...czyli wszystko o cemencie

  Własne próby, czyli mały chemik

W pewnym momencie znajomość materiałów wiążących, własna ambicja, chęć sprawdzenia się sprawia, że próbujemy coś zrobić. O samej chemii - tego jak działa i jaka może być - już zostało tu wspomniane. Oprócz tego należy pamiętać o wielu innych kwestiach - najważniejsze z nich zostaną opisane poniżej. Opisane produkty są zasadniczo dostępne jeśli nie w każdym składzie budowlanym, to przynajmniej w tych sprzedających produkty wysokiej jakości.

1. Na świecie jest cała masa cementowni, działających czasem jako producenci cementu, czasem będących faktycznie jedynie przesypowniami, a bywa że przemiałowniami, czyli mielącymi "bryły" wypalonego klinkieru do pożądanej wielkości ziarna, gdzie oczywiście następuje także dodanie innych pozaklinkierowych składników. Oznacza to, że w zasadzie każdy cement nawet oznaczony jako IR pochodzący z różnych źródeł zachowuje się nieco inaczej. Owo "inaczej" warunkowane jest także dodatkiem pełniącym rolę regulatora czasu wiązania, czyli dość często - gipsu.

Jest to jasny sygnał, że niemal nie istnieje możliwość, aby laboratorium zbadało wpływ i zachowanie jakiegoś dodatku chemicznego przy każdym rodzaju cementu jaki można dostać na rynku, tym bardziej, że część z nich nie jest produkowana w Polsce, a jedynie importowana albo z kraju producenta, albo z zakładów "rozrzuconych" po świecie, które w swych rynkach docelowych obejmują Europę czy Polskę.

2. Najczęstszym lub jednym z najpopularniejszych dodatków spotykanych na rynku są plastyfikatory. Mają one za zadanie zmniejszenie ilości wody zarobowej używanej do mieszanki. Pierwszym krokiem jest przeczytanie karty charakterystyki i karty technicznej oraz opisu samego produktu, by dowiedzieć się:

  • jaka jest substancja aktywna (tych jest zasadniczo kilka rodzajów od znanych od dawna i popularnie stosowanych klutanów poprzez melaniny do związków na bazie polikarboksylanów czy ich pochodnych); każda z nich ma inne zakresy stosowania, każda z nich inaczej wpływa na mieszankę, każda z nich ma inny reżim dozowania oraz objawy związane z jej przedozowaniem
  • jakie są graniczne/skrajne wartości dawkowania - podawane są albo w stosunku do masy całości, albo li tylko do cementu
  • jaki jest sposób dodawania i obostrzenia w późniejszym przygotowaniu do użycia całej mieszanki; część związków wyklucza na przykład dodawanie wody na raty, inne - wręcz przeciwnie

W teorii dodatkowych informacji o produkcie powinni udzielić techniczni doradcy producenta lub importera, lecz w praktyce może być tak, że trzeba dzwonić do kilku osób, by z ich wypowiedzi dotyczących danego i konkretnego rodzaju plastyfikatora poskładać dany obraz w całość. W wypadku takich rozmów najistotniejsza jest substancją czynna użyta w takim plastyfikatorze oraz grubość (wielkość) ziarna w betonie czy zaprawie.

Zwykle w uwagach dotyczących wpisu o właściwościach można doczytać, że plastyfikatory "delikatnie i łagodnie napowietrzają mieszankę". Dla użytkowników jest to informacja, że tak naprawdę należy mieszankę mieszać spokojnie, by miast uplastycznić, nie napowietrzyć betonu. Do tego ostatniego służą specjalne dodatki - których zastosowanie musi być ściśle związane z tym, co zapisał w informacjach producent.

Samo badanie polegać powinno na stworzeniu próbki kontrolnej - bez udziału dodatku, np. wspomnianego plastyfikatora, oraz dwóch czy trzech próbek z dodatkiem. Zwykle stosuje się wielkości zbliżone do minimalnej, średnią i maksymalną. Po wymieszaniu obserwujemy zmiany w konsystencji mieszanki (beton, zaprawa itd.), ilości dodawanej wody, czasów wiązania, czyli wszystkiego co odbiega od "standardu". Pewne badania można przeprowadzić dopiero w kilka lub kilkanaście dni po rozpoczęciu procesu wiązania. Czasem dopiero w 28 dni od zalania formy, gdyż taki jest czas dojrzewania cementu.

Oczywiście wszelkie wyniki zapisuje się, co pozwala dokładnie ocenić jaki wpływ na naszą konkretną mieszankę o dokładnym składzie ma dany wybrany plastyfikator i jak do zachowania mają się te, jakie opisał producent.

W pewnym sytuacjach można oczywiście sprawdzić, co będzie się działo, gdy ilość dodatku zostanie zwiększona znacznie powyżej maksymalnej określonej przez producenta wielkości - w tym wypadku efekty mogą być niemal wyłącznie albo bardzo dobre, albo poniżej oczekiwań, dość często wkroczyć bowiem można w rejon niezbyt zbadany i odkrywany dopiero przez nas.

3. Po wyborze właściwej lub właściwych próbek z wcześniejszego etapu można dołożyć kolejną chemię. Dodając powoli jeden składnik można dokładnie określić pożądane lub nie zmiany i ich kierunek oraz substancję, która za nie odpowiada.

Kontynuując - celem może być na przykład uelastycznienie mieszanki. Dodatek znaleziony. Oczywiście można, a nawet trzeba zadzwonić do kilku producentów zaczynając od tego, który jest producentem pierwszego jaki został użyty - tu plastyfikatora. Rozmawiając z kolejnymi doradcami czy technologami trzeba wiedzieć oprócz tego także jaka jest aktywna substancja używana w plastyfikatorze. Czasami dzieje się bowiem tak, że wymusza ona lub wyklucza użycie pewnych rodzajów pożądanej przez nas chemii.

Procedura jest podobna jak wcześniej, czyli dodajemy tylko jedną chemię do konkretnego składu obserwując i sprawdzając czy i jak zachowuje się całość. Najważniejsza zwykle jest przewidywalność zachowania mieszanki, czyli możliwość określenia zmian w zależności od tego, jaką ilość zostanie dodana, w jaki sposób następują pewne pożądane procesy (uelastycznienie, upłynnienie, napowietrzenie itd.) oraz kiedy zostanie przekroczona granica oznaczająca, że substancja w żadnym wypadku nie nadaje się do użycia lub jej własności są coraz gorsze.

W przypadku głębszej modyfikacji pewnej własności, np. zamiast uplastycznienia - upłynnienie, czyli sprawienie, by mieszanka zachowywała się bardziej jak woda, czyli płynęła (stąd nazwa), lub zamiast uplastycznienia - ułatwienie rozprowadzenia (czasem można spotkać magiczne słowo aplikacji oznaczającej w tym wypadku to konkretne pożądane przez nas zastosowanie) dwa użyte przez nas związki mogą potęgować swoje działanie lub zachowywać się "na krzyż", czyli ważna będzie relacja wielkości/ilości w jakiej zostaną dodane. Niestety takie zachowanie będzie wymagało od badającego naprawdę skrupulatnego obserwowania tego, co się dzieje.

Z tych powodów można zacząć sprawdzanie chemii produkowanej czy oferowanej przez jedną firmę. Zwykle doradcy lub technologowie wiedzą w ramach jednego producenta jakie substancje aktywne używane w ich produktach lubią się, a jakie wręcz przeciwnie. Powinno to pozwolić przynajmniej na samym początku na wyeliminowanie pewnych błędów i problemów, jakie można spotkać w czasie naszych badań.

Co ciekawe, z każdymi dodatkowymi zmianami, mając wcześniej dobrze opisane wyniki badań własnych, nawet tych przeprowadzanych na samym składzie możemy dość dokładnie określić, dokąd zmierzają. Porównując dane np. po jednym, trzech i kolejnych dniach - będzie bardzo szybko można określić zmiany jakie nastąpiły w samych właściwościach mieszanki. Sprawdzając zaś pewne wybrane i pożądane przez nas parametry na etapie "tu i teraz" aplikacji (wykorzystania) w tym a nie innym wypadku w konkretnych warunkach będzie można dokładnie określić kierunek zmian (np. czas urabialności, początek wiązania, ilość wody itd.) i porównać np. ze wzorcem (czyli konkretnymi założeniami lub produktem dostępnym na rynku), do którego dążymy.

4. Wśród dodatków używanych w betonie można spotkać także tak zwane zbrojenie rozproszone, czyli włókna polipropylenowe lub szklane o różnych właściwościach. Wśród istotnych parametrów ważna jest grubość i długość owych włókien. Oznacza to, że najpierw trzeba wiedzieć, do czego będzie stosowana mieszanka (beton, zaprawa itd). Zarówno ilość jak i jakość zależy od składu jak i planowanego przeznaczenia. Tak naprawdę oznacza to, że dodając odpowiednią ilość włókien można zwiększyć wytrzymałość zaprawy, elastyczność czyli podatność na odkształcenia wywołane naciskiem czy to bezpośrednim, czy pośrednim (jeśli coś jest jeszcze kładzione na powierzchnię np. betonową).

Część najpopularniejszych rozmiarów i grubości można bez problemu kupić w większości składów, lecz tak naprawdę dokładne informacje o przeznaczeniu i właściwościach można uzyskać w zasadzie od pomocy technicznej związanej z danym producentem. Często bywa tak, że każdy producent ma określoną grupę owych włókien do danego zastosowania.

Także w tym wypadku procedura powinna przebiegać podobnie jak wcześniej. Oznacza to, że mając wyniki wcześniejszych prób można i trzeba wybrać próby o składzie gwarantującym najbardziej pożądane właściwości i dalej je modyfikować zmieniając ilość i jakość włókien. Należy przy tym pamiętać, że jest dostępna dość bogata literatura pozwalająca samemu dowiedzieć się wielu ciekawych rzeczy, w tym także o zastrzeżeniach czy ograniczeniach, jakie mają dane rodzaje włókien. Wyniki badań poparte taką właśnie często podstawową wiedzą pozwalają skomponować nam własną mieszankę o dokładnie takich parametrach, jakie chcemy uzyskać.

Należy przy tym pamiętać, że to, iż ktoś wcześniej nie wpadł na pomysł by dać inne, bywa nowatorskie zastosowanie konkretnego dodatku, nie oznacza, że tego się nie da. Być może akurat te dwa lub trzy "uszlachetniacze" bardzo dobrze ze sobą współdziałają. Podobnie sprawa ma się w drugą stronę - szumne zapewnienia producenta, że jego produkt jest w pełni "kompatybilny" nie oznaczają, że tak się będzie działo akurat z naszą recepturą. Trzeba to sprawdzić.

5. Wśród różnych ciekawych preparatów można spotkać np. retentory, czyli środki pozwalające związać wodę w mieszance (zwykle jej nadmiar) zapobiegając rozwarstwieniu tejże z jednej strony, zaś z drugiej służąc za magazyn na wilgoć w czasie wiązania mieszanki na bazie cementu. Pozwala to przy danym składzie zwiększyć ilość wody dodawanej do mieszanki, która przyśpieszy pewne procesy - np. przyrostów wytrzymałości. Jednym z najbardziej popularnych stosowanych także w środkach spożywczych jest metyloceluloza i jej pochodne.

6. Tak duża ilość dodatków chemicznych (i nie tylko) oznacza, że musimy brać pod uwagę w procesie mieszania i użytkowania każde zastrzeżenie producenta dotyczące przygotowania, czasu, w jakim dany środek zaczyna być aktywny chemicznie, ilości obrotów w trakcie wstępnego mieszania. Każdy producent, każdy sprzedawca tychże musi i powinien nam to podać lub dostarczyć najnormalniej w świecie karty charakterystyk, karty techniczne i sposób użycia. Oczywiście może się okazać, że w laboratoryjnych lub na poły laboratoryjnych warunkach część z tych zaleceń może się okazać zbędna (np. czas mieszania, czas w jakim zaczyna się aktywność), lecz trzeba pamiętać, że tak naprawdę nasz produkt, a wraz z nim to, co jest w środku, pracuje także w znacznie wyższych temperaturach, co zwykle nie jest problemem, oraz w tych zbliżonych do +5C, co już może stanowić pewien problem. Skrajne parametry można i trzeba zbadać, lecz nigdy w laboratorium nie uzyskamy takich warunków, jakie można spotkać na zewnątrz, jakie są na budowie.

Oprócz tych kilku wspomnianych zaledwie szkicowo dodatków jest ogrom pozostałych (tiksotropy, przyśpieszacze/spowalniacze czasu wiązania, uszczelniacze, środki impregnujące i cała masa innych), występujących przynajmniej w dwóch lub trzech formach: proszku, płynu gotowego lub koncentratu, oraz różnych form pośrednich charakteryzujących się tym, że potrafią zmienić chyba wszystkie możliwe właściwości produktów na bazie cementu. Każdy z nich inaczej współgra i wpływa na pozostałe, wszystkie są przebadane laboratoryjnie, spora część z nich to środki klasy najwyższej, produkowane przez naprawdę renomowane firmy w całego świata. To tylko powinno nam uświadomić, jak bardzo istotne są nasze własne badania przeprowadzane na naszych własnych mieszankach i jak dokładne muszą być obserwacje, jakie zmiany w określonym czasie są wywoływane. Być może okaże się, że dwa środki o tym samym składzie o niemal identycznym przeznaczeniu działają w drastycznie odmienny sposób, bo nasz cement lub wypełniacz jest taki a nie inny. Trzeba na to uważać.

Dowolna chemia jaka istnieje na świecie nie pozwoli nam w zasadzie uzyskać jednej rzeczy - białego kleju/betonu/fugi itd. na szarym cemencie lub ciemnym wypełniaczu. Oznacza to, że tak czy inaczej należy pamiętać, alby najpierw stworzyć dobry skład, na jakim zaczniemy pracę - czyli do np. białych/jasnych zapraw należy użyć białego cementu oraz białego lub bardzo jasnego wypełniacza oraz należy bardzo wnikliwie obserwować, jak bardzo i czy w ogóle dodawane przez nas modyfikatory wpływają na kolor samej mieszanki. Może być bowiem tak, że ciemny dodatek (choćby tiksotropowy) zmieni nam barwę całego naszego produktu i okaże się to dopiero po wyschnięciu w czasie porównania z próbką kontrolną. Sytuacja odwrotna również może mieć miejsce.

W wypadku barwionych mieszanek - należy zwracać uwagę nie tylko na to, czy chemia wpływa na kolor czy nie, ale także jak bardzo zmienia się jego intensywność. Może się bowiem okazać, że świetna chemia współgrająca z szarym cementem z racji swych "innych" właściwości nie nadaje się w ogóle do mieszanek wybarwianych w masie. Podobne problemy mogą wystąpić, jeśli zostanie zmieniony materiał wiążący (cement), gdyż zamiennik (zamiast białego - szary, zamiast typu IR - typ II AV) ma w sobie takie dodatki, które są zbyt podatne na nasze dodatki i po prostu uniemożliwiają lub spowalniają proces wiązania w taki sposób, że dyskwalifikuje to naszą recepturę. W ekstremalnych przypadkach może na przykład dojść do sytuacji, że cement w ogóle nie będzie wiązał. Oznacza to wówczas, że praca zaczyna się od początku.

7. Obecnie dostępna na rynku chemia traktowana jako ogół rozmaitych dodatków do betonu czy szerzej receptur na bazie cementu daje naprawdę ogromne możliwości i stanowi świetny punkt wyjścia do stworzenia naszych własnych receptur, bywa że lepszych lub porównywalnych z tymi od tzw. renomowanych producentów.

Fakt, że pod ręką nie jest dostępne bardzo szerokie zaplecze laboratoryjne, potężne zespoły pracujące nad wieloma rzeczami naraz nie oznacza, że jest się bez szans. Wiele rzeczy można dowiedzieć się czytając podstawy technologii materiałów wiążących, korzystając ze sprawdzonych już dodatków, oraz co najważniejsze naprawdę dokładnego i rzetelnego badania tego co mamy pod ręką. W wielu wypadkach badanie próbek niemal codziennie i sprawdzanie różnic w ich parametrach oraz tego, jakie parametry i kiedy osiąga wykorzystany przez nas cement i porównanie tychże pozwoli wychwycić interesujące nas zależności i właściwości znacznie szybciej niż pod 28 dniach, kiedy to zgodnie z normami cement osiąga swe właściwości.

Sposoby badania pewnych parametrów dostępne są "w sieci", a najczęściej procedury są dokładnie opisane nie tylko jako część normy, ale także w sposób znacznie bardziej wygodny, czyli np. jako artykuł czy analiza dotycząca zmian w prawie. Pozwoli to badać stworzone przez nas próbki czy mieszanki w taki dokładnie sposób lub zbliżony, w jaki będą one badane już w renomowanym laboratorium, które powinno potwierdzić li tylko nasze własne wewnętrzne, niechby i amatorskie badania, przeprowadzone jednakże zgodnie z zasadami zawartymi w odnośnych normach, czyli PN lub EN.













© 2012-2017    bialycement.pl
Valid XHTML 1.0 StrictValid CSS 3