Szilárdítások
A szilárdulás-gyorsítás fogalma • A természetesen szilárduló beton legnagyobb hátránya, hogy gyámolításra szorul (kb. 28 napig). • A betonszilárdítás módszereit két csoportba soroljuk: – hidegszilárdítások: természetes szilárdulás, cement utánőrlése, az adalékanyag előmelegítése,vegyszeres betonszilárdítás, – hőszilárdítások: gőzölés, gyorsgőzölés, autoklávolás, elektromos érlelés, melegítés infravörös lámával.
Hideg szilárdítások • A természetes szilárdulás folyamatát erősíti és gyorsítja a: – – – – – – –
jobb cement minőség, nagyobb cement- mennyiség, cement utánőrlése, víz-cementtényező csökkentése, szárazabb konzisztencia, adalékanyag előmelegítése, vegyszeres betonszilárdítás pl. kalcidúr
Hőszilárdítások
• A hőszilárdítások: azon az elven alapszanak, hogy a cement szilárdulása, mint minden vegyi folyamat, függ a hőmérséklettől. A nagyobb hőmérséklet jobban meggyorsítja. • Módszerei: gőzölés, gyorsgőzölés, autoklávolás, elektromos érlelés, melegítés infravörös lámával.
Különleges tulajdonságú betonok
Különleges tulajdonságú betonok
• • • • • • • • • •
Nagyszilárdságú és nagy teljesítőképességű betonok Szálerősített betonok Szálerősített betonok Fényáteresztő betonok Vízzáró betonok Sugárvédő betonok Fagyálló betonok Agresszív hatásnak ellenálló betonok Kopásálló betonok Hő- és tűzálló betonok
Nagyszilárdságú és nagy teljesítőképességű betonok
• C55/67 – C100/115 • HC55/67 – HC100/115 • LC55/60 – LC80/88 • A gyakorlatban nagyszilárdságú a beton, ha Rc = 60-130 N/mm2
Nagyszilárdságú betonok előállítása
• Víz-cement tényező csökkentése • Megfelelő bedolgozhatóság: - képlékenyítő szerek - folyósítók • Agyag- és iszapmentes legyen • Legfontosabb alapanyaga: szilikapor
Nagyszilárdságú betonok alkalmazási területei Cél: - Szerkezet élettartamának növelése - Gazdaságosság • • • • •
Magasépületek Hidak Útburkolatok Tengeri létesítmények Tározók
Szálerősített betonok (Dramix, Forte-Fibre, Concrix)
• Kis száltartalmú betonok < 2 V% SFRC – acélszál erősítésű PFRC – műanyagszál erősítésű GFRC – üvegszál erősítésű CFRC – szénszál erősítésű • Nagy száltartalmú betonok > 2 V%
Szálerősített betonok A szálak hatásai a beton tulajdonságaira Acélszálak • • • • •
nő a beton szívóssága nő a beton törési összenyomódása nő a beton fáradási szilárdsága nő a beton ütőmunkabírása csökken a beton száradási zsugorodási alakváltozása A száladagolástól független:
•
a beton nyomó-, húzószilárdsága és rugalmassági modulusa
Figyelem! Rossz bedolgozás esetén • •
csökkenhet a rugalmassági modulus csökkenhet a szilárdság
Szálerősített betonok A szálak hatásai a beton tulajdonságaira Műanyagszálak • csökkenthetők (ill. megszüntethetők) a frissbeton képlékeny zsugorodásából származó repedések • tűzállóság javítható A száladagolástól független: • a beton nyomó-, húzószilárdsága és rugalmassági modulusa Figyelem! Rossz bedolgozás esetén • csökkenhet a rugalmassági modulus • csökkenhet a szilárdság • Sündisznóképződés!
Szálerősített betonok alkalmazási területei • • • •
Ipari padlók Alaplemezek Támfalak és pincefalak Medencék, szennyvíztisztítók • Alagútépítés • Kültéri parkolók, beton úttestek • Hídépítés és felújítás
Fényáteresztő betonok (Litracon, Pixel) • •
•
•
optikai üvegszálak és finom beton keveréke Az optikai üvegszálak ezrei mátrixot alkotva, egymással párhuzamosan futnak minden egyes blokk két főfelülete között Az üvegszálak pontonként továbbítják a fényt a két oldal között az optikai üvegszálak kb. 20 méteres hosszúságig szinte veszteség nélkül továbbítják a fényt
Fényáteresztő betonok Műszaki adatok Formátum: előregyártott blokktégla Alkotóanyagok: 96 % beton / 4 % optikai kábel Sűrűség:2100 - 2400 kg/m3 Blokk méretek: 300 x 600 mm Optikai szálméretek: 0,002 - 2 mm Optikai szálak képe: pontos, sávos, organikus Vastagság: 25 - 500 mm Szín: szürke, fekete, fehér Felület: polírozott Nyomó szilárdság: 50 N/mm2 Hajlító szilárdság: 7 N/mm2
Fényáteresztő betonok Alkalmazási területei •
FALAK A legtipikusabb felhasználási területe a LiTriCon termékeknek az exkluzív épületek tartó-, kitöltő falazata. A beton falak nehézkes és barátságtalan volta megszűnik, mert az optikai szálak állandó kommunikációt biztosítanak a bel- és kültér között.. Természetesen belső elválasztófalakként is jól alkalmazható exkluzív boltokban, múzeumokban, lakóépületekben.
•
ÚTBURKOLAT Az egyik legizgalmasabb terület ahol alkalmazható szintén ez a fajta üvegbeton az lábunk alatt elhelyezkedő felületek. Nappal a megszokott beton felületnek tűnik, míg az éjszakai órákban különböző színekben ragyoghat.
•
DESIGN Az iparművészek legkülönbözőbb ötleteket valósíthatják meg. Igazából csak az emberi képzelőerő szabhat korlátokat. Készültek már LiTriCon-ból szobrok, pultok, asztalok, öltöző paraván fala, székek, lépcsők, fürdőszoba kabin és még sok minden más.
Vízzáró betonok • • •
•
Mérsékelten vízzáró az a beton vagy vasbeton szerkezet, amelynek 1 m2 felületén, a legnagyobb üzemi nyomás mellett, 24 óra alatt legfeljebb 0,4 liter víz szivárog át. Vízzáró az a beton vagy vasbeton szerkezet, amelynek 1 m2 felületén, a legnagyobb üzemi nyomás mellett, 24 óra alatt legfeljebb 0,2 liter víz szivárog át. Különlegesen vízzáró az a beton vagy vasbeton szerkezet, amelynek 1 m2 felületén, a legnagyobb üzemi nyomás mellett, 24 óra alatt legfeljebb 0,1 liter víz szivárog át. A különböző cementekből különböző víz-cementtényezővel készített betonok
Vízzáró betonok A beton összetétele • Jól bedolgozható, szétosztályozódás- és repedésmentes betonkeverék • Lágy konzisztencia esetén célszerű kötéskésleltető adalékszert alkalmazni • A betonösszetétel határértékei
Vízzáró betonok készítése • Szétosztályozódás mentesen kell a zsaluzatba elhelyezni • Gondosan kell tömöríteni • Csatlakozások, illesztések vízzáró kialakítása • Vasbeton szerkezetnél az acélbetétek betontakarásának vastagsága (előírt érték + 10 mm) • Utókezelés
Vízzáró betonok Alkalmazási területei • • • • • • • •
vízépítési létesítmények, burkolatok, medencék, víztornyok, gátszerkezetek, zsilipek, vízkivételi művek; csatornaszerkezetek, mégpedig víz-, szennyvíz-, és kábelcsatornák, fűtési távvezetékek közműalagútjai; pincepadozatok, alapok, pincék felmenő vasbeton falai; aknák, fedlapok; kis hajlású vasbeton tetőfödémek; bármely agresszív hatásnak kitett beton és vasbeton szerkezetek; sima, tömör látszóbeton szerkezetek.
Sugárvédő betonok Három csoportba soroljuk: • • •
Hidrátbeton Sugárvédő normál közönséges beton Nehézbeton
Hidrátbeton
A neutronsugárzás elleni árnyékolás nagy hidráttartalmú adalékanyaggal dúsított betonnal történik, ugyanis a neutronok elnyelésére a legalkalmasabb elem a hidrogén. Bevált eljárás a lekötött víz mennyiségének növelésére az adalék finom frakciójának szerpentinittel való dúsítása. Az ilyen módon előállított betont hidrátbetonnak nevezzük. A hidrátbeton készítéséhez hidrátvíz tartalmú adalékanyagot kell használni (pl. limonit, szerpentin, bauxit). A nehéz adalékanyag mellett fontos az alacsony víztartalom is, a kellő tömörség elérése érdekében. A vízhiányból adódó szárazabb, földnedves keverék konzisztenciáját folyósító szerrel, valamint megfelelô mennyiségû finomrész tartalommal lehet a kívánt mértékig javítani.
Sugárvédő betonok Közönséges tömegbeton • • •
A γ sugarak elleni védelemhez nagy testsűrűségű és nagy atomtömegű összetevőket tartalmazó anyagot kell alkalmaznunk A sugárvédő betonok sűrűségét hematit és barit őrlemény adalékokkal, továbbá acélsörét bekeverésével hozzávetőleg kétszeresére lehet emelni Ezzel a betonnal az atomreaktorok γ-sugárzásának árnyékolásához szükséges normálbeton kb. 3.0 m vastagsága 1.2~1.6 m értékre szorítható
Sugárvédő betonok Nehézbeton •
Nehézbeton legalább 3000 kg/m3 szemtestsűrűségű adalékanyag felhasználásával érhető el
•
A nehéz adalékanyag lehet természetes vagy mesterséges. A természetes adalékanyagok közé tartozik a barit, hematit, magnetit, míg mesterséges adalékanyag lehet vashulladék, acélsörét, nehézfémsalak.
•
Alkalmazási köre kiterjed trezorokra, alapozásokra, fokozott hangszigetelésű építményekre, és sugárzáselnyelő szerkezetekre, mint például röntgenhelyiségek, atomerőművek, nukleáris hulladéktároló létesítmények
Fagyálló betonok Fagykárosodás elkerülése •
Elő kell segíteni a csapadékvíz betonfelületről való távozását. Vízszintes felületek esetén a víztelenítést már 2 % oldalesés is jelentősen előmozdítja.
•
A betont a szabványokban szereplő környezeti osztályok feltételeinek megfelelő összetétellel (víz-cement tényező, cementtartalom), tömörséggel és nyomószilárdsággal kell készíteni
•
Gondoskodni kell arról, hogy a betont egy hónapos kora előtt ne érje fagyhatás, illetve az első fagy a fiatal betont kiszáradt állapotban érje
•
A fiatal beton nyomószilárdsága az első fagy idején legalább 5 N/mm2 és száraz állapotú legyen
•
Ha fagypont körüli hőmérsékleten kell betonozni, akkor a betonkeveréket általában +15 °C hőmérsékletre kell melegíteni
•
A betont a lehető legkisebb víz-cement tényezővel és minél kevesebb akaratunk ellenére bevitt levegőtartalommal kell elkészíteni.
Fagyálló betonok Fagykárosodás elkerülése •
Fagy- és olvasztósó-álló betonkeverékhez feltétlenül légbuborékképző adalékszert kell használni
•
A 4 mm feletti adalékanyag szemek fagyállóak legyenek.
•
Az adalékanyag, főképp a homok és a kőliszt agyag-iszaptartalmát és vízigényét alacsony szinten kell tartani.
Agresszív hatásnak ellenálló betonok •
Négy agresszivitási osztály:
I. II. III. IV.
Nem agresszív Gyengén agresszív Közepesen agresszív Erősen agresszív
•
Betonkorrózió-típusok:
-
Reverzibilis: a beton tulajdonságainak kedvezőtlen változását okozó agresszív közeg eltávolítása után a beton tulajdonságai ismét az eredetiek lesznek Biológiai: a szerves anyagokon megtelepedett mikroorganizmusok életfunkcióinak hatására keletkező vegyületek okozta betonkorrózió Feszültségi vasbetonkorrózió: a feszített vb. Szerkezet acélbetéteinek a korróziója az agresszív közeg és a mechanikai feszültség együttes hatására
-
Agresszív hatásnak ellenálló betonok Betonok készítése • Vízzáró betonokra vonatkozó előírások betartása • Az agresszív közeg hatásának a beton minél idősebb korában legyen kitéve • Talajvízzel érintkező betonoktól az agresszív vizet legalább 28 napig távol kell tartani (vagy előregyártott szerkezet) • Min. beton szilárdsági osztály: C30/37 • Min. cement tartalom: 300 kg/m3 • Max. v/c: 0,55
Agresszív hatásnak ellenálló betonok Sav- és szulfátkorrózió Savak reakciója a szilárd cementkővel -
A szilárd cement struktúrája szétroncsolódik
Szulfátok reakciója a betonban lévő aluminátokkal -
A beton duzzadását okozza, amely szabálytalan repedéshez vezethet
Kopásálló betonok • Erős koptató- és ütő-igénybevételnek kitett helyeken keménybetont kell készíteni. – A keménybetonhoz adalékanyagként réz- és ólomsalakot, szilíciumkarbidot (SiC) korundot, bórkarbidot ( B4C ), porcelánszemcsét, vasreszeléket stb. célszerű felhasználni. – Alkalmazni kell plasztifikáló, víztaszító anyagokat is. – A fokozottan kopásálló beton előállítható bazalt, andezit és tiszta kvarc adalékanyaggal is. – A beton minél tömörebb legyen, és minél kevesebb habarcsot tartalmazzon (kissé telítettlen legyen), • A tervezés során figyelembe kell venni, hogy a kvarckavics nem ütésálló és nem szikrabiztos.
Kopásálló betonok A kopásállóságot befolyásoló tényezők • A beton kopásállósága: – A cementkő és az adalékanyag kopásállóságától függ. – A betonösszetétel akkor a legkedvezőbb, ha a lehető legkisebb a habarcstérfogat, (mivel ez a puhább alkotó). – A 450-500 kg/m3 cementtartalom a jó, mert eddig a cementtartalomig nő a beton nyomószilárdsága és vele a kopásállósága.
Hő- és tűzálló betonok A betonok csoportosítása hővel szembeni viselkedésük alapján: – Azon a hőmérsékleten hő- ill. tűzálló a beton, amelyiken a szilárdságának 50%-a tartós hőhatásra is megmarad. – A normál betonban ez kb. 500°C – A cementkő bomlása 500°C fölött felgyorsul és kb. 800°C-nál befejeződik, a pc. kötőanyagú betonok tönkremennek. – Hő- és tűzálló betonokat 500°C felett tűzálló cementtel és nem kvarc adalékanyaggal kell készíteni.
Hő- és tűzálló betonok • A hő- és tűzálló betonok osztályozása: – Az I. kategóriába sorolhatók a szokványos homokos kaviccsal és kőzúzalékkal készített betonok. – A II. kategória szerinti igénybevételek általában kéményszerkezetekben fordulnak elő, – A III. kategóriának megfelelő hőmérséklet éri a betont pl: kazánalapok esetén, sugármeghajtású kifutóművek pályáiban, stb. – A IV. kategóriába tartozó tűzálló betonokat elsősorban a kemencefalak építéséhez használják 800, ill. 1600°C hőmérséklet elviselésére.
