Būvķīmija un ziemas ķīmiskās piedevas – "VINCENTS POLYLINE"

Būvķīmijas produkti celtniecībā mūsdienās ieņem ļoti nozīmīgu vietu visā pasaulē, jo ar to palīdzību mēs mainām dažādu pastveida būvmaisījumu (būvjavas, betona, grīdas izlīdzinošo sastāvu u.c.) struktū­ru un iegūstam vēlamās īpašības (pie­vienojot plastifikatorus, blīvējošās pie­devas un piedevas cementa saistīša­nās laika maiņai), mainām būvmateri­ālu virsmas īpašības (izmantojot hidrofobizatorus), varam mainīt materiālu estētisko kvalitāti (izmantojot krāsu pigmentus, tīrītājus). 

Būvniecībā galve­nokārt izmanto ķīmiskās piedevas, ko lieto, tieši iemaisot būvmaisījumā, t.i., tā saucamās integrālās ķīmiskās piedevas, kas spēj kom­pleksi mainīt gan maisījuma īpašības, gan arī nodrošināt, ka pēc maisījuma sacietēšanas citādas būs cietā materiāla īpa­šības. Šīs ķīmiskās piedevas dod iespēju ekonomēt saistvie­las, ietaupīt uz iestrādes tehnoloģiskajām operācijām un sa­īsināt būvdarbu procesu.
 

Ķīmisko piedevu aizsākumi ir meklējami jau sirmā senatnē, piemēram, jau Senās Romas būvnieki lietoja vēršu asinis kā piedevu savās hidraulisko kaļķu javās un kaļķu saistvielu betonos. Mūsdienu zinātniskie pētījumi apstiprina šās piedevas lietderību, atzīs­tot vēršu asinis kā lielisku gaisa iesaistes līdzekli. Mūsdie­nās (t.i., pēdējos 50 gados) ķīmisko piedevu industrija ir progresējusi tiktāl, ka pasaulē aptuveni 80% no visa lietotā betona apjoma satur vienu vai pat vairākas ķīmiskās piedevas.
 

Praktiskai ķīmisko piedevu lietošanai nepieciešamas zinā­mas iepriekšējās zināšanas betonu tehnoloģijā, jo to pievienošanas procesu betona vai būvjavas masai reglamentē be­tonu vispārējās īpašības, kas savukārt skar cementa un ūdens ķīmiskās reakcijas  (tā saucamās hidratācijas reakcijas), betonmasas saistīšanās procesu, tās reoloģiskās īpašības un apkārtējās vides parametrus.
 

Tāpēc būvķīmijas produktu lietošanas gaidītais pozitīvais efekts ir sasniedzams, tikai izmantojot ķīmisko piedevu parei­zu lietošanas tehnoloģiju, kas ietver:

1) ķīmisko produktu ie­priekšējo izvēli un sagatavošanu;

2) precīzas devas noteik­šanu un pievienošanas momenta izvēli;

3) ķīmisko piedevu pievienošanas secību;

4) betona vai būvjavas iestrādes pa­rametrus.
 

Būvķīmijas produktus parasti var iegādāties pulverveida vai arī kā dažādas koncentrācijas šķidrumus un pastas. Ja materiāls ir sausa pulvera veidā, tas iepriekš pirms lietošanas zināmā proporcijā jāšķīdina siltā ūdenī (< 30 °C), lai iegūtu vajadzī­gās koncentrācijas šķīdumu, vai arī, izmantojot jau iepriekš dozētas piedevu paketes, tās jāpievieno iejaucamā ūdens nomērītajam tilpumam. Ja piedevu izgatavotājfirma pieļauj ķī­misko piedevu lietot sausā veidā, tā iepriekš jāsamaisa ar smalkajām pildvielām. Šķidrās konsistences ķīmiskās piede­vas pievieno kopā ar betona iejaucamo ūdeni, ir pieļaujama arī to iepriekšēja samaisīšana ar blī­vām, kā arī ar ūdeni piesūcinātām pildvielām. Ideāls moments ķīmisko piedevu pievienošanai ir jau daļēji sa­maisīts betona maisījums. Nekādā ga­dījumā nedrīkst ķīmiskas piedevas pievienot cementam, pirms tajā vēl nav iejaukts ūdens. Izgatavojot beto­nu un būvjavu lielā daudzumā, nepie­ciešams izmantot īpašus ķīmisko piedevu dozatorus. Ja būvmaisījumam ir jāpievieno vairākas atšķirīga veida piedevas, lai tam nodrošinātu nepie­ciešamo īpašību kopumu, piemēram, ūdeni samazinošās piedevas un vienlaikus arī gaisu iesaistošās piedevas, tad piedevas maisīju­mam pievieno samaisīšanas procesā atsevišķi un nekādā gadījumā tās nedrīkst samaisīt tīrā veidā vienu ar otru, jo ļoti bieži ir iespējama savstarpēja nesavienojamība (veidojas tā­das ķīmiskās reakcijas un produkti, kas nedod gaidīto efektu). Pievienotas maisījumam atsevišķi, tās reaģē ar cementa pastu pilnīgi citādāk.
 

Ļoti daudz kļūdu nākas konstatēt gadījumos, kad tiek lieto­tas pretsala piedevas vai vispār ķīmiskās piedevas maisīju­ma saistīšanās laika maiņai. Raksturīgākās no šādām kļū­dām ir maisījuma iejaukšana ziemas apstākļos ar aukstu ūdeni vai/un aukstām pildvielām, pievienojot pretsala piede­vu cerībā, ka tā spēs atturēt ledus kristāliņu (vižņu) veidoša­nos maisījumā. Tās ir pilnīgi nepamatotas cerības, jo pretsa­la piedevas drīkst pievienot maisījumam tikai tad, ja tā tem­peratūra ir vismaz +20 °C, lai būtu nodrošināta saistvielu hidratācijas ķīmisko reak­ciju sākšanās, kuru rezultātā izdalās siltums, kas nodrošina tālāko betonmasas iestrādi pat ļoti zemā temperatūrā. Līdz šodienai nav zināma neviena ķīmiskā piedeva, kas spētu aiz­kavēt sasalšanu vai izturēt -1 °C un zemāku temperatūru svaigi izgatavotai betonmasai, kas ir pakļauta brīvai un netrau­cētai aukstuma iedarbībai. Vistuvāk šai funkcijai atrodas sais­tīšanās paātrinātāji un tad arī tikai tāpēc, ka tie spēj paaugsti­nāt cementa hidratācijas siltumu no +5 °C līdz +21 °C un iz­turēt mīnus grādu temperatūru tieši tik ilgi, lai paspētu notikt saistīšanās process (aptuveni vienu dienu).

Eiropas normatīvi prasa, lai betoniem tiktu nodrošināta vismaz 3 MPa liela sākotnējā stiprība uz spiedi, pirms to pakļauj sala iedarbībai. Betons pēc ie­strādāšanas obligāti jāsiltina un jāaizsargā no aukstuma un vēja iedarbības. Paātrinātājus (ķīmiskās piedevas, kas paāt­rina saistīšanos, t.i., samazina saistīšanās laiku) nedrīkst lie­tot kā antifrīza sastāvus, jo tie betonmasas sasalšanas tem­peratūru pazemina tikai aptuveni par 2 °C.

 

 

Latvijā ir vairākas firmas, kas ražo uz vietas būvķīmijas produktus, kas ir piemēroti Baltijas reģiona klimatiskajiem apstākļiem. Vissenākā un vispazīstamākā ir firma "VINCENTS POLYLINE" ar vairāk nekā 30 dažādiem starp būvniekiem ļoti populāriem būvķīmijas produktiem ("SPEED", "WINTERMIX" utt.). Pirms ķīmisko piedevu lietošanas rūpīgi jāiepazīstas ar ražotāja izstrādāto instrukciju, īpašu uzmanību pievēršot sastā­va optimālajai koncentrācijai un vielas devai, ko parasti visā pasaulē nosaka vienādi: procentos no saistvielas (parasti cementa) daudzuma. Neievērojot instrukciju, ir iespējams kļūdīties un pat panākt pretēju efektu (sk. attēlu).

 

 

Piemēra pēc aplūkosim pilnīgi reālu situāciju būvlaukumā:

Ziemas laikā, kad apkārtējas vides gaisa temperatūra ir -8 °C, turpinoties būvdarbiem, ir iecerēts veikt grīdas pamat­nes betonēšanas darbus. Būvobjektā uz vietas tiek izgata­vots smagā betona maisījums. Gravitācijas tipa maisītājā tiek ie­pildītas pildvielas, cements un daļēji arī auksts ūdens (+10 °C). Lai betona maisījums spētu saistīties un iegūtu pietiekamu sā­kuma stiprību, būvnieki maisījumam pievieno saistīšanās paātrinātāja tipa ķīmisko piedevu. Gaidītā efekta vietā betona masa sāk "vižņoties", un izgata­votais maisījums ir darbam pilnīgi nederīgs.

Kāpēc tas varēja atgadīties? Atbildi uz to dod šādi temperatūras uzmērījumi, ko var veikt būvobjektā:

Apsekošanas rezultāti:

1. Pildvielu (šķembu un smilšu) temperatūras mērījumi uzrādīja -6 °C.

2. Cementa temperatūra ir + 9°C, bet ūdens temperatūra tikai +10 °C.

3. ­Nekādi pildvielu vai ūdens sildīšanas pasākumi netika būvobjektā plānoti, neskatoties uz to, ka parasti, ja āra gaisa temperatūra ­ir zemāka  par +5 °C, sāk lietot siltu ūdeni (pat līdz +80 °C), lai galīgā betonmasas temperatūra būtu no +13 līdz +24 °C.

4. Izvēlētā ķīmiskā piedeva pilnībā apmierina tai izvirzītās prasības, tikai, lai tā sāktu normāli funkcionēt, betonmasas

sākuma temperatūrai jābūt no +16 līdz +20 °C.

5. Strādājošais personāls, kas izgatavoja betona maisīju­mu, nebija instruēts par betona izgatavošanas niansēm ziemas ­

apstākļos un par ķīmisko piedevu lietošanas tehnoloģiju.

Varam secināt, ka būvobjekts ziemas betonēšanas apstākļiem nav gatavs, strādnieki pilnībā nav iepazīstināti ar betonēšanas tehnoloģi­ju temperatūrā, zemākā par 0 °C. Ņemot vērā to, ka plānota­jam betonēšanas objektam kopējais kārtas biezums ir neliels (100 mm), betonmasas temperatūrai betonēšanas laikā vaja­dzētu būt vismaz +13 °C. Lai to sasniegtu, nevar iztikt bez ūdens sildīšanas (sildīt var arī pildvielas) un saistīšanos paāt­rinošas ķīmiskās piedevas lietošanas (piemēram, "SPEED" vai "WINTERMIX"). Pēc iestrādes betona virsma noteikti jāpārklāj ar siltumizolācijas materiāliem.
 

1. Strādājot ar karstu ūdeni, lai sasildītu pildvielu masīvu un reizē izvairītos no cementa "mānīgās saistīšanās", vispirms

karstu ūdeni samaisa ar pildvielām vismaz 15 līdz 20 sekundes ­pirms cementa padeves. Tas jādara jebkurā gadījumā, ja

ūdens vai pildvielu temperatūra pārsniedz 38 °C lielu temperatūru.

2. ­Siltuma daudzumu nosaka nepieciešamā temperatūra un maisītāja jauda (maisītāja ražošanas jauda). Pārvietojot betonmasu ar sūkņu palīdzību, jārēķinās vismaz ar 15% lieliem ­temperatūras zudumiem.

3. Ķīmisko piedevu pievieno gatavai, sasildītai betonmasai (betonmasas sākuma temperatūrai jābūt no +16 līdz +20 °C).

4. Betonēšanas darbiem ziemas apstākļos ieteicamas šā­das betonmasas temperatūras (sk. tabulu).