Tudásbázis – Beton

A beton története

A rómaiak az úgynevezett római cementet (alumínium- és szilíciumtartalmú törmeléket) már használtak utak, fürdők és vízvezetékek építésére. Technikailag már kifinomultabban először a Pantheon kupolájának szerkezetében jelent meg a beton. I. sz. 27-ben Vitruvius Pollio  építészeti könyvében már szerepelt a beton leírása.

Mire azonban a beton elnyerte a mai összetételét, az 1700-as évek végétől folyamatosan zajlottak kísérletek és kutatások, főképp Angliában, Franciaországban, később Amerikában is. Kísérleteket folytattak a római cementtel, habarccsal, gipsszel, mésszel és a természetes cementtel, ez utóbbinak kifejlesztették a víz alatt is megkötő változatát is.

A beton tökéletesítése, összetétele és felhasználhatósága folyamatos megújuláson megy keresztül. A modern kor építészeti kihívásai hívták életre a látszóbeton, üvegbeton és pixelbeton felületeket.

Ismerje meg részletesen a beton történetét cikksorozatunkban!

A beton tulajdonsága, összetétele

A beton gyakori és elterjedt felhasználását támasztja alá, hogy olyan, építményekkel szembeni követelményeknek is megfelel, mint:

• mechanikai szilárdság és állékonyság
• alkalmazási biztonság
• tűz- és zajvédelem
• higiénikus, egészségi és környezeti követelmények
• hőszigetelés.

Mindez tartósan, meghatározott igénybevételi feltételek mellett az építmény tervezett élettartamáig biztosított.

A beton legfontosabb tulajdonsága tehát a tartósság, az ellenálló képesség a környezet behatásaival szemben. Előnye, hogy mindezt gazdaságosan, elfogadható létesítési és fenntartási költségek mellett teljesíti.

A beton előnyös tulajdonsága, hogy meghatározott időtartamig, úgyszólván tetszés szerint formálható, feldolgozható. Amíg formálható „frissbetonnak”, megszilárdulása után pedig „szilárdbetonnak” nevezik.

A friss- és szilárdbeton tulajdonságokat befolyásolják

• a kiinduló anyagok
• ezek jellemző paraméterei
• adagolási arányuk

A beton összetételét úgy kell meghatározni, hogy az alkotó anyagok pozitív tulajdonságai erősítsék egymást az előállítási folyamatban. Össze nem férhető anyagok használatát kerülni kell.

A betont többféle szempontból osztályozzák, nézzünk ezek közül néhányat:

• A szilárdbeton testsűrűsége szerint beszélünk könnyűbetonról (800-2000 kg/m³), normál betonról (2000-2600 kg/m³) és nehéz betonról (> 2600 kg/m³),
• A frissbeton bedolgozhatósága szempontjából konzisztencia osztályokat különböztetünk meg, amelyeket különféle módszerekkel tudunk mérni az alig földnedvestől az önthetőig,
• a szilárdság szerinti osztályozás alapja a 28 napos nyomószilárdság 150 mm átmérőjű, 300 mm magas hengereken, illetve 150 mm élhosszúságú kockán mért, az 5% alulmaradási valószínűséghez tartozó jellemző értéke N/mm²-ben. Így például beszélünk 16 féle szilárdsági osztályról C 8/10-től, C 100/115-ig. (Az első szám mindig a hengeren mért szilárdság, a második szám a kockaszilárdság).

A beton összetételéért az a személy vagy szervezet felelős, amely azt meghatározta.

• Az előírt szabványos betonok összetételét szabványok vagy ajánlások tartalmazzák. Az előírt szabványos betonok osztálya legfeljebb C 16/20 lehet.
• A tervezett betonok követelményeit a szerkezet tervezője adja meg (kitéti, szilárdsági osztályok), az összetételért és elkészítésért a betongyártó a felelős.
• Az előírt összetételű betonok összetételét vagy a tervező vagy a kivitelező határozza meg. A gyártó ennek betartásáért felel.

Különleges tulajdonságú betonok

• szálerősítésű beton
• fagyálló beton, fagy- és olvasztósó-álló beton
• vízzáró beton
• kopásálló beton
• agresszív hatásnak ellenálló beton
• sugárvédő beton
• hő- és tűzálló beton
• nagyszilárdságú-, teljesítőképességű beton (NSZB, NTB)
• könnyűbeton
• látszóbeton
• kis zsugorodású beton
• gyorsan v. lassan szilárduló beton
• öntött egyszemcsés beton
• öntömörödő beton (ÖTB) stb.

A beton alapanyagai

• Adalékanyag
• Normál adalékanyag
• Homok, kavics, homokos kavics
• Zúzott kő
• Nehéz adalékanyag, pl.: barit, hematit
• Könnyű adalékanyag pl.: duzzasztott agyag, horzsakő
• Bontott építési törmelék (újrahasznosított adalékanyag)
• Cement
• Portlandcement
• Heterogén/összetett portlandcement
• Kohósalakcement
• Puccoláncement
• Kompozitcement
• Keverővíz
• Ivóvíz
• Mosóvíz (légbuborékképző adalékszert tartalmazó betonba, nagyszilárdságú betonba (³C55/67, könnyű betonba TILOS a felhasználása)
• Fúrt-kút víz (megfelelőséget vizsgálattal igazolni kell)
• Természetes felszíni víz (megfelelőséget vizsgálattal igazolni kell)
• Tengervíz, brakkvíz (megfelelőséget vizsgálattal igazolni kell, klorid-tartalom fontos tényező, de általában vasbeton vagy feszített beton gyártásánál nem használható)
• Adalékszerek
• Képlékenyítő- és folyósító adalékszerek
• Stabilizáló adalékszerek
• Légbuborékképző adalékszerek
• Kötés- és szilárdulás-gyorsító adalékszerek
• Kötéskésleltető adalékszerek
• Tömitő adalékszerek
• Fagyásgátló adalékszerek
• Kiegészítő anyagok
• Inert kiegészítő anyagok
• Mészkőliszt
• Kvarcliszt
• Szálak
• Pigmentek
• Puccolános kiegészítő anyag
• Pernye
• Szilikapor
• Puccolánok (trassz)
• Metakaolin
• Hidraulikus kiegészítő anyag
• Kohósalak
• Hidraulikus mész

A betongyártás folyamata

A beton készítése az alkotóanyagok betárolásával kezdődik. A megfelelő arányban adagolt komponenseket keverőgépben megkeverik. A keverés helyétől függően beszélünk helyszíni betonról (a felhasználás helyén gyártják), vagy transzportbetonról. A frissbetont szállítják, zsaluzatba dolgozzák be, vagy felületre hordják fel. A bedolgozott beton tömörítéssel készül, a felületét lesimítják. Az utókezelés, amely alapvetően a frissbeton nedvességtartalmának megőrzése – a betonozás nélkülözhetetlen művelete.

A zsaluzatban elhelyezett acélbetétek közé bedolgozott betont vasbetonnak nevezik. A szilárdbeton lehet helyszínen bedolgozott vagy előregyártott elemekből készülő építményszerkezet. A betonáru gyártás (térkő, szegélykő, stb.) elemei általában acélbetét nélkül készülnek.

A beton szabványos jelölése a Magyarországon érvényes szabványok, előírások szerint, MSZ 4798

C25/30-XC1-24-F2-Cl 0;10-CEM I 42;5 N-100 év MSZ 4798

C25/30 – nyomószilárdsági osztály (C8/10 – C100/115; LC8/9 – LC80/88-könnyűbeton; 2600 kg/m³-nél nagyobb testsűrűség esetén – nehézbeton)

XC1 – kitéti/környezeti osztály

• Nincs korróziós kockázat: X0; XN(H); X0b(H); X0v(H)
• Karbonátosodás okozta korrózió: XC1; XC2; XC3; XC4
• Nem tengervízből származó klorid által okozott korrózió: XD1; XD2; XD3
• Tengervízből származó klorid által okozott korrózió: XS1; XS2; XS3
• Fagyási/olvadási hatás jégolvasztó anyaggal vagy anélkül: XF1; XF2; XF2(H); XF3; XF3(H); XF4; XF4(H)
• Kémiai korrózió talaj vagy talajvíz hatására: XA1; XA2; XA3
• Kémiai korrózió egyéb agresszív vizek és folyadékok hatására: XA4(H); XA5(H); XA6(H)
• Koptató hatás okozta károsodás: XK1(H); XK2(H); XK3(H); XK4(H)
• Igénybevétel víznyomás hatására: XV1(H); XV2(H); XV3(H)

24 – adalékanyag legnagyobb szemnagysága (6-63)

F2 – konzisztencia osztály

• Terülési: F1 – F6
• Roskadási: S1 –S5
• Tömörítési: C0 – C4
• Viszkozitási (Roskadási terüléshez kapcsolódó): VS1 – VS2
• Roskadási terülési: SF1 – SF3
• Viszkozitási (Tölcséres kifolyási): VF1 – VF2
• Átfolyási képesség szerinti (L-dobozos): PL1 – PL2
• Átfolyási képesség szerinti (J-gyűrűs): PJ1 – PJ2
• Szitás szétosztályozódási ellenállás szerinti: SR1 – SR2

Cl 0,10 – a beton legnagyobb megengedett klorid tartalma (Cl 1,00; Cl 0,40; Cl 0,20; Cl 0,10)

CEM I 42,5 N – a felhasznált cement minősége

100 év – a beton használati élettartama

MSZ 4798 – a szabvány hivatkozási száma

Megadható még az adalékanyag megnevezése is, amennyiben nem homokos kavics, pl.: bazalt, andezit, mészkő, dolomit, riolittufa, zúzottkő, barit, duzzasztott agyagkavics, duzzasztott üvegkavics stb.

Könnyűbetonok esetében meg kell adni a testsűrűségi osztályt is: D 1,0; D 1,2; D 1,4; D 1,6; D 1,8; D 2,0.