
In der Bauindustrie wird Beton in verschiedenen Ingenieurbauwerken häufig verwendet und spielt eine entscheidende Rolle. Die Stabilität seiner Leistung und die Zuverlässigkeit der Bauqualität stehen in direktem Zusammenhang mit der Sicherheitsleistung und der Lebensdauer des Gebäudes. Während des eigentlichen Bauprozesses tritt jedoch häufig ein Problem auf, das Kopfschmerzen bereitet, nämlich das Phänomen des „Pseudoabbindens“ von Beton.
Dieses Phänomen führt nicht nur zu Verzögerungen im Bauzeitplan und verursacht unnötige Probleme für das Bauteam, sondern kann sich auch, was noch schwerwiegender ist, in der Struktur des Projekts verbergen und ein potenzielles Risiko für die Gesamtqualität darstellen.
Was ist das Phänomen des Pseudoabbindens von Beton?

Pseudoabbinden, ein Begriff, der eine abnormale Verfestigung oder vorzeitige Aushärtung von Zement in den frühen Phasen beschreibt. Insbesondere zeigt die Mischung Anzeichen einer schnellen Aushärtung innerhalb weniger Minuten nach dem Mischen des Zements mit Wasser. Es ist wichtig zu beachten, dass es trotz des ähnlichen Erscheinungsbilds einen deutlichen Unterschied zwischen Pseudo- und Schnellaushärtung gibt. Bei der Pseudoaushärtung wird nur sehr wenig Wärme freigesetzt, und durch kräftiges Rühren kann der scheinbar ausgehärtete Zement wieder in seinen plastischen Zustand versetzt werden, sodass der Aushärtungsprozess im normalen Zeitverlauf fortgesetzt werden kann. Dieser Prozess hat keine negativen Auswirkungen auf die Endfestigkeit des Zements. Ganz anders verhält es sich bei der Schnell- oder Blitzhärtung, die in der Regel durch unzureichenden Verzögerer verursacht wird. In diesem Fall erreicht der Mörtel in kurzer Zeit schnell eine gewisse Festigkeit, und sobald er diesen Zustand erreicht hat, kann er nicht mehr in einen plastischen Zustand zurückkehren, selbst wenn man versucht, ihn neu zu mischen.
Wenn der Mörtel nach dem Auftreten des Phänomens der Pseudo-Härtung neu gemischt wird, stellen wir fest, dass sich die Eindringtiefe der Vicat-Nadel beim Einstechen in den Mörtel ähnlich verändert wie beim normalen Abbindeprozess. Dies deutet darauf hin, dass die pseudokohäsive Aufschlämmung nach dem erneuten Mischen ihre ursprüngliche Verarbeitbarkeit wiedererlangen kann. Bei Schnellzement ist die Situation jedoch ganz anders. Selbst nach dem erneuten Mischen ändert sich die Einstecktiefe der Vicat-Nadel kaum, was darauf hindeutet, dass die Schnellzementaufschlämmung schnell eine hohe Festigkeit erreicht hat und es schwierig ist, ihre Plastizität durch einfaches Rühren wiederherzustellen. Obwohl sowohl Pseudo- als auch Schnellabbinden Probleme darstellen können, die bei der Verwendung von Zement auftreten können, sind die Auswirkungen des Pseudoabbindens relativ gering. Dennoch kann das Pseudoabbinden zu einigen Störungen und Schwierigkeiten im Bauprozess führen und erfordert unsere Aufmerksamkeit und Vorbeugung bei praktischen Arbeiten.
Das Auftreten von Pseudoabbinden hängt eng mit einer Vielzahl von Faktoren zusammen. Neben Bedingungen wie einem hohen C3A-Gehalt im Klinker und einer übermäßigen Gipsbeimischung wird allgemein angenommen, dass die hohe Temperatur, der der Zement während des Mahlprozesses ausgesetzt ist, eine Hauptursache ist. Diese Umgebung mit hohen Temperaturen kann dazu führen, dass eine große Menge an Dihydratgips eine Dehydratisierungsreaktion durchläuft und sich in Halbhydratgips umwandelt. Wenn anschließend Zement mit Wasser vermischt wird, lösen sich diese Halbhydratgips-Partikel schnell im Wasser auf, und einige von ihnen durchlaufen erneut eine Hydratationsreaktion, wobei Dihydratgips regeneriert und ausgefällt wird. Diese ausgefällten Dihydratgips-Partikel bilden eine Netzwerkstruktur aus nadelförmigen Kristallen, die dazu führt, dass die Aufschlämmung aushärtet.
Bei einigen Zementen mit hohem Alkaligehalt kann das darin enthaltene Kaliumsulfat auf besondere Weise mit dem Gipsdihydrat reagieren. Konkret reagiert Kaliumsulfat mit Gipsdihydrat unter Bildung von Kalziumkaliumsulfat und Wasser, und dieser Reaktionsprozess verstärkt das Auftreten von falschem Abbinden weiter. Daher ist bei der Herstellung und Verwendung von Zement eine strenge Kontrolle verschiedener Faktoren erforderlich, um die negativen Auswirkungen von falschem Abbinden auf die Projektqualität zu vermeiden.
Im Allgemeinen ist die Bildung von Pseudozement ein komplexer physikalisch-chemischer Prozess, an dem mehrere Faktoren wie Zementzusammensetzung, Mahlbedingungen, Temperatur und Feuchtigkeit beteiligt sind. Um das Problem des Pseudozements wirksam zu verhindern und zu lösen, müssen wir ein tieferes Verständnis für die Wechselwirkung dieser Faktoren gewinnen und entsprechende Maßnahmen zu ihrer Optimierung und Kontrolle ergreifen.
Das schnelle Wachstum der entstehenden Pseudogessokristalle kann ebenfalls eine wichtige Ursache für Pseudohärtung sein. Diese schnell wachsenden Kristalle bilden eine Barriere in der Aufschlämmung und stören den normalen Abbindeprozess. Darüber hinaus haben wir auch festgestellt, dass selbst wenn in der Aufschlämmung keine Netzwerkstruktur aus Kristallen wie Dihydratgips gebildet wird, dennoch eine abnormale Abbindereaktion beobachtet werden kann.
Forscher haben eine neue Theorie entwickelt, um diese komplexe Situation zu erklären. Sie glauben, dass die Oberflächen von Zementpartikeln aus bestimmten Gründen entgegengesetzte Ladungen tragen können. Diese Ladungsverteilung ist von Natur aus thixotrop, was bedeutet, dass sie unter bestimmten Bedingungen Partikel-Partikel-Wechselwirkungen auslösen kann, was zu Pseudoverklumpungen führt. Diese Erklärung bietet eine neue Perspektive auf die Ursachen von Pseudoverklumpungen und kann uns Hinweise auf wirksamere Präventions- und Lösungsmöglichkeiten geben.
Die Praxis zeigt, dass das Auftreten von Pseudocaking bei Zement, der mit anderen Materialien gemischt wird, deutlich reduziert wird. Um die Dehydrierung von Dihydratgips während der Produktion wirksam zu verhindern, werden beim Zementmahlen häufig eine Reihe notwendiger Kühlmaßnahmen ergriffen. Darüber hinaus ist die Verwendung von Gips mit einem höheren Gehalt an wasserfreiem Calciumsulfat als Rohstoff eine wirksame Methode, um das Auftreten von Fehlabbindung zu reduzieren. Neben diesen Anpassungen im Produktionsprozess kann auch die Lagerung des Zements unter geeigneten Bedingungen über einen bestimmten Zeitraum oder die angemessene Verlängerung der Mischzeit bei der Betonherstellung dazu beitragen, das Auftreten von Fehlabbindung zu verhindern.
Ursachen für Fehlabbindung bei Beton

1. Probleme mit der Zementqualität
Zement ist der zementhaltige Hauptbestandteil von Beton, und seine Qualität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Gesamtleistung von Beton. Enthält Zement übermäßig viel feines Pulver, Alkalimetalloxid oder andere Verunreinigungen, können diese Komponenten die chemische Reaktion zwischen Zement und Wasser beschleunigen, was zur Bildung einer großen Menge an Hydratationsprodukten in relativ kurzer Zeit führt. Diese schnelle Hydratationsreaktion verursacht häufig das Phänomen des falschen Abbindens, was zu unnötigen Problemen beim Bau führt. Darüber hinaus ist auch die Frische des Zements ein Faktor, der nicht ignoriert werden sollte. Bei abgelaufenem oder feuchtem Zement ist das Problem des falschen Abbindens wahrscheinlicher, da sich seine innere chemische Zusammensetzung ändern kann.
2. Unsachgemäße Verwendung von Zusatzmitteln
Die Verwendung von Zusatzmitteln ist zu einem wichtigen Mittel geworden, um die Verarbeitbarkeit von Beton in verschiedenen Aspekten des Betonbaus zu verbessern. Diese Verbesserung ist jedoch nicht fehlerfrei, da die Auswahl und Verwendung von Zusatzmitteln ein hohes Maß an Genauigkeit und Rationalität erfordert. Wenn das Zusatzmittel unsachgemäß verwendet wird, z. B. durch übermäßigen Einsatz bestimmter Beschleuniger oder Frühfestigkeitsmittel, kann dies das Gleichgewicht der Hydratationsreaktion des Zements stören und den Prozess beschleunigen. Diese beschleunigte Reaktion kann dazu führen, dass der Beton in sehr kurzer Zeit seine richtige Fließfähigkeit verliert, was wiederum zum Phänomen des falschen Abbindens führen kann.
3. Bauumgebung
Die Variabilität der Bauumgebung ist ein Faktor, der beim Betonbau nicht ignoriert werden kann, insbesondere seine möglichen Auswirkungen auf das Phänomen des Pseudoabbindens. Insbesondere bei hohen Temperaturen, niedriger Luftfeuchtigkeit oder Wind können diese extremen Umweltfaktoren die Verdunstung von Feuchtigkeit von der Betonoberfläche erheblich beschleunigen. Durch den schnellen Wasserverlust bildet sich schnell eine harte Kruste auf der Betonoberfläche, während das Innere in einem plastischen Zustand verbleiben kann. Dieser Zustand einer verhärteten Oberfläche und unvollständigen Aushärtung ist typisch für das Phänomen der Pseudoaushärtung.
4. Misch- und Transportprobleme
Beim Mischen und Transportieren von Beton sind Zeitmanagement und Mischgeschwindigkeitskontrolle besonders kritisch. Wenn die Mischzeit zu lang ist oder die Mischgeschwindigkeit nicht ausreicht, können sich Zementpartikel absetzen und schichten. Dieser ungleichmäßige Mischzustand beeinträchtigt nicht nur die normale Hydratationsreaktion des Zements, sondern kann auch das Phänomen des falschen Abbindens auslösen. Darüber hinaus ist auch das Management während des Transports sehr wichtig. Wenn der Beton während des Transports übermäßigen Vibrationen oder Stößen ausgesetzt ist, kann sich seine innere Struktur verändern, was zu einer abnormalen Wechselwirkung zwischen den Zementpartikeln und damit zu einem falschen Abbinden führt.
Wie kann das Phänomen der Betonpseudozementierung verhindert und gelöst werden?

1. Strenge Qualitätskontrolle des Zements
Die Sicherstellung einer guten und frischen Zementqualität ohne Verunreinigungen ist die Hauptaufgabe, um das Phänomen der Betonpseudozementierung wirksam zu verhindern. Vor dem Bau muss eine umfassende Qualitätsprüfung des Zements durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob er den Industriestandards und technischen Anforderungen entspricht. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da nur hochwertiger Zement die Stabilität und Zuverlässigkeit von Beton während des Baus gewährleisten kann. Gleichzeitig sollte die Lagerumgebung von Zement nicht ignoriert werden. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Lagerbereich trocken und belüftet ist und sich nicht in der Nähe von Feuchtigkeit und Verschmutzungsquellen befindet, um zu verhindern, dass der Zement durch Feuchtigkeit oder Verunreinigungen beeinträchtigt wird. Darüber hinaus sind die regelmäßige Überprüfung des Lagerstatus des Zements und die rechtzeitige Entsorgung von abgelaufenem oder feuchtem Zement wichtige Maßnahmen zur Sicherstellung der Zementqualität. Durch diese strengen Qualitätskontrollmaßnahmen können wir das Auftreten von Fehleinstellungen von Beton wirksam reduzieren und so die Bauqualität und Projektsicherheit gewährleisten.
2. Angemessener Einsatz von Zusatzmitteln
Im Betonbau ist der richtige Einsatz von Zusatzmitteln von entscheidender Bedeutung. Bei der Auswahl der Zusatzmittel müssen die spezifischen Anforderungen des Projekts und die Bedingungen auf der Baustelle vollständig berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das ausgewählte Zusatzmittel für die jeweilige Situation geeignet ist. Insbesondere bei der Verwendung von Beschleunigern und Frühfestigkeitsmitteln ist Vorsicht geboten, da ein übermäßiger Einsatz dieser Zusatzmittel die Hydratationsreaktion des Zements erheblich beschleunigen kann, was dazu führen kann, dass der Beton zu schnell aushärtet, wodurch das Risiko einer falschen Aushärtung erhöht wird. Gleichzeitig erfordert der Prozess des Beimischens von Zusatzmitteln eine strenge Kontrolle, um sicherzustellen, dass die Zusatzmittel gleichmäßig im Beton verteilt sind, um eine gleichmäßige und konsistente Gesamtleistung des Betons zu gewährleisten. Durch diese Maßnahmen kann das Problem des falschen Abbindens, das durch unsachgemäße Verwendung von Zusatzmitteln verursacht wird, wirksam reduziert und die Qualität und Zuverlässigkeit der Betontechnik weiter verbessert werden.
3. Optimierung der Bauumgebung
Um die Auswirkungen ungünstiger Bauumgebungen wie hohe Temperaturen, niedrige Luftfeuchtigkeit oder starke Winde auf Beton wirksam zu bewältigen, ist die Optimierung der Bauumgebung zu einer Schlüsselaufgabe geworden. Bei der Arbeit unter diesen extremen Bedingungen müssen wirksame Maßnahmen ergriffen werden, um die Verdunstungsrate von der Betonoberfläche zu reduzieren. Beispielsweise kann die Betonoberfläche mit einem feuchten Tuch abgedeckt werden, um eine Schutzbarriere zu bilden und die direkte Verdunstung zu reduzieren. Eine weitere wirksame Methode ist das Sprühen einer moderaten Menge Wassernebel, um die Luftfeuchtigkeit zu erhöhen und die Betonoberfläche feucht zu halten. Diese Maßnahmen können nicht nur die Trocknungsrate der Betonoberfläche erheblich verlangsamen, sondern auch das Auftreten von Fehlhärtungen reduzieren.
Darüber hinaus ist es auch wichtig, die Bauzeit richtig zu planen. Die Baueinheit sollte die Wettervorhersage genau im Auge behalten und Betonarbeiten bei extremen Wetterbedingungen vermeiden. Durch die Wahl des geeigneten Bauzeitraums können die Auswirkungen ungünstiger Umweltfaktoren auf die Betonqualität wirksam vermieden werden. Die umfassende Anwendung dieser Maßnahmen schafft ein günstigeres Umfeld für den Betonbau und gewährleistet so die Stabilität und Zuverlässigkeit der Bauqualität.
4. Verbesserung der Misch- und Transportmethoden
Um die Qualität von Beton weiter zu verbessern und das Auftreten von Pseudo-Abbinden zu reduzieren, müssen wir die Misch- und Transportmethoden sorgfältig optimieren. Zunächst sollte der Mischprozess eine moderate Zeitplanung und gleichmäßige Geschwindigkeit gewährleisten, um das Absetzen und die Schichtung von Zementpartikeln zu vermeiden. Durch eine präzise Mischkontrolle können wir eine gründliche Vermischung von Zement, Zuschlagstoffen und anderen Zusatzstoffen erreichen, um eine gleichmäßige Verteilung der Betonkomponenten zu gewährleisten.
Zweitens müssen wir beim Transportprozess besonders darauf achten, die Auswirkungen von Vibrationen und Stößen auf den Beton zu reduzieren. Übermäßige Vibrationen können zu Schäden an der inneren Struktur des Betons führen, was Probleme wie falsches Abbinden verursachen kann. Daher ist es wichtig, die richtige Transportausrüstung und -route zu wählen. Für Beton, der über lange Strecken transportiert wird, können wir die Strategie des Chargenmischens und -transports anwenden. Diese Methode erhält nicht nur die Verarbeitbarkeit des Betons, sondern reduziert auch effektiv die durch den Ferntransport verursachten Veränderungen der Betoneigenschaften.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir durch die Verbesserung der Misch- und Transportmethoden die Qualität des Betons besser sicherstellen, das Risiko von falschem Abbinden verringern und den reibungslosen Ablauf des Projekts stark unterstützen können.