Γιατί είναι απαραίτητη η προσθήκη πυριτικής σκόνης στο σκυρόδεμα;

Γιατί αυξάνεται η ζήτηση νερού ή το ιξώδες όταν προστίθεται καπνός πυριτίας στο σκυρόδεμα;

 

Ο καπνός πυριτίας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση του σκυροδέματος, αλλά αυξάνει επίσης τη ζήτηση νερού και το ιξώδες. Όταν χρησιμοποιείται σε μικρές ποσότητες, ο καπνός πυριτίας μπορεί να βελτιώσει τη ρευστότητα του σκυροδέματος. Ωστόσο, σε μεγαλύτερες ποσότητες, μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένο ιξώδες και ρωγμές σε νεαρή ηλικία. Για την αποφυγή ρωγμών, είναι απαραίτητη η σωστή σκλήρυνση και η ισορροπημένη ανάμειξη με άλλα υλικά.

Ατμός πυριτίου

Απόδοση από σκυρόδεμα

Σκάσιμο πρώιμης ηλικίας

Τα σωματίδια καπνού πυριτίου είναι υδρόφιλα και έχουν πολύ μεγάλη επιφάνεια. Η ποσότητα νερού που απαιτείται για να βρέξει μια τόσο μεγάλη επιφάνεια είναι σχετικά υψηλή. Επομένως, καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε καπνό πυριτίας (πάνω από 5%), η ζήτηση νερού ή η αναλογία νερού-τσιμέντου του μίγματος σκυροδέματος θα αυξηθεί εάν πρόκειται να επιτευχθεί η ίδια καθίζηση. Ομοίως, εάν η περιεκτικότητα σε νερό ή η αναλογία νερού-τσιμέντου παραμείνει αμετάβλητη, το σκυρόδεμα θα γίνεται όλο και πιο παχύρρευστο καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε ατμούς πυριτίας. Για την πραγματική ενίσχυση της αντοχής και της στεγανότητας του σκυροδέματος χωρίς αύξηση της αναλογίας νερού-τσιμέντου και για την επίτευξη καλής εργασιμότητας, ο καπνός πυριτίας χρησιμοποιείται γενικά σε συνδυασμό με παράγοντες μείωσης του νερού ή υπερρευστοποιητές. Το νέο πυριτικό σκυρόδεμα έχει ισχυρή πρόσφυση και δεν είναι επιρρεπές σε διαχωρισμό.

Όταν η περιεκτικότητα σε ατμούς πυριτίου είναι σε σχετικά χαμηλό εύρος, δηλαδή εντός 5% των τσιμεντοειδών υλικών, ο καπνός πυριτίας μπορεί πραγματικά να μειώσει το ιξώδες του μίγματος σκυροδέματος. Σε αυτή την περίπτωση, το σχήμα των σωματιδίων του καπνού πυριτίου (σφαιρικά σωματίδια) παίζει κυρίαρχο ρόλο, καθώς η επίδραση "σφαιρικού ρουλεμάν" των σφαιρικών σωματιδίων υπερτερεί της επίδρασης "διαβροχής ζήτησης νερού" της υψηλής ειδικής επιφάνειας. Με άλλα λόγια, μια χαμηλή δόση καπνού διοξειδίου του πυριτίου όχι μόνο αυξάνει την αντοχή συγκόλλησης του μίγματος σκυροδέματος αλλά επίσης βελτιώνει τη ρευστότητά του και μειώνει την πίεση άντλησης, καθιστώντας το πολύ κατάλληλο για την παρασκευή σκυροδέματος υψηλής εργασιμότητας ή αυτοσυμπυκνώσεως.

Γιατί το πυριτικό σκυρόδεμα τείνει να σπάει εύκολα;

Στην πρακτική κατασκευή, το πυριτικό σκυρόδεμα θεωρείται συχνά "επιρρεπές σε ρωγμές". Μέρος του λόγου είναι η ανεπαρκής κατανόηση των χαρακτηριστικών του πυριτικού σκυροδέματος και η έλλειψη αντίστοιχων προσαρμογών στον ποιοτικό έλεγχο κατασκευής, όπως ο ανεπαρκής έλεγχος της ποιότητας ωρίμανσης. Ένας άλλος λόγος είναι ότι ο καπνός πυριτίας χρησιμοποιείται συνήθως σε σκυρόδεμα που απαιτεί υψηλή απόδοση, όπως υψηλή αντοχή, χαμηλή διαπερατότητα και υψηλή αντοχή. Αυτός ο τύπος σκυροδέματος έχει χαμηλή αναλογία νερού-τσιμέντου και μεγάλη ποσότητα τσιμεντοειδών υλικών, τα οποία μπορεί να οδηγήσουν σε αυξημένη ευαισθησία στη συρρίκνωση και στην άνοδο της θερμοκρασίας, με πιθανή συνέπεια ρωγμές. Επιπλέον, ο καπνός πυριτίου αυξάνει την αυτογενή συρρίκνωση της πρώιμης ηλικίας, καθιστώντας το σκυρόδεμα πιο ευαίσθητο σε ρωγμές πρώιμης ηλικίας υπό περιορισμένες συνθήκες. Η επίδραση του καπνού πυριτίου στη ρηγμάτωση του σκυροδέματος σχετίζεται κυρίως με ρωγμές πρώιμης ηλικίας (που εμφανίζονται εντός των πρώτων δύο εβδομάδων) και πρέπει να αναλυθεί από την οπτική γωνία της πλαστικής συρρίκνωσης, της αυτογενούς συρρίκνωσης και των επιπτώσεων της θερμοκρασίας.