Rolul componentelor si influenta lor asupra proprietatilor betonului

Aditivi fluidizanti sunt substante tensioactive care contin grupari de polaritate diferita ceea ce le imprima un caracter hidrofil variabil. In prezenta apei toate aceste grupari se hidrateaza, se adsorb pe suprafata granulelor de ciment cu terminatiile cele mai hidrofile, determinand o dispersare a cimentului si o hidratare mai buna prin formarea unor pelicule groase de apa in jurul granulelor de ciment. Cresterea fluiditatii amestecului determina reducerea necesarului de apa de amestecare si obtinerea unei structuri mai compacte, avand ca rezultat cresterea rezistentelor mecanice si durabilitatii.

Ca fluidizanti se utilizeaza in special lignosulfonatii de calciu, sodiu, magneziu, amoniu.

Proportia optima de aditiv fluidifiant se stabileste ca procent din cantitatea de ciment, prin incercari preliminare, si depinde de natura si finetea de macinare a cimentului. Aditivul se adauga sub forma de solutie in apa de amestecare.

Aditivii antrenori de aer sunt substante tensioactive care, adaugate in proportii mici la prepararea betonului, se orienteaza cu capatul polar spre granulele de ciment si spre agregate, iar cu gruparea nepolara spre exterior si favorizeaza formarea de bule microscopice de aer in masa betonului.

Bulele de aer trebuie sa fie foarte fine (10–100 mm), uniform repartizate si sa-si mentina stabilitatea pana la sfarsitul prizei cimentului. Bulele de aer formate si stabilizate adera la suprafata granulelor de ciment si nisip fin hidrofobizate si exercita un efect de dispersare a sistemului avand drept consecinte marirea lucrabilitatii si reducerea raportului apa/ciment, la aceeasi consistenta.

Deoarece aerul antrenat in sistem afecteaza compactitatea si prin aceasta si rezistentele mecanice, dozarea trebuie facuta cu multa atentie, astfel incat proportia de aer antrenata sa nu depaseasca 5–6% din volumul betonului.

Modificarile aduse in structura betonului intarit sunt favorabile deoarece, desi porozitatea totala este mai mare, capilarele fiind intrerupte, ascensiunea capilara se micsoreaza.

Sistemul de pori si caracterul inchis al porozitatii fac ca betonul sa fie mai impermeabil si mai rezistent la actiunea solutiilor agresive, iar prin volumul pus la dispozitie de bulele de aer pentru expansiunea apei la inghetare, betonul devine mai rezistent la inghet-dezghet repetat.

Actiunea acestor aditivi este mai favorabila in cazul betoanelor cu dozaj redus si este influentata de natura si finetea cimentului si de natura si cantitatea fractiunii fine din agregat.

Ca aditivi antrenori de aer se folosesc sapunurile de colofoniu care au drept component activ abietatul de sodiu.

Aditivi superplastifianti sunt substante cu actiune puternic reducatoare a necesarului de apa pentru obtinerea unei anumite lucrabilitati.

Aditivii superplastifianti apartin urmatoarelor clase de substante:

·     produse de condensare naftalino-formaldehidice sulfonate;

·     produse de condensare melamino-formaldehidice sulfonate;

·     produse pe baza de lignosulfonati modificati.

Acesti aditivi permit obtinerea de betoane de inalta rezistenta, cu rapoarte a/c mai mici de 0,3 si lucrabilitate foarte buna.

Aditivii micsti prezinta functii multiple (fluidizante-antrenori de aer, superplastifiante-acceleratori de priza si intarire, etc).

Aditivi modificatori de priza si intarire

Sunt substante ce actioneaza asupra vitezei reactiilor de hidratare-hidroliza ale cimentului, asupra proceselor de consolidare a produsilor rezultati din acestea sau prin formare de noi produsi insolubili, stabili, care compacteaza matricea, actionand favorabil asupra rezistentelor mecanice.

Aditivi acceleratori de priza si intarire sunt fluorurile alcaline (NaF, KF), sulfatii (Fe₂SO₄)₃. Ei sunt destinati unor lucrari speciale care necesita un timp de priza cat mai redus si atingere rapida a unor rezistente convenabile cerintelor (betonare taluzuri, betonari pe timp friguros, obturari de infiltratii). In tehnologia de executie a acestor lucrari trebuie tinut cont de faptul ca priza este rapida.

Aditivii acceleratori de intarire actioneaza in mod special asupra vitezei de intarire si fac parte preponderent din clasa clorurilor, cel mai frecvent fiind utilizata cea de calciu. Clorura de calciu activeaza hidratarea cimentului printr-un mecanism complex, ce conduce la cresterea compactitatii matricei cu efect pozitiv in special asupra rezistentelor initiale (rezistentele finale pot fi uneori mai mici decat la betonul neaditivat, mai ales daca dozarea aditivului este incorecta).

Utilizarea acestor aditivi este recomandata pentru lucrari care cer decofrarea sau darea in folosinta mai rapida (lucrari executate prin glisare, prefabricate).

Aditivii intarzietori de priza se utilizeaza pentru mentinerea starii de beton proaspat un timp mai indelungat in cazul cand acest lucru se impune prin natura lucrarii ce urmeaza a fi executata (betonari fara rosturi de lucru, transportul betonului la distante mari). In scopul intarzierii prizei se pot utiliza substante ca: oxid de zinc, borax, fosfati alcalini, unele substante organice (zaharuri), cu conditia dozarii stricte pentru a nu perturba total priza cimentului.

Aditivii modificatori de priza si intarire pot afecta adeziunea beton-armatura sau pot produce coroziunea armaturii (in special sarurile provenite din acizi tari), drept care in utilizarea lor trebuie respectate cu strictete recomandarile de utilizare.

Aditivi crescatori de rezistenta la actiuni fizice si mecanice

Sunt pe de o parte cei modificatori ai proprietatilor reologice (reducatori de apa, antrenori de aer) iar pe de alta parte, substante impermeabilizante, cu proprietati antigel, etc.

Aditivii impermeabilizanti se utilizeaza in scopul maririi gradului de impermeabilitate al betonului intarit fata de apa si solutii agresive. Dupa modul cum actioneaza pot fi:

·     aditivi care reactioneaza, in special cu hidroxidul de calciu, dand geluri care colmateaza microcapilarele betonului, exemplu FeCl₃, AlCl₃. Se recomanda utilizarea lor la lucrari care vin in contact permanent cu umiditatea, deoarece in caz contrar gelurile fisureaza si maresc permeabilitatea;

·     aditivi tensioactivi, care hidrofobizeaza peretii microcapilarelor si astfel micsoreaza ascensiunea capilara;

·     aditivi fluidizanti si antrenori de aer, prin modificarea structurii betonului, dimensiunea porilor si distributia lor, determina o crestere insemnata a gradului de impermeabilitate. 

Aditivii antigel sunt produse care adaugate la prepararea betoanelor coboara sensibil temperatura de inghet a apei, favorizand procesele de hidratare ale cimentului la temperaturi scazute. Utilizarea lor permite executarea lucrarilor de betonare pe timp friguros.