Dodatki i domieszki do betonu

Domieszka – składnik dodawany podczas procesu mieszania betonu w małych ilościach, w
stosunku do masy cementu, w celu modyfikacji właściwości mieszanki betonowej lub betonu
stwardniałego

Dodatek – drobnoziarnisty składnik stosowany do betonu w celu poprawy pewnych właściwości
lub uzyskania specjalnych właściwości. Typy dodatków nieorganicznych: I) prawie obojętne; II) o
właściwościach pucolanowych lub utajonych właściwościach hydraulicznych.

Domieszki chemiczne – dodawane w celu uzyskania pożądanych cech betonu uwarunkowanych
technologią wykonania i przeznaczenia konstrukcji lub elementu, wg PN-EN 934-2 dodawane w
ilości nieprzekraczającej 5% masy cementu.

Rodzaje domieszek:

1. uplastyczniające i upłynniające – plastyfikatory i superplastyfikatory
2. napowietrzające
3. uszczelniające
4. opóźniające
5. przyspieszające
6. zimowe
7. spęczniające
8. stabilizujące
9. do betonowania pod wodą
10. spieniające
11. do zaczynów iniekcyjnych
12. emulsje polimerowe

Domieszki chemiczne

Jak domieszki wpływają na właściwości mieszanek betonowych?

1. poprawiają urabialność (układanie, rozprowadzanie) – domieszki uplastyczniające,
2. krótkotrwale zmieniają lepkość i konsystencję – domieszki napowietrzające,
3. regulują warunki wiązania i twardnienia – domieszki przyspieszające wiązanie i

twardnienie, domieszki opóźniające wiązanie,

4. zwiększają odporność betonu na działanie mrozu – dodatki uszczelniające,
5. spulchniają mieszankę betonową – domieszki spulchniające,
6. umożliwiają produkcję betonu i roboty betoniarskie w temperaturach ujemnych –

domieszki przeciwmrozowe

7. barwią beton w masie – dodatki barwiące (pigmenty); impregnatów barwiących nie

zalicza się do grupy dodatków

Domieszki chemiczne

domieszki uplastyczniające i upłynniające – plastyfikatory i superplastyfikatory

Plastyfikatory – ich głównym zadaniem jest zmniejszenie ilości wody do wartości 5-12% przy
zachowaniu tej samej konsystencji.

Superplastyfikatory – znacznie redukują ilość wody aż do 30%, zachowując projektowaną
konsystencję.

Plastyfikatory oraz superplastyfikatory posiadają właściwości zmniejszające siły tarcia mieszanki i
napięcie powierzchniowe wody. Pozwala to na łatwiejsze zwilżenie cząstek kruszywa oraz spoiwa
przez wodę, przez co mieszanka staje się bardziej plastyczna. Zaletami stosowania
plastyfikatorów oraz superplastyfikatorów są przede wszystkim zmniejszenie wskaźnika w/s
(woda/spoiwo), a także poprawienie urabialności i ułatwienie transportu mieszanki betonowej.
Domieszki te stosowane mogą być stosowane zarówno przed dodaniem wody do mieszanki, z
wodą, jak i po dodaniu wody zarobowej.

Niski wskaźnik w/c gwarantuje uzyskanie betonu wysokiej jakości.

Wysoka wartość wskaźnika w/c wpływa bardzo niekorzystnie na szereg właściwości betonu:



niższa wytrzymałość betonu



wyższa porowatość



wyższa nasiąkliwość



niższa mrozoodporność



mniejsza odporność na działanie środowisk korozyjnych



gorsze warunki ochrony stali

domieszki napowietrzające

Są to hydrofobowe związki powierzchniowo-czynne, obniżające napięcie powierzchniowe i
umożliwiające wytworzenie się w mieszance betonowej bardzo drobno dyspersyjnej piany, o
średnicy pęcherzyków około 20 mikrometrów. Pęcherzyki te powinny być rozłożone w całej
masie betonu, w odległościach nie większych niż 0,2 mm. Pęcherzyki przerywają ciąg porów
kapilarnych w betonie, obniżają podciąganie kapilarne wody i zmniejszają nasiąkliwość a tym
samym zwiększają mrozoodporność betonu. Stanowią też one rezerwę objętości dla
zwiększającej objętość zamarzającej w porach wody.

Każdy 1% dodatkowo wprowadzonego powietrza obniża wytrzymałość betonu o około 3-4%, co
należy uwzględnić przy projektowaniu betonu zwiększając c/w. Środki napowietrzające stosuje
się w bardzo małych ilościach, dlatego większość produktów handlowych to roztwory wodne o
bardzo małym stężeniu (20%). Dozuje się je w ilości od 0,02 do 0,5% w przeliczeniu na suchą masę
(Abiesod 84) rozpuszczone w wodzie zarobowej.

Mieszanie powinno trwać co najmniej 3 minuty. Ponieważ uzyskanie dobrego i stabilnego
napowietrzenia jest trudne, opracowano technologię napowietrzania za pomocą mikrobalonów z
polietylenu wypełnionych powietrzem. Mikrobalony o wymiarach mikrometrów, pokryte bardzo
cienka błonką z tworzywa, działają analogicznie jak pęcherzyki przy typowym napowietrzeniu.
Domieszka ma postać białej pasty (zawiesina wodna). Przy jej stosowaniu można wprowadzić

ściśle określoną ilość pęcherzyków i o ściśle określonych wymiarach (20-80 mikrometrów). Jest to
jedna z najdroższych domieszek (Addiment MHK)

domieszki uszczelniające

Zmniejszają absorpcję kapilarną stwardniałego betonu, przez co utrudniają penetrację i przepływ
wody w materiale. Działają one fizycznie oraz chemicznie. Domieszki o działaniu fizycznym
zmniejszają przekrój porów i kapilar i działają głównie uszczelniająco. Domieszki o działaniu
chemicznym wchodzą w reakcję z niektórymi składnikami cementu, tworząc związki
nierozpuszczalne, które wypełniają pustki w betonie.

domieszki przyspieszające

Ich podstawową zaletą jest szybkie przejście betonu ze stanu plastycznego w stan sprężysty.
Powodują znaczne przyspieszenie procesu twardnienia betonu zwiększając przyrost
wytrzymałości betonu. Stosować je należy jedynie w wyjątkowych przypadkach, ponieważ:



skracają czas urabialności betonu;



wywołują skurcze betonu, przez co obniżają wytrzymałość betonu;



mają szkodliwe oddziaływanie na elementy metalowe;



są niebezpieczne dla zdrowia

Domieszki i dodatki przyspieszające wiązanie i twardnienie betonu stosowane są głównie do
produkcji betonów natryskowych, szybkowiążących, wodoszczelnych lub uszczelniających.
Stosowane są w ilości 0,5-5,0% w stosunku do masy cementy, co pozwala osiągać maksymalną
wytrzymałość betonu już po 6 godzinach.

domieszki opóźniające

Przedłużają czas do rozpoczęcia przechodzenia mieszanki betonowej ze stanu plastycznego w
stan sztywny. Dzieje się tak w wyniku zmniejszenia rozpuszczalności składników cementu
(wapnia i glinianów)

domieszki zimowe

Pozwalają na prowadzenie robót betonowych w warunkach obniżonych temperatur, nawet do -
10C

Umożliwiają przebieg reakcji cementu z wodą w temperaturze poniżej zera poprzez:



obniżenie temperatury zamarzania wody w mieszance betonowej;



obniżenie ilości wody zarobowej, co pozwala wykonywać beton z niższym wskaźnikiem
c/w (cement/woda)



przyspieszenie hydratacji cementu i wydzielenie się ciepła hydratacji.

domieszki spęczniające

Tego rodzaju domieszki stosuje się głównie w celu przeciwdziałania skurczowi podczas
utwardzania, lub jeżeli wymaga się uzyskanie specjalnej struktury betonu utwardzonego.

Wyróżniamy domieszki zwiększające objętość betonu:



ekspansywne – powodują w trakcie hydratacji cementu pęcznienie betonu w celu
przeciwdziałania skurczowi. Domieszki te stosuje się głównie w preparatach iniekcyjnych
lub zaprawach kotwiących



wytwarzające gaz – stosowane są głównie przy produkcji betonów komórkowych, gdyż
umożliwiają uzyskanie założonego spęcznienia betonu.



wytwarzające trwałą pianę w śnieżnym betonie – stosowane przy produkcji pianobetonu,
wytwarzają obfitą, trwałą pianę w mieszance betonowej podczas jej mechanicznego
mieszania.

domieszki stabilizujące

Zmniejszają wyraźnie wysączanie wody (tzw. Bluten=krwawienie), osadzanie materiałów
drobnych i osadzanie dodatków, poprawia jednorodność i stabilność. Stosowane w betonach
lekkich, natryskowych, jamistych i samozagęszczalnych.

domieszki do zaczynów iniekcyjnych

Stosuje się je do zaczynów cementowych używanych do napraw konstrukcji betonowych lub
stabilizacji gruntów.

emulsje polimerowe

Dodatek do zapraw i betonów poprawiający przyczepność i wiązanie. Polimerowa emulsja
uszlachetniająca do tynków tradycyjnych, jastrychów, zapraw murarskich, klejowych i fugowych
oraz betonów. Podwyższa przyczepność, wytrzymałość na zginanie i ścieranie.

Dodatki mineralne

Jako dodatki mineralne modyfikujące właściwości betonu stosowane są:



popiół lotny



mielony granulowany żużel wielkopiecowy



pył krzemionkowy

Podstawowy fizyczny mechanizm oddziaływania dodatków mineralnych dodawanych do betonu
to uszczelnianie struktury. Charakteryzujące się wysokim stopniem rozdrobnienia (popiół lotny
oraz pył krzemionkowy) wypełniają przestrzenie między ziarnami cementu, podobnie jak to się
dzieje w przypadku cząstek cementu, które uszczelniają pustki między ziarnami piasku oraz w
przypadku piasku uszczelniającego stos okruchowy kruszywa grubego.

Pył krzemionkowy modyfikuje również strukturę porów w stwardniałym zaczynie cementowym.
Zwiększa się również udział zamkniętych porów żelowych, a maleje udział porów kapilarnych.
Dodatki mineralne powodują, że beton charakteryzuje się wieloma bardzo korzystnymi
właściwościami:



wzrost wytrzymałości początkowej i końcowej;



mała przepuszczalność dla gazów i cieczy;



zwiększona odporność na korozję chemiczną;



zwiększona mrozoodporność.

Zbrojenie rozproszone – włókna stalowe

Celem dozowania włókien stalowych do mieszanki betonowej jest zmiana właściwości
mechanicznych betonu. Beton niezbrojony jest materiałem kruchym, tzn. w wyniku przekroczenia
dopuszczalnych naprężeń rozciągających następuje w nim gwałtowne niekontrolowane kruche
pęknięcie, czego rezultatem jest utrata właściwości użytkowych betonu. Ta niekorzystna cecha
betonu jest w dużej mierze wyeliminowana w żelbecie, gdzie po zarysowaniu betonu naprężenia
przenoszone są przez pręty zbrojenia.

Beton zawierający w swoim składzie włókna tzw. fibrobeton charakteryzuje się przede
wszystkim:



niekruchym, pseudoplastycznym procesem zniszczenia w wyniku czego możliwa jest
kontrola propagacji rys oraz praca elementu zarysowanego jako i integralnej całości mimo
występowania mikrorys;



zdolnością do pochłaniania znacznych ilości energii przy wszystkich obciążeniach
dynamicznych;



poprawą dystrybucji naprężeń przed zarysowaniem matrycy betonowej;



przenoszeniem obciążenia przez włókna po zarysowaniu;



ograniczeniem zarysowań. Propagujące rysy napotykają na włókna, które zatrzymują ich
dalsze powiększanie i rozwieranie się.