S třední škola stavební Jihlava Sada 1 Technologie betonu 06. Chemické reakce cementu Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284 Šablona: III/2 - inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Iveta Čopáková 2012 Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Hydratace Hydratace je chemický a fyzikální proces, při němž kašovitá cementová směs přechází do tuhého a tvrdého stavu. Hydratace je pochod, při němž voda vstupuje do struktury sloučeniny a vznikající sloučeniny přecházejí v tuhou hmotu. 2
Průběh procesů od počátečního stavu (cement s vodou) až po zatvrdlou cementovou pastu. Hydratace z časového hlediska 3 fáze: 1. Doba trvání celkem 1-2 hodiny 2.Doba trvání 12-24 hodin po smíchání slínkus vodou 3.2 části a) doba trvání do 28 dnů b) několik let 3
Hydratační teplo Při chemické reakci cementu s vodou vzniká teplo, které nazýváme hydratační teplo. Závisí na chemickém složení cementu, množství minerálů, a na jemnosti mletí. (Čím je cement jemněji mletý, tím má větší povrch, který je smáčen vodou, tím je intenzivnější hydrolýza, včasnější počátek průběhu hydratace, tím rychleji se vyvíjí hydratační teplo.) Hydratace probíhá nerušeně při optimální teplotě 15 až 25 C.Při nižších teplotách se průběh hydratace zpomaluje. Při teplotě nižší než 5 C hydratace ustává. 4
Betonáž vzorku pro měření teplot samozhutnitelnýmbetonem, který byl použit pro stavbu tunelu Valík, zdroj Metrostav 5
Tuhnutí Tuhnutí je chemický a fyzikální pochod, při němž kašovitá směs cementu a vody tuhne v pevnou hmotu. Začátek tuhnutí je pro cementy obecného použití stanoven s ohledem na pevnostní třídu. Cementy pevnostní třídy maxim. 42,5 mají počátek tuhnutí stanoven nejdříve za hodinu, nejpozději do 12 hodin po smíchání cementu s vodou. U cementů pevnostní třídy 52,5 je počátek tuhnutí stanoven nejdříve za 45 minut. 6
Začátek tuhnutí se oddaluje proto, aby se zajistila doba potřebná pro výrobu betonové směsi, její dopravu, uložení a zpracováni. Regulace tuhnutí, stanovení počátku, se provádí přidáváním sádrovce, a to maximálně do 5 % hmotnosti cementu, anebo sádrových střepů, které se přidávají s dalšími přísadami ke slínkupři mletí cementu. Bez těchto přísad by hydratace začala již při smáčení cementu s vodou 7
Tvrdnutí Tvrdnutí je chemický a fyzikální pochod, při němž se tuhá směs přeměňuje v tvrdou hmotu, která nabývá pokračující hydratací větší pevnosti. Rychlost tvrdnutí je dána chemickým složením a jemností cementu. 8
Tvrdnuti probíhá zpočátku intenzivně, později se tvrdnutí zpomaluje, až se po několika letech ustálí. Největší přírůstek pevnosti nastává do 28 dnů.tuto pevnost považujeme za základní, stoprocentní, a označujeme ji Rc,28. Další nárůst pevnosti je velmi pomalý. Pevnost cementu a betonu zjišťujeme za 28 dní, ta je pro hodnocení rozhodující. 9
Objemové změny Ve spojitosti s vlhkostními objemovými změnami tj. nabývání a smršťování Rozdělení podle doby, kdy je beton vystaven změně vlhkosti vyzrálý b. změny vratné a malé - zrání b. změny nevratné a relativně velké 10
Smršťování hydratuje-li cement smíchán svodou na vzduchu, část záměsovévody sodpaří, část se váže chemicky při vzniku krystalů. Molekulární síly přitahují jemné částice k sobě a omezují nárust krystalů. Nastává smrštění, které je tím větší, čím je cement jemněji mletý a čím je prostředí uložení sušší. Nabývání Při uložení betonu ve vodě nedochází kodpařování vody. Na povrchu krystalů a vpórech je fyzikálně vázáno větší množství vody. Proto se při uložení betonu ve vodě objem cementu zvětšuje. Nabývání je několikanásobně menší než smršťování. 11
Jemnost mletí od jemnosti mletí cementu závisejí některé jeho vlastnosti, např. počáteční pevnost, zpracovatelnost, přilnavost i nerozpustnost malt. Jemnější mletí cementu má své nevýhody cement lehko hrudkovatí, zbetonové směsi se lehko odplavuje a potřebuje více záměsovévody. Vsoučasné době se cement mele na zrnění 2 až 200 µm, nejvhodnější jsou zrna velikosti 3 až 30 µm. 12
Zdroje: http://www.betonserver.cz/ http://www.sosik.cz/_ftp/laborator/laboratorsta.htm http://www.ocel.wz.cz/index.html http://www.pozemni-stavitelstvi.wz.cz/ http://www.imaterialy.cz/ http://www.ebeton.cz/ Literatura: DVOŘÁK J.,KVÍTEK Z., SLABÝ J., Betonové kcei, 2. vydání, Sobotáles Praha, 1996, 256 s., ISBN 80-85920-20-4 Příručka technologa beton, 2. vydání, Artis, 2005 JELÍNEK L., Dřevěné a kovové kce, ECC Strakonice, 2008, 130 s. Materiál je určen k bezplatnému používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je : Iveta Čopáková. Pokud není uvedeno jinak, byly při tvorbě použity volně přístupné internetové zdroje. Autor souhlasí se sdílením vytvořených materiálů a jejich umístěním na www.ssstavji.cz.