Opóźnienie wiązania betonu

Znane są przypadki pozornie niewytłumaczalnych wyników badań wytrzymałości, gdy próbki kruszywa do laboratorium dostarczono w workach po cukrze lub świeżo wymieszaną mieszankę betonową przewożono w workach po melasie. Wpływ cukru zależy w znacznym stopniu od zastosowanej jego ilości. W przeszłości podawane były sprzeczne wyniki (program uprawnienia budowlane na komputer). Obecnie wydaje się, że małe ilości cukru (ok. 0,05% masy cementu) stosowane w sposób dokładnie kontrolowany będą działały zadowalająco jako opóźniacze; opóźnienie wiązania betonu, określone zgodnie z normą ASTM C 403-70, wynosi ok. 4 h.

Jednak rzeczywisty wpływ cukru zależy w znacznym stopniu od składu chemicznego cementu. Z tego powodu zachowanie się cukru, a nawet każdego opóźniacza, powinno być określone przez wykonanie próbnych zarobów z konkretnym cementem, który będzie stosowany do budowy (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Duża ilość cukru, tj. 0,2-1% masy cementu uniemożliwia faktyczne wiązanie cementu. Dlatego takie ilości cukru mogą być stosowane jako „zabójcze”, np. przy uszkodzeniach betoniarki lub mieszadła i trudnościach przy ich wyładowywaniu (uprawnienia budowlane).

Zastosowanie cukru jako opóźniacza do regulowania czasu wiązania cementu powoduje znaczne obniżenie wczesnej wytrzymałości betonu, lecz po 7 dniach występuje zwiększenie wytrzymałości o kilka procent w porównaniu z mieszankami bez opóźniaczy. Jest to prawdopodobnie spowodowane tym, że przy opóźnionym wiązaniu powstaje gel bardziej zagęszczony (program egzamin ustny). Efektywność działania danego dodatku zależy od momentu, kiedy został on dodany do mieszanki; zwłoka wynosząca nawet 2 min od chwili zetknięcia wody z cementem zwiększa działanie opóźniające wiązanie. Dzieje się tak szczególnie z cementami, które mają wysoką zawartość C_SA. Wynika to stąd, że C₃A po hydratacji nie absorbuje dodatku, którego pozostała zwiększona ilość opóźnia bardziej hydratację krzemianów wapnia (opinie o programie).

Grupy domieszek

Zgodnie z normą ASTM C 49-71 domieszki, które tylko zmniejszają ilość wody, nazywane są rodzajem A, lecz jeżeli właściwości obniżenia ilości wody związane są z opóźnieniem wiązania, to domieszka taka sklasyfikowana jest jako rodzaj D. Istnieją również domieszki zmniejszające ilość wody i przyspieszające wiązanie (rodzaj E), lecz zainteresowanie nimi jest małe. Dwie główne grupy domieszek rodzaju D, to; a) kwasy 1 ignosulfonowe i ich sole (oznaczone jako klasa 1 w terminologii ASTM),b) hydroksylowane kwasy karboksylowe i ich sole (oznaczone jako klasa 3 wg ASTM). Modyfikacje i pochodne tych mieszanek, oznaczone jako klasy 2 i 4, nie działają jako opóźniacze i mogą zachowywać się nawet jako przyspieszacze i dlatego oznaczone są one jako rodzaj A lub E (segregator aktów prawnych).

Głównym aktywnym składnikiem domieszek są czynniki powierzchniowo czynne. Są to substancje, które gromadzą się na powierzchni granicznej między dwiema mieszającymi się fazami, zmieniając siły fizykochemiczne działające na granicy faz. Są one absorbowane na ziarnach cementu, dając im ujemny ładunek, który prowadzi do odpychania się ziaren i jest powodem stabilizacji ich dyspersji. Ponadto ładunek elektryczny powoduje powstanie wokół każdego ziarna otoczki uporządkowanych cząstek wody, które zapobiegają bliskiemu zbliżeniu się poszczególnych ziaren. Dlatego ziarna te mają większą ruchliwość i woda uwolniona z ograniczającego wpływu układu strącającego staje się dostępna do smarowania mieszanki, tak że urabialność zwiększa się (promocja 3 w 1).

Jednym z efektów dyspersji jest wystawienie większej powierzchni cementu na hydratację, która dlatego we wczesnych fazach postępuje z większą prędkością. Z tego powodu występuje zwiększenie wytrzymałości betonu w porównaniu z mieszanką o tym samym stosunku wodno-cementowym, lecz bez dodatku. Bardziej równomierne rozmieszczenie zdyspergowanego cementu w całej masie może przyczyniać się również do polepszenia wytrzymałości. Zwiększenie wytrzymałości jest szczególnie widoczne w bardzo świeżych betonach, lecz w pewnych warunkach utrzymuje się ono przez długi czas.