Betoni on yksi yleisimmistä rakennusmateriaaleista, joka ei voi vielä täysin korvata korkean teknologian synteettisiä vastineita. Ja kuitenkin, laaja käytäntö parantaa sen yksilöllistä suorituskykyä erityisillä lisäaineilla on ollut olemassa yli vuoden. Nykyaikaisilla betonin lisäaineilla pyritään parantamaan erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka pidentävät materiaalin käyttöikää ja tekevät siitä esteettisemmän.
Yleistä tietoa betonin lisäaineista
Betoni on täydellinen rakennusrakenne, joka valmistetaan erityisellä laastilla. Betonin tavallinen koostumus sisältää hiekkaa, murskattua kiveä ja vettä eri osissa ja suhteissa. Pääkomponentti, riippumatta seoksen tarkoituksesta, on yhden tai toisen merkin sementti. Nämä ainesosat riittävät betonin valmistukseen eri tyypeilletyöt - pääomapohjan rakentamisesta seinän pienten halkeamien tiivistämiseen. Mitä ovat betonin lisäaineet? Nämä ovat rakennuslisäaineita, joita lisätään myös liuoksen peruskoostumukseen, mikä edelleen muuttaa sen laatua. On selvää, että ennen niiden käyttöä tehtävänä on parantaa tiettyjä lopullisen rakenteen ominaisuuksia. Suosituimmista vaikutuksista voidaan mainita vedenkestävyyden (vedeneristyksen) lisääntyminen, kovettumisen kiihtyminen, rakenteen vahvistuminen, suojaominaisuuksien parantaminen korkeita ja matalia lämpötiloja vastaan jne. Itse lisäaine voidaan toimittaa sekä nesteenä että jauheena muodossa. Mutta pääasia on sen suorissa fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissa, jotka lopulta vaikuttavat kovettuvan betonin ominaisuuksiin.
Mineraalilisäaineiden tyypit
Perusluokitus yhdelle suosituimmista betonilaastien lisäaineryhmistä. Mineraalilisäaineet voidaan jakaa kahteen luokkaan: aktiiviset ja inertit. Ensimmäiset eroavat kyvystä olla vuorovaikutuksessa samassa väliaineessa veden ja kalsiumin kanssa normaaleissa lämpötiloissa. Tämän seurauksena muodostuu yhdisteitä, jotka tarjoavat korkeammat sitoutumisominaisuudet. Liuokseen lisättyään ne aloittavat aktiivisen vuorovaikutusprosessin kalsiumhydroksidin kanssa, joka poistetaan portlandsementistä hydratoinnin aikana. Mitkä tämän kategorian betonin lisäaineet ovat kysytyimpiä? Itsekovettuvan saatavuuden ja vaaditun vaikutuksen ansiosta jauhetusta masuunikuonasta on tullut suosittua. Tarpeeksilisää kalkkia parannettuun seokseen, koska tavoitemassa aloittaa rakenteen jähmettymis- ja tiivistymisprosessin.
Mitä tulee inertteihin mineraalilisäaineisiin, kvartsihiekkaa (hiontamuodossa) pidetään tämän ryhmän yleisimpana edustajana. Kuitenkin sen aktiivisen vaiheen käynnistämiseksi on järjestettävä erityinen lämpötila reaktiivisuuden laukaisemiseksi. Tällaisia keinoja sementtilaastien parantamiseksi käytetään myös autoklaavoinnin aikana. Inerttien lisäaineiden käytön loppuvaikutus on kovan betonin raekoostumuksen ja onteloiden säätely. Laastia luotaessa käytetään yleensä inerttiä lisäainetta sementin jälkeen.
Modifiers
Käytetään korjaamaan betonirakenteiden mekaanista rakennetta, mikä auttaa estämään delaminaatiota ja halkeilua sekä parantamaan materiaalin vettä hylkiviä ominaisuuksia. Muokkausaineita on saatavana joko nestemäisessä muodossa tai irtonaisena seoksena, joka on laimennettava vedellä. Sekoitusprosessin aikana muodostuu neutraali liuos tai alhainen alkalinen emulsio. Modifiointiaine on yksi suosituimmista betonin lisäaineista, mikä selittyy rakenteen mekaanisia ominaisuuksia parantavan vaikutuksen vaatimuksella ja lisäaineen monipuolisuudella yhteensopivuuden kann alta eri sementtimerkkien kanssa. Mutta tämä ei ole kaikki modifioijien edut. Joissakin koostumuksissa ne voivat myös vähentää materiaalin kulutusta, parantaa liuoksen tartuntaominaisuuksia ja juoksevuutta.
Plasitointiaineet
Sisältyy yleiseen lisäaineluokkaan, joka säätelee betonin mekaanisia ominaisuuksia ja erityisesti sen lujuusominaisuuksia. Itse asiassa liuokseen lisätyn sementin lujuus sen kovettumisen jälkeen kasvaa. Pehmittimet voivat myös tehdä betonista elastisemman - toisin sanoen dynaamisten ja staattisten kuormien alaisena halkeamien ja lastujen todennäköisyys minimoituu. Alueilla, joilla on seisminen aktiivisuus, tämä lisäaine on erittäin tärkeä. Ryhmän sisällä betonin lujuutta lisäävät lisäaineet jaetaan pehmittimiin ja superpehmittimiin. Ero on vaikutuksen voimakkuudessa. Esimerkiksi superpehmittimet voivat lisätä liuoksen lujuutta jopa 10-20 %. Vielä tärkeämpää on, että toisin kuin perinteiset pehmittimet, ne vähentävät tarvetta laimentaa sementtiä vedellä. Tämän seurauksena sementtiä säästyy ja betonin lujuusominaisuudet pysyvät samalla standarditasolla.
Vedestä vähentävät lisäaineet
Jos pehmittimet vähentävät veden tarvetta vain epäsuoran toiminnan muodossa, niin vettä vähentävien lisäaineiden kohdalla tämä on tärkein vaikutus. Vedentarpeen vähennyskerroin liuoksen valmistusprosessissa ylittää 20%. Viime kädessä valmis rakenne saavuttaa paremmat lujuusominaisuudet, korroosiosuojan ja pakkasenkestävyyden. Lisäksi vettä hylkivä betonin lisäaine minimoi rakenteiden kielteisiä delaminaatio-, virumis- ja kutistumisprosesseja. Jos tehtävänä on tarkoituksellisesti lisätä vedenerotusta, voidaan käyttää stabiloivia lisäaineita. Ne lisäävät vedenpidätyskykyä noin 2 kertaa jasementtiseosten homogeenisuus, parantaa betonin suorituskykyä, kuten pumpattavuutta, työstettävyyttä ja kovettumista.
Ilman imu- ja puhalluslisäaineet
Jos veden tapauksessa positiiviset vaikutukset saavutetaan minimoimalla sen sisällyttäminen liuokseen valmistuksen aikana, myös ilma-, kaasu- ja vaahtokomponentit voivat suorittaa positiivisen reaktiivisen toiminnon. Muuten, samassa ryhmässä on myös hydrofobisia lisäaineita. Betonirakenteessa ne muuttavat veden imeytymisen ja vedenkestävyyden indikaattoreita vähentäen tiheyttä ja lämmönjohtavuutta. Tämä on tärkeää kevyt- ja solubetonin os alta, kun rakenteiden mikroilmasto-ominaisuudet tulevat etusijalle mekaanisten ominaisuuksien sijaan. Ilmaseosten mukana kulkeutumisella voi olla edullinen vaikutus lämmöneristykseen ja rakenteellisiin lämmöneristyslaasteihin.
Jäätymistä kestävät lisäaineet
Tätä ryhmää voidaan kutsua myös lämpötilankestoregulaattoreiksi - toinen asia on, että pääpaino reseptien luomisessa on betonimateriaalien suojaamisessa pakkaselta. Kylmäsuoja-aineiden vaikutus alkaa jo kovettumisprosessissa, jolloin rakenne on vähiten suojattu ympäristön negatiivisilta vaikutuksilta. Samassa vaiheessa voidaan käyttää vedeneristykseen tarkoitettuja betonin lisäaineita, koska hajallaan olevien jäätyneiden vesipisaroiden säilyminen rakenteen pohjassa lisää entisestään dynaamisten kuormien aiheuttamia vaurioita. Joskus harjoitetaan myös lämmön syöttämistä ulkoisin keinointulva-alue jähmettymisjakson aikana. Tähän käytetään esimerkiksi diesellämpöpistooleja ja lisäaineita tarvitaan lisäämään turvallisen jäätymisen/sulatuksen syklejä jo rakenteen käytön aikana.
Kovettumissäätimet
Käytetään sekä kiihdyttäviä lisäaineita että kovettumista hidastavia aineita. Tulevan betonin rakenteen polymeroitumisajan muutoksen tulisi tapahtua ilman suunnittelun fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien heikkenemistä, mikä suurelta osin varmistetaan liuoksen alustavalla lämpö- ja kosteuskäsittelyllä. Samalla materiaalin sähkö- ja lämmönjohtavuus voi myös kasvaa. Jos betonin lisäaine nopeaan kovettumiseen yleensä edellyttää standardien jäykkyyden ja lujuuden indikaattoreiden lisäämistä tai ainakin säilyttämistä, polymeroitumisnopeuden hidastaminen päinvastoin vähentää näitä indikaattoreita noin 5-10%. Negatiiviset vaikutukset ovat perusteltuja betonin liikkuvuuden lisääntymisellä ja lämmön vapautumisnopeuden vähenemisellä.
Lisäainetekniikka
Useimpien lisäaineiden kanssa on toivottavaa työskennellä erikoisvaatteissa, joita on täydennetty käsien, hengityselinten ja näön suojavarusteilla. Modifioitu betoni itsessään ei kuitenkaan muuta sen toksikologisia ja hygieenisiä ominaisuuksia, eli sen ihmishaittojen aste pysyy samalla tasolla kuin vakiomuodossa. Annostus riippuu ympäristön olosuhteista, lisäaineen tyypistä, sen ominaisuuksista ja tuloksen vaatimuksista. Pääsääntöisesti betonin lisäaineiden valmistajatsuosittelevat noin 1 %:n osuutta käytetystä sementistä. Eli 1 m³ betonin luomiseen tarvitset noin 1,5 litraa lisäainetta. Valmis seos tulee sekoittaa perusteellisesti rakennussekoittimella ja käyttää sen jälkeen, kun sitä on infusoitu 5-10 minuuttia.
Onko lisäaineiden käytössä huonoja puolia?
Erityisten lisäaineiden, modifiointiaineiden ja pehmittimien ansiosta on mahdollista saada ominaisuuksiltaan ainutlaatuinen rakennusmateriaali, joka sopii erityisesti tiettyihin tehtäviin. Näiden työkalujen käytössä on kuitenkin myös huonoja puolia. Niiden suurin haittapuoli on ketjukemiallinen reaktio, jonka aikana myös materiaalin muut ominaisuudet muuttuvat. Esimerkiksi betonin vedeneristyslisäaineet, jotka lisäävät sen kosteudenkestävyyttä, voivat heikentää sähkön ja lämmönjohtavuuden ominaisuuksia ja joissakin tapauksissa lujuutta. Toinen haittapuoli on tärinälaitteiden käyttö - ratkaistavasta ongelmasta riippuen tällaisten laitteiden liittämisen tarkoitus voi olla liuoksen ilmanpoisto, jakaminen tasaisesti työmaalla tai tiivistäminen.
Johtopäätös
Lisäaineiden käyttöönotto antaa odotetun vaikutuksen vain, jos rakenteella varustettavat ominaisuudet on arvioitu kattavasti. Esimerkiksi betonin vedeneristyslisäaine sopii parhaiten, jos sinun on asetettava laasti perustalle. Tällaista pinnoitetta varten ei vaadita ylimääräisen vedeneristeen asentamista, koska itse rakenteen rakenne kestääkondensaatio ja pohjavesi. Ja tämä on vain yksi esimerkki lisäaineen perustellusta käytöstä, mutta kun on kyse ratkaisujen monimutkaisesta muuttamisesta, tulevan suunnittelun toimintaominaisuuksien ammattimainen analyysi saattaa olla tarpeen koko esiseoksen parantamisstrategian määrittämiseksi.
