Armatuuri kaitse korrosiooni eest
Tänapäevaste Eurokoodeksite järgi on ette nähtud betooni kaitsekihi minimaalne paksus (cnom). Sellise betoonikihi paksus on väikseim kaugus raudbetoonielemendi välispinnast esimese armatuurini. Joonelementide puhul on selleks jalus, pindelementide puhul aga alumine pikisuunaline armatuur. Nominaalne kaitsekiht määratakse järgmiselt: cnom = cmin + Δcdev
cmin on minimaalne nõutud kaitsekihi paksus, mille väärtus sõltub betooni ja armatuuri nakketingimustest, keskkonnatingimustest, armatuuri kattest jne. Δcdev on väärtus, mis kujutab endast teostuslikku kõrvalekallet. Sõltuvalt raudbetoonelemendi kokkupuute klassist on nominaalse kaitsekihi erinevad väärtused; see jääb kõige sagedamini vahemikku 2,5 cm kuni 3,5 cm. Vundamentide puhul võetakse, et see on 5cm.
Tsementmördi ja betooni käitumine sagedasel kuumutamisel ja jahutamisel
Värske betooni tugevust saab kiiresti suurendada järk-järgulise kuumutamisega auruga või hoidmisega järk-järgult soojendatud vees, seejärel aeglase jahutamisega. Nii saadakse ühepäevase protseduuri järel tugevused, milleni tavapärasel meetodil jõutakse alles mõne nädala pärast. Toime aste sõltub tsemendist ja täitematerjali liigist, samas annab lahja betoon palju paremaid tulemusi kui rammus betoon.
Kui soojendamist ja jahutamist tehakse laias vahemikus, tekivad betoonelemendis märkimisväärsed pinged, kui soojendamine ja jahutamine viiakse läbi kiiresti. Sellisel juhul, eriti sagedase kordumise korral, tuleb arvestada pragude tekkimisega, mis levivad välispinnalt sisemusse ja mõjutavad betooni mehaanilisi omadusi. Sealjuures käituvad erinevad tsemendid erinevalt, mistõttu soovitatakse praktilise kasutamise tarbeks tsemendi hoolikat valikut.
Betooni soojusläbivus
Betooni soojusjuhtivuskoefitsient sõltub täitematerjali ja tsemendi omadustest, tsemendi kogusest, valmistamiseks kasutatud vee kogusest, betooni niiskusest ning temperatuurist. Katsetega 10 cm cm paksuste ja tugevalt kuivatatud betoonplaatidega on kindlaks tehtud, et soojusjuhtivuskoefitsient λ on 1,163 W/mK temperatuuril 10 °C, ning vees seisnud betoonplaatide puhul ulatub see kuni 2,326 W/mK. Paksemad plaadid andsid suuremaid soojusjuhtivuskoefitsiente; suurim väärtus oli 2,38 W/mK.
Betooni soojuspaisumine
Paisumine sõltub suures ulatuses täitematerjalist, seejärel betooni niiskusest ja ka tsemendist endast. Seni teadaolevad piirväärtused temperatuurivahemikus 0 kuni 40 oC on umbes 6 kuni 13*10-6 m/m iga kraadi kohta.
Vastupidavus sagedasele koormamisele
1. Survetugevus väsimusel. Väsimustugevuse mõistet on siin kasutatud üldises tähenduses; tehniliseks rakendamiseks tuleb alati märkida väsimustugevused (surve, tõmme, vahelduv surve ja tõmme, painutamine, nihkumine, puhas nihkumine, paindumine) ning koormamise viis (ainult rahulik, ainult korduv, osaliselt rahulik ja osaliselt tõusev).
Survetugevus vahelduva koormuse väsimisel: tuleb eeldada, et vastupidavus pikaajalisele koormusele on vähemalt ¾ sellisest tugevusest, mis esineb tavapärasel survetamisel.
Survetugevus tsüklilise koormuse põhjustatud väsimisel (põhiline dünaamiline tugevus): eri koostisega betoonsammaste, eriti erineva tsemendikoguse ja erineva terastikuga sammaste põhiline dünaamiline survetugevus näitas, et see on vähemalt 0,5 prismatugevusest tavalise koormuse korral kuni purunemiseni. Sealjuures tehti 260 koormustsüklit minutis; selle põhilise dünaamilise tugevuse määramisel käsitletud tsüklite koguarv oli kaks miljonit. Tsüklite arvu suurenemisel minutis (katsetati 10 kuni 450 tsükliga minutis) suurenes ka korduste arv, mis viis purunemiseni.
Väsimusel tekkiv survetugevus üheaegse püsiva ja korduva koormuse toimel: Kui korduvatele koormustele lisati püsikoormus, siis püsikoormuse suurenedes vähenesid nende korduvate koormuste amplituudväärtused, mida muidu korrati kaks miljonit korda. Näiteks näitab joon. 1, et korduvate koormuste amplituudid S olid järgmised:
- vaikse koormuse korral σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- rahuliku koormuse korral σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- rahuliku koormuse korral σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Joon. 1
Joon. 2
2. Betooni paindetugevus väsimisel. Joonisel 2 näidatud katsed taladega, mida hoiti püsivalt niiskes seisundis, näitasid põhidünaamilise koormuse korral, et paindetugevus väsimisel on 28 kg/cm2, samas kui tavaline paindetugevus oli 53 kg/cm2, mis vastab suhtele 0,53.
Kergbetoon
Kergbetoon (betooni tihedus alla 18 kN/m3) saadakse kergete poorsete täitematerjalide kasutamisel, nagu näiteks pimsskivi, kõrgahjuräbu, katlaräbu; lisaks saadakse seda looduslikust või tehispõhisest liivast ja jahust valmistatud mörtide kasutamisel koos lisanditega, mis mördi valmistamise käigus tekitavad gaasi (gaasbetoon) või põhjustavad mördis vahutamist (vahubetoon).
Kergbetooni kasutatakse muu hulgas laialdaselt müüriplokkide ja pimsskiviplaatide valmistamiseks seintele ja katustele; kuivas olekus juhib see soojust halvasti; tugevus on mõõdukas, kuid seda on lihtne kohandada, nii et saab kindlalt valmistada kergeid plokke elamute kandvatele seintele.
Kaasamisel gaaside tekitamiseks gaasbetoonis kasutatakse alumiiniumpulbrit. Sõltuvalt lisandite kogusest ja muudest tingimustest saadakse enam või vähem poorne materjal, mille kuivkaal on umbes 3 kN/m3 ja rohkem.
1. Kergbetooni mahukaal. Loodusliku pimsskiviga saab tagada mahukaale – arvestades kuivatusseisundit temperatuuril 105 oC – alates 7 kN/m3 ja ülespoole, survekindlusega 2 MPa. Oodatav mahukaal on ligikaudu täitematerjali ja tsemendi puistetiheduse summa. Gaasbetoon mahukaaluga üle 8 kN/m3 ei ole üldjuhul tehniliselt sobiv.
2. Kergbetooni survetugevus. Täitebetooniga on ilma eriliste meetmeteta võimalik saavutada tugevusi 8 MPa, kruusaga isegi kuni 12 MPa. Vajalikud on pidevad sobivuskatsed. Poorne betoon (gaasbetoon ja vahtbetoon) sobib kandvatele seintele alles pärast aurusurve all kõvenemist. Sobivate toorainetega võib tagada mahumassid 6 kN/m3 ja survetugevused 5 MPa.
3. Kergbetooni paindetugevus. Painde- ja survetugevuse suhe osutus praktiliste vajaduste piires suhteliselt suureks ning kui tugevused kasvavad, see suhe väheneb.
4. Kergbetooni kokkutõmbumise aste. Kokkutõmbumise aste sõltub peamiselt täitematerjali elastsusest ning kõvastunud tsemendisegu kogusest; kergbetooni kokkutõmbumine on suurem kui kruusbetooni kokkutõmbumine. Tellisepurust betoon näitas ühe aasta jooksul kogukokkutõmbumist umbes 0,65 mm/m. Värskelt tarnitud loodusliku pimsskivi elemendid olid 14 m kuu jooksul lühenenud umbes 0,8 mm/m. Gaasbetooni ja vahtbetooni proovid, mis kõvastusid õhus, näitasid veelgi suuremat kokkutõmbumist, koguni üle 2 mm/m. Ei tohi unustada, et iga betoon paisub vihma ja sulalume toimel niiskudes ning hilisemal kuivamisel tõmbub taas kokku.
Joon. 3
5. Soojusjuhtivustegur. Soojusjuhtivustegur väheneb mahukaalu suurenedes ning muidu samadel tingimustel muutub seda väiksemaks, mida väiksemad ja ühtlasemalt jaotunud on selle õhupoorid. Õhukuiva puistbetooni puhul oli (λ = 0,4625 jaoks 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 jaoks 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 jaoks 16 kN/m3). Õhukuiva gaasbetooni kohta annab andmed joon. 3.
MÄRKUS:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3