TECHNOLOGIA BETONU DOMIESZKI NORMY PN-EN 934-2 Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu. Część 2: Domieszki do betonu. Definicje, wymagania, zgodność, znakowanie i etykietowanie. PN-EN 480 (1-13) Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu. Metody badań domieszek DEFINICJE DOMIESZKA składnik dodawany podczas procesu mieszania betonu w małych ilościach w stosunku do masy cementu w celu modyfikacji właściwości mieszanki betonowej lub betonu stwardniałego (wg.PN-EN 206-1) DOMIESZKA materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej, w ilości nie większej niż 5% masy cementu w betonie, w celu zmodyfikowania właściwości świeżej mieszanki betonowej i/lub stwardniałego betonu (wg.PN-EN 934-2) WPAYW DOMIESZKI NA BETON Warunkiem efektywnego działania domieszek jest stosowanie ich do dobrze zaprojektowanego betonu. Żadne modyfikacje nie przyniosą oczekiwanych efektów w przypadku zle zaprojektowanego lub/i wykonanego betonu. Przy ocenie wpływu domieszki na beton porównuje się wartości odpowiednich cech dla zaczynów i betonów wzorcowych bez domieszek z odpowiednimi wartościami tych cech dla zaczynów i betonów z domieszkami DOZOWANIE Zalecany zakres dozowania dozowanie wyrażone w % masy cementu, zalecane przez producenta na podstawie doświadczeń Całkowita ilość domieszek nie powinna przekraczać 50 g/kg (5,0 %) masy cementu i nie powinna być mniejsza niż 2 g/kg (0,2 %) masy cementu w mieszance. ILOŚĆ DOMIESZKI Stosowanie domieszek w ilościach mniejszych niż 2g/kg cementu dopuszcza się wyłącznie w przypadku wcześniejszego wymieszania z częścią wody zarobowej. Jeżeli całkowita ilość domieszek ciekłych przekracza 3 litry/m3 betonu, zawartą w nich wodę należy uwzględnić przy obliczaniu współczynnika woda/cement. RYS HISTORYCZNY 1824 - Wynalezienie cementu portlandzkiego przez ASPDINA Pierwsze próby modyfikacji właściwości betonu dodatek gipsu i chlorku wapniowego domieszki uszczelniające 1909 - Zastosowanie dodatku cukru jako opózniacza wiązania 1910 - Pierwsze preparaty handlowe : przyspieszacze z chlorkiem wapnia i preparaty uszczelniające RYS HISTORYCZNY 1930 - Domieszki polimerowe o działaniu uplastyczniającym : lignosulfoniany 1939 - Domieszki napowietrzające (USA), (Europa lata 40-te) 1950 -1960 Domieszki upłynniające (Japonia), (Europa lata 70-te) RYS HISTORYCZNY 1960 - Wprowadzenie betonu towarowego 1970 - Superplastyfikatory 1980 - Powszechne stosowanie domieszek KLASYFIKACJA DOMIESZEK Domieszki do betonów można podzielić na kategorie według: mechanizmu ich działania, składu chemicznego, podstawowego efektu technologicznego uzyskiwanego wskutek zastosowania odpowiedniej domieszki KLASYFIKACJA DOMIESZEK WG. EFEKTU DZIAAANIA Redukujące ilość wody Zwiększające więzliwość wody Napowietrzające Przyspieszające wiązanie Przyspieszające twardnienie Opózniające wiązanie Zwiększające wodoodporność Domieszki kompleksowe DOMIESZKI REDUKUJCE ILOŚĆ WODY Są to domieszki modyfikujące cechy reologiczne mieszanki betonowej. Umożliwiają zmniejszenie zawartości wody w danej mieszance betonowej bez wpływu na jej konsystencję, lub bez zmniejszenia ilości wody powodują zwiększenie opadu stożka/rozpływu lub wywołują oba te efekty jednocześnie DOMIESZKI REDUKUJCE ILOŚĆ WODY Domieszki uplastyczniające (redukujące ilość wody) PLASTYFIKATORY Domieszki upłynniające (znacznie redukujące ilość wody) - SUPERPLASTYFIKATORY PLASTYFIKATORY Substancje organiczne, powierzchniowo czynne, zobojętniające częściowo ładunki elektryczne na powierzchni ziaren cementu - działanie dyspergujące, zwiększające ruchliwość ziaren, zwiększające płynność zaczynu Dozowanie: 0,2 0,5 % masy cementu (rozpuszczone w wodzie zarobowej) PLASTYFIKATORY Efekty działania: zmniejszenie ilości wody 5 12 % przy stałej konsystencji, wzrost ciekłości przy stałym wskazniku w/c zwiększenie wytrzymałości (5 -20%), zmniejszenie zużycia cementu, wzrost mrozoodporności, obniżenie nasiąkliwości, poprawa wodoszczelności. SUPERPLASTYFIKATORY Umożliwiają wytwarzanie betonów o bardzo niskim W/C. Mechanizm upłynniania jest bardziej złożony niż w przypadku plastyfikatorów i można wyróżnić następujące działania: Mechanizm smarny Mechanizm elektrostatyczny (dyspergujący) Mechanizm hydrofilowy Mechanizm steryczny EFEKTY DZIAAANIA redukcja wody 12-30 % przy stałej konsystencji intensywny wzrost ciekłości przy stałym w/c, zmniejszenie ilości cementu (10-20%) przy zachowaniu początkowej wytrzymałości, wzrost wytrzymałości wzrost szczelności, poprawa mrozoodporności, poprawa odporności na ścieranie, zwiększenie trwałości betonu. Dozowanie: 0,5 5% masy cementu (przeważnie około 2%) STOSOWANIE Czas działania superplastyfikatorów jest krótszy niż plastyfikatorów. Po upływie 60 do 90 minut domieszka traci swe właściwości upłynniające i mieszanka powraca do swej pierwotnej urabialności. Można dozować superplastyfikator porcjami, najlepiej dwukrotnie; w węzle betoniarskim (dozowanie pierwotne) i bezpośrednio przed układaniem i zagęszczaniem mieszanki betonowej (dozowanie wtórne). ZASTOSOWANIE W BUDOWNICTWIE Beton towarowy Prefabrykacja Betony sprężone Betony natryskiwane Betony pompowane Betony architektoniczne Fibrobetony Betony wysokowartościowe Betony samozagęszczalne DOMIESZKI ZWIKSZAJCE WIyLIWOŚĆ WODY Domieszki zapobiegające utracie wody przez zmniejszenie jej samoczynnego wydzielania DOMIESZKI NAPOWIETRZAJCE Domieszki umożliwiające wprowadzenie podczas mieszania, określonej ilości bardzo drobnych (o średnicach 10-300 źm) pęcherzyków powietrza równomiernie rozmieszczonych (150-200 źm od siebie) w świeżej mieszance betonowej, które również pozostają w stwardniałym betonie. DOMIESZKI NAPOWIETRZAJCE Pęcherzyki powietrza w betonie przerywają ciągłość kapilar. Przerywają podciąganie kapilarne wody. Woda zamarzając w kapilarach zwiększa swoją objętość, a powstający lód zamiast rozsadzać beton wciska się do pustych pęcherzyków, pełniących rolę komór kompensujących naprężenia. Znaczna poprawa mrozoodporności DOMIESZKI NAPOWIETRZAJCE Dozowanie: od 0,05 do 0,5 % masy cementu Zastosowanie: gotowe, suche mieszanki zapraw, betony hydrotechniczne, betony i zaprawy wykonywane w warunkach zimowych, betony na nawierzchnie drogowe i lotniskowe, zaprawy tynkarskie i okładziny zewnętrzne DOMIESZKI PRZYSPIESZAJCE WIZANIE Skracają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki ze stanu plastycznego w stan sztywny. PODZIAA: domieszki chlorkowe (chlorek wapnia, sodu, magnezu, glinu, żelaza oraz ich mieszanki) wycofywane z użycia domieszki bezchlorkowe (azotany, azotyny, fluorki, gliniany zwłaszcza sodu). EFEKTY DZIAAANIA przyspieszenie czasu wiązania skrócenie czasu urabialności możliwe obniżenie końcowej wytrzymałości korozja stali zbrojeniowej niebezpieczeństwo dla zdrowia - silne trucizny. DOMIESZKI PRZYSPIESZAJCE TWARDNIENIE Zwiększają szybkość narastania wytrzymałości betonu, z/lub bez wpływu na czas wiązania i bez ujemnego wpływu na wytrzymałość końcową. Zastosowanie prefabrykacja, prace wymagające szybkiego tempa robót EFEKTY DZIAAANIA przyspieszenie procesu hydratacji cementu, skrócenie czasu wydzielania ciepła, obniżenie temperatury zamarzania wody, stymulacja reakcji chemicznych i w efekcie przyspieszenie twardnienia, przyspieszenie narastania początkowej wytrzymałości betonu, oddziaływanie na czas wiązania, korozja stali zbrojeniowej, duży skurcz. DOMIESZKI PRZECIWMROZOWE Są to produkty umożliwiające przebieg reakcji cementu z wodą w temperaturach ujemnych, nawet poniżej -100C. Zasadniczo są to związki stosowane jako środki przyspieszające twardnienie. Efekty działania: obniżenie temperatury zamarzania wody w mieszance betonowej, przyspieszenie hydratacji cementu, zwiększenie ilości wydzielanego ciepła, obniżenie ilości wody zarobowej, a więc i niższe w/c. DOMIESZKI OPÓyNIAJCE WIZANIE Przedłużają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki ze stanu plastycznego w sztywny. Są to produkty zmniejszające rozpuszczalność składników cementu, głównie krzemianów i glinianów wapniowych i tym samym zmniejszają początkową szybkość wiązania cementu. Mechanizm działania tych domieszek polega przede wszystkim na ich osadzaniu się na ziarnach cementu i tworzeniu na pewien czas warstewek opózniających moment kontaktu cementu z woda. ZASTOSOWANIE betonowanie w czasie upałów wydłużony transport mieszanki betonowej (beton towarowy), pompowanie mieszanki betonowej, beton hydrotechniczny (masywy betonowe), beton architektoniczny układanie betonu na dużych powierzchniach i przy dużych objętościach DOMIESZKI ZWIKSZAJCE WODOODPORNOŚĆ Zmniejszają absorpcję kapilarną stwardniałego betonu. Utrudniają penetrację i przepływ wody w materiale (inaczej domieszki uszczelniające) Działają fizycznie, wypełniając pustki i kanaliki kapilarne oraz chemicznie, reagując z niektórymi składnikami cementu (np. z Ca(OH)2 ) DOMIESZKI KOMPLEKSOWE Wpływają na kilka właściwości świeżego lub stwardniałego betonu powodując więcej niż jedno główne działanie spośród określonych w normie. Są to preparaty o kombinowanym działaniu dwu-lub trójfunkcyjnym: uplastycznienie/upłynnienie przyspieszenie/opóznienie napowietrzenie/uszczelnienie Inaczej są to domieszki wielofunkcyjne INNE DOMIESZKI Domieszki ekspansywne Domieszki zwiększające odporność betonu na działanie czynników chemicznych i na agresję biologiczną Domieszki zwiększające przyczepność betonu Domieszki barwiące WYMAGANIA NORMOWE Wymagania ogólne (dotyczą podstawowych właściwości wszystkich domieszek np. jednorodności, barwy, gęstości & .) Wymagania szczegółowe (dla każdej grupy domieszek, dotyczą różnych cech np. wytrzymałości na ściskanie, zmniejszenia ilości wody, zawartości powietrza& & & )