Dodatki do betonu

Dodatki mineralne stosowane do produkcji cementu i kompozytów cementowych w celu poprawy niektórych ich właściwości można podzielić na trzy grupy: - dodatki typu I - prawie obojętne, o charakterze mikrowypełniaczy - dodatki typu II - dodatki hydrauliczne, np. żużle wielkopiecowe granulowane - dodatki typu II - dodatki pucolanowe, np. pucolany naturalne i sztuczne, m.in. popioły lotne, pyły krzemionkowe, pełniące także rolę mikrowypełniaczy.

Popioły lotne należą do grupy pucolan sztucznych. Pucolanami nazywa się materiały zawierające aktywną krzemionkę i reagujące w obecności wody z wapnem, w temperaturze normalnej, z utworzeniem trwałych związków o właściwościach hydraulicznych (reakcja pucolanowa) na wzór związków tworzących się w czasie wiązania cementu portlandzkiego. Pucolany naturalne, to w większości materiały pochodzenia wulkanicznego, np. popioły wulkaniczne. Pucolany sztuczne, to wypalone gliny, łupki oraz odpady, np. z przemysłu energetycznego, jak popioły lotne. POPIOŁY LOTNE    







powstają przy spalaniu rozdrobnionego węgla kamiennego czy brunatnego ziarna popiołów są na ogół kuliste, często puste w środku (wypełnione azotem, dwutlenkiem węgla) głównym składnikiem mineralnym jest bezpostaciowe szkliwo popioły lotne wykorzystywane są do produkcji cementów (cementy portlandzkie mieszane CEM II/A-V i CEM II/B-V zawierające odpowiednio 6-20% i 21-35% popiołów lotnych oraz cementy pucolanowe CEM IV/A - do 35% popiołów i CEM IV/B - do 55% popiołów w składzie). w porównaniu z cementem portlandzkim w cemencie pucolanowym występuje: obniżone ciepło hydratacji, lepsza urabialność, mniejszy skurcz, większa odporność na agresję siarczanową, dobra wodoszczelność, wysoka wytrzymałość po dłuższym okresie twardnienia, ale też obniżona mrozoodporność, zwłaszcza w pierwszych 90 dniach cementy pucolanowe stosuje się na równi z portlandzkim w prefabrykacji betonowej i żelbetowej, a odmiany z większą zawartością popiołów - w budownictwie hydrotechnicznym, morskim, do fundamentowania w gruncie zawierającym wody siarczanowe poza produkcją spoiw cementowych popioły lotne dodawane są bezpośrednio do zapraw, betonów zwykłych, lekkich i wysoko wytrzymałościowych. Dodatki popiołów mają na celu zaoszczędzenie cementu i kruszyw, poprawę właściwości mieszanki betonowej i wielu właściwości technicznych zapraw i betonów.

Dodatek popiołów lotnych w mieszance betonowej działa: - uplastyczniająco - co tłumaczy się kulistością ziaren i ich gładką powierzchnią; zapobiega segregacji mieszanki, daje lepszą urabialność i spoistość oraz poprawia jej szczelność, - wydłuża czas wiązania, przy zastąpieniu części cementu popiołem, zachodzi opóźnienie twardnienia betonu ( o ok. 2 godz.), - zmniejsza ciepło hydratacji w granicach od kilku do kilkudziesięciu procent, proporcjonalnie do ilości dodatku, a w konsekwencji przeciwdziała naprężeniom termicznym prowadzącym często do spękań i rys, - zmniejsza skurcz betonu przy dodatku popiołów drobnoziarnistych i zmniejszeniu ilości cementu; stosowanie popiołów jako uzupełnienie kruszywa bez zmniejszenia ilości cementu może powodować wzrost skurczu w granicach 20%. W odniesieniu do betonu stwardniałego dodatek popiołów: - początkowo zmniejsza wytrzymałość na ściskanie, po 7 dniach o ok. 35%, ale po 28 dniach już tylko o 15%, dając taką samą a nawet większą od założonej wytrzymałość po 90 dniach dojrzewania betonu. - poprawia odporność betonu na agresję chemiczną, zwłaszcza siarczanową, ogranicza też ryzyko występowania reakcji alkaliów z cementu z kruszywem, - początkowo obniża mrozoodporność, w związku z czym zaleca się stosowanie domieszek napowietrzających.

MIKROKRZEMIONKA (PYŁY HUTNICZNE KRZEMIONKOWE)  typ dodatków łączących właściwości supermikrowypełniaczy i domieszek chemicznych o działaniu pucolanowym  jest to pył odpadowy przemysłu hutniczego, uzyskuje się ją z odpylania gazów przy produkcji stopów żelazokrzemu lub krzemu metalicznego  jest to drobnoziarnisty materiał - ziarna o kształcie kulistym, mikroskopijne cząsteczki bezpostaciowej krzemionki Do właściwości mieszanek betonowych i betonów z mikrokrzemionką należą: - dobra urabialność świeżej mieszanki przez co najmniej godzinę, - wysoka wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach 60-150 MPa (stosowane w technologii betonów BWW) - duża szczelność wpływająca na trwałość betonu - bardzo mała przepuszczalność wody - zwiększona odporność na ścieranie - lepsza niż w zwykłym betonie przyczepność do zbrojenia - odporność chemiczna - większa mrozoodporność, - mniejszy skurcz