Jaké faktory ovlivňují pevnost betonu. Minulost a současnost zpevňujících přísad do betonu

Beton je jedním z nejpoužívanějších stavebních materiálů již od starověku.

Jeho pevnost, odolnost a schopnost vytvářet z něj struktury složitých tvarů – to vše dělá z betonu velmi atraktivní materiál pro stavebnictví již více než 6000 let.

Stavitelé a inženýři vždy prokazovali kreativitu experimentováním s recepturami betonových směsí. Za starých časů se to dělalo z rozmaru a výsledky nebyly vždy potěšující. Postupně se ale hromadily zkušenosti generací řemeslníků a nyní se pro služby stavebníků vyrábějí přísady se zaručenými účinky.

Betonové složení

Klasické složení betonu zahrnuje:

1. cement;
2. velké kamenivo (štěrk, drcený kámen, žulové prosévání, expandovaná hlína a další materiály, jejichž zrnitost se pohybuje od 20 do 100 mm a vybírá se v závislosti na projektu);
3. jemné kamenivo (zpravidla písek střední a hrubé frakce, zrnitost závisí také na projektu);
4. vody.

Složení betonu upravuje GOST 26633-2015 „Těžký a jemnozrnný beton. Technické podmínky“.

Používají se také cemento-pískové malty, které neobsahují velké kamenivo. Používají se jako omítací, zdící a sanační malty, lze je také použít k výrobě potěrů, které nebudou vystaveny vysokému zatížení.

Faktory určující pevnost betonu

Složení betonových směsí se zdá na první pohled jednoduché, ale pevnost hotového výrobku závisí na mnoha faktorech. V první řadě je ovlivněno množstvím cementu v dávce a volbou značky cementu. Čím vyšší je jakost cementu a čím větší je jeho podíl v roztoku, tím vyšší je pevnost betonu v tlaku. Na základě tohoto kritéria jsou betony rozděleny do tříd.

Pevnost betonu je také ovlivněna druhem cementu, kamenivem, poměry složek, důkladností promíchání, zpracováním položeného betonu a podmínkami jeho tvrdnutí.

Důležitá je také kvalita výchozích složek: čistota vody a kameniva, nepřítomnost nečistot v nich, čerstvost cementu.

Co je to cementová činnost

Čerstvost cementu ovlivňuje kvalitu betonu. Během skladování cement, zejména pokud je skladován bez obalu, ztrácí během několika měsíců svou aktivitu. Po 3 měsících skladování se návrhová pevnost cementu snižuje o 23 % a rychle tvrdnoucí cementy se stávají běžnými po měsíci skladování.

Důležité!

Aktivita cementu je parametr, který tvoří základ pro klasifikaci cementů do jakostí. Aktivita je pevnost v tlaku vzorků cementu ve stáří 28 dnů. Na základě tohoto parametru se cementy dělí do tříd: 32,5, 42,5, 52,5. Kromě toho jsou cementy na základě pevnosti v tlaku ve stáří 2 (7) dnů klasifikovány do podtříd:

pomalu tvrdnoucí (M) pouze pro cementy CEM III/B a CEM III/C;

Podle GOST 31108-2016 „Všeobecné stavební cementy. Technické specifikace“, podle složení se cementy dělí na následující typy:

1. CEM I (portlandský cement);
2. CEM II (portlandský cement s minerálními přísadami);
3. CEM III (struskový portlandský cement);
4. CEM IV (pucolánový cement);
5. CEM V (kompozitní cement).

Cementy CEM II–CEM V se dále dělí na podtypy (A, B, C) podle obsahu cementového slínku a přísad.

Další faktory, na kterých závisí aktivita cementu:

1. Granulometrie (frakční složení, hmotnostní zlomek částic různých frakcí). Záleží na jemnosti mletí. Čím jemnější je mletí, tím vyšší je obsah jemných frakcí a tím vyšší je specifický povrch. Zvýšený obsah jemných frakcí podporuje rychlý nárůst pevnosti, vysoký obsah středních frakcí zajišťuje vysokou návrhovou pevnost (28. den). Velké frakce nejsou zcela zapojeny do hydratačních reakcí a zrna nezreagovaného cementu se nacházejí v betonu vyrobeném z hrubého cementu i po několika letech, což negativně ovlivňuje pevnost betonu.
2. Složení slínku a přítomnost nečistot (v závislosti na přítomnosti určitých sloučenin si cement může zachovat svou aktivitu déle). Například příměs až 2 % oxidu hořečnatého vede k urychlení nárůstu pevnosti a přítomnost nehašeného vápna ve složení slínku zajišťuje delší zachování aktivity cementu.
3. Čerstvost cementu. Ke ztrátě aktivity dochází v důsledku toho, že cementové sloučeniny reagují se vzdušnou vlhkostí a oxidem uhličitým a na povrchu cementových zrn se objevuje film nových útvarů. Při použití tohoto cementu k přípravě betonové malty film zabraňuje hydratačním reakcím, jejichž produktem je betonový kámen.

Je možné zvýšit aktivitu starého cementu?

Starý cement lze také použít k přípravě betonových roztoků. K získání trvanlivého betonu ze starého cementu se používají různé způsoby aktivace cementu:

1. Mokrá aktivace. V první fázi se do domíchávače betonu vloží cement, hrubé kamenivo a částečně voda. Zrna hrubého kameniva se 5 minut melou na cement, poté se přidá písek a zbytek vody.
2. Aktivace vibrací. Míchání cementu a písku za současné vibrace zvyšuje jeho aktivitu o 30–40 %.
3. Použití komplexních plastifikačních přísad, které umožňují zvýšit aktivitu cementu a získat z něj vysoce kvalitní beton.

Poměr vody a cementu

Aby došlo k hydratačním reakcím, je potřeba přesně definované množství vody, konkrétně 0,3 množství cementu. Pro usnadnění zpracování se obvykle používá poměr voda-cement 0,45–0,55, stále se však jedná o poměrně tuhou směs a další zvýšení w/c má za následek snížení pevnosti betonu.

Důležité!

V závislosti na konzistenci se betonová řešení dělí na tuhé a mobilní. Mobilní řešení jsou rozdělena do pěti tříd mobility, od P1 do P5.

Pro zvýšení pohyblivosti betonových směsí bez obětování pevnosti se používají plastifikátory a superplastifikátory, které umožňují zvýšit pohyblivost z P1 na P5.

Ošetření a údržba položeného betonu

Pevnost a hustota betonu spolu souvisí. Beton je obecně porézní materiál, vyznačuje se přítomností kapilár a pórů, ale pro zvýšení pevnosti betonu je třeba usilovat o to, aby jich bylo méně a aby měly nejmenší průměry.

Aby se odstranily velké vzduchové bubliny a dosáhlo se zhutnění betonové směsi, po uložení do bednění se provádí vibrační zpracování, které vyžaduje použití drahého zařízení, spotřebu energie a času. Použití plastifikačních a superplastifikačních přísad umožňuje získat samozhutnitelné směsi, které nevyžadují zpracování. Velikost a počet pórů se v nich ve srovnání s betonem bez přísad snižuje, zvyšuje se jejich hustota a pevnost;

Důležitější je také zajištění optimálních podmínek během vytvrzování (28 dní).

Optimální teplota vzduchu je 18–22°C a téměř stoprocentní vlhkost. Při poklesu teploty vzduchu se procesy rozvoje pevnosti zpomalují, při cca 5°C a nižších se prakticky zastaví; Vlhkost vzduchu 40 % a nižší má stejný účinek. Proto se pro zimní betonování používají nemrznoucí přísady, které umožňují betonářské práce i při teplotách vzduchu do minus 20°C.

Se stoupající teplotou vzduchu beton vysychá a to také negativně ovlivňuje jeho pevnost. Aby beton nevysychal, zalévá se vodou.

Pevnost betonu je tedy ovlivněna:

1. čistota a poměry hlavních složek;
2. druh, značka a čerstvost cementu;
3. správné míchání;
4. zpracování a péče po instalaci.

Můžete to ovlivnit i přidáním speciálních přísad.

Jaké přísady se používaly ve světové historii stavebnictví

Složení betonu obsahuje pouze několik složek, ale lidé vždy našli příležitost přidat určité přísady, aby získali materiál s jakýmikoli zvláštními vlastnostmi. Za starých časů to byly různé dostupné látky a výběr přísad a jejich dávkování byl experimentální povahy, protože fyzikálně-chemické vlastnosti procesů probíhajících ve směsi cementu s vodou nebyly dosud známy. Proto se některé budovy ukázaly jako silné, jiné se rychle zřítily.

Ve starém Římě stavitelé přidávali do betonových směsí zvířecí krev, sádlo a mléko. Krevní hemoglobin, jak je nyní známo, je změkčovadlo. Vepřový tuk a mléko byly použity pro dodání vodoodpudivých vlastností. V Rusi se vejce přidávala do hmoždířů pro zvýšení pevnosti.

Při zimní betonáži v Rusku se roztoky míchaly s přídavkem vodky a mýdla. Například takto byl nalit základ Alexandrovského sloupu v Petrohradě.

Od roku 1850 se při výrobě betonu začal používat portlandský cement. V té době se do roztoků přidávala sádra. Na počátku dvacátého století se chlorid vápenatý používal jako urychlovač tuhnutí a cukr jako zpomalovač tuhnutí betonu.

V SSSR se jako přísady do betonových roztoků používaly nerozpustná mýdla na bázi mastných kyselin, přípravky na bázi vosků a bitumen.

Jako urychlovací přísady byly použity elektrolytové soli.

Následující byly (a jsou) používány jako změkčovadla:

1. sulfonované melaminformaldehydové pryskyřice, jakož i komplexní přísady na jejich bázi;
2. modifikované lignosulfonáty a komplexní přísady na jejich bázi;
3. kondenzační produkty kyseliny naftalensulfonové a formaldehydu, jakož i komplexní přísady na jejich bázi;
4. kondenzační produkty hydroxykarboxylových kyselin.

Jaké přísady se používají pro zvýšení pevnosti betonu

Přidávání zpevňujících přísad do betonových roztoků je ve stavebnictví široce používáno. Ale na rozdíl od stavitelů minulých staletí se nyní používají přísady, které jsou vyvinuty a testovány v laboratořích, poskytují zaručený účinek a jejich obal poskytuje jasné pokyny k dávkování.

V souladu s GOST 24211-2008 „Přísady do betonu a malt“ existuje několik tříd přísad do betonových malt:

1. Regulační vlastnosti betonu a cementových malt. Jedná se o změkčovadla a superplastifikátory, stabilizační, vodu redukující, provzdušňovací přísady.
2. Ovlivnění kinetiky tuhnutí. Jsou to urychlovače, zpomalovače a přísady, které snižují propustnost betonu.
3. Dodávají speciální vlastnosti (vodoodpudivé látky, nemrznoucí přísady, fotokatalytické přísady).
4. Minerální doplňky, které mohou být aktivní nebo inertní.

Potřeba přidávat přísady je stanovena GOST 24211-91 (neplatí pro minerální přísady).

Plastifikátory a superplastifikátory

Nejčastěji se pro zvýšení pevnosti do roztoků přidávají změkčovadla a superplastifikátory.

Zvyšují aktivitu cementu a přispívají k úplnějšímu zapojení jeho složek do hydratačních reakcí, což zvyšuje pevnost betonu. Navíc umožňují bez zvýšení podílu vody ve směsi zvýšit zpracovatelnost směsi, v důsledku čehož má hotový beton méně pórů a kapilár, jsou menší velikosti, pevnost a hustota betonu se zvyšuje.

Podívejme se na plastifikační přísady, které vyrábí CEMMIX. Jedná se o moderní přísady, a co je důležité, všechny přísady v řadě jsou kompatibilní navzájem i s tuzemskými cementy. Mají také tekutou formu, která je vhodná pro použití, snadno se přidávají do roztoků a dobře se mísí se složkami roztoku.

K dispozici je několik aditiv CEMMIX s plastifikačními a zpevňujícími vlastnostmi:

1. CemBase je superplastifikátor pro monolitické stěny, základy, dlaždice, slepá místa a povrchy vozovek.
2. Plastix je plastifikátor do betonových směsí a zdicích malt.
3. CemStone je plastifikátor pro stavební a zdící malty, výrobu perlitbetonu a keramzitbetonu.
4. CemPlast je superplastifikátor pro podlahy, potěry, dlažební desky, omítkové malty. Používá se také pro transportbeton za normálních a zvýšených teplot, pro hydraulický a silniční beton, pro kritické a hustě vyztužené konstrukce.
5. CemThermo je speciální superplastifikátor pro podlahové vytápění. Je možné jím plnit i velmi tenké a velmi rovné potěry. CemThermo zajišťuje pevné přilnutí betonu k topným tělesům, což zvyšuje přenos tepla podlahy.

Katalog produktů CEMMIX

CemBase 5L

Specializovaná vysoce účinná základová přísada.