Cum îmbunătățește zgura proprietățile mecanice ale betonului?
1. Creșterea rezistenței la compresiune
Zgura contribuie la formarea unor compuși hidratați suplimentari în structura betonului (precum C-S-H, tobermorit sintetic), ceea ce duce la o densificare a matricei de beton. Această densificare îmbunătățește rezistența la compresiune în timp, chiar dacă betonul cu zgură poate atinge rezistențele maxime puțin mai lent față de betonul obișnuit.
2. Durabilitate sporită
Betonul cu adaos de zgură are o porozitate mai redusă și o reactivitate chimică mai mică în mediile agresive (săruri de dezghețare, sulfați, ape subterane acide). Astfel, structurile realizate cu ciment cu zgură prezintă o durată de viață mai mare și o întreținere redusă.
3. Reducerea fisurilor
Datorită hidratării lente și continue a zgurii, betonul prezintă o dezvoltare progresivă a rezistenței, ceea ce limitează apariția fisurilor de contracție plastică și termică în fazele incipiente de întărire.
4. Îmbunătățirea rezistenței la temperaturi ridicate
În unele formule, betonul cu zgură se comportă mai bine la expuneri la temperaturi înalte decât betonul tradițional, menținându-și integritatea structurală pentru o perioadă mai lungă.
5. Impact pozitiv asupra mediului
Înlocuirea parțială a cimentului Portland cu zgură reduce semnificativ emisiile de CO₂ asociate procesului de producție a cimentului, deoarece obținerea zgurii nu implică emisii directe suplimentare.
Provocări și atenționări
•Betonul cu zgură poate necesita un timp de întărire mai lung în condiții de temperaturi scăzute.
•Pentru aplicări rapide sau unde se cer rezistențe inițiale foarte mari, poate fi necesară ajustarea rețetelor sau adăugarea de acceleratori.
•Controlul calității zgurii este esențial pentru a evita variațiile în performanță.
Mecanismul de îmbunătățire a proprietăților mecanice
1. Reacția pozzolanică și formarea suplimentară de C-S-H
Zgura reacționează cu hidroxidul de calciu rezultat din hidratarea cimentului Portland, generând suplimentar gel C-S-H (silicat de calciu hidratat), principalul responsabil de rezistența betonului. Această reacție secundară conduce la:
•creșterea densității matricei de beton,
•reducerea porozității capilare,
•îmbunătățirea rezistenței la compresiune și la penetrare chimică.
2. Reducerea efectului de căldură de hidratare
Zgura hidratează mai lent decât clincherul de ciment, ceea ce reduce căldura dezvoltată în masa betonului. Acest lucru este crucial în lucrările masive (ex. baraje), unde riscăm fisuri cauzate de gradientul termic.
3. Efecte asupra permeabilității
Adăugarea zgurii scade permeabilitatea betonului la agenți agresivi (ioni de cloruri, sulfați), prin închiderea capilarelor și formarea unei structuri mai dense și mai stabile chimic.
Exemple concrete de utilizare a cimentului cu zgură:
1. Barajul Hoover (SUA)
În construcția barajului s-a utilizat ciment cu adaosuri de tip zgură pentru reducerea căldurii de hidratare și prevenirea fisurării interne.
2. Podul Vasco da Gama (Portugalia)
Pentru structurile expuse la atac marin (cloruri și sulfați), s-a utilizat un beton aditivat cu zgură pentru creșterea durabilității și a rezistenței chimice.
3. Clădiri verzi (Green Buildings) din Europa de Nord
În Scandinavia și Germania, zgura este folosită frecvent în betoane pentru construcții sustenabile, cu certificări de tip LEED sau BREEAM, datorită reducerii emisiilor de CO₂ cu până la 40% față de betonul tradițional.
4. Drumuri și autostrăzi expuse la îngheț-dezgheț (Canada)
În zonele unde ciclurile de îngheț-dezgheț sunt frecvente, betoanele cu zgură asigură o rezistență sporită la apariția fisurilor și la exfoliere.
Concluzie
Cimentul ecologic cu adaos de zgură nu doar că reduce impactul asupra mediului, ci aduce și îmbunătățiri importante în ceea ce privește rezistența, durabilitatea și comportamentul betonului pe termen lung. Cu o proiectare corectă și o monitorizare atentă a procesului de execuție, betonul cu zgură poate deveni soluția de bază pentru construcții durabile și performante în viitor.
În contextul reducerii amprentei de carbon și al tranziției către construcții sustenabile, cimenturile compozite cu adausuri de origine industrială câștigă tot mai mult teren. Zgura granulată de furnal măcinată (GGBS – Ground Granulated Blast Furnace Slag) este unul dintre cele mai utilizate materiale secundare pentru îmbunătățirea performanței betonului.
English 
Română