Aditivii BASF permit producerea de beton mai lucrabil, mai durabil, mai rezistent
Aditivii BASF îmbunătăţesc calitatea ecologică a structurii de beton
Contrastul nici că ar putea fi mai mare – foarte aproape de faimosul London Bridge, un zgârie-nori gigantic şi futuristic este în construcţie. Denumită “The Shard” (“ciobul”), clădirea are forma unui turn ascuţit, iar faţada este realizată integral din sticlă. Având o înălţime de 310 metri, va fi a doua clădire ca înălţime din Europa la momentul finalizării sale în 2012.
În procesul de construcţie sunt utilizaţi aditivi speciali de la BASF. La realizarea fundaţiei, aceşti aditivi au permis turnarea fără întrerupere a aproape 5.500 m3 de beton – un record în istoria construcţiilor în Marea Britanie.
“Întreaga fundaţie a fost turnată într-un singur weekend, deoarece este exclus ca echipamentele de construcţii să blocheze traficul din centrul Londrei perioade de timp prelungite”, a explicat Brian Williams, Southern Regional Sales Manager, BASF Admixture Systems UK. “Pentru înglobarea rapidă şi completă a armăturilor din oţel beton de la baza fundaţiei, betonul trebuia să fie extrem de fluid. O situaţie pentru care BASF a creat un nou aditiv în gama Glenium® SKY.” Un alt avantaj al aditivului: betonul poate fi pompat până la o altitudine de 300 de metri fără probleme.
O altă provocare majoră a fost cantitatea imensă de beton necesară turnării fundaţiei. Procesul de întărire a betonului generează căldură – aşadar mai mult beton înseamnă mai multă căldură, iar cu cât creşte temperatura betonului, cu atât acesta se întăreşte mai rapid. Acest lucru poate crea o problemă majoră: dacă primele straturi turnate se întăresc prea repede, următoarele nu se vor îmbina cu acestea în mod adecvat, iar betonul rezultat fie nu va fi omogen, fie nu va fi destul de stabil. În procesul de construcţie a turnului “The Shard”, aditivul Pozzolith® a împiedicat întărirea prea rapidă a betonului, asigurând astfel omogenitatea şi calitatea corespunzatoare.
Această calitate a betonului asigură, de asemenea, că structura rezista la presiunea imensă generată de înălţimea foarte mare a turnului. Datorită aditivilor Glenium, betonul poate rezista la o presiune echivalentă cu greutatea unui automobil de mici dimensiuni susţinută pe o suprafaţă de mărimea unui deget de la mână. Această rezistenţă extraordinară asigură o durabilitate sporită a structurii din beton şi asigură o utilizare sustenabiă a clădirii.
Superplastifianţii Glenium îmbunătăţesc nu doar proprietăţile structurale ale betonului, ci şi calităţile sale ecologice. Datorită versatilităţii sale, betonul este cel mai utilizat material fabricat de om. Dar are şi un dezavantaj important: produce o cantitate mare de emisii de dioxid de carbon (CO2) ce dăunează mediului. Acest lucru se întâmplă deoarece betonul conţine într-o mare proporţie ciment, care la rândul său conţine clincher ce se obţine prin arderea materiilor prime la o temperatură de aproape 1.500°C, fabricarea acestuia necesitând o cantitate foarte mare de energie. Clincherul produce 6-7% din emisiile de dioxid de carbon la nivel global.
Prin utilizarea aditivilor pentru betoane Glenium de la BASF, până la 50% din clincherul de ciment poate fi înlocuit cu alte materiale. Aceste materiale includ cenuşa volantă – un produs secundar al centralelor electrice pe bază de cărbune sau zgura de furnal obţinută în procesul de fabricare a oţelului şi reciclată în acest scop. Astfel, aditivii Glenium permit reducerea cu până la 60% a dioxidului de carbon rezultat din procesul de producţie. În 2008, aditivii BASF pentru betoane au generat reduceri ale emisiilor de dioxid de carbon în valoare de 22 milioane tone metrice, echivalentul emisiilor produse de întregul oraş Berlin. Aditivii Glenium reduc şi consumul de energie de materii prime valoroase, precum şi spaţiul altfel necesar depozitarii cenuşei volante şi a zgurei de furnal.
Prin urmare, Glenium contribuie semnificativ la reducerea emisiilor de dioxid de carbon în procesul de fabricare a cimentului. Industria construcţiilor şi-a asumat acest efort printr-un acord global. În SUA şi China se pune accentul pe modificarea compoziţiei cimentului, de exemplu prin includerea unei proporţii mai mari de înlocuitori ai clincherului. În Europa, în domeniul producţiei de ciment compozit standardizat, accentul se pune în special pe îmbunătăţirea eficienţei energetice şi pe combustibili alternativi rezultaţi din incinerarea biomasei şi a deşeurilor.
În Europa, utilizarea materialelor care să suplinească cimentul, a fost posibilă până acum doar în cazurile în care s-a stabilit că acestea erau adecvate – spre deosebire de SUA, unde BASF a dezvoltat conceptul de “Green Sense Concrete”.
Andreas Tselebidis, expertul BASF în aditivi pentru betoane, este încântat de acest concept: “Acest beton este format parţial din materiale reciclabile precum cenuşă volantă şi zgură de furnal şi din aditivi special formulaţi precum Glenium. Datorită acestora, materialul inovator rezultat este mai ecologic decât betonul convenţional.”
Potrivit unei analize a eficienţei energetice de-a lungul ciclului de viaţă al produselor, de la producţie până la poarta fabricii, comparativ cu aditivii convenţionali pentru betoane, aditivii Green Sense Concrete necesită cu 30% mai puţină energie, produc emisii de dioxid de carbon cu 37% mai reduse şi consumă cu 35% mai puţine materii prime. Consumul de apă este, de asemenea, mult mai scăzut: noul material de construcţie necesită cu 5% mai puţină apă, ceea ce reprezintă o economie de 417 litri de apă per casă pentru o familie, cu aproximaţie echivalent cu trei căzi de baie pline. Green Sense Concrete poate fi de asemenea produs în mod economic. În acest fel, BASF are o contribuţie semnificativă în domeniul construcţiilor sustenabile.
O altă iniţiativă este introducerea certificării americane “Cladire Verde”, cunoscută drept LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), o certificare importantă a calităţii oferite pentru realizări excepţionale în domeniul construcţiilor sustenabile şi al gestionării clădirilor. Certificarea vizează şase categorii: impactul construcţiei asupra mediului şi consumul de apă, energie şi resurse, confortul şi calitatea camerelor. Prin utilizarea aditivilor Green Sense Concrete de la BASF pot fi însumate punctaje în cadrul mai multor categorii.
Ce este cimentul?
Principalele ingrediente ale cimentului sunt calcarul şi argila. Aceste materiale sunt amestecate cu nisip de cuarţ şi minereu de fier, măcinate fin şi uscate. Acest amestec este apoi introdus în cuptoare rotative, la temperatura de 1.450°C. La topire, se produc particule rotunjite măsurând aproximativ trei centimetri – material cunoscut sub denumirea de clincher. Acesta este format din compuşi chimici care vor determina mai târziu întărirea cimentului. Aceşti compuşi includ silicaţi de calciu, aluminaţi de calciu şi ferite de calciu şi aluminiu. În final, clincherul de ciment este măcinat cu un adaos de gips sau anhidrit pentru fabricarea cimentului.
Ce este betonul?
Betonul este un amestec de ciment, apă şi agregate (nisip, pietriş şi piatră mărunţită). Cimentul este liantul care ţine celelalte materiale închegate. Amestecat cu apă, acesta începe să producă ace cristaline care se îmbină între ele dând naştere unui material dur, asemănător pietrei. Proprietăţile betonului precum densitatea, variate clase de rezistenţă, contracţia şi riscul scăzut de fisurare, rezistenţa la coroziune etc. pot fi modificate în funcţie de cerinţe prin modificarea proporţiilor materialelor şi aditivilor. Betonul poate fi combinat şi cu oţel, plastic sau fibre de sticlă, care oferă proprietăţi de ductilitate şi flexibilitate superioare.
Cum funcţionează un superplastifiant modern pentru betoane?
Superplastifianţii moderni precum Glenium sunt bazaţi pe polimeri sintetici organici precum eter-policarboxilat (PCE). O moleculă de PCE constă într-un lanţ principal lung şi lanţuri laterale mai scurte. Lanţurile principale ale moleculelor PCE sunt încărcate negativ. Amestecate în beton proaspăt, acestea sunt absorbite pe suprafeţele particulelor conţinute în beton. Lanţurile laterale ale moleculelor sunt îndreptate către exterior precum ţepii de pe învelişul unei castane şi ţin particulele la distanţă una faţă de cealaltă. Astfel, particulele se mişcă mai uşor una faţă de cealalta, iar betonul devine mai fluid. Betonului i se pot conferi diverse proprietăţi prin ajustarea lungimii lanţurilor principale şi laterale din compoziţia aditivilor.
