Jak działają domieszki napowietrzające w betonie?

Beton to bardzo popularny materiał konstrukcyjny, który wyróżnia się ciekawą specyfiką. Z jednej strony jest bardzo uniwersalny, ponieważ można tworzyć z niego dowolne kształty, a z drugiej jest maksymalnie wytrzymały i świetnie znosi nawet duże obciążenia. Co ciekawe, chociaż sam w sobie jest materiałem trwałym, to zastosowanie dodatkowych domieszek jeszcze bardziej podnosi jego doskonałe właściwości. Jedną z opcji jest wykorzystanie tzw. domieszek napowietrzających. Jak działają te substancje? I dlaczego są stosowane? Na te i inne pytania odpowiadamy w naszym artykule.

Domieszki napowietrzające - jak działają?

Domieszki napowietrzające (z angielskiego air-entraining admixtures, AEA) to środki dodawane w niewielkich ilościach do betonu, które zmieniają jego właściwości i podnoszą jakość. Ich zastosowanie sprawia, że w betonie powstają drobne i stabilne pęcherzyki powietrza, które podczas utwardzania ulegają mineralizacji i stają się integralną częścią materiału. W ten sposób wewnątrz struktury betonu powstaje dodatkowa powierzchnia, która sprawia, że konstrukcja nabiera właściwości mrozoodpornych.

A negatywne oddziaływanie niskich temperatur to bardzo realne zagrożenie. Jak pokazują badania, zamarzająca woda zwiększa swoją objętość do około 9%, a powtarzające się etapy zamrażania i odmrażania tej substancji mają negatywny wpływ na całą strukturę. Właśnie dlatego tak ważne jest zastosowanie domieszek napowietrzających. Jest to bowiem skuteczny sposób na zapobieganie wzrostowi ciśnienia wewnętrznego, które może prowadzić do tworzenia się groźnych dla całej konstrukcji pęknięć.

Jednak to nie koniec. Pęcherzyki powietrza, które powstają dzięki specjalistycznym domieszkom sprawiają też, że wzrasta tzw. urabialność materiału i jego plastyczność, oraz że zmniejszone zostaje tarcie pojawiające się podczas pompowania betonu.

Czytaj dalej: Jakie są rodzaje i właściwości betonów hydrotechnicznych?

Podział substancji

Domieszki napowietrzające możemy podzielić na kilka podstawowych grup. Wyróżniamy:

żywice naturalne i ich sole,
kwasy tłuszczowe i ich sole,
sole alkilo-arylo sulfonianów,
sole alkilosiarczanów,
związki alkilo-arylooksyetylenowane,
sole lignosulfonianów,
inne np. sole pochodzenia petrochemicznego, białko zwierzęce, oleje.

Co warto wiedzieć?

Warto jednak pamiętać, że zawartość powietrza i rozkład porów w mieszance betonowej zależy od kilku istotnych czynników. Pod uwagę należy wziąć m.in.:

rodzaj i ilości domieszki napowietrzającej,
sposób mieszania (szybkie obroty mieszarki zwiększają ilość wprowadzanego powietrza),
czas mieszania (napowietrzenie początkowo wzrasta, a potem maleje),
konsystencję mieszanki,
rodzaj i uziarnienie kruszywa (frakcje od 0,25 do 1 mm ułatwiają napowietrzenie, natomiast frakcje poniżej 0,125 mm utrudniają).

Warto też pamiętać, że niektóre czynniki zmniejszają skuteczność zastosowanej domieszki i sprawiają, że należy użyć większej ilości takiej substancji. Te czynniki to m.in.:

woda twarda stosowana jako woda zarobowa,
wykorzystanie cementu niskoalkalicznego,
udział substancji drobnoziarnistych, takich jak m.in. popioły lotne, pigmenty,
zastosowanie cementu o większym rozdrobnieniu.