода выше теоретического идеала 25% не используется в процессе химической гидратации.Следовательно Избыток воды остается в бетоне, пока бетон застывает. Над Со временем эта избыточная вода испаряется из бетона, и остаются пустоты. Эти пустоты ослабляют бетон, снижая прочность и увеличивая растрескивание.

    Водоцементное соотношение имеет значение для инженера, но почему Забота инспектора строительства? Каждый, кто укладывал бетон, знает, сколько легче укладывать текучий, более жидкий бетон, чем более сухой бетон.Существует тенденция добавлять воду в смесь, когда она готова к быть размещенными, чтобы бетон лучше текал. Фактически, если бетон не течет должным образом, он может неправильно окружать арматурный стержень (вызывая плохая связь с арматурой), или она может не течь должным образом по формам (вызывая пустоты и участки, требующие ремонта). Вставить фото.

    Итак, на стройплощадке часто бывает конфликт:

    1. Добавьте воды в бетонную смесь, чтобы она лучше текла, но ослабла качество бетона (прочность и трещиностойкость)
      или
    2. Не добавляйте воду в бетонную смесь, чтобы водоцементное соотношение, но приложите больше усилий для укладки бетона и, возможно, имеют значительные пустоты.

    Простой ответ: никогда не добавляйте воду на стройплощадке в бетон, но это ответ игнорирует реальность дилеммы размещения. Часто это сложное решение, с инженерами-конструкторами, строителями, Спецификации, Бетонный Бригадир и другие, имеющие ввод. Это важно, чтобы инспектор строительства хотя бы знал об этом вопросе для каждого укладка бетона и понять, каким будет решение о добавлении воды обработано.


    Что мне нужно знать об испытаниях бетона?


    Тест на оседание бетона был разработан, чтобы помочь последовательно измерить удобоукладываемость бетона. «Удобоукладываемость» бетона - важный коэффициент для укладывающих бетон. Правильно обработанная бетонная смесь течет и правильно заполняет форму, оставляя минимальные пустоты на форме лицевой стороной и полностью окружает арматурный стержень, чтобы создать связь.

    Тест на падение должен быть знаком большинству рабочих на строительстве. сайт. Влажный бетон помещают в стальной конус и кладут на неабсорбирующая поверхность, более широкая часть конуса направлена ​​вниз. Затем стальная коническая форма снимается, позволяя влажному бетону немного опускаться, в зависимости от дизайна микса. Сухая смесь может только осесть От 1 до 2 дюймов. Обычно указанный спад составляет около 4 дюймов. Опускание от 6 до 7 дюймов может достигается за счет использования высокоэффективных восстановителей воды (суперпластификаторы).Специальные смеси для перекачивания бетона имеют тенденцию высокие просадки.

    Еще одним важным испытанием для бетона является цилиндр. испытание на сжатие. Прочность бетона обычно называют его 28-дневным прочность на сжатие. Почему 28 дней? Что такое волшебство в 28 днях? Ничего. 28-дневный период для проверка прочности бетона на сжатие - произвольное время выбрано, чтобы обеспечить последовательность тестирования p

    .

    Как делается бетон (новое исследование) - Цементный бетон

    Как производится бетон: - Бетон представляет собой жидкую смесь цемента, воды, песка и гравия . Бетон можно заливать в формы или формы, и он затвердеет, чтобы создать необходимые компоненты бетонной конструкции. Вам интересно узнать о микроструктуре бетона? Вот Новое исследование по микроструктуре бетона.

    Химическая реакция и гидратация

    схватывание и твердение бетона вызвано химической реакцией между портландцементом и водой, это может быть продемонстрировано путем добавления небольшого количества цемента в воду, содержащую индикатор, быстрое развитие синего цвета отражает выделение гидроксила. Ионы из растворяющегося цемента химическая реакция между цементом и водой называется гидратацией.

    Связанные: - Высокопрочные свойства бетона, прочность, добавки и состав смеси

    Рис.1. Состав бетона

    Растворение цемента увеличивает уровни кальция и кремния в растворе, когда концентрация растворенных веществ достигает критических уровней, в результате реакции осаждения образуются новые твердые продукты. Это эскиз цементных зерен, взвешенных в воде.

    Твердые продукты Hydration образуют покрытия вокруг частиц цемента и постепенно заполняют пространство между ними, когда покрытия впервые начинают схватываться, происходит устойчивое увеличение прочности по мере того, как покрытия растут вместе, величина прочности, достигаемая за счет смесь цемента и воды зависит от того, насколько эффективно заполнено пространство между зернами.

    Бетон затвердеет в течение нескольких часов, , но гидратация продолжается в течение недель, даже лет после укладки. Вот изображение частиц цемента до воздействия воды. Сухой цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, и частицы не прикрепляются друг к другу после того, как цемент смешан с водой и оставлен стоять.

    Сейчас картина совсем другая, частицы сгруппированы вместе и прикреплены твердым материалом, обеспечивающим структурную целостность.Ученые Национального института стандартов и технологий научились моделировать гидратацию цемента на компьютере с помощью компьютерного моделирования.

    Гидратация ускоряется за несколько минут, а не дней до гидратации. Моделирование частиц цемента размещаются на дисплее компьютера, компьютер определяет области частиц, которые могут растворяться в воде.

    Кусочки растворенного цемента случайным образом диффундируют в воде и реагируют с образованием твердых фаз.Согласно определенным правилам после завершения цикла , растворения, диффузии и осаждения , компьютер переходит к другому циклу, поскольку этот процесс повторяется снова и снова.


    Микроструктура бетона

    Микроструктура развивает мосты между частицами, которые обеспечивают прочность материала. Компьютерное моделирование оказалось ценным, поскольку позволяет исследователям тестировать условия и проводить измерения, которые трудно достичь в реальной жизни.В конце моделирования гидратации структура затвердевшего цементного теста очень похожа на ту, что наблюдается под микроскопом.

    Гидратация - это экзотермический процесс, при котором в результате химических реакций выделяется тепло, за процессом гидратации можно легко следить, отслеживая выделение тепла, которое сопровождает реакции,

    это делается путем отхаркивания раствора из партии бетона и его взвешивания в бутылку, которая помещается в изотермический контейнер, термистор - это погруженный в свежий раствор , выходной сигнал термистора можно регистрировать с помощью На компьютере результаты этого эксперимента могут быть представлены в виде кривой зависимости температуры от времени .

    Подробнее : Производство портландцемента - процесс и материалы

    Площадь под основным пиком может быть связана с ранним развитием прочности, начальное растворение цемента Purdue - это кратковременное выделение тепла, показанное первым пиком на калориметрической кривой.

    После того, как продукты гидратации начального растворения быстро осаждаются на поверхности каждой частицы цемента, слой действует как защитный барьер и временно задерживает дальнейшее растворение частицы, что замедляет реакцию на несколько часов и называется период покоя.

    Существование периода покоя позволяет транспортировать бетон на строительную площадку, укладывать и обрабатывать формы, конец периода покоя представляет собой начало схватывания, после чего цемент снова начинает реагировать. быстро с водой, поскольку образуются новые продукты гидратации.

    Ученые используют измерения других свойств для контроля схватывания и твердения бетона, исследователям часто необходимо знать, какая часть цемента гидратирована.


    Степень гидратации

    Степень гидратации можно оценить путем нагревания образца цементного теста и измерения потери веса в зависимости от температуры с помощью оборудования для термогравиметрического анализа . , свободная вода в образце удаляется путем нагревания до 105 градусов Цельсия при 105 градусах. . Образец сухой, но сохраняет свою прочность.

    Вода, участвующая в реакциях гидратации, химически соединяется с цементом. Ее можно удалить из образца путем нагревания до 1000 градусов при 1000 градусов всей исходной смеси.вода была удалена из образца. Степень гидратации рассчитывается по массе химически объединенной воды, типичное цементное тесто, отвержденное во влажных условиях, достигает степени гидратации около 80% за 28 дней с,

    Электрические свойства образцов цемента или раствора можно отслеживать с течением времени, что приводит к профилям изменений электрического сопротивления. Электрические свойства этого образца цемента измеряются с помощью двух металлических дорог и оборудования, которое измеряет сопротивление и импеданс.

    На этой диаграмме показано, как сопротивление электричества через цемент увеличивается по мере того, как цемент гидратируется в раннем возрасте, вода легко проводит ток через образец, но когда продукты гидратации заполняют открытые пространства внутри образца, электрический ток не может проходить так же легко, в этом случае Таким образом, электрические свойства могут быть связаны со степенью гидратации.

    Сопротивление и импеданс цемента - это тема исследований, которые когда-нибудь могут изменить методы испытаний свежего бетона в полевых условиях.Текучие свойства бетона очень важны в этой области, потому что качественное строительство требует соответствующего уплотнения.

    Стандартное испытание осадки обеспечивает грубую оценку удобоукладываемости бетона, это испытание широко используется, поскольку его легко проводить в полевых условиях, свойства жидкости также являются предметом исследования в лаборатории из-за потока изменений цемента по мере гидратации. Такие свойства, как вязкость и начальное сопротивление потоку, используются для характеристики жидких материалов.

    Вода - это жидкость с низкой вязкостью и низким начальным сопротивлением текучести, но бетонный раствор и свежий цементный клей имеют гораздо более высокую вязкость, чем вода.

    Вибрация часто используется для преодоления этого сопротивления в бетоне в лаборатории, жидкие свойства цементного теста можно измерить с помощью этого реометра Brookfield , исследователи используют более крупное оборудование, такое как реометр Tattersall, для измерения свойств раствора и бетона.


    Реологическое оборудование т может использоваться для измерения начального сопротивления потоку, которое во время схватывания называется пределом текучести.Предел текучести начинает увеличиваться, и способность к течению теряется, исследователи заинтересованы в характеристиках потока, чтобы понять, как процесс гидратации делает свежий бетон жестким и приводит к его затвердеванию.

    Скорость гидратации можно контролировать несколькими способами, такими как температура, тип цемента и примеси . влияет на скорость, одной из наиболее важных переменных является температура окружающей среды, высокие температуры ускоряют гидратацию, так что схватывание также происходит быстрее. как последующее развитие силы.

    Когда температура понижается, происходит обратное, хорошее практическое правило состоит в том, что на каждые 10 градусов Цельсия изменение температуры скорость гидратации изменяется в два раза, например, повышение температуры с 20 градусов Цельсия до 30. градусов Цельсия удваивает скорость увлажнения , важно помнить, что когда погода становится более прохладной, бетон медленно затвердевает и его необходимо хранить в формах в течение более длительного периода времени.

    Гидратацию бетона также можно контролировать, используя различные типы цемента для противодействия влиянию высоких или низких температур в полевых условиях, например, использование 3 типов цемента противодействует холоду, поскольку они быстрее гидратируются, также есть специальные химические вещества. которые регулируют гидратацию, могут быть добавлены в бетон, чтобы ускорить процесс гидратации.

    Установить замедлители гидратации этих материалов широко доступны.

    Таким образом, гидратация - это химическая реакция между цементом и водой, которая связывает частицы цемента и заполнитель в бетоне в прочную структуру, и во время массирования одним из важных преимуществ бетона перед другими строительными материалами является то, что он смешивается. и формируется на месте и может принимать очень большие и гибкие . Способность бетона быстро набирать прочность делает его ценным материалом для дорог, зданий, мостов и других важных сооружений .

    Вам также понравится:

    (Посещали 1556 раз, сегодня 1 посещали)

    Продолжить чтение

    .

    Почему бетон огнестойкий?

    Учитывая все обстоятельства, бетон является многообещающим для домов будущего. В настоящее время около 17% новых домов, построенных в США, имеют бетонный каркас [источник: Международная ассоциация сертифицированных домашних инспекторов]. По словам Омара Гарсиа, президента компании SOGA Construction в Вашингтоне, округ Колумбия, дом из бетона прослужит намного дольше, чем дом с деревянным каркасом.

    «Вероятно, в U будет намного больше домов из бетона.S., если бы их строительство не было таким дорогим », - говорит он. Портлендская цементная ассоциация, торговая группа национальной бетонной промышленности, оценивает стоимость нового дома, построенного с использованием изоляционных бетонных форм (наиболее распространенный тип цементного строительства) стоит на 4-7% больше, чем аналогичный дом с деревянным каркасом.

    Объявление

    «Когда вы обрамляете бетонный каркас, цена значительно увеличивается из-за стоимости материала», - говорит Гарсия.«Но реальное увеличение происходит, когда вы учитываете дополнительные часы труда на установку стальной арматуры, формовку и заливку бетона».

    Однако с бетонным домом вы действительно получаете экономию в виде меньших счетов за отопление и охлаждение и меньших полисов страхования жилья.

    «Учитывая, насколько древесина уязвима для гниения, пожара и заражения термитами, удивительно, как долго древесина оставалась основным конструкционным материалом домов», - говорит Гарсия.«Если стоимость строительства дома из бетона продолжит снижаться, вполне логично, что потребители воспримут его как предпочтительный материал».

    Кажется вероятным, что со временем бетон, вероятно, потеряет свой имидж второстепенного строительного материала. Нельзя отрицать его долговечность, и немногие материалы могут сравниться с его невероятной огнестойкостью. Возможно, бетону просто нужна хорошая PR-кампания, чтобы поставить его в один ряд с такими популярными материалами, как дерево, камень и мрамор.

    .

    Устойчивое бетонное строительство - методы и практики

    Устойчивое бетонное строительство - это шаг к экологически чистым и экологически чистым методам бетонного строительства для решения глобальных экологических проблем.

    Бетон - это строительный материал, который используется практически во всем мире. Что касается количества произведенного бетона, использованного и его воздействия, они считаются важной частью общих глобальных экологических проблем.

    Воздействие бетона происходит на разных этапах от добычи сырья до окончания срока службы конструкции.Результатом этих воздействий является глобальное потепление из-за выбросов CO 2 , увеличение размеров свалок и загрязнения.

    Рост плотности населения и растущий спрос на бетон усугубили ситуацию. Таким образом, требуется использовать устойчивые методы строительства из бетона.

    Оценка жизненного цикла бетона:

    Оценка жизненного цикла используется для лучшего понимания и оценки конкретных воздействий на окружающую среду.Для оценки воздействия на окружающую среду необходимо изучить все этапы жизненного цикла бетона. Рисунок 1:

    Рисунок 1 Этапы, рассматриваемые при оценке воздействия на окружающую среду

    1. Производство бетона

    Цемент, заполнитель и вода являются основными составляющими бетона. Каждый из них состоит из сырья с потреблением энергии и отходов производства.

    Из этого становится совершенно очевидно, что этап производства можно рассматривать как наиболее важный этап с экологической точки зрения и привлек внимание как правительства, так и общественности. .

    Цемент производится путем надлежащего смешивания известняка с глиной, и полученная смесь нагревается во вращающейся печи до температуры 1450 ° C. При этой температуре происходит химическое превращение, и основной материал превращается в клинкер, и после охлаждения его измельчают в прокатном стане с получением цементного порошка, во всех этих процессах интенсивно расходуется энергия с выбросом CO 2 .

    Известняк - это, в основном, карбонат кальция CaCO3, и его добыча осуществляется путем нагрева, разложения CaCO3 и выделения выбросов в результате как производства клинкера, так и сжигания ископаемого топлива для выработки энергии, необходимой для производственного процесса. Рис. 2 .

    Рисунок 2 процентное содержание CO2, произведенного в результате потребления энергии и химической реакции.

    Заполнитель и песок являются причиной примерно 30% всех выбросов CO2 при производстве бетона. Среднее использование бетона составляет 1 тонну в год на одного человека, и 1 тонна CO2 выбрасывается на 1 тонну произведенного цемента, что составляет 7% мировых выбросов.

    2. Бетонные конструкции

    Эта стадия, вероятно, выбрасывает меньше парниковых газов по сравнению с производством.Однако нельзя пренебрегать эффективностью этого этапа. Дозирование бетона - один из влияющих факторов.

    Электроэнергия используется для смешивания компонентов бетона в высоком контейнере в дополнение к небольшому количеству топлива, потребляемого небольшими грузовиками, используемыми для перевозки первичных материалов ; 0,0033 т СО2-э / м 3 Выбросы образуются за счет дозирования / м 2 .

    Дизельное топливо используется для транспортировки бетона, который выделяет 0,009 т CO2-экв / м. 3 пустой обратный путь включен.

    Работы на месте, такие как перекачка, вибрация и отделка. Используемое топливо (1,5 л / м 3 перекачиваемого бетона), иногда бетон прокладывается, а не перекачивается, поэтому (2 × 1,5 л / м 3 ) для использования другого типа закачки и выбрасывает 0,009 т СО2-э / м 3 .

    Электрическое смешение имеет наибольшее количество выбросов CO 2 на этой стадии. Из-за использования огромного количества бетона во всем мире и большинства проектов, использующих завод по производству готовых смесей, большое количество воды расходуется на мытье оборудования и отверждение бетона для достижения необходимой прочности в суровых условиях, в результате большой объем загрязненной воды. разряжается; чистая вода используется для предотвращения химических реакций.

    Рисунок-3: Выбросы CO2 при замесе бетона

    3. Срок службы бетона

    Самый большой недостаток бетона - это износ, который увеличился во многих странах. Это не только влияет на производство в обществе, но также оказывает значительное пагубное воздействие на ресурсы, окружающую среду и безопасность.

    Отсутствие достаточной и контролируемой долговечности в дополнение к техническому обслуживанию бетонных конструкций приводит к потреблению большого количества энергии и образованию значительного количества отходов.Из этого становится ясно, что продолжение технического обслуживания и ремонта влияет как на экономику, так и на окружающую среду.

    4. Снос бетонной конструкции

    Демонтаж бетонных конструкций и транспортировка потребляют около 0,2% от общего энергопотребления за весь жизненный цикл. Снос бетонной конструкции может оказаться дорогостоящим процессом.

    Методы достижения устойчивого бетонного строительства

    Ниже приведены методы обеспечения устойчивого бетонного строительства:

    Использование смешанных цементов:

    Большая часть CO2 выделяется при производстве клинкера из-за кальцинации и потребления энергии.Эти выбросы можно уменьшить, используя смешанный цемент, в котором промышленный побочный продукт, такой как шлак, заменяет часть клинкера.

    Добавка цемента не только снижает выбросы парниковых газов при кальцинации, но и снижает потребление энергии.

    Повышение энергоэффективности

    Снижение выбросов в результате использования электроэнергии и топлива может быть достигнуто за счет повышения энергоэффективности, что также приводит к снижению затрат на производство. Модернизация, модификация и замена оборудования, чтобы сделать его более эффективным для производства цемента.

    Большая часть энергии используется при производстве цемента, и она поступает от сжигания топлива, поэтому можно добиться значительного сокращения использования энергии за счет снижения эффективности топлива. Изменение технологии производства цемента - еще один способ повышения энергоэффективности.

    Таблица 1: Варианты повышения энергоэффективности процесса производства цемента

    Удаление двуокиси углерода : снижение CO2 может быть достигнуто за счет удаления CO2.В этом методе во время или после процесса производства СО2 отделяется и затем удаляется из атмосферы. Процедура этого метода разделена на три этапа: сушка и сжатие CO2, передача восстановленного CO2 и его хранение или утилизация.

    1- Низкоуглеродистое топливо вместо высокоуглеродистого топлива : использование топлива с более низким содержанием СО2 является методом снижения выбросов. Следовательно, использование топлива, полученного из отходов, или природного газа вместо угольного топлива снижает количество CO2 и минимизирует удаление отходов.

    Существует ряд альтернативных видов топлива, которые можно использовать для этой цели, например, нефтеперерабатывающий газ, минеральное масло и древесные отходы.

    2- Увеличенный срок службы бетона: Как продлить срок службы бетона является наиболее важным фактором, потому что это не только снижает количество отходов сноса существующих зданий, но и экономит первичные материалы. Прочность очень важна, она напрямую связана со сроком службы бетона.

    3- Переработка отходов : состоит из щебня и кирпичной кладки, которые могут использоваться как крупный и мелкий заполнитель.Эта стратегия экономична, особенно в тех странах, где сырье уже исчерпано, а использование переработанных отходов лучше, чем дорогое сырье и дорогостоящие перевозки.

    По оценкам, в бетонной промышленности используется 1 триллион литров воды, большая часть которой пригодна для питья. Около 3% воды на Земле является пресной, и это будет редкостью на большинстве континентов, поэтому рециркуляция воды может быть решением этой проблемы.

    При использовании текстиля, который имеет свойство водопоглощения для отверждения, улучшенной сортировки заполнителей, увеличения использования суперпластификатора и добавок, количество используемой воды может быть уменьшено вдвое.

    4- Обязанности правительства, компаний и экологических активистов : разъяснение: опасность выбросов очень значительна. Это может побудить производителей и строительные компании внедрить методы снижения выбросов парниковых газов.

    Более того, правительство обязано обеспечивать соблюдение экологических правил, устанавливать налоги в соответствии с выбросами CO2 и заставлять компании рассматривать охрану окружающей среды как важную цель, например, используя медленное запланированное строительство, таким образом, использование дополнительных материалов увеличивается, например, если тонн цемента было бы произведено, выбросы СО2 сократились бы на 300 млн тонн 18.Использовано 5% дополнительного материала.

    .

    Смотрите также

    Новости

    Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

    Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

    29-01-2019 Хиты:0 Новости

    Подробнее

    Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

    Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

    Индекс цитирования