Багато хто знає, що цемент при взаємодії з водою твердне і перетворюється в так званий цементний камінь. Однак, мало хто знає суть цього процесу: як твердне, чому твердне, що нам дає усвідомлення реакції, що відбувається і яким чином ми можемо на неї впливати. На сьогоднішній момент розуміння всіх стадій гідратації дозволяє вченим винаходити нові добавки в бетон або цемент, так чи інакше впливають на процеси, що відбуваються в період схоплювання цементу і тверднення бетонної або ЗБВ конструкції.

заводи випускають ЗБВ або товарний бетон можуть користуватися цими добавками з величезною користю для себе. Це і економія електроенергії та газу за рахунок скорочення термінів пропарювання ЗБВ виробів, і зниження трудовитрат на вібрацію, і швидкість обертання формоснасткі або опалубки, і економія цементу, і поліпшення якісних характеристик товарного бетону і виробів ЗБВ. Все це можливо за рахунок застосування спеціальних добавок для бетону чи цементу. Перелік використовуваних на сьогоднішній день добавок досить великий, тому йому присвячений окремий розділ добавки в бетон .

Взагалі, в процесі набору міцності бетону присутні дві основні стадії:

• схоплювання бетону досить коротка стадія, яка відбувається в першу добу життя бетону. Час схоплювання бетону або цементного розчину істотно залежить від температури навколишнього повітря. При класичної розрахункової температурі 20 градусів початок схоплювання цементу відбувається приблизно через 2 години після замішування цементного розчину, а кінець схоплювання настає приблизно через три години. Тобто - процес схоплювання займає всього 1 годину. Однак, при температурі 0 градусів цей період розтягується до 15-20 годин. Чого говорити, якщо сам початок схоплювання цементу при 0 градусів починається лише через 6-10 годин після замішування бетонної суміші. При високих температурах, наприклад при пропарюванні ЗБВ в спеціальних камерах ми прискорюємо період схоплювання бетону до 10-20 хвилин!

  Протягом періоду схоплювання бетон або цементний розчин залишаються рухливими, на них ще можна впливати. Тут діє механізм тиксотропії. Поки Ви "ворушити" несхватівшійся до кінця бетон, він не переходить в стадію твердіння, і процес схоплювання цементу розтягується. Саме тому доставка бетону на бетоносмесителях, яка супроводжується постійним перемішуванням бетонної суміші, здатна зберегти її основні властивості. При бажанні прочитайте подробиці про основні властивості і склад бетону .

  З особистого досвіду можу згадати екстраординарні випадки, коли наші міксера з бетоном стояли і "молотили" на об'єкті по 10-12 годин, в очікуванні розвантаження. Бетон в такій ситуації не твердне, але відбуваються якісь незворотні процеси, істотно знижують його якості в подальшому. Ми називаємо це зварюванням бетону. Особливо критичні такі заходи влітку в спеку. Згадайте скорочені терміни схоплювання цементу при високій температурі, про які ми говорили вище. Менеджери і диспетчера Компанії BESTO намагаються уникати подібних казусів, але іноді відбуваються непередбачені ситуації, в основному пов'язані з обваленням неякісної опалубки. Бетон розливається, всі бігають, намагаючись його зібрати, відновлюють опалубку, а час йде, а ще не розвантажили бетонозмішувачі з бетоном стоять і молотять. Добре, якщо є куди переадресувати, а якщо ні? Одним словом - біда.

• твердіння бетону це процес настає відразу після закінчення тужавлення цементу. Уявіть, що ми за допомогою бетононасоса нарешті поклали бетон в опалубку, він благополучно схопився, і тут власне і починається процес затвердіння бетону. Взагалі, твердіння бетону і набір міцності ЗБВ йде не місяць, і не два, а роки. 28 добовий термін регламентований лише для того, щоб гарантувати певну марку бетону на той чи інший період. Графік набору міцності бетону або ЗБВ нелинеен і в перші дні і тижні процес відбувається найбільш динамічно. Чому ж так? А ось як раз давайте розберемося. Прийшла пора поговорити про процес гідратації цементу.

Ми не будемо тут розбирати самі стадії отримання портландцементу, для цього є спеціальний розділ, що описує виробництво цементу більш детально. Нас цікавить лише склад цементу і його основні компоненти, що вступають в реакцію з водою при замішуванні цементного розчину або бетону. Отже. В якості основи портландцементу розглядаються чотири мінералу, отримані в результаті всіх стадій виробництва цементу:

• C3S трёхкальціевий силікат
• C2S двухкальціевий силікат
• C3A трёхкальціевий алюмінат
• C4AF четирёхкальціевий алюмоферіт

Поведінка кожного з них на різних стадіях схоплювання бетону і його твердіння, істотно відрізняється. Одні мінерали вступають в реакцію з водою замішування відразу, інші трохи згодом, а треті - взагалі не зрозуміло навіщо тут "ошиваються". Давайте розглянемо всіх по порядку:

C3S трёхкальціевий силікат 3CaO x SiO2 мінерал бере участь в процесі наростання міцності цементу протягом всього часу. Без сумніву, він є головною ланкою, хоча, в період першої доби життя бетону у трёхкальціевого силікату є серйозний спритніший суперник C3A, про який ми згадаємо пізніше. Процес гідратації цементу є ізотермічним, тобто - хімічна реакція супроводжується виділенням тепла. Саме C3S "гріє" розчин цементу при замішуванні, припиняє гріти в період з початку замішування до моменту початку схоплювання, потім викид тепла протягом всього періоду схоплювання і далі відбувається поступове зниження температури.

Трёхкальціевий силікат і його внесок в набір міцності бетону найбільш значущий лише в перший місяць життя бетонної або ЗБВ конструкції. Це ті самі 28 днів нормального твердіння. Далі, його вплив на набір міцності цементу відчутно зменшується.

C2S двухкальціевий силікат 2CaO x Si02 починає активно діяти лише через місяць після замішування цементу в бетонної суміші, як ніби беручи зміну у свого трехкальциевого брата-силікату. Протягом першого місяця життя бетону або ЗБВ він в общем-то валяє дурня і чекає свого часу. Це період неробства і расслабухи можна істотно скоротити за рахунок застосування спеціальних добавок в цемент. Зате, його дія триває роками, на протязі всього періоду наростання міцності залізобетону, ЗБВ або бетону.

C3A трёхкальціевий алюмінат 3CaO x Al2O3 найбільш активний з перерахованих. Він починає бурхливу діяльність з самого початку процесу схоплювання. Саме йому ми зобов'язані за набір міцності, протягом перших днів життя бетону або залізобетону. Надалі його роль в твердінні і наборі міцності мінімальна, але в швидкості йому немає рівних. Марафонцем його не назвеш, а ось спринтером, мабуть - так.

C4AF четриёхкальціевий алюмоферіт 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 це якраз той самий, який - "незрозуміло навіщо взагалі тут вештається". Його роль в наборі міцності і твердінні мінімальна. Незначний вплив на набір міцності відзначається лише на самих пізніх термінах тверднення.

Всі перераховані компоненти при замішуванні водою вступають в хімічну реакцію, завдяки якій відбувається наростання, зчеплення і осадження кристалів гідратованих сполук. По суті, гідратацію можна назвати і кристалізацією. Так напевно зрозуміліше.

Завдяки старанням вчених і наукових розробок численних випробувальних лабораторій і НДІ стало можливим прогнозоване і регульоване вплив на процес гідратації цементу, вплив на початок і кінець схоплювання, регульована рухливість бетону, його міцність, корозійна стійкість і так далі. В основному це робиться за рахунок застосування спеціальних добавок в бетон. Спектр доступних методів впливу на процес схоплювання цементу і подальшого набору міцності бетону або ЗБВ досить широкий і більш докладно він описаний в розділі добавки для бетону .

Компанія Бест поставляє товарний бетон і розчин, виготовлені із застосуванням найсучасніших добавок, що дозволяють отримувати бетонні суміші і цементні розчини з поліпшеними показниками по морозостійкості, водонепроникності, рухливості і т.д. Сучасне дозуюче і бетонозмішувальні обладнання допомагає домогтися найкращих результатів по однорідності складу бетонної суміші або цементного розчину.

Сподіваюся, що ні загідратіровал Вам мізки своїми силікатами і алюминатами. З трёхкальціевим привітом, Едуард Мінаєв.