Temps de prise du béton: modèles chimiques et physiques.
Combien de temps dure le béton? Quels processus y a-t-il lieu lors de la transformation d'une solution semi-liquide en un matériau solide? Comment la température de l'air affecte-t-elle ces processus? Voyons le comprendre.
Saisir: chimie et physique
Для начала давайте выясним, что это за процесс - схватывание бетона, как он протекает с точки зрения химических реакций и физической модели (см.также статью «Бетонные столбики – важный элемент строительства»).
Pour clarifier: tous les processus concrets, à proprement parler, il est plus correct d'appeler l'hydratation du ciment. Pour des raisons évidentes, le sable de quartz et la pierre concassée, beaucoup plus résistants aux produits chimiques, ne sont pas impliqués dans la réaction.
Modèle chimique
Lorsque le ciment Portland entre en contact avec de l'eau, plusieurs processus chimiques commencent en même temps, entraînant la conversion des oxydes et des sels d'aluminium et de calcium en hydroaluminates et hydrosilicates, respectivement.
Les principales réactions sont les suivantes:
- 3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
- Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
- 3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.
Les trois réactions entraînent la libération d'une petite quantité de chaleur. L'hydratation complète du ciment nécessite de le mélanger avec de l'eau dans un rapport de 1: 0.4; dans le même temps, environ 60% de la quantité totale d'eau est impliquée dans les processus chimiques réels. Le liquide restant reste enfermé dans les cellules du futur béton, formant ainsi sa structure poreuse; il va s'évaporer dans quelques semaines voire quelques mois.
Parallèlement à l'hydratation des minéraux du ciment constitutifs dans la masse du béton, plusieurs réactions plus lentes se produisent, ce qui conduit progressivement à un ensemble de béton résistant à la marque:
- La chaux éteinte Ca (OH) 2, associée au dioxyde de carbone, se transforme progressivement en carbonate de calcium fort et légèrement soluble, CaCO3.
- L'ajout de dioxyde de silicium à cette réaction produit des silicates de calcium non moins durables et stables.
Modèle physique
Comment se présente le processus en termes de processus physiques se déroulant dans la masse du béton?
| Temps depuis le début de l'hydratation | Processus coulants |
| 5 minutes | La surface des grains de ciment est recouverte de cristaux en forme d'aiguille d'aluminate de calcium 3CaO * Al2O3. |
| 6 heures | Les cristaux se développent à un point tel qu'ils commencent à former un réseau cristallin commun. Les premières connexions spatiales apparaissent entre les grains de ciment. |
| 8-10 heures | Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов - своеобразного «ворса» из силикатов кальция. |
| 24 heures | Les silicates de calcium commencent à déplacer le réseau d'aluminates, formant ainsi leur propre réseau fort entre les charges solides. |
| 28 jours | La pierre de ciment est entièrement composée de cristaux de silicate de calcium. Aluminés extrudés. |
Temps de réaction
En règle générale, le tableau précédent indique clairement combien de temps le béton emprisonne Après 6 heures, sa masse cesse d'être mobile. après une journée, il perd sa plasticité, mais reste fragile. La force totale de la marque est acquise par le matériau en environ un mois.
Référence: la force de la marque correspond à la force de compression maximale que le béton est capable de supporter sans destruction. L'effort est mesuré en kilogrammes par centimètre carré. Ainsi, le béton M200 doit résister à 200 kgf / cm2, M300 à 300 kgf / cm2, M400 à 400 kgf / cm2 et ainsi de suite.
Cependant, le tableau ci-dessus est vrai pour les conditions dites normales: + 18-22С à une humidité relative de l’environ 60%. Que se passe-t-il lorsque des déviations dans une direction ou une autre?
| Déviation | Influencé par |
| Baisser la température | À basse température (de 0 à +18), la vitesse des réactions ralentit; le réglage peut prendre jusqu'à 5-7 jours. Lorsque la température du béton tombe en dessous de 0 degré, l'eau se cristallise et l'hydratation du ciment Portland cesse complètement. |
| Augmentation de la température | Dans une certaine limite, les réactions sont accélérées; Cependant, à 90 ° C et plus, l'eau commence à s'évaporer de leur structure cristalline en croissance plus rapidement qu'elle ne réagit avec elle. En conséquence, le durcissement s'arrête à nouveau. |
| Humidité plus basse | Dans l'air sec, l'eau s'évapore rapidement de la couche superficielle de béton, ce qui entraîne une baisse de sa résistance et l'apparition de fissures. |
| Augmentation de l'humidité | При нормальной температуре оно приводит лишь к увеличению итоговой прочности бетона при отсутствии трещин. При повышенной до +80С температуре в насыщенной водяным паром атмосфере набор 60-70% прочности занимает всего 16 heures. |
Comment niveler les écarts par rapport au mode normal?
- Par temps chaud et sec, la structure du coffrage est recouverte d'un sac humide, de sciure de bois humide ou arrosée d'eau deux ou trois fois par jour.
- À des températures allant jusqu'à -5 ° C, il suffit de couvrir et, si possible, d'isoler le béton jeune. La chaleur dégagée pendant l'hydratation ne permettra pas à l'eau de geler.
- À basse température, le chauffage est nécessaire. L'alternative consiste à utiliser du béton de qualité hivernale qui, grâce à des additifs spéciaux, est capable de prendre à des températures négatives.
C'est utile: grâce aux additifs antigel, le prix d'un mètre cube n'augmente que de 100 à 300 roubles par mètre cube. En fait, le béton d’hiver est facile à préparer de vos propres mains: l’instruction est réduite à l’addition d’additifs spéciaux anti-gel (par exemple, Antifreeze DS) à raison de 1% en poids de ciment.
Trucs utiles
- La force totale peut dépasser la note. Dans des conditions normales, la résistance d'une structure en béton en 3 mois atteint 120%.
- Il est possible d'enlever le coffrage et de marcher sur le monolithe en 3-4 joursje Traitement, construction de murs sur des fondations en béton, etc. peut-être dans 10-14 jours.
- Il n'est pas souhaitable d'utiliser des instruments à percussion avant de gagner en force.. Si l'usinage est nécessaire, il est préférable de couper le béton armé avec des cercles de diamant et des trous de forage dans le béton: dans ce cas, vous ne pouvez pas avoir peur des fissures et des copeaux.
Conclusion
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация будет полезна ему при ремонте или строительстве (см.также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).
Comme d'habitude, la vidéo de cet article contient des informations supplémentaires. Des succès!