Eksploatuojant kelio konstrukcijas, stovėjimo aikšteles, rezervuarus, krantines ir kitas konstrukcijas, nuolatos veikiamas atmosferos poveikio, vienas svarbesnių kriterijų, lemiančių, kiek ilgai tarnaus konstrukcija, yra betono atsparumas šalčiui.
Vandens poveikis betonui
Betono irimas dėl pasikartojančio užšaldymo ir atšildymo ciklų poveikio gali turėti įtakos armuojančio plieno korozijai, o tai silpnina visą betono konstrukciją. Pro atviras kapiliarines poras į betono struktūrą gali įsiskverbti vanduo. Veikiant šalčiui, porose esantis vanduo virsdamas ledu padidina savo tūrį iki 9 proc. ir sukelia slėgį į kapiliaro sieneles.
Veikiant cikliniam užšaldymui ir atšildymui, šis procesas nuolat kartojasi, ir betono struktūra pradeda irti. Betono atsparumui padidinti dažniausiai naudojamos orą įtraukiančios betono įmaišos. Jas panaudojus ruošiant mišinį, betono matricoje suformuojamos uždaros oro poros. Esant uždaroms oro poroms, besiformuojančio ledo tūriui yra kur plėstis, tokiu atveju į kapiliarines poras neveikia slėgis ir betono struktūra nėra ardoma.
Bendrovės „Vizgintos statyba“ siūloma „Xypex“ betono hidroizoliacija kristalizacijos būdu puikiai papildo ir sustiprina orą įtraukiančių įmaišų veikimą, nes neturi įtakos uždaroms oro poroms, o užsandarina tik atviras poras ir kapiliarus. „Xypex“ gaminamos medžiagos sumažina betono skysčių įgeriamumą, sykiu padidina betono atsparumą šalčiui.
Vanduo šaldamas neardo porų, o padidėjusį ledo tūrį gali perimti uždaros oro poros. „Xypex“ gali būti naudojama kaip betono įmaiša, įmaišoma į mišinį betono mišinio ruošimo cechuose arba gali būti naudojama kaip tepama danga ant naujų ar senų betoninių konstrukcijų statybos aikštelėje.
Mokslininkai pasitikrino prielaidas
Kauno technologijos universiteto Statybos ir architektūros fakulteto mokslo grupės „Statybinės medžiagos, konstrukcijos ir technologijos“ tyrėjai įvertino, kokią įtaką įmaiša „Xypex Admix C-1000 NF“ turi sukietėjusio betono atsparumui šalčiui, betonui 28 paras kietėjant rėžiminėje kameroje ir 1 metus kietėjant vandenyje.
Siekiama išsiaiškinti, ar, nuolat betonui būtent vandenyje, sumažėja kristalizacijos procesus skatinančios įmaišos poveikis. Betono bandinių atsparumas šalčiui tyrimo metu buvo nustatytas taikant tūrinio užšaldymo ir atšildymo bandymo metodą pagal standarte LST 1428-17 pateiktus reikalavimus. Atliekant tyrimą betono mišinio vandens ir cemento santykis (V/C) buvo pastovus, plastifikuojančios įmaišos ir orą įtraukiančios įmaišos kiekiai nekito.
Tyrimo metu buvo keičiamas tik kristalizacijos procesus betono porose skatinančios betono įmaišos (kiekis procentais cemento masės: 0,8 proc., 1,0 proc. ir 1,5 proc.). Kontrolinė betono mišinio sudėtis buvo ruošiama be įmaišos „Xypex Admix C-1000 NF“. Betono gniuždymo stiprio pokytis po 150 bei 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus esant skirtingam įmaišos „Xypex Admix C-1000 NF“ kiekiui procentais cemento masės atitinkamai pavaizduotas 1 ir 2 pav. Iš 1a ir 2a pav. matyti, kad kontrolinio betono (nenaudojant įmaišos „Xypex Admix C-1000 NF“) po atsparumo šalčiui bandymo kontrolinis betonas atsparumo šalčiui bandymo neatlaikė. Pridėjus į mišinį „Xypex Admix C-1000 NF“ 0,8 proc., 1,0 proc. ir 1,5 proc. cemento masės, po atsparumo šalčiui bandymo bandinių gniuždymo stipris ne tik nesumažėjo daugiau kaip 5 proc., palyginti su kontrolinių bandinių gniuždymo stipriu, bet ir padidėjo. Betonas su įmaiša „Xypex Admix C-1000 NF“ išlaikė atsparumo šalčiui bandymą.
1 pav. Betono gniuždymo stiprio pokytis po 150 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus.
a) 28 paras kietinant rėžiminėje kameroje.
b) 1 metus kietinant vandenyje.
2 pav. Betono gniuždymo stiprio pokytis po 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus.
a) 28 paras kietinant rėžiminėje kameroje.
b) 1 metus kietinant vandenyje.
Tyrimo eiga
Kietinant kontrolinius betono bandinius vandenyje 1 metus (1b ir 2b pav.), po 150 ir po 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų betono bandinių gniuždymo stipris nesumažėjo daugiau kaip 5 proc., palyginti su kontrolinių bandinių gniuždymo stipriu, nustatytu prieš bandymą, t. y. po 150 ciklų sumažėjo 3,75 proc., o po 200 ciklų sumažėjo 2,66 proc. Kontrolinis betonas atsparumo šalčiui bandymą atlaikė. Pridėjus į mišinį „Xypex Admix C-1000 NF“ 0,8 proc., 1,0 proc. ir 1,5 proc. cemento masės, po atsparumo šalčiui bandymo bandinių gniuždymo stipris ne tik nesumažėjo daugiau kaip 5 proc. palyginti su kontrolinių bandinių gniuždymo stipriu, bet ir padidėjo.
3 a ir b pav.
Betonui 28 paras kietėjant rėžiminėje kameroje.
Betonui 1 metus kietėjant vandenyje.
Betonui 28 paras kietėjant rėžiminėje kameroje.
Betonui 1 metus kietėjant vandenyje.
XB-0 po 150 ciklų
XB-0 po 200 ciklų
XB-1 po 150 ciklų
XB-1 po 200 ciklų
a) „Xypex Admix C-1000 NF“ 0 proc.
cemento masės.
b) „Xypex Admix C-1000 NF“ 0,8 proc.
cemento masės.
Iš 3 pav. matyti, kaip atrodo bandiniai po 150 ir 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų poveikio. Kontroliniuose betono bandiniuose (XB-0 sudėtis) jau po 150 užšaldymo ir atšildymo ciklų formuojasi plyšiai (3a pav.), o po 200 ciklų plyšių tinklas tik dar labiau išplinta (3a pav.).
Esant „Xypex Admix C-1000 NF“ 0,8 proc. cemento masės betono bandiniuose (XB-1 sudėtis) plyšiai pradeda formuotis tik po 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus (3b pav.). Esant didesniam „Xypex Admix C-1000 NF“ kiekiui procentais cemento masės betono bandiniuose (XB-2 sudėtis ir XB-3 sudėtis) tiek po 150, tiek po 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus plyšių nepastebėta (3c ir 3d pav.).
Parengtoje bandymų ataskaitoje teigiama, kad kontrolinio betono (nenaudojant įmaišos „Xypex Admix C-1000 NF“) po atsparumo šalčiui bandymo bandinių gniuždymo stipris sumažėjo daugiau kaip 5 proc., palyginti su kontrolinių bandinių gniuždymo stipriu. Kontrolinis betonas atsparumo šalčiui bandymo neatlaikė. Pridėjus į mišinį „Xypex Admix C-1000 NF“ 0,8 proc., 1,0 proc. ir 1,5 proc. cemento masės ir bandinius kietinant tiek rėžiminėje kameroje 28 paras, tiek 1 metus vandenyje, po atsparumo šalčiui bandymo (po 150 ir 200 ciklų) bandinių gniuždymo stipris ne tik nesumažėjo daugiau kaip 5 proc., palyginti su kontrolinių bandinių gniuždymo stipriu, bet ir padidėjo.
3 c ir d pav.
Betonui 28 paras kietėjant rėžiminėje kameroje.
Betonui 1 metus kietėjant vandenyje.
Betonui 28 paras kietėjant rėžiminėje kameroje.
Betonui 1 metus kietėjant vandenyje.
XB-2 po 150 ciklų
XB-2 po 200 ciklų
XB-3 po 150 ciklų
XB-3 po 200 ciklų
c) „Xypex Admix C-1000 NF“ 1,0 proc.
cemento masės.
d) „Xypex Admix C-1000 NF“ 1,5 proc.
cemento masės.
Patvirtino spėjimus
Laboratorinių bandymų centras atliko bandymus, siekdamas išsiaiškinti dangų „Xypex Concentrate“ poveikį betoninių aplinkos tvarkymo elementų – trinkelių – tarnavimo laiko pailginimui ir eksploatuojamų paviršių galimam irimo stabdymui.
Betono bandinių atsparumas šalčiui tyrimo metu buvo nustatytas taikant tūrinio užšaldymo ir atšildymo bandymo metodą pagal standarte LST 1428-17 pateiktus reikalavimus. Atliekant tyrimą bandomųjų grindinio trinkelių paviršius buvo užteptas danga „Xypex Concentrate“.
Atsparumo šalčiui bandymas buvo atliekamas bandinius atšildant 3 proc. NaCl tirpalo druskos tirpale. Tyrimų rezultatai parodė, kad danga „Xypex“ nepadengtos trinkelės po 92 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus prarado 7,35 proc., po 102 ciklų skaičiaus prarado 7,48 proc. masės ir tolesni bandymai buvo nutraukti. Danga „Xypex Concentrate“ padengtos trinkelės po 150 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus neturėjo masės nuostolių. Net buvo nustatytas masės padidėjimas +0,22 proc., kuris galėjo pasireikšti dėl druskų nusėdimo trinkelių paviršiuje. Po 200 užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičiaus bandinių masė vidutiniškai padidėjo 0,06 ir 0,34 procento. Parengtoje bandymų ataskaitoje teigiama, kad danga „Xypex“ dengtos betono trinkelės atitinka F200 atsparumo šalčiui markei keliamus reikalavimus. Danga „Xypex Concentrate“ neleidžia į betoną skverbtis nei vandeniui, nei agresyviems junginiams, taip užtikrinant betono ilgaamžiškumą jo eksploatacijos metu.
