Ali je uporaba ekspanzijskih sredstev UEA obvezna v protiprepustnem betonu?

Protiprepustni beton se pogosto uporablja v kleteh, rezervoarjih za vodo, jezovih, velikih betonskih nasipih in podobnih strukturah. Da bi preprečili nastanek številnih razpok med vgradnjo betona in dosegli stopnje neprepustnosti, ki jih zahteva projektna specifikacija, se betonu pogosto dodajo ekspanzijska sredstva. To postavlja vprašanje:Ali je obvezna uporaba ekspanzijskih sredstev pri protiprepustnem betonu?

Po pregledu relevantne literature in združevanju lastnih izkušenj inženirske prakse menim, da je priporočljiva uporaba ekspanzijskih sredstev v protiprepustnem betonu. Predstavljam naslednjih pet stališč za referenco svojih vrstnikov:

Odvisnost od stopnje neprepustnosti:

Potreba po dodajanju ekspanzijskih sredstev je odvisna od stopnje neprepustnosti betona. Pri določenih razredih, kot sta P6 in P8, je možno z optimizacijo mešanice doseči zahtevano neprepustnost brez dodajanja ekspanzijskih sredstev. To lahko vključuje povečanje količine specifičnih veziv ali dodatkov, spreminjanje razmerja peska, spreminjanje stopnje agregata ali uporabo visoko učinkovitih reduktorjev vode.

Razpoke v velikem betonu, ki so dolgo veljale za neizogiben "rak", je obravnavala raziskovalna skupina, ki jo vodi profesor Miao Changwen na Šoli za znanost in inženirstvo materialov, Jugovzhodna univerza.

Pri višjih stopnjah neprepustnosti, kot sta P10 in P12, je doseganje zahtevane neprepustnosti enostavnejše z dodatkom ekspanzijskih sredstev.

Izboljšanje vzdržljivosti:

Zunanje dodajanje ekspanzijskih sredstev poveča neprepustnost betona, odpornost proti zmrzali, odpornost proti koroziji in splošno vzdržljivost. Neprepustnost služi kot prva obrambna linija za trajnost betona.

Akademik Wu Zhongwei in drugi so poudarili, da je izboljšanje neprepustnosti betona ključnega pomena za povečanje njegove trajnosti.

V trenutnem kontekstu vse slabše kakovosti surovin, pomanjkanja naravnih virov peska in kamna, naraščajočih stroškov pridobivanja in osnovnih praks upravljanja so ekspanzijska sredstva v protiprepustnem betonu idealna za preprečevanje razpok in pronicanja v zgradbah.

Določitev stopnje neprepustnosti:

Stopnjo neprepustnosti protiprepustnega betona je mogoče oceniti z metodo postopnega tlaka za merjenje vodoprepustnosti.

Dejavniki, kot so prisotnost ekspanzijskih sredstev, vrsta in količina uporabljenih ekspanzijskih sredstev ter njihova kakovost pomembno vplivajo na ceno in ceno betona različnih stopenj neprepustnosti.

Sestava betona za različne stopnje neprepustnosti se razlikuje glede na kalcijev etringit, kalcijev hidroksid, magnezijev hidroksid itd., kar je mogoče analizirati z uporabo vrstične elektronske mikroskopije, tehnik mikroskopske spektroskopije in kemijske analize.

Napačno je nadomestiti slabša ekspanzijska sredstva, ki so na voljo na trgu, ali dodati nezadostne količine ekspanzijskih sredstev v skladu z zahtevami zasnove mešanice. Takšne prakse je mogoče odkriti z ustreznim testiranjem.

Izbira ustreznih ekspanzijskih sredstev:

Izbira ekspanzijskih sredstev mora temeljiti na načrtovani vrednosti mejne stopnje ekspanzije, značilnostih inženirske strukture in okolju uporabe.

Ekspanzijskih sredstev, ki uporabljajo kalcijev etringit kot vir ekspanzije, se ne sme uporabljati v betonskih konstrukcijah, ki so stalno izpostavljene temperaturam okolja nad 80 stopinj. Pri približno 70 stopinjah se kalcijev etringit razgradi, da nastane hidratiran aluminijev kalcijev sulfat tipa monosulfata, po ohlajanju pa se preoblikuje, kar povzroči zapoznelo ekspanzijo, ki lahko poškoduje strukturo.

Tvorba kalcijevega etringita je reakcija raztapljanja in obarjanja kristalov, ki zahteva znatno količino vode. Brez zunanjega strjevanja z vodo se beton, pomešan z ekspanzijskimi sredstvi na osnovi sulfatno-aluminatnega kalcija, skoraj ne razteza.

Ekspanzijska sredstva, ki uporabljajo kalcijev oksid kot vir ekspanzije, se zanašajo predvsem na nastajanje kalcijevega hidroksida v vodi za mešanje, da se tvori ekspanzijska faza. Nadalje lahko sodelujejo pri hidraciji, da proizvedejo več kalcijevega silikatnega hidratnega gela, s čimer povečajo gostoto in neprepustnost betona.

Ekspanzijska sredstva na osnovi kalcijevega oksida se priporočajo za pogoje brez zunanjega utrjevanja z vodo in med zimsko gradnjo.

Doziranje ekspanzijskih sredstev:

Z večanjem stopnje neprepustnosti protiprepustnega betona se mora povečati tudi doza ekspanzijskega sredstva, vendar ne sme preseči 12 %.

Ekspanzijska sredstva običajno zahtevajo več vode kot običajni cement in imajo hitrejšo stopnjo zgodnje hidratacijske reakcije. Posledično je tečljivost protiprepustnega betona, ki vsebuje ekspanzijska sredstva, nižja kot pri navadnem betonu z enako vsebnostjo vode in doziranjem reduktorja vode. Poleg tega je izguba padca skozi čas večja v primerjavi z navadnim betonom. Te dejavnike je treba upoštevati pri načrtovanju in gradnji mešanice.

Vendar ima beton, pomešan z ekspanzijskimi sredstvi, na splošno boljšo kohezivnost in manjšo stopnjo krvavitve.

Zaključek:Čeprav ni absolutno obvezna uporaba ekspanzijskih sredstev v vseh vrstah protiprepustnih betonov, je njihova uporaba zelo priporočljiva, zlasti pri višjih stopnjah neprepustnosti (P10, P12) in v pogojih, kjer sta povečana vzdržljivost in neprepustnost kritični. Pravilna izbira in doziranje ekspanzijskih sredstev lahko bistveno izboljšata učinkovitost in dolgo življenjsko dobo betonskih konstrukcij.