Przejdź do treści

Spoiwa hydrauliczne

Spoiwa hydrauliczne są nieodłącznym elementem wielu konstrukcji, które otaczają nas na co dzień. Chociaż są one często niewidoczne dla zwykłego oka, pełnią kluczową rolę w zapewnieniu trwałości i wytrzymałości budynków, dróg, mostów i wielu innych struktur. W tym artykule przyjrzymy się bliżej spoiwom hydraulicznym, ich rodzajom, właściwościom oraz zastosowaniom.

Czym są spoiwa hydrauliczne?

Spoiwa hydrauliczne to substancje, które po zmieszaniu z wodą tworzą twardą, nierozpuszczalną w wodzie masę. Są to materiały, które w połączeniu z kruszywem tworzą trwałe i wytrzymałe kompozyty budowlane. Charakteryzują się zdolnością do utwardzania pod wpływem wody lub wilgoci. Stosowane są w budownictwie do uszczelniania, wzmacniania i stabilizacji gruntów.

Charakterystyka spoiw hydraulicznych

Spoiwa hydrauliczne charakteryzują się następującymi właściwościami:

  • Tworzą twardą, nierozpuszczalną w wodzie masę.
  • Posiadają zdolność wiązania i uszczelniania gruntów.
  • Zwiększają nośność i odporność gruntów na obciążenia.

Rodzaje spoiw hydraulicznych

Wyróżnia się następujące rodzaje spoiw hydraulicznych:

  • Cementy hydrauliczne – są to spoiwa pochodzenia mineralnego, które zawierają wapń, krzemionkę i glinę. Surowce te są wypalane w piecu cementowym, w wyniku czego powstaje klinkier cementowy. Klinker cementowy jest następnie mielony i mieszany z gipsem, tworząc cement. Cementy hydrauliczne dzielą się na różne klasy, w zależności od ich właściwości. Klasy cementów hydraulicznych oznaczane są symbolem „M” i liczbą, która określa wytrzymałość na ściskanie cementu po 28 dniach. Najczęściej stosowanym cementem hydraulicznym jest cement portlandzki.
  • Wapno hydrauliczne – jest to spoiwo pochodzenia mineralnego, które zawiera wapń i krzemionkę. Wapno hydrauliczne pozyskiwane jest z wapna palonego, które jest rozpuszczane w wodzie. Wapno palone jest wytwarzane z wapienia, który jest wypalany w piecu w temperaturze około 900°C.
  • Emulsje asfaltowe – są to spoiwa pochodzenia organicznego, które zawierają żywice asfaltowe i emulsję wodną. Emulsje asfaltowe stosowane są do uszczelniania i wzmacniania gruntów.
spoiwa hydrauliczne

Zastosowania spoiw hydraulicznych

Spoiwa hydrauliczne znajdują szerokie zastosowanie w budownictwie i przemyśle. Oto niektóre z głównych obszarów ich zastosowania:

Uszczelnianie fundamentów i ścian oporowych

Spoiwa hydrauliczne stosowane są do uszczelniania fundamentów i ścian oporowych w celu zapobiegania przenikaniu wody do gruntu. Cementy hydrauliczne i wapno hydrauliczne stosowane są do uszczelniania fundamentów i ścian oporowych w budownictwie ziemnym i hydrotechnicznym.

Wzmacnianie i stabilizacja gruntów

Spoiwa hydrauliczne stosowane są do wzmacniania i stabilizacji gruntów w celu zwiększenia ich nośności i odporności na obciążenia. Cementy hydrauliczne i wapno hydrauliczne stosowane są do wzmacniania i stabilizacji gruntów w budownictwie drogowym, kolejowym i lotniczym.

Budowa nasypów i skarp

Spoiwa hydrauliczne stosowane są do budowy nasypów i skarp w celu zwiększenia ich stabilności. Cementy hydrauliczne i wapno hydrauliczne stosowane są do budowy nasypów i skarp w budownictwie drogowym, kolejowym i hydrotechnicznym.

Rekultywacja gruntów

Spoiwa hydrauliczne stosowane są do rekultywacji gruntów w celu przywrócenia ich właściwości użytkowych. Cementy hydrauliczne i wapno hydrauliczne stosowane są do rekultywacji gruntów w budownictwie lądowym i wodnym.

Uszczelnianie dróg i parkingów

Spoiwo hydrauliczne stosowane jest m.in. do uszczelniania dróg i parkingów w celu zapobiegania przenikaniu wody do gruntu. Emulsje asfaltowe stosowane są do uszczelniania dróg i parkingów w budownictwie drogowym.

Właściwości spoiw hydraulicznych

Oprócz właściwości wymienionych powyżej, spoiwa hydrauliczne charakteryzują się również następującymi właściwościami:

  • Wytrzymałość na ściskanie – jest to zdolność spoiwa do przeciwstawiania się siłom ściskającym. Wytrzymałość na ściskanie spoiw hydraulicznych wynosi od kilku do kilkudziesięciu megapaskali.
  • Wytrzymałość na rozciąganie – jest to zdolność spoiwa do przeciwstawiania się siłom rozciągającym. Wytrzymałość na rozciąganie spoiw hydraulicznych jest znacznie niższa niż wytrzymałość na ściskanie.
  • Wodoszczelność – jest to zdolność spoiwa do zapobiegania przenikaniu wody. Spoiwa hydrauliczne są wodne, ale po związaniu stają się wodoszczelne.
  • Trwałość. Konstrukcje oparte na spoiwach hydraulicznych są trwałe i odporne na uszkodzenia mechaniczne.
  • Odporność na zmienne warunki atmosferyczne. Spoiwa hydrauliczne zachowują swoje właściwości nawet w trudnych warunkach atmosferycznych, co sprawia, że są idealne do stosowania na zewnątrz.

Normy dla spoiw hydraulicznych

W Polsce obowiązują następujące normy dla spoiw hydraulicznych:

  • PN-EN 197-1:2020-07 – Cementy hydrauliczne. Część 1: Cementy ogólnego przeznaczenia
  • PN-EN 197-2:2020-07 – Cementy hydrauliczne. Część 2: Cementy specjalne
  • PN-EN 459-1:2007+A1:2012 – Wapno hydrauliczne. Część 1: Wymagania i metody badań
  • PN-EN 13808:2004+A1:2015 – Emulsje asfaltowe. Wymagania i metody badań
  • PN-EN 13282-1:2013-07 Hydrauliczne spoiwa drogowe — Część 1: Hydrauliczne spoiwa drogowe szybkowiążące – Skład, wymagania i kryteria zgodności

Normy te określają wymagania dotyczące właściwości i metod badań spoiw hydraulicznych.

Obraz autorstwa Freepik