Od nanokryształów do prefabrykatów

Nanokryształy X-Seed znacznie przyśpieszają twardnienie betonu i redukują emisję CO₂
Rys. Basf

Czy to dźwigary mostów, rury kanalizacyjne, schody czy podkłady kolejowe – miliony takich elementów prefabrykuje się przemysłowo i na miejscu montuje. W tej ważnej dziedzinie firmie Basf udało się opracować nowy, znaczący produkt nazwany X-Seed. Dzięki temu przyspieszaczowi twardnienia można szybciej wytwarzać lepszej jakości prefabrykaty betonowe, zmniejszając w ten sposób zużycie energii, a tym samym emisję gazu cieplarnianego CO₂.

Przy produkcji prefabrykatów betonowych wylewa się płynny jeszcze beton do formy z drewna, metalu lub tworzywa sztucznego. Otworzyć formę i wyjąć prefabrykat można dopiero po wystarczającym stwardnieniu betonu. W temperaturze otoczenia około 20°C trzeba średnio dwunastu godzin, aż beton będzie wystarczająco twardy. Aby przyspieszyć proces tężenia płynny beton jest często podgrzewany za pomocą pary wodnej. Takie działania mogą prowadzić do wewnętrznych naprężeń termicznych, przebarwień i bardziej chropowatych powierzchni gotowych prefabrykatów betonowych. X-Seed sprawia, że dodatkowe podgrzewanie ze wszystkimi jego wadami staje się w dużej mierze niepotrzebne. Z jego pomocą beton w temperaturze 20°C twardnieje tak samo szybko, jak bez dodatku X-Seed w temperaturze 60°C.

Mechanizm działania przyspieszacza utwardzania polega na tym, że X-Seed omija pierwszy próg krystalizacji w ten sposób, że dostarcza malutkich jąder krystalizacji aż w nadmiarze.

Dodatkowa zaleta polega na tym, że kryształy CSH są równomiernie rozłożone. Bez dodatkowych zarodków kryształy tworzą się najpierw na powierzchni ziaren cementu. W ten sposób ziarna zostają otoczone warstwą krystaliczną, która spowalnia wymianę wody i uwolnionych z klinkieru cząsteczek, a tym samym opóźnia dalsze twardnienie.

Obydwa efekty, uzyskiwane dzięki syntetycznym jądrom kryształów, skracają czas oczekiwania na zdjęcie formy przy 20°C z około dwunastu do sześciu godzin, a w produkcie końcowym nie widać żadnych różnic jakościowych. Chodziło o to, aby kryształy się nie zbijały, bo wówczas tracą skuteczność.

Ten wyczyn inżynierii procesowej udał się w końcu ekspertom Basf dzięki ich wieloletniemu doświadczeniu w tworzeniu dyspersji.

Oprócz korzyści dla dużego rynku prefabrykatów betonowych, których producenci mogą obecnie wytwarzać je wydajniej i elastyczniej, a do tego lepiej radzą sobie z wahaniami popytu, ten innowacyjny przyspieszacz twardnienia ma wiele zalet także w innych zastosowaniach. Jako produkt nanotechnologii X-Seed skraca czas budowy dróg, tuneli i pasów startowych nawet zimą. Oznacza to nie tylko oszczędność kosztów, ale również bardzo pozytywny wpływ na bilans energii i klimatu, a tym samym na ekologiczność betonu jako surowca.