Czoboly Olivér, Csókás Elek, Földvári Gábor: A betontechnológia és a betonfelhasználás fejlődése 1. rész
Noha már a rómaiak is használtak betont, ez az anyag napjainkban is folyamatosan fejlődik. Jól mutatja ezt a különböző új betontípusok megjelenése, illetve az általánosan (legnagyobb mennyiségben) használt betonok változása is.
NYOMÓSZILÁRDSÁG ALAKULÁSA
A betonnal szemben folyamatosan fokozódó elvárások jelentkeznek, amelynek köszönhetően a betontechnológia is állandóan fejlődik (1. ábra). Ennek egyik fő iránya a szerkezeti vastagságok csökkentése miatt a szilárdság növelése.
Ezt jól példázza, hogy a II. világháború után az átlagszilárdság a mai C8/10-nek (akkori B140) felelt meg [1]. 2010-ben Magyarországon a legnagyobb mennyiségben kiadott transzportbetonok szilárdsági osztálya C20/25, illetve C25/30 volt. Napjainkban inkább már a C25/30, illetve C30/37 a jellemző, és várhatóan tovább folytatódik ez a tendencia.
Az általánosan használt betonok nyomószilárdság-növekedési tendenciáját nagy mértékben elősegítette a környezeti osztályok megjelenése és fejlődése is. A jelenleg érvényben levő MSZ 4798:2016/2M:2018 szabvány F1, illetve NAD F1 táblázata többek között a legkisebb nyomószilárdság osztályra is ad előírást a környezeti osztály függvényében. Egy XC1 esetén is legalább C20/25 van előírva, míg XK4(H) környezeti osztály esetén a C45/55 nyomószilárdsági osztályt is megkövetelik.
A különleges igények kielégítésére közel 70 éve elkezdték kifejleszteni a nagy szilárdságú (HSC – High Strength Concrete), majd az ultranagy szilárdságú betonokat (UHSC – Ultra High Strength Concrete). A „nagy szilárdság” fogalma az évek során folyamatosan változott, és a mai napig nem alakult ki egységes álláspont. Balázs Gy. [2] alapján 1950-ben nagy szilárdságról 34 N/mm2 nyomószilárdság fölött beszéltek, míg 1960-ban 41-53 N/mm2 , 1970-től pedig 62 N/mm2 fölött.
A nyomószilárdság növelését egy bizonyos mértékig meg lehet oldani egyszerűen a kötőanyag-tartalom növelésével, illetve a víz-cement tényező csökkentésével (adalékszer adagolásával). Egy bizonyos határon túl viszont már az adalékanyag-váz jelenti a fő korlátot, így annak jelentős módosítására is szükség van. Ultranagy szilárdságú betonokat jellemzően finom adalékanyaggal (dmax ≤ 1 mm) készítenek, amelyeket reaktív porbetonoknak (RPC - Reactive Powder Concrete) neveznek. Napjainkban találkozhatunk durva adalékanyaggal készült ultranagy szilárdságú betonnal is. Ebben az esetben viszont fokozott figyelmet kell fordítani a megfelelő adalékanyag váz (nagy szemcseszilárdság, zömök szemalak, tiszta határfelület, mikro-repedés mentesség, tömör adalékanyag váz) alkalmazására.
KÖRNYEZETI OSZTÁLYOK ALAKULÁSA
Általánosságban igaz, hogy egy nagy szilárdságú beton ellenállóbb a környezeti hatásoknak, mint egy szokványos beton, hiszen tömörebb szerkezettel rendelkezik. Ujhelyi – Beton-ismeretek című könyvében – [3] is felhívta a figyelmet arra, hogy a kizárólag teherbírásra tervezett, de koptatóhatásnak is kitett betonok tartóssága nagyon rövid lehet, esetenként akár néhány nap.
Éppen ezért a nyomószilárdságra tervezés mellett egyre nagyobb hangsúlyt kap a minőségi betonoknál a környezeti hatásoknak való ellenállás előírása is. A 2. ábrán látható, hogy például a Duna-Dráva Cement Kft. (DDC) által kiadott transzportbetonok esetén az elmúlt évek során szinte az összes környezeti osztály alkalmazásának aránya nőtt. Nem meglepő módon az XC környezeti osztályt lényegesen gyakrabban írják elő, mint a többi környezeti osztályt, azonban a vízzáróság és az agresszív környezeti hatásokkal szembeni ellenállóság is egyre nagyobb szerepet kap.
A betontechnológia fejlődését mutatja az is, hogy az MSZ 4798:2016 szabvány 6 új környezeti osztályt is bevezetett. Az XF2(H); XF3(H) és XF4(H) környezeti osztályok a légbuborékképző adalékszer nélküli fagyálló betonokra vonatkoznak, míg az XA4(H); XA5(H) és az XA6(H) környezeti osztályokat a szennyvizekkel, egyéb agresszív vizekkel, folyadékokkal, gázokkal, gőzökkel, permetekkel és erjedő anyagokkal érintkező beton szerkezetekhez vezették be.
A termelési statisztikákból látható, hogy az újonnan bevezetett környezeti osztályok a teljes transzportbeton-gyártáshoz viszonyítva elenyésző mértékben (1-2%-os arányban) voltak előírva. Azonban egyértelműen megfigyelhető az is, hogy arányuk növekedett az előző két évhez képest. Várhatóan később is kizárólag speciális esetekben lesznek csak előírva.
A légbuborékképző adalékszer nélküli fagyálló betonok (XF2(H); XF3(H) és XF4(H)) előállítása általános esetben drágább, mint egy légbuborékképző adalékszerrel készített fagyálló betoné (XF2; XF3 és XF4). Ez azonban egy nagy szilárdság esetén már megfordulhat, hiszen a légbuborékképző adalékszerrel létrehozott levegőnek van egy szilárdságcsökkentő hatása, melyet a cementtartalom növelésével, illetve a víz-cement tényező csökkentésével orvosolni kell.
Az XA4(H); az XA5(H) és az XA6(H) környezeti osztályokat jellemzően csak speciális ipari szerkezeteknél használják, ott azonban sok esetben nélkülözhetetlenek. A speciális alkalmazási köre miatt széles körű felhasználásra nem lehet számítani.
Az MSZ 4798:2016/2M:2018 szabvány egy további környezeti osztályt vezetett be nedves, víznyomás nélküli környezethez: az XV0(H)-t. Egyelőre az XV0(H) környezeti osztály nem került be a köztudatba, így a gyakorlati alkalmazása is elenyésző. Várhatóan alkalmazása idővel szélesebb körben elterjed majd.
A cikksorozat következő részében a transzportbetonok konzisztenciájának alakulását, illetve a könnyen bedolgozható / öntömörödő betonok gyakorlati alkalmazását fogjuk ismertetni.