מדוע יש צורך להוסיף אבקת סיליקה לבטון?

מדוע צריכת המים או הצמיגות עולה כאשר מוסיפים אדי סיליקה לבטון?

 

אדי סיליקה יכולים לשפר משמעותית את הביצועים של בטון, אך הם גם מגבירים את דרישת המים והצמיגות. בשימוש בכמויות נמוכות, אדי סיליקה יכולים לשפר את יכולת הזרימה של בטון; עם זאת, בכמויות גבוהות יותר, זה עלול להוביל לצמיגות מוגברת ולפיצוח בגיל מוקדם. למניעת סדקים חיוניים אשפרה נכונה ושילוב מאוזן עם חומרים אחרים.

אדי סיליקה

ביצועים קונקרטיים

פיצוח בגיל מוקדם

חלקיקי אדי הסיליקה הינם הידרופיליים ובעלי שטח פנים גדול מאוד. כמות המים הנדרשת להרטיב שטח פנים כה גדול היא גבוהה יחסית. לכן, ככל שתכולת אדי הסיליקה עולה (יותר מ-5%), דרישת המים או יחס המים-צמנט של תערובת הבטון יגדלו אם יש להשיג את אותה ירידה. באופן דומה, אם תכולת המים או יחס המים-צמנט יישארו ללא שינוי, הבטון יהפוך לצמיג יותר ויותר ככל שתכולת אדי הסיליקה תגדל. כדי לשפר באמת את החוזק והאטימות של הבטון מבלי להגדיל את יחס המים-צמנט ולהשיג יכולת עבודה טובה, אדי סיליקה משמשים בדרך כלל בשילוב עם חומרים מפחיתי מים או חומרים פלסטיים-על. לבטון סיליקה החדש יש קשר חזק ואינו נוטה להפרדה.

כאשר תכולת אדי הסיליקה נמצאת בטווח נמוך יחסית, כלומר בתוך 5% מהחומרים הצמנטיים, אדי הסיליקה יכולים למעשה להפחית את הצמיגות של תערובת הבטון. במקרה זה, צורת החלקיקים של אדי הסיליקה (חלקיקים כדוריים) ממלאת תפקיד דומיננטי, שכן השפעת ה"מיסב" של החלקיקים הכדוריים גוברת על השפעת "דרישת המים הרטבים" של שטח הפנים הספציפי הגבוה. במילים אחרות, מינון נמוך של אדי סיליקה לא רק מגביר את חוזק ההדבקה של תערובת הבטון אלא גם משפר את יכולת הזרימה שלה ומפחית את לחץ השאיבה, מה שהופך אותה למתאים מאוד להכנת בטון בעל יכולת עבודה גבוהה או דחיסה עצמית.

מדוע בטון אדי סיליקה נוטה להיסדק בקלות?

בבנייה מעשית, בטון אדי סיליקה נחשב לרוב "נוטה להיסדק". חלק מהסיבה היא הבנה לא מספקת של המאפיינים של בטון סיליקה, והיעדר התאמות מתאימות בבקרת איכות הבנייה, כגון בקרה לא מספקת על איכות אשפרה. חלק נוסף מהסיבה הוא שאדי סיליקה משמשים בדרך כלל בבטון הדורש ביצועים גבוהים, כגון חוזק גבוה, חדירות נמוכה ועמידות גבוהה. לסוג זה של בטון יחס מים-צמנט נמוך וכמות גבוהה של חומרים צמנטיים, מה שעלול להוביל לרגישות מוגברת להתכווצות ולעליית טמפרטורה, שעלולה לגרום לסדקים. יתר על כן, אדי סיליקה מגבירים את ההתכווצות האוטוגנית בגיל מוקדם, מה שהופך את הבטון לרגיש יותר לסדקים בגיל מוקדם בתנאים מאופקים. השפעת אדי הסיליקה על פיצוח בטון קשורה בעיקר לסדקים בגיל מוקדם (המתרחשים בשבועיים הראשונים) ויש לנתח אותה מנקודות מבט של הצטמקות פלסטית, הצטמקות אוטוגנית והשפעות טמפרטורה.