Химия цемента: Химия цемента

Химия цемента

По оптимизации свойств цемента мы предлагаем вам самые различные услуги из одних рук. При этом мы оказываем вам комплексную поддержку в ходе всего процесса. Наши междисциплинарные группы специалистов обладают многолетним опытом, приобретенным в ходе проведения проектов для наших клиентов по всему миру, и продолжают расширять свои знания в процессе реализации максимально приближенных к практике исследовательских проектов. Кроме того мы располагаем аккредитованными лабораториями и полными знаниями действующих норм и правил. Мы находим решения, точно соответствующие вашим потребностям и особенностям вашей продукции.

Спектр наших услуг

Наряду с составлением развернутых характеристик материалов мы консультируем также по вопросам оптимизации изделий. При этом вы можете воспользоваться нашими обширными знаниями, широким спектром услуг и богатым оснащением. Наши опытные специалисты окажут вам поддержку в процессе сбора и обработки информации, оценки текущего положения дел на производстве, исследуют влияние на свойства клинкера условий обжига и охлаждения, а также качества сырья и топлива. В наших лабораториях мы проводим, например, исследования на предмет эффективности цементов и их компонентов, сульфатостойкости и действенности восстановителей хроматов. Мы оказываем услуги по сопровождению планирования, проведения и оценки результатов ваших заводских испытаний, а также берем на себя предварительные испытания, проводимые в целях получения разрешений (например, прогнозирование долговечности при помощи показателей, основанных на степени гидратации). Мы компетентно консультируем вас и разрабатываем подходящие практические решения.

Ваши преимущества

• Надежные и практические решения по вашему индивидуальному заказу
• Междисциплинарная группа специалистов с многолетним опытом в практических вопросах и исследованиях окажет вам комплексные консультационные услуги из одних рук
• Аккредитованные лаборатории с широким спектром физических и химико-минералогических исследований
• Обширные знания в области действующих норм и правил
• Внушительный опыт в разработке продукции как на национальном, так и на международном уровне
• Предоставление эталонных образцов цемента / эталонных материалов
• Регулярная проверка точности нашей работы посредством межлабораторных испытаний

Оценка и оптимизация свойств цемента

Мы консультируем вас по всему миру и оказываем комплексные услуги по всем аспектам оптимизации свойств цемента. Наш спектр услуг широк: от оценки основных компонентов, улучшения рецептуры, оптимизации удобоукладываемости и прочности на сжатие до разработки новых продуктов. Наши специалисты работают на основе междисциплинарного подхода, обладают многолетним опытом и обширными, проверенными на практике знаниями. Они разрабатывают для вас соответствующие вашим потребностям и надежные решения из одних рук.

Обслуживать

Другие услуги, которые могут вас заинтересовать

Повышение квалификации в этой области

Мы предоставляем вам всеобъемлющие консультации и поддержку во всех экологических вопросах, связанных с изготовлением и переработкой цемента, извести, бетона и других строительных изделий. Благодаря нашей полученной в ходе многолетней научно-исследовательской деятельности и практической работы компетентности мы предлагаем вам исчерпывающий спектр услуг «из одних рук» – от выбора и оценки и до оптимизации тех или иных технологических операций и видов продукции.

Обслуживать

Испытания и исследования материалов

Наша работающая на стыке множества дисциплин команда обеспечивает нам возможность давать соответствующие текущему уровню развития науки и техники ответы на вопросы, относящиеся к изготовлению и применению цемента и бетона. Наряду с этим мы предлагаем своим клиентам пакет услуг, включающий в себя все самые важные испытания и консультации – вплоть до проведения комплексной экспертизы. Комбинирование актуальных исследований и компетентного оказания услуг порождает синергетические эффекты, находящие свое отражение в высоком качестве нашей работы и ее тесной связи с практикой.

Обслуживать

Сертификация продуктов

Разработка стандартов качества и контроль качества входят в число основных сфер деятельности компании VDZ с 1877 года.

Обслуживать

У вас есть вопросы по этой теме?

Д-р тех. наук Йорг Рикерт

+49-211-45 78-402
zch@vdz-online.de

Снижение эмиссии СО2 за счет применения «зеленого» облегченного тампонажного цемента Холсим Россия — Промысловая химия

В 2021 году компания ООО «Холсим (Рус)» сертифицировала и начала в городе Вольске Саратовской области производство «зеленого» облегченного тампонажного цемента ПЦТ III Об5-50 (ГОСТ 1581‑2019) со сниженным углеродным следом, поддерживающего повестку устойчивого развития (рисунок 1).

Экологичность производства

«Зеленый» облегченный тампонажный портландцемент ПЦТ‑III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» за счет оптимизированного процесса производства и специально подобранной сырьевой базы позволил снизить содержание клинкера в готовой продукции (цементных растворах низкой плотности) на 30 %. Кроме того, при производстве «зеленого» цемента как минимум на 30 % снижаются выбросы углекислого газа в атмосферу по сравнению с общестроительными и тампонажными марками портландцемента. Особенно это актуально для нефтегазовой индустрии, где вопрос снижения влияния производства на климат становится все более острым с каждым годом. 

Снижение потребления клинкера с 1 м3 цементного раствора

Насколько сократится потребление клинкера с 1 м3 цементного раствора при использовании ПЦТ-III-Об5-50 по сравнению с распространенными рецептурами, которые используются для цементирования верхних секций обсадных колонн? Одной из самых распространенных является рецептура с использованием ПЦТ-I-50, бентонитовой глины и метасиликата натрия (расход компонентов может незначительно варьироваться).

1. Для плотности 1,55 г/см3 с использованием ПЦТ-I-50 – 100 %, бентонитовой глины – 3 %, метасиликата натрия – 1 % и выходом цемента 0,79 т на 1 м3 потребление клинкера составляет:

2. Для плотности 1,55 г/см3 с использованием ПЦТ-III‑Об5-50 – 100 %, выходом цемента 0,84 т на 1 м3 потребление клинкера составляет:

Таким образом, уменьшение использования клинкера при проведении работ с ПЦТ-III-Об5-50 с 1 м3 составляет:

(0,75–0,59) / 0,75) 100 = 21 %.

Снижение выброса СО2 с 1 м3 цементного раствора

Для оценки снижения выброса СО2 на 1 м3 и эффективности использования ПЦТ-III-Об5-50 с точки зрения повестки декарбонизации направления бурения нефтегазовых скважин проведем расчет количества СО2 при использовании стандартных рецептур на основе ПЦТ-I-50 – 100 %, бентонитовой глины – 3 %, метасиликата натрия – 1 % в сравнении с «зеленым» облегченным портландцементом ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)».

Формула расчета выброса СО2 с 1 м3 для стандартных рецептур на основе ПЦТ-I-50 – 100 %, бентонитовой глины – 3 %, метасиликата натрия – 1 % следующая:

СО2общий = x1 + x2 + x3 + x4,

где x1 = количество СО2, выбрасываемое в атмосферу при производстве 1 т цемента, кг/т;
x2 = количество СО2, выбрасываемое в атмосферу при производстве 1 т бентонитовой глины, кг/т;
x3 = количество СО2, выбрасываемое в атмосферу при производстве 1 т метасиликата натрия, кг/т;

Для рецептуры на основе ПЦТ-I-50:

• x1 = 800 кг/т – количество СО2, которое выбрасывается в среднем в атмосферу при производстве 1 тонны ПЦТ-I-50;
• x2 = 50 кг/т – количество СО2, которое выбрасывается в атмосферу при производстве 1 тонны бентонитовой глины;
• x3 = 60 кг/т – количество СО2, которое выбрасывается в атмосферу при производстве 1 тонны метасиликата натрия;
• x4 = 20 кг/т – количество СО2, которое выбрасывается при приготовлении 1 тонны сухой смеси за счет потребления электроэнергии и работы техники.

Таким образом, при использовании 1 м3 цементного раствора на основе ПЦТ-I-50, метасиликата натрия и бентонитовой глины выброс составляет:

В свою очередь, при использовании ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» выброс составляет:

Рассчитаем, насколько меньше будет выброс СО2 с 1 м3 при использовании цементного раствора на основе ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)»:

Итоговое снижение выброса СО2

За первое полугодие 2022 года тампонажное управление компании ООО «Татбурнефть- ЛУТР» успешно зацементировало с применением «зеленого» цемента ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» 24 верхних интервала секций эксплуатационных колонн на месторождениях Республики Татарстан и Оренбургской области (рисунок 2). Суммарное количество цементного раствора плотностью 1,55 г/см3 для цементирования 24 верхних интервалов эксплуатационных колонн составляет 401 м3.

Таким образом, можно оценить уменьшение выбросов СО2 за первое полугодие 2022 года при использовании ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» в сравнении со стандартной рецептурой на основе ПЦТ-I-50, бентонитовой глины и метасиликата натрия, которые зачастую используются для цементирования секций обсадных колонн:

1.

2. Суммарное количество м3 выброс СО2 с 1 м3 на ПЦТ-III- Об5-50 = 401 · 420 = 168420 кг, или 168,42 т СО2.

3. Сокращение выброса = 260,65 – 168,42 = 92,23 т СО2.

Использование ООО «Холсим (Рус)» и ООО «Татбурнефть-ЛУТР» облегченного «зеленого» цемента ПЦТ-III-Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» значительно снижает выбросы СО2 в атмосферу, демонстрируя приверженность этих компаний принципам «зеленой» повестки. Одновременно с уменьшением углеродного следа основным преимуществом ПЦТ‑III‑Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» является экономический эффект, достигаемый в результате его применения: стоимость цементного раствора уменьшается до 20 % за 1 м3 по сравнению с классической рецептурой цементных  растворов низкой плотности на основе ПЦТ I-50 с применением облегчающих и химических добавок. Это делает ПЦТ‑III‑Об5-50 от ООО «Холсим (Рус)» основным выбором клиентов, ориентированных на устойчивый рост и развитие, что подтверждается новыми заявками на поставку материала.

Качество цементирования скважин на объектах ООО «Татбурнефть-ЛУТР» с использованием ПЦТ-III-Об5-50 ООО «Холсим (Рус)»

Благодаря слаженной работе бригады по цементированию ООО «Татбурнефть-ЛУТР», а также высокому качеству цемента ПЦТ‑III-Об5-50 ООО «Холсим (Рус)» удалось достигнуть коэффициента качества цементирования верхних интервалов эксплуатационных колонн до 0,95 (рисунок 4), что является превосходнымрезультатом, особенно в условиях низких и нормальных температур в интервалах применения облегченного цементного раствора.

Статья «Снижение эмиссии СО2 за счет применения «зеленого» облегченного тампонажного цемента Холсим Россия» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№8, Август 2022)

Химия, стоящая за бетоном — декор из бетона

Если вас спросят, вы можете лучше всего описать цемент как «гидравлический клей». Он состоит только из специального клея, который связывает песок и гравий вместе, образуя твердый элемент, похожий на камень. Сам по себе цемент имеет очень мало применения. Однако, когда вы смешиваете заполнители, такие как песок и гравий, образуется бетон. Он повсюду вокруг нас — в наших домах, на предприятиях, на тротуарах, мостах, дорогах и автомагистралях. Безусловно, бетон является наиболее часто используемым искусственным материалом, когда-либо изобретенным.

Раннее происхождение бетона

Первые римляне изобрели цемент/бетон, смешав вулканический пепел (пуццолан) с известью (оксидом кальция). Они обнаружили, что при добавлении воды образуется отличный клей, который они назвали «opus caementicium». Это вещество, которое теперь называется раствором, могло скреплять большие каменные валуны, образуя стены. А если бы римляне добавили гравия, его можно было бы высыпать на землю, чтобы сформировать твердые бетонные плиты и мощеные дороги, которые до сих пор существуют в Европе и Северной Африке.

Этот очень полезный материал не получил большой популярности, так как известь и вулканический пепел не всегда были доступны. Затем, в 1824 году, английский каменщик и самопровозглашенный химик по имени Джозеф Аспдин изобрел современный портландцемент. Он назвал этот цемент «портланд», потому что он напоминал камни, найденные на острове Портленд в Англии.

Аспдин знал, что римляне делали цемент из извести и вулканического пепла. Поскольку вулканический пепел был в дефиците в большинстве районов, он решил использовать известняк и песок для своего продукта. Эти легкодоступные материалы имеются в изобилии в природе.

Но известняк (карбонат кальция) представлял проблему. А именно, он нерастворим в воде и не может гидратироваться. Аспдин провел множество экспериментов, пытаясь химически преобразовать карбонат кальция в оксид кальция (известь), но каждый раз ему это не удавалось.

Впоследствии он получил известь, нагрев известняк до 1652 градусов по Фаренгейту (900 градусов по Цельсию). Нагревая известняк при такой высокой температуре, он смог заменить углекислый газ кислородом. Проще говоря, он получил чистую известь из известняка. Сегодня мы называем этот процесс прокаливанием. Это единственный способ производства портландцемента.

CaCO3 + Δ → CaO + CO2

Как уже упоминалось, известь (оксид кальция) хорошо растворяется в воде. Однако, как только он вступает в реакцию с водой, он превращается в твердый камнеподобный материал, называемый гидроксидом кальция (проще говоря, отвержденный цемент). Химическая реакция очень экзотермическая (с выделением энергии). Настолько, что если бы плотина Гувера не контактировала регулярно с холодной водой, она все равно излучала бы тепло.

CaO + h3O → CaOH3+O

Итак, подводя итог, мы видим, что весь процесс производства цемента и его использования в бетоне начинается с нерастворимого в воде материала, карбоната кальция (известняка). Он превращается в водорастворимый материал, оксид кальция (известь). Затем известь превращается в нерастворимый в воде материал с образованием гидроксида кальция (затвердевший цемент) 9.0011 . При строительстве многих высотных зданий в центре Чикаго для достижения высокой прочности использовался модифицированный портландцемент. Фото предоставлено Canva

Без сомнения, Джозеф Аспдин заслуживает огромной похвалы за изобретение портландцемента. Однако 19-й и 20-й века открыли современные кирпичные и бетонные дома, многоэтажки, дороги и автомагистрали. Впоследствии портландцемент Aspdin сам по себе не мог удовлетворить потребности этих современных бетонных конструкций. Поэтому промышленности пришлось модифицировать портландцемент, в результате чего были получены следующие типы цемента:

Как видно из названия, он отверждается без воды. Он сделан из порошкообразного известняка, гипса и жидкости под названием оксихлорид. Он мало используется в крупной строительной отрасли. Однако из-за его водонерастворимости мы широко используем его для строительства мостов и водохранилищ. Удивительная особенность этого цемента заключается в том, что чем дольше стареет конструкция, тем тверже и жестче она становится.

Гидравлический (серый портландцемент)

По сути, современный гидравлический цемент — это тот же самый цемент, который разработал Аспдин. Однако, чтобы соответствовать механическим свойствам современных и очень требовательных архитектурных конструкций, цемент необходимо было модифицировать.

Доступный сегодня портландцемент состоит в основном из извести с добавлением диоксида кремния, оксида алюминия и оксида железа. Оксид алюминия играет наиболее важную роль. При добавлении воды он превращается в гель и долго удерживает воду. Затем диоксид кремния придает цементу гибкость и устойчивость к сколам. И, наконец, оксид железа делает цемент в целом прочнее и повышает его прочность на растяжение. В этом цементе также много оксида марганца, что придает ему серый цвет.

По химическому составу белый цемент аналогичен серому портландцементу. Однако в нем гораздо меньше оксидов железа и марганца. Другие отличия включают его обработку при гораздо более высокой температуре и гораздо более тонкий помол, чем серый цемент. Подрядчики и дизайнеры в основном используют белый цемент для декоративных целей, таких как бетонные полы, архитектурные элементы зданий, украшения для газонов, статуи, колонны и столбы. Люди также используют его для гидроизоляции сухих стен.

Доработка для конкретных целей

Портландцемент требует дальнейшей модификации для конкретных нужд/применения:

1. Цемент типа 1 является наиболее распространенным портландцементом.
2. Добавляйте гипс в цементы типов 2, 4 и 5, чтобы сделать цемент устойчивым к сульфатам.
3. Используйте цемент типа 3, если проект требует раннего схватывания.
4. Используйте быстросхватывающийся цемент для ремонта, который требует быстрого схватывания, например, для заполнения трещин и ремонта дорог. Также используйте их для ремонта дорог/выбоин в холодном климате. Эти цементы производятся путем добавления триалюмината тетракальция и силиката двухкальциевого кальция в цемент типа 1 или типа 3. Вы также можете добавить фосфаты кальция в портландцемент для быстрого отверждения.
5. Добавление полимеров к портландцементу для придания дополнительной гибкости, лучшей адгезии к затвердевшему бетону и стойкости к сколам. К наиболее распространенным добавляемым полимерам относятся акриловые, стиролакриловые, поливинилацетатные, этиленацетатные, бутадиен-стирольные каучуки, эпоксидные смолы и пластификаторы.

Далее –

Часть II: Декоративный бетон, покрытия, аппликации помогают украсить мир, в котором мы живем

Остались вопросы по вашему проекту?

• Вопрос*
• У вас есть фотография проекта, которой вы хотели бы поделиться с нами?

  Перетащите файлы сюда или

  Допустимые типы файлов: jpeg, jpg, gif, png, pdf, макс. размер файла: 50 МБ.

  Допустимые форматы: jpeg, jpg, gif, png, pdf0066

  • Примечание. Некоторые вопросы будут опубликованы анонимно, а ответы на них будут опубликованы в конце этой истории, чтобы поделиться ими с другими читателями.

  Cement & Concrete Chemistry Primer

  Те из вас, кто меня знает, знают, что я большой сторонник расширения прав и возможностей посредством образования. Одна конкретная тема, которая поднимается несколько раз в год, — это химия цемента и то, что происходит в бетоне. Хотя бетон является гибким и прочным строительным материалом, нам необходимо иметь общее представление об основных принципах, а также уважать и обращаться с нашим продуктом соответствующим образом. В то время как химия бетона является невероятно сложным зверем, о котором написаны целые тома, и новая информация выходит почти ежедневно, определенно стоит иметь упрощенное понимание лежащих в основе механизмов — будь вы дозировщиком, менеджером по контролю качества, тестировщиком, инспектором, водителем. или Финишер.

  Что такое бетон?

  В простейшем случае бетон представляет собой смесь вяжущих порошков, воды, заполнителей и небольшого количества захваченного, а иногда и целенаправленно захваченного воздуха. По сути, мы получаем две разные фазы:

  • Заполнители, образующие прочный и стабильный скелет бетона
  • Паста, представляющая собой смесь цемента и воды, которая со временем затвердевает и связывает заполнитель в прочный и долговечный компонент

  В идеале мы хотим создать оптимальную градацию заполнителя в сочетании, чтобы сбалансировать требования к удобоукладываемости и экономичность смеси, а затем заполнить оставшееся пустое пространство оптимальным количеством цементного теста с правильным составом для работы в соответствии с Требования к прочности и долговечности. Качество бетона зависит от качества заполнителей, качества пасты и качества связи между этими двумя фазами.

  Что такое цемент?

  Портландцемент (или портландцемент из известняка) представляет собой гидравлический порошок (это означает, что он химически реагирует с водой), состоящий в основном из:

  • Силикатов кальция (C3S и C2S)
  • Алюминаты кальция (C3A и C4AF)
  • Сульфаты кальция (обычно добавляют в виде гипса)
  • Прочие второстепенные и следовые компоненты

  Реакционная способность цемента определяется рядом факторов, в том числе: i) количеством, качеством и дисперсностью минералов, ii) крупностью зерен цемента, iii) уровнем щелочи, iv) содержанием минералов в — поверхность раздела с водой и v) температура.

  Что такое гидратация?

  Гидратация представляет собой серию экзотермических (с выделением тепла) химических реакций, которые начинаются, как только цемент вступает в контакт с водой. В результате реакции образуются гидраты цемента, которые образуются на поверхности каждой частицы и постепенно растут, растекаются, сцепляются друг с другом и прилипают к соседним поверхностям.

  Минералы в цементе реагируют с водой и друг с другом, образуя совершенно новые соединения. Имейте в виду, что реакции, представленные ниже, являются большим упрощением — последний раз, когда я слышал на семинаре NIST несколько лет назад, я полагаю, что они идентифицировали более 36 различных химических реакций!

  • C3S и C2S реагируют с водой с образованием геля гидрата силиката кальция, или CSH, и гидроксида кальция, или Ca(OH)2. C3S реагирует быстрее, чем C2S, и производит больше гидроксида кальция, чем C2S. Для типичного цемента вы производите около 75% CSH и 25% гидроксида кальция. CSH — это «хороший материал», который придает нам прочность и долговечность, в то время как гидроксид кальция мало влияет на характеристики бетона, хотя он стабилизирует матрицу гидратного продукта и со временем поглощает некоторое количество CO2, образуя карбонат кальция.
  • C3A и C4AF реагируют с водой с образованием гидратов алюмината кальция и гидратов алюмоферрита кальция. Когда мы добавляем сульфат в смесь, мы также получаем эттрингит (сульфоалюминат кальция), который регулирует характеристики схватывания, увеличение прочности и усадку при высыхании, дополнительно уплотняя матрицу продукта.

  Реакции гидратации обычно можно разделить на 4 различных этапа:

  I) Смешивание

  Некоторые цементные минералы хорошо растворимы, поэтому при растворении цемента наблюдается короткий период быстрой реакции и выделения тепла. Смешанная вода больше не является чистой H3O, а является водным раствором ионных частиц. C3S, алюминаты и гипс хорошо растворимы и быстро растворяются. Эти ионы создают разность зарядов между частицами, что приводит к агломерации благодаря внутреннему слою, богатому кремнеземом, и внешнему слою, богатому кальцием, в пористом растворе, богатом гидроксилом (ОН).

  II) Покой

  Вокруг частиц цемента образуется аморфный слой эттрингита, который действует как временный барьер, замедляющий скорость растворения. Это длится несколько часов, чтобы обеспечить пластическое состояние бетона, в то время как силикаты цемента продолжают растворяться, образуя ионы кальция и гидроксила, пока CSH и гидроксид кальция в конечном итоге не вырастут достаточно, чтобы пробить барьер на стадии отверждения. Существует оптимальная точка для добавления сульфата, которая уравновешивает время схватывания, прочность, стабильность объема и совместимость с добавками.

  III) Затвердевание

  По мере растворения цемента поровый раствор становится пересыщенным, и начинают образовываться осадки в новые твердые фазы (преимущественно гель C-S-H и гидроксид кальция). Некоторые из этих соединений являются волокнистыми или кристаллическими по своей природе, и они переплетаются и сцепляются друг с другом, заставляя смесь затвердевать.

  IV) Охлаждение и уплотнение

  По мере того как эти продукты гидратации выпадают в осадок из раствора, снижается насыщение, что способствует дальнейшему растворению цементных минералов. Диффузия ионов цемента в поровый раствор становится все медленнее и медленнее по мере того, как слои продукта гидратации становятся все толще и толще. Реакции продолжаются медленно с выделением небольшого количества тепла. Непрерывный рост и зацепление продуктов гидратации приведет к образованию прочной твердой массы, повышению прочности и снижению проницаемости.

  Как насчет SCM?

  Дополнительные вяжущие материалы (такие как шлак, летучая зола, микрокремнезем и пуццоланы) представляют собой материалы, которые при использовании в сочетании с цементом улучшают свойства затвердевшего бетона за счет гидравлической и/или пуццолановой активности. Как правило, это побочные продукты из других отраслей, где мы нашли им применение для улучшения характеристик нашей продукции и повышения устойчивости нашей продукции.

  SCM реагирует с относительно инертным гидроксидом кальция, образующимся в ходе реакции гидратации цемента, или в его присутствии, с образованием большего количества геля CSH. По сути, SCM превращает естественный продукт реакции «наполнителя» в более «хороший материал», в результате чего в целом производится больше «хорошего материала». Кроме того, при оптимизации гранулометрического состава как цемента, так и SCM улучшается упаковка частиц. CSH, полученный в результате этой реакции, на самом деле занимает больше объема на единицу SCM, чем на единицу цемента, тем самым помогая заполнить поровое пространство, что приводит к более прочной, более плотной и менее проницаемой матрице продуктов реакции. Ранняя прочность, как правило, ниже, так как первоначальные реакции цемента должны произойти сначала, чтобы произошли вторичные реакции, и пластическая обрабатываемость обычно улучшается из-за того же эффекта.

  Что делают примеси?

  Если посмотреть на ваши основные химические добавки (понизители воды, суперпластификаторы, ускорители и замедлители схватывания, а также воздухововлекающие агенты), то основное действие происходит на первых нескольких стадиях гидратации. Мы придаем поверхностные заряды (чтобы заставить зерна цемента отталкиваться друг от друга, высвобождая захваченную воду, а также уменьшая ее поверхностное натяжение), стабилизируем пузырьки с помощью пленки гидроксида кальция и поглощаем гидратированные поверхности, чтобы способствовать или препятствовать растворению определенных веществ. ионы цемента. Здесь многое происходит, и некоторые механизмы и эффекты могут конкурировать друг с другом, поэтому важно убедиться, что последовательность замеса бетона и процедуры смешивания непротиворечивы и соответствуют рекомендациям нашего дружелюбного местного представителя по добавкам.

  Дозирование, смешивание, размещение и отверждение

  Все материалы должны быть тщательно перемешаны, чтобы получить однородную массу. Если здесь есть что подчеркнуть, так это то, что согласованность является ключевым моментом! Бетон должен быть правильно перемешан, а не перемешан или недомешан. Это необходимое время смешивания будет зависеть от объема бетона в смесителе, а также от состава самой смеси. При правильном смешивании все материалы будут иметь тесный контакт друг с другом, а примеси будут активированы, чтобы получить надлежащую осадку и содержание воздуха. Продолжение чрезмерного смешивания приведет к уменьшению осадки, воздуха и, в конечном итоге, прочности. Как правило, у вас есть около двух часов с момента замеса до момента, когда должен быть уложен бетон (на что, конечно же, влияют условия окружающей среды и использование ускорителей или замедлителей схватывания). За это время бетон начинает схватываться, и дальнейшие манипуляции разрушат те связи, которые начинают формироваться, что приведет к снижению прочности и долговечности продукта.

  Особое слово о водоцементном отношении

  Вода выполняет основные функции в бетоне:

  • Некоторое количество воды вступает в реакцию с цементом и SCM с образованием гидратного геля, который затвердевает и набирает прочность ( соотношение вес/см около 0,24-0,28)
  • Дополнительное количество воды улучшает удобоукладываемость бетона, но разжижает и ослабляет гелеобразование.

  Дафф Абрамс, директор исследовательской лаборатории Ассоциации портландцемента, в 1918 сказал:

  «Для данных материалов прочность бетона зависит исключительно от относительного количества воды по сравнению с цементом, независимо от смеси, размера и сорта заполнителя».

  Причина этого проста, если мы рассмотрим диаграмму ниже. При большем количестве воды в смеси зерна цемента находятся дальше друг от друга, и в процессе гидратации между ними будет возникать меньший контакт между точками.

  Необходимо учитывать, что вода в бетоне – это не только вода замеса, добавленная в замес, но и влага, содержащаяся в заполнителях, содержание воды в добавках (если в значительном объеме), промывочная вода, оставшаяся в барабане или смеситель, ну и конечно вода, которую водитель добавляет на месте. Вот почему так важно придерживаться состава смеси, целевого оседания и при необходимости документировать добавление воды.

  Особое слово об отверждении

  Гидратация продолжается неограниченно долго, пока влажность и температура условия благоприятны и приводят к постепенному затвердеванию, затвердеванию и увеличению прочности. Бетон будет самовысыхать, и со временем из него будет испаряться вода. Развитие прочности в основном остановится, если внутренняя влажность (относительная влажность) бетона упадет ниже 80%. Чем ниже водоцементное отношение (или чем лучше мы хотим, чтобы бетон работал), тем более чувствительным он будет к правильному отверждению. Цель отверждения состоит в том, чтобы предотвратить потерю влаги из бетона, чтобы гидратация продолжалась. Отверждение следует начинать сразу после отделки, когда бетон достаточно схватится и станет достаточно прочным, чтобы поверхность не была повреждена. Лечение имеет значение? Черт, да!

  Шпаргалка по бетону

  Факторы, влияющие на бетон (на кубический метр/ярд) и типичные воздействия

  Устранение неполадок с бетоном

  Для устранения неполадок с бетоном я не могу порекомендовать достаточно взглянуть на бесплатное приложение i.check от Lehigh Hanson — a удобно иметь руководство по диагностике и решению конкретных проблем в реальной жизни в этой области.