Dodatki do modyfikowania betonów

2006-06-07 11:59

Dodanie do betonu mikrokrzemionki zwiększa jego porowatość oraz wodoprzepuszczalność, redukuje pęcznienie i podnosi wyrzymałość. Włókna rozproszone zapobiegają powstawaniu rys skurczowych i mikropęknięć. 

Pyły krzemionkowe

Pyły krzemionkowe są produktem ubocznym powstającym przy redukcji kwarcu w łuku elektrycznym. Składają się z bardzo drobnych cząsteczek - przeciętna powierzchnia właściwa mikrokrzemionki wynosi około 20 m2/g. Analiza wskazuje, że większość ziaren jest mniejsza niż 1 mikrometr, a średnia wielkość cząsteczki ma około 0,1 mikrometra i jest 100 razy mniejsza od średniej wielkości cząsteczki cementu. Drobne uziarnienie i mocno rozwinięta powierzchnia ziaren krzemionki wpływa pozytywnie na porowatość i wodoprzepuszczalność betonów oraz redukuje pęcznienie i przyczynia się do wzrostu ich wytrzymałości. Mikrokrzemionka łatwo wchodzi w reakcję z wodorotlenkiem wapniowym, uwalnianym w procesie hydratacji cementu i zwiększa ilość uwolnionych krzemianów wapniowych typu CSH. Dzięki temu struktura betonu jest bardziej szczelna, wzrasta również jego wytrzymałość. Pyły krzemionkowe zmniejszają ilość rozpuszczalnego Ca(OH)2 i tworzą połączenia nadające twardniejącej mieszance betonowej dużą wytrzymałość mechaniczną. Dodanie do mieszanki mikrokrzemionki, w ilości do 20% w stosunku do masy cementu, powoduje wyraźną redukcję wodorotlenku wapniowego po trzech dniach twardnienia. Jeśli dodamy 30% - efekt będzie widoczny już po jednym dniu. Zastosowane pyły krzemionkowe przebudowują mikrostrukturę na styku warstwy kontaktowej zaczyn cementowy-kruszywo, co korzystnie wpływa na szczelność i wytrzymałość betonu. Ma to szczególne znaczenie w wypadku betonów wysokowartościowych, gdyż zmniejszenie przepuszczalności wody oraz innych cieczy i gazów w wyraźny sposób poprawia trwałość betonu.

Zbrojenie rozproszone

Konwencjonalny beton jest materiałem nieelastycznym i niejednorodnym z powodu występujących w nim mikropęknięć i rys skurczowych. Zjawiska te zostaną ograniczone dzięki zastosowaniu zbrojenia rozproszonego. Do tej grupy dodatków zalicza się między innymi włókna stalowe, z tworzyw sztucznych (polipropylenu, nylonu), rzadziej stosowane włókna węglowe oraz włókna pochodzenia organicznego (bawełny, sizalu, bambusa). Włókna rozproszone w betonie przenoszą obciążenia w miejscach nieciągłości struktury. W świeżej mieszance włókna ograniczają segregację jej składników (opadanie cięższych składników i wypływanie wody w postaci mleczka cementowego na powierzchnię betonowanego elementu).
Włókna stalowe tworzą nową strukturę połączeń składników betonu. Po związaniu włókna stalowe przeciwstawiają się naprężeniom rozciągającym i powstawaniu pęknięć pod obciążeniami. Dodatek takiego włókna ujemnie wpływa na urabialność mieszanki betonowej, dlatego też zaleca się stosowanie go łącznie z superplastyfikatorami i odpowiednio dobranym stosem kruszywowym. Z powodu zbijania się włókien mogą powstać problemy z uzyskaniem jednorodnej mieszanki betonowej i transportem pompowym mieszanki. Można temu zapobiec stosując, w zależności od przeznaczenia mieszanki, włókna określonej długości, dobieranej dla żądanej konsystencji mieszanki na podstawie statystycznych metod optymalizacji.
Duża odporność na uderzanie to główna zaleta betonów z włóknami stalowymi. Tak zmodyfikowany beton wykorzystywany jest w elementach pracujących na ścieranie, ściskanie, w elementach poddawanych obciążeniom dynamicznym, nagłym zmianom temperatury, działaniu mrozu i destrukcyjnym oddziaływaniom czynników środowiska. Stosuje się go głównie w budownictwie komunikacyjnym, przemysłowym i lądowym.
Włókna polipropylenowe zmniejszają nasiąkliwość i wodoprzepuszczalność betonu oraz penetrację materiału przez chemikalia. Dzięki temu ograniczają korozję stali zbrojeniowej oraz samego betonu. Zwiększają mrozoodporność, odporność na ściskanie i na rozciąganie przy zginaniu oraz urabialność mieszanki. Włókna tworzą trójwymiarowe zbrojenie eliminując w ten sposób konieczność stosowania przeciwskurczowych siatek stalowych. Redukują także rysy skurczowe i mikropęknięcia powstające na skutek osiadania plastycznego, występującego najczęściej w fundamentach. Zaleca się dozowanie tych włókien w ilości 0,9 kg/m3 mieszanki betonowej. Włókna syntetyczne bardzo dobrze rozpraszają się w mieszance. Podczas ich dodawania siły występujące w trakcie mieszania powodują równomierne rozkładanie się włókien we wszystkich kierunkach.
Włókna polipropylenowe mają długość od 6 do 19 mm i średnicę około 30,5 mikrometra. Ich wielkość trafniej opisuje jednostka - denier, która określa ilość gramów włókien przypadającą na 9 km ich długości. Tak zmodyfikowane betony stosuje się głównie w budownictwie drogowym, hydrotechnicznym, przemysłowym oraz do prac wykończeniowych na przykład do betonu natryskowego.

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Podziel się opinią
Grupa ZPR Media sprzeciwia się głoszeniu opinii noszących znamiona mowy nienawiści przepełnionych pogardą czy agresją. Jeśli widzisz komentarz, który jest hejtem, powiadom nas o tym, klikając zgłoś. Więcej w REGULAMINIE
Czytaj więcej