Domieszka materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej w ilości nie przekraczającej 5% masy cementu w betonie, w celu zmodyfikowania właściwości mieszanki betonowej i/lub betonu



Pobieranie 299,46 Kb.
Strona1/4
Data28.11.2017
Rozmiar299,46 Kb.
  1   2   3   4


1.Dodatki mineralne do cementu i betonu

>5%
Pucolana przemysłowa Q

•Uzyskiwana w wyniku aktywacji termicznej skałosadowych głównie glinów i łupków
PUCOLANA:


  1. •Zawiera znaczne ilości SiO2i Al2O3

  2. •Drobno zmielone + woda + Ca(OH)2= związki o właściwościach hydraulicznych zbliżonych do faz C-S-H

  3. •Decydująo dobrych własnościach produktu

  4. •SiO2co najmniej 25% masy

Przeciętny skład chemiczny przeciętnej pucolany:

-SiO2 50-70%

-Al2O3 10-20%

-Fe2O 33-9%

-CaO 2-9%

-MgO 1-6%

-Na2O 1-3%

-K2O 2-7

Pył krzemionkowy




  1. •Wielkośćziaren: 0,01μm do 0,5 μm

  2. •Krzemionka bezpostaciowa (amorficzna)

  3. •Bardzo wysoka aktywnośćdo Ca(OH)2

  4. •Zwiększenie kleistości i szczelności zaprawy cementowej => poprawa własności betonu

  5. •Mała gęstośćpyłu krzemionkowego => lżejszy beton

  6. •Po dodaniu do każdego betonu:

-2-4% poprawia urabialnoścmieszanki betonowej

-4-10% poprawia własności fizyczne i chemiczne betonu

-10-15% podwyższa trwałośćbetonu z kruszywem małoodpornymna alkalia

CEMENTY:


  1. •CEM II/A-P, CEM II/B-P–cement portlandzki pucolanowy(pucolanananaturalna)

  2. •CEM II/A-Q, CEM II/B-Q-cement portlandzki pucolanowy(pucolananaprzemysłowa)

  3. •CEM VI/A , CEM VI/B –cement pucolnowy( pyłkrzemionkowy D ,pucolana P i Q , popiółlotny V i W)



//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

NOTATKI KTÓRE BYŁY CZYTANE:


Popiół lotny.

Co to jest?

Popiół lotny jest odpadem przemysłowym. A jeśli chodzi o jego wygląd to jest to drobno uziarniony pył o kolorze od jasno- do ciemnoszarego oraz jasnobrązowy, który składa się z kulistych zeszkliwionych ziaren. Powstaje on w procesie spalania pyłu węglowego. Pozyskuje się go poprzez elektrostatyczne lub mechaniczne wytrącanie się cząstek ze strumienia spalin. Jego skład uzależniony jest w znacznym stopniu od składu chemicznego skały płonnej oraz warunkom w jakich zachodzi spalanie.

Popiół lotny krzemionkowy to po względem chemicznym przede wszystkim

Mieszanina SiO2 i Al2O3, o zawartości reaktywnej krzemionki większej niż 25 % oraz zawiera także Fe2 O3.Cechuje się on właściwościami pucolanowymi.
Pucolanowosć– zjawisko wiązania wolnego wapna wobec wody z utworzeniem związków hydraulicznych podobnych do powstających w wyniku hydratacji cementu.
Popiół lotny wapienny jest to również drobnoziarnisty pył którego skład chemiczny to: reaktywne tlenki CaO, SiO2 i Al2O3 oraz podobnie jak w przypadku pyłu krzemionkowego niewielkie ilości Fe2 O3 oraz inne związki chemiczne. Popiół wapienny wykazuje właściwości pucolanowe oraz w odróżnieniu do popiołu krzemionkowego posiada właściwości hydrauliczne.
Hydrauliczność - zdolność do wiązania po wymieszaniu z wodą.
Popiół ten stosuje się jako dodatek do cementu oraz jako dodatek do betonu.
Działanie.

-Poprawia urabialność. Ma to związek z kulistością ziaren popiołów, co powoduje że działają one jak łożysko. Efekt ten pozwala obniżyć ilość cementu, w sytuacji gdy beton może mieć niską wytrzymałość a wymagana jest dobra urabialność. Doświadczenie jednak mówi że po okresie ok. 3 miesięcy wytrzymałość takiego betonu zrównuje się z wytrzymałością betonu bez popiołów. Ciekawostką jest że ta wytrzymałość ta potem jeszcze rośnie, dzięki reakcją pucolanowym które zachodzą takim betonie, tak że w końcu beton z dodatkiem popiołów osiąga większą wytrzymałość niż beton z cementu portlandzkiego bez dodatków. Stwierdzono, że jeszcze po okresie jednego roku około 50% związków z popiołów nie weszło w reakcję. Opóźnienie wiązania i spowolnienie twardnienia betonu przyczynia się z drugiej strony do zmniejszenia efektów termicznych hydratacji składników  mieszanki.



Tabela 14.1z Jamroży

-Przyjmuje się że skurcz betonu maleje proporcjonalnie do ilości cementu zastąpionego popiołem lotnym, np. zastąpienie 20% cementu popiołem obniża skurcz o 10-20%, a zastąpienie 30% procent cementu zmniejsz skurcz o15-30%

-Poprawia odporność betonu na działanie agresywnego środowiska siarczanowego. Własność pozwala wykorzystać ten beton do budowy np. kominów spalinowych.

-Przy zamianie cementu na popiół następuje obniżenie wodoszczelności, natomiast dodając popiół do betonu nie zmniejszając ilości cementu, wodoszczelność wzrasta. Maleje również nasiąkliwość jeśli beton zawiera nie mniej niż 200kg cementu na m³ betonu.

-Zwalnia twardnienie betonu.

-Podwyższa odporność na temperaturę z 400 do 600°C.

-Powoduje zmniejszenie mrozoodporności dlatego w sytuacji gdy zależy nam na mrozoodporości należy stosować popioły wraz z dodatkami plastyfikującymi.

-Zmiany modułu sprężystości beton z dodatkiem popiołu są proporcjonalne do zmian wytrzymałości na ściskanie.


Wymaganie wobec popiołów lotnych.

Popiół lotny krzemionkowy: udział reaktywnego CaO powinien być mniejszy od 10%, zawartość wolnego CaO mniejsza od 1%

Popiół lotny wapienny:udział reaktywnego CaO większe od 10%, zawartość reaktywnego SiO2 większa od 25%

Zastosowanie w praktyce:

-cementy(oznaczenia)

- jako odpad przemysłowy nadaje się do bezpośredniego wykorzystania bez specjalnego przygotowania np. w drogownictwie do wykonywania podbudów stabilizowanych popiołem, jako materiał nasypowy i wypełniający oraz materiał do polepszania gruntów budowlanych.

Stabilizacje takie wykonano z powodzeniem między innymi na budowanej wówczas drodze szybkiego ruchu z Poznania do Konina (obecnie fragment autostrady A2) wykorzystując popioły z rejonu Konina i Pątnowa

-w początku lat 90 zainteresowanie popiołem było niewielkie, dlatego cześć polskiego popiołu było eksportowane do Niemczech, na polskim popiel lotnym powstał Postdamer Platz w Berlinie

-szczególnie zalecany jest do betonów na fundamenty i konstrukcje o maswnych przekrojach

- w produkcji galanterii betonowej: wibroprasowanej kostki brukowej, cegły, pustaków

-dodatek popiołu ułatwia wykańczanie betonu

-poprawia walory estetyczne betonu

-oszczędność

Wapień

Wapienie jako dodatki do betonów pełnią głównie funkcje wypełniaczy. Historycznie najpierw były to zaprawy murarskie tj. mieszaniny wapna i cementu w stosunku 3:1 z dodatkiem piasku. Z czasem zaczęto zastępować je cementem murarski czyli cementem z dodatkiem mielonych wapieni oraz dodatkami środka napowietrzającego. Beton taki wyróżnia się dobrą plastycznością i urabialnością oraz wykazują zmniejszony skurcz.

Działanie wypełniaczy polega na:

- rozproszeniu ziaren klinkieru i wypełnianiu wolnych objętości między nimi

- wpływają na poprawną krystalizację fazy C-S-H

- reakcji chemicznej z glinianami z utworzeniem uwodnionych węglano­glinianów.

Ważne jest aby wapień jako wypełniacz nie zawierał związków organicznych. Cementy z wapieniem jako wypełniaczem cechują się dużą powierzchnią właściwą. Cementy te nie ustępują w tradycyjnych zastosowaniach odpowiednim klasom cementów portlandzkich bez dodatków. Nie ustępują one nawet innym cementom w warunkach agresywnego działania wody morskiej.

Wymagania jakie powinna spełniać mączka wapienna to:

-zawartość CaO3 większa niż 75% masy wapienia

-odpowiednia mała zawartość minerałów ilastych

-całkowita zawartość węgla organicznego w wapieniu LL nie powinna być większa niż 0,2%, a w wapieniu L – 0,5% masy wapienia.

Zastosowanie

-cementy:

* CEM II/A L 6-20%

* CEM II/B L 21-35%

* CEM II/A LL 6-20%

* CEM II/B LL 21-35%

-wysokie ciepło hydratacji

- bardzo dobra urabialność mieszanek betonowych

-produkcja zapraw murarskich i tynkarskich

- zaprawy murarskie do murowania ścian nadziemnych, oraz fundamentów ścian budynków w gruntach suchych,

-"chudy" beton na podbudowy konstrukcji nośnych

-produkcja betonów wysokiej trwałości i wytrzymałości

-produkcja dachówki cementowej

-wykonywanie betonów posadzkowych

-wykonywanie konstrukcji i elementów sprężonych


Mączka wapienna

Uzyskuje się przez zmielenie



Wypełniacze - Jako wypełniacze stosowane są przede wszystkim wapienie. Ma to swoje stare tradycje w wielu krajach, w których wytwarzano cement murarski. Do wykonywania zapraw i wypraw stosuje się mieszaninę wapna i cementu w stosunku od 3:1 do 2:1, z dodatkiem piasku. W wielu krajach zastąpiono ją cementem murarskim, zawierającym mielony wapień oraz dodatek środka napowietrzającego. Zawartość wapienia wynosi: w Szwecji maksymalnie 60%, w USA, Kanadzie i we Francji około 50%, w Anglii 25% . Cement murarski wyróżnia się dobrą plastycznością i urabialnością, powinien dobrze zatrzymywać wodę oraz wykazywać zmniejszony skurcz. Zasadniczym celem wprowadzenia wypełniaczy jest, dzięki ich właściwościom fizycznym i znacznemu rozdrobnieniu, poprawa urabialności betonu, wzrost zwarto­ści, a więc zmniejszenie przepuszczalności betonu, przede wszystkim w wyniku zmniejszenia zawartości porów kapilarnych, zmniejszenie tendencji do tworzenia mikropęknięć. Wbrew swojej nazwie wypełniacze nie są całkowicie obojętne, a ich wpływ na właściwości zaczynu sprowadza się do trzech mechanizmów (wapień) :

  • działanie mikrowypełniacza, polegające na rozproszeniu ziarn klinkieru i wypełnieniu wolnych objętości między nimi,

  • wpływ epitaksjalny na krystalizację fazy C�S�H,

  • reakcja chemiczna z glinianami z utworzeniem uwodnionych węglano­glinianów. Wapień stosowany jako wypełniacz nie powinien zawieraé substancji organicz­nych � normy francuskie ograniczają ich zawartość do 0,5%. Także domieszka gliny powinna być możliwie mała, określa się ją na podstawie pojemności adsorpcyj­nej względem błękitu metylenowego, która nie powinna przekraczać 1,5g na 100g wypełniacza, o uziarnieniu nie przekraczającym 80 mm. Równocześnie cement z dodatkiem wapnienia powinien dawać zaczyn o normalnej konsystencji przy zawartości wody mniejszej od 30%.

Rozdrobnienie wypełniacza powinno zapewnić udział frakcji grubszej od 80 mm mniejszy od 3%. Ze względu na znacznie lepszą mielność wapienia od klinkieru cementy z tym wypełniaczem mają większą powierzchnię właściwą. Wapień lokuje się głównie w drobnych frakcjach. Udział wapienia w zaczynie przyspiesza hydratację C3A w związku z powstawaniem węglanoglinianów. Także hydratacja C3S ulega przyśpieszeniu. Wieloletnie doświadczenie ze stosowaniem cementów zawierających ok. 30% wapienia pozwoliły na poznanie właściwości betonów wytwarzanych z tych cemen­tów. Cementy te nie ustępują w tradycyjnych zastosowaniach odpowiednim klasom cementów portlandzkich bez dodatków. Beton ma taką samą odporność na zamrażanie i odmrażanie, jeżeli tylko pamięta się, że cement wymaga innego dodatku środka napowietrzającego. ,,Krytyczny wskaźnik odległości� jest w tym przypadku znacznie niższy i wynosi ok. 200 mm, podczas gdy w betonach z cementów bez dodatków ok. 400 mm. Także trwałość tych cementów jest dobra. Nie ustępują one nawet innym cementom w warunkach agresywnego działania wody morskiej. W tym ostatnim klinkier odpowiadał wymaganiom norm francuskich dla cementów stosowanych w robotach morskich, to znaczy zawartość C3A była mniejsza od 10%, a suma (C3A ą 0,27C3S) mniejsza od 23,5%

Autor: prof. Kurdowskiego


Chemia cementu (PWN, Warszawa 1991), rozdziały: 6.4-6.7    
/wymagania wobec popiołu krzemionkowego/

/oznaczenie V/

Jako odpad przemysłowy nadaje się do bezpośredniego wykorzystania bez specjalnego przygotowania.


Stabilizacje takie wykonano z powodzeniem między innymi na budowanej wówczas drodze szybkiego ruchu z Poznania do Konina (obecnie fragment autostrady A2) wykorzystując popioły z rejonu Konina i Pątnowa.
W 1991 r. powstała firma KE Dolna Odra, która od początku swego istnienia sprzedawała popiół producentom betonu, którzy używali go jako dodatek do betonów. W pierwszych latach istnienia KE Dolna Odra niemal wyłącznym odbiorcą popiołów lotnych był rynek niemiecki. Olbrzymie ilości popiołów z Dolnej Odry zostały wbudowane np. w berliński Potzdamerplatz.
Zastosowanie

Popiół lotny jako pucolana umożliwia redukcję udziału cementu. Dzięki swoim cennym właściwościom oraz konkurencyjnej cenie może być używany zarówno jako dodatek do betonu i cementu, dodatek w procesie produkcji galanterii betonowej (wibroprasowanej kostki brukowej itp.), cegły, pustaków, jako materiał nasypowy i wypełniający oraz materiał do polepszania gruntów budowlanych.

Popiół lotny do betonu oferowany przez VKN Polska odpowiada w pełni wymogom normy PN-EN 450-1:2005 Popiół lotny do betonu i jest oznakowany symbolem CE, zgodnie z

PO CO DODAWAĆ POPIÓŁ LOTNY DO BETONU?

Trudno jest przecenić ważności popiołów lotnych, nie jest to tani substytut cementu, ani wypełniacz, ani dodatek do mieszanki. Popioły lotne nadają ważne dodatnie cechy betonom i dlatego istotne jest zrozumienie ich roli i wpływu na kształtowanie się właściwości użytkowych betonu...”



Wpływ popiołów lotnych na właściwości betonu świeżego.

Podstawowe zmiany jakie niesie ze sobą zastosowanie popiołów lotnych to zapotrzebowanie na wodę oraz urabialność. Przy stałej urabialności obniżenie zapotrzebowania na wodę wynosi zwykle 5 - 15 % w porównaniu z mieszanką o takiej samej zawartości materiału wiążącego zawierająca tylko cement portlandzki. Mieszanka betonowa zawierająca popioły lotne jest spoista i wykazuje obniżone tendencje do odsączania. Mieszanka może być pompowana i formowana metoda ślizgu, a operacje wykańczania betonu  z popiołami lotnymi są łatwiejsze. Wpływ popiołów na właściwości świeżego betonu związany jest z kształtem popiołów lotnych. Większość ziaren jest kulista i przypisano tej właściwości efekt „kulek łożyskowych” poprawiający urabialność. Popiół lotny wpływa na opóźnienie wiązania mieszanki.

Wpływ popiołów lotnych na trwałość betonu

Popiół lotny wpływa na zwiększenie szczelności betonu, a dzięki temu poprawia się odporność na agresje chemiczną. Ponadto dodatek popiołu wpływa na ograniczenie reakcji alkalia - krzemionka. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń stosowania popiołów lotnych do betonów wiadomo, że popiół powoduje obniżenie wytrzymałości betonu dojrzewającego w okresie 28 dni. Po okresie trzech miesięcy następuje najczęściej wyrównanie wytrzymałości betonów z dodatkiem popiołu z wytrzymałością takich samych betonów, lecz wykonanych przy wyłącznym użyciu cementu. W późniejszych terminach, po dłuższym okresie dojrzewania, wytrzymałość betonów z dodatkiem popiołów jest zwykle wyższa od wytrzymałości betonów porównawczych. Zjawisko to jest efektem reakcji pucolanowych, które są procesami długotrwałymi, a stwierdzono, że jeszcze po okresie jednego roku około 50% nie weszło w reakcję. Opóźnienie wiązania i spowolnienie twardnienia betonu przyczynia się z drugiej strony do zmniejszenia efektów termicznych hydratacji składników  mieszanki.

Zastosowanie popiołu lotnego:


  • jako dodatek w produkcji betonu towarowego

  • w produkcji wyrobów betonowych oraz prefabrykacji betonowej (bloczki, kostka brukowa, rury betonowe i żelbetonowe)

  • do produkcji ceramiki budowlanej (pustaki, dachówki)

  • jako dodatek do cementu

  • w drogownictwie oraz robotach ziemnych (wykorzystanie do produkcji betonów drogowych, stabilizacji oraz podbudów drogowych)

Korzyści wynikające ze stosowania popiołu lotnego:

  • Beton i wyroby betonowe, prefabrykacja – obniżenie kosztów materiałowych produkcji, optymalizacja ilości cementu, poprawa urabialności mieszanki betonowej, polepszenie szczelności betonu, poprawa wyglądu finalnego produktu

  • Cement – oszczędność surowców naturalnych, zmniejszenie wodożądności cementu

  • Drogownictwo – oszczędność kruszyw naturalnych, znaczna redukcja kosztów, optymalizacja ilości cementu.


2.Domieszki chemiczne i woda zarobowa
DOMIESZKA - materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej w ilości nie przekraczającej 5% masy cementu w betonie, w celu zmodyfikowania właściwości mieszanki betonowej i/lub betonu
Domieszki modyfikujące cechy reologiczne mieszanki betonowej :

  • środki uplastyczniające - zmniejszenie ilości wody zarobowej o 5% do 12%

  • środki upłynniające (superplastyfikatory) - zmniejszenie ilości wody > 12% (superplastyfiaktory drugiej generacji nawet powyżej 30%)


Domieszki uplastyczniające – zastosowanie:

Dodawane są do wody zarobowej.
Domieszki upłynniające-zastosowanie:

-posadzki przemysłowe

-betony towarowe

-betony sprężane

-prefabrykaty
Zastosowania domieszek napowietrzających:

-Nawierzchnie drogowe i lotniskowe

-Zaprawy tynkarskie

-Okładziny zewnętrzne

- Budowle hydrotechniczne

Rozprowadzić w części wody zarobowej!
Domieszki przyspieszające twardnienie –zastosowanie:

-prefabrykacja


Domieszki opóźniające wiązanie

Dodawane z wodą zarobową Po zapoczątkowaniu hydratacji

Zastosowanie:

-betony architektoniczne

-ścianki szczelinowe w gruncie

-pompowanie mieszanki betonowej

-niedopuszczenie do nieszczelności w miejscach styków roboczych

-betonowanie w czasie upałów


Domieszki zwiększające objętość betonu

  • Domieszki ekspansywne →preparaty iniekcyjne, zapraw naprawcze i przeznaczone do zakotwień

  • Domieszki wytwarzające gaz →obudowy tuneli, wypełnienie kanałów w konstrukcjach kablobetonowych, beton komórkowy

  • Domieszki spieniające →pianobeton

Ilość wody w betonie:



Efektywna zawartość wody

w/c= Zawartość cementu


Przydatność wody:

  • Pitna

  • Odzyskiwana z produkcji betonu

  • Ze źródeł podziemnych

  • Naturalna woda powierzchniowa i wody ze ścieków przemysłowcyh

  • Morska, zasolona

  • Z kanalizacji

Badania :



  • Zawartość olejów i tłuszczów

  • Detergentów

    • Barwa

  • Zawiesina

  • Kwasowość

  • Substancje humusowe

  • Chlorki, siarczany, alkalia…

!nie można zwiększać urabialności dodając wody!

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

NOTATKI KTÓRE BYŁY CZYTANE:
Chociaż domieszki, w odróżnieniu od cementu, kruszywa i wody nie są zasadniczym składnikiem mieszani betonowej, to jednak odgrywają ważna role i są stosowane coraz częściej, tak że w wielu krajach mieszanka betonowa bez domieszek jest obecnie czymś wyjątkowym. Zadaniem domieszek jest poprawa wlaściwości mieszanki betonowej i/lub betonu. Moga być susbt. Organicznymi i nieorganicznymi, działającymi chem., fiz. Bądź fizykochemicznie. Działać mogą już podczas mieszasnia skłądników lub dopiero w betonie dojrzałym. Mogą modyfikować jedną lub kilka cech, pzry czym możliwe jest, że poprawiając jedną pogarszją ionna włąściwość. Niektóre domiesszki stosować można jedncześnie bez uszczerbku spodzieanego efektu, a niektórych nie można wspólnie stosować.

Mnogość tych zagadnień, a przede wszystkim skala wykorzystania betonów zaw. domieszki znalazły odzwierciedlenie w działalności normalizacyjnej. I tak domieszki są przedmiotem norm: oczywiście PN-EN 206-1, jednak podstawowym dokumentem dot. domieszek jest powołana tam PN-EN 934-2 zawierająca odpowiednie definicje i formułująca wymagania. Jeżeli chodzi o metody badań to są one przedmiotem serii norm PN-EN 480.

PN-EN 934-2 podaje następującą definicję:

domieszka – materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej w ilości nie przekraczającej 5% masy cementu w betonie, w celu zmodyfikowania właściwości mieszanki betonowej i/lub betonu.

Większe zawartości to dodatki (o których mówili koledzy:). Do domieszek nie zalicza się substancji dodawanych w czasie mielenia klinkieru portlandzkiego.

Domieszki klasyfikuje się ze względu na skutki modyfikacji – decyduje główny kierunek oddziaływania. W przypadku, gdy dana domieszka oddziałuje na więcej niż jedną cechę, jest ona traktowana jako wielofunkcyjna (kompleksowa). Podział domieszek jest następujący (8.1)

Najliczniejszą grupę stanowią domieszki modyfikujące cechy reologiczne mieszanki betonowej. Wyróżnić można dwie grupy:



  • środki uplastyczniające pozwalające na zmniejszenie ilości wody zarobowej o 5% do 12% bez pogorszenia konsystencji mieszanki betonowej

  • środki upłynniające (superplastyfikatory) pozwalają na zmniejszenie ilości wody o więcej niż 12% (superplastyfiaktory drugiej generacji nawet powyżej 30%) bez pogorszenia konsystencji mieszanki betonowej.

Domieszki uplastyczniające to substancje organiczne, których działanie dyspergujące – zwiększjące ruchliwość ziaren – zwiększa płynność zaczynu. Ich składnikiem są związki kwasu lignosulfonowego o b. Silnie wydłużonych cząsteczkach o właściwościach hydrofilnych (silnie przyciągają wodę a jednocześnie energicznie adsorbują na powierzchni ziaren cementu i kruszywa. W wyniku tego procesu ziarna cementu zostają oddzielone od siebie (zdyspergowane) i dokłądnei otulone wodą. Lepiej zdyspergowany) wynikiem zastosowania jest większa jednorodność zaczynu, który wykazuje lepszą urabialność. (rys. 13.1; 13.2)(Ponieważ cz. l. Są sklębione, ich dział jest ograniczone) Stosowanie takich preparatów jest b. Korzystne w przypadku mieszanek transportowanych, mieszane o konsystencji plastycznej i przy betonowaniu większych masywów. Domieszki uplastyczniające dodawane są do wody zarobowej w niewielkich ilościach (0.2-0.5% w stosunku do masy cementu). Ważna jest dokładność dozowania. Nadmiar domieszki jest niekorzystny, gdyż może opóźnić wiązanie i twardnienie betonu (wydłużają czas wiązania o ok. 20-50%).

Domieszki upłynniające zwiększają ciekłość mieszanek betonowych w sposób bardziej intensywny. Umożliwiają wytwarzanie betonów o bardzo niskim w/c i niemal dowolnej urabialności. Mechanizm ich działania jest złożony i zależy od natury chemicznej domieszki (rys. 8.2):



  • polikondensaty sulfonowanej melaminy z formaldehydem (SMF)tworzą warstwy smarne, o gr. molekularnej, oddzielające poszczególne ziarna i stwarzające poślizg między cząstkami, zmniejszając tarcie wewnętzrne mieszanki bet.

  • polikondensaty sulfonowanego naftalenu i formaldehydu (SNF) otaczają ziarna cementu ładunkami ujemnymi, powodującymi ich wzajemne odpychanie się, przeciwdziałające flokulacji (13.3). wg tego schematu działa większośc produkwanych domieszek

  • modyfikowane lignosulfooniany wapniowe ub sodowe (MLS) i inne zmniejszające napięcie powierzchniowe wody w stosunkuj do cementu i mikrowypełniaczy.

  • Nowa generacja – zwiazki z grupy polikarboksylenów(PC), CAE, CLAP wykazują efekty sferyczny – długie łańcuchy polimeru fizycznie uneimożliwiają ziarnom cementu zbliżanie się do siebie. Działają one „zapobiegawczo” i są szczególnie efektywne, ponieważ często łączą różne mechanizmy.

Efekty zastosowania domieszek upłynniających:

  • zwiększenie ciekłości mieszanki, a zatem poprawa jej urabialności

  • zmniejszenie ilości wody zarobowej przy zachowaniu niezmienionej zawartości cementu, co prowadzi do zwiększenia wytrzymałości betonu ()wzrost już w pierwszych godzinach od zmieszania z wodą)

  • zmniejszenie zużycia cementu o 10-20%, przy zachowaniu nie zmienionej wczesnej wytrzymałości. Zmniejsza się też wydzielanie ciepła (8.3)

Domieszki upłynniające znajdują zastosowanie w: betonach towarowych, w prefabrykacji, w betonach sprężonych, natryskiwanych, pompowanych, architektonicznych, w betonach specjalnych np.fibrobetonach, przy wykonywaniu posadzek przemysłowych, przy elementach cienkościennych i zbrojonych. Domieszki nowej generacji pozwalają uzyskać BWW i BBWW oraz betony i zaprawy samozagęszczone.

Niedogodnością stosowania tych domieszek jest ograniczony czas ich właściwości upłynniania (60-90min.). Wydłużenie czasu upłynniania można uzyskać ustalając etapowanie dodawania domieszki, np. W węźle betoniarskim i bezpośrednio przed układaniem i zagęszczaniem mieszanki (13.6)


Domieszkami napowietrzającymi są substancje wytwarzające w czasie mieszania duża liczbę (rzędu 10^9 w m3 mieszanki betonowej) bardzo drobnych pęcherzyków powietrza, o kształcie kulistym równomierne rozmieszczonych w świeżej mieszance i pozostających po jej stwardnieniu.

Substancjami napowietrzającymi są związki powierzchniowo-czynne o działaniu hydrobowym, zwłąszca sole kwasów organicznych, np. Abietyniany, lignosulfoniany, oleinianiy, sterayniany...cząsteczki maą dluga nitkową budowę o układie biegunowym. Są wypychane z wody i gromadzą sie na jej powierzchni, poważnei obniżając napięcie powierzchniowe.(13.7) W czasie mieszania składników betonu domieszka działa spieniająco. W czasie twardnienia betonu pęcherzyki ulegają mineralizacji stając się jakby trwałym składnikiem betonu.(13.8)

Pęcherzyki te przerywają ciągłość kapilar. Utrudnia to podciąganie kapilarne wody w materiale i zmniejsza nasiąkliwość oraz podatność betonu na działanie mrozu (8.5); woda zamarzając w kapilarach, przy zwiększaniu swej objętości może wciskać się do pustych pęcherzyków, co zapobiega rozsadzaniu betonu. W rezultacie następuje znaczna poprawa mrozoodporności (może ona wzrosnąć nawet kilkudziesięciokrotnie). Dodatkowo, w czasie zagęszczania mieszanki pęcherzyki działają jak amortyzatory polepszając jej urabialność i podnosząc ciekłość.

Domieszki napowietrzające stosowane są głownie do betonów do budowli hydrotechnicznych i do wykonywania nawierzchni drogowych i lotniskowych, a także zapraw tynkarskich i okładzin zewnętrznych oraz wykonywanie betonu w okresie zimowym.

Napowietrzanie może spowodować spadek wytrzymałości(13.10). Niewskazane jest nadmierne dozowanie mieszanki. Z drugiej strony, przy zachowaniu stałej zawartości cementu i konsystencji, można zrekompensować utratę wytrzymałości prze zmniejszenie w/c.

Domieszki przyspieszające wiązanie skracają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w stan sztywny. Ich działanie polega przede wszystkim na zwiększeniu początkowej szybkości reakcji zachodzących między składnikami cementu a wodą w zaczynie cementowym. (są też domieszki, np. Szkło wodne, które wywołują prawie natychmiastowe wiązanie, ale poważnie obniżają wytrzymałość.)(8.7)

W przeszłości główną taką domieszką był chlorek wapnia. Ze względu na korozję stali zbrojeniowej są one eliminowane z użycia (PN dopuszcza max 1% zawartości jonów chlorkowych w stosunku do masy cementu w betonie niezbrojonym, 0.2 w żelbecie, 0.1 w elementach sprężanych) i obecnie znaczenie praktyczne mają prawie wyłącznie domieszki bezchlorkowe (azotany, azotyny, fluorki gliniany, zwłaszcza sodu). Znajdują one zastosowanie zwłaszcza przy betonowaniu natryskowym. Przyspieszenie wiązania jest także istotne w sytuacjach powstrzymywania wycieku wody podciśnieniem (tamponaż) lub dokonywania szybkich, doraźnych napraw.

Niedogodności związane z tymi domieszkami to zagrożenie dla zdrowia, możliwość zakłóceń w przebiegu wiązania i twardnienia betonu, niekiedy szkodliwe działanie na elementy metalowe.

Domieszki przyspieszające twardnienie zwiększają szybkość narastania wytrzymałości, (13.11) mogą także skracać czas wiązania. (nierozpuszczalne sole nieorganiczne, np. mrówczan wapniowy) stosowanie domieszek przyspieszających twardnienie przynosi efekty ekonomiczne, zwłaszcza w prefabrykacji, eliminując konieczność obróbki cieplnej.
Domieszki opóźniające przedłużają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w stan sztywny. Zmniejszają one początkową szybkość wiązania cementu (zneijszając rozpuszczalność jego składników). Właściwości takie mają przede wszystkim fosforany i niektóre związki organiczne.

Opóźnienie początku wiązania uzyskiwane przy użyciu różnych domieszek jest zróżnicowane i zależy w duuzej mierze od temperatury (8.8). domieszki te dodaje się w czasie wykonywania betonu, najczęściej równocześnie z wodą zarobową, najlepsze efekty osiąga się dodając modyfikator po zapoczątkowaniu hydratacji cementu. Można tez użyć go np. przy awarii betoniarki samochodowej…

Zakres stosowania domieszek opóźniających obejmuje: betonowanie w czasie upałów, transport mieszanki betonowej, układanie betonu w sposób ciągły na dużych powierzchniach i przy dużych objętościach, pompowanie mieszanki betonowej, wykonywanie betony architektonicznego, ścianek szczelinowych w gruncie, niedopuszczenie do nieszczelności w miejscach styków roboczych, itp.
Domieszki przeciwmrozowe umożliwiają przebieg reakcji cementu z woda w temp.ujemnych (nawet poniżej -10C) poprzez:

- obniżenie temperatury zamarzania wody w mieszance betonowej;

- pzryspeiszeni hydratacji cementu i wydzielanie ciepła hydratacji;

- obniżenie ilości wody zarobowej.

Zasadniczo są to związki stosowane jako środki przyspieszające, za najskuteczniejszą uważa się rodanek sodowy – skuteczny przyspieszacz nie stwarzający zagrożenia dla stali.


domieszki zwiększające wodoodporność zmniejszają absorpcje kapilarną stwardniałego betonu, w ten sposób utrudniając penetracje i przepływ wody w materiale. Działają one głównie fizycznie, np. wypełniając pustki i kanaliki kapilarne, ale też chemicznie np. nadając hydrofobowość wgłębną. Substancjami stosowanymi jako uszczelniacze są proszki o dużym rozdrobnieniu, które jednak wykazują dużą wodożądność. Konieczne jest zatem stosowanie ich ze środkami upłynniającymi. (13.12)
celem stosowania domieszek zwiększających objętość betonu, jest bądź pzreciwdziałąnie skurczowi podczas utwardzania, bądź uzyskanie specjalnej struktury betonu. Dotakich modyfikatorów można zaliczyć:

- domieszki ekspansywne powodujące podczas hydratacji cementu pęcznienie zaprawy/betonu, np. związki reagujące z C3A. znajdują one zastosowanie w preparatch iniekcyjnych (umożliwiają szczelne wypełnieni pustek), zaprawach naprawczych i przeznaczonych do zakotwień.

- wytwarzające gaz powodujący pęcznienie betonu, głownie sproszkowany glin. Zakres stosowania: obudpwan tuneli, wypełnienie kanałów w konstrukcjach kablobetonowych (13.14)
Domieszki – inhibitory korozji stali to związki organiczne lub nieorganiczne o różnorodnym działaniu pasywującym żelazo lub innym utrudniającym korozję. W tym zakesie ciekawostka są migrujące inhibitory korozji, któ®e mogą też być stosowane do utwardzonego tworzywa.
Wśród innych, rzadziej stosowanych domieszek wymienić można:

- zwiększające odporność chemiczną betonu, odporność na agresję biologiczna

- zwiększające więźliwość wody w mieszance betonowej

- zapobiegające wymywaniu cementu podczas betonowania pod woda

- zwiększające przyczepność betonu

- domieszki barwiące – pigmenty naturalne Kub sztuczne


W wielu przypadkach zastosowanie tylko jednego rodzaju domieszki jest neiwysarczające. Znacznym ułatwieniem jest wówczas możliwość użycia mieszanki kompleksowej. Są to preparaty o kombinowanym działaniu 2- lub nawet 3funkcyjnym: uplastycznienie/upłynnienie – przyspieszenie/opóźnienie – napowietrznie/uszczelnienie. (8.9)

Główną ich wadą są niezmienne proporcje wchodzących w ich skład domieszek jednofunkcyjnych. Rozwiązaniem może być oferta dwóch wariantów tej samej domieszki kompleksowej (np. zimowa i letnia).


Skuteczność działania domieszki może zależeć od wielu czynników (8.10). wiele domieszek wpływa na więcej niż jedną cechę betonu, czasem powodując zmiany ważnych właściwości. Dlatego wymagane jest każdorazowe sparzeni oddziaływanai domieszki na beton w konkretnych warunkach (PN-EN 480). Pamiętać należy o tym, że 2 lub więcej domieszek może być niekompatybilne. Wprowadzanie ich do domieszek wymaga więc specjalistycznej wiedzy.
3.Kruszywa
KRUSZYWO

  • ziarnisty materiał stosowany
    w budownictwie.

Kruszywo może być pochodzenia naturalnego, sztucznego lub
z recyklingu.
Kruszywo budowlane

  • drobny materiał pochodzenia naturalnego lub sztucznego stosowany do wyrobu zapraw i betonów.

Podstawową rolą kruszyw jest uzyskanie,
w oparciu o ich parametry jakościowe, zaprojektowanej wytrzymałości i trwałości betonu.

PODZIAŁ KRUSZYW



Ze względu na pochodzenie, kruszywa budowlane dzieli się na:

  • kruszywa naturalne: piasek, żwir, pospółka

  • kruszywa łamane: grys, kliniec, tłuczeń

  • kruszywa sztuczne: żużel, łupki spiekane

Kruszywa naturalne



  • Kruszywa pochodzenia mineralnego, które poza obróbką mechaniczną nie zostało poddane żadnej innej obróbce

Kruszywa łamane



  • Kruszywa te powstają w wyniku przekruszenia naturalnych materiałów kamiennych

Kruszywa sztuczne



  • Kruszywa pochodzenia mineralnego, uzyskane w wyniku procesu przemysłowego obejmującego termiczną lub inną modyfikację


Ze względu na wymiary, kruszywa budowlane dzieli się na:

  • drobne – o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub mniejszych;

  • grube - o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub większych oraz d równych 2 mm lub większych.

Wymiar kruszywa



  • oznaczenie kruszywa poprzez określenie dolnego (d) i górnego (D) wymiaru sita wyrażone jako d/D
    (oznaczenie dopuszcza obecność pewnej ilości ziarn, które pozostają na górnym sicie –nadziarno – i pewnej ilości ziarn, które mogą przejść przez dolne sito – podziarno).


Ze względu na uziarnienie, kruszywa budowlane dzieli się na:


  • kruszywa jednofrakcyjne (posiadają tylko jedną frakcję)

  • kruszywa wielofrakcyjne
    (złożone z grupy frakcji)


Do najważniejszych cech kruszyw, mających wpływ na parametry końcowe betonu należą:

  • Własności geometryczne (wskaźnik kształtu i płaskości – wpływające na wodożądność i urabialność mieszanki)

  • Gęstość ziaren (pozorna – uzależniona od gęstości minerałów i ilości porów; nasypowa – wynikająca z uziarnienia oraz kształtu ziaren)

  • Uziarnienie

  • Zawartość i jakość pyłów (wpływająca na przyczepność pomiędzy kruszywem a zaczynem)

  • Odporność na rozkruszenie/rozdrobnienie (miernik wytrzymałości kruszywa)

  • Odporność na ścieranie (znajdująca swoje odzwierciedlenie w wytrzymałości na ściskanie i zginanie betonu)

  • Nasiąkliwość i mrozoodporność

Wymagania geometryczne kruszywa budowlanego



  • Wymiary kruszywa

  • Uziarnienie

  • Kształt kruszywa grubego

  • Zawartość muszli w kruszywie grubym

  • Zawartość pyłów

  • Jakość pyłów


Uziarnienie – kruszywa

Uziarnienie – rozkład wymiarów ziaren, wyrażony


w procentach masy przechodzącej przez określony zestaw sit.

Przy doborze kruszywa ważne jest osiągnięcie właściwych proporcji pomiędzy kruszywem drobnym i grubym, oraz uzyskanie mieszanki dobrze urabialnej, przy jednoczesnym jej zagęszczeniu do maksymalnej gęstości.

Kształt kruszywa grubego

Kształt kruszywa grubego należy oznaczać za pomocą wskaźnika płaskości wg EN 933-3. Badaniem wzorcowym oznaczania kształtu kruszyw grubych powinno być badanie wskaźnika płaskości. Wskaźnik płaskości powinien być deklarowany zgodnie z odpowiednią kategorią, właściwą dla danego zastosowania.


Wymagania fizyczne

  • Odporność na rozdrabnianie kruszywa grubego

  • Odporność na ścieranie kruszywa grubego

  • Odporność na polerowanie i ścieranie kruszywa grubego, stosowanego
    w warstwach nawierzchniowych

  • Gęstość ziarn i nasiąkliwość

  • Gęstość nasypowa

  • Trwałość

Mrozoodporność kruszywa grubego

Do podstawowych właściwości fizycznych kruszywa wpływających na trwałość betonu w aspekcie mrozoodporności należą:


  • uziarnienie

  • właściwości cieplne

  • porowatość kruszywa

  • przyczepność ziaren kruszywa do matrycy cementowej

Wymagania chemiczne



  • Chlorki

  • Związki zawierające siarkę

  • Siarczany rozpuszczalne w kwasie

  • Siarka całkowita

Produkcja kruszyw z odpadów powęglowych

Przedmiotem działań zmierzających
do wyprodukowania kruszyw naturalnych są wszystkie odpady powęglowe o pełnym przedziale uziarnienia za wyjątkiem odpadów poflotacyjnych.

Surowce te są rozpoznawane pod kątem jakości oraz zmienności dla potrzeb opracowania właściwej technologii przeróbczej


Uproszczony podział obejmuje trzy grupy odpadów:

  • O dużej zawartości węgla organicznego

  • O niskiej zawartości węgla i właściwym składzie petrograficznym z punktu widzenia produkcji kruszyw

  • O niskiej zawartości węgla i słabym składzie petrograficznym (zwiększony udział mułowców, łupków, syderytów itp.).

Odpady powęglowe z różnych kopalń różnią się między sobą udziałem ww.skał oraz zawartością części palnych


Wykorzystanie kruszywa z kopalń



  • jako materiał do wbudowania w nasypy drogowe

Pozostałe odpady:

  • jako materiał do podsadzania wyrobisk
    w kopalniach

  • do rekultywacji gruntów i terenów poeksploatacyjnych

  • do przetworzenia na mieszanki z innymi surowcami

Wykorzystanie surowców skalnych zawierających minerały azbestonośne

Azbest – krzemianowe minerały włókniste
z grupy serpentynu lub amfibolu.

Włókna azbestowe stanowią agregaty długich,


cienkich i elastycznych włókien tzw. fibryli
Wykorzystanie surowców skalnych zawierających minerały azbestonośne

Charakterystyka włókien azbestowych:



  • przewaga cząstek o stosunku wydłużenia od 20:1 do 100:1 lub większym (długość powyżej 5 mm)

  • Obecność bardzo cienkich fibryli o średnicy mniejszej niż 0,5 mm

  • Zdolność do włóknistego wzrostu krystalicznego odznaczającego się przynajmniej dwiema właściwościami: równolegle ułożone włókna tworzą wiązkę, włókna mają ścięte końce, włókna są matowe, włókna wykazują „krzywiznę”

Wykorzystanie surowców skalnych zawierających minerały azbestonośne

Najczęściej spotykanymi odmianami krystalograficznymi azbestu jest chryzol, krokidolit oraz amozyt. Odmiany te różnią się od siebie barwą, gęstością, budową a przede wszystkim zawartością procentową składników: SiO2, FeO3, FeO, MgO, CaO, CaO2, K2O.

Surowce skalne zawierające minerały azbestowe mogą ujemnie oddziaływać na ludzi podczas ich stosowania w budownictwie.


Wykorzystanie surowców skalnych zawierających minerały azbestonośne

Przepisy Unii Europejskiej zakazują stosowania do wierzchnich warstw dróg kruszyw zawierających w swym składzie 2% włókien azbestowych.



Dopuszczenie do stosowania pozostałych grup asortymentowych kruszyw mogących zawierać minerały azbestowe, uwarunkowane są rygorystycznymi przepisami dot. postępowania
w zakresie ich bezpiecznego produkowania, obrotu i stosowania.

5.Cechy świeżej mieszanki betonowej i stwardniałego betonu
CECHY MIESZANKI BETONOWEJ
Mieszanka betonowa-woda+cement+kruszywo

1.Urabialność - stosunek szczelności mieszanki po zagęszczeniu S do pracy włożonej dla uzyskania tego zagęszczenia L

Sposoby regulacji urabialności:



  • konsystencja

  • ilość zaczynu

  • ilość zaprawy

  • kształt ziaren kruszywa grubego

  • suma ilości cementu i innych składników o ziarnach do 0.125 mm

  • stosowanie plastyfikatorów i domieszek napowietrzających

  • współczynnik wodnocementowy w/c


2.Konsystencja mieszanki


  1   2   3   4


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna