Urýchľovače tuhnutia a tvrdnutia betónu
Urýchlenie tuhnutia a tvrdnutia betónu je v stavebnej praxi pri zhotovovaní betónových prvkov a konštrukcií veľmi dôležitým a žiadaným zásahom, ktorý je namáhavý a náročný na presné dodržiavanie technologického postupu.
Tuhnutie a tvrdnutie sú z hľadiska vlastností čerstvej betónovej zmesi a betónu dva rozdielne pojmy, ktoré treba rozlišovať. Odlišujú sa aj z hľadiska fyzikálno-chemických procesov, ktoré prebiehajú v rôznych fázach hydratácie minerálov v zrnách cementu. Tuhne vždy čerstvá betónová zmes, pri tvrdnutí ide o nárast pevností už stuhnutého betónu. Väčšina urýchľujúcich prísad spája obidva účinky, a ak sa urýchlenie začiatku a času tuhnutia nevyžaduje, je nutné opatrné dávkovanie, prípadne treba súčasne použiť prísady, ktoré upravujú reológiu a spracovateľnosť.
Prísady urýchľujúce tuhnutie a tvrdnutie nesmú mať veľký vplyv na dlhodobé pevnosti a ďalšie fyzikálno-mechanické vlastnosti betónu. Často však tieto prísady ovplyvňujú reológiu a stupeň prevzdušnenia čerstvej betónovej zmesi. Mení sa tak jej spracovateľnosť a treba upraviť skladbu zmesi – predovšetkým vodný súčiniteľ. Niektoré prísady tiež znižujú teplotu bodu topenia ľadu, čím zabraňujú zamŕzaniu zámesovej vody v tuhnúcom betóne a uľahčujú betonáž počas mrazu – pri niektorých sa uvádza použiteľnosť až do teploty –15 °C. Pred aplikáciou urýchľujúcich prísad treba vždy overiť najmä tieto účinky:
- vplyv na priebeh a čas spracovateľnosti čerstvej betónovej zmesi,
- vplyv na začiatok a čas tuhnutia čerstvej betónovej zmesi,
- vplyv na počiatočné pevnosti betónu,
- vplyv na dlhodobé pevnosti betónu.
Niekedy sa musí overiť vplyv prísad aj na ďalšie fyzikálno-mechanické vlastnosti betónu.
Účinky urýchľujúcich prísad závisia od:
- dávky prísady – všeobecne platí priama úmernosť medzi dávkou prísady a silou jej účinku, neznamená to však, že dávku možno zvyšovať neobmedzene. Vyššie dávky môžu tuhnutie až príliš urýchliť alebo ho, naopak, zabrzdiť. Okrem toho môžu pri predávkovaní negatívnym spôsobom ovplyvniť dlhodobé pevnosti betónu, prípadne iné vlastnosti;
- druhu cementu – urýchľovače ovplyvňujú hydratáciu v počiatočných fázach, keď do reakcií vstupuje zo slinkových minerálov predovšetkým trikalciumaluminát. Cementy s vyšším obsahom trosky a iných hydraulických prímesí majú nižší podiel tohto minerálu. Preto je účinok urýchľujúcich látok pri použití zmesných cementov vždy menší ako v prípade cementov CEM I;
- druhu a dávky ďalších použitých prísad – tento vplyv ukážeme na príklade: plastifikačné prísady ovplyvňujú spracovateľnosť čerstvého betónu, a tým nepriamo i jeho vodný súčiniteľ, ktorý má významný vplyv na dosahované pevnosti. Okrem toho je dôležitý aj stupeň rozriedenia urýchľujúcej prísady v zámesovej vode;
- vodného súčiniteľa a spôsobu zhutňovania čerstvej betónovej zmesi;
- teploty čerstvej betónovej zmesi a okolia – ovplyvňuje rýchlosť hydratačných reakcií. To platí aj pri použití urýchľujúcich prísad. V praxi to znamená nutnosť vyššieho dávkovania týchto prísad pri nízkych teplotách.
Urýchlenie tuhnutia sa používa pri špeciálnych činnostiach, ako je napr. torkretácia, odstraňovanie následkov rôznych havárií, kotvenie veľkých konštrukčných prvkov a opravy betónových konštrukcií počas prevádzky. Pritom sa vždy požaduje aj urýchlenie tvrdnutia betónu. Pri betonáži počas mrazu je výhodou urýchlený vývin hydratačného tepla a zníženie teploty bodu topenia ľadu. Obmedzuje sa tak riziko zamrznutia zámesovej vody v betónovej zmesi.
Prísady sa delia podľa chemického zloženia na prísady obsahujúce chloridy a prísady bezchloridové.
Prísady obsahujúce chloridy
Bezchloridové prísady
Prísady na báze thiokyanatanov
Prísady na báze dusičnanov
Alkalické prísady
Prísady s obsahom síranu draselného
Čerstvé betónové zmesi, obsahujúce urýchľovače tuhnutia a tvrdnutia, treba najmä v letnom období chrániť počas transportu pred prehrievaním a stratou vody. To platí pre akúkoľvek betónovú zmes, zmesi s obsahom urýchľovačov sú však na zvýšenie teploty a stratu vody citlivejšie.
Text: Ing. Tomáš Táborský, Petr Schlattauer
Tomáš Táborský absolvoval VŠCHT v Prahe, Fakultu anorganickej technológie. Je zamestnaný vo Výskumnom ústave maltovín Praha, s. r. o., kde zastáva pozíciu vedúceho akreditovaného laboratória. Je autorom mnohých článkov v odborných periodikách z oblasti stavebníctva. Takisto sa podieľal na autorstve jednej z publikácií MŽP a VÚ maltovín.
Petr Schlattauer je absolventom strednej odbornej školy biochemického zamerania. Vo Výskumnom ústave maltovín Praha, s. r. o., pôsobí ako interný audítor akreditovaného laboratória. Autorsky prispieva do odborných časopisov z oblasti staviteľstva. Je spoluautorom odborných katalógov VÚ maltovín Praha, s. r. o.
