Kristalna tehnologija za nepropustljiviji i održiviji beton

Kada se razgovara o pojmu održivosti u građevinarstvu misli se na primjenu različitih dobrih praksi u projektovanju i izvođenju objekata. Trenuta realnost je takva da beton predstavlja naupotrebljivaniji građevinski materijal koji je jedan od najvećih zagađivača životne sredine. Glavni krivac je cement koji je zaslužan za 8% ukupne emisije ugljen-dioksida. 

Jedan od načina na koji se pokušava smanjiti upotreba cementa je njegova parcijalna zamjena sa letećim pepelom i zgurom. Osim što doprinosi smanjenju upotrebe cementa, ovo aktivira upotrebu ovih materijala koji su nusproizvodi sagorijevanja uglja u termoelektranama (leteći pepeo) i proizvodnje gvožđa u visokim pećima (zgura).

Drugi način na koji se beton kao građevinski materijal može učiniti održivijim je povećanje trajnosti. Povećanje trajnosti betona utiče na produženje životnog vijeka objekata što ima poziitvan uticaj na životnu sredinu. Povećanje trajnosti betona smanjuje potrebu za rekonstrukcijom i sanacijom tj. smanjuje potrebu za cementom, agregatom, vodom i odgovarajućom radnom snagom. 

Jedna od najefeknijih metoda povećanja trajnosti betona je sprječavanje penetracije supstanci koje doprinose njegovoj degradaciji. Ovo se postiže proizvodnjom manje propustljivog betona upotrebom aditiva koji utiču na smanjenje vodocementnog faktora što smanjuje potrebu za vodom u mješavini ili onih koji smanjuju kapilarnu poroznost. Što je propustljivost betona manja to je stepen njegove održivosti veći. 

Kristalna tehnologija za poboljšanje nepropustljivosti betona

Agresivne  kao što su joni hlorida i ugljen-dioksid iz vazduha penetriraju u beton kroz kapilarne kanale i sitne pukotine u betonu izazivajući koroziju armature i degradaciju betona. Ukoliko se smanji kapilarnost betona i zapune sitne pukotine, stvara se integralna barijera koja značajno smanjuje mogućnost prodiranja agresivnih tečnosti i gasova. Ovo se može postići korišćenjem reaktivne kristalne tehnologije kojom se stvaraju nerstvorive kristalne strukture unutar pora i pukotina i smanjuje se propustljivost betona. Ova tehnologija se može primijeniti prilikom izgradnje objekata ili pri njihovoj sanaciji. 

Integralna kirstalna tehnologija se proizvodi u obliku praškastog materijala koji se sastoji od Portland cementa, finog silikatnog pijeska i ostalih hemijskih supstanci. Ove hemijske supstance reaguju sa nusproizvodima cementne hidratacije i dovode do stvaranja kristalnih struktura koje blokiraju kapilare i sitne pukotine koje se formiraju u betonu. Različite formulacije kristalne tehnologije se proizvode u zavisnosti od toga da li se koriste kao materijal za sanaciju ili kao dodatak betonu.

Prilikom kontakta cementa i vode dolazi do reakcije koja dovodi do stvaranja čvrste mase. Pri toj reakciji dolazi do stvaranja nusproizvoda koji ostaju zarobljeni u betonu. Kristalna tehnologija uvodi određene hemijske supstance koje u prisustvu vode reaguju sa ovim nusproizvodima pri čemu se stvara nerastoriva struktura koja ispunjava kapilare, pore i pukotine. Snimanje elektornskim mikroskopom je dokazalo da ove strukture premošćavaju pukotine i zatvaraju kapilarne kanale i pore što u velikoj mjeri otežava prolazak agresivnih gasova i tečnosti i produćava životni vijek betonske konstrukcije. 

Hloridni napadi

Najčešći problem za betonske objekte, posebno za one koji se nalaze u hladnim predjelima ili blizu mora, predstavljaju takozvani hloridni napadi. Oni nastaju kada joni hlorida dopru do armature i njihova koncentracija postane dovoljno visoka da izazove elektrohemijsku koroziju armature. Korozija dovodi do stvaranja rđe koja povećava zapreminu armaturne šipke pri čemu se stvaraju naponi koji djeluju na okolni beton. Dodatna naprezanja u betonu mogu dovesti do stvaranja većih pukotina i ljuštenja betona.

Rezultati ispitivanja koja su sprovedena od strane Australijskog Centra za Inovacije u Građevinarstvu su pokazala da je beton kojem su dodati aditivi kristalne tehnologije imao značajno manji protok jona hlorida nego običan beton. Na osnovu koeficijenta difuzije hlorida koji je dobijen laboratorijskim ispitivanjem ustanovljeno je da je očekivani životni vijek betona sa kristalnom tehnologijom čak dva puta veći od očekivanog životnog vijeka običnog betona. Koeficijent difuzije hlorida je najbolji pokazatelj otpornosti betona na hloride.   

Sulfatni napadi

Sulfatni napad predstavlja proces koji se dešava u prisistvu vode i podrazumijeva reakciju jona sulfata sa jedinjenjima cementne strukture pri čemu dolazi do ekspanzivne reakcije koja remeti strukturu betona i dovodi do kreiranja pukotina. Rizik od dešavanja sulfatnog napada se rješava hidroizolacijom betona i smanjenjem njegove propustljivosti. Ukoliko se blokira prolaz sulfatnih jona povećava se otpornost i trajnost betona. 

Hemijska jedinjenja kristalne tehnologije reaguju sa jedinjenjima kalcijuma iz betona koji su nusproizvod hidratacije cementa. Upravo ova jedinjenja reaguju sa jonima sulfata i dovode do sulfatnog napada. Korišćenjem kristalne tehnologije se smanjuje dostupnost jedinjenja kalcijuma i samim tim se onemogućava dešavanje sulfatnih napada.