Zakaj je treba betonu dodati kremenčev prah?

Zakaj se potreba po vodi ali viskoznost povečata, ko betonu dodamo silicijev dioksid?

 

Kremenčev dioksid lahko znatno izboljša učinkovitost betona, vendar tudi poveča porabo vode in viskoznost. Če se uporablja v majhnih količinah, lahko silicijev dioksid izboljša pretočnost betona; vendar pa lahko pri večjih količinah povzroči povečano viskoznost in zgodnje staranje razpok. Da bi preprečili razpoke, sta ključnega pomena pravilno strjevanje in uravnotežena mešanica z drugimi materiali.

Silicijev dioksid

Konkretna izvedba

Razpoke v zgodnji starosti

Delci silicijevega dioksida so hidrofilni in imajo zelo veliko površino. Količina vode, ki je potrebna za namakanje tako velike površine, je razmeroma visoka. Zato, ko se vsebnost silicijevega dioksida poveča (več kot 5 %), se bo potreba po vodi ali vodo-cementno razmerje betonske mešanice povečala, če želimo doseči enak upad. Podobno, če vsebnost vode ali vodocementno razmerje ostane nespremenjeno, bo beton postal vse bolj viskozen, ko se bo vsebnost silicijevega dioksida povečala. Za resnično povečanje trdnosti in neprepustnosti betona brez povečanja vodocementnega razmerja in za dosego dobre obdelovalnosti se silicijev dioksid običajno uporablja v povezavi s sredstvi za zmanjšanje vode ali superplastifikatorji. Novi silicijev dioksid ima močno vez in ni nagnjen k ločevanju.

Ko je vsebnost silicijevega dioksida v razmeroma nizkem območju, tj. znotraj 5 % cementnih materialov, lahko silicijev dioksid dejansko zmanjša viskoznost betonske mešanice. V tem primeru ima oblika delcev silicijevega dioksida (sferični delci) prevladujočo vlogo, saj učinek "krogličnega ležaja" sferičnih delcev odtehta učinek "povpraševanja po vlažilni vodi" visoke specifične površine. Z drugimi besedami, nizek odmerek silicijevega dioksida ne le poveča moč vezave betonske mešanice, temveč tudi izboljša njeno pretočnost in zmanjša črpalni tlak, zaradi česar je zelo primeren za pripravo betona z visoko obdelovalnostjo ali samozgoščevalnega betona.

Zakaj beton s silicijevim dioksidom zlahka poči?

V praktični gradnji se silicijev dioksidni beton pogosto šteje za "nagnjenega k razpokanju". Delno je razlog v nezadostnem razumevanju lastnosti silicijevega fugiranega betona in v pomanjkanju ustreznih prilagoditev pri kontroli kakovosti gradnje, kot je na primer nezadosten nadzor nad kakovostjo utrjevanja. Drugi del razloga je, da se silicijev dioksid običajno uporablja v betonu, ki zahteva visoko zmogljivost, kot so visoka trdnost, nizka prepustnost in visoka vzdržljivost. Ta vrsta betona ima nizko vodocementno razmerje in visoko vsebnost cementnih materialov, kar lahko povzroči povečano občutljivost na krčenje in dvig temperature, kar lahko povzroči razpoke. Poleg tega kremenčev dioksid poveča avtogeno krčenje v zgodnji starosti, zaradi česar je beton bolj dovzeten za razpoke v zgodnji starosti v omejenih pogojih. Vpliv silicijevega dioksida na razpokanje betona je v glavnem povezan z razpokami v zgodnji starosti (ki se pojavijo v prvih dveh tednih) in ga je treba analizirati z vidika plastičnega krčenja, avtogenega krčenja in temperaturnih učinkov.