Wyroby wibroprasowane:
produkcja, domieszki chemiczne
betonowych konsystencji wilgotnej (o wspó"czynniku
Mimo nasycenia si´ rynku oraz stagnacji w budownictwie w latach
wodno-cementowym 0,30-0,36).
1999-2000, a nast´pnie recesji trwajÄ…cej od 2001 roku do dzisiaj,
Tak niski wspó"czynnik wodno-cementowy mieszan-
które spowodowa"y spadek produkcji wyrobów wibroprasowanych ki betonowej stwarza moŻliwoĘci techniczne uzy-
skiwania stwardnia"ego betonu najwyŻszej jakoĘci,
o 30%, Polska zajmuje drugie miejsce na Ęwiecie pod
zapewniajÄ…c jednoczeĘnie dostatecznÄ… iloĘç wody dla
wzgl´dem wielkoĘci ich produkcji. Jak wykazuje wieloletnie
procesu hydrolizy i hydratacji cementu w betonie.
Z betonu wibroprasowanego produkowane sÄ… niezbro-
doĘwiadczenie praktyczne, stosowanie domieszek chemicznych
jone drobnowymiarowe elementy budowlane przezna-
w technologii produkcji wyrobów wibroprasowanych jest jednym
czone do budowy nawierzchni drogowych, infrastruk-
z najwaŻniejszych sposobów ingerencji technologicznej, a zalety
tury towarzyszącej budowie dróg i autostrad, placów,
parkingów, podjazdów, ciągów ruchu pieszego, hal
domieszek w kszta"towaniu cech ĘwieŻego i stwardnia"ego betonu
fabrycznych, dróg i pasaŻy w obiektach sportowych
sÄ… wr´cz nieocenione.
i rekreacyjnych, a takŻe tworzących ma"ą architek-
tur´ wokó" obiektów w budownictwie indywidualnym,
Beton wibroprasowany w postaci elementów drobno- zespo"ów osiedlowych i miejskich.
wymiarowych dla budownictwa komunalnego, drogo- Z betonu wibroprasowanego w Polsce produkuje si´
wego, a takŻe powszechnego budownictwa wpisa" obecnie bogaty asortyment niezbrojonych elementów
si´ na trwa"e w polski krajobraz i infrastruktur´ dróg, betonowych, które moÅ»na podzieliç na trzy grupy:
miast i osiedli.  betonowÄ… kostk´ brukowÄ… (szacunkowo 60% wy-
MoÅ»na bez fa"szywej skromnoĘci powiedzieç, Å»e produkowanego betonu)
materia" ten stanowi ofert´ przemys"u betonów na  elementy dla budownictwa drogowego: kraw´Å»niki,
XXI wiek. W technologii betonu wibroprasowanego obrzeŻa, p"ytki chodnikowe (ok. 15% wyproduko-
Rys. 1. Produkcja sprzeda-
na betonowych elementów zrealizowa"y si´ marzenia technologów i producentów wanego betonu)
budownictwa komunikacyj-
galanterii betonowej, Żeby moŻliwe by"o w warunkach  elementy dla budownictwa powszechnego i komu-
nego w latach 1991-1999.
przemys"owych formowanie i zag´szczanie mieszanek nalnego: p"yty aÅ»urowe, korytka Ęciekowe, p"ytki
(ęród"o: GUS)
os"onowe, palisady, p"ytki ok"adzinowe, gazony,
bloczki, pustaki, elementy ogrodzeniowe i inne (ok.
1600
600
25% wyprodukowanego betonu.
1400
500
Krajowy rynek wyrobów
1200
z betonu wibroprasowanego
400
1000
W Polsce beton wibroprasowany produkowany jest
od 1976 r., kiedy to w Przedsi´biorstwie  Kom-
800
300
bet  Gdynia uruchomiono lini´ do produkcji ele-
600
mentów wibroprasowanych firmy Henke-Bendorf.
200
Znaczący rozwój technologii betonu wibropraso-
400
wanego nastąpi" jednak dopiero z koł
cem lat 80.,
100
200
kiedy to zacz´"y nap"ywaç do Polski, przewaÅ»nie
0 0 uŻywane, linie technologiczne z Niemiec, Danii,
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Szwecji i W"och.
Gwa"towny rozwój produkcji betonu wibropraso-
tys. m3 mln z"
40
Numer specjalny 2003: Domieszki do betonu
fot. BRUK-BET
wyroby wibroprasowane
3
tys. m
mln z"
Tablica 1. Tablica 2.
Produkcja betonowej kostki brukowej w 1998 r. (globalna Szacunkowy poziom produkcji betonu wibroprasowanego
i w przeliczeniu na 1 mieszkał
ca) w Polsce (lata 2000-2002)
Kraj producent Produkcja WskaÄ™nik produk- Grupa asortymentowa IloĘç m3 betonu w roku [mln]
globalna cji na mieszkał
ca
2000 2001 2002
[mln m2] [m2/osoba]
Betonowa kostka bru- 2,26 1,69 1,50
Niemcy 180,0 2,25
kowa (60% udzia"u)
Polska 25,0 0,68
Elementy dla budow- 0,56 0,42 0,37
Holandia 18,0 1,20
nictwa drogowego
Wielka Brytania 13,0 0,21
(kraw´Å»niki, obrzeÅ»a,
USA 13,0 0,05
p"ytki chodnikowe)
Austria 10,0 0,56
(15% udzia"u)
Australia 10,0 0,56
Elementy dla budow- 0,94 0,70 0,63
Francja 8,0 0,13
nictwa powszechne-
Belgia 8,0 0,81
go i komunalnego (25%
Kanada 8,0 0,28
udzia"u)
Japonia 8,0 0,06
RPA 5,5 0,13 ¸Ä…czna iloĘç betonu 3,76 2,81 2,50
Szwajcaria 4,0 0,58 [mln m3/rok]
wanego w ciÄ…gu kolejnych 10 lat spowodowa", nowej kostki brukowej mia"aby wynosiç ok. 49,9
Że Polska np. w produkcji szacowanej na 25 mln mln m2/rok).
m2 betonowej kostki brukowej sta"a si´ jednym PrzyjmujÄ…c, Å»e przeci´tne zuÅ»ycie cementu na wy-
z czo"owych producentów europejskich, a takŻe produkowanie 1 m3 betonu wibroprasowanego
Ęwiatowych. kszta"tuje si´ na poziomie 320 kg, iloĘç wyprodu-
W tablicy 1 podano wielkoĘci produkcji betonowej kowanego betonu kszta"towa"aby si´ na poziomie
kostki brukowej w krajach  najwi´kszych produ- podanym w tablicy 2.
centach. Szacunkowy spadek produkcji betonu wibropra-
Jak wynika z tablicy 1, Polska znajduje si´ sowanego w roku 2001 wyniós" wi´c 25,3%, zaĘ
w czo"ówce krajów produkujących i wykorzy- w roku 2002 aŻ 34% (w stosunku do roku 2000)
stujÄ…cych betonowÄ… kostk´ brukowÄ…, zarówno jeĘli Zak"adajÄ…c, Å»e z 1 m3 betonu uzyskuje si´ Ęrednio
chodzi o globalny poziom produkcji (2. miejsce 14,5 m2 betonowej kostki brukowej, poziom jej
w Ęwiecie za Niemcami), jak i wskaęnik produkcji produkcji w roku 2000 wyniós" ok. 32,7 mln m2,
na 1 mieszkał
ca (4. miejsce w Ęwiecie za Niem- by w roku 2001 obniÅ»yç si´ do poziomu 24,5
cami, HolandiÄ… i BelgiÄ…). mln m2 i 21,7 mln m2 w roku 2002.
W latach 1989-1999 w Polsce notowano corocz- Prognoza ta jest bardzo bliska prognozie opubli-
nie przyrost produkcji na poziomie 20-30%, co kowanej w 2002 r. przez fi rm´ BOSS Informacje
poĘrednio pokazuje krzywa wzrostu sprzedaŻy ele- Ekonomiczne Sp. z o.o., która w publikacji  Rynek
mentów betonowych dla budownictwa komunika- betonowej kostki brukowej poda"a szacunkową
cyjnego w latach 1991-1999 (wg GUS)  rys. 1. wartoĘç produkcji betonowej kostki brukowej
Stopniowe nasycenie si´ rynku oraz stagna- w 2002 r. na poziomie ok. 20,0 mln m2.
cja w budownictwie (w latach 1999-2000), Wed"ug prognozy tego biura w najbliŻszych
a nast´pnie recesja lat 2001-2002, (która trwa do pi´ciu latach, tj. 2003-2007, wzrost produkcji
dzisiaj), spowodowa"a spadek produkcji szacowa- i sprzedaŻy betonowej kostki brukowej powinien
ny wed"ug róŻnych Ä™róde" o prawie 30%. wynieĘç rocznie 6-7%, co wiÄ…Å»e si´ z niezb´dnymi
Poziom spadku produkcji betonu wibroprasowa- inwestycjami w infrastrukturze komunikacyjnej
nego odzwierciedlajÄ… szacunkowe dane dotyczÄ…ce kraju i prze"amaniem recesji w budownictwie. Po-
zuŻycia cementu do produkcji drobnowymiaro- zwoli to na istotne odbudowanie poziomu produk-
wych elementów betonowych. Wed"ug danych Sto- cji do ok. 30 mln m2/rok i zachowanie bardzo wy-
warzyszenia Producentów Cementu i Wapna, w ro- sokiej pozycji w Ęwiecie.
ku 2000 zuŻycie cementu w tym sektorze produk-
cji betonu wynosi"o 1200 tys. ton, w 2001  ok. Domieszki chemiczne stosowane
903 tys. ton. w produkcji betonu wibroprasowanego
Zak"adając, Że w 2000 r. zuŻycie cementu do celów Jak wykazuje wieloletnie doĘwiadczenie praktycz-
produkcji drobnowymiarowych elementów betono- ne, stosowanie domieszek chemicznych w tech-
wych by"o lekko przeszacowane, a równoczeĘnie nologii betonu wibroprasowanego jest jednym
spad"o zuŻycie cementu w wyniku rozwoju stoso- z najwaŻniejszych sposobów ingerencji technolo-
wania dodatków mineralnych i post´pu technolo- gicznej, a ich zalety w kszta"towaniu cech ĘwieÅ»ego
gii, realny spadek produkcji betonu wibropraso- i stwardnia"ego betonu sÄ… wr´cz nieocenione.
wanego wyniós" ok. 34%. Uznając, Że zuŻycie ce- Obok oddzia"ywania up"ynniająco-plastyfikującego,
mentu jest najbardziej wiarygodnym wskaęnikiem napowietrzającego i hydrofobizującego, domiesz-
iloĘci produkowanego betonu, trudno zgodziç si´ ki chemiczne m.in. poprawiajÄ… zwilÅ»alnoĘç cemen-
z prognozami, opartymi na iloĘci zainstalowanych tu, dodatków mineralnych, kruszyw i pigmentów,
linii wibroprasowania. Prognoza ta wydaje si´ byç u"atwiajÄ… ich homogenizacj´ w mieszance betono-
stanowczo przeszacowana ("Ä…czna produkcja beto- wej, poprawiajÄ… warunki zag´szczania mieszanek
41
budownictwo " technologie " architektura
 dozowane w iloĘci 0,1-0,3% masowych w sto-
sunku do masy cementu i dodatku mineralnego
 domieszki kompleksowe "Ä…czÄ…ce zalety plasty-
fi katorów i Ęrodków powierzchniowo czynnych,
które obniÅ»ajÄ… iloĘç wody zarobowej, poprawiajÄ…
zwilÅ»alnoĘç i propagacj´ sk"adników mieszanki
betonowej, co u"atwia jej homogenizacj´, a takÅ»e
sprzyja post´powi hydratacji cementu  dozowa-
ne w iloĘci 0,15-0,60%
 domieszki hydrofobizujÄ…ce, zapewniajÄ…ce hydro-
fobizacj´ porów kapilarnych, o s"abym dzia"aniu
plastyfi kującym, stosowane rzadko, w iloĘciach
0,4-1,0%
 domieszki kompleksowe "ączące zalety Ęrodków
hydrofobizujÄ…cych i powierzchniowo czynnych,
powodujÄ…ce popraw´ warunków zag´szczania
betonu, obniÅ»ajÄ…ce porowatoĘç ogólnÄ…, a szcze-
betonowych, kszta"tujÄ… odpowiedniÄ… mikrostruktur´ gólnie porowatoĘç kapilarnÄ…, hydrofobizujÄ…ce
i struktur´ porów stwardnia"ego betonu, skracajÄ… pory kapilarne, a w konsekwencji ograniczajÄ…ce
czas zag´szczania i wyd"uÅ»ajÄ… Å»ywotnoĘç urzÄ…dzeÅ‚
sk"onnoĘç do powstawania wycieków wg"´bnych
wibroprasujÄ…cych, a takÅ»e korzystnie wp"ywajÄ… na (stosowane szczególnie cz´sto do warstwy faktu-
trwa"oĘç i estetyk´ betonów kolorowych. rowej)  dozowane w iloĘciach 0,3-0,6%.
Ich stosowanie jest wr´cz nieodzowne przy wykorzy- Prawid"owy dobór domieszek chemicznych (dla
stywaniu dodatków mineralnych, szczególnie tych, kaŻdego cementu i dodatku mineralnego) ma
które wykazujÄ… wysokÄ… wodoŻądnoĘç. znaczenie podstawowe dla ich skutecznego
W technologii betonów wibroprasowanych mogÄ… oddzia"ywania. SkutecznoĘç oddzia"ywania danej
byç stosowane nast´pujÄ…ce grupy domieszek che- domieszki na cement tej samej grupy asortymento-
micznych: wej uzaleÅ»niony jest od nast´pujÄ…cych czynników:
 plastyfikatory, pozwalajÄ…ce na ograniczone zredu-  sk"adu chemicznego i mineralnego cementu i do-
kowanie iloĘci wody zarobowej, popraw´ warun- datku mineralnego, a zw"aszcza zawartoĘci C3A
ków zag´szczania i homogenizacji mieszanek be- (a takÅ»e stosunku C3A/ C4AF) i rozpuszczalnych
tonowych  dozwolone w iloĘci 0,2-0,5% w sto- soli alkalicznych
sunku do masy cementu i dodatku mineralnego  stopnia rozdrobnienia cementu i dodatku mine-
 superplastyfikatory (rzadko stosowane ze wzgl´du ralnego
na niepe"ne wykorzystanie w mieszankach beto-  rodzaju i iloĘci dodawanego siarczanu wapnio-
nowych konsystencji wilgotnej i wymagajÄ…ce wy- wego jako regulatora czasu wiÄ…zania i stosunku
sokiego poziomu dozowania  stosowane w iloĘci C3A/CaSO4
0,3-1,5% masowych w stosunku do sumy masy  iloĘci dodawanej domieszki w stosunku do ce-
cementu i dodatku mineralnego mentu i dodatku mineralnego
 domieszki napowietrzające takŻe o dzia"aniu  charakteru chemicznego domieszki.
plastyfi kujÄ…cym, powodujÄ… lekkie napowietrze- SkutecznoĘç oddzia"ywania domieszek chemicz-
nie dla uzyskania odpowiedniej mrozoodpornoĘci nych na warunki produkcji betonu wibroprasowane-
Tablica 3.
i odpornoĘci na dzia"anie Ęrodków odladzających go uwarunkowana jest jeszcze innymi czynnikami,
wĘród których podstawowe znaczenie posiadają:
 zawartoĘç zaczynu i zaprawy w mieszance beto-
IloĘç zuÅ»ycia domieszek chemicznych [t]
nowej
2000 r. 2001 r. 2002 r.
 sk"ad ziarnowy mieszanki kruszywowej w betonie
Grupa asortymentowa
Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa
oraz kszta"t ziaren kruszywa grubego
konstruk- fakturo- konstruk- fakturo- konstruk- fakturo-
 temperatura.
cyjna wa cyjna wa cyjna wa
Jak wykazują liczne doĘwiadczenia, róŻne do-
betonowa kostka
2138 610 1734 456 1539 405
brukowa
elementy dla
606 76 455 56 401 50
budownictwa drogowego
elementy dla budownic-
1072 - 798 - 718 -
twa powszechnego i ko-
munalnego
sumaryczna iloĘç domie-
3816 486 2987 512 2658 455
szek do warstw [t/rok]
"Ä…czna iloĘç domieszek
4502 3499 3113
chemicznych [t/rok]
Tablica 4.
Prognozowana wielkoĘç Prognozowane zuÅ»ycie domieszek chemicznych [t/rok]
2003 2004 2005 2006 2007
"Ä…czna iloĘç domieszek 3331 3564 3813 4080 4366
42
Numer specjalny 2003: Domieszki do betonu
fot. BRUK-BET
fot. BRUK-BET
4,00 Rys. 2. Szacunkowe zuŻycie
5000
mieszki chemiczne oddzia"ują ze zróŻnicowaną
domieszek chemicznych na
4500
intensywnoĘcią na róŻne cechy toŻsame cemen- 3,50
tle produkcji betonu wibro-
4000
tu i dodatku mineralnego. Na przyk"ad  Żywice
prasowanego
3,00
3500
zawierajÄ…ce grupy sulfonowe NSF (sulfonowany po-
2,50
3000
likondensat naftalenu z formaldehydem) adsorbujÄ…
2,00 2500
si´ na ziarnach C3A, C4AF i CaO. Im wyÅ»sza jest
2000
1,50
wi´c zawartoĘç glinianów i glinoferrytów wap-
1500
1,00
niowych oraz CaO, tym zuŻycie tych domieszek
1000
wzrasta, a regulacja cech reologicznych mieszan-
0,50
500
ki betonowej jest trudniejsza. Zwi´kszenie stop-
0,00 0
2000 2001 2002
nia rozdrobnienia cementu powoduje koniecznoĘç
Roczna produkcja betonu wibroprasowanego
zwi´kszenia iloĘci tych domieszek, Å»eby zachowaç
ZuŻycie domieszek
dobre w"asnoĘci reologiczne zaczynu w odpowied-
nio d"ugim czasie.
Generalnie, domieszki z grupy Żywic sulfonowa- W tablicy 3 przedstawiono przybliŻony szacunek
nych (NSF, MSF, LS, AS) adsorbujÄ… si´ w pierwszej zastosowania domieszek chemicznych w latach
kolejnoĘci na fazie C3A i C4AF z utworzeniem ettrin- 2000-2002, natomiast w tablicy 4 szacunkową
gitu. Dlatego tak waÅ»nÄ… rol´ odgrywa prawid"owy prognoz´ zuÅ»ycia na lata 2003-2007. Na rys. 2
dobór siarczanu wapniowego jako regulatora czasu przedstawiono szacunkowy poziom zuŻycia do-
wiązania cementu do produkcji betonów wibropra- mieszek chemicznych do betonu wibroprasowane-
sowanych. go w latach 2000-2002 oraz na rys. 3 prognoz´ na
ObecnoĘç siarczanów alkalicznych w cemencie, lata 2003-2007.
czy teŻ w dodatkach mineralnych, a takŻe dole- dr inŻ. Witold Brylicki
wanie ich z wodą zarobową korzystnie wp"ywa na Stowarzyszenie Producentów
skutecznoĘç oddzia"ywania Å»ywic sulfonowych, bo- Brukowej Kostki Drogowej w Bydgoszczy
wiem ich obecnoĘç zwi´ksza dost´pnoĘç jonów siar-
czanowych w roztworze, zmniejsza si´ tym samym
udzia" grup sulfonowych domieszki w neutralizacji Literatura
C3A i wi´cej ich pozostaje w roztworze. 1. Brylicki W., Kostka brukowa z betonu wibroprasowa-
Wiązanie jonów siarczanowych w ettrin- nego. Polski Cement, Kraków 1998
git i podwyÅ»szanie alkalizacji roztworu powodu- 2. Schmidt S., Zusatzmittel als  Farbverstäker in far-
je korzystny ich wp"yw wynikajÄ…cy ze zwi´kszenia bigen Betonpfl astersteinen Vortrag zu den Brockhu-
szybkoĘci hydratacji cementu. es  Winterseminaren 1993, Heidelbergen Baustof-
Skrótowe omówienie niektórych czynników ftechnik, Grub H, 1993
decydujÄ…cych o funkcjonowaniu domieszek che- 3. Bielawski J., Rynek produkcji wibroprasowanych
micznych stanowi Ęwiadectwo wysokiego stopnia drobnowymiarowych elementów betonowych w Polsce.
skomplikowania zagadnieł
związanych z optymal- Mat. konf.  Dni Betonu Szczyrk, 8-10 paędziernika
nym doborem domieszek chemicznych w praktyce 2002, Wyd. Polski Cement, str. 673-684
przemys"owej. 4. Raporty i opracowania: Rynek betonowej kostki bru-
Prawid"owy dobór domieszek chemicznych, w tym kowej. BOSS Informacje Ekonomiczne Sp. z o.o.,
domieszek dla poszczególnych warunków i rodzaju Warszawa 2002
asortymentu produkcji betonu wibroprasowanego, 5. Informacje  German concrete and manufactured con-
nie moÅ»e byç dokonywane jedynie w oparciu o kry- crete federation , Bonn 2001
teria ekonomiczne (ceny stosowanych domieszek), 6. Kucharska L., Domieszki up"ynniajÄ…ce w betonie,
Rys. 3. Szacunkowe i pro-
a g"ównie w oparciu o kryteria merytoryczne. przyk"ady zastosował
. Mat. konf.  Beton na progu no-
gnozowane zuŻycie domie-
Dla prognozowania zuŻycia domieszek chemicznych wego milenium , Kraków 9-10 paędziernika 2000,
szek chemicznych do beto-
w produkcji betonu wibroprasowanego przyj´to Wyd. Polski Cement, str. 55-72 nu wibroprasowanego
nast´pujÄ…ce zasady obliczeÅ‚
:
 podstawą do obliczeł
iloĘci zastosowanych do-
5000
mieszek chemicznych b´dzie produkcja betonu
wibroprasowanego (na którÄ… sk"ada si´ 90% be- 4500
tonu na warstw´ konstrukcyjnÄ… w produkcji beto-
4000
nowej kostki brukowej, 95% betonu na warstw´
konstrukcyjnÄ… w elementach dla budownictwa
3500
komunikacyjnego i 100% betonu do produkcji
elementów dla budownictwa powszechnego i ko- 3000
munalnego.
2500
 przeci´tna zawartoĘç domieszki w mieszankach
betonowych na warstw´ konstrukcyjnÄ… wynosi
2000
0,3% w stosunku do masy cementu i dodatku
mineralnego. Natomiast na warstw´ fakturowÄ…
1500
0,6% masowych w stosunku do masy cementu
1000
i dodatku mineralnego
 zuŻycie cementu i dodatku mineralnego na
500
warstw´ konstrukcyjnÄ… wynosi przeci´tnie 380
kg/m3 betonu, natomiast na warstw´ fakturowÄ…
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
450 kg/m3 zaprawy.
43
budownictwo " technologie " architektura
3
ZuŻycie domieszek t/rok
Beton wibroprasowany mln m / rok
t/rok