baza firm specjalistycznych
wiedza i doświadczenie
bezpłatne doradztwo
Marek Świerczyński, Poznań tel. +48 790 770 934
e-mail: biuro@prosel.pl
BETONY POSADZKOWE
Cechy technologiczne mieszanki betonowej przeznaczonej na posadzki przemysłowe, modyfikowanej domieszkami chemicznymi.
1. Wstęp.
Dobrej jakości posadzka przemysłowa nie może być wykonana ze zwykłego betonu towarowego. Mieszanka betonowa z przeznaczeniem na posadzkę powinna być projektowana wg specjalnych zasad i winna spełniać wiele wymagań, którym beton towarowy sprostać nie musi.
Minimalną klasę wytrzymałości betonu posadzkowego należy określić na poziomie B25 (C20/25) i to nie tylko ze względu na wymaganą wytrzymałość na ściskanie, lecz także z uwagi na konieczność spełnienia innych wymagań takich jak wodoszczelność czy nasiąkliwość. Najczęściej spotykane obecnie klasy betonów posadzkowych to B25 do B35, aczkolwiek projektanci coraz chętniej sięgają po klasy wyższe. Decydującym jednak parametrem, na który właściwie projektuje się beton posadzkowy jest jego skurcz. Zapewnienie niskiego skurczu gwarantuje, że na właściwie ułożonym betonie nie pojawią się niepożądane rysy. Zakłada się, że całkowity bezpieczny skurcz dobrze zaprojektowanego i wykonanego betonu posadzkowego nie powinien być większy niż 0,4 mm/ mb.
2. Składniki betonu posadzkowego.
2.1 Cement:
Do wykonywania betonów posadzkowych najczęściej stosuje się obecnie cementy z dodatkiem mielonego żużla wielkopiecowego grupy CEM II/B-S lub A-S (klasy 32,5 lub 42,5). Betony wykonane na cementach z tej grupy wykazują się wyższą odpornością na korozję chemiczną.
Jeśli posadzka ma być strukturalnie odporna na agresję chemiczną warto zastanowić się nad zastosowaniem cementu hutniczego CEM III/ A, mimo jego znacznie wolniejszego przyrostu wytrzymałości w fazie początkowej. Aplikacja betonu posadzkowego na tym cemencie wydaje się być możliwą szczególnie w warunkach wysokich temperatur w okresie letnim.
Cementy czyste portlandzkie z grupy CEM I (najczęściej klasy 32,5) ze względu na stosunkowo szybkie przyrosty wytrzymałości wczesnych mają zastosowanie szczególnie przy prowadzeniu robót posadzkowych w okresie obniżonych temperatur.
Ilość cementu w betonie posadzkowym praktycznie nie powinna przekraczać 350 kg/ m3 i zależy od projektowanej klasy betonu. W przypadku bardzo wysokich wymagań wytrzymałościowych jest możliwe przekroczenie tej wartości pod warunkiem utrzymania odpowiedniego stosunku w/c (woda/cement) gwarantującego zachowanie bezpiecznego skurczu.
2.2 Woda:
Nie ma żadnych specyficznych wymagań dotyczących wody dla produkcji betonu posadzkowego. Powinna być to woda wodociągowa odpowiadająca wymogom odpowiednich norm, nie zawierająca żadnych zanieczyszczeń mogących działać korozyjnie na beton.
Ilość wody w 1 m3 betonu posadzkowego zmienia się w zależności od ilości cementu i planowanej klasy betonu. Projektowany stosunek w/c waha się w praktyce od 0,4 do 0,5, a najczęściej oscyluje wokół 0,48.
2.3 Kruszywo:
Do konstrukcji krzywej uziarnienia są z reguły stosowane kruszywa grube otoczakowe. Można również używać kruszywa grube łamane z różnych typów skał odpowiadające wymogom norm. Szczególnie w przypadku posadzek o wymaganej wysokiej odporności na ścieranie korzystne jest stosowanie kruszyw łamanych, np. bazaltowych. Przez zastosowanie kruszyw łamanych (grysów) można też zwiększyć wytrzymałość płyty betonowej posadzki na zginanie.
Podstawową zasadą przy doborze kruszywa grubego jest jego czystość (brak zanieczyszczeń obcych typu lignit, margiel, glina). Zanieczyszczenia tego typu w czasie wibrowania betonu posadzkowego bardzo łatwo wypływają na powierzchnię, następnie po stwardnieniu betonu stanowią najsłabsze ogniwo posadzki- łatwo się wycierają i powodują powstawanie wyrw. Trzeba wspomnieć, że naprawa takich uszkodzeń jest bardzo żmudna i kosztowna. Zapylenie kruszywa grubego nie powinno przekraczać 0,5%. Zapylone kruszywo spowoduje brak zespolenia ziaren z dobrze skonstruowanym zaczynem betonu posadzkowego, a w konsekwencji obniżenie parametrów szczególnie szczelności i nasiąkliwości.
Zaleca się stosowanie kruszywa grubego frakcjonowanego: 2- 8 i 8-16 mm. Stosowanie wszelkiego typu mieszanek żwirowych lub żwirowo- piaskowych jest ryzykowne ze względu na dużą niestabilność tego typu kruszyw. Jako kruszywo drobne do betonu posadzkowego powinien być stosowany piasek płukany o uziarnieniu 0-2 mm.
Przy doborze piasku należy zwrócić uwagę na ewentualne zanieczyszczenia (lignit, margiel), które dyskwalifikują jego użycie podobnie jak w przypadku kruszywa grubego. Górny limit zanieczyszczeń pylastych w piasku to 1,5%. Dla właściwego skonstruowania krzywej uziarnienia betonu posadzkowego bardzo ważna jest ilość części drobnych w piasku. Zawartość frakcji do 0,125 mm nie powinna przekraczać 5%, a frakcji 0,125 do 0,25 mm wahać się w granicach między 8 i 15%. Ilość kruszywa o wymiarach ziaren do 0,5 mm nie powinna przekroczyć 50%. Zbyt mała zawartość tych drobnych frakcji spowoduje przy stosunkowo małej ilości cementu problemy z segregacją i „bleedingiem", beton na posadzce będzie przy wibrowaniu wyrzucał na powierzchnię mleczko cementowe i wodę, co szczególnie w przypadku posadzek z posypką utwardzającą jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym. Zbyt duża ilość drobnych części spowoduje z kolei dużą wodożądność stosu okruchowego- mieszanka będzie wymagała bardzo dużej ilości chemii dla uzyskania odpowiedniej konsystencji- a co za tym idzie będzie bardzo droga. Trzeba też wspomnieć, że betony bardzo bogate w drobne frakcje kruszywa wykazują tendencje do niekontrolowanego napowietrzania się w trakcie mieszania i transportu.
2.4 Domieszki chemiczne
Przy spełnieniu podstawowych dla betonu posadzkowego wymagań, tzn. niskiego stosunku w/c i odpowiedniej ilości cementu niezbędne dla uzyskania właściwej konsystencji umożliwiającej rozłożenie i właściwe zawibrowanie masy betonowej jest zastosowanie domieszek plastyfikujących i upłynniających.
Najczęściej stosowanymi do betonu posadzkowego superplastyfikatorami są środki na bazie sulfonowanych żywic naftalenowo- melaminowych lub sulfonowanej żywicy naftalenowej i lignosulfonianu.
Ponieważ jednak czas oddziaływania tych środków jest ograniczony, a beton posadzkowy jest z reguły betonem transportowanym na budowę skuteczne w tym przypadku okazuje się być zastosowanie kombinacji w.w. domieszek upłynniających z plastyfikatorami konstruowanymi na bazie lignosulfonianów. Zadozowanie plastyfikatora stabilizuje w dłuższym czasie działanie upłynniacza.
W przypadku prowadzenia prac w okresie bardzo wysokich temperatur, lub jeżeli konieczne jest przewożenie betonu posadzkowego na dalsze odległości wskazana jest modyfikacja plastyfikatora sacharozą, która opóźnia wiązanie cementu w granicach 2-3 godzin. Przy bardzo dalekich dowozach, gdzie wymagane opóźnienie jest większe od 3h trzeba zastosować klasyczny opóźniacz na bazie fosforanów. Ilość zadozowanego opóźniacza zależy w dużej mierze od temperatury powietrza, temperatury masy betonowej, czasu dowozu i czasu potrzebnego do rozłożenia i zagęszczenia mieszanki betonowej i powinna być każdorazowo określona. Przedozowanie opóźniacza może spowodować zakłócenia w technologii robót na posadzce i zbyt długie oczekiwanie na możliwość jej zatarcia.
W przypadku wykonywania betonu z przeznaczeniem na posadzkę o bardzo wysokich parametrach wytrzymałościowych, gdzie konieczne jest upłynnianie betonów o bardzo małej ilości wody można zastosować upłynniacze najnowszej (tzw. czwartej generacji) z grupy eterów polikarboksylowych, które charakteryzują się bardzo silnym i długotrwałym efektem upłynnienia. Wymagają one dużej dokładności dozowania zarówno domieszki jak i innych składników (szczególnie wody).
Jeżeli jesteśmy zmuszeni do wykonywania betonów posadzkowych w okresie obniżonych temperatur powietrza (poniżej +10oC) zasadne jest stosowanie domieszek ułatwiających prace betonowe w niskich temperaturach (tzw. przeciwmrozowych). Trzeba jednak wiedzieć, że zastosowanie jakiejkolwiek domieszki przeciwmrozowej w żadnym wypadku nie zwalnia wykonawcy z przestrzegania wszystkich zasad prowadzenia prac betonowych w takich niekorzystnych warunkach.
Aby uzyskać właściwe efekty działania domieszek chemicznych należy przestrzegać podstawowych zasad ich dozowania. Najlepsze efekty uzyskuje się przy dozowaniu domieszek płynnych na końcu do wymieszanego już betonu. Poprawne i skuteczne jest również dodawanie ich równo z wodą lub rozcieńczonych w pewnej ilości wody zarobowej. W przypadku stosowania koncentratów proszkowych należy dozować je razem z cementem przed dodaniem wody. Absolutnie niedopuszczalne jest natomiast dozowanie domieszek płynnych bezpośrednio na suche kruszywa lub cement.
3. Projektowanie; technologia wykonania i układania mieszanki betonowej dla posadzki przemysłowej.
Przy projektowaniu składu betonu posadzkowego należy rozpocząć od przyjęcia odpowiedniego, gwarantującego bezpieczny skurcz i uzyskanie wymaganej wytrzymałości, współczynnika wodno- cementowego w/c. Jak wiadomo wielkość skurczu całkowitego jest zależna również od ilości cementu, stąd wymaganie nie przekroczenia pewnej jego ilości.
W praktycznych zastosowaniach dla najczęściej spotykanych klas betonu wskaźnik w/c waha się najczęściej w granicach 0,45- 0,48. Proporcje poszczególnych stosowanych kruszyw powinny być tak dobrane, aby zawartość frakcji do 0,25 mm, wahała się w granicach 4- 6%, a punkt piaskowy (zawartość kruszyw o wymiarze ziarna poniżej 2 mm): 35 do 37%.
Konsystencja masy betonowej w trakcie betonowania powinna wynosić 5- 8 cm (opad stożka) przy zagęszczaniu betonu z użyciem listwy wibracyjnej. Przy betonowaniu z użyciem pompy do podawania masy betonowej konsystencja ta winna być rzadsza i wynosić od 8 do 12 cm. W sytuacji dalekiego dowozu masy betonowej może się okazać, że bardziej ekonomicznym jest dwuetapowe dozowanie superplastyfikatora (początkowe na węźle betoniarskim i wtórne na budowie, do betonowozu, bezpośrednio przed wylaniem). Trzeba jednak wiedzieć, że aby superplastyfikator mógł zostać właściwie wymieszany w betonowozie konsystencja betonu dowiezionego na budowę nie powinna być mniejsza niż 5 cm (opad stożka). Po dodaniu domieszki upłynniającej na budowie należy beton przemieszać na wysokich obrotach przez min. 5 minut.
W zależności od konsystencji betonu zabudowywanego należy dobrać odpowiedni sposób zagęszczania (wibratory pogrążalne, listwa wibracyjna o odpowiedniej wadze, sile wymuszającej i częstotliwości drgań, maszyny typu „LaserScreed"). Czas wibracji w zależności od konsystencji masy betonowej powinien wynosić minimum 25 sek. i winien być ustalony każdorazowo na budowie w trakcie wibrowania przez osobę nadzorującą wykonywanie posadzek. Zbyt krótki czas wibrowania spowoduje nieuzyskanie odpowiednich parametrów betonu w posadzce; zbyt długi czas wibrowania może spowodować rozsegregowanie mieszanki i wyrzucanie wody na powierzchnię.
Pokazywanie się wody na powierzchni może być również spowodowane zbyt małą ilością części drobnych w kruszywie (szczególnie piasku). Zbyt mała wodożądność kruszywa zastosowanego do konstrukcji stosu okruchowego w powiązaniu ze zbyt dużą ilością wody w betonie może wywołać wydzielanie dużej ilości wody przy wibrowaniu.
Zjawisko to jest szczególnie niebezpieczne w przypadku posadzek przemysłowych utwardzanych powierzchniowo (z posypkami mineralnymi). W takim przypadku należy bezwarunkowo zdjąć z całej posadzki wodę wraz z warstwą zaczynu cementowego przed rozsypaniem posypki. Materiał wysypany w wodę lub mleczko cementowe miesza się z nim, nie może być właściwie zatarty i nie będzie spełniał swojej roli (nie stworzy trudnościeralnej warstwy wierzchniej).
Przy projektowaniu betonu posadzkowego należy uwzględnić możliwości zabezpieczenia betonu przed utratą wody poprzez wybór odpowiednich środków do konserwacji betonu. Jak najwcześniej po stwardnieniu należy beton przykryć folią, chronić go przed nadmiernym spadkiem (poniżej +5oC) i wzrostem (powyżej +30oC) temperatury, dużą różnicą temperatury betonu posadzki i otoczenia oraz przeciągami. W przypadku niemożności rozłożenia folii i jeżeli nie jest przewidziane układanie żadnych dodatkowych powłok na posadzce (np. żywicznych) można beton chronić przed odparowaniem poprzez natryśnięcie preparatów pielęgnacyjnych na bazie wosków.
Często betony posadzkowe są zbrojone nie za pomocą tradycyjnych siatek zbrojeniowych, lecz za pomocą rozproszonych włókien stalowych. Ilość włókien na 1 m3 powinna być określona przez konstruktora. Minimalna ilość ze względu na równomierne rozmieszczenie włókien w całej masie betonu to 20 kg/ m3. Przy projektowaniu betonów ze zbrojeniem rozproszonym należy pamiętać, że dodanie włókien pogarsza urabialność masy betonowej, co należy uwzględnić przy ustalaniu konsystencji. Fibrobetony będą więc wymagały większej ilości domieszki upłynniającej (superplastyfikatora) dla uzyskania tej samej konsystencji niż zwykłe betony posadzkowe. Podobnie rzecz się ma w przypadku dozowania do betonu posadzkowego włókien polipropylenowych lub szklanych dodawanych w celu zwiększenia odporności masy betonowej na mikropęknięcia w pierwszym okresie wiązania. Również w tym przypadku zużycie superplastyfikatora będzie większe.
