Componentii betonului - adaosuri si aditivi in betoane

COMPONENTII BETONULUI -  Adaosuri SI ADITIVI in betoane

ADAOSURI.Generalitati

Adaosurile sunt reprezentate de substantele care adaugate la prepararea betonului, conduc la modificarea unor proprietati ale betonului proaspat si intarit.

Este acceptata realitatea ca este dificil sa se proiecteze compozitii de beton alcatuite numai din ciment, agregate si apa, capabile sa satisfaca exigentele tehnico-economice ale betoanelor, de aceea folosirea diferitelor adaosuri sub un control tehnic riguros, a devenit o practica curenta.

Generic, prin denumirea lor, adaosurile pentru prepararea betoanelor includ diverse grupe de subproduse industriale, produse preparate special in acest scop si unele tipuri de fibre naturale , minerale si organice.

Din aceste motive, nu exista o clasificare generala unanim acceptata, dar adaosurile pot fi enumerate dupa unii autori dupa ponderea utilizarii lor astfel:

1. cenusa volanta uscata, de la centralele termoelectrice; Cantitatile utilizate la 1 m³ de beton difera in functie de caracteristicile cimentului si cenusilor precum si de conditiile de expunere a betoanelor;

2. zgura granulata de furnal inalt (macinata sau nemacinata) - se utilizeaza pe baza de incercari preliminare si reprezinta un inlocuitor al agregatelor naturale grele (pana la 70% pentru nisipuri);

3. silicea ultrafina sau silicea amorfa (SUF) - este un subprodus din industria ferosiliciului, sub forma de microsfere amorfe, cu compozitie oxidica si diferite proprietati fizice. SUF are o activitate puzzolanica foarte buna, fapt care conduce la cresterea in timp a rezistentelor betoanelor preparate cu acest material.

In combinatie cu diversi aditivi, SUF confera diferite proprietati pozitive betonului intarit, in special in privinta rezistentei la compresiune. Din acest motiv, SUF este utilizat curent la betoanele de clase superioare si in mod deosebit in industria betoanelor prefabricate.

Alte tipuri de adaosuri folosite la prepararea betoanelor prefabricate sunt:

1. zgurile de furnal (granulate) macinate umed - folosite curent in prepararea betoanelor hidrotehnice;

2. zgurile granulate de furnal inalt - activate alcalin, sulfatic sau mixt, se utilizeaza in amestec cu nisip si balast local pentru substraturi de pardoseli industriale si fundatii rutiere, economisind agregate si ciment;

3. zgurile de otel deferizate - rezultate dupa extragerea deseurilor metalice din zgurile combinatelor metalurgice. Acestea se pot utiliza ca agregate grele, dupa un repaus de 6 luni in halde, in compozitie betoanelor simple, pe baza de incercari preliminare;

4. calcarele fin macinate (de calcar)- contribuie la marirea aderentei de tip fizico- mecanic, a gradului de impermeabilitate, a rezistentei mecanice si a gelivitatii. Poate ajunge la 5.18 % din masa agregatului;

5. bentonita fin macinata - imbunatateste lucrabilitatea betonului proaspat si mareste rezistentele mecanice si impermeabilitatea betonului. Reprezinta 2.5% din masa cimentului;

6. nisipul silicios fin macinat - se utilizeaza ca adaos inert la macinarea cimentului sau ca adaos pentru corectia compozitiei granulometrice a agregatelor, ameliorand astfel gradul de impermeabilitate a betoanelor utilizate in special la constructii hidrotehnice. De regula nu depaseste 15% din masa cimentului;

7. pulberile metalice - asigura unele proprietati speciale betoanelor sau mortarelor utilizate la realizarea pardoselilor rezistente la abraziune si pardoseli conducatoare de caldura sau electricitate.

Principalele materiale din aceasta categorie sunt:

electrocorindonul, carbura de siliciu sau magnetita de fier, in cantitati de 10.30% din masa cimentului, care sporesc rezistentele mecanice si la uzura ale betonului;

pulberi metalice, utilizate pentru sape bune conducatoare de caldura si care reprezinta pana la 10% din masa cimentului;

pulberi de aluminiu se utilizeaza pentru sape bune conducatoare de electricitate si reprezinta 10. 30% din masa cimentului.

8. colorantii (pigmenti) - au rolul de efect decorativ la lucrari din beton si tencuieli.

In acest scop, cimentul portland alb sau obisnuit se amesteca cu acesti coloranti, reprezentati de obicei de oxizi metalici sau pamanturi colorate.

Colorantii trebuie sa indeplineasca cateva conditii de calitate:

sa fie stabili in medii alcaline si in prezenta aditivilor;

sa nu influenteze priza cimentului si rezistenta betoanelor si mortarelor;

sa fie stabili la lumina, la raze UV si la intemperii;

sa fie insolubili in apa;

sa fie usor de amestecat;

sa fie rezistenti la inghet-dezghet.

Tehnologia de utilizare se respecta cu strictete si utilizarea impune incercari preliminare.

Principalele efecte ale unor adaosuri utilizati in compozitia betoanelor si mortarelor se regasesc in tabelul de mai jos.

Adaosuri utilizate la prepararea betoanelor

Fibre naturale si artificiale pentru betoane

Fibrele pot fi utilizate in compozitia betoanelor cu lianti minerali, in scopul armarii disperse sau preferentiale (dupa o directie) a acestora si avand ca efect imbunatatirea comportarii betoanelor la diferite solicitari.

Clasificarea fibrelor:

a. Fibre naturale:

organice: soia, sisal, in, iuta, nuci cocos, bumbac, par animale, celuloza de lemn si vegetale etc.;

minerale: azbestul.

b. Fibre artificiale:

organice: nitroceluloza sau vascoza, acetat de celuloza, nailon, poliesteri sau acrilice, polipropilena modificata, polietilena etc.;

minerale: subproduse industriale (din zgura de furnal), roci naturale (bazalt, loess), ceramica, carbon (grafit), otel, sticla etc.

Dintre toate fibrele enumerate mai sus, cele mai utilizate (datorita exigentelor de ordin tehnic si economic impuse), sunt urmatoarele: sticla, otel, polipropilena si carbon.

Dintre caracteristicile importante impuse fibrelor pentru a fi utilizate in compozitiile de betoane, se pot enumera: rezistenta la intindere, aderenta la matricea de ciment, compatibilitatea chimica cu pasta de ciment, modulul de elasticitate etc.

Caracteristicile aproximative ale fibrelor des utilizate in compozitia betoanelor, se pot regasi in tabelul de mai jos.

Caracteristici medii ale fibrelor utilizate frecvent

Valori curente pentru fibre utilizate in diferite aplicatii practice (%)

Aditivi pentru betoane

Aditivii sunt substante chimice care introduse in compozitia betoanelor, asigura unele proprietati acestora, fie in stare proaspata sau intarita, fie in ambele stari.

De regula, aditivii nu depasesc un dozaj de 5% din masa cimentului stabilit in reteta betonului si pot fi fabricati in stare solida (pulberi) sau lichida.

In general, aditivii au o functie principala (ce confera efectul urmarit in compozitia betonului), insa in unele cazuri se pot manifesta si cu unele functii secundare. Pot exista si aditivi cu doua functii importante (micsti).

Functiile aditivilor si gradul de manifestare a acestora este direct influentat de cativa factori:

dozajul de aditiv si dozarea compozitiei betoanelor;

caracteristicile cimentului din compozitie;

conditiile de preparare a amestecurilor si respectarea lor;

conditiile de transport si punere in lucrare a betoanelor;

tratarea ulterioara a betoanelor.

Clasificarea de baza a aditivilor, este realizata pe baza functiei principale a acestora si se poate prezenta astfel:

aditivi plastifianti;

aditivi superplastifianti;

aditivi fluidizanti;

aditivi reducatori de apa;

aditivi antrenori de aer;

aditivi hidrofugi;

aditivi antigel;

aditivi acceleratori de priza;

aditivi acceleratori de intarire;

aditivi acceleratori de priza si intarire;

aditivi intarzietori de priza;

aditivi intarzietori de priza si intarire;

aditivi inhibatori de coroziune.

Fiecare dintre aditivii existenti, trebuie alesi cu atentie, in functie de toate conditiile tehnice obligatoriu cunoscute:

parametrii compozitiei betonului;

efectul principal dorit si eventual efectele secundare ce pot interveni;

tehnologia de preparare a betonului;

tehnologia de transport si punere in lucrare a betonului;

conditiile de protejare si intarire a betonului.

Observatie: Utilizarea aditivilor se face numai pe baza de incercari preliminare si teste, realizate conform fiselor tehnice ale acestora si conform instructiunilor si normativelor specifice.

Alesi si utilizati corect, aditivii confera betoanelor, caracteristici deosebite de ordin tehnic si economic comparativ cu cele neaditivate. In plus, in unele cazuri, aditivii au devenit obligatorii in compozitia betoanelor (betoane de inalta rezistenta, betoane puse in lucrare in conditii extreme de temperatura, elemente din beton cu armaturi foarte dese, zone de betoane foarte greu accesibile si controlabile etc.).

Unii aditivi pot fi utilizati si combinati intre ei, conferind proprietati dorite betonului respectiv, atat in stare proaspata, cat si dupa intarirea acestuia.

Indiferent de tipul de aditiv utilizat sau de o combinatie intre ei, aditivii vor fi alesi,folositi si testati conform fiselor tehnice proprii, fiind obligatorii stabilirea compozitiilor de baza si celor pentru incercari preliminare, precum si incercarea epruvetelor conform normativelor in vigoare.