Utwardzacze do betonu – fakty i mity

Beton można utwardzać powierzchniowo na dwa sposoby: mechanicznie lub chemicznie. Praktyka  pokazuje, że w produkcji betonowych posadzek przemysłowych obie metody są często stosowane równocześnie w celu optymalizacji właściwości użytkowych powierzchni.

Preparaty proszkowe i ciekłe

Pierwszy sposób utwardzania betonu polega na wysypaniu i zatarciu w beton preparatu proszkowego tzw. suchej posypki. Z kolei chemiczne utwardzanie powierzchni betonowych wykonuje się poprzez aplikację płynnych preparatów mineralnych. Krzemiany sodu, magnezu i potasu należą do pierwszej generacji płynnych utwardzaczy do betonu. W latach 90-tych pojawiły się krzemiany litu, głównie ze względu na rzekomą łatwość aplikacji. Produktem trzeciej generacji będzie krzemionka koloidalna. Wokół chemicznego utwardzania betonu narosło wiele mitów, często rozpowszechnianych przez samych producentów. Warto przyjrzeć się bliżej tej technologii, żeby w pełni wykorzystać możliwości jakie daje zarówno wykonawcom jaki i inwestorom.

Reakcja chemiczna bez powlekania porów

Zasada działania płynnych utwardzaczy do betonu jest taka sama. Każdy przedstawiciel producenta powie nam, że „nasz produkt X, a w zasadzie krzemionka w nim zawarta, reaguje z produktem ubocznym hydratacji cementu, czyli wodorotlenkiem wapnia, tworząc hydrat krzemianu wapnia (C-S-H). W rezultacie w przestrzeni porów powstają dodatkowe fazy C-S-H (żel), co zmniejsza porowatość, wzmacnia strukturę i zwiększa trwałość powierzchni betonu”. To prawda. Wszystkie wodne roztwory krzemianów i krzemionka koloidalna działają w podobny sposób. Zmniejszają porowatość powierzchniową betonu poprzez zagęszczanie struktury porów żelowych i kapilarów. (stąd z ang. densifiers).

Chemiczne utwardzacze: prawda o krzemianach

W przeciwieństwie do typowych impregnatów opisanych w normie PN-EN 1504-2, krzemiany są w większości przypadków kompozycjami nieorganicznymi. Wiele lat temu zajmowałem się dystrybucją znanego na całym świecie krzemianu sodu o nazwie handlowej Ashford Formula. Na szkoleniach tłumaczono nam, że marmurkowy połysk, który posadzka zyskuje z czasem po aplikacji preparatu, wynika z rosnącej twardości powierzchni i wyjątkowego działania krzemionki krystalicznej uporządkowanej na poziomie molekularnym. Okazuje się, że prawda jest inna.

Wszystkie krzemiany tworzą warstwę krzemionkową na powierzchni betonu. Zastosowanie krzemianu litu, potasu czy sodu na zatartej na gładko powierzchni prowadzi do utworzenia cienkiej warstwy krzemionkowej, która pod wpływem ruchu i tarcia zaczyna z czasem lepiej odbijać światło od powierzchni betonu (stąd slogan „the older it gets the better it looks’). Jest to oczywiste, ponieważ tekstura powierzchni płyty jest zmniejszona bez użycia środków ściernych. Dlatego można wygładzać większość utwardzaczy i uzyskać połysk. Ta warstwa nie jest zbyt gruba, ale ma dobrą odporność na ścieranie i dobrze się poleruje. Krzemionka ma twardość 7 w skali Mohsa. W sposób naturalny warstwa ta również z czasem zostanie zużyta w wyniku ścierania. Na potwierdzenie tej tezy wystarczy przeprowadzić badanie chropowatości powierzchni betonu nieobrobionego i poddanego obróbce krzemianem. W szczególności beton utwardzony krzemianem o wysokiej lepkości i wysokim stężeniu cząstek stałych będzie się charakteryzował niską chropowatością powierzchniową.

Jak skutecznie wzmacniać posadzki betonowe

W stosowaniu płynnych utwardzaczy do betonu należy przestrzegać dwóch ważnych zasad. Po pierwsze, nie należy ich stosować na świeżo zatartym betonie. Istotą reakcji chemicznej jest związanie wodorotlenku wapnia w betonie, a im dłużej beton dojrzewa tym więcej produktu ubocznego hydratacji cementu. Aplikacja krzemianów po której następuje przykrycie betonu folią zazwyczaj kończy się pojawieniem się nieestetycznych wykwitów na powierzchni posadzki.

Po drugie, więcej znaczy lepiej. Płynne utwardzacze do betonu należy stosować do pełnego nasycenia porów. Trudniejsze w aplikacji są krzemiany, zarówno litu i sodu, ponieważ ich wysokie pH i wysoka lepkość utrudniają penetrację do podłoża i sprawiają, że proces aplikacji wymaga dużo uwagi i staranności. Inaczej jest w przypadku krzemionki koloidalnej. Nanokrzemionka doskonale wnika nawet w betony utwardzone powierzchniowo posypkami. Ponadto jest bardziej reaktywna, prostsza w aplikacji i tworzy hydrofilowe (wodolubne) powierzchnie betonowe posadzek.

Słowniczek pojęć z tego artykułu

• Hydratacja cementu: reakcja spoiwa z wodą, dzięki której beton wiąże i twardnieje. Jednym z jej produktów ubocznych jest wodorotlenek wapnia.
• Wodorotlenek wapnia: składnik dojrzałego betonu, z którym reagują płynne utwardzacze. Im starszy beton, tym więcej go w porach, dlatego preparatów nie nakłada się na świeżą posadzkę.
• Hydrat krzemianu wapnia (C-S-H): żel, który powstaje w reakcji utwardzacza ze składnikami betonu i wypełnia jego pory. To on odpowiada za twardość i szczelność powierzchni.
• Krzemiany sodu, potasu i litu: wodne roztwory pierwszej i drugiej generacji utwardzaczy. Mają wysokie pH i dużą lepkość, więc wymagają starannej aplikacji i zmycia pozostałości soli.
• Krzemionka koloidalna: zawiesina nanocząstek krzemionki w wodzie. Cząstki są na tyle małe, że wnikają głębiej niż krzemiany, a po aplikacji nie zostaje osad do zmywania.
• Densifier (zagęszczacz): angielska nazwa całej grupy tych preparatów, od zmniejszania porowatości powierzchni betonu.
• Wykwity: białe osady soli mineralnych na powierzchni posadzki. Pojawiają się, gdy krzemian nałożono na zbyt świeży beton albo nie zmyto jego pozostałości.
• Skala Mohsa: dziesięciostopniowa skala twardości minerałów, w której talk ma 1, a diament 10. Krzemionka ma 7.

Dobierzemy utwardzacz do Twojej posadzki

Nie każdy beton wymaga tego samego preparatu. Inaczej wzmacnia się nową posadzkę utwardzoną posypką, inaczej stary, pylący beton w magazynie. Napisz, jaką posadzkę masz i jak jest użytkowana, a doradzimy, który z preparatów się sprawdzi. Zadzwoń: 509 579 808 albo napisz: zapytania@probeton.pl. Opis samego zabiegu znajdziesz na stronie impregnacja betonu.

Autor: Marek Szczerbowski

Sprawdź więcej na:

• Impregnacja betonu
• Bezpyłowość posadzki w logistyce – standard nowoczesnego magazynowania
• Biały nalot na betonie? Pobierz poradnik: 5 najczęstszych błędów w impregnacji posadzek i jak je naprawić.
• Naprawa pylącej posadzki betonowej 30 000 m² (Magazyn k. Warszawy)
• Nowoczesna posadzka do obiektów handlowych – realizacja dla lidera elektromobilności