Proč Konkrétní Teploty je Důležité, Zejména Při Teplotních Extrémů
teplo produkované betonu během vytvrzování betonu je tzv. hydratačního tepla. Tato exotermická reakce nastává, když reaguje voda a cement. Množství tepla produkovaného během reakce většinou souvisí se složením a jemností cementu.
PĚT FÁZÍ TEPLA EVOLUCE V BETONU
Teplo vývoj v betonu je velmi komplexní a rozsáhle prozkoumány téma. Pro zjednodušení tohoto procesu lze vývoj tepla v průběhu času rozdělit do pěti odlišných fází. Tepelný profil se může měnit v závislosti na typu cementu. Typická hydratace cementu typu I je graficky znázorněna na obrázku níže.
fáze i: PŘEDINDUKCE
krátce po kontaktu vody s cementem dochází k prudkému zvýšení teploty, což se děje velmi rychle (během několika minut). Během tohoto období jsou primární reaktivní fáze betonu hlinitanové fáze (C3A a C4AF). Fáze hlinitanu a feritu reagují s ionty vápníku a síranu za vzniku ettringitu, který se vysráží na povrchu částic cementu. Během této fáze budou silikátové fáze (hlavně C3S) v menší míře reagovat také ve velmi malých frakcích ve srovnání s jejich celkovým objemem a vytvoří velmi tenkou vrstvu vápenato-křemičitanu-hydrátu (C-S-H).
fáze ii: spící období
tato fáze je také známá jako indukční fáze. Během tohoto období je rychlost hydratace výrazně zpomalena. Tradičně se předpokládá, že k tomu dochází v důsledku vysrážení výše uvedených sloučenin na povrchu částic cementu, což vede k difuzní bariéře mezi částicemi cementu a vodou. Nicméně, tam je značná debata o fyzikálních a chemických důvody vzniku této fázi a metody předpovědět. Toto je období, ve kterém se čerstvý beton přepravuje a umisťuje, protože ještě neztvrdl a je stále funkční (plast a tekutina). Ukázalo se, že délka spícího období se liší v závislosti na více faktorech (typ cementu ,příměsi, w / cm). Konec spící periody je typicky charakterizován počáteční množinou.
fáze iii a iV:
zesílení pevnosti v této fázi beton začne tvrdnout a získávat sílu. Teplo generované během této fáze může trvat několik hodin a je způsobeno většinou reakcí křemičitanů vápenatých (hlavně C3S a v menší míře C2S). Reakce křemičitanu vápenatého vytváří” druhý stupeň ” hydrát křemičitanu vápenatého (C-S-H), což je hlavní reakční produkt, který poskytuje pevnost cementové pastě. V závislosti na typu cementu je také možné pozorovat třetí, nižší tepelný vrchol z obnovené aktivity C3A.
fáze V: Ustálený stav
teplota se stabilizuje s okolní teplotou. Proces hydratace se výrazně zpomalí, ale zcela se nezastaví. Hydratace může pokračovat měsíce, roky nebo dokonce desetiletí za předpokladu, že je k hydrataci dostatek vody a volných silikátů, ale zisk síly bude během tohoto časového období minimální.
Proč Sledovat Teplotu Betonu?
ve fázi II lze měřit teplotu betonu při nalití betonu. Měření teploty se obvykle provádí, aby se ujistil, že beton je v souladu s určitými specifikacemi, které definují určitý přípustný teplotní rozsah. Typické požadavky vyžadují, aby teplota betonu při umístění musí být v rozmezí 10°C až 32°C. Nicméně, různé uvedené limity jsou stanoveny v závislosti na velikosti prvku a okolní podmínky (ACI 301, 207). Teplota, kterou beton vykazuje během umístění, ovlivňuje teplotu betonu během další fáze hydratace. Monitorování teploty betonu během fáze III a IV je součástí kontroly kvality, která se pravidelně provádí. Hlavním důvodem tohoto měření je zajistit, aby beton nedosáhl příliš vysokých nebo příliš nízkých teplot, aby umožnil správný vývoj pevnosti a trvanlivost betonu. Dalším důvodem pro sledování teploty betonu během této fáze je vyhodnotit pevnost na místě, kde rychlost hydratace je hlavní metodou zralosti (ASTM C 1074).
HOT-POČASÍ BETONOVÁNÍ
Obecně platí, že limit 70°C je určen pro konkrétní teploty během hydratace. Pokud teplota betonu během hydratace je příliš vysoká, bude to způsobí, že beton má vysokou počáteční pevnost, ale následně získat menší pevnost v pozdější fázi a vykazují nižší životnost. Dále bylo pozorováno, že takové teploty v rozporu s tvorbou ettringite v počáteční fázi a následně její tvorbu v pozdějších fázích je podporován, což způsobuje expanzivní reakce a následné praskání. Navíc, vysoká teplota, problémy jsou obavy, zejména v hmotnosti betonu nalévá, kde teplota může být velmi vysoká vzhledem k mass effect, když teplota povrchu je nižší. To způsobuje teplotní gradient mezi povrchem a jádrem, pokud je teplotní rozdíl příliš velký, způsobuje tepelné praskání.
CHLADNÉ POČASÍ BETONOVÁNÍ
Pokud okolní teplota je příliš nízká, hydrataci cementu se výrazně zpomalí nebo zcela zastaví, dokud teplota opět roste. Jinými slovy, dojde k významnému snížení nebo ukončení vývoje síly. Pokud teplota betonu dosáhne zmrazení před dosažením určité pevnosti (3,5 MPa) (ACI 306), beton bude mít sníženou celkovou pevnost. To také způsobí praskání, protože beton nemá dostatečnou pevnost, aby odolal expanzi vody v důsledku tvorby ledu. K zajištění řádného rozvoj síly a vyhnout se praskání betonu, obecné pokyny naznačují, že beton musí být teplota udržována vyšší než určitou teplotu po určitou dobu (>5°C za 48 hodin) (ACI 306).
