Świeża mieszanka betonowa

Fakty doprowadziły do koncepcji sztucznego wprowadzania do świeżej mieszanki betonowej pewnej ilości powietrza rozproszonego w postaci małych, nie komunikujących się z sobą pęcherzyków. Koncepcję tę realizuje się z powodzeniem przez dozowanie do mieszanki niewielkich ilości substancji powierzchniowo czynnych, obniżających napięcie powierzchniowe wody zarobowej (program uprawnienia budowlane na komputer).

Obniżanie tego napięcia umożliwia w zasadzie tworzenie piany, ale w omawianym przypadku dodatek środka spieniającego jest na tyle mały, że umożliwia tylko wmieszanie do sporządzanej mieszanki betonowej pewnej ilości (5-4-6% obj.) powietrza i rozproszenie go w zaczynie betonu w postaci wielkiej liczby drobnych, izolowanych od siebie pęcherzyków.
Według danych skandynawskich opublikowanych w Wielkiej Brytanii [50] wprowadzenie w ten sposób 5% obj. powietrza przy średnicy pęcherzyków 0,25 mm oznacza, że na litr betonu przypada 5 000 000 pęcherzyków. Gdyby ta liczba pęcherzyków rozlokowana była w czystym zaczynie, wówczas odległość między nimi wynosiłaby 0,75 mm; w rzeczywistości jednak odległości między nimi są znacznie mniejsze, ponieważ znaczną część objętości betonu zajmuje kruszywo (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Doświadczenie wykazało, że beton napowietrzony w podany wyżej sposób istotnie wykazuje szczególnie dobrą mrozoodporność. Stanowiący odpowiednik różniący się od niego tylko tym, że badany zaczyn cementowy jest napowietrzony. Zmiany długości stwardniałych kształtek pod wpływem cyklu zamrażania i rozmrażania różnią się w obu przypadkach w sposób wyraźny.

Sumaryczne zmniejszenie tarcia

Nic więc dziwnego, że pomimo stosunkowo dobrej mrozoodporności betonu zwykłego, nowoczesne budownictwo w niektórych przypadkach stosuje środki napowietrzające, a w niektórych krajach zaopatruje się w cement, do którego te środki dodane zostały już w cementowni (uprawnienia budowlane). Stosowanie napowietrzania betonu jest zalecane przy wznoszeniu wysokogórskich budowli hydrotechnicznych, które często są periodycznie zalewane wodą, a następnie, po wynurzeniu, w stanie niepełnego nawilgocenia, podlegają działaniu wielostopniowego mrozu. Najpowszechniej stosowany jest jednak beton napowietrzany przy budowie autostrad i pasów lotniskowych; są one bowiem w znacznej mierze narażone na działanie ekstremalnie niskich temperatur przy zwalczaniu gołoledzi posypką solami (promocja 3 w 1).

Oprócz znacznej poprawy mrozoodporności, powietrze wprowadzone do świeżej mieszanki betonowej w postaci bardzo wielu małych, izolowanych od siebie pęcherzyków uplastycznia mieszankę, polepszając jej urabialność. Dodawane środki powierzchniowo czynne są więc nie tylko substancjami napowietrzającymi, ale z pełnym uzasadnieniem można je także nazwać plastyfikatorami. Małe pęcherzyki powietrza wskutek bardzo dużej krzywizny granicy fazy gazowej i ciekłej mają osobliwe właściwości fizyczne (mechaniczne), ponieważ stawiają bardzo duży opór wszelkiemu działaniu zmierzającemu do ich zgniecenia i mechanicznego rozdzielenia. Innymi słowy pęcherzyki powietrza w aerowanej (napowietrzonej) mieszance betonowej wykazują niejako znaczną wytrzymałość mechaniczną na zgniatanie i są przy tym elastyczne (program egzamin ustny).

Pęcherzyki takie radykalnie zmniejszają tarcie między poszczególnymi kawałkami kruszywa, działając jak kulki w łożyskach tocznych. Sumaryczne zmniejszenie tarcia międzyziarnowego w stanowiącym kruszywo zbiorze okruchów skalnych powoduje uplastycznienie świeżej mieszanki betonowej i polepsza jej urabialność bądź też umożliwia zmniejszenie współczynnika W/C przy zachowaniu pierwotnej urabialności (opinie o programie).

Możliwość zmniejszenia współczynnika W/C jest szczególnie ważna, ponieważ przy zachowaniu tej samej wartości współczynnika W/C stosowanie substancji napowietrzających jest nieuchronnie związane z obniżeniem wytrzymałości betonu. Każdy procent objętości powietrza zawartego w betonie zwykłym powoduje obniżenie wytrzymałości o ok. 4-5% (segregator aktów prawnych).