Industrija betona se menja polako, ali se ipak menja kada proizvođači, projektanti i izvođači naprave i prepoznaju nove i bolje načine rešavanja dugotrajnih problema. Ona se, takođe, može promeniti kao odgovor na promene u kulturi, kao što je povećano znanje i zabrinutost oko održive gradnje i bezbednosti generalno. Predstavićemo vam neke nove proizvode i pristupe koje počinju da utiču na proizvodnju betona i koji će vremenom postati još uticajniji.
U širokom smislu, održiva gradnja je pokretačka sila iza većine sadašnjih inovacija u građevinskoj industriji. Jedan od dalekosežnih ciljeva jeste da se proizvode jake, izdržljive konstrukcije koje efikasno koriste materijale. Drugi cilj je da se smanji količina neobnovljive energije koja je potrebna da se proizvede, transportuje i sklopi građevinski proizvod. Treći cilj je smanjivanje trošenja energije u useljavanju i održavanju zgrada. Pojavljuju se novi proizvodi i metode koji će pomoći ostvarivanju ovih ciljeva.
Shvatanja proizvođača
Kevin A. Mekdonald (Kevin A. MacDonald), potpredsednik proizvodnje u fabrici betona Cemstone Products Co. iz Sjedinjenih Američkih Država, smatra da postoji mnogo načina na koje su se betonske mešavine promenile i na koje će se menjati - mnogi zahvaljujući brizi oko održivosti.
»Odmičemo se od ideje da je određena količina cementa ili određeni odnos cementa i vode ključ visokokvalitetnog betona,« kaže Mekdonald. »Dodavanje portland cementa u mešavinu jeste, često, najjednostavniji i najbrži način postizanja željenih rezultata, ali taj način nije baš održiv. Današnji trend jeste nalaženje drugih metoda koji su energetski efikasni i ne zagađuju okolinu.«
Jedan od metoda jeste delimična zamena portland cementa sa pepelom, šljakom od visokih peći, metakaolinom i drugim pozolanima (pozzolan je materijal koji u kombinaciji sa kalcijum hidroksidom iskazuje cementne odlike; pozzolana - poznat kao pozolanski pepeo jeste fin, peskovit, vulkanski pepeo, prvo otkriven i iskopan u Italiji, u regiji Pozzuoli, blizu Vezuva). Kao nusprodukti drugih industrijskih procesa, ovi dopunski cementni materijali pružaju snagu i druge poželjne odlike betonskoj mešavini sa mnogo manjim utroškom energije i emisije ugljenika u odnosu na proizvodnju betonske mešavine od samo portland cementa.
Prema Mekdonaldu, korišćenje dopunskih cementnih materijala je uveliko praksa, i njihovi povoljni efekti su dovoljno održivi da bi osigurali njihovu kontinuiranu ulogu u proizvodnji betona, i ako se usvoji predlog EPA (Environmental Protection Agency - Agencija za zaštitu životne sredine) da se reklasifikuje pepeo kao hazardni otpad. »Mislim da bi reklasifikacija bila katastrofalna, zato što je predlog zasnovan na lošim naučnim ispitivanjima,« kaže Mekdonald. Ako se pepeo reklasifikuje u hazardni otpad, to bi dovelo do smanjene upotrebe pepela u betonskoj mešavini ali ujedno i povećane upotrebe drugih pozolana.
Sa druge strane, Mekdonald vidi potencijal za veće korišćenje recikliranog agregata u betonu. »Standard ASTM C33 (Standard Specification for Concrete Aggregates) dozvoljava upotrebu recikliranih agregata. Postoji mišljenje da upotreba recikliranog agregata donekle smanjuje kvalitet betona, ali mi moramo da edukujemo industriju da se bori protiv takve predrasude. U stvari, upotreba recikliranog agregata je možda i malo bolja zato što on sadrži ostatke cementnih materijala. Potrebno je uložiti dosta napora u separaciju i ponovno korišćenje materijala kako oni ne bi bili odbačeni,« kaže Mekdonald.
S obzirom da sada proizvođači betonskih mešavina blisko sarađuju sa krajnjim kupcima u cilju dobijanja najboljeg, željenog, proizvoda, koristeći određene cementne materijale i agregate, Mekdonald misli da će prilagođavanje betonskih mešavina samom kupcu postati trend. »Izvođači građevinskih radova su zabrinuti oko osobina kao što su vreme očvršćavanja betona i dobijene snage, zbog čega proizvođači razvijaju bolje razumevanje kako razni aditivi mogu da učestvuju u cilju postizanja ovih, pozitivnih, osobina betona,« kaže on. On veruje da je progres u ovom pravcu donekle otežan jer fabrike betona ne zapošljavaju inženjere koji mogu da naprave kvalitetnu betonsku mešavinu.
Mekdonald očekuje da će se u narednih deset godina metode implantiranja vazduha (implantiranje vazduha je korak u procesu mešanja betona koji ubacuje veoma male i pravilno raspoređene mehuriće vazduha u betonsku mešavinu) u betonske mešavine promeniti. On smatra da će se promena kretati u smeru poboljšanja metoda koji mogu da stvore stabilniji sadržaj vazduha unutar betonske mešavine, pritom sadržavajući njegovu strukturalnu snagu i izdržljivost.
Korišćenje perli ekstrudiranog polistirena (EPS) u mešavini
Jedan inovativni proizvod koji već pravi razliku u nekim betonskim mešavinama jeste aditiv nazvan Elemix. On se sastoji od uniformisanih polimernih sfera - perli ekstrudiranog polistirena - koje smanjuju varijabilnost betonske mešavine i ujedno poboljšavaju karakteristike betona. Elemix proizvodi Syntheon Inc. (SAD) i prvi put je predstavljen stručnoj javnosti na sajmu World
of Concrete (Svet betona) 2009. godine.
Korišćenje ovog aditiva dopunjuje ili u potpunosti izbacuje upotrebu drugih agregata, stvarajući tako lakšu betonsku mešavinu koja postiže bolju strukturalnu snagu. On, takođe, poboljšava termičke osobine betona, otpornost na pucanje i lakše izlivanje betona korišćenjem betonskih pumpi.
Menadžer prodaje u kompaniji Syntheon, Leri Čepl (Larry Chappell), kaže da je jedna od ključnih prednosti ovog aditiva eliminacija konvencionalnih metoda implantiranja vazduha. »Perle se kompresuju i ponašaju kao mehuri vazduha u prisustvu zaleđene vode. Betonske mešavine bez implantacije vazduha sa dodatim aditivom uspešno su izdržale 999 ciklusa u testu ASTM C-666 (ASTM - American Society for Testing and Materials - Američko društvo za testiranje i materijale) - otpornost betona na naglo mržljenje i otopljenje (Freeze/Thaw Resistance), kao i testiranje za protivpožarne sertifikate UL i ULC (Underwriters Laboratories i Underwriters Laboratories of Canada).
»Dodavanje aditiva betonskoj mešavini čini ga više rastegljivim i na taj način smanjuje mogućnost pojava pukotina nakon sušenja. Zaustavlja formiranje mikropukotina ispod površine i rezultira manjom veličinom i brojnošću pukotina,« kaže Čepl.
Ojačavanje betona makrofiberom
Nove generacije proizvoda od sintetičkih vlakana za ojačavanje betonske mešavine pomažu u dostizanju očekivanih rezultata koje starije verzije ovog materijala nisu mogle dostići. Mikrosintetička vlakna (npr. veoma fina polipropilenska i najlonska vlakna sa jednim punjenjem i deformisana, mrežno raspoređena, polipropilenska vlakna) dostupna su decenijama. Ona su bila dizajnirana da smanje plastično skupljanje i pomognu u kontroli termičkih pukotina. Njihovi efekti bili su ograničeni zbog činjenice da su vlakna otežavala mešanje i izlivanje betona kada su korišćena u velikim dozama radi sprečavnja pucanja betona.
Forta Corporation (Grove City, Sjedinjene Američke Države) predstavila je 1999. godine makrosintetička vlakana sa karakteristikama koje su olakšale procese mešanja, izlivanja i oblikovanja betona pri upotrebi velikih doza vlakna. Novi vlaknasti proizvodi imaju uvrnut oblik koji sprečava zgrušavanje i pojačava snagu betonske mešavine. Ujedno, oni su sive, betonske boje i imaju specijalni oblik (vlakna) koji omogućavaju lakše izlivanje i oblikovanje betona.
Mogućnost upotrebe velike količine sintetičkih vlakana u betonskoj ploči omogućava joj određeni nivo rastegljivosti koja sprečava pojavu pukotina, ujedno pružajući čvrstu, izdržljivu površinu koja može da podnese velike terete. Iskustvo rada sa sintetičkim vlaknima pokazalo je da se raspored vlakna može dodatno povećati, bez bojazni da će se to negativno odraziti na karakteristike betona.
Na početku 2009. godine održao se test različitih mešavina betona da bi se utvrdilo koliko varijable kao što su mešavina, veličina i proporcija agregata, aditivi, završne metode i ojačavanje sintetičkim vlaknima utiču na skupljanje i savijanje betonske ploče. Test je urađen u jednom skladištu, gde je 5.500m2 poda podeljeno na delove od 500 i 1.000m2. U delu gde je korišćena najveća doza makrosintetičkih vlakna (16,1 kg vlakna na 0,76m3 betona) primećeno je da ne postoji nikakva značajna promena tokom jednogodišnjeg korišćenja.
Potpredsednik prodaje u Forta korporaciji, Den Bidl (Dan Biddle), kaže da kompanija olakšava građevincima izbor pravog odnosa vlakna u određenoj mešavini u odnosu na zahteve projekta. »Koraci potrebni da se dostignu određene radne karakteristike zavise od količine vlakana u betonskoj mešavini«, kaže Bidl. »Mešavine sa 1,36 do 2,27kg vlakana po 0,76m3 betona, ne moraju se menjati - možete koristiti iste agregate i aditive kao i bez dodatka vlakna. Za mešavine sa 2,27 do 16,1kg po 0,76m3 morate obratiti pažnju i možda izmeniti gradaciju agregata i odnos vode i cementa u cilju dobijanja odgovarajućih karakteristika. Za mešavine preko 16,1kg vlakana po 0,76m3 betona morate dodati reduktor vode srednjeg raspona ili polikarboksilatne superplastifikatore mešavini da bi se postigla dobra mogućnost izlivanja. Preporučujemo da izvođači urade probni test izlivanja da bi se navikli na razlike u rukovanju betonskih mešavina sa dodatkom vlakna.«
Kako kaže Bigl, cena dodavanja 0,45kg makrosintetičkih vlakna po 0,76m3 betona je, otprilike, 5 dolara. Naravno, ne sme se zaboraviti da se upotrebom vlakana smanjuje upotreba armature i radne snage. Ipak, poboljšanja u karakteristikama betona i njegovoj izdržljivosti, kao i zadovoljstvo klijenta, jesu najvažnije koristi koje makrosintetička vlakna pružaju.
