Kakav je status primjene dodataka betonu

1. Trenutna primjena dodataka betonu

Mnoge betonske tvrtke koriste tradicionalne reduktore vode na bazi naftalena u proizvodnji betona niske čvrstoće (C10-C40), dok prelaze na dodatke na bazi polikarboksilata kada proizvode beton razreda C40 i više. Ovaj izbor određuje nekoliko čimbenika:

• Proces miješanja dodataka na bazi naftalana relativno je jednostavan, a neke tvornice betona mogu same miješati dodatke naftalanu, čime se smanjuju troškovi proizvodnje.
• Tijekom proizvodnog procesa, dodatke na bazi naftalena lakše je kontrolirati. Kada doziranje varira unutar raspona od ±0.2%, svojstva betona se ne mijenjaju značajno, što znači da postoji veći prostor za prilagodbu dodatka. Također imaju dobru prilagodljivost cementu. Kada postoje male promjene u sadržaju vlage ili mulja u agregatima, beton ostaje stabilan, a beton niske do srednje čvrstoće relativno je jednostavan za proizvodnju.
• Beton niske do srednje čvrstoće (C10-C40) čini većinu potražnje na tržištu, čineći oko 80%–90% ukupne proizvodnje u tvornicama za miješanje betona, dok beton visoke čvrstoće čini manje od 10%. Ovi razlozi pridonose trenutnoj dominaciji dodataka na bazi naftalena u industriji.

Međutim, dodaci na bazi naftalena imaju određena ograničenja tijekom proizvodnje i uporabe:

• Proizvodnja dodataka na bazi naftalena stvara neke otrovne tvari, koje mogu uzrokovati onečišćenje okoliša.
• Kod proizvodnje betona visoke čvrstoće, brzog tečenja teško je zajamčiti čvrstoću i obradivost. Zbog ograničenja učinka redukcije vode, količina cementa koja se koristi u betonu visoke čvrstoće je relativno velika. Beton pomiješan s reduktorima vode na bazi naftalena postaje vrlo gust i s njim je teško raditi. Ranije, kada su se dodaci na bazi naftalena koristili za betone visoke čvrstoće, bila je potrebna stroga kontrola doziranja vode i dodataka kako bi se osigurala čvrstoća. Međutim, u praksi je obradivost betona bila loša, a smjesa je bila i ljepljiva i gusta. Iako je fluidnost bila prisutna, bila je spora, što je rezultiralo sporijom brzinom izgradnje i pritužbama radnika na gradilištu. Povećanje doze aditiva nije poboljšalo situaciju, a prekomjerna upotreba aditiva mogla je utjecati na vrijeme vezivanja i čvrstoću betona. Dodavanje vode nije dolazilo u obzir.

2. Karakteristike i smjer razvoja polikarboksilatnih dodataka nove generacije

S brzim razvojem građevinske industrije, pojavili su se veći zahtjevi za čvrstoćom i trajnosti betona. Čvrstoća je jedan od glavnih fokusa razvoja tehnologije betona. Zbog ubrzane urbanizacije u Kini, developeri povećavaju stopu iskorištenosti urbanog zemljišta, a zgrade više od 100 metara postaju sve češće. U isto vrijeme, stupnjevi čvrstoće betona nadmašili su tradicionalni razred C40, a koriste se betoni C50, C60, pa čak i većih čvrstoća. Brojne inženjerske prakse pokazale su da uporaba betona visoke čvrstoće ne samo da smanjuje veličinu konstrukcijskih presjeka, olakšava vlastitu težinu konstrukcije i smanjuje potrošnju materijala, već također povećava seizmičku otpornost zgrade, ubrzava izgradnju, smanjuje troškove projekta, te udovoljava posebnim građevinskim zahtjevima.
Kako se beton nastavlja razvijati u smjeru veće čvrstoće i performansi, zahtjevi za sirovinama, posebice dodacima, su se povećali. Tradicionalni dodaci na bazi naftalena više ne mogu zadovoljiti ove zahtjeve zbog ograničenja u proizvodnim procesima i obradivosti betona. Nova generacija dodataka na bazi polikarboksilata brzo se razvila i uspješno se primjenjuje u sektorima željeznice, mostova, vodoprivrede i drugim sektorima gradnje betona.

U usporedbi s dodacima na bazi naftalena, polikarboksilatni dodaci imaju sljedeće tri glavne prednosti:

• Veća stopa redukcije vode i bolja disperzija: S istom količinom dodataka, dodaci na bazi polikarboksilata zadržavaju istu čvrstoću, slijeganje i protočnost uz uštedu oko 10 kg vode. Značaj uštede od 10 kg vode po kubičnom metru betona dobro je shvaćen u industriji - ovo smanjenje štedi približno 20 kg – 30 kg cementa. Njegova najveća prednost je u betonu visoke čvrstoće, gdje se količina cementa može značajno smanjiti, čime se učinkovito smanjuju troškovi proizvodnje. Ovo doista ispunjava "tri niska" zahtjeva niskog sadržaja cementa, niskog vodocementnog omjera i niskog sadržaja vode.
• Ekološki prihvatljiv: Polikarboksilatni dodaci proizvode se bez upotrebe jakih stimulansa poput formaldehida ili visoko korozivne sumporne kiseline, što ih čini ekološki prihvatljivima i održivima.
• Širok raspon primjene i obećavajući razvojni izgledi: Dodaci na bazi polikarboksilata primjenjuju se u samozbijajućem betonu, betonu s ravnim površinama, betonu visoke čvrstoće, betonu visoke izdržljivosti, brodskom betonu i montažnim betonskim konstrukcijama. Njihova se kvaliteta kontinuirano poboljšava. Zbog svojih sveobuhvatnih prednosti, dodaci na bazi polikarboksilata naširoko su i uspješno korišteni u mnogim regijama Kine, stvarajući značajne tehničke i ekonomske prednosti. Praktično iskustvo je pokazalo da je promicanje i primjena polikarboksilatnih dodataka neizbježan uvjet za razvoj kvalitete betona prema visokim učincima.