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Kennen Sie die Aushärtezeit und -methode für Beton?

Die Anwendung von Beton hat die Qualität von Bauprojekten erheblich verbessert und die Entwicklung der Transportbetonindustrie gefördert. Das Problem der frühzeitigen Rissbildung in Betonstrukturen, die durch eine vorzeitige Aushärtung von Transportbeton verursacht wird, ist jedoch schwer vollständig zu beseitigen und ist mittlerweile zu einem Brennpunkt für Beschwerden über die Qualität von Bauprojekten und zu einem Schwerpunkt der Qualitätsüberwachung geworden. Aushärtung von Beton Nach dem Gießen und Formen des Betons sollte dieser bewässert und abgedeckt werden, um die Feuchtigkeit zu erhalten und die Betonoberfläche feucht zu halten. Gleichzeitig sollte die Oberfläche mit einer Plastikfolie, Sackleinen oder Stroh bedeckt werden, um eine schnelle Verdunstung des Wassers zu verhindern. Diese Maßnahmen allein reichen jedoch nicht aus.

Ein Zweck der Betonpflege besteht darin, sicherzustellen, dass der Beton für einen bestimmten Zeitraum feucht gehalten wird. Die Ursachen für Betonrisse sind komplex und vielfältig. Unzureichende Erfahrung im Transportbetonbau und vorzeitige Instandhaltung sind jedoch eine der Hauptursachen für Risse in gewerblichem Beton. Nach dem Gießen härtet der Beton allmählich aus und erhärtet hauptsächlich durch die Hydratation des Zements. Die Hydratation wiederum erfordert geeignete Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen. Um geeignete Aushärtungsbedingungen für den Beton zu gewährleisten und seine Festigkeit kontinuierlich zu erhöhen, muss der Beton daher geschützt werden. Der Schlüssel zum Schutz ist das Bewässern, um eine angemessene Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass die Hydratation des Zements voranschreitet. Das Geheimnis des Schutzes ist das Zeitmanagement.

1. Auswahl und Formulierung von Betonschutzplänen Bestimmung der Schutzzeit

(1) Bestimmung des Beginns der Aushärtung

Der Code for Acceptance of Construction Quality of Concrete Structures (Code für die Abnahme der Bauqualität von Betonkonstruktionen) schreibt vor, dass der Beton innerhalb von 12 Stunden nach dem Gießen abgedeckt und feucht gehalten werden muss, um auszuhärten. Diese Vorschrift wird auch bei den meisten aktuellen Bauarbeiten befolgt, d. h. die feuchte Aushärtung beginnt etwa 12 Stunden nach dem Gießen.

Die Selbstkontraktion des Betons beginnt vor dem ersten Abbinden und entwickelt sich in der Anfangsphase rasch, wobei der größte Teil innerhalb eines Tages abgeschlossen ist. Insbesondere der Beginn der Aushärtung von Beton, der mit einem Wasserreduzierungsmittel gemischt wurde, hat einen erheblichen Einfluss auf die frühe Kontraktion. Innerhalb von 8 Stunden nach dem ersten Abbinden kommt es zu einer Phase des schnellen Schrumpfens. Selbst wenn die Aushärtung innerhalb von 8 Stunden nach dem ersten Abbinden beginnt, hat dies keine Auswirkungen auf die Kontrolle der frühen Schwindrisse. Die Zeit liegt offensichtlich deutlich später als die gefährliche Zeit für Betonrisse. Aufgrund der vielen Einflussfaktoren und des Mangels an ausreichenden Testdaten und theoretischen Grundlagen ist es schwierig, eine konkrete Schlussfolgerung darüber zu ziehen, wann mit der Aushärtung begonnen werden sollte. Grundsätzlich sollte der Beton jedoch eine ausreichende Anfangsfestigkeit erreichen, um dem Aushärtungs- und Befeuchtungsvorgang standzuhalten, ohne die frühe Struktur des Betons zu beschädigen.

Genauer gesagt sollte der Beton nach dem Gießen vor und nach dem Abbinden gewässert und geschützt werden, solange die Betonoberfläche nicht beschädigt ist.

(2) Bestimmung der Dauer der Aushärtung

Eine unzureichende Aushärtungsdauer ist ein häufiges Problem im Bauwesen. Oft wird die Aushärtung in den ersten Tagen nach dem Gießen durchgeführt, aber dann wird sie zur Formalität oder es kümmert sich gar niemand mehr darum. Der „Code for Construction of Concrete Structures“ schreibt vor, dass die Aushärtezeit für Beton, der mit Portlandzement, gewöhnlichem Portlandzement oder Portlandhüttenzement hergestellt wurde, nicht weniger als 7 Tage betragen sollte und dass die Aushärtezeit für Beton, der mit Verzögererzusätzen, hochvolumigen mineralischen Zusatzstoffen und Beton mit Dichtigkeits- und Festigkeitsgrad C60 und höher hergestellt wurde, sowie für Beton in der Nachgusszone nicht weniger als 14 Tage betragen sollte.

Die in der Spezifikation angegebene Zeit ist die Mindestzeit für die Aushärtung. Die Dauer der Aushärtung hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. der Zusammensetzung und dem Mischungsverhältnis des Betons, der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, der Aushärtungsmethode, der Windstärke und der Windgeschwindigkeit. Die Normen für die Qualitätskontrolle von Beton schreiben vor, dass bei der Dampfhärtung von Beton in einer Fabrik für Betonbauteile oder -produkte Temperaturmessungen durchgeführt werden sollten, bevor der Beton aus dem Aushärtungstank entfernt wird oder die Aushärtungsmaßnahmen entfernt werden. Wenn der Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und der Außenwelt nicht größer als 20 °C ist, können die Aushärtungsmaßnahmen entfernt werden oder das Bauteil kann aus dem Aushärtungstank entnommen werden. Bei Beton, der im Winter hergestellt wird, erreicht die Betonfestigkeit 50 % der vorgesehenen Festigkeit, bevor die Nachbehandlungsmaßnahmen entfernt werden können. Bei der Verwendung der feuchten natürlichen Nachbehandlung sollten die Konstruktionsspezifikationen befolgt werden.

2. Auswahl der Nachbehandlungsmethode

Der Betonhärtungsplan sollte auf der Grundlage von Faktoren wie den Bedingungen vor Ort, der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, den Bauteilen, den Bedingungen der Komponenten oder Produkte, den Bedingungen der Rohstoffe und den Anforderungen an die Betonleistung erstellt werden. Im Härtungsplan umfasst die Auswahl der Härtungsmethoden im Allgemeinen das Besprühen, die Wasserspeicherung, das Abdecken und Befeuchten, das Auftragen von Härtungsmittel und die Wärmespeicherung im Winter. Während des Baus, bei der Erstellung des Härtungsplans, ist es üblich, während des gesamten Bauprozesses nur eine einzige Härtungsmethode zu verwenden, und aus praktischen Gründen wird meist das Besprühen mit Wasser verwendet. Um die Leistung des Betons sicherzustellen, sollte die Nachbehandlungsmethode entsprechend den verschiedenen Bauteilen angemessen ausgewählt werden.

(1) Die freiliegende Oberfläche des Fundamentmassivbetons sollte abgedeckt und gepflegt werden. Das Besprühen ist eine bequeme Methode, um die freiliegende Oberfläche des Fundamentmassivbetons zu pflegen, aber es ist schwierig, die erforderliche Häufigkeit des Besprühens im tatsächlichen Bau zu erreichen, was leicht zu einer Unterbrechung der nächtlichen Pflege führen kann. Bei Massivbeton ist es entscheidend, den Temperaturgradienten zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Betons aufrechtzuerhalten, d. h. einen geeigneten Temperaturgradienten innerhalb und außerhalb des Betons aufrechtzuerhalten, und eine ununterbrochene 24-Stunden-Pflege ist unerlässlich. Die bisherigen Erfahrungen im Bauwesen zeigen, dass der Einsatz von erzwungenen oder ungleichmäßigen Kühl- und Temperaturabsenkungsmaßnahmen während der Aushärtung von Massenbeton nicht nur relativ kostspielig ist, sondern auch anfällig für Fehlmanagement ist, was leicht zu eindringenden Rissen im Massenbeton führen kann. Das Besprühen mit Wasser zur Aushärtung kann auch leicht dazu führen, dass sich Wasser in der Fundamentgrube ansammelt, was der Verfüllung nicht förderlich ist. Daher ist es angebracht, die freiliegende Oberfläche des Fundamentmassenbetons zur Aushärtung abzudecken.

(2) Der Code for Construction of Concrete Structures sieht vor, dass nach dem Ende der Aushärtung mit Schalung die Aushärtung durch Besprühen mit Wasser oder, falls erforderlich, durch Abdecken mit einer Schutzschicht oder Besprühen mit einem Aushärtungsmittel fortgesetzt werden kann. Laut Tests sind die Versickerungsschutzwirkungen der verschiedenen Aushärtungsmethoden: Aushärtung in Wasser > Bewässerung mit einem Strohsack > Auftragen von Aushärtungsmittel > natürliche Aushärtung.

3. Bestimmung der Aushärtungstemperatur

Während der Betonhärtung sollten Isolierungsmaßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, dass die Oberflächentemperatur des Betons aufgrund von Umweltfaktoren (wie Sonneneinstrahlung, plötzliche Temperaturabfälle usw.) drastischen Veränderungen unterliegt. Der Temperaturunterschied zwischen dem Kern und der Oberfläche des Betons sowie zwischen der Oberfläche und der Umgebung sollte während der Aushärtungszeit 20 °C nicht überschreiten. Vor dem Bau von großvolumigem Beton sollte ein strenger Aushärtungsplan erstellt werden, um den Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Betons zu kontrollieren und die Entwurfsanforderungen zu erfüllen.

Nach dem Entschalen des Betons im Winter und in der heißen Jahreszeit sollten bei plötzlichen Wetteränderungen geeignete Maßnahmen zur Isolierung (kalte Jahreszeit) und Wärmedämmung (Sommer) ergriffen werden, um übermäßige Temperaturspannungen im Beton zu vermeiden.

Prüfverfahren für die optimale Dosierung in Beton und die Wirkung von Wasserreduktionsmitteln in Beton

Prüfverfahren zur Bestimmung der optimalen Dosierung von Wasserreduktionsmitteln in Beton:

1. Setzfließtest

1. Prüfverfahren:

Das Betonmischungsverhältnis festlegen und mehrere Betonmischungen herstellen, indem nur die Menge des hinzugefügten Wasserreduzierers verändert wird. Die Mischung in drei Schichten in den Setztrichter füllen, jede Schicht 25 Mal mit einem Stampfstab feststampfen, abflachen und dann den Trichter senkrecht anheben, um die Höhe des Setzbetrages zu messen.

2. Ergebnisanalyse:

Verwenden Sie das Absacken als Indikator, um die Beziehungskurve zwischen dem Absacken und der Menge des hinzugefügten Wasserreduzierers zu zeichnen. Bestimmen Sie den geeigneten Bereich des hinzugefügten Wasserreduzierers entsprechend dem für die Betonkonstruktion erforderlichen Absackbereich. Im Allgemeinen ist die geeignete Menge des hinzugefügten Wasserreduzierers erreicht, wenn das Absacken den Konstruktionsanforderungen entspricht und keine Entmischung oder Ausbluten auftritt.

2. Ausbreitungstest

1. Testverfahren:

Bei Beton mit hoher Fließfähigkeit wird häufig der Ausbreitungstest verwendet. Die Betonmischung wird in einen Ausbreitungskegel gegeben und nach dem Anheben des Kegels wird der Durchmesser der Ausbreitung der Betonmischung auf einer ebenen Fläche gemessen.

2. Ergebnisanalyse:

Ähnlich wie beim Ausbreitungstest wird eine Kurve gezeichnet, die die Beziehung zwischen der Ausbreitung und der Menge des zugesetzten Wasserreduzierers zeigt. Basierend auf den technischen Anforderungen an die Betonfließfähigkeit wird die optimale Menge an Wasserreduzierer bestimmt, sodass die Ausbreitung des Betons den Konstruktionsanforderungen entspricht und eine stabile Leistung aufweist.

3. Festigkeitsprüfung

1. Prüfverfahren:

Es werden Betonprüfkörper mit unterschiedlichen Dosierungen von Wasserreduzierern hergestellt und dann unter Standard-Aushärtungsbedingungen bis zum Erreichen des festgelegten Alters (z. B. 7 oder 28 Tage) gelagert. Anschließend wird eine Druckfestigkeitsprüfung durchgeführt.

2. Ergebnisanalyse:

Es wird eine Kurve erstellt, die die Beziehung zwischen Festigkeit und Wasserreduzierer-Dosierung zeigt. Im Allgemeinen steigt die Festigkeit mit zunehmender Dosierung des Wasserreduzierers. Ist die Dosierung jedoch zu hoch, kann die Festigkeit abnehmen. Die optimale Dosierung ist diejenige, die dem Beton die gewünschte und höchste Festigkeit verleiht.

4. Test zur Bewertung der Verarbeitbarkeit

1. Testverfahren:

Die Verarbeitbarkeit des Betons wird anhand von Setzmaß, Ausbreitung, Wasserrückhaltevermögen und Kohäsion bewertet. Die Gesamtverarbeitbarkeit der Betonmischung wird durch Anpassung der Dosierung des Wasserreduzierers beobachtet.

2. Ergebnisanalyse:

Wenn die Verarbeitbarkeit des Betons gut ist, d. h. wenn das Absacken oder die Ausbreitung den Konstruktionsanforderungen entspricht und auch die Wasserrückhaltung und die Kohäsion gut sind, ohne dass es zu Phänomenen wie Ausbluten, Entmischung oder Bodenhaftung kommt, kann die entsprechende Dosierung des Wasserreduzierers als optimaler Dosierungsbereich angesehen werden.

Für den Test der optimalen Dosierung des Wasserreduzierers in Beton wird folgende Ausrüstung benötigt:

1. Mischausrüstung

Betonmischer: wird zum Mischen der Betonmischung verwendet, um die verschiedenen Rohstoffe gleichmäßig zu vermischen.

2. Form- und Verdichtungsausrüstung

1. Setztrichter: wird zur Bestimmung des Setzens der Betonmischung verwendet und ist das Hauptinstrument für den Setzversuch.

2. Verdichtungsstab: wird zum Einbringen und Verdichten der Betonmischung während des Setzversuchs und zum Formen von Betonprüfkörpern verwendet.

3. Testform: Je nach Testanforderungen werden Testformen in verschiedenen Größen ausgewählt, z. B. die Würfeltestform mit den Maßen 150 mm x 150 mm x 150 mm zur Herstellung von Druckfestigkeitsteststücken.

4. Rütteltisch: Er wird zum Rütteln und Verdichten der Betonprüfkörper während des Formprozesses verwendet, um die Betonmischung kompakter und gleichmäßiger zu machen.

3. Mess- und Prüfgeräte

1. Elektronische Waage: Sie wird zum genauen Wiegen verschiedener Rohstoffe und Wasserreduzierer verwendet.

2. Messzylinder: wird zur Messung von Flüssigkeiten verwendet, z. B. des Wassergehalts von Betonmischungen.

3. Lineal: wird beim Setz- und Ausdehnungstest verwendet, um die Setzhöhe und den Ausdehnungsdurchmesser der Betonmischung nach dem Anheben des Setztrichters zu messen.

4. Druckprüfmaschine: wird verwendet, um die Druckfestigkeit von Betonproben nach dem Aushärten bis zum angegebenen Alter zu testen und ihre Druckfestigkeit zu bestimmen.

4. Andere Geräte

1. Glättkelle: wird zum Nivellieren und Glätten der Oberfläche des Betonprobekörpers verwendet.

2. Aushärtebox oder -kammer: bietet eine standardmäßige Aushärteumgebung für den Betonprobekörper, um sicherzustellen, dass die Aushärtungstemperatur und -feuchtigkeit den Anforderungen entsprechen.

Die spezifischen Schritte zur Bestimmung der optimalen Dosierung des Betonwasserreduzierers durch den Setzversuch sind wie folgt:

1. Testvorbereitung

1. Bereiten Sie die Rohstoffe wie Zement, Sand, Stein, Wasser und Wasserreduzierer gemäß dem vorgesehenen Betonmischungsverhältnis vor und stellen Sie sicher, dass die Qualität der Rohstoffe den relevanten Standardanforderungen entspricht.

2. Prüfen Sie, ob die Testausrüstung wie der Setztrichter, der Stampferstab, die elektronische Waage und der Messzylinder in gutem Zustand sind und normal verwendet werden können.

2. Vorbereitung der Betonmischung

1. Legen Sie die Menge an Zement, Sand und Steinen im Betonmischungsverhältnis fest und wiegen Sie verschiedene Mengen an Wasserreduzierer gemäß dem ursprünglich festgelegten Bereich der Wasserreduzierer-Dosierung. Sie können beispielsweise zunächst die Dosierung auf 0,2 %, 0,4 %, 0,6 % oder 0,8 % der Menge an zementartigem Material festlegen und die entsprechenden Mengen an Wasserreduzierer wiegen.

2. Gießen Sie den abgewogenen Zement, Sand und Stein in den Betonmischer und mischen Sie sie gleichmäßig.

3. Messen Sie eine bestimmte Menge Wasser entsprechend dem vorgesehenen Wassergehalt ab und mischen Sie einen Teil des Wassers mit dem Wasserreduzierer, um eine Wasserreduziererlösung herzustellen.

4. Gießen Sie das restliche Wasser und die Wasserreduziererlösung zusammen in den Mischer und mischen Sie sie mit den trockenen Materialien, um eine gleichmäßige Betonmischung zu erhalten. Die Mischzeit sollte den Anforderungen der einschlägigen Normen entsprechen.

3. Setzversuch

1. Den Setztrichter waschen, auf eine starre, waagerechte, nicht saugende Unterlage stellen und die Innen- und Außenwände sowie die Unterlage des Trichters mit einem feuchten Tuch anfeuchten.

2. Füllen Sie die Betonmischung in drei Schichten in den Setztrichter, wobei jede Schicht ungefähr gleich hoch sein sollte. Verwenden Sie einen Stampfstab, um jede Schicht 25 Mal spiralförmig von außen nach innen zu stampfen. Beim Stampfen der unteren Schicht sollte der Stab bis zum Boden eingeführt werden, und beim Stampfen der oberen Schicht sollte der Stab durch die obere Schicht eingeführt und dann etwa 20 bis 30 mm in die untere Schicht eingeführt werden.

3. Nach dem Verdichten der oberen Schicht die überschüssige Betonmischung mit einem Spachtel von der Öffnung des Fasses abkratzen und glatt streichen.

4. Den Setztrichter senkrecht und gleichmäßig anheben und den Hebevorgang innerhalb von

5–10 Sekunden abschließen. Der gesamte Vorgang, vom Beginn des Ladens bis zum Anheben des Setztrichters, sollte innerhalb von 150 Sekunden abgeschlossen sein.

5. Unmittelbar nach dem Anheben des Setztrichters wird der Höhenunterschied zwischen der Höhe des Kegels und dem höchsten Punkt des Betonprobekörpers nach dem Setzen gemessen, was dem Setzwert der Betonmischung entspricht, der auf 1 mm genau ist.

4. Die Ergebnisse werden aufgezeichnet und analysiert

1. Die Setzwerte von Betonmischungen mit unterschiedlichen Wasserreduzierer-Dosierungen werden aufgezeichnet und gleichzeitig die Kohäsivität und Wasserretention der Betonmischung beobachtet und aufgezeichnet. Die Kohäsion kann beurteilt werden, indem man mit einem Stampfstab auf die Seite des Betons klopft, um zu sehen, ob es zu Abplatzungen oder Kiesstreuung kommt; die Wasserretention kann beurteilt werden, indem man die Oberfläche des Betons auf Anzeichen von Ausbluten untersucht.

2. Zeichnen Sie die Beziehung zwischen dem Absacken und der Dosierung des Wasserreduzierers auf, wobei die Dosierung des Wasserreduzierers auf der Abszisse und der Absackwert auf der Ordinate steht.

3. Suchen Sie anhand des für den Betonbau erforderlichen Setzmaßbereichs den entsprechenden Bereich der Wasserreduzierer-Dosierung auf der Kurve. Berücksichtigen Sie dabei umfassend die Kohäsivität und das Wasserrückhaltevermögen des Betons und wählen Sie die Wasserreduzierer-Dosierung, die den Beton gut funktionieren lässt, d. h. wenn das Setzmaß den Konstruktionsanforderungen entspricht und die Kohäsivität und das Wasserrückhaltevermögen beide gut sind, als Referenzwert für die optimale Dosierung. Bei Bedarf kann ein Verfeinerungstest in der Nähe des Referenzwerts der optimalen Dosierung durchgeführt werden, um eine präzisere optimale Dosierung zu ermitteln.

Wasserreduzierer wirken auf folgende Weise im Beton:

1. Dispersion:

Wasserreduzierer-Moleküle haben hydrophile und hydrophobe Gruppen. Wenn sie dem Beton hinzugefügt werden, adsorbieren die hydrophoben Gruppen in einer bestimmten Ausrichtung auf der Oberfläche der Zementpartikel, wobei die hydrophilen Gruppen nach außen zeigen. Dadurch erhalten die Zementpartikel die gleiche elektrische Ladung, was zu einer elektrostatischen Abstoßung führt, die die Zementpartikel voneinander trennt, die Flockenstruktur aufbricht, das eingeschlossene Wasser freisetzt und die Fließfähigkeit des Betons erhöht.

2. Schmierung:

Die hydrophilen Gruppen des Wasserreduktionsmittels adsorbieren eine große Anzahl von Wassermolekülen und bilden einen stabilen Wasserfilm auf der Oberfläche der Zementpartikel, der als Schmiermittel wirkt, den Reibungswiderstand zwischen den Zementpartikeln verringert und die Betonmischung flüssiger macht.

3. Sterische Hinderung:

Nachdem die Moleküle des Wasserreduzierers an der Oberfläche der Zementpartikel adsorbiert wurden, bildet sich eine Polymer-Adsorptionsschicht mit einer bestimmten Dicke, die einen sterischen Hinderungseffekt erzeugt und verhindert, dass sich die Zementpartikel einander nähern und agglomerieren, sodass die Zementpartikel gleichmäßiger im Beton verteilt werden können, was die Homogenität und Stabilität des Betons verbessert.

4. Verzögerung der Zementhydratation:

Einige wasserreduzierende Mittel können sich an der Oberfläche von Zementpartikeln anlagern und den Kontakt zwischen den Partikeln und Wasser und damit die Hydratationsrate des Zements verzögern. Dadurch bleibt der Beton über einen längeren Zeitraum hinweg gut verarbeitbar, was die Bauarbeiten erleichtert.