Domieszki chemiczne

niezbędnym składnikiem

dobrego betonu

dr inż. Krzysztof Pogan

„Składniki dobrego i złego betonu są

dokładnie takie same, a jedynie

umiejętności, poparte przez

zrozumienie wykonywanych czynności

i zachodzących procesów,

są odpowiedzialne za różnice”

– A. M. Neville

„Dobry beton”

• dla producenta betonu towarowego – to mieszanka

betonowa wykonana z najtańszych składników a

sprzedana z jak największym zyskiem,

• dla dostawcy chemii budowlanej – to beton z dużą

ilością domieszek,

• dla robotnika wbudowującego mieszankę betonową –

to tworzywo dające się łatwo ułożyć w szalunku i nie

wymagające wysiłku przy zagęszczaniu (najlepiej –

samozagęszczalna mieszanka),

• dla konstruktora – tworzywo osiągające projektowane

i założone w obliczeniach parametry,

• w hydrotechnice – beton szczelny,
• w drogownictwie, mostownictwie – beton trwały.

BETON

bez plastyfikatora z plastyfikatorem

DOMIESZKI CHEMICZNE

• PLASTYFIKATORY

• UPŁYNNIACZE

• DOMIESZKI USZCZELNIAJĄCE

• DOMIESZKI NAPOWIERTZAJĄCE

• DOMIESZKI OPÓŹNIAJĄCE

• DOMIESZKI PRZYSPIESZAJĄCE

• DOMIESZKI SPĘCZNIAJĄCE

• STABILIZATORY

• DOMIESZKI DO BETONÓW

PODWODNYCH

Reduktory wody

–

plastyfikatory, upłynniacze

wskaźnik w/c



• wzrost wytrzymałości wczesnej i

końcowej

• zmniejszenie skurczu
• wzrost trwałości – obniżenie

nasiąkliwości, poprawa

mrozoodporności, zmniejszenie
karbonatyzacji

ZASADY DZIAŁANIA PLASTYFIKATORÓW

I UPŁYNNIACZY

ZACZYN CEMENTOWY

BEZ DODATKU

PLASTYFIKATORA

• ziarna cementu

naładowane

różnoimiennymi ładunkami

• tendencja do „sklejania

się” cząstek cementu

• utrudnienie zwilżania

wodą, niepełna hydratacja

ZASADY DZIAŁANIA PLASTYFIKATORÓW

I UPŁYNNIACZY

Zaczyn cementowy z

dodatkiem plastyfikatorów

na bazie lignosulfonianów,

melamin, naftalenów

• ładowanie ujemnymi

ładunkami powierzchni
ziaren cementu

• odpychanie

elektrostatyczne

• stopniowe zanikanie

efektu odpychania

Rozpływ mieszanki betonowej B25 w funkcji czasu

mierzony wg DIN 1045

0

10

20

30

40

50

60

70

80

bez

domieszki

10 min.

20 min.

40 min.

60 min.

Mapeplast N10 (0,5%)

Mapefluid N200 (1,5%)

Mapemix N60 (1,2%)

Wytrzymałość na ściskanie betonu

z różnymi domieszkami

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

bez

domieszki

N10

N200

N60

24 godz.

28 dni

ZASADY DZIAŁANIA PLASTYFIKATORÓW

I UPŁYNNIACZY

Zaczyn cementowy z

dodatkiem upłynniaczy na

bazie akrylanów lub eteru

polikarboksylowego

• łańcuch główny

upłynniaczy jest

naładowany ujemnie
(odpychanie
elektrostatyczne)

• łańcuchy boczne o

charakterze obojętnym

skierowane na zewnątrz
(efekt steryczny)

• silny i długotrwały efekt

upłynnienia

ROZWÓJ DOMIESZEK

REDUKUJĄCYCH ILOŚĆ WODY

Rok

Baza chemiczna

Redukcja

ilości wody

1932

naftaleny

15-25 [%]

1939

lignosulfoniany

5-15 [%]

1960

melaminy

5-25 [%]

1993

akrylany

20-30 [%]

1997 eter polikarboksylowy

25-40 [%]

NOWOCZESNE UPŁYNNIACZE MAPEI

DYNAMON, CHRONOS

• DYNAMON SP

• DYNAMON SR

• DYNAMON SX

• CHRONOS VF 131
• CHRONOS VF 136

• silne reduktory wody
• dozowanie: 0,50 – 2,00 % w stosunku

do masy cementu

Przeznaczenie:

• beton towarowy

• prefabrykacja

• beton wysokowartościowy

• betony specjalne

• SCC

UPŁYNNIACZE NA BAZIE POLIKARBOKSYLANÓW

- DYNAMON -

Rozpływ mieszanki betonowej B25 w funkcji czasu

mierzony wg DIN 1045

0

10

20

30

40

50

60

bez

domieszki

10 min.

20 min.

40 min.

60 min.

90 min.

SR 3

SX

Wytrzymałość na ściskanie betonu klasy B25

w funkcji rodzaju cementu i domieszki

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

A

B

C

D

24 godz.
28 dni

cement = 300 kg/m3
A:
CEM I 32,5R
DYNAMON SX = 0,50 %
B:
CEM I 32,5R
DYNAMON SR3 = 0,50 %
C:
CEM II/B-S 32,5R
DYNAMON SX = 0,50 %
D:
CEM II/B-S 32,5R
DYNAMON SR3 = 0,50 %

Wytrzymałość na ściskanie betonu klasy B45

w funkcji rodzaju cementu i domieszki

0

10

20

30

40

50

60

70

80

A

B

C

D

24 godz.
28 dni

cement = 360 kg/m3
A:
CEM I 42,5R (prod. A)
DYNAMON SX = 1,08 %
B:
CEM I 42,5R (prod. A)
DYNAMON SR3 = 1,74 %
C:
CEM I 42,5R (prod. B)
DYNAMON SX = 1,01 %
D:
CEM I 42,5R (prod. B)
DYNAMON SR3 = 1,12 %

Wytrzymałość na ściskanie betonów

z upłynniaczami DYNAMON - prefabrykacja

0

10

20

30

40

50

60

SP 1

SP 2

SP 3

2 dni
7 dni
28 dni

CEM I 42,5R
350 kg/m3
SP 1 - 2,0%
SP 2 - 2,0%
SP 3 - 1,0%
w/c = 0,5
rozpływ 49,5 cm

BETONY SAMOZAGĘSZCZAJĄCE SIĘ

• w/c < 0,50
• klasa wytrzymałościowa > B 50
• podwyższona zawartość cząstek drobnych

poniżej 0,125 mm

• brak segregacji, jednorodność
• bardzo dobra urabialność - długotrwały efekt

upłynnienia, wysoka ciekłość

• własności samozagęszczające
• zdolność do wyprowadzenia powietrza z

mieszanki betonowej

Pomiar konsystencji

mieszanki betonowej SCC

Pomiar konsystencji

mieszanki betonowej SCC

Rozpływ mieszanki betonowej SCC w funkcji czasu

mierzony na stoliku bez wstrząsów

70

72

74

76

78

80

10 min.

20 min.

40 min.

60 min.

A

B

A:
CEM II 42,5 A-L = 362 kg
popiół lotny = 229 kg
DYNAMON SP 3 = 2,2%
Viscofluid SCC/10 = 1,0%
w/c = 0,48
B:
CEM I 42,5R = 360 kg
popiół lotny = 230 kg
DYNAMON SR3 = 1,8%
Viscofluid SCC/10 = 1,0%
w/c = 0,48

Wytrzymałość na ściskanie betonu SCC

w funkcji rodzaju cementu i domieszki

0

10

20

30

40

50

60

70

80

A

B

24 godz.
28 dni

A:
CEM II 42,5 A-L = 362 kg
popiół lotny = 229 kg
DYNAMON SP 3 = 2,2%
Viscofluid SCC/10 = 1,0%
w/c = 0,48
B:
CEM I 42,5R = 360 kg
popiół lotny = 230 kg
DYNAMON SR3 = 1,8%
Viscofluid SCC/10 = 1,0%
w/c = 0,48

CEL STOSOWANIA OPÓŹNIACZY

• opóźnienie reakcji hydratacji na czas transportu

(wydłużenie czasu przerobu mieszanki betonowej),

• w

budowlach

masywnych

-

przesunięcie

piku

temperaturowego na krzywej wydzielania

ciepła na

najcieplejszą porę dnia, w celu zminimalizowania

różnicy temperatury między blokiem betonowym a
otoczeniem

(gdy



T

>

20

o

C

to

istnieje

niebezpieczeństwo

pojawienia

się

rys

temperaturowych),

• w gorące dni - spowolnienie reakcji hydratacji

(wysoka

temperatura

powoduje

bowiem

przyspieszenie narastania

wytrzymałości betonu ale

kosztem

osiągnięcia niższego pułapu wytrzymałości

28-mio dniowej).

EFEKT OPÓŹNIENIA

PRZY RÓŻNEJ TEMPERATURZE

10° C 0,4 %

10

godz.

20 °C 0,4 %

7 godz.

30 °C 0,4 %

5 godz.

Opóźniacz (MAPETARD)

spowalnia reakcję

cementu z wodą przez co wydzielanie ciepła
hydratacji jest mniej intensywne

DLACZEGO NAPOWIETRZAĆ BETON ?

Uszkodzenia powierzchni betonu

spowodowane oddziaływaniem mrozu

i środków odladzających

DZIAŁANIE SOLI ODLADZAJĄCYCH

Czas [min.]

0

1

2

3

4

5

10

15

0

-5

-10

-15

-20

Beton

Sól odladzająca

Lód

lód + sól odladzająca

- 1mm

- 5 mm

Temperatura
[

0

C]

Ograniczenie ciśnienia lodu przez przerwanie systemu

kapilar -

zastosowanie domieszek napowietrzających –

MAPEPLAST PT1

Domieszki redukujące skurcz

• MAPECURE SRA – domieszka

„pielęgnująca”, dodawana do mieszanki
betonowej lub zaprawy w celu
zmniejszenia skurczu i redukcji
powstawania rys;

• EXPANCRETE – domieszka redukująca

skurcz, do wykonywania betonów i
zapraw o skompensowanym skurczu

Wpływ preparatu redukującego skurcz

Przebieg skurczu zapraw modyfikowanych domieszką
MAPECURE SRA

(„0”- zaprawa wzorcowa).

-0,60

-0,50

-0,40

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0

1

2

3

5

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

90

120

czas [dni]

s

k

u

rc

z

[m

m

/m

]

0

SRA 1%

SRA 2%

Wpływ kombinacji domieszek redukujących skurcz

Przebieg skurczu zaprawy modyfikowanej domieszką
EXPANCRETE (2% m.c.) i MAPECURE SRA (2% m.c.)

-0,60

-0,50

-0,40

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0

1

2

3

5

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

90

120

czas [dni]

s

k

u

rc

z

[m

m

/m

]

SRA 2%

2% EXP

2% EXP+2% SRA

0,32

0,18