Skurcz zewnętrzny zaczynu cementowego

Skurcz zewnętrzny

Pochodzi on od spadku wilgotności. Zjawisko skurczu zewnętrznego polega na tym, że przy ubywaniu wody wolnej powstają w pustkach zaczynu siły przyciągające cząstki żelu i cale ziarna cementu, co prowadzi do zmniejszenia się rozmiarów poszczególnych porów, a tym samym do skurczu. Jest to zatem zjawisko analogiczne do obserwowanego w naturze kurczenia się wilgotnych przedmiotów, np. owoców czy zsychanie się drewna w miarę utraty wilgoci. Szczególnie duży wpływ na kurczenie się ma usuwana woda z porów kapilarnych, a nie z większych skupisk wody, takich jak bańki czy soczewki. Wynika to stąd, że w mniejszych porach (porach kapilarnych) powstaje większe podciśnienie zaciskające pustkę.

Woda wolna ubywa z zaczynu niezależnie od wysokości temperatury otoczenia, ale mniej więcej proporcjonalnie do jej wzrostu. Gdy wilgotność względem otoczenia jest niższa niż 80%, to zmiana zawilgocenia zaczynu przebiega według prawa hydrodynamiki. Im mniejsza wilgotność względna otoczenia, tym szybsze i większe odparowywanie wody (podobnie dzieje się z wodą w betonie). Skurcz ten nic występuje, gdy próbki (wyroby) są przechowywane w wodzie. Im później dopuści się do ubytku wody, tym mniejszy będzie skurcz, gdyż żel w kamieniu cementowym zdąży się już intensywnie wzmocnić. Gdy wilgotność względna otoczenia obniży się do < 20%, to następuje dodatkowy skurcz wywołany oddawaniem wody międzywarstwowej z żelu. Ubytek tej wody prowadzi do zbliżania się warstwowych elementów żelu. Odległość może na tyle się zmniejszyć, że nastąpią wiązania fizykochemiczne pomiędzy tymi elementami i zaistniałe odkształcenie pozostanie już na stale, choćby powtórnie doprowadzono wodę. Będzie to zatem skurczowe odkształcenie trwale.

tmpdf8f-1Odkształcenia w początkowym okresie dojrzewania dla W/C = 0,5: „e,” zaczynu o 1%; „e,” zaprawy betonu = 0,3%; „e,” zaprawy betonu = 0,06%; 1 – elementy cały czas w wodzie; 2 – elementy w warunkach powietrznosuchych.

Odkształcenia zaczynu powstające z naturalnych powodów (czyli wyżej opisanych tj. kontrakcyjnych, plastycznych i wilgotnościowych) noszą także wspólną nazwę autoodkształceń.

Można wydzielić trzy fazy A, B i C, a to:
A – skurcz plastyczny, który może występować w okresie przed i w czasie wiązania, a więc do 10 godzin od zarobienia.

B – krótkotrwałe (ok. 12 godzin) pęcznienie występujące na przełomie okresu wiązania i tężenia, wywołane wzrostem temperatury od ciepła wiązania (jest to okres intensywnej hydratacji). Objętość zwiększają wszystkie fazy zaczynu, a więc hydraty i woda, i powietrze.

C – skurcz zewnętrzny regulowany głównie zakresem zmian wilgotności.

Zakładając ustabilizowanie się równowagi wilgoci wewnętrznej zaczynu stwardniałego z przeciętną wilgotnością względną powietrza, sumaryczny skurcz (wraz z wpływem skurczu wewnętrznego) wynosi dla zaczynu po upływie 2 lat około 2%o (2 mm/m) i nosi nazwę skurczu końcowego, czyi i uznanego za największy w przeciętnych warunkach eksploatacji.

Dla praktycznych celów nie jest konieczna znajomość, jaki jest udział skurczu wewnętrznego, a jaki zewnętrznego na ogólne zmniejszenie się wymiarów badanego elementu. Dlatego przyjęło się w praktyce jedno określenie: „skurcz”, oznaczając sumaryczną zmianę wymiarów elementu w wyniku istnienia obu typów skurczu. W praktyce określa się wielkość skurczu od chwili upływu 24 godzin od zarobienia masy cementowej (zaczynu, zaprawy czy też betonu). Ocenia się tylko odkształcenia liniowe.

tmp69cb-1Wpływ wilgotności otoczenia na skurcz zaczynu cementowego.

Na wielkość skurczu zaczynu istotny wpływ ma wilgotność otoczenia, co przykładowo obrazuje tablica  dotycząca zaczynu portlandzkiego badanego po upływie 24 godzin przetrzymywania w pełnej wilgotności.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *