Dodatki hydrauliczne

Dla konstrukcji żelbetowych z betonu zwykłego norma PN-63/B-06250 przewiduje minimalne zawartości cementu w 1 m3 betonu.
Jako dodatki hydrauliczne do spoiwa stosuje się najczęściej drobno zmielony (d^0,15 mm) żużel wielkopiecowy lub spieki z pyłów dymnicowych i łupków węglowych (program uprawnienia budowlane na komputer). W Związku Radzieckim dobre rezultaty osiągnięto, dodając do spoiwa drobno zmielone tufy wulkaniczne.

Jako wytyczne stosowania dodatków hydraulicznych do spoiwa, Simonow zaleca, aby zawartość cementu portlandzkiego w konstrukcjach podlegających wpływom atmosferycznym była nie niższa niż 150 kg/m3, a w konstrukcjach nie narażonych na te wpływy - nie niższa niż 130 kg/m3 (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Za optymalną zawartość w betonie dodatków hydraulicznych i cementu (łącznie) uważa on ilość 250 kg/m3. Zalecenia polskie wymagają jednak, aby ilość cementu i dodatków hydraulicznych wynosiła nie mniej niż 300 kg/m3.

Grubość otulenia prętów zbrojenia w betonach o strukturze zwartej (z kruszyw sztucznych) powinna być - w myśl instrukcji radzieckiej - nie mniejsza niż:
1,5 cm - w przypadku zbrojenia zwykłego,
2,0 cm - w przypadku zbrojenia sprężającego (uprawnienia budowlane).

Zwiększenie grubości otulenia prętów betonem ponad 2,0 cm jest - zdaniem autora - niewłaściwe. Kiedy, ze względu na warunki użytkowania (lub z uwagi na zwiększenie odporności ogniowej), istnieje konieczność zwiększenia warstwy osłaniającej beton - prawidłowym rozwiązaniem jest wykonanie warstwy tynku na płycie betonowej.
W żużlu paleniskowym mogą występować - jako domieszki szkodliwe z uwagi na korozję zbrojenia - przede wszystkim związki siarki i niespalony węgiel. Obecność związków siarki powoduje obniżenie wytrzymałości betonu, natomiast ich rola w procesie korozyjnym jest - w porównaniu z wpływem niespalonego węgla - mniej istotna (program egzamin ustny).

Pręty zbrojenia i niespalony węgiel

Pręty zbrojenia i niespalony węgiel tworzą ogniwo elektrolityczne, w którym stal pełni rolę anody. Im bardziej jest beton zawilgocony, a mniej szczelny, tym mniejszy stawia opór wędrówce prądu i tym więcej żelaza przechodzi w roztwór. Chlorek wapnia, sól kuchenna i podobne elektrolity obniżają również opór betonu i ułatwiają przez to postęp korozji zbrojenia (opinie o programie).

Ciekawe badania porównawcze nad korozją zbrojenia w betonie z żużla paleniskowego i z kruszywa pumeksowego wykonano w Tyfliskim Instytucie Budownictwa ’).
Do wykonania betonu użyto cementu portlandzkiego marki 280, jako dodatków hydraulicznych - drobno zmielonego pumeksu. Wyniki badań zestawiono w tabl. 6-27.
Z przedstawionych danych wynika, że zbrojenie znajdujące się w próbkach, zagęszczanych ręcznie, ulegało w znaczniejszym stopniu korozji niż zbrojenie w próbkach wibrowanych. Sposób zagęszczenia betonu ma więc podstawowe znaczenie dla ochrony zbrojenia przed korozją. Brak śladów rdzy na zbrojeniu próbek żużlobetonowych stwierdzono jedynie w przypadku elementów wykonanych przy użyciu 250 kg cementu na 1 m3 betonu (próbki wibrowane) i przy użyciu 100 kg cementu, 100 kg wapna hydratyzowanego (w proszku) i 150 kg pyłów pumeksowych na 1 m3 betonu (próbki zagęszczone ręcznie) (segregator aktów prawnych).

Wpływ dodatku chlorku wapnia na stopień korozji zbrojenia w elementach żużlobetonowych jest bardzo wyraźny. Większa zawartość CaCl2 (6 kg/m* wynosi 1,4% ciężaru cementu) spowodowała odpowiednio silniejszą korozję prętów, szczególnie kiedy próbki przechowywane były w środowisku wilgotnym.
W przypadku próbek z betonu pumeksowego, wpływ CaCl2 na korozję prętów jest znacznie mniej wyraźny.
Żużel paleniskowy jest tanim materiałem, a więc często stosowanym jako kruszywo do betonów lekkich (promocja 3 w 1).

Z praktyki znamy wiele przykładów wykonania konstrukcji zbrojonych z żużlobetonu, niekiedy nawet w znacznych rozpiętościach (do 20 m), których stan po kilkunastu latach użytkowania nie budzi żadnych zastrzeżeń. Trzeba jednak podkreślić, że możliwość występowania w żużlobetonie szkodliwych domieszek wymaga pewnej ostrożności w stosowaniu tego materiału.