Beton tvrdne a tím pádem může být konstrukčním materiálem díky hydrataci cementu, což je souhrn chemických reakcí cementu a vody. Cement je velmi důležitou složkou v betonu a má rozhodující vliv na to, že se v podstatě vytvoří tuhá hmota, která stmeluje kamenivo, štěrk nebo písek v tvrdý, odolný a pevný beton. Právě hydratace je obecně řečeno reakce, při které cement bude reagovat ve spojení s vodou. Když se totiž tyto dvě složky smíchají, dochází k chemické reakci a ke vzniku jemných krystalků, které začnou mezi sebou různě prorůstat. Voda obklopí cementové zrno a začne rozpouštět nerostné složky, z vody se poté stává přesycený roztok a z něho se začnou vylučovat nově tvořící se krystalky nerostných látek. Tyto krystalky se začnou různě proplétat a vytváří jakousi síťovinu. Z hlediska dosažení co nejlepších vlastností betonu je důležité, aby hydratace cementu proběhla optimálně.
Proces tuhnutí a tvrdnutí
Tuhnutí je proces, při kterém cementová hmota houstne. Tvrdnutí následuje po tuhnutí betonu a je to proces, při kterém začíná ztuhlá cementová směs nabývat na pevnosti. Hlavní část postupného tvrdnutí probíhá do 28 dnů. Aby hydratace v tomto případě byla co nejúčinnější, tak je zapotřebí, aby probíhala při teplotě 15 °C - 20 °C. Je důležité beton řádně ošetřovat zejména v počátečních fázích jeho zrání, aby proces hydratace nebyl negativně ovlivněn. Celkově při hydrataci cementu se uvolňuje teplo, které zahřívá tuto cementovou hmotu, to ale také má na svědomí odpařování vody ze směsi a tím způsobuje objemové změny.
Vliv délky hydratace na vlastnosti betonu
Doba hydratace cementu má přímý vliv na mechanické vlastnosti betonu. Čím déle má beton možnost hydratačního procesu, tím je jeho modul pružnosti vyšší. Stejný závěr byl učiněn také u pevnosti v tlaku - čím déle beton hydratuje, tím vyšších pevností v tlaku dosahuje.
Tabulka: Vliv doby hydratace na vlastnosti betonu (ilustrační příklad)
| Doba hydratace | Statický modul pružnosti | Pevnost v tlaku |
|---|---|---|
| 2 dny | 21,6 GPa | 34,5 MPa |
| 28 dní | 25,8 GPa | vyšší hodnoty |
Využití stavební chemie v betonových směsích
Moderní betonové směsi obsahují kromě kameniva, cementu, vody a přísad také různé chemické příměsi, které dokážou zásadně změnit vlastnosti betonu.
- Plastifikátory: Jsou chemické látky, díky kterým snadno připravíte vysokopevnostní beton tekuté konzistence při nízké spotřebě cementu. Plastifikační příměsi neutralizují povrchové napětí a způsobují elektrostatické odpuzení zrn cementu, díky kterému je proces hydratace pomalejší.
- Urychlovače: Základní funkcí přísad tohoto typu je urychlení nárůstu počátečních a krátkodobých pevností, spojené s urychlením vývinu hydratačního tepla. Urychlení tuhnutí je potřebné při speciálních činnostech, jako je např. torkretace, odstraňování následků různých havárií či kotvení prvků.
Použití plastifikátorů a urychlovačů je při betonování v zimním období zásadní. Některé přísady snižují teplotu bodu tání ledu, čímž zabraňují zmrznutí záměsové vody v tuhnoucím betonu. Hydratační teplo se rovněž využívá v zimním období, kdy přispívá k tomu, aby zde byla optimální teplota a tvrdnutí probíhalo podle jistých pravidel. Při přípravě betonu nesmí teplota klesnout pod 5 °C.
Čtěte také: Vliv Malty na Zdění s Plnými Cihlami
Faktory ovlivňující účinnost přísad
Účinnost urychlujících přísad závisí na několika klíčových faktorech:
- Dávka přísady: Obecně platí přímá úměrnost mezi dávkou přísady a výší jejího účinku, vyšší dávky však mohou tuhnutí příliš urychlit nebo naopak zabrzdit.
- Druh cementu: Urychlovače ovlivňují hydrataci v počátečních fázích, kdy do reakcí vstupuje především trikalciumaluminát.
- Teplota směsi a okolí: Ovlivňují rychlost hydratačních reakcí.
Čtěte také: Parametry požární odolnosti
Čtěte také: Vlastnosti pálené cihly
tags: #plna #hydratace #cementu #informace