Miks on vaja betoonile lisada ränidioksiidi pulbrit?

Miks suureneb veevajadus või viskoossus, kui betoonile lisatakse ränidioksiidi auru?

 

Ränidioksiid võib märkimisväärselt parandada betooni jõudlust, kuid suurendab ka veevajadust ja viskoossust. Väikestes kogustes kasutamisel võib ränidioksiidi aur parandada betooni voolavust; suuremate koguste korral võib see aga kaasa tuua viskoossuse suurenemise ja varajase lõhenemise. Pragunemise vältimiseks on oluline korralik kõvenemine ja tasakaalustatud segu teiste materjalidega.

Ränidioksiid

Konkreetne jõudlus

Varajane lõhenemine

Ränidioksiidi auruosakesed on hüdrofiilsed ja väga suure pindalaga. Nii suure pinna niisutamiseks kuluv veekogus on suhteliselt suur. Seega, kui ränidioksiidi auru sisaldus suureneb (üle 5%), suureneb veevajadus või betoonisegu vee-tsemendi suhe, kui soovitakse saavutada sama madalseisu. Samamoodi, kui veesisaldus või vee-tsemendi suhe jääb muutumatuks, muutub betoon ränidioksiidi aurude sisalduse suurenedes üha viskoossemaks. Betooni tugevuse ja mitteläbilaskvuse tõeliseks suurendamiseks ilma vee-tsemendi suhet suurendamata ning hea töödeldavuse saavutamiseks kasutatakse ränidioksiidi auru tavaliselt koos vett vähendavate ainete või superplastifikaatoritega. Uuel ränidioksiidi aurubetoonil on tugev side ja see ei kaldu eralduma.

Kui ränidioksiidi aurude sisaldus on suhteliselt madalas vahemikus, st 5% piires tsemendimaterjalidest, võib ränidioksiidi aur tegelikult vähendada betoonisegu viskoossust. Sel juhul mängib domineerivat rolli ränidioksiidi auru osakeste kuju (sfäärilised osakesed), kuna sfääriliste osakeste "kuulikandev" mõju kaalub üles suure eripinna "märgava veevajaduse" efekti. Teisisõnu, ränidioksiidi auru väike annus ei suurenda mitte ainult betoonisegu nakketugevust, vaid parandab ka selle voolavust ja vähendab pumpamisrõhku, muutes selle väga sobivaks kõrge töödeldavuse või isetihenduva betooni valmistamiseks.

Miks ränidioksiidiga betoon kipub kergesti pragunema?

Praktilises ehituses peetakse silikaatbetooni sageli "pragunemisele kalduvaks". Üks põhjus on ebapiisav arusaamine ränidioksiidi betooni omadustest ja vastavate kohanduste puudumine ehituskvaliteedi kontrollis, näiteks ebapiisav kontroll kõvenemise kvaliteedi üle. Teine osa põhjusest on see, et ränidioksiidi auru kasutatakse tavaliselt betoonis, mis nõuab kõrget jõudlust, näiteks suurt tugevust, madalat läbilaskvust ja suurt vastupidavust. Seda tüüpi betoonil on madal vee-tsemendi suhe ja suur kogus tsementi sisaldavaid materjale, mis võib põhjustada suurenenud tundlikkust kokkutõmbumise ja temperatuuri tõusu suhtes, mis võib põhjustada pragusid. Veelgi enam, ränidioksiidi aur suurendab autogeenset kokkutõmbumist varases eas, muutes betooni vaoshoitud tingimustes vastuvõtlikumaks varajastele pragudele. Ränidioksiidi auru mõju betooni pragunemisele on peamiselt seotud varajases eas pragudega (tekivad esimese kahe nädala jooksul) ning seda tuleb analüüsida plastilise kokkutõmbumise, autogeense kokkutõmbumise ja temperatuuri mõjude vaatenurgast.