1 Über die Abbindezeit von Beton
Erstarrung: Die Anfangshärtezeit ist die Zeit, die benötigt wird, nachdem der Zement mit Wasser gemischt wurde, bis der Schlamm seine Plastizität zu verlieren beginnt.
Endgültige Abbindezeit: Dies ist die Zeit, die der Zement nach dem Mischen mit Wasser benötigt, um seine Plastizität vollständig zu verlieren und zu beginnen, zu härten und an Festigkeit zu gewinnen. Die Abbindezeit ist beim Bau von entscheidender Bedeutung: Ist die anfängliche Abbindezeit zu kurz, ist der Zement möglicherweise nicht verarbeitbar; ist die endgültige Abbindezeit zu lang, verzögert sich der Bauprozess.
Für Silikatzement:
Anfängliche Abbindezeit: Sie sollte nicht weniger als 45 Minuten betragen.
Endgültige Abbindezeit: Sollte 390 Minuten nicht überschreiten.
Für gewöhnlichen Zement:
Anfängliche Abbindezeit: Diese sollte ebenfalls nicht weniger als 45 Minuten betragen.
Endgültige Abbindezeit: Sollte 600 Minuten nicht überschreiten.
Wenn die Anfangshärtezeit des Zements nicht den Anforderungen entspricht, muss der Zement verschrottet werden. Liegt die Endabbindezeit nicht innerhalb der geforderten Grenzen, wird er als untauglich eingestuft.
Die Erstarrungszeit von Beton hängt im Allgemeinen von der Art des verwendeten Zements ab. Es gibt zwar keine einheitliche Zeit, aber sie liegt in der Regel in einem Bereich von 2-3 Stunden. Die Zugabe eines Frühabbindemittels kann die Erstarrungszeit auf eine halbe Stunde verkürzen, während die Zugabe eines Verzögerers sie auf 5-10 Stunden verlängern kann.
Die genaue Erstarrungszeit wird in der Regel durch Tests ermittelt, und jede Zementcharge eines jeden Werks sollte diesem Test unterzogen werden. Die Anfangshärtezeit ist definiert als der Zeitraum vom Anmischen des Zements mit Wasser bis zum Beginn der Plastizität des Schlamms. Die Endabbindezeit ist der Zeitpunkt, an dem der Schlamm seine Plastizität vollständig verliert und an Festigkeit gewinnt.
Um sicherzustellen, dass der Zementstein während der Bauarbeiten verarbeitbar bleibt, ist in den nationalen Normen eine Mindesterstarrungszeit festgelegt. Damit die geformte Struktur schnell genug an Festigkeit gewinnt, um Lasten zu tragen, darf die endgültige Abbindezeit die in diesen Normen festgelegten Grenzen nicht überschreiten.
2 Wie bestimmt man die Abbindezeit von Beton?
2.1 Bestimmung des Zeitpunkts der Anfangskoagulation
Der Entstehungsprozess der Zementsteinstruktur zeigt, dass die Hydratationsprodukte ausreichend wachsen müssen, um die Partikel zu einem kohäsiven Netzwerk zu verbinden, damit der Zementstein abbinden kann. Aus rheologischer Sicht muss, um den Zementstein zum Fließen zu bringen, eine äußere Kraft aufgebracht werden, bis die entstehende Scherspannung die sich bildende Netzstruktur aufbricht. Diese erforderliche Scherspannung wird als „Fließgrenze“ bezeichnet.
Nach dem Mischen des Zements mit Wasser steigt die Fließgrenze mit der Hydratation zunächst an, verlangsamt sich und steigt dann wieder schneller an. Der erste Anstieg ist auf die schnelle Bildung von Calciumaluminat zurückzuführen, wobei sich Gipsdihydrat bildet, wenn Gipshalbhydrat vorhanden ist. Der zweite schnelle Anstieg der Ausbeute ist auf die starke Hydratation von Tricalciumsilikat zurückzuführen, wobei sich C-S-H (Calciumsilikathydrat) bildet.
Die „Erstarrungszeit“ entspricht dem Zeitpunkt, an dem die Fließgrenze einen bestimmten Wert kurz vor diesem zweiten schnellen Anstieg erreicht. Die Erstarrungszeit wird also nicht nur durch die Hydratation von Tricalciumaluminat und Eisenphasen beeinflusst, sondern hängt auch eng mit der Hydratation von Tricalciumsilicat zusammen. Der gesamte Aushärtungsprozess, von der Anfangs- bis zur Endaushärtung, wird in erster Linie durch die Hydratation von Tricalciumsilicat gesteuert.
Zement-Testbedingungen:
Temperatur: Der Prüfraum sollte bei 17-25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von über 50% gehalten werden.
Aushärtebox: Die Temperatur sollte 20±1°C betragen.
Materialien: Die Temperaturen der Zementprobe, des Standardsandes, des Mischwassers und der Testformen sollten der Temperatur des Testraums entsprechen.
Wasser: Verwenden Sie sauberes, frisches Wasser für die Prüfung.
Nationale Normen:
Anfängliche Abbindezeit: Sollte nicht früher als 45 Minuten betragen, normalerweise zwischen 1 und 3 Stunden.
Endgültige Abbindezeit: Sollte 12 Stunden nicht überschreiten, im Allgemeinen zwischen 5 und 8 Stunden.
Prüfverfahren:
Dem Zement wird Wasser in der Standardkonsistenz zugegeben und in der Testform ein Netzteig hergestellt.
Anfängliche Abbindezeit: Wird gemessen, wenn die Nadel des Prüfgeräts bis zu einer Tiefe von 0,5-1,0 mm vom Boden in den Zementstein eindringt.
Endgültige Abbindezeit: Wird gemessen, wenn die Nadel nicht mehr als 1,0 mm in den Kleister eindringt.
Bei Beton beträgt die Anfangshärtezeit im Allgemeinen 2-4 Stunden. Mit einem Verzögerer kann sich diese Zeit auf 6-10 Stunden verlängern. Kontinuierliches Mischen während des Transports und hohe Temperaturen im Sommer können die Erstarrungszeit jedoch weiter verlängern.
Hier ist eine überarbeitete Version des Textes, um die Klarheit und den logischen Fluss zu verbessern:
Die Abbindezeit von Beton wird in eine Anfangs- und eine Endabbindephase unterteilt. Die Anfangshärtung tritt ein, wenn der Beton beginnt, seine Plastizität zu verlieren, während die Endhärtung eintritt, wenn er seine Plastizität vollständig verliert.
Die Abbindezeit von Beton hängt im Allgemeinen von der Abbindezeit des verwendeten Zements ab. Bei normalem Zement sollte die Anfangshärtung nicht weniger als 45 Minuten und die Endhärtung nicht mehr als 10 Stunden betragen. Beton folgt in der Regel einem ähnlichen Muster.
Moderner Beton wird jedoch häufig mit verschiedenen Materialien und Zusatzstoffen gemischt, die die Abbindezeit erheblich beeinflussen können. Diese Zusatzstoffe, wie Verzögerer oder Beschleuniger, können die Abbindezeit je nach ihrer spezifischen Funktion entweder verlängern oder verkürzen.
2.2 Bestimmung der endgültigen Gerinnungszeit
Die Abbindezeit des Betons, die auch als Aushärtezeit oder Alter in Tagen bezeichnet wird, steht in einem kurvenförmigen Verhältnis zur Festigkeitsentwicklung. In den ersten 14 Tagen steigt die Festigkeit rasch an. Nach 14 Tagen verlangsamt sich die Wachstumsrate, und nach 28 Tagen wird sie noch langsamer. Im Allgemeinen nimmt die Festigkeit von Beton über einen Zeitraum von 2 bis 3 Jahren weiter zu, danach hört der Festigkeitszuwachs auf.
Die Festigkeitsentwicklung von Beton wird nicht nur durch die Aushärtungszeit, sondern auch durch Faktoren wie die Zementart, die Aushärtungsbedingungen und die Umgebungstemperatur beeinflusst. Beispielsweise kann Beton, der mit 425 gewöhnlichem Silikatzement hergestellt wird, bei 20 °C in 7 Tagen 60 % seiner Bemessungsfestigkeit erreichen und nach 28 Tagen 95-100 %. Bei 10 °C erreicht er in 7 Tagen nur etwa 45 % und in 28 Tagen 80 %. Solange der Beton vor dem Gefrieren mehr als 30 % seiner Bemessungsfestigkeit erreicht, kann er weiter an Festigkeit gewinnen, wenn auch langsamer.
Abbindeprozess:
Erstarrung: Dies geschieht innerhalb von 45 Minuten bis 1 Stunde nach dem Mischen, wenn das Zementgel zu erstarren beginnt.
Endgültige Aushärtung: Ist etwa 12 Stunden nach dem Mischen abgeschlossen, aber das Gel bleibt in einem weichen, plastischen Zustand, bevor es allmählich zu einem Feststoff aushärtet.
In der Anfangsphase des Abbindens behält der Zementstein eine gewisse Fließfähigkeit, wodurch er sich für den Transport, das Gießen und das Verdichten eignet. Vom anfänglichen Abbinden bis zum endgültigen Abbinden nimmt die Beweglichkeit allmählich ab. Nach 6 bis 8 Stunden (kurz vor der endgültigen Aushärtung) verliert der Zementstein seine Beweglichkeit und hat keine Festigkeit mehr, wodurch er anfällig für Beschädigungen wird. Während dieses Zeitraums ist besondere Vorsicht geboten, um eine stabile Festigkeitsentwicklung zu gewährleisten.
