Hærdningstid. Lektionens emne: "Specific fusionsvarme

Mange nybegyndere er bekendt med det uundgåelige udseende af defekter på overfladen af beton: små revner, spåner, hurtig fejl i belægningen. Årsagen er ikke kun manglende overholdelse af betoningsregler, eller skabelsen af en cementmørtel med et forkert forhold mellem komponenter, problemet ligger i den manglende pleje af betonen under hærdningsstadiet.

Hærdningstiden for cementmørtlen afhænger af adskillige faktorer: temperatur, luftfugtighed, vind, eksponering for direkte solens stråler osv. Det er vigtigt at fugte betonen under hærdningsfasen, dette vil tillade den at opnå maksimal styrke og integritet af belægningen.

Hærdningstiden for cementmørtel afhænger af adskillige faktorer

Generel information

Afhængigt af temperaturen, hvor cementen hærder, er hærdningsperioden også forskellig. Bedste temperatur-20°C. Under ideelle forhold tager processen 28 dage. Sørg for i varme områder eller i kolde perioder af året given temperatur svært eller umuligt.

Om vinteren er støbning påkrævet af en række årsager:

lægge grundlaget for en bygning beliggende på smuldrende jord. I den varme periode af året er det umuligt at udføre byggeri;
Om vinteren giver producenterne rabatter på cement. Nogle gange kan man virkelig spare meget på materialet, men at opbevare det, indtil det bliver varmere, er en uønsket løsning, fordi cementens kvalitet vil falde. Hældning af beton på de indvendige overflader af bygninger og endda udvendigt arbejde om vinteren er ret passende, hvis der er rabatter;
privat betonarbejde;
Om vinteren er der mere fritid, og det er nemmere at holde ferie.

Ulempen ved at arbejde i koldt vejr er vanskeligheden ved at grave en rende og behovet for at udstyre et varmeområde til arbejdere. Når der tages højde for ekstra omkostninger, sker der ikke altid besparelser.

Funktioner ved at hælde beton ved lave temperaturer

Cementmørtlens hærdetid afhænger af temperaturen. Ved lave temperaturer øges tiden markant. I byggebranchen er det kutyme at kalde vejret koldt, når termometeret falder til gennemsnitligt 4°C. For med succes at bruge cement i koldt vejr er det vigtigt at træffe beskyttelsesforanstaltninger for at forhindre, at mørtlen fryser.

Funktioner ved at hælde beton, når lave temperaturerÅh

Hærdningen af beton ved lave temperaturer forløber noget anderledes, højeste værdi Det endelige resultat påvirkes af vandets temperatur. Jo varmere væsken er, jo hurtigere forløber processen. Ideelt set er det til vinteren værd at sikre, at termometeraflæsningen er på 7-15°. Selv under forhold med opvarmet vand sænker den omgivende kulde cementmørtlens hydreringshastighed. Det tager længere tid at få styrke og sætte sig.

For at beregne, hvor længe cement hærder, er det vigtigt at tage højde for, at et temperaturfald på 10° fører til en 2-dobling af hærdningshastigheden. Det er vigtigt at udføre beregninger, da for tidlig fjernelse af forskalling eller brug af beton kan føre til ødelæggelse af materialet. Hvis den omgivende temperatur falder til -4°C, og der ikke er tilsætningsstoffer, isolering eller opvarmning, vil opløsningen krystallisere, og cementhydratiseringsprocessen stopper. Det endelige produkt vil miste 50 % af sin styrke. Hærdningstiden øges med 6-8 gange.

På trods af at det er nødvendigt at bestemme, hvor længe betonen hærder, og det er nødvendigt at kontrollere hærdningsprocessen, er der bagsiden– mulighed for at forbedre kvaliteten af resultatet. Reduktion af temperaturen øger betonens styrke, men kun til det kritiske niveau på -4°C, selvom proceduren tager længere tid.

Faktorer, der påvirker hærdning

På planlægningsstadiet af arbejdet med cement er en vigtig faktor, der påvirker det endelige resultat, hastigheden af betonafvanding. Hydratiseringsprocessen er påvirket af adskillige faktorer, det er muligt mere præcist at bestemme, hvor længe cementmørtlen hærder ved at tage hensyn til følgende faktorer:

miljø. Der tages højde for luftfugtighed og lufttemperatur. I høj tørhed og varme vil beton hærde på kun 2-3 dage, men det vil ikke nå at opnå den forventede styrke. Ellers forbliver den våd i 40 dage eller mere;

Faktorer, der påvirker betonhærdning

fyldningstæthed. Efterhånden som cementen komprimeres, falder hastigheden af fugtfrigivelsen, dette forbedrer hydreringsproceduren, men reducerer hastigheden en smule. Det er bedre at komprimere materialet ved hjælp af en vibrerende plade, men manuelt gennemboring af løsningen er også egnet. Hvis sammensætningen er tæt, vil den være svær at behandle efter hærdning. På stadiet med efterbehandling eller lægning af kommunikation i komprimeret beton er det nødvendigt at bruge diamantboring, da pobedit-bor hurtigt slides op;
opløsningens sammensætning. Faktoren er ret vigtig, fordi niveauet af porøsitet af fyldstoffet påvirker dehydreringshastigheden. Opløsningen med ekspanderet ler og slagge hærder langsommere, fugt ophobes i fyldstoffet, og det frigives langsomt. Med grus eller sand tørrer sammensætningen hurtigere;
tilstedeværelse af tilsætningsstoffer. Særlige tilsætningsstoffer med fugtbevarende egenskaber hjælper med at reducere eller accelerere opløsningens hærdningsstadier: sæbeopløsning, bentonit, frostvæsketilsætningsstoffer. Købet af sådanne komponenter øger mængden af arbejde, men mange tilsætningsstoffer forenkler arbejdet med sammensætningen og øger kvaliteten af resultatet;
forskallingsmateriale. Hærdningstiden for cement afhænger af forskallingens tendens til at absorbere eller holde på fugt. Hærdningshastigheden påvirkes af porøse vægge: uslebne brædder, plast med gennemgående huller eller løs montering. Den bedste måde færdiggøre byggearbejdet til tiden og vedligeholde tekniske egenskaber beton - brug metalplader eller installer plastfolie oven på pladeforskallingen.

Underlagets type har også indflydelse på, hvor længe cementmørtlen hærder. Tør jord absorberer hurtigt fugt. Når beton hærder i solen, øges hærdetiden betydeligt for at forhindre materialet i at opnå lav styrke, overfladen bør konstant fugtes og området skygges.

Kunstig forøgelse af hærdningshastigheden

Hærdningstiden for cementmørtel i koldt vejr øges meget, men tidsrammen er stadig begrænset. For at fremskynde proceduren er der udviklet forskellige teknikker.

BITUMAST Anti-frost additiv til beton

I moderne byggeri kan tørretiden fremskyndes ved:

tilføjelse af tilsætningsstoffer;
elektrisk opvarmning;
øge de nødvendige andele af cement.

Brug af modifikatorer

Den nemmeste måde at fuldføre arbejdet til tiden selv om vinteren er at bruge modifikatorer. Når en vis andel tilsættes, reduceres hydreringsperioden ved brug af nogle additiver, hærdning sker selv ved -30°C.

Konventionelt er tilsætningsstoffer, der påvirker hærdningshastigheden, opdelt i flere grupper:

type C - tørreacceleratorer;
type E – vandsubstituerende additiver med accelereret hærdning.

Fundamenthærdningsberegneren og anmeldelser viser maksimal effektivitet, når kaliumchlorid tilsættes opløsningen. Materialet forbruges økonomisk, da det er det massefraktion op til 2 %.

Hvis du bruger type C betonhærdningsblandinger, bør du sørge for opvarmning, da de ikke beskytter mod frost.

Blødgørere og additiver til beton

Det anbefales at sørge for at lægge kommunikation i fundamentet eller afretningen på forhånd, ellers vil det være nødvendigt at bore huller. At lave kommunikationshuller efter hærdning vil føre til behov for et specialværktøj og. Proceduren er ret arbejdskrævende og reducerer strukturens styrke.

Betonvarme

Hovedsageligt for at opvarme sammensætningen bruges et specielt kabel, som konverterer elektrisk strøm i varmen. Teknikken giver det meste naturlig måde størkning. En vigtig faktor Det er nødvendigt at følge instruktionerne for installation af ledningen. Metoden beskytter mod flydende krystallisering der er også værktøjer (hårtørrer, svejsemaskine) og termisk isolering til frostbeskyttelse.

Forøgelse af cementdosering

Forøgelse af cementkoncentrationen bruges kun med et lille fald i temperaturen. Det er vigtigt at øge dosis i lille mængde, ellers vil kvalitet og holdbarhed blive væsentligt reduceret.

Beton er en multifunktionel sammensætning, hvorfra enhver struktur kan bygges. I moderne konstruktion bruges en række cementsammensætninger og forarbejdningsmetoder:

Den første fase af bygningskonstruktionen er at tegne et diagram og beregne belastningen. Styrke afhænger af forskellige egenskaber. Det er vigtigt at følge alle murværksregler for at opnå designstyrke;

almindelig i privat byggeri. De forbedrer varmeisoleringsegenskaberne, reducerer belastningen på fundamentet og gør det nemt og hurtigt at lægge vægge. Du kan selv lave dem. er dannet ved hjælp af en lignende algoritme med blokke;
i våde områder er der behov for yderligere beskyttelse af beton. En speciel bruges, da standardblandinger ikke helt dækker betonvæggen;
En af de mest populære og hyppige procedurer til at arbejde med mørtel er afretning. Proportionerne af cement og sand til afretningslagret varierer afhængigt af opgaven.

Konklusion

Betoning i varme eller kolde forhold kræver særlige foranstaltninger. Hvis du opretter ideelle forhold til hydrering af beton vil det opnå høj styrke, vil være i stand til at modstå betydelige bærende belastninger og vil blive modstandsdygtigt over for ødelæggelse. Bygherrens hovedopgave er at forhindre frysning eller for tidlig tørring af mørtlen.

For effektivt at planlægge alt byggearbejde skal du vide, hvor lang tid det tager for beton at hærde. Og her er der en række finesser, der i høj grad bestemmer kvaliteten af den konstruerede struktur. Nedenfor vil vi beskrive i detaljer, hvordan opløsningen tørres, og hvad du skal være opmærksom på, når du organiserer relaterede operationer.

For at gøre materialet pålideligt er det vigtigt at organisere tørringen korrekt.

Teori om polymerisation af cementmørtel

For at styre processen er det meget vigtigt at forstå præcis, hvordan det sker. Derfor er det værd at studere på forhånd, hvad hærdning af cement er (find ud her, hvordan man laver urtepotter af beton).

Faktisk er denne proces flere trin. Det omfatter både styrkeopbygning og selvtørring.

Lad os se på disse stadier mere detaljeret:

Hærdning af beton og andre cementbaserede mørtler begynder med den såkaldte afbinding. I dette tilfælde indgår stoffet i forskallingen i en primær reaktion med vand, på grund af hvilken det begynder at erhverve en vis struktur og mekanisk styrke.
Indstillingstiden afhænger af mange faktorer. Hvis vi tager lufttemperaturen på 200C som standard, starter processen for M200-opløsningen cirka to timer efter hældning og varer cirka halvanden time.
Efter hærdning hærder betonen. Her reagerer hovedparten af cementgranulatet med vand (af denne grund kaldes processen nogle gange cementhydrering). Optimale forhold til hydrering er luftfugtighed på omkring 75% og temperatur fra 15 til 200C.
Ved temperaturer under 100C er der risiko for, at materialet ikke når sin designstyrke, hvorfor man skal arbejde i vinterperiode du skal bruge specielle anti-frost additiver.

Styrkelse af tidsplan

Styrken af den færdige struktur og opløsningens hærdningshastighed hænger sammen. Hvis sammensætningen mister vand for hurtigt, vil ikke al cementen have tid til at reagere, og der dannes lommer med lav densitet inde i strukturen, hvilket kan blive en kilde til revner og andre defekter.

Vær opmærksom! Skæring af armeret beton med diamanthjul efter polymerisering demonstrerer ofte tydeligt den heterogene struktur af plader, der hældes og tørres i strid med teknologien.

Foto af et snit med tydeligt synlige defekter

Ideelt set kræver løsningen 28 dage før fuldstændig hærdning.. Men hvis strukturen ikke har for strenge krav til bæreevne, kan du begynde at betjene den inden for tre til fire dage efter hældning.

Ved planlægning af bygge- eller reparationsarbejde er det vigtigt at vurdere alle de faktorer, der vil påvirke opløsningens dehydreringshastighed korrekt (læs også artiklen "Ikke-autoklaveret luftbeton og dens funktioner").

Eksperter fremhæver følgende punkter:

Vibrerende komprimeringsproces

For det første spilles den vigtigste rolle af forholdene miljø. Afhængigt af temperatur og luftfugtighed kan det hældte fundament enten tørre ud på få dage (og vil derefter ikke nå sin designstyrke) eller forblive vådt i mere end en måned.
For det andet - pakningstæthed. Jo tættere materialet er, jo langsommere taber det fugt, hvilket betyder, at hydreringen af cement sker mere effektivt. Vibrationsbehandling bruges oftest til komprimering, men når du selv udfører arbejdet, kan du klare dig med bajonetkørsel.

Råd! Jo tættere materialet er, jo sværere er det at bearbejde det efter hærdning. Dette er grunden til, at strukturer, der er konstrueret ved hjælp af vibrationskomprimering, oftest kræver diamantboring af huller i beton: konventionelle bor slides for hurtigt.

Materialets sammensætning påvirker også processens hastighed. Hovedsageligt afhænger dehydreringshastigheden af fyldstoffets porøsitet: ekspanderet ler og slagger akkumulerer mikroskopiske partikler af fugt og frigiver dem meget langsommere end sand eller grus.
Også for at bremse udtørringen med mere effektiv rekruttering vandfastholdende tilsætningsstoffer (bentonit, sæbeopløsninger osv.) er meget brugt til at øge styrken. Selvfølgelig stiger prisen på strukturen, men du behøver ikke bekymre dig om for tidlig udtørring.

Modifikator til beton

Ud over alt ovenstående anbefaler instruktionerne at være opmærksom på forskallingsmaterialet. De porøse vægge af ukantede brædder trækker en betydelig mængde væske fra kantområderne. Derfor, for at sikre styrke, er det bedre at bruge forskalling lavet af metalpaneler eller lægge polyethylenfilm inde i trækassen.

Porøs forskalling "trækker" aktivt fugt fra materialet

Tips til at organisere processen

Selvstøbning af betonfundamenter og gulve skal udføres efter en bestemt algoritme.

For at bevare fugt i materialets tykkelse og fremme maksimal styrkeforøgelse, skal du handle sådan:

Til at begynde med udfører vi højkvalitets vandtætning af forskallingen. For at gøre dette dækker vi trævæggene med polyethylen eller bruger specielle sammenklappelige plastpaneler.
Vi introducerer modifikatorer i opløsningen, hvis virkning er rettet mod at reducere væskens fordampningshastighed. Du kan også bruge tilsætningsstoffer, der gør det muligt for materialet at få styrke hurtigere, men de er ret dyre, hvorfor de primært bruges i etagebyggeri.
Hæld derefter betonen og komprimer den grundigt. Til dette formål er det bedst at bruge et specielt vibrerende værktøj. Hvis der ikke er en sådan enhed, behandler vi den hældte masse med en skovl eller metalstang og fjerner luftbobler.

Jo mindre fugt der forlader de første dage, jo stærkere bliver basen.

Efter hærdning dækkes overfladen af opløsningen med plastfolie. Dette gøres for at reducere fugttab i de første dage efter montering.

Vær opmærksom! Om efteråret beskytter polyethylen også cement placeret i fri luft mod nedbør, som eroderer overfladelaget.

Efter ca. 7-10 dage kan forskallingen afmonteres. Efter demontering inspicerer vi omhyggeligt strukturens vægge: hvis de er våde, kan du lade dem stå åbne, men hvis de er tørre, er det bedre også at dække dem med polyethylen.
Herefter fjerner vi filmen hver anden til tredje dag og inspicerer betonoverfladen. Når stor mængde støv, revner eller afskalning af materialet, fugter vi den frosne opløsning med en slange og dækker den igen med polyethylen.
På den tyvende dag skal du fjerne filmen og fortsætte med at tørre naturligt.
Efter at der er gået 28 dage siden påfyldningen, kan næste fase af arbejdet begynde. På samme tid, hvis vi gjorde alt korrekt, kan strukturen belastes "til dets fulde" - dens styrke vil være maksimal!

Når vi ved, hvor lang tid det tager for et betonfundament at hærde, vil vi være i stand til at organisere alt andet byggearbejde korrekt. Denne proces kan dog ikke fremskyndes, da cement kun opnår de nødvendige ydeevneegenskaber, når det hærder i tilstrækkelig tid (find også ud af, hvordan man bygger en betonkælder).

Mere detaljerede oplysninger Ved dette spørgsmål skitseret i videoen i denne artikel.

Teori om polymerisation af cementmørtel

For at styre processen er det meget vigtigt at forstå præcis, hvordan det sker. Derfor er det værd at studere på forhånd, hvad hærdning af cement er ().

Faktisk er denne proces flere trin. Det omfatter både styrkeopbygning og selvtørring.

Lad os se på disse stadier mere detaljeret:

Hærdning af beton og andre cementbaserede mørtler begynder med den såkaldte afbinding. I dette tilfælde indgår stoffet i forskallingen i en primær reaktion med vand, på grund af hvilken det begynder at erhverve en vis struktur og mekanisk styrke.
Indstillingstiden afhænger af mange faktorer. Hvis vi tager lufttemperaturen på 20 0 C som standard, starter processen for M200-opløsningen cirka to timer efter hældning og varer cirka halvanden time.
Efter hærdning hærder betonen. Her reagerer hovedparten af cementgranulatet med vand (af denne grund kaldes processen nogle gange cementhydrering). Optimale betingelser for hydrering er luftfugtighed på omkring 75 % og temperatur fra 15 til 20 0 C.
Ved temperaturer under 10 0 C er der risiko for, at materialet ikke når sin designstyrke, hvorfor der skal bruges specielle anti-frost tilsætningsstoffer til arbejde om vinteren.

Styrken af den færdige struktur og opløsningens hærdningshastighed hænger sammen. Hvis sammensætningen mister vand for hurtigt, vil ikke al cementen have tid til at reagere, og der dannes lommer med lav densitet inde i strukturen, hvilket kan blive en kilde til revner og andre defekter.

Vær opmærksom! Skæring af armeret beton med diamanthjul efter polymerisering demonstrerer ofte tydeligt den heterogene struktur af plader, der hældes og tørres i strid med teknologien.

Ideelt set kræver løsningen 28 dage før fuldstændig hærdning.. Men hvis strukturen ikke har for strenge krav til bæreevne, kan du begynde at betjene den inden for tre til fire dage efter hældning.

Faktorer, der påvirker hærdning

Når du planlægger byggeri eller reparationsarbejde, er det vigtigt at vurdere alle de faktorer, der vil påvirke opløsningens dehydreringshastighed korrekt ().

Eksperter fremhæver følgende punkter:

For det første spiller miljøforhold en afgørende rolle. Afhængigt af temperatur og luftfugtighed kan det hældte fundament enten tørre ud på få dage (og vil derefter ikke nå sin designstyrke) eller forblive vådt i mere end en måned.
For det andet - pakningstæthed. Jo tættere materialet er, jo langsommere taber det fugt, hvilket betyder, at hydreringen af cement sker mere effektivt. Vibrationsbehandling bruges oftest til komprimering, men når du selv udfører arbejdet, kan du klare dig med bajonetkørsel.

Råd! Jo tættere materialet er, jo sværere er det at bearbejde det efter hærdning. Dette er grunden til, at strukturer, der er konstrueret ved hjælp af vibrationskomprimering, oftest kræver diamantboring af huller i beton: konventionelle bor slides for hurtigt.

Materialets sammensætning påvirker også processens hastighed. Hovedsageligt afhænger dehydreringshastigheden af fyldstoffets porøsitet: ekspanderet ler og slagger akkumulerer mikroskopiske partikler af fugt og frigiver dem meget langsommere end sand eller grus.
For at sænke tørringen og mere effektivt opnå styrke, er fugtbevarende tilsætningsstoffer (bentonit, sæbeopløsninger osv.) også meget brugt. Selvfølgelig stiger prisen på strukturen, men du behøver ikke bekymre dig om for tidlig udtørring.

Ud over alt ovenstående anbefaler instruktionerne at være opmærksom på forskallingsmaterialet. De porøse vægge af ukantede brædder trækker en betydelig mængde væske fra kantområderne. Derfor, for at sikre styrke, er det bedre at bruge forskalling lavet af metalpaneler eller lægge polyethylenfilm inde i trækassen.

Selvstøbning af betonfundamenter og gulve skal udføres efter en bestemt algoritme.

For at bevare fugt i materialets tykkelse og fremme maksimal styrkeforøgelse skal du handle sådan:

Til at begynde med udfører vi højkvalitets vandtætning af forskallingen. For at gøre dette dækker vi trævæggene med polyethylen eller bruger specielle sammenklappelige plastpaneler.
Vi introducerer modifikatorer i opløsningen, hvis virkning er rettet mod at reducere væskens fordampningshastighed. Du kan også bruge tilsætningsstoffer, der gør det muligt for materialet at få styrke hurtigere, men de er ret dyre, hvorfor de primært bruges i etagebyggeri.
Hæld derefter betonen og komprimer den grundigt. Til dette formål er det bedst at bruge et specielt vibrerende værktøj. Hvis der ikke er en sådan enhed, behandler vi den hældte masse med en skovl eller metalstang og fjerner luftbobler.

Efter hærdning dækkes overfladen af opløsningen med plastfolie. Dette gøres for at reducere fugttab i de første dage efter montering.

Vær opmærksom! Om efteråret beskytter polyethylen også cement placeret i fri luft mod nedbør, som eroderer overfladelaget.

Efter ca. 7-10 dage kan forskallingen afmonteres. Efter demontering inspicerer vi omhyggeligt strukturens vægge: hvis de er våde, kan du lade dem stå åbne, men hvis de er tørre, er det bedre også at dække dem med polyethylen.
Herefter fjerner vi filmen hver anden til tredje dag og inspicerer betonoverfladen. Hvis der vises en stor mængde støv, revner eller afskalning af materialet, fugter vi den frosne opløsning med en slange og dækker den igen med polyethylen.
På den tyvende dag skal du fjerne filmen og fortsætte med at tørre naturligt.
Efter at der er gået 28 dage siden påfyldningen, kan næste fase af arbejdet begynde. På samme tid, hvis vi gjorde alt korrekt, kan strukturen belastes "til dets fulde" - dens styrke vil være maksimal!

Konklusion

Mere detaljerede oplysninger om dette problem præsenteres i videoen i denne artikel.

Når temperaturen falder, kan et stof ændre sig fra en flydende til en fast tilstand.

Denne proces kaldes størkning eller krystallisation.
Når et stof størkner, frigives den samme mængde varme, som optages, når det smelter.

Beregningsformlerne for mængden af varme under smeltning og krystallisation er de samme.

Smelte- og størkningstemperaturerne for det samme stof, hvis trykket ikke ændres, er de samme.
Gennem hele krystallisationsprocessen ændres stoffets temperatur ikke, og det kan samtidig eksistere i både flydende og fast tilstand.

KIG PÅ BOGHOLDEN

INTERESSANT OM KRYSTALLISERING

Farvet is?

Hvis du tilføjer lidt maling eller teblade til et plastikglas vand, rør rundt og, efter at have opnået en farvet opløsning, pakker glasset ovenpå og udsætter det for frost, så vil der begynde at danne sig et lag is fra bunden til overflade. Forvent dog ikke at få farverig is!

Hvor vandet begyndte at fryse, vil der være et helt gennemsigtigt lag is. Dens øverste del vil være farvet og endnu stærkere end den originale løsning. Hvis koncentrationen af maling var meget høj, kan en pøl af opløsningen forblive på overfladen af isen.
Faktum er, at der dannes transparent frisk is i opløsninger af maling og salte, fordi... Voksende krystaller fortrænger alle fremmede atomer og urenhedsmolekyler og forsøger at bygge et ideelt gitter så længe som muligt. Først når urenhederne ikke har nogen steder at tage hen, begynder isen at inkorporere dem i sin struktur eller efterlade dem i form af kapsler med koncentreret væske. Derfor er havisen frisk, og selv de mest snavsede vandpytter er dækket af gennemsigtig og ren is.

Ved hvilken temperatur fryser vandet?

Er det altid nul grader?
Men hvis du hælder kogt vand i et absolut rent og tørt glas og placerer det uden for vinduet i kulden ved en temperatur på minus 2-5 grader C, dækker det med rent glas og beskytter det mod direkte sollys, så efter et par timer glassets indhold afkøles til under nul, men forbliver flydende.
Hvis du derefter åbner et glas og kaster et stykke is eller sne eller endda bare støv i vandet, så vil vandet bogstaveligt talt foran dine øjne øjeblikkeligt fryse og spire lange krystaller gennem hele volumen.

Hvorfor?
Omdannelsen af en væske til en krystal sker primært på urenheder og inhomogeniteter - støvpartikler, luftbobler, uregelmæssigheder på karrets vægge. Rent vand har ingen krystallisationscentre, og det kan blive underafkølet, mens det forbliver flydende. På denne måde var det muligt at bringe vandtemperaturen op på minus 70°C.

Hvordan sker det i naturen?

Sidst på efteråret begynder meget rene floder og vandløb at fryse til fra bunden. Gennem laget af rent vand ses det tydeligt, at algerne og drivtømmeret i bunden er tilgroet med et løst lag is. På et tidspunkt flyder denne bundis op, og vandoverfladen bliver øjeblikkeligt bundet af en isskorpe.

Temperatur øverste lag vand er lavere end dybt vand, og frysning ser ud til at begynde fra overfladen. Imidlertid rent vand fryser modvilligt, og der dannes primært is, hvor der er ophæng af silt og en hård overflade - nær bunden.

Nedstrøms for vandfald og dæmningsudløb opstår der ofte en svampet masse af indlandsis, der vokser i det skummende vand. Når den stiger op til overfladen, tilstopper den nogle gange hele flodlejet og danner såkaldte jam, som endda kan opdæmme floden.

Hvorfor er is lettere end vand?

Inde i isen er der mange porer og rum fyldt med luft, men det er ikke grunden, der kan forklare, at is er lettere end vand. Is og uden mikroskopiske porer
har stadig en densitet mindre end vands. Det handler om funktionerne indre struktur is. I en iskrystal er vandmolekyler placeret ved krystalgitterets noder, så hver har fire "naboer".

Vand har derimod ikke en krystallinsk struktur, og molekylerne i væsken er placeret tættere sammen end i krystallen, dvs. vand er tættere end is.
Først, når is smelter, bevarer de frigivne molekyler stadig krystalgitterets struktur, og vandtætheden forbliver lav, men gradvist ødelægges krystalgitteret, og vandets tæthed øges.
Ved en temperatur på + 4°C når vandtætheden et maksimum og begynder derefter at falde med stigende temperatur på grund af en stigning i hastigheden af termisk bevægelse af molekyler.

Hvordan fryser en vandpyt?

Ved afkøling bliver de øverste vandlag tættere og synker ned. Deres plads er taget af tættere vand. Denne blanding sker, indtil vandtemperaturen falder til +4 grader Celsius. Ved denne temperatur er densiteten af vand maksimal.
Med et yderligere fald i temperaturen kan de øverste lag af vand blive mere komprimeret, og gradvist afkøling til 0 grader begynder vandet at fryse.

Om efteråret er lufttemperaturen om natten og om dagen meget forskellig, så isen fryser i lag.
Den nederste overflade af is på en frysende vandpyt ligner meget et tværsnit af en træstamme:
koncentriske ringe er synlige. Isringenes bredde kan bruges til at bedømme vejret. Normalt begynder vandpytten at fryse fra kanterne, fordi... der er mindre dybde der. Arealet af de resulterende ringe falder, når de nærmer sig midten.

INTERESSANT

At i rørene i den underjordiske del af bygninger fryser vand ofte ikke i frost, men i tø!
Dette skyldes dårlig varmeledningsevne i jorden. Varmen passerer så langsomt gennem jorden, at minimumstemperaturen i jorden opstår senere end ved jordens overflade. Jo dybere, jo større forsinkelse. Ofte under frost når jorden ikke at køle af, og først når en tø sætter ind på jorden, når frosten ned i jorden.

At når vand fryser i en forseglet flaske, knækker det det. Hvad sker der med et glas, hvis du fryser vand i det? Når vand fryser, vil det udvide sig ikke kun opad, men også til siderne, og glasset vil krympe. Dette vil stadig føre til ødelæggelse af glasset!

VIDSTE DU

Der er et kendt tilfælde, hvor indholdet af en velafkølet flaske Narzan i fryseren, åbnet på en varm sommerdag, øjeblikkeligt blev til et stykke is.

Metallet "støbejern" opfører sig interessant, som udvider sig under krystallisation. Dette gør det muligt at bruge det som materiale til den kunstneriske støbning af tynde kniplinger og små bordpladeskulpturer. Når alt kommer til alt, når det hærder, ekspanderer, fylder støbejern alt, selv de tyndeste detaljer i formen.

I Kuban laver de mad om vinteren stærke drikke- "frost". For at gøre dette udsættes vinen for frost. Vandet fryser først, men det, der er tilbage, er koncentreret opløsning alkohol Den drænes og operationen gentages indtil den ønskede styrke er opnået. Jo højere alkoholkoncentration, jo lavere frysepunkt.

Det største hagl, der er registreret af mennesker, faldt i Kansas, USA. Dens vægt var næsten 700 gram.

Ilt i gasform ved en temperatur på minus 183 grader C bliver til en væske, og ved en temperatur på minus 218,6 grader C bliver det til en væske fast ilt

I gamle dage brugte man is til at opbevare mad. Carl von Linde skabte det første hjemmekøleskab, drevet af en dampmaskine, der pumpede freongas gennem rør. Bag køleskabet kondenserede gassen i rørene og blev til væske. Inde i køleskabet fordampede flydende freon, og dets temperatur faldt kraftigt, hvilket afkølede køleskabet. Først i 1923 skabte de svenske opfindere Balzen von Platen og Karl Muntens det første elektriske køleskab, hvor freon bliver fra en væske til en gas og tager varme fra luften i køleskabet.

DET ER JA

Flere stykker tøris, der kastes i brændende benzin, slukker ilden.
Der er is, der ville brænde dine fingre, hvis du kunne røre ved den. Det opnås under meget højt tryk, hvorved vand bliver til en fast tilstand ved en temperatur et godt stykke over 0 grader Celsius.

Ethvert element kan være i flere forskellige tilstande, afhængigt af nogle ydre forhold . Smeltning og størkning krystallinske legemer– store ændringer i materialers struktur. Et godt eksempel er vand, som kan eksistere i flydende, gasformig og fast tilstand. Disse forskellige former kaldes aggregerede tilstande (fra det græske "jeg binder") tilstande. Aggregeringstilstanden er formerne af et element, der adskiller sig i arten af arrangementet af partikler (atomer), som ikke ændrer deres struktur.

Hvordan ændringer sker

Der er flere processer, der kendetegner skiftende former forskellige stoffer:

hærdning;
kogning;
(fra fast form umiddelbart til gasformig);
fordampning;
sikring;
kondensation;
desublimation (omvendt overgang fra sublimation).

Hver transformation er kendetegnet ved visse betingelser, der skal være opfyldt for en vellykket overgang.

Formler

Hvilken proces kaldes termisk? Hvor der er en ændring aggregeringstilstande materialer, da temperaturen spiller en stor rolle i dem. Enhver termisk ændring har sin modsætning: fra væske til fast stof og omvendt, fra fast stof til damp og omvendt.

Vigtig! Næsten alt termiske processer reversibel.

Der er formler, der kan bruges til at bestemme, hvad den specifikke varme vil være, det vil sige den nødvendige varme at skifte 1 kg fast stof.

For eksempel er formlen for størkning og smeltning: Q=λm, hvor λ er den specifikke varme.

Men formlen for visning af køle- og opvarmningsprocessen er Q=cmt, hvor c – specifik varme er volumenet af varme til at opvarme 1 kg materiale med én grad, m er massen, og t er temperaturforskellen.

Formel for kondensering og fordampning: Q=Lm, hvor specifik varme er L, og m er masse.

Beskrivelse af processer

Smeltning er en af måderne at deformere en struktur på, oversættelse fra fast tilstand til væske. Det forløber næsten det samme i alle tilfælde, men på to forskellige måder:

elementet opvarmes eksternt;
opvarmning sker indefra.

Disse to metoder adskiller sig i deres instrumenter: i det første tilfælde opvarmes stoffer i en speciel ovn, og i det andet føres strøm gennem objektet, eller det opvarmes induktivt ved at placere det i et elektromagnetisk felt med høje frekvenser.

Vigtig! Ødelæggelsen af materialets krystallinske struktur og forekomsten af ændringer i det fører til elementets flydende tilstand.

Ved at bruge forskellige værktøjer kan du opnå den samme proces:

temperaturstigninger;
krystalgitteret ændres;
partikler bevæger sig væk fra hinanden;
andre forstyrrelser af krystalgitteret vises;
interatomiske bindinger brydes;
der dannes et kvasi-flydende lag.

Som det allerede er blevet klart, er temperaturen den vigtigste faktor på grund af hvilken elementets tilstand ændres. Smeltepunktet er opdelt i:

lys - ikke mere end 600°C;
medium - 600-1600°C;
tæt – over 1600°C.

Værktøjet til dette arbejde er valgt i henhold til dets medlemskab i en eller anden gruppe: Jo mere materialet skal opvarmes, jo mere kraftfuldt skal mekanismen være.

Du skal dog være forsigtig og kontrollere dataene med koordinatsystemet, for eksempel er den kritiske temperatur for fast kviksølv -39°C, og den for fast alkohol er -114°C, men den største af dem vil være -39 °C, da dette ifølge koordinatsystemet er tallet tættere på nul.

Ikke mindre vigtig indikator er også kogepunktet, hvorved væsken koger. Denne værdi er lig med dampvarmen dannet over overfladen. Denne indikator er direkte proportional med trykket: Når trykket stiger, stiger smeltepunktet og omvendt.

Hjælpematerialer

Hvert materiale har sine egne temperaturindikatorer, hvor dets form ændres, og for hver af dem kan du oprette din egen smelte- og størkningsplan. Afhængigt af krystalgitteret vil indikatorerne variere. f.eks. graf for issmeltning viser, at det kræver meget lidt varme, som vist nedenfor:

Grafen viser forholdet mellem mængden af varme (lodret) og tid (vandret), der kræves for at smelte is.

Tabellen viser de mængder, der skal til for at smelte de mest almindelige metaller.

Et smeltediagram og andre hjælpematerialer er yderst nødvendige under eksperimenter for at spore ændringer i partiklernes position og bemærke begyndelsen af ændringer i grundstoffernes form.

Størkning af legemer

Hærdning er ændre den flydende form af et grundstof til en fast form. En nødvendig betingelse er et fald i temperaturen under frysepunktet. Under denne procedure kan der dannes en krystallinsk struktur af molekyler, og så kaldes tilstandsændringen krystallisation. I dette tilfælde skal elementet i flydende form afkøles til størknings- eller krystallisationstemperaturen.

Smeltning og størkning af krystallinske legemer sker under de samme betingelser ydre miljø: krystalliserer ved 0 °C, og is smelter ved samme temperatur.

Og i tilfælde af metaller: jern kræves 1539°C til smeltning og krystallisation.

Erfaring viser, at for at et stof kan størkne, skal det frigive lige så meget varme som under den omvendte omdannelse.

Molekylerne tiltrækkes af hinanden og dannes krystalgitter, ude af stand til at modstå, da de mister deres energi. Specifik varme bestemmer således, hvor meget energi der skal til for at omdanne et legeme til en flydende tilstand, og hvor meget af det der frigives under størkning.

Hærdningsformel – dette er Q = λ*m. Under krystallisation tilføjes et minustegn til Q-tegnet, da kroppen i dette tilfælde frigiver eller mister energi.

Vi studerer fysik - grafer over smeltning og størkning af stoffer

Krystallsmeltnings- og størkningsprocesser

Konklusion

Alle disse indikatorer for termiske processer skal være kendt for en dyb forståelse af fysik og forståelse af primitive naturlige processer. Det er nødvendigt at forklare dem til eleverne så tidligt som muligt ved at bruge tilgængelige værktøjer som eksempler.