Jaką ilość szkła wodnego dodać do betonu?

Jaką ilość szkła wodnego dodać do betonu? To pytanie często pojawia się zarówno wśród profesjonalistów, jak i osób realizujących prace budowlane na własny użytek. Standardowa ilość szkła wodnego dodawana do betonu wynosi około 1% masy cementu, a optymalny zakres to od 0,5% do 5% masy cementu [1][2][4]. Taka dawka najskuteczniej przyspiesza wiązanie betonu i znacznie poprawia jego odporność na działanie wilgoci oraz czynników środowiskowych [1][3].

Co to jest szkło wodne i dlaczego dodaje się je do betonu?

Szkło wodne to wodny roztwór krzemianów sodu lub potasu [1][3]. Używa się go jako dodatek do betonu przede wszystkim dlatego, że posiada wyjątkowe właściwości uszczelniające oraz przyspiesza hydratację cementu, czyli proces jego twardnienia [1][3]. Dodanie szkła wodnego powoduje szybsze uzyskanie początkowej twardości i istotnie skraca czas schnięcia mieszanki betonowej [1][3].

Pełni ono także funkcję ochronną – zwiększa wodoodporność oraz poprawia trwałość i odporność betonu na wilgoć. Dzięki temu znacznie wydłuża żywotność materiału, szczególnie w warunkach silnego działania wody i czynników atmosferycznych [1][3]. Obecnie szkło wodne jest intensywnie badane jako środek do ograniczenia aktywności alkalicznej cementu oraz do ochrony antykorozyjnej, zwiększając trwałość konstrukcji także w środowiskach agresywnych chemicznie [2].

Ile szkła wodnego dodać do betonu?

Optymalna ilość szkła wodnego dodawana do betonu mieści się w zakresie od 0,5% do 5% masy cementu, przy czym najczęściej stosuje się około 1% tej masy [1][2][4]. Wybór dawki powinien zależeć od wymagań dotyczących szczelności, odporności mechanicznej oraz typu cementu.

Zbyt niska dawka (poniżej 0,5%) może nie przynieść oczekiwanego efektu uszczelnienia i przyspieszenia wiązania, natomiast przekroczenie 5% może osłabić wytrzymałość betonu lub prowadzić do niepożądanych reakcji alkalicznych [2][4]. Badania wykazują, że dozowanie szkła wodnego w ilości 0,5–5% masy cementu pozwala zmniejszyć aktywność alkaliczną cementu nawet 3-4-krotnie w porównaniu do kąpieli z 0,1% lub 10% dodatku szkła wodnego [2].

Jakie efekty daje szkło wodne w mieszance betonowej?

Szkło wodne, dostarczając jony krzemianowe, wyraźnie przyspiesza procesy hydratacji cementu, co oznacza szybsze twardnienie i uzyskanie wstępnej wytrzymałości przez beton [1][3]. Dzięki temu prace budowlane mogą przebiegać szybciej, a czas oczekiwania na uzyskanie wytrzymałości użytkowej betonu skraca się.

Oprócz przyspieszenia wiązania, szkło wodne ogranicza chłonność betonu, zwiększa jego szczelność oraz wyraźnie poprawia odporność na wilgoć, co jest szczególnie istotne w przypadku konstrukcji narażonych na wodę, ścieki czy procesy zamarzania i rozmrażania [1][3]. W praktyce szkło wodne wykorzystuje się zarówno jako domieszkę do całej masy betonowej, jak i impregnat do powierzchni betonowych, szczególnie tam, gdzie wymagana jest maksymalna szczelność i bariera przeciwko czynnikom zewnętrznym [1][3].

Jak dobrać odpowiedni rodzaj i stężenie szkła wodnego?

Głównymi składnikami szkła wodnego są krzemiany sodu lub potasu. Parametry takie jak moduł sodowy (Na2O/SiO2), stężenie krzemianów oraz aktywność alkaliczna mają wpływ na ostateczne właściwości betonu [2][3].

Do zastosowań wymagających wysokiej odporności antykorozyjnej rekomendowane jest szkło wodne o module 3,0–3,2 i aktywności alkalicznej sodowej 140–170 mg R+/kg [2]. W przemyśle stosuje się zarówno warianty sodowe, jak i potasowe szkła wodnego – wybór zależny jest od oczekiwanej trwałości i specyficznych warunków eksploatacji [2][3].

Kluczowe jest również uwzględnienie typu cementu, z którym szkło wodne będzie stosowane. Zbyt wysokie lub zbyt niskie stężenie dodatku może prowadzić do niekorzystnych zmian wytrzymałościowych betonu, jak również zjawisk efektu polialkalicznego czy zmian aktywności alkalicznej [2][4].

Wnioski i praktyczne zalecenia

Zalecana ilość szkła wodnego w betonie to zazwyczaj 1% masy cementu – zawsze należy jednak oscylować w zakresie 0,5–5% masy cementu [1][2][4]. Dobór dokładnej dawki powinien być uzależniony od rodzaju projektu, specyfiki środowiska pracy betonu oraz wymagań związanych z odpornością na działanie wody i korozję.

Odpowiednio dobrane i zastosowane szkło wodne przyspiesza wiązanie betonu, poprawia jego szczelność, minimalizuje aktywność alkaliczną i korzystnie wpływa na trwałość konstrukcji [1][2][3][4]. Nadmierne lub niedostateczne dawki mogą natomiast obniżyć pożądane właściwości materiału.

Źródła:

1. https://www.archon.pl/szklo-wodne-art-10450
2. https://api-ewyszukiwarka.pue.uprp.gov.pl/api/collection/f86a567d4a17b5479ae4dd8c8d5cdbef
3. https://izosklep.pl/produkt/szklo-wodne-potasowe-100-5l-szklo-wodne-kaliwasserglas-level01/
4. https://bud-invest.com.pl/jakie-proporcje-szkla-wodnego-dac-do-betonu/