Zašto je potrebno dodati silicijum prah u beton?

Zašto se potražnja za vodom ili viskozitet povećava kada se silicijum dioksid dodaje betonu?

 

Silicijum dioksid može značajno poboljšati performanse betona, ali takođe povećava potražnju za vodom i viskozitet. Kada se koristi u malim količinama, silicijum dioksid može poboljšati protočnost betona; međutim, u većim količinama, može dovesti do povećanog viskoziteta i pucanja u ranom uzrastu. Da biste spriječili pucanje, neophodno je pravilno očvršćavanje i uravnotežena mješavina s drugim materijalima.

Silicijum dima

Betonske performanse

Pukotine u ranom dobu

Čestice silicijum dioksida su hidrofilne i imaju veoma veliku površinu. Količina vode potrebna za navlaživanje tako velike površine je relativno velika. Stoga, kako se sadržaj silicijum dioksida povećava (više od 5%), potražnja za vodom ili vodocementni odnos betonske mješavine će se povećati ako se želi postići isti pad. Slično, ako sadržaj vode ili omjer vode i cementa ostane nepromijenjen, beton će postati sve viskozniji kako se povećava sadržaj silicijum dioksida. Da bi se zaista povećala čvrstoća i nepropusnost betona bez povećanja vodocementnog omjera i da bi se postigla dobra obradivost, silicijum dioksid se općenito koristi u kombinaciji sa sredstvima za redukciju vode ili superplastifikatorima. Novi silicijum dima beton ima jaku vezu i nije sklon segregaciji.

Kada je sadržaj dima silicijevog dioksida u relativno niskom rasponu, tj. unutar 5% cementnih materijala, silicijum dioksid može zapravo smanjiti viskozitet betonske mješavine. U ovom slučaju, oblik čestica dima silicijevog dioksida (sferične čestice) igra dominantnu ulogu, budući da "kuglični" efekat sfernih čestica nadmašuje efekat "potrebe za vodom za vlaženje" visoke specifične površine. Drugim riječima, niska doza silicijum dima ne samo da povećava čvrstoću vezivanja betonske mješavine, već i poboljšava njenu tečnost i smanjuje pritisak pumpanja, što ga čini vrlo pogodnim za pripremu betona visoke obradivosti ili samozbijajućeg betona.

Zašto beton od silicijum dioksida lako puca?

U praktičnoj konstrukciji, beton od silicijum dioksida se često smatra „sklonom pucanju“. Dio razloga je neadekvatno razumijevanje karakteristika silicijum-dim betona i nedostatak odgovarajućih prilagodbi u kontroli kvaliteta gradnje, kao što je nedovoljna kontrola kvaliteta očvršćavanja. Drugi dio razloga je taj što se silicijum dioksid obično koristi u betonu koji zahtijeva visoke performanse, kao što su visoka čvrstoća, niska propusnost i visoka izdržljivost. Ova vrsta betona ima nizak vodocementni omjer i veliku količinu cementnih materijala, što može dovesti do povećane osjetljivosti na skupljanje i porast temperature, što može dovesti do pucanja. Štaviše, silicijum dioksid povećava autogeno skupljanje u ranom uzrastu, čineći beton podložnijim pukotinama u ranom uzrastu u ograničenim uslovima. Utjecaj dima silicijevog dioksida na pucanje betona uglavnom se odnosi na pukotine ranog doba (nastaju u prve dvije sedmice) i treba ga analizirati iz perspektive plastičnog skupljanja, autogenog skupljanja i temperaturnih efekata.