Химия движения: почему бетон не твердеет в процессе транспортировки

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Бетон — это один из самых востребованных строительных материалов. Несмотря на то, что в последние годы было разработано множество новых материалов, ни один из них не смог его полностью заменить. Технология производства бетона достаточно проста и понятна. Стандартный состав бетонной смеси включает в себя четыре основных компонента: цемент, песок, щебень и воду, которые смешиваются в определённых пропорциях. Главной характеристикой бетона является его способность быстро застывать и превращаться в прочный материал, поэтому он незаменим в строительстве зданий, мостов, тоннелей и других сооружений. Но транспортировка готового бетона на большие расстояния — довольно сложная задача, и для этого используются специальные машины — бетономешалки. Как удаётся сохранить раствор в жидком состоянии в этих машинах, или же всё равно он в них застывает? Давайте подробнее рассмотрим этот вопрос.

Автор: Homoatrox Источник: commons.wikimedia.org

Когда бетон замешивается, важно, чтобы готовая смесь не застыла до момента её доставки на строительный объект. Основным компонентом бетона является цемент — однородная порошкообразная смесь серого цвета. В состав цемента входит известняк, который, взаимодействуя с водой, кристаллизуется и затвердевает. Одним из распространённых заблуждений является мнение, что если добавить побольше воды, то бетонный раствор легче перевезти и с ним будет удобнее работать. На самом деле, это не так. Избыток воды в бетонной смеси снизит качество материала. Ведь вода нужна только для связки с цементом (гидратации), чтобы формировалась прочная бетонная структура. Лишняя вода будет только испаряться, и в конструкции из бетона появятся трещины.

Автор: Mir vokrug

Процесс затвердевания бетона (полимеризация) состоит из двух основных этапов. Первый этап — это схватывание, когда на поверхности бетонной смеси образуется корка. В среднем это длится примерно шесть часов. Второй этап — это затвердевание, который начинается после того, как цемент вступает в химическую реакцию с водой (гидратацию). В результате жидкая консистенция превращается в твёрдый камень. Для полного затвердения бетона может потребоваться до 60 суток.

Все вышеуказанные процессы также протекают внутри барабана бетономешалки. Но из-за постоянного перемешивания компонентов полимеризация задерживается. Правда, отверждение полностью не прекращается, так как реакция между водой и цементом уже началась. Если раствор остаётся в бетономешалке более 1,5 часов, он теряет примерно треть своей подвижности. Поэтому доставка бетона должна быть, как можно, оперативной.

Автор: Ка100500 Источник: commons.wikimedia.org

Для замедления застывания смеси в барабане машины используют специальные добавки — химические присадки. К таким относятся, например, декстрин, крахмал, НТФ (нитролтриметилфосфоновая кислота), ЛСТ (лигносульфонат технический) и др. Также бетонная смесь подвержена расслаиванию во время транспортировки. Это связано с тем, что компоненты смеси имеют разную плотность. Чтобы избежать такой проблемы, в бетонную смесь добавляют стабилизаторы, которые помогают уменьшить водо- и раствороотделение, например, ПОЭ (полиоксиэтилен), гиперпластификатор или метилцеллюлозу. Бетономешалка в сочетании с добавками тормозит время застывания раствора на 2-3 часа. Это особенно актуально при перевозке бетона на строительный объект. Процесс гидратации будет протекать медленнее, но со временем смесь всё равно затвердеет, даже внутри бетономешалки.

Автор: Downtowngal Источник: commons.wikimedia.org

Если бетон застыл в бетономешалке, что делают? Обычно этого не допускают, но остатки всё равно нужно очищать. По пути назад в барабан заливают воду (иногда смесь щебня с водой). Затем очищают до конца. Барабан моют гидроструйным методом — струёй воды под высоким давлением. Используются также различные растворители бетона, в том числе и экологичные. Ну, а если несколько кубов всё же застыло? То тут только отбивать, например, с помощью компрессора с бетоноломом. Правда, это займёт уйму времени, где-то целый день.

Спасибо за прочтение.

Изображение в превью:
Автор: Raimond Spekking
Источник: commons.wikimedia.org
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

3 комментария

Добавить комментарий

m
Когда бетон замешивается, важно, чтобы готовая смесь не застыла до момента её доставки на строительный объект.
Это важно не только когда бетон замешивается.
Если раствор остаётся в бетономешалке более 1,5 часов, он теряет примерно треть своей подвижности.
подвижность — это что? Чем она от вязкости отличается? Тема неньютоновской жидкости не раскрыта. Учи матчасть…
Процесс затвердевания бетона (полимеризация) состоит из двух основных этапов. Первый этап — это схватывание, когда на поверхности бетонной смеси образуется корка. В среднем это длится примерно шесть часов. Второй этап — это затвердевание,
Тема рекуррентных определений и рекурсии нераскрыта. КГ/АМ. Аффтар, учи русский язык.
Mir_vokrug
По русскому всегда было 5.
Mir_vokrug
Подвижность или пластичность бетона. Есть такое определение.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как устроена раскаленная «планета-зефир»: «Джеймс Уэбб» нашел кварцевые облака и аномальный климат на WASP-17 b

Когда астрономы изучают атмосферы планет за пределами Солнечной системы, они чаще всего используют метод спектроскопии пропускания. В моменты, когда экзопланета проходит между Землей и своей...

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...