Vízzáró betonok, vízzáró vasbeton szerkezetek A vízépítési létesítményekkel kapcsolatban természetesnek tűnő követelmény, hogy falaik, szerkezeti elemeik vízzáróak legyenek. Az viszont, amit ilyen értelemben vízzáróságon értünk, több is, kevesebb is lehet annál, amit a létesítmény szerkezeti elemeitől el kell, ill. el lehet várnunk. Ahhoz tehát, hogy a köznyelvi értelemben megfogalmazott vízzárósági követelményt a mérnöki létesítményekre vonatkozó minőségi követelményként is meg tudjuk fogalmazni, részletesen foglalkoznunk kell azzal, hogy milyen kritériumok szerint minősíthető egy szerkezet vízzárónak, ill. nem vízzárónak, milyen szerkezeti jellemzők befolyásolhatják e kritériumok teljesülését, és hogyan kell ezeket megválasztani ahhoz, hogy a vízzáróság kritériumai teljesüljenek. Ebben a fejezetben ezekkel a kérdésekkel foglalkozunk. Egy szerkezet vízzárósági tulajdonságait alapvetően befolyásolja a szerkezet anyaga. Olyan anyagból, amelyben a struktúrájából adódóan egymáshoz kapcsolódó kisebbnagyobb üregek és járatok találhatók, - ezeket porózus anyagoknak nevezzük - nem lehet tökéletesen vízzáró szerkezetet készíteni. Ha tehát a vízzáróság követelményét úgy értelmezzük, hogy a szerkezetnek a víz felőli oldaláról egy cseppnyi víz sem kerülhet a szerkezeten keresztül az átellenes oldalra, ennek a követelménynek csak olyan szerkezet képes megfelelni, amelynek anyaga - vagy annak legalább egy rétege - pórusok nélküli, vízhatlan falként áll az áthaladó víz útjában. A vízépítési műtárgyak építőanyagai - ideértve a legelterjedtebben használt betont és vasbetont is - nem ilyen anyagok, a teljes víz-átjárhatatlanság követelményének ezért csak úgy felelhetnek meg, ha alkalmazásukat nem-porózus anyagú réteg vagy rétegek alkalmazásával kombináljuk. A vízépítési feladatok többségénél nincsen semmi haszna annak, hogy a vízzáróságra ilyen erős, a vasbeton szerkezetekre eleve teljesíthetetlen kritériumot adjunk. Elegendő ehelyett, ha inkább azt célozzuk meg a kritériumokkal, hogy a szerkezeten átszivárgó vagy azt átitató víz ne károsítsa magát a szerkezetet és a környezetét, továbbá ne okozzon zavart a létesítmény funkcióinak ellátásában. Ilyen kritérium alapján alakították ki a vízépítési létesítmények vasbeton szerkezeteinek vízzáróságára, a vízzáróság vizsgálatára és igazolására alkalmas szabványokat. A porózus anyagokban zajló folyadékmozgás meglehetősen összetett, soktényezős folyamat, aminek „tisztán” elméleti úton történő követésére nem vállalkozhatunk. A mérnöki gyakorlat legtöbbször a Darcy-törvényt alkalmazza, amely szerint az áramlásnak a felületegységen átszivárgó víz mennyiségéből „visszaszámolt” látszólagos v* sebessége v * = − kgrad( p ) a hidraulikus nyomás gradiensével arányos, és a k arányossági tényező a porózus anyag struktúrájától függő Darcy-féle állandó. Minél kisebb ez a k szám, annál nagyobb a porózus közegnek a folyadék átszivárgásával szemben tanúsított ellenállása. A Darcy-féle állandót kísérleti úton lehet meghatározni. A betontechnológiában általában nem a Darcy-féle állandót használják a vízzáróság jellemzésére, hanem a szerkezeti anyag, ill. a szerkezet vízzáróságával közvetlenebb kapcsolatban álló kísérleti eredményeket. A szabályzás abból indul ki, hogy a vízzáróság mint minőség külön-külön értelmezendő magára a szerkezeti anyagra és a szerkezetre. Ez a két értelmezés lényegesen elté-
1
rő: az egyiket a szerkezeti anyag tulajdonságaként, a másikat a megvalósítandó, ill. megvalósult szerkezet tulajdonságaként kezeljük. Vízzáró beton A beton vízzáróságát– hasonlóan a szilárdsági osztályokhoz - a felhasznált építőanyag előírt anyagtulajdonságának tekintjük. A vízzáróságot a vonatkozó anyagszabványok (MSz 4719-1982, ill. MSz EN 206-1:2002, NAD: MSz 4798-1:2004, MSZ EN 12390-8:2009) szerinti minősítéssel jellemezzük. (Csak a C jelű szerkezeti betonokra értelmezett a követelmény.) Az MSz 4719 szerint a beton vízzárósági csoportjai a következők: vz 2 vz 4 vz 6 vz 8
gyengén vízzáró a próbatest 2 bar víznyomásnak áll ellen* mérsékelten vízzáró 4 bar „ vízzáró 6 bar „ különlegesen vízzáró 8 bar „
*
- a próbatest 28 napon át víz alatt tárolt, legalább 100 mm magasságú és legalább 150 mm oldalhosszú, ill. átmérőjű hasáb, vagy henger; próbatestként használható a szilárdság minősítésére is alkalmazott 150 mm átmérőjű henger is. - 1 bar = 1 kp/cm2 = 100 kN/m2 = 100 kPa, - az ellenállás: a 24 órás próba végéig a próbatest külső felülete nem nedvesedik át, a víz legfeljebb a minimális magasság (100 mm) harmadáig telíti a betont. Az EUROCODE ajánlás radikálisan egyszerűsítette és egységesítette a nyomáspróba körülményeire vonatkozó előírást, egyszersmind némileg szigorította a vízzáró betonokra vonatkozó követelményrendszert. Az MSZ EN 12390-8 (2009) „A megszilárdult beton vizsgálata 8. rész: A vízzáróság vizsgálata” c. egyelőre csak angol nyelven létező előírás szerint a beton akkor vízzáró, ha 7 bar (=700 kPa) víznyomásnak 48 órán át, (a korábbi változat szerint 5 bar víznyomásnak 72 órán át) áll ellen. Az „ellenállás” lényegében ugyanazt jelenti, mint az MSZ szerinti vízzárósági próbák esetén: a legalább 150 mm kiterjedésű felületen terhelt, legalább 100 mm vastagságú próbatestnek a víznyomással átellenes homloklapján sem átnedvesedés, sem vízcseppek kigyöngyöződése nem jelentkezhet. A vízzáró beton megkülönböztető jele (MSz 4798-1:2004 szerint): vízzáró beton fokozottan vízzáró beton igen vízzáró beton
XV1(H), ha a vízbehatolás max. mélysége 60 mm XV2(H), 40 mm XV3(H), 20 mm.
Ezek a kritériumok közelítőleg az MSZ 4719 szabvány vz4, vz6 és vz8 kritériumainak felelnek meg. Megjegyzés: A vízzárósági követelmények részletesebb kidolgozása még folyamatban van.
2
Vízzáró szerkezet Mérsékelten vízzáró, ha a szerkezeti elemre ható víznyomás üzemi értéke esetén a szerkezet 1 m2 felületen 24 óra alatt max. 0.4 l, vízzáró, ha max. 0.2 l, különlegesen vízzáró, ha max. 0.1 l víz szivárog át. A mérsékelten vízzáró szerkezeten sem alakulhat ki koncentrált átfolyás jeleit mutató gyöngyöződés, csorgás. (Az ivóvíztározók falára ható nagy víznyomás gyakorlatilag lehetetlenné teszi azt, hogy mérsékelten vízzáró betonból mérsékelten vízzáró falat alakítsunk ki, azaz a mérsékelten vízzáró falhoz vízzáró betont kell alkalmaznunk.) A vízzáró szerkezetek vízzel ellentétes, a légtérrel szabadon érintkező oldalán elpárologni képes vízmennyiség nagyobb az átszivárgó vízmennyiségnél, a felület ezért nem nedves tapintású, csupán hidegebb a környezeténél a párolgási hőveszteség miatt. Az átszivárgó víz által szállított oldott anyag (elsősorban kalciumkarbonát) felületi feldúsulása, ill. kicsapódása miatt hosszabb idő elteltével a felület elszíneződik. Koncentrált elszíneződés („mészkivirágzás”) helyi betonozási hiányosságra utal. A különlegesen vízzáró szerkezet vízzel ellentétes, szabadon szellőző felülete száraz tapintású, azon sötétebb vagy világosabb elszíneződés hosszabb idő után sem jelentkezhet. Ha a vízzel szembeni oldallal érintkező légtér páratartalmával kapcsolatban speciális korlátozások vannak, (pl. alacsony állandó relatív páratartalom van előírva) a különlegesen vízzáró szerkezet vízzárósága sem elegendő ennek teljesítéséhez. Az MSz EN 1992-3:2011 fejezete foglalkozik a folyadéktárolók és tárolószerkezeteknek (kivéve az ivóvízet és élelmiszereket tároló szerkezeteknek) az alapszabványon túlmutató tervezési előírásaival. A tárolószerkezet szivárgással szembeni követelményeit 0.-3. számozású folyadékzárási osztályokba sorolva adja meg. A szerkezetben megengedett repedéstágasságnak mértékét ezen osztályoktól függően határozza meg. Fontos megjegyezni, hogy a folyadékzárás nem azonos a vízzárással, a szerkezetekben tárolt (ipari) folyadékok lehetnek kőolajszármazékok (olaj, benzin, kerozin), hűtött folyékony földgáz, mezőgazdasági termékek (szesz). Ezen folyadékok, a víztől eltérően, kártékony hatással lehetnek a betonra, illetve a beton is lehet kártékony hatással a folyadékra. 0. folyadékzárási osztályba tartoznak azon szerkezetek, amelyeknél a szivárgás problémát nem okoz, illetve bizonyos mértékű szivárgás elfogadható. Ezen osztályra külön, az alapszabványon túli szigorítást nem alkalmaz. 1. folyadékzárási osztálynál a szerkezeten bizonyos fokú felületi elszíneződés, illetve nedves foltok megjelenhetnek. Mivel húzott vasbeton felületek is előfordulhatnak a szerkezetben, azok átmenő repedéseit tágasságukban korlátozza a szabvány, ugyanis azok az átszivárgó víz hatására várhatóan tömítődhetnek (megfelelően korlátozott fajlagos nyúlás esetén). A 2. osztályba kell sorolni azon szerkezeteket, amelyeken a felületi elszíneződés nincs megengedve, azonban a szivárgást a lehető legkisebb mértékűre kell korlátozni. Átmenő repedéseket nem szabad megengedni. Végül a 3. osztályba kerülnek azon szerkezetek, amelyeken a szivárgás nincs megengedve. Ezt különleges intézkedéssel, pl. feszítés alkalmazásával lehet elérni. Száraz anyagot tároló silók általában a 0. folyadékzárási osztályba tartoznak, azonban nedvességre különösen érzékeny tárolt anyag esetében az osztály növelendő. Minden szerkezetnél különös figyelmet kell fordítani a gátolt zsugorodásból, valamint a hőmérsékletváltozásból keletkező húzófeszültségek okozta repedések figyelembe vételére. 3
A szivárgási követelményhez párosul az alkalmazandó minimális falvastagság betartása. Ezt a folyadékzárási osztály függvényében a szabvány 150-180 mm értékben írja elő. A szerkezeten átszivárgó víz mennyiségének meghatározása nem egyszerű feladat. A medencék falán átszivárgó víz mennyiségére elvben a tárolt víz köbtartalmának változása alapján lehet következtetni. Ez azonban inkább csak elvi lehetőség, hiszen pl. egy medence fenekén átszivárgó víz mennyisége még mérsékelten vízzáró szerkezetnek megfelelő vízveszteség esetén sem okoz napi fél mm-nél nagyobb vízszintcsökkenést, és ilyen nagyságú vízszintváltozás akár a felszíni párolgás következtében is létre jöhet. „Beállt” vízmozgású környezet esetén pontosabb eredmény adódhat a medence alatt kialakított szivárgó-rendszer gyűjtőaknájában meggyűlő víz mennyisége alapján. A falakon átszivárgó víz fajlagos mennyisége közvetlenül is regisztrálható a mentett oldali felületre fölragasztott párazáró fólia alatt meggyűlő víz mérésével. A vízzárósági követelmény előírásának célja többrétű lehet. Ilyenek a tárolt víz szivárgási veszteségének korlátozása, a „mentett oldali” térbe vagy a szerkezetet körbevevő talajba kerülő vízmennyiség korlátozása, a betonstruktúrát károsító hatás korlátozása, esztétikai követelmények stb. Ismert kifejezés a vízzárósági követelményekkel kapcsolatban a „porszárazság”. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a „mentett oldali” térbe semennyi víz nem juthat be. Az eddigiekből nyilvánvalóan következik, hogy a „porszárazság” követelménye még a legszigorúbb vízzárósági követelménynek eleget tevő beton alkalmazásával sem teljesíthető. Azokat a helyiségeket, ahol ilyen követelményt kell teljesíteni, mindenképp vízhatlan szigeteléssel kell körülvenni. Minden esetben vízzáró betonból kell készíteni a következő szerkezeteket: vízépítési létesítmények szerkezetei (medencék, víztornyok, gátszerkezetek stb), ipari létesítmények vízzel kapcsolatban álló szerkezetei csővezetékek, csatornák, közműalagutak, ezek aknái és fedlapjai, alapok, pincefalak, pincepadozatok, minden agresszív hatásnak kitett vasbeton szerkezet, minden látszóbeton szerkezet. A vízzárás követelményeit a szilárdsági követelmények mellett a felsorolt szerkezetek egy részénél a fagyállóság, kopásállóság stb. követelményeivel együtt kell teljesíteni. Megjegyzés: A beton és vasbeton szerkezetek tartósságával foglalkozó, kidolgozás alatt álló szabványtervezet a vízzárósággal kapcsolatos követelményeket az EN206-1:2000 szabvány által bevezetett környezeti osztályonként fogalmazza meg.
A vízzárás nem azonos a folyadékzárással általában, mert a folyadékzárást lényegesen befolyásolja a folyadék felületi tulajdonságait is meghatározó kémiai összetétel. A vizes oldatokkal kapcsolatos folyadékzárási kérdéseket mindig az oldott anyag kémiai összetételével és a kémiai hatásokkal együtt kell mérlegelni, mert vannak oldott anyagok, amelyek számottevően módosítják a tiszta vízhez képest az oldat nedvesítő képességét, ill. olyanok, amelyek károsítják a beton struktúráját. (Olyan oldatok is vannak, amelyeket a beton károsít! Ez magyarázza pl. azt, hogy a borászatban csak az alacsony minőségű borok technológiai tárolására használnak „fiatal” betontartályokat, sőt, a borokra vonatkozó egyre szigorúbb termékszabványoknak csak különleges védőmázzal bevont betontartályok alkalmazásával lehet – ha lehet – eleget tenni.) 4
Nagy nedvesítő képességű folyadékokkal (pl. szerves oldószerekkel, könnyű kőolajszármazékokkal) szemben a beton nem tehető folyadékzáróvá. A kerozin viszkozitása pl. nagyobb a vízénél, amiből könnyen arra következtethetnénk, hogy lassabban hatol át adott porozitású beton felületen, mint a víz. Az egykori szovjet repülőterek vasbeton üzemanyagtartályainak környezetében kialakult hatalmas talajszennyeződés ennek az ellenkezőjéről győz meg. A folyadékzárási tulajdonságok számottevő mértékben hőmérséklet-függőek: általában a hőmérséklet emelkedésével nő a folyadék áthatoló képessége is. Szélsőségesen magas, ill. alacsony hőmérsékleten ettől a függéstől nem lehet eltekinteni. Az alacsony hőmérsékleten cseppfolyósodó anyagok (pl. cseppfolyós levegő, LNG azaz cseppfolyósított földgáz) tárolásával kapcsolatos anyagszerkezeti és szerkezeti kérdésekkel külön tudományág, a kriológia foglalkozik. A beton nem tehető légzáróvá, ill. gázzáróvá, még olyan kompromisszumos értelmezés szerint sem, mint amilyet a vízzárás esetében alkalmazunk. Ez a különböző gázok anyagspecifikus, de a folyadékokénál mindig lényegesen nagyobb áthatoló képessége miatt van, ami még a tökéletesen vízhatlan anyagoknál is problémát jelenthet. (A gázpalackok tárolási előírásai pl. azt is kénytelenek figyelembe venni, hogy még az anyaghibamentes, hibátlan kivitelezésű fémpalackok sem tökéletesen gázzárók, mert pl. a H2 gáz kicsiny molekulái olyan mennyiségben átdiffundálnak a szerkezet fémrácsán, hogy zárt térben durranógáz-elegyet képezhetnek.) Hogyan tehető vízzáróvá a beton? Ennek a kérdésnek a megválaszolásához a vízáteresztés mechanizmusát kell szemügyre vennünk. A tökéletesen tömörített beton sem folytonosan tölti ki a teret, hanem a szemcsék közt, ill. a cementkő belsejében egymással kapcsolatban álló járatok, ún. pórusok találhatók. A pórusokat nagyságrend szerint három csoportba sorolva, a makro-, a mezo- és a mikropórusok különböztethetők meg. A makropórusok (a kb. 0.1 mm-nél nagyobb méretű üregek és járatok) a beton helyi tömörítetlenségének a következményei, ezért számuk gondos tömörítéssel minimalizálható. A víz az egymással kapcsolatban álló makropórusokon át a gravitáció hatására lényegében a közlekedő edények törvényei szerint mozoghat. A makropórusok leggyakrabban azokon a helyeken jelentkeznek, ahol a tömörítés hatékonysága az átlagosnál gyengébb. Ilyen helyek pl. a betonozási réteghatárok, ill. azok a merülő vibrátor által nehezen hozzáférhető betonrészek, ahol a zsaluzat padmalyokat, üregeket alkot, vagy a több irányú vasalás szokatlanul sűrű. Vannak olyan építési technológiák, (pl. a csúszózsalus építés,) ahol még a leggondosabb munkával sem lehet biztosítani a beton egyenletes bedolgozását. Az ilyen technológiák alkalmazását célszerű elkerülni, ha a betonnal, ill. a szerkezettel szemben bármilyen fokú vízzárási igényt támaszunk. A mezopórusok (általában néhány µm tágasságú üregek és járatok) nem szüntethetők meg a tömörítéssel, mert létrejöttük oka nem a tömörítetlenség, hanem a betonkeverék szemszerkezetének az ideálistól való eltérése. A megfigyelések szerint minél durvább lépcsők vannak a szemmegoszlási diagramban, annál nagyobb a mezopórusok száma. A mezopórusokban a víz mozgását elsősorban a felületi feszültség szabályozza. A mikropórusok (általában tized- ill. század mikrométer tágasságú üregek) a cementpép megszilárdulási folyamata során keletkeznek, méretüket és mennyiségüket elsősorban a víz-cement-tényező és az alkalmazott cement tulajdonságai határozzák meg. A 5
mikrométer nagyságrend alatti pórusok felületi energiája megköti a vizet, amely így csak diffúzióval tud terjedni. A fentiekből megállapíthatjuk, hogy a közepes, ill nagyobb méretű (mikrométer nagyságrend fölötti) pórusok felületi energiája nem elegendő a teljes pórusvíz-tartalom megkötéséhez, így a víz – a pórus-, ill. csatornaméret növekedtével folyamatosan csökkenő ellenállás mellett – az egymással kapcsolatban álló pórusokon át szivárgással is terjedhet a betonban. Ha emellett összefüggő repedések is kialakulnak a betonban, ezek jelentősen megrövidítik a zegzugos szivárgási utat, azaz a vízáteresztés megnő. Mindebből következik, hogy elsődleges fontosságú, hogy ne legyenek repedések, betonozási hibából származó makropórusok és adalékszerkezeti hiányosságból származó mezopórusok a betonban. Repedéseket nem csupán az erőtani számításban szereplő igénybevételek okoznak, hanem minden olyan hatás, amely a betonban valaha is a húzószilárdságot meghaladó húzófeszültséget ébreszt. Ilyen hatások a következők: - a friss betonnak a vasalás által gátolt plasztikus zsugorodása, ill. ülepedése, - egyenetlen térfogatváltozással járó kötési reakciók, (pl. bauxitbetonnál) - a kötéshő, ill. az egyenetlen hűlés miatti lokális hőmérsékletkülönbségek, - gátolt zsugorodás, - kapcsolódó szerkezeti elemek hőmérsékletkülönbsége, - betonacél korrózió, betonkorrózió. A repedések elkerülése kis szerkezetnél általában kisebb, nagy szerkezetnél nagyobb probléma. Ez voltaképpen csak a konkrét szerkezet kialakításának és kivitelezési technológiájának részletei ismeretében tárgyalható kielégítően. Néhány általános érvényű elv a következő: - minél nagyobb kiterjedésű a szerkezet, annál több lehetőség adódik technológiai hibából eredő repedés kialakulására - minél inkább túltelített a beton, annál erősebben hajlamos a friss beton repedések kialakulására - minél magasabb a cementtartalom, annál nagyobb a kötéshő és a zsugorodás - a zsugorodási repedések elkerülésének hatékony módja a felszíni párolgás meggátlása és a zsaluzat hőszigetelése - sem az erős, sem a gyenge vasalás nem ad garanciát a betonozási repedések kialakulására, mert a gyenge vasalás nem elegendő ahhoz, hogy hatékonyan gátolja a mikro-repedések összefüggő repedéssé történő kapcsolódását, az erős vasalás viszont önmagában helyi mozgáskényszert vihet a szerkezetbe. (pl. az erős felszín-közeli vasalás keresztirányú felszíni repedést okozhat .) - a munkahézagok ajánlott távolsága 10-12 m, lezárásuk műanyag-szalagokkal, nedvességre duzzadó profilokkal oldható meg. A vízáteresztés mechanizmusának vizsgálata alapján megállapítottuk, hogy egy szerkezet vízzáró vagy különlegesen vízzáró voltához nem elegendő, hogy a szerkezeti beton repedésmentes legyen, mert nagy nyomás esetén még a mikron méretű pórusokon át is tetemes mennyiségű víz hatolhat át a szerkezeten. Ennek megakadályozásához olyan tömör betonstruktúrát kell létrehoznunk, amelyben kevés az egymással összekapcsolódó mikron méretű pórus. A beton maximálisan elérhető tömörségét és a mikron méretű (mezo-) pórusok legkisebb mennyiségét a frissbeton keverék összetétele határozza meg. Ennek jellemző 6
mutatói az adalék szemmegoszlási diagramja, a fajlagos cementtartalom, a cementminőség, és a víz-cement-tényező. A szemcsehalmazok tömöríthetőségére és optimális tömörségére vonatkozó elméleti vizsgálatok egyelőre csak a szemcsék alakjára és a szemcseösszetételre vonatkozó erős megkötésekkel képesek a gyakorlat számára többé-kevésbé használható eredményt adni. Ilyen pl. egyforma átmérőjű gömbök esetén a Kepler-féle legsűrűbb gömbelrendezések, amelyeknél a „hézagtérfogat” 24.95%. Különböző átmérőjű gömbökkel nyilván nagyobb térkitöltés is lehetséges, hiszen a Kepler-féle elrendezés szerint érintkező gömbök közti üregekbe jóval kisebb átmérőjű gömbök helyezhetők, újabb és újabb, egyre kisebb átmérőjű gömböket alkalmazva a „hézagtérfogat” így egyre kisebbé tehető.
Kepler-féle gömbelrendezések Reális szemcsehalmazok tömöríthetőségét csak kísérleti úton lehet vizsgálni. Az elmúlt kb. 200 évben megszámlálhatatlanul sok ilyen kísérletet végeztek, ezek feldolgozásával meg is lehetett konstruálni egy-egy ideális szemmegoszlási diagramot, amelyhez a jellemző alakú (pl. szögletes, gyengébben vagy erősebben lekerekített, stb.) szemcsékből összetett halmaz legnagyobb tömörsége tartozik. Minél kisebb az eltérés az ideális és a tényleges szemmegoszlási görbe közt, annál jobban megközelíthető az adott halmaztípus optimális tömörsége. 100 %
50 %
log d 0.01
0.1
1
10
100 mm
Tapasztalati úton felvett ideális szemmegoszlási görbe
7
A tényleges szemmegoszlási görbe alapján elméleti úton is meg lehet adni a cement és a víz olyan összetartozó fajlagos mennyiségeit – végső soron tehát az elegyítésükkel létrejövő cementpép fajlagos térfogatát, - ami éppen ahhoz elegendő, hogy a legtömörebb elhelyezkedésű adalékváz szemcséi közti térfogatot – az ún. hézagtérfogatot – a cementpép teljesen kitöltse. A frissbeton keveréknek ezt az állapotát péptelítettségi állapotnak nevezik. A betontechnológia empirikus úton meghatározott szemmegoszlási határgörbéit (I. osztályú, II. osztályú, stb. adalék) annak a követelménynek a szem előtt tartásával állapították meg, hogy az adalék olyan szerkezetének felvételére késztessék az alkalmazót, amelynek péptelítettségét a lehetőség szerinti legkisebb pépmennyiséggel lehet elérni. A péptelítettségi állapotot az elméletileg szükséges pépmennyiség alkalmazásával még laboratóriumi körülmények közt is csak megközelíteni lehet, így ahhoz, hogy a frissbeton adalékszemei közti térfogat valóban cementpéppel kitöltött lehessen, – a bedolgozhatóság körülményeinek mérlegelésével – az elméleti péptelítettséget kb. 15-20%kal meghaladó péptartalmat kell biztosítanunk. A túltelített frissbeton tulajdonságai azonban nem minden szempontból kedvezőbbek a telítetlennél. Különösen súlyosan esik ezek közül latba a vízzáróság szempontjából a kötéshő és a zsugorodás megnövekedése. Olyan szemszerkezet elérésére kell ezért törekednünk, amelyhez a lehetőség szerinti legalacsonyabb telítettségi péptartalom tartozik. Ehhez olyan szemeloszlású adalékot kell alkalmaznunk, amelyben a finom szemcsék közti mikron méretű hézagokat is adalékszemcsék tudják kitölteni. Jól értesültek – de nem a még inkább jól értesültek – számára ez első hallásra ez elhibázott törekvésnek hangzik. Közismert tény ugyanis, hogy az említett mikron méretű frakció – az iszap és agyagtartalom - növelésével növekszik a bedolgozhatósághoz szükséges vízigény, ezzel együtt növekszik a megfelelő végszilárdságú betonhoz szükséges cement mennyisége. Az ilyen mikron- méretű frakció növelésével tehát éppen az ellenkezőjét érjük el annak, amit szeretnénk. Az iszap- és agyagtartalommal együtt növekvő víz- és cementigénynek azonban nem egyszerűen a „kedvezőtlen szemszerkezet” az oka, hanem az, hogy a természetes körülmények közt létrejövő aprózódást a mikron mérettartományban már nem elhanyagolható mértékű vegyi átalakulás kíséri, ezért az ebbe a mérettartományba tartozó természetes szemcsék jelentős része a frissbeton vízigénye és a végszilárdság szempontjából kedvezőtlen hatású agyagásvány. Lényegesen más a helyzet, ha ezt a frakciót nem természetes aprózódás révén, hanem egyéb módon keletkező, a kötési folyamatban kedvező szerephez jutó, vagy „inert” (azaz adott közegben kémiailag nem aktív) szemcsék, pl. a kohászati eljárások során képződő finom sziliciumdioxid szemcsékből álló szilikapor alkotja. Ilyen finomfrakció bekeverése gyakorlatilag a frakció tömegének megfelelő értékkel csökkenti a péptelítettségi állapothoz szükséges cementpép tömegét, anélkül, hogy a megfelelő bedolgozáshoz szükséges víz mennyiségét számottevően megnövelné. Az inert finomszemcse-adagolás jótékony hatással van a megszilárdult beton struktúrájára és a szilárdságára is. A túltelített beton tömörségének ugyanis határt szabnak az adalék „makro-méretű” és „mezo-méretű” hézagait jó esetben teljesen kitöltő cementkő mikropórusai. Ha a „mezo-méretű” adalékfrakció növelésével csökkentjük az ilyen nagyságú cementkő-zárványok mennyiségét, ezáltal csökkenhet a mikropórusok mennyisége is, és a bevitt cement nagyobb mennyisége fordítódik valóban arra ami az elsődleges 8
szerepe, vagyis az adalékszemek közti kapcsolat erősítésére. Nem véletlen tehát, hogy a tömörség növelése mellett a nyomó- és húzószilárdság növelésének is bevált módszere az inert finomszemcse-adagolás. A szilikapor adagolás eredményeként megfigyelhető nagyobb szilárdságnövekedés azt mutatja, hogy a szilikapor nem is annyira „inert”, mint az adalékváz kvarckristályai, hanem segíti a hidratáció teljessé válását is. A tapasztalatok szerint korlátozott mennyiségben rendelkezésre álló szilikapor – a vízzáróság tekintetében – helyettesíthető finomra őrölt mészkőliszttel is. A vízzáró beton szilárdsági osztályát célszerű legalább C20-ra választani. Ez a szilárdság a vízzárósági követelmények teljesülése esetén általában probléma nélkül el is érhető, alacsonyabb szilárdsági osztály esetén viszont a vízzárósági követelmények nehezen vagy egyáltalán nem teljesíthetők. A betonkeverékhez alkalmazandó cementminőség hatása közvetett, és a cementkőben kialakuló mikropórusok szerkezetével van kapcsolatban. Jó vízzárású betonhoz legalább 450-es minőségi osztályú portlandcementet vagy S-54 minőségi jelű szulfátálló portlandcementet kell használni. Nem tehető vízzáróvá a 350-nél alacsonyabb minőségi osztályú cement felhasználásával készülő beton, megfelelő adalékanyag és technológia alkalmazásával a 350-es minőségi osztályú portlandcementtel is legfeljebb közepesen vízzáró beton készíthető, de csak akkor, ha abban a kiegészítő hidraulikus kötőanyag tartalom (trasz-, kohósalak őrlemény) nem haladja meg a 20 %-ot. A vz2 és vz4 minőséghez általában elegendő az adalékanyagot két frakcióból, a dmax> 4 mm, ill. dmax< 4 mm frakcióból keverni, magasabb vízzáróság igény esetén legalább 3, de inkább 4 frakciót kell alkalmazni. A 0.25 mm-nél kisebb szemcseméretű frakció tömege – a cement tömegét is beszámítva – Dmax= 48 mm szemcseátmérő esetén legalább 350 kg/m3, Dmax= 24 mm szemcseátmérő esetén legalább 400 kg/m3 legyen. A beton tömörségét jelentős mértékben befolyásolja a cementpép víztartalma, hiszen minden csepp víz, ami a teljes hidratációhoz szükséges mennyiségen felül a frissbetonba kerül, végső soron a porozitást növeli. Ez a magyarázata annak, hogy a v/c=0.60 fölötti víz-cement-tényezővel gyakorlatilag nem teljesíthetők a vízzáró betonra vonatkozó követelmények, és a közepesnél jobb vízzáróságot csak a v/c<0.50 víz-cement-tényező alkalmazásától várhatunk. Ilyen „száraz” betonkeverék – különösen a szemcseváz szempontjából optimális szemeloszlás mellett – képlékenyítőszer alkalmazása nélkül szinte bedolgozhatatlan. Kulcsszerepe van ezért a vízzáró beton készítésében a megfelelő bedolgozhatóságot lehetővé tevő adalékszerek kiválasztásának. Vízzáró beton és vasbeton szerkezetek készítésére térfogat szerinti adagolású, ill. kézzel kevert beton nem alkalmazható. A keveréshez lehetőleg kényszerkeverő gépet kell alkalmazni. A keverés első kb. 20 másodperces fázisában száraz keverést kell végezni, a teljes keverési idő kényszerkeverő gépben legalább másfél perc legyen. A keveréket a hőmérséklettől függően 1.5~2 órán belül kell bedolgozni. (A képlékenyítő adalékszerek hatása bekeverés után - típustól függően – csak kb. 20-60 percig tart, ezért az ilyen adalékolású betont ennél rövidebb idő alatt be kell dolgoznunk.) Ha a pontosan betartott recept szerinti összetételű frissbeton bedolgozása során számottevő "kivérzés" (híg cementpép felúszása) figyelhető meg, célszerű a bedolgozhatóság határán belüli időpontban utóvibrálással homogenizálni a frissbeton réteget. A tapasztalatok szerint a kötés kezdetétől számított kb. 2 órán belül végzett szakszerű utóvibrálás nem csökkenti sem a vízzáróságot, sem a szilárdságot.
9
A vízzáró beton alkalmazása az esetek jelentős részében nagy tömegű beton bedolgozását jelenti, a bedolgozással kapcsolatos részletkérdéseket a nagytömegű betonozással foglalkozó fejezetben tárgyaljuk. A vízzáró beton utókezelésének módszerei Alapelv, hogy a bedolgozás után a betonfelületet addig kell utókezelni, amíg csak lehetséges. Az idő előtti kiszáradás megnöveli a zsugorodást és károsan befolyásolja a vízzáróságot és a végszilárdságot is. A vízzáró betont ezért legalább 14 napig védeni kell a kiszáradástól, illetve nedvesen kell tartani. A vízzáró beton utókezelésének módszerei voltaképpen ugyanazok, mint a betonozásnál általában, az utókezeléshez használható eljárásoknak tehát meg kell akadályozniuk a víz eltávozását a beton felületén át. A következő eljárások lehetnek vízvisszatartó és vízpótló jellegűek. Ezek önmagukban és egymással kombinálva is alkalmazhatók utókezelésként, de a párolgási hőveszteséggel kapcsolatos problémák elkerülése érdekében a vízvisszatartó módszerek részesítendők előnyben. Vízvisszatartó utókezelési eljárások: - zsaluban tartás, - a betonfelület letakarása párazáró fóliával melyet a széleknél és toldásoknál a huzat ellen biztosítani kell, - bizonyítottan hatékony kipárolgásvédő tulajdonságú utókezelő permet felhordása a betonfelületre. Vízpótló utókezelési eljárások - víztároló képességgel rendelkező takarás lefektetése, folyamatos nedvesen tartása és párolgás-védelme, - vízzel történő folyamatos permetezés, - víz alatt tárolás. A beton utókezelésére használatos utókezelő szerek szokványos feladatok esetén szinte mindig alkalmazhatók vízzáró betonnál is, de használatuk megfelelő szakismeretet és körültekintést igényel. Nem alkalmazható viszont tetszőleges utókezelő szer a munkahézagokban, vagy olyan felületeken, amelyekre később olyan réteg kerül, amelynek helyben tartásához a felületi tapadás szükséges. Természetesen léteznek olyan utókezelő szerek is, amelyek ilyen helyeken is használhatók, ezek használatáról azonban a termék gyártójától részletes felvilágosítását kell kérni. Az utókezelés megcélozhatja a beton felületi rétegének tömörebbé, ezáltal vízzáróbbá tételét is. Ilyen eljárás pl. a szilárdulás utolsó fázisában történő fluátos kezelés. A megfelelően előkészített betonfelületre permetezett magnéziumfluát oldat a beton 10~15 mm-es felületi rétegét nagy tömörségű, márvány-szerű anyaggá alakítja át. Ezt az eljárást elsősorban a műemléki épületek vakolatainak stabilizálására, nemesvakolat készítésére dolgozták ki, de a vasbetonépítés korai időszakában sikerrel alkalmazták vasbeton szerkezetek vízzáróságának fokozására is. Költségessége és a fluátok egészségre ártalmas volta miatt manapság a gyakorlatban ritkán alkalmazzák. A vízzáróság és a repedezettség kapcsolata A vasbeton szerkezetek alkalmazásainak alapfeltételezése, hogy a szerkezetben fellépő húzásokat a húzás irányában elhelyezett vasalással vesszük fel. Az acél szilárdságának kihasználásához viszont messze nem elegendő az a megnyúlás, ami a betonnal 10
együttdolgozó acélbetétben a repesztő feszültség eléréséig kialakulhat. Ezt a körülményt azzal a kompromisszummal vesszük figyelembe, hogy megengedjük a beton húzott zónájának a berepedését, csupán a repedések tágasságára vonatkozóan állítunk korlátozást. Azoknál a szerkezeteknél, amelyekre vonatkozóan nincs vízzárási igényünk, a húzott öv korlátozott tágasságú berepedése legfeljebb esztétikai problémát jelent, vízzáró szerkezetek esetén viszont a repedés a szerkezet használhatóságát is befolyásolhatja. Kétféle repedést kell megkülönböztetnünk: átmenő és nem átmenő repedést. Átmenőnek értelem-szerűen a szerkezet teljes keresztmetszetén áthaladó repedést tekintjük. Átmenő repedés keletkezhet a központosan, ill. külpontosan húzott keresztmetszetekben, (pl. medencék falán vagy fenéklemezén,) függetlenül attól, hogy a repesztő erőt milyen teher hozta létre. Átmenő repedés alakulhat ki pl. a sík középfelületű felületelemekből kialakított medencék fenéklemezzel összebetonozott falaiban, ha a lemez és a falak bedolgozásának időpontja között jelentős különbség van. Ez az időkülönbség azzal jár, hogy a fenéklemez betonjának a zsugorodása már nagyrészt lezajlott, amikor a falak zsugorodása megindul. Ilyenkor a fenéklemez gátolja a falak zsugorodási alakváltozásának kialakulását, ezért a falakban a fenék csatlakozási vonalával párhuzamos irányban jelentős nagyságú húzófeszültség lép fel. A tapasztalatok szerint az átmenő repedések erősen lerontják a szerkezet vízzáróságát, ezért minden lehetőséget meg kell ragadni az ilyen típusú repedés létrejöttének elkerülésére. Kedvezőbb a helyzet, ha a kialakuló repedések nem átmenő repedések. Ilyen repedések alakulnak ki, ha a keresztmetszetet külpontos nyomás, vagy – ami medencéknél ritka – tiszta hajlító nyomaték terheli. Nem átmenő repedések esetén remélhető, hogy a szerkezet be nem repedt rétege elegendő ellenállást mutat a víz átszivárgásával szemben ahhoz, hogy az adott vízzárósági követelmény teljesülését igazolni lehessen. Vannak szerkezetek, amelyeket váltakozó előjelű, a repesztő nyomaték értékét meghaladó nagyságú nyomaték terhel, az ilyen repedéseknek a víz áthatolásával szembeni ellenállása az átmenő repedésekhez hasonló. A repedések közt célszerű még egy szempontból különbséget tennünk. Megkülönböztethetünk „aktív” vagy „dolgozó”, ill. „inakív” vagy „nem dolgozó” repedéseket. Aktívnak azokat a repedéseket nevezzük, amelyek tágassága a töltés-ürítés (ill. általában a teherintenzitás) periódusainak megfelelően változik. A terhekből keletkező igénybevételek által létrehozott repedések általában aktív repedések, ha viszont az építés során elkövetett technológiai hibák miatt kialakult repedések olyan helyeken fekszenek, ahol az igénybevételek változása kicsiny, remény van arra, hogy a repedés inaktív marad. A kétféle repedés megkülönböztetése azért érdekes, mert az azonos mélységű aktív és inaktív repedéseknek a vízzáróságra gyakorolt hatása lényegesen eltérő. Az inaktív repedéseken át megindult szivárgás a használat során nem erősödik, sőt sok példa van a szivárgás spontán megszűnésére. A jelenség oka a kolmatáció: a víz kolloid méretű lebegtetett anyagai a szűkebb pórusokat, kis tágasságú repedéseket eltömhetik. Ezek a repedések vagy inaktív repedések, vagy olyan csekély a tágasság változása, hogy nem rontja le a kolmatáció hatását. Aktív repedések esetén nem számíthatunk a szivárgás spontán megszűnésére, sőt a szivárgás intenzitása a használat során növekszik. Azokon a szerkezeteken, amelyekre vonatkozóan a használat alapján vízzáróságot, ill. fokozott vízzáróságot kell előírni, - ilyen szerkezetek pl. a talajra fektetett ivóvíz tárolók, - semmiképp nem engedhetjük meg aktív átmenő repedések kialakulását. Ezek megvalósítására a leggazdaságosabb, egyszersmind leginkább megbízható lehetőséget a feszí11
tés alkalmazása kínálja. A feszítés utólagos alkalmazásával megrepedt szerkezetek javítására is lehetőség van. A vízzáróság biztosítása bevonatokkal, ill. vízhatlan réteggel Vízhatlan (pontosabban „gyakorlatilag vízhatlan”) rétegek alkalmazására legtöbbször olyankor lehet szükség, ha a vasbeton szerkezet vastagsága nem elegendő ahhoz, hogy a tömegében vízzáró betonból készült szerkezet a funkcionális igényeket kielégítő mértékben vízzáró legyen, ill. akkor, ha a szerkezetet kivitelezés-technológiai hiányosságok miatt nem sikerült kielégítően vízzáróan megépíteni. Gyakori alkalmazás az is, amikor magát a szerkezeti betont igyekszünk megóvni a beszivárgó vízben oldott anyagok (elsősorban a korrozív anionok) káros hatásaitól. A szigetelő réteg relatív helyzete szerint megkülönböztethetünk ún. pozitív és negatív helyzetű szigetelést. Pozitív helyzetűnek azt a szigetelő réteget nevezzük, amelyet a víznyomás a szerkezet felületéhez szorít, negatív helyzetűnek pedig azt, amelyet a víznyomás a felületről eltávolítani törekszik. Mind a szigetelési funkció ellátása, mind erőtani szempontból kedvezőbb a pozitív helyzetű szigetelés, ezért lehetőleg ezt a helyzetet kell alkalmaznunk. Természetesen a szerkezeti anyag védelme szempontjából is csak a pozitív helyzetű szigetelő réteg jöhet számításba. Utólagos javítások esetén azonban nem mindig van lehetőségünk pozitív helyzetű szigetelő réteg alkalmazására. Ez azzal a hátránnyal jár, hogy a szigetelő réteg rögzítését a teljes víznyomás felvételére alkalmassá kell tennünk, vagy a szerkezet és a szigetelés közé helyezett ún. depressziós réteg alkalmazásával gondoskodnunk kell arról, hogy ne jusson víznyomás a szigetelő rétegre.
(+)
(-)
Pozitív és negatív helyzetű szigetelés A szigetelő réteg és a szerkezet kapcsolatának kialakítására kétféle lehetőség adódik: a felülettel együtt mozgó, ill. a felülettől függetlenített mozgású réteg alkalmazása. A felülettel együtt mozgó vízhatlan rétegek - bevonatok – tapadás útján folytonosan hozzá vannak kapcsolva a felülethez. Ennek előnye, hogy így a szigetelő réteg rögzítése nem igényel speciális szerkezeti megoldást. Hátránya viszont ugyanebből adódóan, hogy a váltakozó tágasságú repedések vonalában a bevonat folytonossága és egyenletes feltapadása egymásnak szögesen ellentmondó követelmények kielégítését igényli. A felülettől függetlenített mozgású rétegeknél ez az ellentmondás nem áll fenn, gondot jelenthet viszont – különösen jelentős víznyomással szemben alkalmazott negatív helyzetű szigetelés esetén - a szigetelő réteg és a szerkezet független mozgását lehetővé tevő kapcsolatok konstruktív megoldása. A felülettel együtt mozgó bevonatokat ezért csak olyan felületen lehet tartós sikerrel alkalmazni, amelyeken nincs aktív repedés. A felülettel együtt mozgó bevonattípusok:
12
cement-bázisú vízzáró vakolat, ált. 4-7 réteg, fokozatosan finomodó adalékkal, rétegenként növekedő cementadagolással (ezek természetesen soha nem adnak teljesen vízhatlan szigetelő réteget), - műanyaggal javított cement bázisú vízzáró vakolat, ált. 2 réteg, esetleg spec. építési célokra kifejlesztett műanyag-kötőanyaggal, (pl. P4 gyanta) - vízzáró bevonati máz (műanyag, általában 2-3 réteg, a minőség ellenőrizhetősége céljából eltérő színezéssel felhordva) - erősített műanyag bevonat (általában 3 réteg, a középső rétegbe az exponált helyeken üvegszövet erősítés beledolgozva) - komponált többrétegű műanyag bevonati rendszer (min. 5 rétegben felhordva; az egyes rétegek szerepe: kellősítő tapadóhíd (1), mozgáskiegyenlítő réteg (2), vízzáró réteg (3-4), felületi védőréteg mechanikai sérülés ellen (5)). -
A cement bázisú vakolatokban az egyes rétegek voltaképpen kötőhídként kapcsolják a felsőbb rétegeket az alsóbbhoz. Minden réteget csak az előző réteg "meghúzása" után lehet az alatta lévőre rádolgozni, kivitelezésük ezért rettentő hosszadalmas, és nagyon pontos munkát igényel. A cement bázisú vízzáró vakolat repedés-áthidaló képessége gyakorlatilag nulla, ezért aktív repedés esetén nagyon kétséges eredménnyel alkalmazható. A műanyaggal javított cement bázisú habarcs bevonat húzó- és tapadó-szilárdsága viszonylag magas, de korántsem elegendő ahhoz, hogy aktív repedések megbízható lezárásához ajánlható lenne. A sikertelen alkalmazások többségében a sikertelenség elsődleges oka a habarcs bevonat jelentős zsugorodása. Számtalan vegyipari cég kínál egy vagy többrétegű műanyag-film bevonati rendszert. Ezeket azonban nem szabad körültekintően értékelt referenciák nélkül alkalmazni, mert legtöbbjük csak olyan utólagos vízzáróvá tétel esetén válhat be, ahol a szerkezeten egyáltalán nincs aktív repedés, ill. az erőtani okokból származó repedés nem ciklikus terhelés következménye. A vakolatok és a filmek közti eltérés leginkább az, hogy a filmszerű bevonatok viszonylag nagy nem-rugalmas nyúlást képesek egy-egy alkalommal elviselni. A vízépítési létesítmények átlagosnál szigorúbb repedéstágasági követelményeinek eleget tevő vasalás meglétekor a repedések általában nem nyílnak meg olyan erősen, hogy a megfelelően választott műanyag-bevonat repedés-áthordó képességét egy-két terhelési ciklusban kimerítenék, de a sokszor ismétlődő repedésmozgás károsítja a filmet. Nem adtak megbízható eredményt az ún. delaminációs mozgáskiegyenlítés módszerei sem, amelyek ezt a rendszert azzal próbálták javítani, hogy a repedés környezetében csökkentették a feltapadást. (A rétegelt szerkezetek elméletében a delamináció a rétegek elválását jelenti.) A repedés mentén jelentkező koncentrált mozgás kiegyenlítését ezek a módszerek általában azzal próbálják elérni, hogy az aktív repedést megfelelően megválasztott szélességű, a villanyszerelők által használt szigetelő szalaghoz hasonló feltapadású szalaggal fedik le, és erre hordják rá a betonra feltapadó műanyag bevonatot. A delaminációs mozgáskiegyenlítés elve negatív helyzetű szigetelő rétegen nem alkalmazható, mert a víznyomás hatására a „szándékolt” delamináció sávjától kiindulva a teljes szigetelő réteg delaminációja jön létre. Nagy szerkezeti mozgás esetén ez a delamináció pozitív helyzetű réteg alkalmazásánál is fenyeget. A mozgáskiegyenlítés eredményesebb módszere a komponált többrétegű bevonati rendszer, amely voltaképpen átmenetet jelent a felülettel együtt mozgó, ill. az attól függetlenített mozgású vízhatlan réteg közt. Alapelve az, hogy egy ún. hiperelasztikus (gu13
miszerű) mozgáskiegyenlítő réteget iktat be a szerkezet és a vízhatlan szigetelő réteg közé. A mozgáskiegyenlítő réteg vastagságát az aktív repedés tágasságának a változása határozza meg, a felületi védelmet szolgáló réteg jellemzőit a felületet érő mechanikai hatás figyelembevételével kell felvenni.
Szigetelés hiperelasztikus repedésmozgás-kiegyenlítő rétegen A vízépítésben inkább csak a meghibásodott szerkezetek javítására alkalmazzák, mert meglehetősen drágák. Új szerkezetek esetén mindenképpen gazdaságosabbnak ígérkezik az erőtani követelményeknek jól megfelelő szerkezetválasztással, a szerkezeti elemek megfelelő méretfelvételével, ill. a konstruktív vasaláskialakítással elejét venni nagy mozgású koncentrált aktív repedések kialakulásának. A komponált többrétegű bevonati rendszereket tartós eredménnyel alkalmazzák azoknak a közlekedési műtárgyaknak a védelmére is, amelyek az utak csúszásmentesítésére alkalmazott sózás miatt hatékony felületvédelmet igényelnek. A komponált műanyag bevonatok eltérő szerepű rétegeit úgy kell megválasztani, hogy az anyagaik egymással összeférhetők legyenek. Ennek a korántsem egyszerű feladatnak a megoldására az epoxi vagy a poliuretán termékcsalád választékán belül van lehetőség, de a két műanyagtípus egymással nem kompatibilis. A függetlenített mozgású vízhatlan réteg vagy fém, vagy műanyag fólia. Az acél bélés drága, és nehéz helyszíni illesztéssel - vékony acéllemezek kedvezőtlen helyzetű varrataival - valóban szivárgásmentes belső bélést kialakítani. Problematikus a lemezek mentett oldali korrózióvédelme, amit legtöbbször úgy oldanak meg, hogy a betonfelület és a fémlemez közti résbe cementhabarcsot sajtolnak. A műanyag fólia zsugorodása és lassú alakváltozása nagy, megbízhatatlanul hegeszthető, ferde, függőleges és tagolt felületen körülményes a rögzítése, emiatt a használat során bugyrok és ráncok alakulnak ki rajta. Ez különösen ivóvíztartályok esetén kellemetlen, mert fennáll a veszély, hogy a bugyrokban baktériumok telepednek meg.
14
Beton-adalékszer típusok hatásaik szerint: 1. Diszperziós tapadó-híd képző adalékok Tapadó-hídnak nevezzük azokat az anyagokat, amelyeket a különböző időpontban betonozott rétegek vagy zömök határfelületére hordunk fel abból a célból, hogy a köztük kialakuló kapcsolat szilárdsága minél inkább megközelíthesse a folytonos betonozású szerkezetrészeken belüli szilárdságot. Ezek a tapadó-hidak többnyire speciális adalékszerekkel javított betonból, betonhabarcsból készült vékony rétegek, amelyek egyrészt kellő szilárdsággal kapcsolódnak a korábbi betonozású felülethez, másrészt ugyancsak kellő szilárdságú tapadó felületet adnak a későbbi betonozású beton számára. A diszperziós tapadó-híd képző adalékok csoport nem elsősorban adalékszerként való felhasználásáról ismertek, hanem régi és újonnan készített betonok közötti tapadóhíd készítéséhez használatosak, de használják még az ilyen adalékszereket vékony javítóbetonok, kitörések foltozására alkalmas habarcsok "nemesítésére", tapadásuk, rugalmasságuk növelésére is. 2. Képlékenyítő hatású beton-adalékszerek Leggyakrabban használatos adalékszer-típus. Beton bedolgozhatóságát segíti, beton képlékenyebb lesz anélkül, hogy többlet keverési vizet adnánk a betonkeverékhez. A hozzáadott keverővíz ugyanis nyilvánvalóan csökkenti a beton végszilárdságát. A megfelelő képlékenyítő adalékszer adagolása - keverővíz helyett - pozitív hatással van a beton összes lényeges kikeményedés utáni tulajdonságaira, valamint a kötési folyamatra is: a beton szilárdulási folyamata gyorsabb lesz, korábban kizsaluzhatjuk, terhelhetjük a szerkezetet; végszilárdság nem romlik, ill. magasabb lesz, kevésbé lesz pórusos, csökken a vízfelvétele, növekszik a vízzárósága. A képlékenyítő adalékszerek hatása a bekeverés után kb. 20 - 60 percig mutatkozik típustól függően, ezen időn belül kell a betont bedolgozni. 3. Folyósító hatású beton-adalékszerek Főhatásuk megegyezik a képlékenyítő szerekével, ill. nagyon hasonló, de nagyobb konzisztencia módosítások érhetők el alkalmazásukkal, pl. adott vízadagolás esetén KKkissé képlékeny konzisztenciájú betonból két konzisztencia határ átugrásával tudunk F. folyós betont előállítani. "Mellékhatásai" is hasonlóak a képlékenyítő adalékszerekéhez. 4. Fagyásgátló beton-adalékszerek Téli betonozás, esetleg falazás, vakolás szükségességekor, amikor a léghőmérséklet 0 C fok alá csökken, fagyásgátló adalékszer alkalmazása szükséges. Két hatástípusú ilyen adalékszer létezik: - amely a kötést gyorsítja, és ezáltal a kötés közben felszabaduló hőmennyiség pozitív hatással van a téli betonozás biztonságára, ill. - amely a keverővíz fagyás-pontját csökkenti alacsonyabb hőmérsékletre. Nagyon fontos tudni, hogy csak kizárólag fagyásgátló adalékszer adagolásával nem érhető el biztonságos téli kivitelezés: - 10 C alatt, ill. tartós fagy esetén ne várjunk megoldást a fagyásgátlónak tekintett adalékszerektől.
15
5. Légpórus-képzők Fagyálló beton készítésének egyik követelménye hogy a beton szilárdsága bizonyos érték felett legyen, másik fontos tényező, hogy a beton mikro- ill. mezo-szerkezetében a kötés közben apró légpórusok alakuljanak ki, amik a fagyás közben táguló víznek utat engednek a kapilláris szerkezetben, így nem alakulhat ki a betont szétfeszítő belső feszültség, fagyálló betont kapunk. Légpólus-képző adalékszerek célzott adagolásával érhetjük el ezek kialakulását. 6. Vízzáróságot fokozó, tömítő hatású adalékszerek. Vízzáró beton, habarcs készítéshez használatos adalékszerek, a frissbetonba keverve, vagy a bedolgozott beton felszínére felhordva a beton struktúra tömörségét növelik. Fontos tudnunk hogy alkalmazásuknak a vízzáró beton, ill. vízzáró vakolat készítésének általános szabályain túl számos egyéb szabálya is van, tehát az adalékszer alkalmazása önmagában nem elegendő feltétele a kielégítő eredménynek. Egyes tömítő hatású adalékszerek alkalmazása a munkavégzés során fokozott egészségügyi kockázattal jár. 7. Kombinált hatású adalékszerek. Kereskedelemben nagyon sok kombinált hatású adalékszer kapható, amelyek azt a célt szolgálják, hogy egy bizonyos típusú alkalmazási területhez ne kelljen többféle adalékszert alkalmazni. Fűtött betonaljzat esetén pl. olyan adalékszer alkalmazása kívánatos, amely segíti a bedolgozhatóságot, képlékenyít ugyanakkor a fűtési hatásfok növelése érdekében segíti a bent-rekedt légtartalom távozását, kültéri térbeton esetében viszont képlékenyítő és légpólus-képző adalékszer alkalmazása a célravezető.
16
