Regulacja szybkości wiązania betonu za pomocą domieszek

Regulacja szybkości wiązania betonu za pomocą domieszek

Regulacja szybkości wiązania betonu realizowana jest z wykorzystaniem domieszek wpływających na tempo procesów zachodzących po zmieszaniu cementu z wodą. Obecnie substancje przyspieszające stają się coraz mniej popularne, jednak w niektórych branżach wciąż są wykorzystywane na co dzień. Wynika to z zagrożenia, jakie zawarte w nich środki chlorkowe stwarzają dla trwałości betonu i żelbetu. Równolegle rozwijane są środki opóźniające wiązanie betonu, które są użyteczne w wielu dziedzinach przemysłu.

Jak przebiega wiązanie betonu?

Wiązanie spoiwa cementowego można opisać za pomocą reakcji chemicznych i procesów fizycznych zachodzących po zmieszaniu cementu z wodą. Składniki zawarte w cemencie reagują z wodą, a za najbardziej reaktywny z nich uznaje się glinian triwapnia. W obecności gipsu reaguje on z wodą, która tworzy na powierzchni glinianu warstwę nieprzepuszczalną dla wody.

Po wyczerpaniu gipsu następuje szybka reakcja pozostałego glinianu z wodą – z utworzeniem glinianów uwodnionych. Z kolei produktem hydratacji krzemianów wapnia są krzemiany uwodnione oraz wodorotlenek wapnia. Finalnie wiązanie spoiwa cementowego pozwala na powstanie stabilnego układu, w którym stwardniały zaczyn cementowy spaja ziarna kruszywa w wytrzymałe tworzywo – beton lub zaprawę o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej.

Na czym polega regulacja wiązania betonu?

Potrzeba regulacji wiązania betonu z wykorzystaniem domieszek przyspieszających lub opóźniających, wynikała z potrzeb rozwijającej się dynamicznie branży budowlanej. Początkowo wprowadzano do mieszanki betonowej odpowiednie substancje, co pozwalało na znaczne skrócenie czasu pielęgnacji betonu oraz wcześniejsze rozpoczęcie obróbki nawierzchni. Obecnie szybsze wiązanie betonu uzyskuje się poprzez zastosowania drobno zmielonego cementu, a przyspieszony przyrost wytrzymałości dzięki zmniejszaniu współczynnika wodno-cementowego.

Opóźnianie wiązania betonu, w przeciwieństwie do przyspieszania, zyskiwało na znaczeniu wraz z postępem technologicznym. Zwiększająca się popularność betonu towarowego spowodowała, że miejsca produkcji mieszanki betonowej oddaliły się od placu budowy. Skutkowało to wydłużeniem czasu mierzonego od momentu zmieszania składników betonu do jego finalnego użycia.

Domieszki opóźniające wiązanie betonu

Domieszki opóźniające wiązanie betonu mają za zadanie wydłużyć czas potrzebny do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w stan sztywny. Zgodnie z wymaganiami normowymi taka substancja powinna wydłużać czas początku wiązania o co najmniej 90 minut w porównaniu do betonu kontrolnego. Jednocześnie czas zakończenia wiązania nie może wydłużyć się o więcej niż 360 minut. Wytrzymałość na ściskanie betonu z domieszką po siedmiu dniach ma wynosić co najmniej 80%, a po 28 – co najmniej 90% wytrzymałości betonu kontrolnego (chyba że producent stwierdzi inaczej).

Domieszki spowalniające działają dzięki blokowaniu powierzchni ziaren cementu, co utrudnia dostęp do wody i rozpuszczanie składników spoiwa. Wielkość opóźnienia zależy od natury chemicznej modyfikatora, jego ilości, a także od momentu wprowadzenia domieszki, rodzaju cementu, składu betonu, temperatury składników mieszanki i warunków temperaturowych otoczenia. Substancje opóźniające dodaje się w czasie wykonywania betonu lub po kilku minutach od pierwszego zetknięcia wody z cementem. Zależy to w głównej mierze od rodzaju wykorzystywanego spowalniacza.

Domieszki opóźniające wiązanie betonu pozwalają na uniknięcie przestojów w robotach budowlanych. Przerwy mogą być spowodowane wysoką temperaturą otoczenia lub chęcią zmniejszenia dodatkowych kosztów związanych z prowadzeniem robót w niesprzyjających warunkach. Takie substancje spowalniające zastyganie betonu pozwalają również na swobodne transportowanie mieszanki betonowej na dalekie odległości. W przypadku konstrukcji masywnych umożliwiają betonowanie ciągłe, bez dzielenia lub z ograniczonym dzieleniem na segmenty robocze. Domieszki opóźniające wiązanie betonu wykorzystuje się również do tworzenia betonu architektonicznego. W takiej sytuacji spowolnienie zachodzących procesów znacząco ułatwia wykończenie powierzchni.

Przedsiębiorcy realizujący zlecenia budowlane z wykorzystaniem betonu mogą korzystać z bogatej oferty firm zajmujących się dystrybucją chemii budowlanej. Szeroki wybór domieszek i dodatków do betonu znajduje się w asortymencie wielu przedsiębiorstw. Mnogość dostępnych rozwiązań pozwala na dostosowanie specyfiki produktu do aktualnie przeprowadzanych prac budowlanych.

Domieszki przyspieszające wiązanie betonu

Domieszki przyspieszające wiązanie betonu redukują czas potrzebny do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w stan sztywny. Z kolei domieszki przyspieszające twardnienie zwiększają szybkość narastania wytrzymałości betonu. W ten sposób można rozróżnić dwa rodzaje tego typu substancji — przyspieszające wiązanie i twardnienie oraz przyspieszające tylko twardnienie.

Początkowo powszechnie używaną domieszką przyspieszającą spajanie betonu był chlorek wapnia. Obecnie jednak takie preparaty zostały wycofane z użytku ze względu na korozję stali zbrojeniowej. Wykorzystanie chlorków może również obniżać trwałość samego betonu – poprzez występowanie korozji chlorkowej oraz zwiększanie skurczu betonu. Przyspieszające domieszki chlorkowe zostały zastąpione preparatami zawierającymi kryształki uwodnionego krzemianu wapnia. Dzięki ich użyciu możliwe jest skuteczniejsze i bezpieczniejsze przyspieszanie zastygania betonu.

Znaczenie środków przyspieszających wiązanie betonu nie jest już tak duże, jednak w wielu dziedzinach budownictwa są one nadal wykorzystywane. Stosuje się je powszechnie w prefabrykacji betonowej. Dodatkowo umożliwiają one znaczne zwiększenie tempa produkcji – dzięki osiąganiu przez beton większej wytrzymałości w krótszym czasie, co pozwala na wcześniejsze rozformowywanie elementów i ich szybszą rotację. Rozwój wytrzymałości betonu stwarza też możliwość zmniejszenia kosztów obróbki cieplnej przygotowywanych elementów.