Zastosowanie cementów z dodatkiem popiołu lotnego „V” do produkcji betonów posadzkowych

Powyższa utarta hipoteza wynika ze zjawiska, którym jest odspajanie wierzchniej warstwy posadzki od matrycy betonowej. Przyczyną takiego zjawiska jest na ogół zbyt późne przystąpienie do zacierania posypki – w momencie, kiedy procesy wiązania i twardnienia betonu są już na tyle zaawansowane, że nie ma możliwości trwałego związania się z posypką.

Dodatek do cementu w postaci popiołu lotnego krzemionkowego ma mniejszą gęstość niż żużel wielkopiecowy, stąd główną obawą wykonawców posadzek jest to, że popiół będzie „wypływał” na powierzchnię, a tym samym będzie obniżał przyczepność posypki do betonu. Nic bardziej mylnego.

Zobacz też: ProAsh - Dodatek mineralny do betonów

Cementy z dodatkami mineralnymi – godna konkurencja

W tym materiale udowodnimy, że cementy z dodatkami popiołu lotnego krzemionkowego, podobnie jak cementy żużlowe, bardzo dobrze sprawdzają się w zastosowaniu do posadzek przemysłowych.

Dowodem na to są wyniki badania porównawczego, wykonanego na trzech referencyjnych polach:

1. beton posadzkowy C25/30 z zastosowaniem cementu Holcim CEM II/A-V 42,5R;
2. beton posadzkowy C25/30 z zastosowaniem cementu Holcim CEM II/B-V 42,5R-HSR/NA;
3. beton referencyjny posadzkowy C25/30 z zastosowaniem cementu CEM II/B-S 42,5R.

Wszystkie mieszanki betonowe zostały wytworzone na tym samym węźle produkcyjnym, a ich badania zostały przeprowadzone w tych samych warunkach. 

Przed badaniem przygotowano receptury na beton posadzkowy. Wytypowano trzy rodzaje posypek do betonów posadzkowych. Prace związane z ułożeniem pól referencyjnych wykonywała profesjonalna firma posadzkarska, która odwzorowała realne warunki produkcyjne. Wszystkie badania zostały wykonane niezależnie przez dwa laboratoria: Centrum Badania Betonów Holcim (dawniej Lafarge) i Politechnikę Gdańską, WILiŚ.

Proces układania mieszanki betonowej (fot. Holcim).

Wykres 1. Krzywa uziarnienia mieszanki betonowej C25/30

Źródło: Wyniki badań własnych przeprowadzonych przez dział Doradztwa Technicznego Holcim Cement S.A.

Recepturę na beton posadzkowy zaprojektowano w oparciu o składniki przedstawione w tab. 1. Konsystencję świeżej mieszanki betonowej ustalano na węźle. Na budowie przed wbudowaniem kontrolowano parametry, tj. konsystencję i zawartość powietrza w świeżej mieszance betonowej. Na każdym polu testowym dla danego rodzaju cementu testowano trzy rodzaje posypek trzech wiodących producentów, w ilości 4 kg/m². Łącznie uzyskaliśmy dziewięć pól referencyjnych. Wytrzymałość próbek betonowych na ściskanie określana była na próbkach sześciennych 150 x 150 x 150 mm w laboratorium betonowym CBB Kujawy. Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach dojrzewania wskazują, że każde pole referencyjne uzyskało gwarantowaną założoną klasę betonu C25/30.

Tabela 1. Receptura skład suchy na 1 m3 betonu C25/30: beton zbrojony 25 kg/m3 włókien stalowych.

Wyniki badań własnych przeprowadzonych przez dział Doradztwa Technicznego Holcim Cement S.A.

Tabela 2. Parametry mieszanki betonowej.

Źródło: Wyniki badań własnych przeprowadzonych przez dział Doradztwa Technicznego Holcim Cement S.A.

 Tabela 3. Parametry posypek.

Źródło: Na podstawie danych podanych przez producentów posypek.

Tabela 4. Wyniki badania wytrzymałości próbek betonowych na ściskanie.

Źródło: Wyniki badań własnych przeprowadzonych przez dział Doradztwa Technicznego Holcim Cement S.A.
Badane próbki R2 w chwili nacinania szczelin dylatacyjnych.

Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają, że cementy CEM II/ A-V 42,5R i CEM II/B-V 42,5R-HSR/NA osiągają lepsze parametry techniczne niż CEM II/B-S 42,5R. Badania skurczu zaprawy pokazują podobne jego wartości dla wszystkich cementów. Badania przyczepności pull-off pokazują, że wszystkie próbki zniszczyły się w 100 w betonie, nie odnotowano zjawiska rozwarstwiania się posypki od betonu.

Tabela 5. Wyniki badań modułu sprężystości, określone na próbkach walcowych 300x150 mm.

Źródło: Badanie wykonane przez Politechnikę Gdańska, WILiŚ, Opinia nr 032284/18/2 z sierpnia 2017 r.

Proces zacierania powierzchniowego posypki oraz efekt końcowy (fot. Holcim)

Tabela 6. Badania wytrzymałości na ściskanie wykonane na odwiertach pobranych ze wszystkich pól testowych
oraz badanie przyczepności i skurczu przeprowadzone na wszystkich 9 polach testowych.

Grubość posypki dla wszystkich pól testowych mieści się w granicach 3-3,5 mm.
* Badanie podłoża na odrywanie wykonane metodą pull-off.
Źródło: Badanie wykonane przez Politechnikę Gdańska, WILiŚ, Opinia nr 032284/18/2 z sierpnia 2017 r.

Wyniki badań – wnioski

Cementy z dodatkami mineralnymi mają parametry techniczne pozwalające na wykonanie wysokiej jakości posadzek przemysłowych.

• Wykonana realizacja z zastosowaniem trzech różnych mieszanek betonowych i trzech różnych posypek do utwardzania powierzchniowego pokazuje, że betony posadzkowe wykonane na cementach z dodatkiem lotnego popiołu krzemionkowego osiągają równie dobre lub lepsze parametry niż cementy zawierające w swoim składzie żużel wielkopiecowy.
• Na żadnym polu badawczym nie zaobserwowano żadnych niepokojących zjawisk, takich jak: odspajanie się posypki od matrycy betonowej, nie zaobserwowano również żadnych rys i spękań, łuszczenia się wierzchniej warstwy czy pylenia posadzki.
• Wyniki badania przyczepności podłoża na odrywanie mieszczą się w przedziale 2,99–3,44 MPa dla cementów CEM II/A-V 42,5R i CEM II/B-V 42,5R-HSR/NA.
• Próby przyczepności dla pól testowych wykonanych na cemencie CEM II/B-S 42,5R mieszczą się w przedziale 2,59–2,90 MPa.
• Posadzka przemysłowa wykonana z zastosowaniem cementu CEM II/A-V 42,5R pokazuje nam bardzo dobrą kompatybilność pomiędzy betonem a każdym z rodzajów zastosowanej do testów posypki.
• Cement z dodatkiem popiołu lotnego krzemionkowego nie wpłynął na obniżenie parametrów jakościowych posadzki.
• Uzyskano wysokiej jakości posadzkę z jednorodnym kolorem.

Wyniki i wnioski przedstawione zostały na podstawie niezależnie przeprowadzonych badań własnych (Dział Doradztwa Technicznego Holcim Cement S.A.) oraz raportu z badań opracowanego przez Politechnikę Gdańską, WILiŚ.