Bardzo ważnym aspektem stosowania domieszek chemicznych jest ich zgodność z innymi domieszkami i dodatkami mineralnymi do betonów.
Betony współczesne a domieszki chemiczne
Ostatnie dwudziestolecie to okres intensywnego wzrostu produkcji materiałów budowlanych, w tym przede wszystkim cementu, stali i tworzyw sztucznych (rys. 1 i 2).
Rys. 1. Krzywa rozwoju produkcji cementu, stali i tworzyw sztucznych na świecie [1]
Rys. 2. Produkcja cementu, stali i tworzyw sztucznych na świecie w zależności od populacji światowej [1]
Sprawdź:
Technologia betonów o podwyższonej szczelności
Beton hydrotechniczny – projektowanie i wykonawstwo
Cementy z dodatkami mineralnymi
Pierwszy w Polsce beton zeroemisyjny i niskoemisyjny
Światowa produkcja cementu osiągnęła w ostatnich latach blisko 4500 Mt, co jest efektem wzrostu populacji i odpowiada intensywnemu rozwojowi gospodarek rozwijających się, głównie na dalekim wschodzie (Chiny, Indie, Indonezja). Przewiduje się, że do 2050 r. produkcja spoiwa cementowego przynajmniej się podwoi [1, 2]. Intensywny wzrost wytwarzania cementu wynika również z zapotrzebowania na beton, którego znaczenie i wykorzystanie w budownictwie w ostatnich dwudziestu latach istotnie wzrosło. Obecnie beton stanowi główny materiał konstrukcyjny i niejednokrotnie wypiera stosowanie innych materiałów (drewna, materiałów kamiennych). Wynika to z kilku czynników, przede wszystkim komponenty do wytworzenia betonu są tanie i łatwo dostępne, a sam beton poza niekorzystnym efektem produkcji klinkieru cementowego jest materiałem względnie przyjaznym środowisku, gdyż przy niskich kosztach może być całkowicie poddany recyklingowi i ponownie użyty. Ponadto właściwie zaprojektowany i wytworzony beton to materiał wymagający niewielkiej pracy i napraw podczas długiego czasu eksploatacji. Cechy te sprawiają, że beton jest materiałem chętnie stosowanym przez architektów i inżynierów, pozwala w efektywny sposób połączyć formę i funkcję obiektu z realizacją konstrukcyjną i technologiczną. Beton może przybierać różne kształty i kolory, co stwarza szerokie możliwości dopasowania jego właściwości do różnych warunków i obszarów eksploatacji.
Tak intensywny rozwój technologii betonu zawdzięczamy domieszkom chemicznym, dzięki którym możliwe jest kształtowanie takich właściwości betonu, jak wytrzymałość, urabialność, nasiąkliwość czy trwałość. Najistotniejszym aspektem współczesnych betonów jest ich trwałość, która zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 206-1 (Beton. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność) oznacza odporność materiału na oddziaływanie czynników zewnętrznych, co ma wpływ na dobre parametry fizykomechaniczne i użytkowanie przez co najmniej 50 lat eksploatacji. Takie podejście do projektowania i wykonania betonów sprawia, że w ostatnich latach obserwuje się trend coraz wyższych wytrzymałości betonów towarowych, a betony uznawane jeszcze kilkanaście lat temu za betony specjalne znajdują dzisiaj powszechne zastosowanie w budownictwie. Coraz częściej w praktyce inżynierskiej mamy do czynienia z betonami wysokich i ultrawysokich wytrzymałości (budownictwo drogowe, mostowe, budynki wysokie), z betonami wykonanymi w technologii SCC – betony samozagęszczalne (betony elewacyjne, architektoniczne, elementy dekoracyjne, architektura użytkowa), z betonami wodoszczelnymi czy fibrobetonami (budownictwo geotechniczne, budownictwo w trudnych warunkach sejsmicznych i ekstremalnych) [3-6]. Przykładowe realizacje wymienionych betonów przedstawiono na poniższych zdjęciach.
Fot. Betony wysokiej wytrzymałości – otoczenie budynku Burdż Chalifa, Dubaj
Fot. Elewacja wykonana z betonu architektonicznego, Interaktywne Centrum Historii Ostrowa Tumskiego, Poznań
Fot. Betony wysokiej wytrzymałości jako elementy dekoracyjne i rozpływ zaprawy typu SCC z domieszką na bazie modyfikowanych lignosulfonianów
W dalszej części artykułu:
Domieszki chemiczne do zapraw i betonów według normy PN-EN 934-2
Kompatybilność domieszek z cementami powszechnego użytku
Przykładowe wykorzystanie domieszek chemicznych w betonach
dr hab. inż. Agnieszka Ślosarczyk, prof. PP
Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
Instytut Budownictwa
Literatura
- H. Van Damme, Concrete materiał science: Past, present, and future innovations, „Cement and Concrete Research” 112/2018.
- M. S. Imbabi, C. Carrigan, S. McKenna, Trends and developments in green cement and concrete technology, „International Journal of Sustainable Built Environment” 1/2012.
- J. Jasiczak, A. Wdowska, T. Rudnicki, Betony wysokowartościowe i ultrawysokowartościowe, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2008.
- Gołaszewski, Technologia betonu samozagęszczalnego a betonu zagęszczanego w sposób tradycyjny, „Przegląd Budowlany” nr 6/2009.
- Zych, Współczesny fibrobeton – możliwość kształtowania elementów konstrukcyjnych i form architektonicznych, „Czasopismo Techniczne Architektura”, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2010.
- W. Sielicki, A. Ślosarczyk, D. Szulc, Concrete slab fragmentation after bullet impact: An experimental study, „International Journal of Protective Structures” 10(3)/2019.
