Kompatybilność domieszek do betonu

Rodzaje domieszek do betonu

Obecnie trudno sobie wyobrazić mieszankę betonową bez modyfikacji jej składu odpowiednimi domieszkami. Zależnie od tego, jakie właściwości betonu chce się uzyskać, stosuje się domieszki:

• redukujące ilość wody (plastyfikatory)
• silnie redukujące ilość wody (superplastyfikatory)
• napowietrzające – zwiększające mrozoodporność
• przyspieszające wiązanie
• przyspieszające twardnienie
• opóźniające wiązanie
• uszczelniające
• zwiększające więźliwość wody.

Decydując się na określoną domieszkę otrzymujemy gwarancję producenta, że zastosowanie danej substancji we właściwych proporcjach pozwala uzyskać zamierzony efekt. Szczegółowy skład nabywanej domieszki nie jest jednak znany – to tajemnica handlowa wytwórcy. Może się więc zdarzyć, że w połączeniu z innych składnikami betonu (mowa tu o cemencie i dodatkach takich jak popiół lotny, pył krzemionkowy, żużel wielkopiecowy czy mączki wapienne) domieszka wywoła nieprzewidzianą reakcję chemiczną.

Kompatybilność domieszek

W przypadku stosowania domieszek do betonu niezwykle istotne znaczenie ma ich zgodne współgranie ze sobą jak również z pozostałymi składnikami betonu, nie wywołujące zakłóceń.

Biorąc pod uwagę występowanie wielu rodzajów cementu, uwzględniając zróżnicowanie w zakresie klas wytrzymałościowych jak również odmienność składu cementu z innych cementowni z punktu widzenia mineralogiczno-chemicznego uzyskuje się ogromną liczbę różnorodnych odmian pozornie tego samego składnika betonu, który mogą zareagować z domieszką w nieprzewidziany sposób.

Każdy cement może wykazywać inny poziom kompatybilności z poszczególnymi domieszkami.

Przykładowo badania wykazały, że w przypadku konieczności upłynnienia uprzednio napowietrzonej mieszanki betonowej z cementem wieloskładnikowym, występuje problem zachowania jej napowietrzenia w zalecanym zakresie. Większość dostępnych domieszek upłynniających powoduje znaczące zwiększenie napowietrzenia. Uzyskanie kompatybilności takiego układu wymaga przeprowadzenia wielu badań doświadczalnych*.

Przed wprowadzeniem każdej domieszki do obrotu przeprowadza się dokładne analizy zachodzących reakcji, ale w odniesieniu do zastosowania z wzorcowym cementem, z precyzyjnie określonymi jego parametrami. Użycie cementu z innej cementowni może skutkować wywołaniem nieprzewidzianej reakcji chemicznej.

Do interakcji dochodzi też między samymi domieszkami albo zestawem domieszek a określonym cementem. Najczęstszymi duetami stosowanych jednocześnie domieszek są:

• plastyfikator i superplastyfikator
• plastyfikator i domieszka napowietrzająca
• superplastyfikator i domieszka napowietrzająca
• plastyfikator i superplastyfikator oraz domieszka napowietrzająca.

Dodatkowo, w zależności od warunków atmosferycznych konieczne bywa użycie domieszek przyspieszających lub opóźniających czy uszczelniających lub zwiększających więźliwość wody.

Dlatego praktykuje się szczegółowe opisy w kartach katalogowych interakcji domieszek od tego samego producenta, jakie zachodzą między nimi przy jednoczesnym ich użyciu. Zastosowanie się do wytycznych powinno uchronić przed niechcianymi niespodziankami, choć tu znowu znaczenie może mieć wykorzystanie konkretnego rodzaju cementu. Stosując różne domieszki należy używać materiałów pochodzących od tego samego wytwórcy.

Czynniki wpływające na skuteczność domieszek

Na reakcję chemiczną, jaka przebiegnie w mieszance betonowej po zastosowaniu domieszek, a tym samym na ich skuteczność wpływ ma wiele innych czynników. Na to, jak faktycznie zachowa się użyta domieszka wpływa:

• skład mieszanki
• czas mieszania
• rodzaj kruszywa
• ilość dodanej domieszki
• obecność innych domieszek
• rodzaj cementu
• temperatura
• proporcja woda/cement.

Na etapie produkcji cementu stosuje się domieszki poprawiające np. proces mielenia. Ich zastosowanie może mieć istotny wpływ na to, jak dany cement zareaguje na domieszkę użytą przy produkcji określonego betonu.

Stosowanie domieszek ma na celu poprawę właściwości wytwarzanego betonu, wiąże się jednak z ryzykiem uzyskania odwrotnego czy negatywnego efektu działania domieszki w wyniku jej niekompatybilności z innymi składnikami i zajścia nieprzewidzianych reakcji chemicznych.

* „Kompatybilność między domieszką napowietrzającą i upłynniającą uprzednio napowietrzonych mieszanek”, prof. dr hab. inż. Janusz Szwabowski, dr hab. Inż. Beata Łaźniewska Piekarczyk, Politechnika Śląska w Gliwicach