1. Betony:

1. Klasyfikacja betonów.....................................................................................

2. Beton zwykły...............................................................................................

1. Wiadomości wstępne........................................................................

2. Składniki mieszanki betonu zwykłego...............................................

3. Cechy mieszanki betonowej...........................................................

4. Projektowanie składu mieszanki betonowej........................................

5. Kontrola jakości............................................................................

1.2.5.1. Konsystencja............................................................................

1.2.5.2. Nasiąkliwość i mrozoodporność...................................................

1.2.5.3. Wodoszczelność........................................................................

1.2.5.4. Wytrzymałość na ściskanie. ..........................................................

6. Oznaczenie cech technicznych betonu.........................................................

3. Betony cementowe z kruszywami sztucznymi.........................................

1. Podział betonów z kruszywami sztucznymi..........................................

2. Betony z łupkoporytu..............................................................................

3. Betony z pumeksu hutniczego.............................................................

4. Betony z keramzytu............................................................

5. Zasady ustalania mieszanek betonowych z kruszywami sztucznymi

4. Domieszki do betonów..............................................................................

1. Wiadomości wstępne.............................................................

2. Domieszki uplastyczniające.............................................................

3. Domieszki napowietrzające.............................................................

4. Domieszki opóźniające wiązanie tworzyw cementowych

5. Domieszki przyspieszające wiązanie i twardnienie tworzyw cementowych

6. Domieszki uszczelniające.............................................................

7. Domieszki przeciwmrozowe.............................................................

8. Domieszki barwiące.............................................................

5. Sporządzanie mieszanek betonowych i ich transport.........................................

6. Układanie mieszanki betonowej.............................................................

7. Zagęszczanie mieszanki betonowej.............................................................

8. Pielęgnacja i dojrzewanie betonu

1. Pielęgnowanie w normalnej temperaturze.

2. Pielęgnowanie w okresie zimowym.

3. Metody przyspieszania dojrzewania betonu.

1. Stosowanie cementów szybkotwardniejących.

2. Chlorek wapnia.

3. Obróbka cieplna.

9. Wykonywanie betonów z kruszyw sztucznych.......................................................

1.10. Betony cementowe specjalne.............................................................

1. Betony osłonowe.............................................................

2. Betony o wysokiej wytrzmałości

3. Betony hydrotechniczne.............................................................

4. Betony wodoszczelne

5. Betony odporne na ścieranie.............................................................

6. Betony ognioodporne

7. Styropopiołobeton.............................................................

1. Betony żywiczne.............................................................

2. Betony bitumiczne.............................................................

3. Strużkobeton............................................................

2. Wyroby z zaczynów i zapraw betonowych. .............................................................

10. Klasyfikacja wyrobów.............................................................

11. Wyroby z zapraw i betonów cementowych.............................................................

1. Materiały ścienne.............................................................

2. Materiały stropowe i stropodachowe.............................................................

3. Drobne wyroby z betony dla drogownictwa.................................................

4. Wyroby różne.............................................................

12. Ogólne zasady składowania wyrobów betonowych...............................................

13. Zasady oznaczania niektórych cech technicznych wyrobów z zaczynów, zapraw i betonów............................................................. ...............................................

1. Badania cech technicznych pustaków ściennych ze spoiwem cementowym

2. Zasady badania cech technicznych niektórych prefabrykatów drogowych

1. Klasyfikacja betonów

Określenie „beton” oznacza sztuczny zlepieniec powstały związanie kruszywa za pomocą spoiw lub lepiszcza.

Ze względu na gęstość pozorną betony dzieli się na: ciężkie o gęstości pozornej φ_p>2600 ^kg/_m³, zwykłe o gęstości pozornej φ_p=2000-2600 ^kg/_m³ oraz lekkie o gęstości pozornej φ_p<2000 ^kg/_m³.

Ze względu na zasadniczą funkcję, jaką spełnia beton w budynku lub budowli, rozróżnia się:

• Betony konstrukcyjne (zwykłe) - przeznaczone do przenoszenia obciążeń,

• Betony żaroodporne - przeznaczone do użytkowania w temperaturze powyżej 200^oC,

• Betony wodoszczelne (hydrotechniczne) - przeznaczone do wykonywania zbiorników na ciecze,

• Betony odporne na ścieranie,

• Betony osłonowe - przeznaczone do osłabiania promieniowania jonizującego.

Zasadą klasyfikacji betony może być jego składnik wiążący, np.: beton cementowy, żywiczny, asfaltowy, bądź składnik kruszywowy, np.: beton żwirowy, tłuczniowy, keramzytowy, łupkoporytowy.

Do betonów również zalicza się tworzywa powstałe z zapraw cementowych lub wapiennych spulchnionych za pomocą środków gazotwórczych. Z tej grupy tworzyw betonowych produkuje się w dużych ilościach betony komórkowe, poddawane obróbce cieplnej w autoklawach.

1.2 Beton zwykły

1.2.1 Wiadomości wstępne

C e m e n t jest to spoiwo łączące ziarna kruszywa w betonie w jedną bryłę. Cementy klasyfikuje się wg następujących cech:

• rodzaju klinkieru (wypalonej mieszaniny surowcowej zawierającej głównie krzemiany i gliniany wapniowe) i składu materiałowego,

• marki,

• szybkości twardnienia,

• czasu wiązania,

• właściwości specjalnych.

Do najbardziej znanych i najczęściej stosowanych materiałów wiążących tego typu należą cementy portlandzkie i cementy hutnicze.

C e m e n t p o r t l a n d z k i otrzymujemy ze zmielonych składników: klinkieru cementowego, gipsu i dodatków hydraulicznych. Klinkier cementowy portlandzki otrzymujemy w wyniku wypalania w temperaturze ok. 1400 ⁰C (do spiekania lub topnienia) mieszaniny surowcowej składającej się głównie z wysokozasadowych krzemianów wapniowych, a także glinianów i glinożelazianów wapniowych. W celu regulacji czasu wiązania do zmielonego klinkieru dodaje się 2÷5% surowego gipsu dwuwodnego.

C e m e n t h u t n i c z y otrzymujemy ze zmielonych składników: klinkieru cementowego portlandzkiego, żużla wielkopiecowego granulowanego oraz gipsu (w ilości ok. 6% masy klinkieru) lub jego pochodnych, albo anhydrytu dodawanego w celu regulowania czasu wiązania.

Pojęciem b e t o n u z w y k ł e g o określa się materiał o gęstości pozornej powyżej 2000^kg/_m³, otrzymany w wyniku stwardnienia mieszanki betonowej

M i e s z a n k a b e t o n o w a jest mieszaniną spoiwa cementowego, kruszywa i wody. Mieszanką betonową nazywa się często mieszaninę z zaprawy cementowej z kruszywem grubym (o średnicy ziaren powyżej 2 mm). Mieszanki betonowe mogą być wzbogacone domieszkami lub dodatkami. Dodatki i domieszki służą do nadawania mieszankom lub stwardniałym betonom cementowym określonych właściwości. Przez d o m i e s z k ę rozumie się najczęściej substancję sproszkowaną, dozowaną w ilości ok. 1 % w stosunku do masy cementu, przez d o d a t e k - substancję dozowaną w ilościach większych.

P o r o w a t o ś ć m i e s z a n k i b e t o n o w e j jest to objętość powietrza w zagęszczonej mieszance betonowej z pominięciem powietrza zawartego w kruszywie, wyrażona w kruszywie.

K l a s a b e t o n u jest to symbol literowo-liczbowy określający jakość betonu, odpowiadający gwarantowanej wytrzymałości betonu (w MPa). Rozróżnia betony zwykłe klas: B7,5; B10; B12,5; B15; B17,5; B20; B25; B30; B35; B40; B50 (PN-88/B-06250)

W y t r z y m a ł o ś ć g w a r a n t o w a n a R^G_b b e t o n u jest to wytrzymałość na ściskanie (w Mpa), zapewniona przez producenta z prawdopodobieństwem 95%.

S t o p i e ń m r o z o o d p o r n o ś c i b e t o n u oznacza symbol (np.: F50) klasyfikujący beton u uwagi na jego odporność na działanie mrozu; liczba po literze F oznacza wymaganą liczbę cykli zamrażania i odmrażania próbek betonowych.

S t o p i e ń w o d o s z c z e l n o ś c i b e t o n u oznacza symbol (np.: W4) klasyfikujący beton z uwagi na przepuszczalności wody; liczba po literze W oznacza 10-krotną wartość ciśnienia wody (w MPa) działającego na próbki betonowe.

Rozróżnia się następujące w a r u n k i d o j r z e w a n i a b e t o n u:

• laboratoryjne - temperatura +18^oC i wilgotność względna powyżej 90%,

• naturalne - temperatura średnia dobowa nie niższa niż +10^oC,

• obniżone temperatury - temperatura średnia dobowa od +5^oC do +10^oC

• zimowe - temperatura średnia dobowa poniżej +5^oC

• podwyższonej temperatury - występujące w procesie przyspieszonego dojrzewania

Temperaturę średnią dobową oblicza się ze wzoru:

T_śr = T₇ + T₁₃ + 2T₂₁ / 4

W którym T₇, T₁₃ i T₂₁ - temperatury powietrza zmierzone o godzinie 7^oo, 13^oo i 21^oo.

Podział betonu zwykłego w zależności od wytrzymałości, stopnia mrozoodporności i wodoszczelności:

Klasy betonu	B7,5; B10; B12,5; B15; B17,5; B20; B25; B30; B35; B40; B50
Stopnie mrozoodporności	F25; F50; F75; F100; F150; F200; F300
Stopnie wodoodporności	W2; W4; W6; W8; W10; W12

1.2.2. Składniki mieszanki betonu zwykłego.

Podstawowymi składnikami mieszanki betonu zwykłego są: spoiwo cementowe, kruszywo i woda. Jako s p o i w o stosuje się cementy: portlandzki, portlandzki z dodatkiem żużla lub popiołów lotnych, hutniczy o zawartości żużla do 60% oraz cementy szybko twardniejące.

Główne zastosowanie cementów:

Rodzaj cementu	Zastosowanie
Portlandzki, Portlandzki szybko twardniejący	Konstrukcje monolityczne, prefabrykowane i sprężone
Hutniczy	Konstrukcje masywne
Portlandzki, Portlandzki z dodatkami, hutniczy	Drobnowymiarowe wyroby prefabrykowane
Portlandzki 25, Portlandzki z dodatkami, hutniczy	Elementy nie podgalające obliczeniom statycznym, betony wypełniające, warstwy podkładowe lub wyrównawcze itp.

Dobór marki cementu w zależności od klasy betonu zwykłego:

Marka cementu portlandzkiego (MPa)	Klasa betonu
25 35 45 55	B7,5-B30 B20-B40 B30-B50 Powyżej B40

Jako w y p e ł n i a c z e do mieszanek betonu zwykłego stosuje się kruszywa mineralne (piasek, żwir lub grys oraz ich mieszanki).zaleca się stosowanie kruszywa o marce nie niższej od klasy betonu. Ziarna kruszywa nie powinny być większe niż ¹/₃ najmniejszego wymiaru poprzecznego elementu i ¾ odległości w świetle między prętami zbrojenia, leżącymi w jednej płaszczyźnie prostopadłej do kierunku betonowania.

Trzecim podstawowym składnikiem mieszanki betonowej jest w o d a. Woda jako składnik zapraw i betonów spełnia dwie role: umożliwia wiązanie spoiwa i pozwala uzyskać odpowiednią konsystencję. Są to funkcje wody będącej składnikiem betonu lub zaprawy, czyli w o d y z a r o b o w e j. Ilość jej potrzebna do uwodnienia spoiwa jest stosunkowo nieznaczna w porównaniu z całkowitą ilością wody dodawanej do betonu lub zaprawy. O całkowitej ilości wody decyduje konieczność nadania odpowiedniej konsystencji i urabialności.

Jako wodę zarobową można stosować każdą wodę zdatną do picia oraz wodę z rzek, jezior i innych miejsc pod warunkiem, że odpowiada określonym wymaganiom.

Nie powinno się stosować do betonu wody mineralnej, nie powinna mieć przebarwień, ani nie wydzielać zapachu glinianego, zawierać zawiesin, grudek, liści sierści itp. Wyznaczane papierkiem lakmusowym pH powinno być wyższe lub co najmniej równe 4. ilość siarkowodoru w 1 dm³ nie może przekraczać 20 mg, a siarczanów 600 mg. Dopuszczalna zawartość cukru 500 mg/dm³, a chlorków do 400 mg/dm³.

Wytrzymałość na ściskanie i zginanie próbek betonów zarobionych badaną wodą w stosunku do próbek zarobionych wodą destylowaną powinna wynosić minimum 90%.

Oprócz jakości wody, będącej składnikiem lub betonów, można rozpatrywać jaki wpływ na stwardniały już beton wywiera np.: woda morska, nawilżająca obrzeże betonowe, lub gruntowa w wykopie, stykająca się z ławą fundamentową.

1.2.3. Cechy mieszanki betonowej

Dopuszczenie najmniejszej ilości cementu w mieszance betonowej zagęszczonej mechanicznie. Przy zagęszczaniu ręcznym mieszanki betonowej ilość cementu nie powinna przekraczać:

450 kg/m³ - w betonach klas poniżej B35

550 kg/m³ - w betonach pozostałych klas

Minimalne ilości cementu w betonie:

Beton zwykły	Najmniejsza dopuszczalna ilość cementu (kg) na 1m^3 mieszanki betonowej		Największa dopuszczalna wartość C/W
		beton zbrojony		beton nieuzbrojony
Osłonięty przed bezpośrednim działaniem czynników atmosferycznych (np.: otynkowany).	220	190	1,32
Narażony bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych.	270	250	1,51
Narażony na stały dostęp wody przed zamarzaniem.	190	270	1,81

U r a b i a l n o ś ć m i e s z a n k i b e t o n o w e j nie jest ściśle opisana i nie ma ustalonego miana fizycznego. Powinna być dostosowana do warunków formowania określonych przez:

• kształt i wymiary konstrukcji, elementu lub wyrobu, ilości zbrojenia,

• zakładaną gładkość i wygląd powierzchni betonu.

• sposób układania i zagęszczania mieszanki betonowej (ręcznie przez sztychowanie lub ubijanie, mechanicznie przez wibrowanie, ubijanie, prasowanie i inne).

Dostosowanie urabialności mieszanki betonowej od wymienionych warunków polega na odpowiednim doborze ilości zaprawy i łącznej ilości cementu oraz frakcji kruszywa poniżej 0,125 mm.

Zalecana ilość zaprawy w mieszance betonowej:

Rodzaje konstrukcji, elementów lub wyrobów	Zalecana ilość zaprawy na 1m^3 mieszanki betonowej [dm^3]	Najmniejsza suma objętości absolutnych cementu i ziarn kruszywa poniżej 0,125 mm na 1m^3mieszanki betonowej [dm^3]
Żelbetowe i betonowe konstrukcje masywne o najmniejszym wymiarze przekroju większym od 500 mm i kruszywie 63 mm	400-500	70
Sprężone żelbetowe i betonowe konstrukcje, elementy i wyroby o najmniejszym wymiarze przekroju większym od 60 mm i kruszywie do 31,5 mm	450-550	80
Sprężone żelbetowe i betonowe konstrukcje, elementy i wyroby o najmniejszym wymiarze przekroju 6 mm i kruszywie do 16 mm	500-550	95

K o n s y s t e n c j a jest cechą mieszanki betonowej charakteryzującą jej podatność na przemieszczanie się pod wpływem siły, przy czym jednorodność przemieszczanej mieszanki pozostaje zachowana. Siłą wywołującą przemieszczenie może być ciężar własny mieszanki, lub obciążenie zewnętrzne (np.: podczas pompowania mieszanki). Podatność na przemieszczanie się może być wywołana podczas zagęszczania przy użyciu wibratorów.

Betony o konsystencji półciekłej i ciekłej zaleca się uzyskiwać przez stosowanie domieszek uplastyczniających lub superplastyfikatorów.

Stopnie konsystencji mieszanek betonowych:

Konsystencja mieszanki i jej symbol	Sposoby zagęszczania i warunki formowania (kształt przekroju, ilość zbrojenia)	Wskaźniki według metody
				Ve-be S	stożka opadowego cm
Wilgotna K-1	Mieszanki wibrowane (powyżej 100 Hz) i wibroprasowane; przekroje proste, rzadko zbrojone	Powyżej 28	Metoda nie zalecana
Gęstoplastyczna K-2	Mieszanki wibrowane lub ubijane ręcznie; przekroje proste; rzadko zbrojone	27-14	Metoda nie zalecana
Plastyczna K-3	Mieszanki wibrowane i ręcznie sztychowane: przekroje proste, normalnie zbrojone (1-2,5%) lub mieszanki wibrowane; przekroje złożone, rzadko zbrojone	13-7 metoda zalecana	2-5 metoda dopuszczalna
Półciekła K-4	Mieszanki wibrowane lub ręcznie sztychowane; przekroje złożone, gęsto zbrojone lub ręcznie sztychowane; proste przekroje normalnie zbrojone	Powyżej 6 metoda do-puszczalna	6-11 metoda zalecana
Ciekła K-5 (nie zalecana do stosowania)	Mieszanki ręcznie sztychowane	Metoda nie zalecana	12-15

P o d a t n o ś ć n a z a g ę s z c z a n i e jest cechą określającą zmniejszenie objętości porów powietrznych w mieszance pod wpływem jej zagęszczania . uzyskanie idealnie zwartych betonów jest w rzeczywistości niemożliwe. Dopuszcza się objętość pustek równą 2% - w wypadku mieszanek betonów zwykłych bez dodatków napowietrzających i 4-6% w wypadku mieszanek betonowych z dodatkami napowietrzającymi. Ilość porów należy również od konsystencji mieszanki i sposobu zagęszczania. Wymienione objętości porów dotyczą mieszanek betonowych. Porowatość stwardniałych betonów jest większa.

1.2.4. Projektowanie składu mieszanki betonowej.

Skład mieszanki betonowej można określać metodą doświadczalną lub obliczeniowo-doświadczalną, zapewniającą uzyskanie betonu o wymaganych właściwościach, przy oszczędnym zużyciu cementu. W celu polepszenia właściwości mieszanki betonowej i betonu zaleca się stosowanie domieszek chemicznych. W wypadku betonu o wymaganym stopniu mrozoodporności należy stosować domieszki napowietrzające.

Przy projektowaniu mieszanki betonowej zagęszczanej ręcznie lub mechanicznie przez wibrowanie i dojrzewanie w warunkach naturalnych średnie wymagane wytrzymałości na ściskanie R_w betonu poszczególnych klas przyjmuje się równe wartości 1,3 R^G_b. W razie odmiennych warunków wykonywania i dojrzewania betonu (np.: prasowanie, odpowietrzanie, dojrzewanie w warunkach podwyższonej temperatury) należy uwzględnić wpływ tych czynników na wytrzymałość betonu.

Opracowanie recepty mieszanki betonowej:

• ustalenie wstępnych założeń, takich jak: przeznaczenie i warunki użytkowania betonu, klasa betonu, ewentualne stopnie mrozoodporności i wodoszczelności, warunki formowania urabialności mieszanki betonowej i inne,

• dobór i barania składników betonu,

• ustalenia wstępne składu mieszanki betonowej,

• próby kontrolne, kolejne korekty składu mieszanki i ustalenie recepty laboratoryjnej,

• opracowanie recepty roboczej.

R e c e p t a l a b o r a t o r y j n a określa skład w jednostkach masy na 1m³ mieszanki betonowej (w odniesieniu do kruszywa suchego).

Do celów produkcyjnych należy sporządzić r e c e p t ę r o b o c z ą, uwzględniającą: zawilgocenie kruszywa, pojemność urządzenia mieszającego i sposób dozowania.

Ustalenia wstępne składu mieszanki betonowej opierają się na uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości na ściskanie R_w po 28 dniach dojrzewania betonu, szczelności mieszanki oraz jej konsystencji.

Przewidywaną 28-dniową w y t r z y m a ł o ś ć n a ś c i s k a n i e można obliczyć ze wzoru Bolomeya:

C/W= R_w/A₁ + 0,5 przy C/W mniejszym od 2,5

C/W= R_w/A₂ - 0,5 przy C/W większe/równe 2,5

gdzie:

C - ilość cementu w 1 m³ betonu, kg,

W - ilość wody w 1 m³ betonu, l,

A₁, A₂ - współczynniki zależne od marki cementu i rodzaju kruszywa

Wartości współczynników A₁, A₂

Rodzaj kruszywa	Współczynnik A	Marka cementu (MPa)
				25	35	40	45	50
Naturalne	A1 A2	14 9,5	18 12	20 30	21 14,5	22 15
Łamane	A1 A2	15,5 10,5	20 13,5	22 14,5	24 16	25 17

Druga zależność - warunek szczelności mieszanki betonowej można wyrazić wzorem:

C/P_C + K/P_K + W = 1000 plus/minus 5

Gdzie:

C - zawartość cementu w 1 m³ betonu, kg,

P_C - gęstość cementu, kg/dm³,

K - zawartość kruszywa w 1 m³ betonu, kg,

P_K - gęstość kruszywa, kg/dm³,

W - zawartość wody w 1m³ betonu, l.

Suma absolutnych objętości poszczególnych składników zawartych w 1 m³ daje objętość 1 m³ (1000 l). Każdy ze składników sumy po lewej stronie równania wyraża „absolutną” objętość spoiwa, kruszywa lub wody, tj. objętość samego tworzywa (bez porów i pustek między ziarnami).

Trzecią zależnością, zwaną warunkiem kons7ystencji, wyraża się wzorem:

W = w_k · K + w_c · C

Gdzie:

W - zawartość wody w 1m³ betonu, l,

w_{k -} wskaźnik wodny kruszywa, 1/kg,

K - zawartość kruszywa w 1m³ betonu, kg,

C - zawartość cementu w 1m³ betonu, kg,

w_c - wskaźnik wodny cementu ok. 0,23, l/kg.

W s k a ź n i k i w o d n e oznaczają ilość wody, jaką należy dodać do 1 kg suchego kruszywa (określonej frakcji), aby uzyskać potrzebną konsystencję. Takie „zapotrzebowanie” wody przez piasek, żwir, czy cement nazywa się wodorządnością piasku, żwiru, itp.

1.2.5. Kontrola jakości

1.2.5.1. Konsystencja.

Konsystencję mieszanki betonowej należy sprawdzać nie rzadziej niż dwa razy na każdą zmianę roboczą. Różnica między konsystencją badanej mieszanki w chwili jej układania, a konsystencją wymaganą nie powinna przekroczyć:

plus/minus 1 cm wg stożka opadowego dla konsystencji plastycznej,

plus/minus 2 cm wg stożka opadowego dla konsystencji półciekłej i ciekłej.

plus/minus 20% wartości wskaźnika Ve-Be dla konsystencji gęstoplastycznej i wilgotnej.

1.2.5.2. Nasiąkliwość i mrozoodporność.

Badania kontrolne nasiąkliwości i odporności na działanie mrozu przeprowadza się dla betonów narażonych na wpływ czynników atmosferycznych, jeśli wytrzymałość tych betonów jest mniejsza niż 15 MPa. Badania te przeprowadza się :

1. przed rozpoczęciem produkcji,

2. nie rzadziej niż na 5000 m³ betonu,

3. przy każdej zmianie składników.

Do badań stosuje się próbki przygotowane laboratoryjnie. Badanie nasiąkliwości przeprowadza się również na próbkach wyciętych z konstrukcji.

1.2.5.3. Wodoszczelność.

Kontrolne badania przeprowadza się na próbkach przygotowanych laboratoryjnie wg recepty ustalonej przed rozpoczęciem wykonania betonu, a następnie w czasie prowadzenia robót minimum trzy razy i nie rzadziej niż raz na 1000 m³ ułożonego betonu.

W czasie prowadzenia robót betonowych kontrolę wodoszczelności przeprowadza się na próbkach wykonanych z produkowanego betonu lub wyciętych z konstrukcji.

1.2.5.4. Wytrzymałość na ściskanie.

Wytrzymałość na ściskanie określa się na próbkach kostkowych 15x15x15 cm dojrzewających w warunkach laboratoryjnych (temp. 18 plus/minus 2 ⁰C, wilgotność względna powyżej 90%) i badanych po 28 dniach. Próbki pobiera się w miejscu przygotowania mieszanki z zarobów wybranych losowo. Częstotliwość pobierania próbek wynosi nie mniej niż jedną próbkę na każde 100 zarobów i nie mniej niż jedną na każdą zmianę roboczą lub na każde 50 m³, bądź trzy próbki na każdą partię betonu.

Partia betonu jest to ilość betonu o tych samych wymaganiach, podgalająca oddzielnej ocenie, wyprodukowana w okresie umownym, lecz nie dłuższym niż jeden miesiąc, z tych samych składników, w ten sam sposób i w tych samych warunkach.

Przy stosowaniu obróbki cieplnej betonu w konstrukcjach monolitycznych obowiązują następujące wymagania:

- maksymalna temperatura nie powinna być wyższa niż 70 ⁰C

- odstęp czasu między zabetonowaniem konstrukcji lub jej fragmentu a początkiem podnoszenia temperatury powyżej 20 ⁰C nie powinien być krótszy niż:

4 h przy temperaturze początkowej betonu +20 ⁰C,

6 h przy temperaturze początkowej betonu +10 ⁰C,

8 h przy temperaturze początkowej betonu +5 ⁰C.

- przebieg obróbki cieplnej powinien być tak dobrany, aby wytrzymałość betonu poddawanego tej obróbce w stosunku do wytrzymałości tego samego betonu dojrzewającego w normalnych warunkach wynosiła minimum 90% (w odniesieniu do wytrzymałości po 28 dniach).

1.2.6. Oznaczenie cech technicznych betonu.

Wytrzymałość betonu na ściskanie sprawdza się na próbkach podanych w tabeli. Jeżeli próbki wycinane z konstrukcji, elementy lub wyrobu, dopuszcza się próbki w kształcie sześcianu o powierzchni przekroju nie mniejszej niż 50 cm².

Typy i wymiary próbek betonowych.

Parametry	Próbka sześcienna typu:
		A	B podstawowa	C
Wymiar boku (mm) Zastosowanie do frakcji kruszywa poniżej (mm) Powierzchnia przekroju próbki (cm^2) Współczynnik przeliczeniowy wytrzymałości ω ze względu na wymiary próbek	200 63 400 1,05	150 31,5 225 1,00	100 16 100 0,90

Beton w formach, posmarowanych środkiem antyadhezyjnym, należy układać i zagęszczać w taki sam sposób, jaki stosowano przy betonowaniu wyrobu, elementu lub konstrukcji. Po zagęszczeniu mieszanki betonowej w formie należy usunąć nadmiar mieszanki i wygładzić powierzchnię przez zatarcie. Próbki przed i po rozformowaniu należy przechowywać w warunkach najbardziej zbliżonych do warunków dojrzewania betonu w wyrobie, elemencie lub konstrukcji, z uwzględnieniem ewentualnej obróbki cieplnej. Jeśli beton w elemencie dojrzewa w warunkach naturalnych, to próbki można przechowywać w warunkach laboratoryjnych. Przy stosowaniu obróbki cieplnej temperatura betonu w próbkach powinna być zbliżona do temperatury betonu w obiekcie. Jeśli betonowanie i dojrzewanie betonu odbywa się w warunkach obniżonej temperatury (5-10⁰C), próbki należy przechowywać w warunkach zbliżonych, do tych, w jakich dojrzewa beton w obiekcie, przez okres 1 dnia - w wypadku cementu szybko twardniejącego, 5 dni - dla cementu portlandzkiego, 8 dni - dla cementu hutniczego.

Do wykonania próby ściskania należy stosować prasy wytrzymałościowe z płytami oporowymi, mającymi znaki ułatwiające osiowe ustawienie próbki.

Próbki sześcienne umieszcza się w prasie bez podkładek w pozycji odwróconej o 90⁰ w stosunku do kierunku formownia; płaszczyzna, która była wyrównywana podczas formowania próbki, powinna znajdować się z boku. Wzrost siły obciążającej próbkę powinien odpowiadać prędkości przyrostu naprężenia równej 0,5 MPa/s. Za wynik badania przyjmuje się największe obciążenie przeniesione przez próbkę w czasie próby ściskania. Obliczenie wytrzymałości na ściskanie R_i badanej próbki należy wykonać z dokładnością do 0,1 MPa wg wzoru:

R_i = ω10F/A [MPa]

Gdzie:

F - siła niszcząca próbkę

A - powierzchnia rzeczywista przekroju próbki, cm²,

ω - współczynnik przelicznikowy ze względu na wymiary próbek.

Do pomiarów rzeczywistych próbek wycinanych należy stosować uniwersalne przyrządy pomiarowe.

Jeśli wykorzystuje się wyniki badania wytrzymałości betonu na ściskanie na próbkach wykonanych w formach walcowanych o średnicy i wysokości równej 160 mm do przeliczania wytrzymałości na próbkę podstawową typu B należy przyjmować współczynnik ω=1,15. ocenę wytrzymałości na ściskanie betonu danej partii należy przeprowadzić sposobem:

Jeśli liczba kontrolowanych próbek n<15, powinien być spełniony następujący warunek:

R_{i min} > α R^G_b

Gdzie:

R_{i min} - najmniejsza wartość wytrzymałości w badanej serii n próbek, MPa,

R^G_b - wytrzymałość gwarantowana, Mpa,

α - współczynnik zależny od próbek n tak jak w tabeli.

1.3 Betony cementowe z kruszywami sztucznymi.

1.3.1 Podział betonów z kruszywami sztucznymi.

Ze względu na strukturę i układ ziaren w betonie rozróżnia się betony zwarte, półzwarte i jamiste.

B e t o n z w a r t y to taki, w którym wolne przestrzenie między ziarnami kruszywa są wypełnione zaprawą cementową w ilości nie mniejszej niż 85% ich objętości.

B e t o n p ó ł z w a r t y to taki, którym w ogólnej ilości kruszywa zawartość frakcji ziarn mniejszych niż 4 mm wynosi co najmniej 15% i w którym mniej niż 85% przestrzeni między ziarnami jest wypełnione zaprawą.

B e t o n j a m i s t y to taki, który jest wykonany z kruszywa grubego o średnicy powyżej 4 mm, a zaczyn cementowy jedynie pokrywa ziarna kruszywa i spaja je ze sobą.

W zależności od rodzaju kruszywa sztucznego o ziarnach większych niż 4 mm rozróżnia się beton: z łupkoporytu, z pumeksu hutniczego, z keramzytu, glinoporytu lub z mieszaniny tych kruszyw. Skład mieszanki betonowej z kruszyw sztucznych uzupełnia się często dodatkiem popiołów lotnych.

W zależności od gęstości pozornej w stanie suchym betony z kruszyw sztucznych dzieli się na następujące odmiany: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 i 2,0. Liczby oznaczają górną granicznoą wartość gęstości pozornej betonu danej klasy wyrażoną w kilogramach na decymetr sześcienny [^kg/_dm³].

W zależności od klasy wytrzymałościowej rozróżnia się betony klas: LB2,5; LB5; LB7,5; LB10; LB12,5; LB15; LB17,5; LB20; LB25; LB30.Mieszanki betonów z kruszyw sztucznych mogą mieć konsystencję wilgotną, gęstoplastyczną i plastyczną. Z betonów z kruszyw sztucznych wykonuje się przegrody ścienne i elementy konstrukcji budynków. Mogą one służyć do produkowania materiałów ściennych, pustaków, płyt stropowych i elementów zbrojenia.

1.3.2 Betony z łupkoporytu.

Betony te charakteryzują się największą wytrzymałością spośród betonów lekkich. Skład betonów z łupkoporytu o różnej wytrzymałości umownej i konsystencji gęstoplastycznej podane jest w tabeli.

Skład mieszanek betonu z łupkoporytu:

Klasa betonu	Uziarnienie kruszywa		Skład 1 m^3 mieszanki betonu kg					Gęstość pozorna w stanie powietrzno-suchym ^kg/m^3
		mm	% wagi	łupkoport	cement 35	popiół lotny	piasek		woda
LB5	<4 4÷8 8÷16	20 40 40	980	230	110	-	225	1930
LB10	<4 4÷8 8÷16	50 25 25	960	260	150	250	270	1660
LB15	<4 4÷8 8÷16	50 25 25	960	300	160	250	280	1700

Skurcz betonów półzwartych i zwartych z łupkoporytu po 120 dniach przechowywania w warunkach powietrznosuchych może dochodzić do 0,5 mm/m, a skurcz końcowy (360 dni) do 0,8 mm/m. współczynnik przewodności cieplnej

λ= 0,58÷0.84 W/(m·^oC), a nasiąkliwość do 20% wagi. Betony z łupkopotytu są odporne na działanie mrozu i poddane 25 cyklom zamrażania do temperatury -20^oC (w stanie pełnego nasycenia wodą) nie wykazują większego spadku wytrzymałości niż 20%, a ubytek masy nie przekracza 5% wagi. Duża jednorodność kruszywa, mała zawartość składników szkodliwych i znaczna wytrzymałość betonu powodują, że kruszywo to znajduje zastosowanie głównie do betonów izolacyjno konstrukcyjnych.

1.3.3 Betony z pumeksu hutniczego.

Do betonów z pumeksu hutniczego nie zaleca się dodawać piasku naturalnego, gdyż zwiększa to gęstość pozorną, a nie wpływa w sposób zasadniczy na jego wytrzymałość. Dużą porowatość i szorstkość ziaren kruszywa powodują, że mieszanka betonowa jest trudno urabialna. Urabialność mieszanki można poprawić poprzez dodatek popiołu lotnego w ilości 200÷300 ^kg/_m³. skurcz betonów półzwartych po 120 dniach przechowywania w warunkach powietrznosuchych dochodzi do 0,5 mm/m a skurcz końcowy (360 dni) do 0,8 mm/m. współczynnik przewodności cieplnej dla betonów z pumeksu hutniczego λ= 0,49÷0.64 (W/m·^oC), mają więc lepsze właściwości termoizolacyjne w porównaniu z innymi betonami lekkimi o tej samej gęstości pozornej. Nasiąkliwość ich wynosi 10÷20% wagi. Wilgotność ustabilizowana (w stanie powietrznosuchym) jest niższa w porównaniu z innymi betonami lekkimi i wynosi 4÷5% wagi. Są one odporne na działanie mrozu, mimo znacznej porowatości kruszywa.

Beton pumeksowy stosuje się głównie do produkcji elementów ściennych.

1.3.4 Betony z keramzytu.

W warunkach przemysłowych uzyskuje się betony klasy LB5÷LB15. skurcz betonów keramzytowych po 120 dniach wynosi 0,6 mm/m w betonach jamistych i 0,5 mm/m w betonach półzwartych i zwartych. Skurcz końcowy może dochodzić do 0,8 mm/m w półzwartych i zwartych. Współczynnik przewodności cieplnej betonu keramzytowego λ wynosi od 0,54 W/(m·^oC) przy gęstości pozornej 1200 ^kg/_m³, do 0,90 W/(m·^oC) przy gęstości pozornej 1600 ^kg/_m³. Beton z keramzytu jest odporny na działanie mrozu. Nasiąkliwość betonu keramzytowego wynosi 10÷25% wagi. Stosuje się go do wykonywania betonów izolacyjnych i konstrukcyjnych.

Skład mieszanki betonów z keramzytów o konsystencji gęstoplastycznej, z uwzględnieniem klasy kruszywa podany jest w tabeli.

Skład mieszanek betonów z keramzytu.

Klasa betonu	Skład 1 m^3 mieszanki betonu, Kg							Gęstość pozorna betonu w stanie powietrzno-suchym. ^kg/m^3
		cement 35	popiół lotny	keramzyt mm			piasek		woda
						<4				4÷8	8÷16
LB5	280	-	400	200	200	-	160	1150
LB7,5	370 320	- 100	400 400	200 200	200 200	- -	180 190	1300 1350
LB10	410 360	- 100	400 400	200 200	200 200	- -	190 200	1340 1400
LB15	280 330	- -	- -	300 290	300 290	600 580	170 180	1590 1610

1.3.5 Zasady ustalania mieszanek betonowych z kruszywami sztucznymi.

Orientacyjnie można przyjmować, że ilość kruszywa K na 1 m³ betonu wynosi:

K= 1,1 ρ_nz ^kg/_m³

ρ_nz - gęstość nasypowa kruszywa w stanie zagęszczonym (przez ubijanie lub wibrowanie) ^kg/_m³.

Jeżeli jest znana gęstość pozorna betonu w stanie suchym ρ_bn to ilość kruszywa K można również obliczyć w przybliżeniu:

K= ρ_bn - (1,2C + P) ^kg/_m³

Gdzie:

C - ilość cementu, ^kg/_m³,

P - ilość ewentualnego dodatku popiołu lotnego, ^kg/_m³.

I l o ś ć c e m e n t u C na 1 m³ betonu należy przyjmować w pierwszym przybliżeniu orientacyjnie wg wytycznych podanych w tabeli: „Skład mieszanek betonów z keramzytu”. Według danych podanych w tabeli należy wykonać co najmniej trzy mieszanki próbne z różnymi ilościami cementu (różniącymi się ok. 30-50 kg). W razie użycia cementu marki 25 należy ilość cementu przyjąć większą o 15-20%. Jeżeli użyto cement marki 45, należy ilość cementu zmniejszyć 8-10%. Dokładną ilość cementu ustala się przez interpolowanie po uzyskaniu i uwzględnieniu wyników wytrzymałości na ściskanie betonu po 28 dniach dojrzewania. Wytrzymałość na ściskanie betonu wykonanego z cementu marki 35 po 7 dniach twardnienia w warunkach normalnych wynosi: 70% R₂₈ w betonach półzwartych i zwartych, 60% R₂₈ w betonach zwartych z dodatkiem popiołów lotnych.

Urabialność mieszanki betonowej, zagęszczanie oraz szczelność można polepszyć poprzez dodanie popiołu lotnego. Dodatek ten wpływa korzystnie na zwiększenie wytrzymałości, zwłaszcza betonów o małej zawartości cementu. Zaleca się stosowanie dodatku popiołów lotnych do betonów z łupkoporytu i pumeksu o wymaganej wytrzymałości na ściskanie powyżej 10 MPa. Orientacyjne i l o ś c i p o p i o ł u l o t n e g o należy przyjmować według wytycznych z tabel: „Skład mieszanek betonów z keramzytu” i „Skład mieszanek betonu z łupkoporytu”. Jako ogólne zalecenia należy stosować zasadę, aby łączna ilość popiołu i cementu nie przekraczała 550 kg w 1 m³ betonu. Zawartość cementu w lekkich betonach zbrojonych nie powinna być mniejsza niż 300 ^kg/_m³.

I l o ś ć w o d y ustala się doświadczalnie. W wypadku betonu jamistego wynosi ona przeciętnie 140-170 ^dm/_m³. Optymalnej ilości wody towarzyszy pojawienie się lśniącego połysku na powierzchni ziarn kruszywa. Należy jednak zwracać uwagę, aby zaczyn cementowy w wyniku nadmiaru wody podczas zagęszczania mieszanki betonowej nie wykazywał tendencji do spływania ziarn z kruszywa. W wypadku betonu półzwartego przeciętna ilość wody wynosi 200-250 ^kg/_m³, a dla betonu zwartego 260-320 ^kg/_m³.

G ę s t o ś ć p o z o r n ą mieszanki betonowej ρ_p oznacza się, dzieląc sumaryczną masę składników przez objętość betonu i mnożąc ją przez 1000.

ρ_p =[C₁ + K₁ + P₁ + W₁ : V₁] · 1000 ^kg/_m³,

Gdzie:

C₁ - masa cementu w mieszance próbnej, kg,

K₁ - masa kruszywa w mieszance próbnej, kg,

P₁ - masa popiołu lotnego w mieszance próbnej, kg,

W₁ - masa wody w mieszance próbnej, kg,

V₁ - objętość mieszanki betonu zarobu próbnego, dm³.

S k ł a d b e t o n u oblicza się, dzieląc masę poszczególnych składników zarobu próbnego przez objętość zarobu V₁ i mnożąc przez 1000. przeliczenie składu 1 m³ betonu z zastosowaniem kruszywa o określonym zawilgoceniu wykonuje się wg wzoru:

K₂ = K · a :100 + K

Gdzie:

K₂ - ilość kruszywa wilgotnego, ^kg/_m³,

K - ilość kruszywa suchego, ^kg/_m³,

a - wilgotność kruszywa, % wagi.

R e c e p t ę r o b o c z ą n a j e d e n z a r ó b b e t o n i a r k i oblicza się dzieląc ilość poszczególnych składników przez 1000 i mnożąc przez roboczą pojemność betoniarki.

1.4 Domieszki do betonów

1.4.1 Wiadomości wstępne.

O jakości betonu często decydują domieszki mineralne (np.: popioły lotne, które muszą być sprawdzone, czy nie zawierają naturalnych pierwiastków promieniotwórczych) i domieszki chemiczne w mieszance betonowej.

D o m i e s z k i c h e m i c z n e do mieszanki betonowej dzieli się na: uplastyczniające, superplastyfkatory, napowietrzające, przyśpieszające twardnienie, przeciwmrozowe, opóźniające wiązanie oraz domieszki uszczelniające, barwiące beton, pozwalające na wykonywania betonu w temp bliskiej 0^oC, upłynniacze.

Główne zastosowania domieszek chemicznych:

Zastosowanie	Domieszki
Betony do wyrobów elementów i konstrukcji żelbetowych i sprężonych, w szczególności gęsto zbrojonych i cienkościennych.	Uplastyczniające i superplastyfikatory
Betony, do których wymagana jest odporność na działanie mrozu, w szczególności betony narażone na stały dostęp wody przed zamarzaniem	Napowietrzające (Abiesod P1)
Betony, do których wymagany jest szybki przyrost wytrzymałości bez obróbki cieplnej (wykonywane w warunkach niskiej temperatury)	Przyspieszające twardnienie (Rapidbet), przeciwmrozowe
Betony, od których wymagane jest opóźnione wiązanie i twardnienie	Opóźniające wiązanie i twardnienie
Betony, od których wymagana jest duża wodoszczelność i mała nasiąkliwość	Uszczelniające (Hydrobet)

1.4.2 Domieszki uplastyczniające.

Ze względu na sposób działania rozróżnia się:

• jonowe domieszki powierzchniowo czynne, do których należą: mydła żywiczne, sodowe lub potasowe sole kwasów abitynowych, sodowe lub wapniowe ługi posulfitowe, sole węglowodorów sulfonowych,

• niejonowe domieszki powierzchniowo czynne, np. eter poliglikolu.

Najczęściej stosowanymi domieszkami uplastyczniającymi są produkty z wywarów lignosulfonowych otrzymywanych jako wtórne surowce przemysłu celulozowego.

Szczególnie skuteczne upłynnienie mieszanki betonowej zapewnia stosowani superplastyfikatorów. W skład superplastyfikatorów wchodzą aromatyczne pochodne kwasu sulfonowego, ługu posiarczynowego i wodne roztwory żywic meleminowo-formaldehydowo-siarczanowych. Domieszki superplastyfikatorów do mieszanki betonowej o konsystencji gęstoplastycznej powodują zmianę konsystencji na ciekłą. Po upływie kilkudziesięciu minut zanika działanie domieszki. Czas ten wystarcza na wykonanie operacji mieszania, transportu, układania i zagęszczania. Domieszki superplastyfikatorów nie wywołują ujemnych zmian wytrzymałościowych betonu. Do grupy domieszek uplastyczniających produkowanych w Polsce należą preparaty o nazwach handlowych: Klutan, Upłynniacz SK-1, Betoplast.

K l u t a n jest to lignosulfonian wapnia, sodu lub potasu. Ma on postać proszku o barwie brązowej, jest łatwo rozpuszczalny w wodzie. Otrzymuje się go z odcukrzonych wywarów posiarczynowych, które stanowią odpad przy produkcji celulozy z drewna. Klutan dodaje się w i ilości ok. 1,5 % masy cementu.

U p ł y n n i a c z SK-1 bezbarwny lub jasnosłomkowy 20% roztwór żywicy meleminowo-formaldehydowo-siarczanowej. Jest trwały w temperaturze 5÷40^oC, jest niepalny i nie powoduje korozji zbrojenia. Upłynniacz SK-1 dodany w ilości 0,5÷2% w stosunku do masy cementu powoduje zwiększenie ciekłości mieszanki betonowej.

B e t o p l a s t y produkuje się w postaci płynnej (Betoplast 1) i w postaci sproszkowanej (Betoplast 2 i Betoplast 2a). Są to produkty niepalne i nie koordynujące stali zbrojeniowej.

Betoplast 1 jest brązowym 30% roztworem wodnym związków organicznych, który dodaje się do wody zarobowej w ilości 1÷2% masy cementu.

Betoplast 2 i 2a są proszkami o barwie kremowej, dobrze rozpuszczają się w wodzi. Dodaje się je do wody zarobowej w ilości 0,5÷1,25% masy cementu. Betoplast 2a jest przeznaczony do mieszanek o konsystencji ciekłej i zawiera składnik przeciwpieniący.

1.4.3. Domieszki napowietrzające.

Są to hydrofobowe związki powierzchniowo czynne, wykazujące zdolność drobnopęcherzykowej trwałej piany. Domieszki te powodują hydrofobizowanie ziarn cementu i drobnoziarnistych wypełniaczy, a jednocześnie obniżają napięcie powierzchniowe na zwilżonej powierzchni. Do grupy domieszek napowietrzających należą preparaty o nazwach handlowych Abiesod P1 i Abiesod 70. podstawowym składnikiem tych preparatów jest abietynian sodu (sodowa sól kwasu abietynowego)lub abietynian potasu lub lignosulfoniany sodowe lub potasowe. Podczas mieszania preparatów z wodą zarobową tworzą się pęcherzyki powietrza o wielkościach 20÷300 um. Pęcherzyki te rozmieszczone równomiernie w mieszance betonowej uplastyczniają ułatwiając układanie i zagęszczanie. Pęcherzyki powietrza powodują przerwanie naczyń włoskowatych (kapilar) w stwardniałym betonie, co powoduje zmniejszenie nasiąkliwości betonu, a tym samym zwiększenie odporności na działanie mrozu, w porównaniu z betonem wyprodukowanym bez domieszki. Abiesod dodaje się w ilości do 0,25% masy cementu mieszając z wodą zarobową. Beton z domieszką Abiesodu zawiera 3÷5% objętości porów powietrznych i dlatego nazywany jest betonem napowietrzonym.. szczególnie celowe jest stosowanie domieszki Abiesodu do betonów o małej zawartości cementu, bądź betonów z kruszyw porowatych. Abiesod P-1 jest cieczą o zabarwieniu ciemno-brązowym. Abiesod 70 jest cieczą oleistą o barwie brązowej.

1.4.4. Domieszki opóźniające wiązanie tworzyw cementowych.

Domieszki opóźniające wiązanie stosuje się w razie konieczności ograniczenia przerw roboczych, betonowania dużych objętości w warunkach letniego lub gorącego klimatu, bądź w razie potrzeby dokładnego wiązania warstw betonu. Jako domieszki opóźniające wiązanie stosuje się lignosulfoniany wapnia, sodu, potasu. Parametrem do opóźnienia wiązania zaczynów cementowych dopuszczonym do stosowania w budownictwie jest R e t a r b e t. W skład preparatu wchodzą rozpuszczalne w wodzie sole żelaza i wapnia. Retarbet przygotowuje się w postaci sproszkowanej o dostarcza się w workach 50 kg. preparat ten powinien być przechowywany w pomieszczeniach suchych. Maksymalny okres przechowywanie to 6 miesięcy.

Opóźnienie wiązania tworzyw cementowych można osiągnąć domieszką rozpuszczalnych w wodzie soli kwasu fosforowego, dozowanych w ilości 0,1÷1% w stosunku do masy cementu. Podobne efekty można uzyskać w ilościach nie większych iż 0,05% masy cementu.

1.4.5. Domieszki przyspieszające wiązanie i twardnienie tworzyw cementowych.

Domieszki przyspieszające wiązanie stosuje się w celu wywołania natychmiastowego wiązania cementu, bądź w celu przyspieszenia okresu twardnienia bez wywoływania natychmiastowego reagowania składników mieszanki.

Najczęściej stosowanymi domieszkami przyspieszającymi wiązanie i twardnienie są c h l o r k: wapnia, sodu lub potasu. Dodatek ok. 2% chlorku wapnia skraca czas wiązania o ok. 30÷40%. Podczas wiązania wydziela się znaczna ilość ciepła. Obecność chlorków w betonie sprzyja korozji stali, stąd w wielu konstrukcjach stosowanie domieszki chlorków nie jest wskazane. Osłabienie korozyjnego działania chlorków osiąga się przez wprowadzenie inhibitorów korozji, np. azotynu sodu. Korozyjne działanie chlorków powoduje ograniczenia ich do stosowania do ilości nie przekraczających 2% masy cementu - do konstrukcji żelbetowych i 4% masy cementu - do betonów niezbrojonych. Stosowanie chlorku wapnia jest celowe przy betonowaniu przy obniżonej temperaturze. Domieszek chlorków nie wolno stosować w konstrukcjach sprężonych, do konstrukcji mostowych oraz żelbetowych konstrukcji wsporczych do przewodów elektrycznych.. Domieszki chlorku wapnia powoduje zmniejszenie odporności na działanie mrozu, natomiast zwiększa wodoszczelność betonu oraz polepsza urabialność mieszanki betonowej.

Domieszkami wywołującymi natychmiastowe przyspieszenie wiązania są r o z - t w o r y z w i ą z k ó w s o d o w y c h. Jedną z takich domieszek jest s z k ł o w o d n e w ilości ok. 5% w stosunku do masy cementu. Domieszki preparatów sodowych powodują obniżenie końcowej wytrzymałości betonu, lecz przyspieszają wiązanie i umożliwiają osiąganie dużej wytrzymałości w pierwszym okresie dojrzewania. Celowe stosowanie jest tych domieszek do robót zabezpieczających i uszczelniających w razie powstawanie rys i pęknięć budowli lub do gruntownych podłoży budowli.

Preparatem stosowanym na skalę przemysłową, powodującym przyspieszanie wiązania betonu w warunkach naturalnych lub w warunkach naparzania betonu, jest R a p i d b e t . Jest to mieszanina soli nieorganicznych i dodatku uplastyczniającego. Użycie tego preparatu w ilości 1,5÷2,5% w stosunku do masy cementu zwiększa wytrzymałość betony i przyspiesza twardnienie, nie wywołuje korozji stali zbrojeniowej.

Preparat o nazwie handlowej A k c e l b e t jest sproszkowaną mieszaniną soli nieorganicznych z dodatkiem uplastyczniającym. Dozuje się go w takiej ilości jak Rapidbet. Stosowanie wymienionych preparatów umożliwia oszczędność w zużyciu cementu do 10%.

Dodatek o nazwie F u r m i b e t, przyspieszający twardnienie betonu ma postać jasnobeżowego proszku rozpuszczalnego w wodzie. Jest przeznaczony do zbrojenia betonów monolitycznych i betonów elementów prefabrykowanych. Niedopuszczalne jest stosowanie preparatu w częściach budowli narażonych na wymywające działanie wody. Furmibet powinien być dozowany do wody zarobowej w ilości do 4% masy dozowanego cementu. Umożliwia on zmniejszenie ilości wody w mieszance o 10÷15% w porównaniu z mieszanką o takiej samej konsystencji sporządzonej bez preparatu. Furmibet przyspiesza twardnienie betonu, nie powodując obniżenia jego wytrzymałości.

1.4.6. Domieszki uszczelniające.

Domieszki uszczelniające stosuje się w celu zmniejszenia nasiąkliwości i przesiąkliwości betonu. Efekt uszczelnienia można osiągnąć przez mechaniczne wyeliminowanie porów dodatkiem b e t o n i t u. Pomocne są również dodatki g l i n o - w y c h, w a p n i o w y c h lub a m o n o w y c h s o l i k w a s ó w t ł u s z c z o - w y c h.

Preparatem uszczelniającym jest H y d r o b e t produkowany w postaci sproszkowanej z betonitu i substancji hydrofobowych. Hydrobet dozuje się po wymieszaniu z wodą zarobową w ilości 1,5÷2% masy cementu.

1.4.7. Domieszki przeciwmrozowe.

Domieszki przeciwmrozowe umożliwiają produkcję betonu i roboty betoniarskie w temperaturze poniżej 0^oC. Do grupy tych domieszek należą c h l o r k i, wśród których najczęściej jest stosowany chlorek wapnia. Aby ograniczyć korozyjne oddziaływanie roztworów solnych na stal zbrojeniową, stosuje się jako dodatek do mieszanki betonowej węglan potasu w ilości 2÷3% masy dozowanego cementu lub węglan sodu w ilości 3÷6% masy cementu. Stosuje się również mieszaniny wymienionych soli z dodatkami uplastyczniającymi.

1.4.8. Domieszki barwiące.

Domieszki barwiące są najczęściej pochodzenia nieorganicznego. Niezbędnym warunkiem stosowania tych barwników jest ich odporność na działanie alkaliów oraz zapraw wapiennych lub cementowych. Warunkom tym odpowiadają barwniki żelazistoziemne o różnych odmianach barw żółtych, brunatnych i czerwonych. Dobrą domieszką barwiącą jest dobro zmielona mączka ceglana.

1.5. Sporządzanie mieszanek betonowych i ich transport.

Sporządzanie mieszanek betonowych obejmuje szereg czynności, do których należą:

• gromadzenie i składowanie kruszywa, cementu, wody oraz dodatków i domieszek,

• dozowanie tych składników,

• mieszanie,

• przemieszczanie mieszanki betonowej.

W trakcie tych operacji pobiera się próbki składników i mieszanki do badań kontrolnych.

Mieszankę betonową przygotowuje się na podstawie recepty roboczej. Dozowanie składników do tej recepty może być wagowe lub objętościowe, z wyjątkiem cementu, który powinien być dozowany wyłącznie wagowo.

Dozowanie objętościowe w warunkach uproszczonych polega na odmierzeniu jednej lub kilku porcji składnika za pomocą wyskalowanych naczyń. W celu uproszczenia kontroli dokładności dozowania zaleca się dobrać naczynia o takiej pojemności, aby mogły one być wypełnione do poziomu górnych krawędzi.

Mieszanie składników odbywa się za pomocą betoniarek o pracy okresowej lub ciągłej. Na potrzeby budownictwa lądowego stosuje się niemal wyłącznie betoniarki o pracy okresowej., rozróżnia się w zależności od sposobu mieszania, betoniarki wolnospadowe i o mieszaniu wymuszonym.

Rysunek ze strony 239

Przy współcześnie produkowanych typach betoniarek o jakości mieszanki betonowej decyduje czas mieszania. Czas ten zależy od pojemności betoniarki i konsystencji mieszanki.

Czas mieszania w betoniarkach:

Pojemność robocza betoniarki, [l]	Najkrótszy czas mieszania w minutach przy konsystencji mieszanki:
		ciekłej i półciekłej	plastycznej	gęstoplastycznej i wilgotnej
do 500 od 500 do 1000 od 1000 do 2000	1,0 1,5 2,0	1,5 2,0 2,5	Ustalić doświadczalnie i nie mniej jak 2 minuty

Celowe jest stosowanie nowoczesnych domieszek umożliwiające dwufazowe mieszanie składników. W pierwszej fazie miesza się zaczyn lub zaprawę za pomocą szybkoobrotowego mieszadła. W drugiej fazie odbywa się normalne mieszanie zaczyny lub zaprawy z pozostałym kruszywem.

Do transportu mieszanki betonowej są stosowane na placu budowy różne urządzenia i zależnie od warunków miejscowych i organizacji produkcji. Przy betonowaniu obiektów o dużej masie i objętości stosuje się pojemniki przenoszone poziomym transportem kołowym, a pionowo aż do miejsca układania mieszanki betonowej, za pomocą różnego rodzaju dźwignic.

Do transportu mieszanki betonowej stosuje się przenośniki taśmowe, sposób ten, chociaż w wielu przypadkach dogodny, nie jest zalecany przy wykonywaniu betonów na wyższej jakości ze względu na trudną do uniknięcia segregację składników mieszanki betonowej. Przy wykonywaniu mniejszych ilości betonu stosuje się do transportu mieszanki pojemniki.

Niektóre sposoby transportu należy uwzględnić już przy doborze składu betonu. Mieszanka transportowana za pomocą pomp wymaga odpowiedniego przygotowania. Dotyczy to głównie uziarnienia kruszywa. Mieszanka betonowa przeznaczona do transportu rurociągiem powinna mieć konsystencję plastyczną lub półciekłą, zawartość cementu nie mniejszą niż 250 ^kg/_m³ mieszanki a wskaźnik ^w/_c powinien mieć wartość 0,5÷0,75. przewody rurociągowe mają średnicę wewnętrzną 150÷200 mm. Bardzo ważnym warunkiem umożliwiającym transport mieszanki betonowej jest zachowanie jednorodnej konsystencji i jednorodnego uziarnienia. Transport taki można ułatwić przez użycie domieszek upłynniających i drobnoziarnistych dodatków w postaci popiołów lotnych lub glinki bentolitowej w ilości nie przekraczającej 5 ^kg/_m³ mieszanki.

Transport mieszanki betonowej do miejsca jej układania nie powinien powodować: segregacji składników, zmian składu, temperatury i konsystencji, przekraczających granice określone wymaganiami technologicznymi oraz zanieczyszczenia.

Dopuszczalny czas transportu, jeżeli nie występują inne szkodliwe wyżej wymienione oddziałania na mieszankę betonową, jest uwarunkowany wyłącznie zmianą jej konsystencji. Czas ten zależy od stopnia początkowej konsystencji mieszanki, jej temperatury oraz od rodzaju cementu.

1.6. Układanie mieszanki betonowej.

Czynnością następującą bezpośrednio po przetransportowaniu mieszanki betonowej jest jej ułożenie w deskowaniu lub w formie. Podczas wykonywana tej czynności powinny być zachowane takie same warunki jak podczas transportowania, tzn. nie można dopuścić do segregacji mieszanki i zwiększenia ilości wody.

Wysokość swobodnego opadania mieszanki betonowej o konsystencji plastycznej nie powinna być większa niż 3 m, w wypadku mieszanki o większej ciekłości wysokość swobodnego opadania powinna być ograniczona do 0,5 m. przy większych wysokościach mieszanka betonowa powinna być zrzucana za pomocą lejów, rur, rynien i pomostów. Ostatnie krótki człon, lub odcinek urządzenia ograniczającego swobodę opadania mieszanki powinien być pionowy.

Mieszankę betonową układa się warstwami poziomymi lub ukośnymi grubości 20÷30 cm. Czas między ułożeniem kolejnych warstw nie powinien być większy niż czas początku wiązania, tak, aby kolejną warstwę mieszanki układać na świeżej warstwie, przez co nie dopuszcza się do łączenia świeżej mieszanki ze stwardniałym betonem. Układanie mieszanki warstwami pochyłymi jest dopuszczalne w wypadku konsystencji półciekłej. Można wówczas napełniać przestrzeń na całej wysokości betonowanego elementu pochylenie zaś układanej warstwy nie powinno być większe niż 1:3.

Układanie mieszanki należy rozpoczynać od miejsca najgłębszego (lub najniższego) w wypadku betonowania pionowych elementów cienkościennych wysokość układanej warstwy może wynosić 60÷70 cm. Mieszankę należy układać równomiernie, rozprowadzać za pomocą opat, rozgarniaczy płaskich lub za pomocą płasko lub pochyło przesuwanych wibratorów pogrążalnych (buławowych).

1.7. Zagęszczanie

Od stopnia zagęszczania zależą właściwości fizyczne i mechaniczne betonu. Podstawowym warunkiem zagęszczenia mieszanki betonowej jest dostosowanie jej konsystencji do przyjętego sposobu zagęszczania.

Ogólne zalecenia doboru konsystencji do metody i stosowanych urządzeń do zagęszczania są następujące:

• konsystencja gęstoplastyczna i wilgotna - wibratory powierzchniowe, stoły wibracyjne, wibratory doczepne w połączeniu z dociskiem, ubijanie, wirowanie,

• konsystencja plastyczna - wibratory pogrążalne, przyczepne, wstrząsanie,

• konsystencja półciekła i ciekła - sztychowanie, ostukiwanie deskowania

Przy wykonywaniu konstrukcji monolitycznych stosuje się następujące sposoby zagęszczenia mieszanki betonowej:

1. ubijanie, sztychowanie, ostukiwanie deskowania (zagęszczanie ręczne),

2. wibrowanie (zagęszczanie mechaniczne)

Zagęszczanie ręczne należy do metod rzadko stosowanych. Jedynie przy wykonywaniu konstrukcji gęstozbrojonych i cienkościennych sztychowanie i ostukiwanie deskowania znajduje jeszcze zastosowanie. W tych przypadkach mieszanka betonowa powinna mieć konsystencję półciekłą i ciekłą.

Sztychowanie mieszanki polega na zagłębianiu w niej prostych lub zakończonych kawałkiem płaskiej płytki prętów. Mieszankę sztychuje się głównie w pobliżu deskowanie i w miejscach szczególnego zagęszczenia zbrojenia. Podstawowym celem sztychowania jest zapewnienie mieszance szczelnego wypełnienia formy, oraz usunięcie z niej pęcherzyków powietrza.

Ubijanie można tylko stosować w przypadku wykonywania elementów niezbrojonych. Do ubijania ręcznego stosuje się ubijaki ręczne o masie od 10 do 20 kilogramów, które opuszcza się z wysokości 20-30 cm. Wydajność ubijania ręcznego wynosi ok. 60 uderzeń na minutę. Przy ubijakach mechanicznych o masie zazwyczaj 16-60 kg i ok. 500 uderzeń na minutę, czas zagęszczania 1m² powierzchni wynosi ok. 1,5 minuty.

Do wibrowanie mieszanki betonowej stosuje się urządzenia zasilane sprężonym powietrzem lub energią elektryczną. Rozróżnia się wibratory: wgłębne, powierzchniowe i przyczepne. Wibratory należą do najbardziej efektywnych urządzeń do zagęszczania betonu. Związane jest to bezpośrednim przenoszeniem drgań na mieszankę betonową, co ma szczególne znaczenie przy stosowanych obecnie wibratorach o wysokiej częstotliwości drgań. Zagęszczanie mieszanki odbywa się przez zanurzenie wibratora na określoną głębokość i przy określonej odległości od sąsiednich stanowisk.

Wibratory elektryczne mają silnik zainstalowany w końcówce roboczej (buławie) lub po za nią. W tym przypadku końcówka robocza połączona jest z silnikiem za pomocą giętkiego, opancerzonego wału długości kilku metrów. Końcówka robocza otrzymuje impulsy od wirującego mimośrodowo wahadła. ten sposób wywoływania drgań, powoduje, ze rozkład amplitudy drgań na długości końcówki roboczej nie jest jednakowy, co trzeba barć pod uwagę przy posługiwaniu się tym typem wibratorów. Powoduje sto konieczność ciągłego przemieszczania się wibratora wzdłuż osi jego zagłębiania. Częstotliwość drgań wibratorów wgłębnych wynosi 5000-11000 drgań na minutę (najczęściej 9000 drgań na minutę). Średnica końcówki roboczej (buławy) wynosi zazwyczaj 25, 35, 50, 75, 100 mm. Promień skutecznego działania wibratorów wgłębnych wynosi orientacyjnie:

• 15-25 cm - przy buławie średnicy 25-35 mm,

• 50-70 cm - przy buławie średnicy 50-75 mm,

• do 100 cm - przy buławie średnicy 100 mm.

Wydajność wibratorów wgłębnych wynosi 3-8 m³/h, wibratorów cięższych 10-20 m³/h, a wibratorów obsługiwanych przez dwóch pracowników do 40 m³/h.

Za właściwą konsystencję mieszanki betonowej dla danego typu wibratora przyjmuje się konsystencję najgęstszą, z tych, które pozwalają na wypełnienie otworu po wolno wyciągniętym wibratorze. Niewypełnienie otworu może być również spowodowane zbyt małą zawartością najdrobniejszych składników mieszanki, tj. cementu i części piasku o uziarnieniu do 0,5 mm.

Wysokość warstwy mieszanki przy użyciu wibratorów wgłębnych powinna wynosić od 0,30 do 0,50 m. Warstw grubszych nie należy stosować ze względu na utrudnione odprowadzenie powietrza wypieranego podczas procesu wibrowania. Odległość sąsiednich stanowisk wibratora zależy od promienia jego skutecznego działania i właściwości mieszanki betonowej. Charakterystycznymi cechami prawidłowego zagęszczenia mieszanki są: wydzielanie się na powierzchni warstewki zaczynu cementowego, brak dalszego osiadania mieszanki i wydzielania się pęcherzyków powietrza.

Wibrator należy pogrążyć w mieszance w sposób ciągły na taką głębokość aby wniknął w warstwę poprzednio zagęszczoną na 10 do 15 cm, po czym wyciąga się go powoli pionowo w górę. Szybkość wyciągania nie powinna być zbyt duża tak, aby umożliwić wydostanie się na powierzchnię wypieranego z mieszanki i wypełnienie przez nią otworu po buławie wibratora. Nie jest celowe utrzymywanie wibratora na jednej wysokości. Czas wibrowania mieszanki na jednym stanowisku jest zależny od grubości zagęszczonej warstwy i szybkości zagłębiania i wyciągania wibratora. Szybkość tę można przyjmować średnio 8 m/s. Tej zasadzie wibrowania na jednym stanowisku trzeba przyporządkować odległość stanowisk sąsiednich.

Przy układaniu mieszanki betonowej pod wbudowanymi elementami należy dążyć do wprowadzenia i wibrowania z jednej strony, tak aby z drugiej strony mieć możliwość skontrolowania właściwego wypełnienia przestrzeni przez mieszankę.

Przy większych wymiarach elementów z deskowaniem od górnej powierzchni betonu konieczne jest wykonywanie w deskowaniu otworów kontrolnych.

Wibratory wgłębne przy betonowaniu elementów o większych powierzchniach łączy się często w zespoły, które podwieszone do belki lub płyty przemieszcza się za pomocą urządzeń mechanicznych.

Wibratory powierzchniowe służą do zagęszczania mieszanki betonowej w cienkich płytach zbrojonych grubości do 20 cm, oraz przy wykonywaniu posadzek i nawierzchni do celów komunikacyjnych. Typowy wibrator powierzchniowy składa się z podstawy o wymiarach 50 x 50 do 70 x 70 cm, silnika elektrycznego lub spalinowego sprzężonego z wirującymi mimośrodami i amortyzowanego uchwytu do sterowania. Do wykonywania nawierzchni betonowych stosuje się tzw. listwy wibracyjne o podstawach długości do 6m, wyposażone kilka sprzężonych wspólnym wałem mimośrodów. Rozwiązanie uproszczone polega na wspólnej ramie, wykonanej na przykład z kątownika , jednego lub kilku wibratorów powierzchniowych obok siebie. Listwy takie prowadzi się po sztywnych prowadnicach wyznaczających poziom górnej powierzchni. Szybkość przesuwu wibratorów powierzchniowych wyznacza się doświadczalnie.

Wibratory przyczepne są przeważnie obudowanymi silnikami elektrycznymi wraz z wirującymi mimośrodami i wyposażone w podstawę do mocowania na deskowaniu. Wibratory te stosuje się zazwyczaj przy „deskowaniu” stalowym ze względu na jego sztywność, a przez to możliwość zamocowania wibratora.

Częstotliwość drgań tych wibratorów wynosi 3000-9000 na minutę, masa od kilkunastu do kilkudziesięciu kilogramów. Zasięg działania wynosi zazwyczaj 20-50 cm w kierunku poprzecznym do osi elementu i 1,0 - 1,5 w kierunku jego długości.

Stosowanie wibratorów wyposażonych w specjalne klinowe zamocowanie umożliwia szybkie przedstawienie ich na kolejne stanowiska pracy i tym sposobem ograniczenie ich ilości do 3 sztuk, nawet w przypadku zagęszczenia bardzo długiego elementu. Odległość sąsiednich stanowisk wibratorów nie powinna być większa niż 1,5 m, zazwyczaj wystarcza 1,0 m. Wibratorów przyczepnych nie stosować przy wykonywaniu ścian grubości powyżej 30 cm i słupów o przekroju większym niż 50 x 50cm. Czas wibrowania na jednym stanowisku wynosi 30 - 200 s.

Wibratory przyczepne dobiera się według zasady, że siła wzbudzająca powinna być przynajmniej dwukrotnie większa od masy elementu (wraz z deskowaniem) w parii objętej zasięgiem działania wibratora.

1.8. Pielęgnacja i dojrzewanie betonu

1.8.1. Pielęgnowanie w normalnej temperaturze.

Za normalną temperaturę dojrzewania betonu przyjmuje się temperaturę średnią dobową powyżej 10⁰C. W okresie utrzymywania się tej temperatury beton należy chronić przed wszelkimi szkodliwymi oddziaływaniami jak: wysychanie, narażanie na zbyt wysoką temperaturę w wyniku nasłonecznienia, obciążeń i wstrząsów. W praktyce najczęściej istnieje potrzeba zabezpieczenia betonu przed wysychaniem. Odkryte powierzchnie betonu powinny być utrzymywane w stanie wilgotnym przez okres co najmniej 7 dni przy stosowaniu cementów portlandzkich i 14 dni przy stosowaniu cementów hutniczych.

Utrzymanie właściwej wilgotności betonu przy odkrytych dużych powierzchniach betonu (przekrycia posadzki, nawierzchnie drogowe) bez potrzeby ich nawilżania umożliwiają również specjalne preparaty błonotwórcze nanoszone na świeży beton zaraz po wykończeniu jego powierzchni.

Po wykonaniu betonu wymaga on ochrony przed oddziaływaniem wód gruntowych przez okres minimum 4 dni.

Obciążenie wykonanych konstrukcji betonowych ludźmi, środkami transportu i stemplowaniem wyższych partii budowli jest możliwe dopiero po osiągnięciu przez beton wytrzymałości co najmniej 1,5 MPa. W odniesieniu do schodów i stropów należy dodatkowo przyjąć, że obciążenia te nie powinny być dopuszczone wcześniej niż po upływie 1,5 doby.

1.8.2. Pielęgnowanie w okresie zimowym.

Przy temperaturze dojrzewania mniejszej niż 10⁰C następuje wyraźne zwolnienie tempa narastania wytrzymałości betonu, które pogłębia się w miarę spadku temperatury. W temperaturze ok. -1⁰C w betonie, do którego nie stosuje się dodatków chemicznych, zamarza powoli woda zarobowa, a powstający w porach betonu lód wywołuje naprężenia, które mogą naruszyć w sposób trwały strukturę betonu, jeśli nie ma on dostatecznej wytrzymałości.

W betonie zamarzniętym proces dalszego narastania wytrzymałości, szczególnie w początkowym okresie twardnienia, praktycznie dalej nie postępuje. Należy przy tym zaznaczyć, że samo dojrzewanie betonu w temperaturze niskiej (wyższej od temperatury zamarzania) nie wpływa ujemnie na wielkość końcowej wytrzymałości betonu, a jedynie przedłuża jego okres uzyskania. Natomiast zamarznięcie betonu niedostatecznie stwardniałego może wywołać całkowite jego zniszczenie. Opisane wyżej zjawiska określają potrzebę i zakres pielęgnacji betonu wykonywanego w okresie zimowym.

W praktyce podstawowym celem wszelkich zabiegów pielęgnacyjnych jest zabezpieczenie betonu przed zamarznięciem zanim nabierze on odporności na działanie mrozu. Temperatury krytyczne dla betonu różnią się zawartością chlorku wapniowego podanego w tabeli. Odporność na działanie mrozu jest właściwością uzależnioną od wytrzymałości betonu, jak i struktury jego porów.

Temperatura krytyczna zamarzania wody zarobowej w betonie.

Współczynnik ^c/w	Temperatura krytyczna ^0C
		Bez dodatków chemicznych	Zawartość CaCl2 w wodzie zarobowej
1,2-1,5 1,5-2,2 powyżej 2,2	-1 -1 -1	-1 -2 -3

Wytrzymałość, przy której przeciętny beton znieść może bez szkody zamarznięcie, wynosi:

• 5 MPa - przy stosowaniu cementów portlandzkich,

• 10 MPa- przy stosowaniu cementów hutniczych.

Jeżeli beton ulega zamarznięciu w warunkach pełnego zabezpieczenia przed odpływem wody z zewnątrz, to najkrótsze czasy pielęgnacji betonu są takie jak w tabeli.

Najkrótsze czasy pielęgnacji betonu.

Rodzaj i marka cementu	Czas pielęgnacji w dobach przy temperaturze średniej betonu
		5^0C	12^0C	20^0C
Portlandzki 35 i 45 Hutniczy 35 Hutniczy 25	2 5 8	1½ 3½ 5	1 2 3

W celu doprowadzenia betonu do stanu, w którym wykazuje on odporność na działanie mrozu, stosuje się różne zabiegi technologiczne, jak podgrzewanie składników mieszanki betonowej, dodatki chlorku wapnia, stosowanie cementów portlandzkich wyższych marek i szybkotwardniejących, ocieplanie elementów wykonanej konstrukcji lub dogrzewanie betonu za pomocą pary i ciepłego powietrza. Wybór odpowiednich środków zależy od przewidywanej i aktualnie występującej podczas wykonywania robót temperatury.

1.8.3. Metody przyspieszania dojrzewania betonu.

1.8.3.1 Stosowanie cementów szybkotwardniejących.

Najprostszym sposobem uzyskania szybkiego przyrostu wytrzymałości betonu jest stosowanie cementów szybkotwardniejących. Są to wysokogatunkowe cementy portlandzkie o specjalnie dobranym składzie mineralogicznym, charakteryzujące się:

• szybkim przyrostem początkowym wytrzymałości przy dojrzewaniu naturalnym i w warunkach obróbki cieplnej,

• wysokim cieple hydratacji stwarzającym korzystne warunki cieplne przy dojrzewaniu betonu.

Wysokie ciepło hydratacji powoduje, że w okresie pierwszych 24 godzin temperatura betonu wzrasta wskazując przyrosty, w stosunku do początkowej, sięgające 30⁰C w warunkach zabezpieczenie betonu przed stratami ciepła.

Pozostałe cechy nie różnią cementów tego typu od zwykłych cementów portlandzkich wyższych marek w stopniu istotnym dla praktyki budowlanej. Podobnie jak w przypadku stosowania cementów portlandzkich zwykłych temperatura dojrzewania betonów z cementów szybkotwardniejących wywiera istotny wpływ na szybkość przyrostu jego wytrzymałości.

1.8.3.2 Chlorek wapnia.

Z dodatków przyspieszających narastanie wytrzymałości betonu najbardziej rozpowszechniony jest chlorek wapniowy CaCl₂. stosuje się go w ilości do 2% masy cementu. Dodatek ten wprowadza się do mieszanki betonowej w postaci roztworu wodnego. Zaleca się przy tym, aby wprowadzić go z pełną ilością wody zarobowej.

Wpływ dodatku CaCl₂ na wytrzymałość na ściskanie podana jest orientacyjnie w tabeli. Stosowanie dodatku chlorku wapnia do betonów w konstrukcjach zbrojonych wymaga opinii upoważnionej placówki naukowo-badawczej.

Wzrost wytrzymałości betonu przy stosowaniu dodatku chlorku wapniowego

Temperatura dojrzewania ^0C	Ilość dodatku W stosunku do masy cementu %	Wytrzymałość betonu z dodatkiem CaCl2 w % wytrzymałości betonu bez dodatku po okresie dojrzewania w dniach
				1	2	3	7	28	90
5	2	-	170	150	130	120	115
0	2	-	-	160	130	130	125
-5	2	-	-	-	300	220	175

Stosowanie chlorku wapnia do betonów konstrukcji sprężonych jest niedopuszczalne. Zastrzeżenia te wynikają z możliwości korodowania stali przez chlorek wapnia w betonie.

1.8.3.3 Obróbka cieplna.

Obróbka cieplna jest najbardziej efektywnym sposobem przyspieszania dojrzewania betonu, umożliwiającym uzyskanie po kilku godzinach wytrzymałości 40 do 70 % R₂₈. polega ona na odpowiednio za[programowanym rozgrzewaniu betonu do temperatury 60-90 ⁰C w krótkim czasie po jego uformowaniu, a następnie jego ostudzeniu. Jest to proces złożony, wymagający specjalnych form i instalacji i z tego względu znajduje rzadkie zastosowanie przy wykonywaniu konstrukcji monolitycznych. Obróbka cieplna znajduje głównie zastosowanie w przemysłowej produkcji prefabrykatów.

Schemat cyklu obróbki cieplnej

Temperatura betonu

temperatura maksymalna

temperatura temperatura

początkowa końcowa

Faza I Faza II Faza III Faza IV Czas

Rozróżnia się cztery fazy obróbki cieplnej:

• Faza I - wstępne dojrzewanie,

• Faza II - podnoszenie temperatury,

• Faza III - nagrzewanie izotermiczne,

• Faza IV - studzenie.

Dla korekty czasu trwania III fazy obróbki cieplnej, zależnie od temperatury maksymalnej obróbki można przyjmować następujące mnożniki zwiększające czas trwanie tej fazy: t_max = 95 ⁰C mnożnik 1,0

t_max = 80 ⁰C mnożnik 2,0

t_max = 60 ⁰C mnożnik 5,0

Szybkość podnoszenia temperatury betonu powinna być tym mniejsza, im krótszy jest czas dojrzewania wstępnego (faza I). Bezpieczną szybkość podnoszenia temperatury przyjmuje się 20 ⁰C/h, przy bardzo krótkim czasie trwania fazy I, 10 do 15⁰C/h.

Szybkość ostygania nie powinna być większa niż 20 ⁰C/h, a przy elementach masywniejszych 15⁰C/h. Stygnięcia betonu, jeżeli jest to możliwe nie należy przyspieszać, gdyż w tej fazie obróbki występuje jeszcze intensywne narastanie wytrzymałości betonu. Przy obróbce cieplnej niewłaściwie przeprowadzonej może wystąpić trwałe uszkodzenie struktury betonu objawiające się ubytkiem wytrzymałości po 28 dniach nawet do 40%. Z tego względu jak i z uwagi na różne zachowanie się cementów przy dojrzewaniu w wyższej temperaturze, zaleca się przeprowadzenie odpowiednich prób laboratoryjnych i na ich podstawie ustalenie ostatecznego przebiegu cyklu obróbki cieplnej. Do betonów poddawanych obróbce cieplnej nie zaleca się stosować cementów hutniczych.

Dobór poszczególnych faz cyklu zależy od wymaganej wytrzymałości betonu i łącznego czasu trwania samej obróbki. Ten ostatni zależy od organizacji produkcji i możliwej do uzyskania maksymalnej temperatury obróbki. Optymalne czasy trwania I i III fazy obróbki podane jest w tabeli.

Optymalne czasy trwania fazy I i III w zależności od R_n, czasu i sposobu obróbki cieplnej.

Sposób obróbki cieplnej	Wymagana wytrzyma- łość po obróbce Rn % R28	Czas obróbki cieplnej
				6 h (95 ^0C)		8 h (95 ^0C)		10 h (80- -95 ^0C)		12 h (80- -95 ^0C)		16 h (80-^0C)			18 h (80-^0C)
				I	III	I	III	I	III	I	III	I	III	I	III
1	2								1	1	1	1	1
Naparzanie elementów rozformowanych	30	-	-	2*	2	4	2	5	3	6	3	6	3
		40	-	-	1*	3	3	3	4	4	6	4	6	4
		50	-	-	1*	3	2*	4	3	5	6	5	6	5
		60	-	-	-	-	1	5	2*	6	6	6	6	6
	Naparzanie lub nagrzewanie elementów z odkrytą powierzchnią górną	30	2	1	3	2	5	2	6	3	6	3	6	3
		40	1*	2	2	3	4	3	5	4	6	4	6	4
		50	1*	2	2	3	3	4	4	5	6	5	6	5
		60	-	-	1*	4	2	5	3	6	6	6	6	6
	Nagrzewanie elementów w formach zamkniętych	30	3	1	4	2	6	2	6	3	6	3	6	3
		40	2	2	3	3	5	3	6	4	6	4	6	4
		50	2	2	3	3	4	4	5	5	6	5	6	5
		60	1	3	2	4	3	5	4	6	6	6	6	6

* wartości mniejsze od wymaganych dla danego sposobu obróbki cieplnej są słuszne dla przypadków stosowania zabiegów przyspieszających twardnienie betonu w I fazie dojrzewania.

W przypadku trudności w zapewnieniu właściwego przebiegu obróbki cieplnej betonu lepiej jest stosować cementy szybkotwardniejące, nawet przy pewnym zwiększeniu ich zawartości, wykonać beton o podwyższonej temperaturze przy zastosowaniu podgrzanego kruszywa i wody zarobowej, i odpowiednio ocieplić deskowanie.

Temperatura mieszanki zależnie od temperatury kruszywa i wody podane są w tabeli.

Temperatura mieszanki betonowej w zależności od temperatury wody zarobowej i kruszywa

Temperatura kruszywa ^0C	Temperatura wody,^0C
		5	10	20	30	40	50	60	70	80
		Temperatura mieszanki, ^0C
5	5	6	9	11	14	16	19	22	24
10	8	9	12	15	17	20	22	25	27
15	11	13	15	18	21	23	26	28	31
20	15	16	19	21	23	26	29	31	34
30	21	23	25	28	30	33	35	38	40

Przy stosowaniu obróbki cieplnej betonu w konstrukcjach monolitycznych obowiązują następujące wymagania:

-maksymalna temperatura nie powinna być wyższa niż 70 ⁰C

-odstęp czasu między zabetonowaniem konstrukcji lub jej fragmentu a początkiem podnoszenia temperatury powyżej 20 ⁰C nie powinien być krótszy niż:

4 h przy temperaturze początkowej betonu +20 ⁰C,

6 h przy temperaturze początkowej betonu +10 ⁰C,

8 h przy temperaturze początkowej betonu +5 ⁰C.

• przebieg obróbki cieplnej powinien być tak dobrany, aby wytrzymałość betonu poddawanego tej obróbce w stosunku do wytrzymałości tego samego betonu dojrzewającego w normalnych warunkach wynosiła minimum 90% (w odniesieniu do wytrzymałości po 28 dniach).

1.10. Betony cementowe specjalne.

Ustalenie składu betonów specjalnych odbywa się identycznie jak ustalanie składu betonów zwykłych. Jedyną różnicę stanowi konieczność uwzględnienia specyficznych właściwości betonów specjalnych, które odróżniają je od betonów zwykłych.

1.10.1. Betony osłonowe.

Betony osłonowe służą do osłabienia promieniowania jonizującego wysyłanego przez źródła promieniowania, np. reaktory jądrowe, akceleratory cząstek elementarnych oraz urządzenia z izotopami promieniotwórczymi. Podstawowym rodzajem promieniowania jonizującego, do którego stosuje się osłony z betonów, są: promieniowanie gamma, rentgenowskie, oraz promieniowanie neutronowe.

Zależnie od kruszywa użytego do mieszanki rozróżnia się betony: barytowe, magnetytowe, limonitowe i inne. Jako kruszywa drobnoziarniste są używane opiłki i złom stalowy, śrut stalowy bądź cięte włókna stalowe. W razie konieczności stosowania grubych osłon do osłabienia promieniowania o dużej energii są wystarczające betony z kruszywami ze skał naturalnych, np. bazaltowych.

Betony i zaprawy z kruszywami barytowymi nie są stosowane do budowy przegród narażonych na działanie temperatury wyższej niż 150^oC, gdyż kruszywo barytowe, zwłaszcza gruboziarniste, nie jest odporne na działanie wysokiej temperatury. Duża odporność kruszywa na czynniki biologiczne uzasadnia stosowanie zapraw barytowych na przegrody osłonowe w izotopowych pracowniach biologicznych (służba zdrowia, gabinety rentgenowskie itp.), gdzie występuje promieniowanie krótkie o małej energii. Typowe betony osłonowe z cementu portlandzkiego mają właściwości betonów zwykłych z kruszywami skalnymi. Gęstość pozorna betonów o zawartości ok. 350 kg cementu na 1 m³ betonu w przybliżeniu wynosi:

• betony barytowe - 3000÷3300 ^kg/_m³,

• betony magnetytowe - 2800÷3800 ^kg/_m³,

• betony z kruszywami mieszanymi

barytowo-magnetytowymi - 3500 ^kg/_m³,

• betony magnetytowo-żeliwne - 3700 ^kg/_m³.

Czas mieszania pojedynczego zarobu mieszanki betonu ciężkiego w mieszarce przeciwbieżnej wynosi 5÷8 minut. W tych warunkach zdolność produkcyjna betonowni będzie wynosić 30÷50% zdolności produkcyjnej typowej betonowni.

Ważnym warunkiem prawidłowego wykonania osłon biologicznych z betonu jest układanie betonu bez nieprzewidywanych przerw technologicznych w pracy aby nie dopuścić do tworzenia się rys i rozwarstwień w miejscach łączenia się betonu świeżego z poprzednio ułożonym.

1.10.2. Betony o wysokiej wytrzymałości.

Do betonów o wysokiej wytrzymałości zalicza się te, których średnia wytrzymałość na ściskanie wynosi minimum:

• 30 MPa w przypadku stosowania kruszyw naturalnych,

• 40 MPa w przypadku stosowania kruszyw łamanych.

Betony o wysokiej wytrzymałości charakteryzują się wysokim współczynnikiem ^c/_w , którego wartość w niektórych przypadkach przekracza 2,8.

Gęstość zaczynu cementowego, która przy wysokich wartościach współczynnika ^c/_w , jest duża, ogranicza swobodny wybór konsystencji mieszanki betonowej. W praktyce przy stosowaniu cementów marki powyżej 45, mimo stosowania dużych ilości cementu, trudno jest ustalić skład mieszanki betonowej o konsystencji rzadszej niż gęstoplastyczna.

Ilość cementów w betonach wysokiej wytrzymałości zawiera się w granicach 450 - 550 kg/m³. uzyskanie mieszanek betonowych o możliwie rzadkiej konsystencji i jednocześnie najmniejszej zawartości cementu uzależnione jest jedynie od starannego doboru uziarnienia kruszywa.

Uziarnienie piasku powinno charakteryzować się niską zawartością frakcji 0 - 0,5 mm, przy możliwie najmniejszej ilości frakcji 0 - 0,125 mm.

Zawartość piasku w kruszywa powinna być tak ustalona, aby ilośc zaprawy w 1 m³ betonu nie przekraczała 500 l. Założeniu temu odpowiada wartośc punktu piaskowego kruszywa 20 - 30 %.

Jako wypełniacz gruby do betonów wysokiej wytrzymałości stosuje się kruszywa łamane, szczególnie granitowe i bazaltowe.

Do betonu klasy B20 mogą być stosowane wysokiej jakości żwiry naturalne. Kruszywa te powinny być sortowane na frakcje, które zaleca się stosować w proporcjach:

• 4-8 mm - 25%

• 8-16 mm - 75%

lub

• 4-8 mm - 25%

• 16-31,5 mm - 75%

Wskazane jest pozbawienie kruszywa frakcji 2-4 mm.

Wstępne ustalenie składu betonu wysokiej wytrzymałości może być dokonane dowolną metodą obliczeń. Tak ustalony skład należy traktować wyłącznie jako pierwsze przybliżenie, które wymaga sprawdzenia i ewentualnej korekty na drodze doświadczalnej.

Zwykle wykonuje się kilka próbnych mieszanek betonowych dla określenia cech mieszanki betonowej i wytrzymałości betonu po 28 dniach. Uzyskane wyniki służą do ustalenia najwłaściwszego składu betonu.

1.10.3. Betony hydrotechniczne.

Od betonu hydrotechnicznego wymaga się następujących cech dodatkowych: wodoszczelności, odporności na działanie mrozu, odporności na ścieranie, obniżonego ciepła hydratacji, ograniczonego do minimum skurczu.

Wymaganą wodoszczelność i wodoodporność określa się za pomocą tzw. stopni - odpowiednio oznaczonych symbolami F i W.

Wymaganie odporności na ścieranie betonu hydrotechnicznego jest wywołane działaniem na ten beton w warunkach eksploatacji ruchu wody i rumoszu skalnego.

Uzyskanie wymaganych mrozoodporności, wodoszczelności, odporności na ścieranie w przypadku betonu hydrotechnicznego utrudnia konieczność stosowania możliwie najmniejszych ilości cementu. Ograniczenie cementu jest najprostszym sposobem zmniejszenia ilości ciepła hydratacji, które w przypadku zbyt dużych ilości cementu może doprowadzić do nadmiernego wzrostu temperatury w betonie.

Do większych obiektów budownictwa hydrotechnicznego opracowuje się szczegółowo technologię betonu z uwzględnieniem organizacji prowadzenia robót betonowych.. Badania poprzedzające opracowanie technologii obejmują dobór cementu o niskim cieple uwodnienia i małym skurczu. Uwzględniają one także polepszenia właściwości betonu przez dodatki uplastyczniające, uszczelniające (Hydrobet) lub napowietrzające (Abiesod P1).

1.10.4. Betony wodoszczelne.

Od betonów wodoszczelnych wymaga się, aby w warunkach eksploatacji wykazywały szczelność w większym stopniu niż beton zwykły.

Podwyższoną wodoszczelność uzyskuje się przez dobranie szczególnie korzystnego pod względem szczelności składu mieszanki betonowej.

Szczelność budowli betonowej zależy także od tego, czy w czasie dojrzewania nie powstaną w betonie rysy i pęknięcia wywołane skurczem. Przeciwdziałać temu można przez zaprojektowanie składu i wykonanie betonu zgodnie z uwzględnieniem wymagań jak dla betonu o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie. Zabiegi te spowodują, że skurcz zacznie zachodzić w czasie, gdy wytrzymałość betonu na rozciąganie jest dostateczna dla przeniesienia naprężeń wywołanych odkształceniami technologicznymi.

1.10.5. Betony odporne na ścieranie.

Dobór składników dla betonów odpornych na ścieranie oraz założeń dla ustalenia jego składu zależy od rodzaju ścierania, jakie działa na beton. Przy ruchu pieszym i kołowym o odporności na ścieranie decyduje kruszywo grube, dlatego też ono powinno być odpowiednio twarde, a jego ilość możliwie największa, co realizuje się przez ustalenie składu z ilością zaprawy nie większą niż 450 l/m³.

Przy ścieraniu betonu przez materiały sypkie najszybciej zniszczeniu ulega zaprawa. Stąd powinna być ona nie tylko odpowiednio wytrzymała, ale mieć także dużą szczelność. Jeśli zaprojektuje się mieszankę betonową o konsystencji rzadszej niż gęstoplastyczna, na ogół nie możemy wykonywać betonu odpowiednio odpornego na ścieranie materiałami sypkimi.

1.10.6. Betony ognioodporne.

Beton ognioodporny klasyfikuje się według marek, których oznaczenie liczbowe odpowiada wytrzymałości na ściskanie. Próbki przed badaniem wytrzymałości powinny być wysuszone w temperaturze 105-110⁰C i doprowadzone przed badaniem do temperatury otoczenia. Odróżnia się następujące marki betonu ognioodpornego: 7; 9; 11; 14; 17; 20 i 21.

Przed rozpoczęciem produkcji betonu należy poddać go badaniom odporności na próbkach wykonanych przy użyciu składników przewidzianych do jego wykonania.

1.10.7. Styropopiołobeton.

Ma on gęstość pozorną w granicach 0,4÷0,9 ^kg/_dm³. wykonuje się go z popiołów lotnych, granulek styropianu o ziarnach 2÷10 mm i z cementu marki 35.

Styropopiołobeton jest przeznaczony do wytwarzania drobnowymiarowych elementów ściennych. W zależności od gęstości pozornej rozróżnia się odmiany styropopiołobetonu: j a m i s t e 0,4; 0,5 o współczynniku przewodności cieplnej λ=0,15÷0,18 ^W/_{(m ·} º_C), p ó ł z w a r t e 0,6; 0,7 o współczynniku λ=0,22÷0,25 ^W/_{(m ·} º_C), z w a r t e 0,8; 0,9 o współczynniku λ=0,28÷0,34 ^W/_{(m ·} º_C).

Ze względu na właściwości wytrzymałościowe rozróżnia się styropopiołobetony klas: B0,75; B1,5; B2,0; B3,0; B3,5; B4,5; B5,5.

Wilgotność elementów styropopiołobetonowych w okresie 30 dni po wykonaniu nie powinna wynosić więcej niż 15%. Skurcz po 120 dniach nie przekracza wartości 1 ^mm/_m.

Mieszankę styropopiołobetononową przygotowuje się przez zmieszanie składników dozowanych do uruchomionej mieszarki w następującej kolejności: cement z popiołem w ilości 70%, wodę zarobową; po wymieszaniu tych składników dodaje się do uzyskanego ciekłego zaczynu granulki styropianu i miesza się nadal, tak aby kulki styropianu pokryły się warstewką zaczynu. Na 1 m³ mieszanki styropopiołobetonowej zużywa się następujące ilości składników, zależnie od odmiany:

Cement portlandzki 250÷300 kg,

Popiół lotny 180÷580 kg,

Granulki styropianowe 1000÷1100 dm³,

Woda 140÷300 l.

Po napełnieniu form mieszanką styropopiołobetonową przeprowadza się obróbkę cieplną:

• czas wstępnego podgrzewania nie krótszy niż 6 godzin,

• czas utrzymywania najwyższej temperatury nie przekraczającej 70^oC wynosi 2÷5 godzin.

Maksymalna prędkość podnoszenia temperatury wynosi 10^oC/h, a maksymalna prędkość obniżenia temperatury 15^oC/h.

1.11. Betony żywiczne.

B e t o n a m i ż y w i c z n y m i nazywa się betony, w których jako spoiwo używa się żywice syntetyczne. Do oznaczenia betonów żywicznych często stosuje się symbol PC (Polymer Concrete).

Do wykonania betonów żywicznych stosuje się żywice epoksydowe, poliestrowe, furanowe, fenolowe, rzadziej poliuretanowe, a ostatnio coraz częściej żywice akrylowe. Z punktu widzenia przydatności jako spoiwa do betonów najkorzystniejsze jest utwardzenie poprzez polimeryzację i poliaddycję. Podczas utwardzania żywic kondensacyjnych wydziela się woda, co komplikuje technologiczne wytwarzanie betonów, powodując osłabienie spójności materiału, porowatość, niestabilność wymiarów itp.

Utwardzanie betonów żywicznych z reguły przeprowadza się w temperaturze otoczenia (powyżej +15^oC), jedynie w wypadku betonów fenolowych i furanowych stosuje się dodatkowe wygrzewanie w temperaturze 60÷80^oC.

Cechą charakterystyczną betonów żywicznych jest ich duża wytrzymałość na ściskanie oraz dobra odporność chemiczna. Ponadto do zalet tych betonów należy zaliczyć: krótki czas utwardzania, szybki przyrost wytrzymałości, dobrą przyczepność do różnych materiałów, dużą szczelność, niską ścieralność, wysoką mrozoodporność oraz możliwość uzyskania gładkich powierzchni. Do wad betonów żywicznych zalicza się: duże pełzanie, ograniczoną odporność cieplną, dużą rozszerzalność cieplną, stosunkowo wyskoki koszt, konieczność przestrzegania specjalnych warunków wykonania (dokładne dozowanie składników, suche wypełniacze i podłoże,, odpowiednia temperatura i wilgotność środowiska w czasie mieszania i układania betonu itp.).

Betony żywiczne są praktycznie uważane za wodoszczelne, jednakże cząstki pary wodnej mogą w beton na zasadzie dyfuzji. W tej sytuacji wilgotność otoczenia, jej zmiany w połączeniu ze zmianami temperatury wpływają na wytrzymałość mechaniczną betonów żywicznych, zwłaszcza fenolowych i furanowych, zarówno doraźną jak i trwałą. Betony żywiczne zwłaszcza na spoiwach utwardzonych drogą polimeryzacji lub poliaddycji, są praktycznie nieprzenikliwe dla cieczy i gazów. Z cechą tą związana jest bardzo dobra mrozoodporność betonów.

Dopuszczalna temperatura otoczenia betonów żywicznych zależy od warunków eksploatacji (obciążenie, wilgotność, rodzaj środowiska, itp.). Przyjmuje się, że temperatura użytkowania w warunkach stałego obciążenia w wypadku betonów fenolowych i furanowych nie powinna przekraczać 120^oC, a dla pozostałych betonów 40÷60^oC.

Podczas projektowania elementów z betonów żywicznych należy uwzględnić większą rozszerzalność cieplną tego materiału w porównaniu z betonem zwykłym. Ta właściwość jest ważna w wypadku współpracy betonu żywicznego z betonem cementowym.

Beton żywiczny jest materiałem znacznie droższym od betonu cementowego. Zastosowanie betonu żywicznego jest więc uzasadnione ekonomicznie przede wszystkim, gdy beton cementowy nie może już spełniać stawianych wymagań technicznych. Chemoodporność i wodoszczelność betonów żywicznych, przy jednocześnie dużej wytrzymałości mechanicznej, umożliwia wykorzystanie ich w budownictwie:

• p r z e m y s ł o w y m - na fundamenty i wykładziny fundamentów, zbiorniki cieczy agresywnych, kolektory, rurociągi chemoodporne, kanały i rynny ściekowe, wanny galwaniczne, różnego rodzaju wykładziny itp.,

• w o d n y m - na elementy zapór, wykładziny powierzchni zlewnych, zapór, rury drenarskie itp.,

• p o d z i e m n y m - na obudowy szybów górniczych,

• w i e j s k i m - na wykładziny i elementy budynków inwentarskich.

B e t o n y e p o k s y d o w e są przede wszystkim stosowane do napraw, wzmocnień i łączeń konstrukcji. Do wykonania napraw w szczególnie trudnych warunkach (niska temperatura, wzmożona wilgotność) stosuje się często b e t o n y a k r y l o w e. Oba te rodzaje betonów znajdują zastosowanie tam, gdzie jest wymagana odporność chemiczna na środowiska kwaśne i zasadowe, a zatem jako wykładziny antykorozyjne i posadzki w halach przemysłowych. B e t o n y p o l i e s t r o w e i f u r a n o w e stosuje się do wykonywania elementów prefabrykowanych odpornych na środowisko kwaśne (betony poliestrowe), a także na kwaśne i zasadowe (betony furanowe).

Oprócz opisanych betonów żywicznych stosuje się betony zawierające substancje wielkocząstkowe jako dodatek do spoiwa cementowego. Są to betony cementowo-polimerowe, zwane polimeroetonami i betony impregnowane polimerami.

B e t o n y p o l i m e r o w o - c e m e n t o w e otrzymuje się przez dodanie do zaczyny cementowego odpowiednio dobranego polimeru. Dodatek polimeru sięga 20% masy cementu, a w niektórych wypadkach jest on równy ilości cementu. Otrzymane w ten sposób betony w porównaniu z betonami zwykłymi mają mniejszą porowatość, są mrozoodporne, odznaczają się odpornością na agresję chemiczną i dużą wytrzymałość na ściskanie. Betony cementowo-polimerowe mają sporo wad w porównaniu ze zwykłymi betonami: duży skurcz w czasie utwardzania, dużą rozszerzalność cieplną (większą nawet o 50% od rozszerzalności betonów zwykłych), dużą podatność na pełzanie i mały moduł sprężystości.

B e t o n y i m p r e g n o w a n e p o l i m e r a m i otrzymuje się przez nasycenie stwardniałego betonu cementowego monomerem i następnie poddanie procesom wywołującym utwardzanie. W ten sposób przy dodatku polimery 10% masy betonu osiąga się polepszenie cech wytrzymałościowych. W stosunku do betonu zwykłego wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie betonu impregnowanego może wzrosnąć 2÷5-krotnie, moduł sprężystość 2÷3-krotnie a twardość 2-krotnie. Zmniejsza się też porowatość, a przez to zwiększa się mrozoodporność i chemoodporność.

1.12. Betony bitumiczne.

Betony bitumiczne produkuje się z lepiszczy asfaltowych i smołowych oraz wypełniaczy w postaci mączek i kruszyw mineralnych.

B e t o n y a s f a l t o w e mogą być drobnoziarniste - z kruszyw o ziarnach do 8 mm, średnioziarniste - z kruszyw o ziarnach do 16 mm i gruboziarniste - z kruszyw o ziarnach do25 mm.

Ze względu na udział wolnych przestrzeni wyróżnia się betony o strukturze zamkniętej (zwarte) - o objętości wolnych przestrzeni do 4,5%, i betony i strukturze częściowo zamkniętej (półzwarte) - o objętości wolnych przestrzeni od 4,5 do 8%. Betony asfaltowe najczęściej stosuje się do wykonywania powierzchni drogowych. Na górną ścieralną warstwę nawierzchni używa się betonów asfaltowych z kamiennych kruszyw łamanych, natomiast do betonów asfaltowych warstwy dolnej dopuszcza się stosowanie kruszyw żwirowych (otoczakowych).

Do wytwarzania mieszanek mineralno-bitumicznych betonów zwartych stosuje się asfalty drogowe D50 lub D70, natomiast do betonów półzwartych - asfalty D70, D100 lub asfalt upłynniony. Konsystencja mieszanek bezpośrednio po wytworzeniu powinna być gęstoplastyczna.

Betony asfaltowe zwarte stosuje się:

• na warstwy ścieralne nawierzchni drogowych,

• do pogrubienia istniejących nawierzchni bitumicznych,

• do nawierzchni na mostach stalowych, żelbetowych lub kamiennych,

• do nawierzchni na placach, parkingach, peronach dworcowych,

• do nawierzchni w hangarach, halach przemysłowych i magazynach,

• do nawierzchni na groblach, skarpach zbiorników, kanałów wodnych i ściekowych, na dnie zbiorników,

• do nawierzchni chodników, ścieżek rowerowych, i ścieżek spacerowych.

Gęstość pozorna betonów asfaltowych wynosi 2200÷2300 ^kg/_m³, nasiąkliwość 1,5÷4% wagi, a wytrzymałość na ściskanie (zależna od ilości i rodzaju lepiszcza asfaltowego oraz od temperatury otoczenia) waha się w przedziale 0,3÷3 MPa. Moduł odkształcenia (wytrzymałość na docisk) betonów asfaltowych wynosi 220÷250 MPa.

B e t o n y s m o ł o w e nie różnią się istotnie co do składu od betonów asfaltowych. Jako lepiszcze stosuje się smołę o lepkości 30^o (stopnie BTA) lub smołę upłynnioną. Udział wolnej przestrzeni w betonie smołowym wynosi 1,5÷3% wagi, gęstość pozorna 2250 ^kg/_m³. Betony smołowe stosuje się na nawierzchnie drogowe na obszarach niezabudowanych. Ze względu na wydzielanie się pod wpływem intensywnego promieniami słonecznymi lotnych składników smół, których długotrwałe oddziaływanie może podrażnić drogi oddechowe i wywoływać stany alergiczne, unika się stosowanie betonów smołowych w pobliżu domów mieszkalnych, szpitali i szkół.

1.13. Stróżkobeton.

S t r ó ż k o b e t o n jest betonem lekkim, wykonanym z zastosowanie stróżki stolarskiej i innych odpadów drzewnych lub rozdrobnionych części roślinnych. Jako spoiwa używa się cementu portlandzkiego i wapna hydratyzowanego. Oprócz tego do mieszanki dodaje się też środki mineralizujące w postaci roztworów chlorku wapnia lub siarczanu glinu w wodzie. Rozróżnia się kilka klas stróżkobetonu - od 1,6 do 2,7 MPa, gęstość pozorna waha się w granicach 500÷700 ^kg/_m³, a współczynnik przewodności cieplnej λ=0,17÷0,22 ^W/_{(m ·} º_C). Materiał ten daje się łatwo obrabiać zwykłymi narzędziami ciesielskimi. Można go stosować do wyroby pustaków ściennych, wypełnionych później zwykłym betonem, oraz do wyroby pustaków stropowych wypełniających. Zakres stosowania tego materiału jest na razie w budownictwie dość ograniczony.

---