Тепловая обработка бетона

Известно, что повышение температуры приводит к ускорению процессов взаимодействия воды и зерен цемента: увеличивается скорость реакций, рост кристаллов и т.д. Однако затвердевший при более высокой температуре цементный камень обладает более грубой структурой по сравнению с цементом, твердевшим в естественных условиях, и частицы цемента не успевают в полной мере прореагировать с водой – возможности цемента используются в меньшей степени.

Помимо ускорения химических процессов, повышение температуры оказывает влияние и на физику твердения бетона: сказывается различное объемное расширение влажного воздуха, воды, цемента и заполнителей. Например, коэффициент объемного расширения влажного воздуха примерно в 100-200 раз больше, чем для цемента, поэтому вода и воздух при расширении нарушают уплотнение бетона, приводят к росту пористости, что в итоге приводит к потере прочности. В результате бетон, полученный после тепловой обработки, может набрать прочность до 70% от марочной, однако на момент 28-ми суток у него будет недобор до марочной прочности в 10-15% (многое зависит от выполнения требуемых условий твердения и состава бетона). Важно иметь в виду, что не только прочность, но и другие характеристики бетона, такие как морозостойкость, ухудшаются, если бетон твердеет при повышенной температуре. Все вышесказанное относится к бетонам на самом распространенном типе цемента – портландцемент. При этом подбор состава бетона для бетонов в условиях тепловой обработки следует осуществлять только после экспериментального установления расчетной формулы, однако производители цемента часто снабжают свой товар уже данными по активности цемента после пропарки, что облегчает процедуру подбора состава бетона.

Пропаривание бетона при высоком давлении (автоклавы) лишено вышеупомянутых недостатков. Такой прогрев осуществляется при давлении пара в 10 атм и значительно ускоряет твердение бетона за счет более высокой температуры твердения – 160-180оС. Прочность бетона при четырех-шести часовой пропарке в автоклаве может превысить марочную, однако последующий рост прочности будет мал, ввиду большей закристаллизованности цемента. Для автоклавной обработки бетона следует применять песчанистые портландцементы, содержащие 30-60% молотого кварцевого песка. Исследователями установлено, что характеристики бетона – прочность и морозостойкость ‑ в этом случае будут гораздо лучше, чем, нежели использовать состав бетона, твердеющего при нормальных условиях. К портландцементу лучше добавить известь с кремнеземистой добавкой – происходит объединение технических положительных свойств цементных и силикатных бетонов.

Перед тем, как повышать температуру бетона в условиях повышенного давления, он должен набрать критическую прочность. Эта прочность зависит от скорости роста температуры и составляет от 3 кГ/см2 при скорости в 20оС до 8оС при скорости 80оС в час. Важно, чтобы эта прочность была набрана до достижения температуры бетона 40-50оС, для чего его предварительно выдерживают с применением химических добавок для ускорения твердения. Для уменьшения отрицательных деструктивных явлений в бетоне при автоклавном твердении можно использовать метод быстрого впуска пара в загерметизированный автоклав. За счет парциальных давлений воздуха и пара возникает избыточное давление паровоздушной смеси. Бетон в этом случае оказывается в условиях всестороннего обжатия, что уменьшает температурные деформации и позволяет сократить сроки предварительного выдерживания.

Комментарии закрыты.