Archív szakmai tartalom: a cikk megőrzi a cementhabarcsról és betonról szóló történelmi állításokat, táblázatokat és diagramokat, de nem keveréktervezés, anyagspecifikáció, betonozási terv, szerkezeti számítás, vizsgálati útmutató vagy meglévő elem értékelése. Az összetételt, a tulajdonságokat, az expozíciós osztályt, a konzisztenciát, a beépítési módot, az ápolást, a minőség-ellenőrzést és a tervezési értékeket felelős szakértőknek kell meghatározniuk az adott tárgy, a bejelentett anyagok és az érvényes szabványok szerint.
Ma Savo Kusić a fa ablakokra, a fa-alumínium ablakokra, az egyedi ablakokra, az ajtókra és az ajánlatkérésekre összpontosít. Ez a cikk történelmi archívum marad, és nem jelent ajánlatot betonszerkezetek tervezésére, gyártására, tesztelésére vagy kivitelezésére.
Általános adatok
A cementhabarcs vagy a pillér, vasbeton mezzanine szerkezet, feldolgozott betonelem, járdafödém, hídív vagy betonút beton összetétele főszabály szerint akkor tekinthető kielégítőnek, ha az adott szerkezeti elem a legkevesebb anyag- és munkaráfordítással készül úgy, hogy az kellően tartós és a célnak megfelelő legyen. Azt, hogy mi tekinthető tartósnak és célnak megfelelőnek, eseti alapon kell meghatározni: ezért az épület építésének megkezdése előtt meg kell határozni, hogy a habarcsnak és a betonnak milyen tulajdonságokkal kell rendelkeznie a nyomószilárdság, a hajlítószilárdság, az időjárás viszontagságaival szembeni ellenálló képesség, a vízzáróság stb.
Az építési vállalkozó feladata annak biztosítása, hogy az egyes ingatlanok értékei megfeleljenek az előírt értékeknek. A beton tulajdonságai nagymértékben befolyásolhatók, ha felhasználjuk a ma rendelkezésre álló ismereteket.
A homogén tulajdonságokkal rendelkező beton készítésének feltételei
Ha egy épületelem nyomószilárdsága 28 nap elteltével 40 MPa, vagy ha járdaszerkezet betonjánál szükséges, hogy 28 nap után a hajlítószilárdság 4,5 MPa legyen, akkor ezeket a határértékeket sehol sem szabad túllépni; az alsó határérték közel lehet a feltételes értékhez. Ha az objektum kivitelezése során szűkebb korlátok teljesülnek, a kivitelező annál jobban teljesíti a feladatát. Nagyon káros, ha a feltételes értékek bizonyos - még ha csak néhány - helytől is messze esnek.
Történelmi értékek és receptek: Az alábbi ábrák, arányok, jelölések, gondozási eljárások és határértékek az eredeti cikkből kerültek át a tartalom megőrzése érdekében. Nem használhatók modern receptként, elfogadási kritériumként vagy a keveréktervezés, a laboratóriumi vizsgálatok, az anyagnyilatkozatok, a technológiai terv és a vonatkozó előírások helyettesítésére.
Cementhabarcs és beton nyomószilárdsága
A nyomószilárdság nagysága nagymértékben függ a cement tulajdonságaitól, a cement mennyiségétől, a homok és adalékanyag mennyiségétől és összetételétől, a szerelés során a betonban lévő víz mennyiségétől, a beépítés módjától stb.
_ 1 táblázat. Az adalékanyag mennyiségének hatása azonos mennyiségű habarcsra.
1. cement
A cementhabarcs és beton nyomószilárdságát korábbi megfigyelések határozták meg, és előírások határozzák meg.
2. A cement mennyisége
ábra szerint. 1a, a nyomószilárdság a cement mennyiségének növekedésével növekszik, ha a betonban lévő habarcs aránya változatlan marad, miközben a habarcsban lévő cement mennyisége nő és a beton konzisztenciája folyamatosan változatlan marad. Ha a habarcs mennyisége változatlan marad, és csak az adalékanyag mennyisége növekszik vagy csökken, akkor a szilárdság csak kis mértékben változik mindaddig, amíg a habarcs mennyisége elegendő az összes adalékszemcse befogadására. A beton nyomószilárdsága nem növekszik a végtelenségig a cement mennyiségének növekedésével - csak egy bizonyos határig. Ezt a határt követően a szilárdság növekedése elenyésző az árhoz képest, ami a cement mennyiségének növekedésével jelentősen nő. Az 1 m3 betonhoz az optimális cementmennyiség 300-350 kg.
_ 2 táblázat. A betonban lévő homok mennyiségének hatása.
3. A habarcs mennyisége a betonban
A beton nyomószilárdságát a habarcs szilárdsága határozza meg, amint azt a 1 és 2 táblázat igazolja. Ez csak akkor érvényes, ha az adalékanyag szilárdsága nagyobb, mint a habarcs szilárdsága, és ha a habarcs mennyisége elegendő az adalékanyag durva szemcséinek átfogó befedésére.
4. Az aggregátumok granulometrikus összetétele
A kötőanyag hasznosítása akkor valósul meg teljes mértékben, ha a betonban lévő adalékanyagok granulometrikus összetétele megfelel az 2 ábrán grafikusan ábrázolt arányoknak. Az 2 ábrán a teljesen kiterjesztett görbe folyami és zúzott kavicsokra vonatkozik. Ez a görbe azt mutatja, hogy a teljes aggregátumból az 25%-nek át kell mennie egy #0,2mm nyílású szitán; Az 65%-nek át kell mennie a #3mm átmérőjű szitán. Az adalékanyag felső határát a #7mm átmérőjű szita határozza meg.
Az aggregátumok granulometrikus összetételének meghatározására vonatkozó mai szabványok eltérőek. Négy összesített tört van: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm és 16/31,5mm. Az összesített kategóriákat a túlsúlyos és alulsúlyozott szemek mennyiségétől függően határozzák meg.
Füge. 1.
Füge. 2.
5. A víz mennyiségének hatása a friss betonra
A beton nyomószilárdsága nagymértékben függ a hozzáadott víz mennyiségétől. A legkisebb vízmennyiség, amelynél a beton a legnagyobb szilárdságot éri el, akkor érhető el, ha a beton tömörítése vagy vibrációja során egyértelműen észrevehető “izzadtság” jelei jelennek meg, vagyis amikor a tömörítés során vékony cementtejréteg képződik. A víz mennyiségének további növelésével a nyomószilárdság csökken. Ebben az esetben a víz-cement tényező az első helyen áll - a víz tömegének és a cement tömegének a beton 1 m3-hoz viszonyított aránya. Az optimális víz-cement tényező a teljes hidratáció eléréséhez 0,38 - 0,42. A gyakorlatban ezt nehéz elérni, és ezek az értékek kísérleti úton származnak, de minden bizonnyal a cél. Ha a víz mennyisége nem elegendő, a cement nem tud teljesen hidratálódni, és a beton nem éri el a tervezett szilárdságot. A szükségtelen víz hozzáadása a betont is “fojtja”, így nem éri el a tervezett szilárdságát. A beton beépítése után a következő hét napon keresztül rendszeresen ápolni kell. A táplálás a betonfelület permetezését/öntözését foglalja magában, hogy kompenzálja az elpárolgott vizet, és hogy a cement a tervek szerint hidratálódhasson.
6. A hőmérséklet hatása
A hideg évszakban történő épületek építésekor a betont úgy kell tárolni, hogy ne legyen kitéve fagy hatásának, mielőtt a keményedés olyan mértékben előrehaladna, hogy a nyomószilárdsága legalább 10 MPa. Ha ezt az eljárást minden további nélkül elvégezzük, a szükséges hatást elsősorban fagyálló, gyorsító stb. hozzáadásával érhetjük el. A fagyálló megakadályozza a víz megfagyását az előkészített betonban, a gyorsítók pedig felgyorsítják a télen rendkívül lassú hidratációs folyamatot. Alkalmazható aluminát cement is, ami különösen alkalmas fagyos munkákhoz, ha kisebb épületekről van szó. Ha a vízzel telített állapotban lévő beton gyakran van kitéve ismételt fagyásnak és felolvasztásnak (pl. hidrotechnikai létesítmények esetében), akkor pusztulás várható, ha a beton nyomószilárdsága a fagyás kezdetén kisebb, mint 15 MPa. Magas levegő- és anyaghőmérséklet esetén a betont folyamatosan nedvesen és hűvösen kell tartani. Ugyancsak kötelező a friss betonmasszát olyan anyaggal lefedni, amely megakadályozza a betonfelület felmelegedését. Magas hőmérséklet hatására (50 °C felett) a beton nyomószilárdságának alakulása nem megfelelő gondozás esetén előre nem látható.
Biztonság és teljesítmény: A cementpor és a friss beton károsíthatja a szemet, a bőrt és a légutakat, a keverők, szivattyúk, vibrátorok, zsaluzatok, támasztékok és nehéz elemek pedig további mechanikai kockázatokat hordoznak magukban. Az adalékanyagokat nem adják hozzá önkényesen, és nem használnak történelmi hideg és meleg időjárási referenciákat jóváhagyott recept, műszaki lap, betonozási terv, védőfelszerelés és felügyelet nélkül.
Beton szakítószilárdsága
A beton szakítószilárdsága nagymértékben függ a próbatestek keresztmetszeti méretétől. A próbatestek keresztmetszetének növelésével kisebb szakítószilárdságot kaptunk. A 400 cm2 metszet prizmáinak tesztelésekor, amelyek a vasbetonhoz szokásos keverékből készültek, és körülbelül három hónapig nedves levegőn öregedtek, körülbelül 1,2-2 MPa szakítószilárdságot kaptunk. Speciális csőkeverékek stb. körülbelül 4 MPa-t adtak, és még többet is, ha a teszttestek vastagsága megfelelt a gyakorlatban használt vastagságnak. A permetezett betonnál (az építkezésen előkészített sörétbeton) 3,6 MPa-ig terjedt el. A beton nyúlása a meghibásodásig milliméterben mérve 1m-nél átlagosan 0,07-0,13 mm/m.
A beton szakítószilárdsága elhanyagolható a nyomószilárdságához képest. Szinte minden esetben vasbetont használnak, amelynek megerősítése az elemben lévő feszítőerők hordozására szolgál. Úgy tartják, hogy a beton nem viseli el a feszültséget, így a tervezők a biztonság mellett állnak. A beton szakítószilárdsága tízszer kisebb, mint a beton nyomószilárdsága.
Beton szakítószilárdsága hajlításkor
A téglalap alakú betongerendák hajlítószilárdsága nagyobb, mint az azonos méretű testek szakítószilárdsága. Ennek oka elsősorban az, hogy a beton nyúlási együtthatója gyorsabban növekszik, mint a terhelés, így nem valósul meg a szokásos számítási módszerrel feltételezett feszültségeloszlás. Hajlításnak kitett gerendában a legnagyobb húzófeszültség csak a megfeszített szalag határsíkjában jelentkezik, és amikor a terhelés a gerenda közepén van, akkor is csak egy szakasz külső szélén.
Az 28 napos, puha vagy folyékony betonból készült testek hajlítószilárdságának nagysága 2-6 MPa; tömörített betonból készült gerendák, szórt beton minták, valamint lőttbeton minták, amelyek több hónapig régiek, és először nedvesen, majd szárazon tárolták, 3,2 MPa hajlítószilárdsági eredményeket adtak. Azonos anyagból készült lemezeknél, amelyeket 8 napig víz alatt tartottak, a 6,3 MPa.
Beton zsugorodása, duzzadása és kúszása
_Zugorodás és duzzanat. Zsugorodási repedések. Zsugorodási feszültségek. Ha a nedves állapotban tartott betontestek ki vannak téve a szárításnak, a száradás a felületen kezdődik és a belső tér felé halad. Kívülről a beton szinte légszáraz lehet, miközben a magja még nedves. A száraz réteg hajlamos zsugorodni, a nedves mag nem, vagy csak kis mértékben zsugorodik. Ennek eredményeként egy ilyen betontestben a külső felületeken húzófeszültségek, a magban pedig nyomófeszültségek jelennek meg.
Ha a húzófeszültségek meghaladják a beton szakítószilárdságát, a zsugorodás következtében repedések jelennek meg, amelyek mélyebben vagy sekélyebben hatolnak be a mag felé, és kisebb szilárdságú helyeken jelennek meg. A száradás előrehaladtával a mag fokozatosan zsugorodik, a külső felületekre ható húzófeszültségek csökkennek.
Fig. 3.
Fig. 4.
A beton zsugorodás mértéke függ a cement típusától, a cement mennyiségétől, az előkészítés során fellépő víz mennyiségétől, a kő adalékanyag granulometrikus összetételétől és rugalmasságától, valamint az életkortól, különösen a karbantartás módjától és az éghajlattól, valamint jelentős mértékben a betonelem méreteitől.
A beton hosszirányú változásai oszlopokban és gerendákban, amelyek hosszú távú terhelésnek vannak kitéve. Betonkúszás. A száraz pincetérben három évig megengedett terhelés alatt álló, közönséges összetételű betonból készült oszlopokat folyamatosan lerövidítették az 1. ábra szerint. 3, és lényegesen több, mint egyenlő, de terheletlen oszlop. Ezeket az alakváltozásokat, amelyek lassan mennek végbe, leküzdve a tehermentes beton zsugorodási fokát, “kúszásnak” nevezik. A kúszás mértéke a beton összetételétől, a terhelés nagyságától és időtartamától, valamint a beton páratartalmától függ. A nedves beton sokkal kisebb mértékben kúszik, mint a száraz beton. 4. A hosszú ideig terhelés nélkül szárított beton terhelés alatt csak enyhén kúszik. A feszítő terhelés során a kúszás hasonló mértékben lép fel, mint a kompressziós terhelésnél, ábra. 5.
Beton kúszása, azaz a beton terhelés alatti állandó folyása a vasbetonban a terhelés felvételében a vasalás részarányának növekedését eredményezi, ami erősen megerősített oszlopok esetén magának a betonnak jelentős tehermentesítését eredményezheti.
Fig. 5.
Repedések és alakváltozások: a mutatott zsugorodási és kúszási trendek nem elegendőek egy adott tárgy repedésének, elhajlásának, teherbírásának vagy tartósságának értékeléséhez. A meglévő építményhez vizsgálat, dokumentáció, mérések és számítások szükségesek; új építésnél a projekt, az anyagtulajdonságok, a környezeti feltételek, az építési sorrend és az érvényes előírások az irányadóak.
Csúszásállóság a vasalás és a beton között
A vasbeton szerkezetekben a vasalásnak teljes mértékben fel kell vennie a húzóerőket, ha a beton ellenállása túllépi a beton zsugorodása és a külső erők hatása miatti feszítés során. Ehhez szükséges, hogy a vasalás a betonnal érintkező felületeken át tudja adni a terheléseit a betonra, és úgy, hogy a vasalás rögzítése a megengedett terhelések alatt ne szakadjon meg. A rögzítést a rudak végén lévő horgok biztosítják. A meglévő merevítőrudak típusai, amelyek felosztása keresztirányú bordák alapján történik, a következők: B500A (sima rúd), B500B (egy irányban bordázott rúd) és B500C (kétirányú bordás rúd).
Erősítés és védőréteg: A történelmi jelölések, a bordák leírása és a rögzítési mód nem képezi az alapja a mai vasalás kiválasztásának vagy részletezésének. Az acél típusát, az átmérőt, a csatlakozást, a rögzítést, az átfedést, a távolságot, a védőréteget és a beépítést a projekt határozza meg, és az építési helyszínen nyomon követhető dokumentáció és ellenőrzés erősíti meg.
Cementhabarcs és beton kopásállósága
ábra szerinti habarcsok. 18 is különösen jók ebből a szempontból; ami a granulometrikus összetételt illeti, általában be kell tartani a fent, a nyomószilárdságra vonatkozó utasításokat. Ezenkívül olyan kő használata javasolt, amely nagy kopás- és ütésállóságot mutat. A jó kemény kőnél ellenállóbb adalékanyagok növelik a beton kopásállóságát, ha megfelelő szemcsemérettel és alakkal rendelkeznek. A nedves beton gyorsabban kopik, mint a száraz beton; nedvesség segíti a csiszolást.
A beton időjárásállósága
Amikor az időjárásálló beton előállításának feltételeit kell meghatározni, mindenekelőtt a korábban megépített szerkezeteken szerzett tapasztalatokból kell kiindulni. Mindenekelőtt a következőkre kell figyelmet fordítani:
- Hogyan válasszunk követ? - A kő kiválasztásakor takarékossági okokból gyakran nehézségekbe ütközik, hogy olyan követ kell használni, amely a zúzott homokhoz vagy a zúzott kőhöz hasonlóan laposnak bizonyul, és ezáltal rossz betonbeágyazódást okoz, vagy olyan kőről van szó, amely nem kellően ellenáll az időjárási hatásoknak. Ezzel kapcsolatban szigorú követelményeket kell támasztani, hogy külső betonhoz csak jó időjárásálló kő kerüljön felhasználásra
- Mennyi cement szükséges a betonhoz? - Külső felületeken a betonnak kellően vízzárónak kell lennie. Erre a célra a beton granulometrikus összetételének vízáteresztő képességre gyakorolt hatásáról megállapítottak használhatók fel, és ez alapján határozható meg a szükséges cementmennyiség. Néhány optimális cementmennyiség 300-350 kg/m3 beton között mozog, de ez esetenként nagyon változhat (sok tényezőtől függ).
- Milyen granulálásra és a beton szemcsés összetételének mely tulajdonságaira törekedjünk? - Esetenkénti függő - a folyami sóder kedvezőbb, egyenetlen összetételű; A zúzott sóder bizonyos szempontból jobb minőségű lehet, de éles szemcséi vannak, amelyek egyes betonkeverékekben károsak lehetnek.
- Milyen szilárdságú beton szükséges? - Erre a kérdésre sokkal nehezebb válaszolni, mint a már tárgyaltakra. Ezért minden korábbi javaslat korlátozott lehetőségekre hivatkozik. Ennek a problémának a megoldása érdekében számos vizsgálatot végeztek, amelyek megmutatták, milyen szilárdságúnak kell lennie a betonnak ahhoz, hogy hosszú ideig ellenálljon a ciklikus fagyásnak és olvadásnak. Arra a következtetésre jutottak, hogy a betonnak, mielőtt ismételten fagyásnak és felengedésnek lenne kitéve, legalább 15 MPa nyomószilárdságúnak kell lennie. Ha a betont kívülről dolgozzák fel, nagyobb szilárdságra van szükség; ilyen esetben javasolt legalább 25 MPa megadása.
- Milyen konzisztenciájú beton megfelelő? - A beton állagát illetően jelenleg az a felfogás, hogy az öntött betonnal óvatosan kell bánni, hiszen nagy vízmennyiségével segíti a kiürülést, aminek a következményei abban nyilvánulnak meg, hogy minden kiöntött rétegen megjelenik egy többé-kevésbé markáns finomszemcsés és vízben gazdag habarcsréteg. Ennek a habarcsnak kisebb a szilárdsága, nagyobb a vízfelvételi képessége stb.
- Mennyire kell figyelembe venni a tárgy alakját? - Ha például a külső felületet osztályozzuk, akkor a beton jelentős részén több hó és jég marad vissza, mint ha a falat sima felületekkel kezeljük. Az áztatás hosszú ideig tarthat, ezért gyakoribb a nedves állapotban történő fagyasztás és felengedés. A cél az, hogy az épületen a lehető legrövidebb legyen a hó, jég és törmelék.
Abban az esetben, ha a betont kívülről dolgozzák fel, akkor figyelembe kell venni, hogy ennek következtében a vízáteresztő képesség általában nagyobb lesz, és a felületen heverő nagyméretű adalékdarabokat a kővágó szerszámmal feltörik. Ha a kezelt beton vasalást tartalmaz, különös elővigyázatosság szükséges, hogy a beton (védőréteg) védőhatását kellőképpen megőrizzük a vasalás számára. A víz betonba való behatolása bevonatokkal/adalékokkal bizonyos mértékig megakadályozható.
A tartósságot nem egy érték határozza meg: a víznek, fagynak, sóknak, kopásnak és kémiai hatásnak való kitettség összehangolt anyagválasztást, tervezett védőréteget, ellenőrzött beépítést és gondozást, megoldott vízelvezetést, rendszeres ellenőrzéseket és karbantartást igényel. A bevonat vagy adalékanyag önmagában nem tudja kompenzálni a hibás összetételt, a rossz beépítést, a repedéseket, az elégtelen védőréteget vagy a megoldatlan vízvisszatartást.