Химическое воздействие ускорителей

Вследствие химического воздействия ускорителей, вовлекающих в реакции большую массу цементного вещества, цемент выделяет добавочное количество тепла в первые сроки гидратации и твердения. Так, исследованиями установлено, что для большинства портландцементов. содержащих от 30 до 45% трехкальциевого силиката от веса минералов цемента, при добавке 1 % хлористого кальция, тепловыделение 1 кг цемента за первые сутки увеличивается на 4—7 ккал, т. е. на 10% больше, чем в обычных условиях.

Под воздействием ускорителей быстрее протекает гидратация цемента, и, следовательно, интенсивнее выделяется тепло в начальные сроки твердения.

Все перечисленные выше экзотермические реакции в своей совокупности и определяют явление, которое приводит к саморазогрезу бетона.

В табл. 89 дано сопоставление количеств и скорости выделения тепла различными веществами в бетоне.

Из таблицы видно, как велико количество тепла, выделяемого при реакции взаимодействия извести-кипелки с соляной кислотой и водой. Действительно, только при гидратации 1 кг извести и последующей нейтрализации ее кислотой в течение первых же часов выделяется в 20 с лишним раз больше тепла, чем выделяет 1 кг портландцемента марки 400 в течение 3 суток, и з 40 с лишним раз больше, чем смешанный цемент марки «200» за это же время.

Следует подчеркнуть, что в первые 6—8 час. сам цемент при обычных условиях схватывания и твердения почти не выделяет тепла, в то время как при введении ускорителей именно в этот период имеет место максимальное тепловыделение. Возникает вопрос, на сколько же градусов может нагреваться бетон в результате перечисленных экзотермических реакций? Для этого произведем следующий расчет. Пусть оптимальные дозировки извести-кипелки и соляной кислоты находятся в пределах: для кислоты от 1 до 2%, для извести от 10 до 15 % к весу цемента, а расход цемента для бетона различных марок колеблется в пределах от 200 до 450 кг/м3. Если, наконец, принять объемный вес бетона равным 2200 кг/м3, теплоемкость—0,25 ккал/кг град и считать теплоизоляцию бетона идеальной, то результаты расчетов, проведенных на основе указанных термохимических реакций между химически чистыми добавками, а также водой и цементом, характеризуются данными, приведенными в табл. 90.

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что бетон без добавок способен к саморазогреву под действием тепла, выделяемого цементом. Если учесть, что за 30 дней цемент выделяет тепла в два раза больше, чем за три дня, то и температура бетона за это время повысится соответственно в два раза.