A betonacél korrózió elleni védelme
A mai Eurocode-ok szerint előírás a betonnal borított védőréteg minimális vastagsága (cnom). Az ilyen betonfedés vastagsága a vasbeton elem külső felületétől az első vasalásig mért legkisebb távolság. Vonalelemeknél ez a kengyel, felületelemeknél pedig az alsó hosszvasalás. A névleges betonfedés meghatározása: cnom = cmin + Δcdev
cmin a minimálisan előírt védőréteg, რომლის értéke a beton és a betonacél tapadási feltételeitől, a környezeti feltételektől, a betonacél bevonatától stb. függ. Δcdev a kivitelezési eltérést jelölő érték. A vasbeton elem expozíciós osztályától függően a névleges védőrétegnek különböző értékei vannak; ez leggyakrabban 2,5 cm és 3,5 cm között mozog. Alapozásoknál azt vesszük, hogy 5cm.
A cementhabarcs és a beton viselkedése gyakori felmelegítés és lehűtés során
A friss beton szilárdsága gyorsan növelhető gőzzel történő fokozatos melegítéssel vagy fokozatosan felmelegített vízben tartással, majd lassú hűtéssel. Ily módon egy egynapos eljárás után olyan szilárdságok érhetők el, amelyekhez a szokásos eljárás során csak néhány hét után jutunk el. A hatásfok mértéke a cementtől és az adalékanyag fajtájától függ, ugyanakkor sovány betonnal sokkal jobb eredmények érhetők el, mint zsíros betonnal.
Ha a felmelegítés és lehűtés széles határok között történik, a beton elemben jelentős feszültségek keletkeznek, ha a felmelegítést és lehűtést gyorsan végzik. Ilyen esetben, különösen gyakori ismétlődésnél, számítani kell olyan repedések megjelenésére, amelyek kívülről befelé hatolnak, és befolyásolják a beton mechanikai jellemzőit. Közben a különböző cementek eltérően viselkednek, ezért gyakorlati alkalmazás céljára a cement gondos kiválasztása ajánlott.
A beton hőátbocsátása
A beton hővezetési együtthatója függ az adalékanyag és a cement tulajdonságaitól, a cement mennyiségétől, a keverővíz mennyiségétől, a beton nedvességtartalmától, valamint a hőmérséklet nagyságától. 10 cm vastag és erősen kiszárított betonlapokkal végzett vizsgálatok szerint a hővezetési együttható λ értéke 1,163 W/mK volt 10 oC-on, míg vízben álló betonlapok esetén akár 2,326 W/mK is lehet. A vastagabb lapok nagyobb hővezetési együtthatókat adtak; a legnagyobb érték 2,38 W/mK volt.
A beton hőtágulása
A tágulás nagy mértékben az adalékanyagtól, továbbá a beton nedvességtartalmától, valamint magától a cementtől is függ. Az eddig ismert határértékek 0 és 40 oC között körülbelül 6 és 13*10-6 m/m közé esnek minden fokra.
Ellenállás a gyakori terheléssel szemben
1. Fáradási nyomószilárdság. A fáradási szilárdság fogalmát itt általános értelemben használjuk; műszaki alkalmazáskor mindig meg kell adni a fáradási szilárdságot (nyomás, húzás, váltakozó nyomás és húzás, hajlítás, nyírás, tiszta nyírás, kihajlás), valamint a terhelés módját (csak nyugodt, csak gyakori, részben nyugodt és részben állandó).
Nyomószilárdság nyugodt terhelés miatti kifáradás esetén: várható, hogy a tartós terheléssel szembeni ellenállás legalább a szokásos nyomáspróba során jelentkező szilárdság ¾-e.
Nyomószilárdság gyakori terhelések okozta kifáradás esetén (alap dinamikus szilárdság): különböző összetételű betonoszlopok, különösen eltérő cementtartalmúak és különböző szemcseösszetételűek alap dinamikus nyomószilárdsága legalább 0,5-nak bizonyult a prizmaszilárdsághoz képest a szokásos terhelésig, a törésig. Ennek során percenként 260 terhelési ciklust alkalmaztak; az összes ciklusszám, amelyre ezt az alap dinamikus szilárdságot meghatározták, kétmillió volt. A percenkénti ciklusszám növelésével (10 és 450 ciklus/perc között vizsgálták) a töréshez vezető ismétlések száma is növekedett.
Fáradási nyomószilárdság az állandó és az ismétlődő terhelések egyidejű hatása következtében: Amikor az ismétlődő terhelésekhez állandó terhelések társultak, az állandó terhelések növekedésével csökkentek annak az ismétlődő terhelésnek az amplitúdóértékei, amelyet egyébként kétmilliószor ismételtek. Például a 1 ábra azt mutatja, hogy az ismétlődő terhelések S amplitúdói a következők voltak:
- nyugodt terhelésnél σu = 6 kg/cm2 esetén S = 109 kg/cm2
- nyugodt terhelés esetén σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- nyugalmi terhelésnél σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Ábra 1
ábra. 2
2. A beton hajlítószilárdsága fáradás esetén. A 2 ábrán bemutatott, folyamatosan nedvesen tartott gerendákon végzett vizsgálatok az alap dinamikus terhelés mellett azt mutatták, hogy a hajlítószilárdság fáradás esetén 28 kg/cm2, míg a szokásos hajlítószilárdság 53 kg/cm2 volt, ami 0,53 aránynak felel meg.
Könnyűbeton
A könnyűbeton (a beton tömege 18 kN/m3 alatt) könnyű, porózus adalékanyagok felhasználásával készül, mint például: habkő, nagyolvasztó salak, kazánsalak, továbbá természetes vagy mesterséges homokból és lisztből készített habarcs alkalmazásával, olyan adalékokkal, amelyek a habarcs készítésekor gázt fejlesztenek (gázbeton), illetve amelyek a habarcsban habképződést idéznek elő (habteton).
A könnyűbetont többek között falazóblokkok és habkőlapok készítésére széles körben használják falakhoz és tetőkhöz; száraz állapotban rossz hővezető; szilárdsága közepes, de könnyen beállítható, így biztonsággal készíthetők könnyű blokkok lakóépületek teherhordó falaihoz.
Habképző anyagként alumíniumpor szolgál a gázbetonban. A szennyeződések mennyiségétől, valamint egyéb feltételektől függően többé vagy kevésbé porózus anyag keletkezik, amelynek száraz állapotú térfogatsúlya mintegy 3 kN/m3, illetve annál nagyobb.
1. A könnyűbeton térfogatsúlya. Természetes habkő alkalmazásával garantálhatók a térfogatsúlyok – a 105 oC-on kiszárított állapotra értve – 7 kN/m3-től felfelé, 2 MPa nyomószilárdság mellett. A várható térfogatsúly megközelítőleg az adalékanyag és a cement ömlesztett állapotú összegének felel meg. A 8 kN/m3 feletti térfogatsúlyú pórusbeton rendszerint műszakilag nem alkalmas.
2. Könnyűbeton nyomószilárdsága. A tömörített beton esetében minden különösebb intézkedés nélkül is elérhetők 8 M Pa szilárdságok, kaviccsal pedig akár 12 M Pa-ig is. Folyamatos alkalmassági vizsgálatok szükségesek. A pórusbeton (gázbeton és habbeton) teherhordó falakhoz csak gőznyomás alatti keményítés után alkalmas. Megfelelő nyersanyagokkal 6 kN/m3 térfogatsúlyok és 5 M Pa nyomószilárdságok biztosíthatók.
3. A könnyűbeton hajlítószilárdsága. A hajlító- és nyomószilárdság közötti kapcsolat a gyakorlati igények határain belül aránylag nagynak bizonyult, és ahogy a szilárdságok nőnek, ez az arány csökken.
4. A könnyűbeton zsugorodási foka. A zsugorodás mértéke elsősorban az adalékanyag rugalmasságától, valamint a megszilárdult cement összetételének mennyiségétől függ; a könnyűbeton zsugorodása nagyobb, mint a kavicsbetoné. A téglatörmelékből készült beton egy év alatt összesen mintegy 0,65 mm/m zsugorodást mutatott. A frissen szállított természetes habkő elemek 14 m hónap alatt mintegy 0,8 mm/m-rel rövidültek meg. A levegőn érlelődő gázbeton- és habbetonminták még sokkal nagyobb zsugorodást mutattak, akár több mint 2 mm/m-t is. Nem szabad elfelejteni, hogy minden beton eső és olvadt hó hatására megduzzad, majd későbbi száradáskor ismét zsugorodik.
Ábra 3
5. Hővezetési tényező. A hővezetési tényező a térfogatsúllyal csökken, és egyébként azonos feltételek mellett annál kisebb lesz, minél kisebbek és minél egyenletesebben eloszlottak a légpórusai. A levegőn száraz ömlesztett beton esetében (λ = 0,4625 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 16 kN/m3). A levegőn száraz gázbetonra vonatkozó adatokat a 3 ábra adja.
MEGJEGYZÉS:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3