Beton napowietrzony

Beton nie lubi przejścia temperatury przez 0 stopni. To warunki mocno niesprzyjające, powodujące utratę jego trwałości. Niestety w polskim klimacie taka sytuacja ma miejsce wielokrotnie w sezonie jesienno-zimowo-wiosennym. Zamarzająca woda zwiększa swoją objętość o ok. 9%, rozpychając się niejako w konstrukcji betonowej, zwiększając ciśnienie generujące wewnętrzne naprężenia, doprowadzając tym samym do destrukcji betonu.

Domieszki napowietrzające

Wprowadzenie do mieszanki betonowej pęcherzyków powietrza pozwala zaradzić tego typu problemom. Zwiększająca objętość woda zajmuje przestrzenie wypełnione powietrzem, nie rozpierając tym samym betonu od wewnątrz.

Wspomniane pęcherzyki, aby spełniły swoją rolę, muszą być odpowiednich rozmiarów, we właściwej ilości a także odległości między sobą. Taki efekt w strukturze mieszanki betonowej uzyskać można stosując domieszki napowietrzające.

Rodzaje domieszek napowietrzających

Dostępne są domieszki:

• syntetyczne
• półsyntetyczne
• organiczne

Właściwości betonu napowietrzonego

Napowietrzenie betonu powoduje:

• wyższą mrozoodporność
• lepszą urabialność mieszanki betonowej
• obniżenie tarcia wewnętrznego
• większą objętość zaczynu cementowego
• łatwiejszy poślizg pomiędzy ziarnami kruszywa
• zmniejszenie tendencji do segregacji składników

Parametry napowietrzonego betonu

Właściwie napowietrzony beton powinien:

• posiadać jak najmniejszą liczbę mikroporów poniżej 0,3 mm
• zawierać od 4 do 6% powietrza
• cechować się wskaźnikiem rozmieszczenia pęcherzyków powietrza poniżej 0,2-0,25 mm

Uzyskanie tych parametrów jest trudne, konieczne jest precyzyjne określenie ilości domieszki.

Skuteczność domieszek napowietrzających

Samo dodanie środków napowietrzających do betonu nie wystarczy, aby uzyskać pożądany efekt. Na zawartość powietrza oraz rozmieszczenie porów, a tym samym skuteczność zastosowania domieszki wpływa wiele innych jeszcze czynników. Kluczowe z nich to:

• wysoka intensywność mieszania
• wydłużony czas mieszania
• konsystencja betonu (klasa S3-S4 wg normy PN-EN 206)
• niższa temperatura świeżego betonu
• jakość użytej domieszki
• rodzaj cementu (CEM I)
• rezygnacja z dodatków do betonu
• sposób dozowania domieszki
• skład mieszanki betonowej (wysoka zawartość frakcji 0,25÷0,5 mm w piasku powoduje zwiększenie napowietrzenia)
• czas pomiędzy przygotowaniem mieszanki a jej wbudowaniem
• właściwa pielęgnacja betonu

Pomiar napowietrzenia betonu

Do zmierzenia poziomu napowietrzenia betonu stosuje się metodę ciśnieniową. Badanie napowietrzenia betonu wskazuje ilość zawartego w betonie powietrza, nie uwzględnia jednak struktury porów, a co za tym idzie, obarczone jest ryzykiem błędu.

Urządzeniem służącym do pomiaru napowietrzenia jest AVA – Air Void Analyser. Pobrana próbka mieszanki o objętości 20 cm³ wprowadzana jest do cylindra wypełnionego na dnie płynem o wysokiej lepkości oraz wodą destylowaną, a następnie mieszana przez 30 s. W roztworze umieszczony jest szklany dekielek.

Stopniowo uwalniane pęcherzyki wypychają dekielek ku górze. Jego rosnąca wyporność rejestrowana jest przy pomocy wagi. Wyniki zależności wskazań wagi od czasu są przetwarzane przez komputer według algorytmu opracowanego na podstawie wielu porównawczych prób laboratoryjnych i przemysłowych.

***

Stosowanie domieszek napowietrzających wpływa na pewne właściwości betonu, przede wszystkim zwiększa jego mrozoodporność. Co jednak bardzo istotne, wprowadzenie dodatkowej ilości porów zmniejsza wytrzymałość betonu na ściskanie - każdy 1% dodatkowego powietrza powoduje spadek wytrzymałości na ściskanie o około 5-10%.