Lapszámok

Cikksorozatunkban folytatjuk annak az izgalmas építőanyagnak a történetét, amely mára a legfontosabb építőanyaggá, egyben a földön a víz után a legnagyobb mennyiségben használt anyaggá vált. A római kort követően áttekintettük a középkor történetét, eljutottunk a beton legújabb kori felfedezéséig, majd visszatértünk a római kort megelőző időszakra, amelyben megismerhettük a nabateusok tevékenységét is. Az előző részben a mai korszerű vasbetonok kialakulásának folyamatát vettük górcső alá, foglalkoztunk a francia Coignet és Monier, valamint az angol Wilkinson tevékenységével és felelevenítettük Wünsch Róbert magyar vállalkozó munkásságát. Ebben a részben megpróbáljuk áttekinteni, hogyan alakultak ki a mai értelemben vett korszerű betonszerkezetek.

Láthattuk, hogy megszületett a vasbeton első elmélete, miszerint az acélbetétek a húzást, a beton pedig a nyomást veszi fel. A méretezések továbbfejlődéséhez – többek között – szükség volt a beton nyomószilárdságának előrebecslésére is. Erre vonatkozóan két módszer alakult ki. Az egyik az 1892-ben lefektetett geometriai modell, amely a francia René Feret nevéhez fűződik és a cementkő arányát viszonyítja a teljes térfogathoz. A másik, az 1906-ban publikált módszer azt állapította meg, hogy a nyomószilárdság a víz és a cement tömegarányától függ, amelyet a magyar Zielinski Szilárd és Zhuk József tett közzé. Ugyanerre a megállapításra jutott az amerikai Duff A. Abrams is 1918-ban, és mivel ő angol nyelven publikált, ezt a felismerést a világ neki tulajdonítja.

Szintén Abrams vezette be a finomsági modulus fogalmát is, amely a beton adalékanyagát, a homokos kavicsot jellemzi. Abrams az adalékanyag összeállításához Tyler-szitasort alkalmazott, és a finomsági modulust e szitasoron fennmaradt tömegszázalékok összegét 100-zal osztva határozta meg. Ehhez tartozik még az ún. szemmegoszlási görbe, amely az egyes szemnagyságokat és az előfordulási százalékukat ábrázolja derékszögű koordináta-rendszerben. Lényeges megállapítása volt Abramsnek, hogy azok az adalékanyag-szemmegoszlások, amelyek finomsági modulusa azonos, betontechnológiai szempontból egyenértékű adalékanyagnak tekinthetők. Ezeknek a felismeréseknek az alkalmazásával válhattak a betonszerkezetek már tudatos tervezéssel előállított építményekké.

Mivel teherhordó szerkezetekről beszélünk, nagyon fontos a felelősség kérdése. Már kezdetben is arra törekedtek, hogy az építmények megbízhatóan teljesítsék a rájuk háruló feladatokat. Mindezt természetesen embereknek kellett ellenőrizniük. Hammurapi törvénykönyve a Kr. e. XVII. századból az építőmestert halállal büntette, ha az általa megépített épület öszszeomlott és az a tulajdonos halálát okozta. Amennyiben a tulajdonos gyermeke halt meg, akkor az építőmester fiának kellett elvenni az életét. A rómaiak idején állami hivatalnokok felügyelték az építkezéseket. Később szokássá vált, hogy a tervezőnek kell a szerkezet alá állnia a próbaterhelések alatt. Így amikor 1903-ban elkészült a szegedi víztorony, Zielinski Szilárdnak a víztorony alatt kellett állnia, amíg azt vízzel fel nem töltötték.

1860 és 1900 között az akkori Magyarország területén a lábatlani, a beocsini (maSzerbia), a nyergesújfalui, az óbuda-újlaki cementgyár mellett Mogyoróskán, Lédecen (ma Szlovákia), Gurahoncon és Brassóban (ma Románia) épültek cementgyárak. Ez lehetővé tette a kötőanyagárak csökkenését, mivel a hazai építőipar már nem szorult importra. Ezzel a betonszerkezetek készítése elindult diadalmas útjára, amely napjainkban is tart. Láthattuk, hogy a vasbeton szerkezetekben az acélbetétek veszik fel a húzóerőket. A betonszerkezetekhez kezdetben csak kör keresztmetszetű, sima felületű betonvasakat alkalmaztak, és ezekre állapították meg az acél és a beton közötti tapadóerőt, melyet hazánkban a Magyar Mérnök- és Építész-Egylet vasbeton szabályzata tartalmazott. Később jelentek meg – az acélgyártás fejlődésével – a különféle bordázott (csavarható, nyíl- és csavarbordázott) betonacélok. Ezekkel már jobb tapadást és egyenletesebb teherátadás tudtak elérni. Magyarországon a soroksári Duna ág felsőtorkolati zsilipénél, amelynek első műtárgya 1910–14 között épült a Duna 1642,3 fkm szelvényében, komoly betonkísérleteket végeztek. Ezt a műtárgycsoportot ma Kvassay-zsilip néven ismerjük. Az első építés során változtattak azon a korábbi gyakorlaton, hogy a betonkeveréket általában egyforma térfogatarányú keverékből állították elő (1 rész cement, 2 rész homok, 4 rész kavics). A kísérletek során figyelembe vették az egyes alkotórészek minőségét, továbbá az egyes építményrészekre ható igénybevételeket. Ezzel természetesen a vasbetétek elrendezését is meg kellett határozni és különböző vasbetétátmérőket kellett alkalmazni az igénybevételek függvényében. Abban az időben megkülönböztették a magasépítési vasbeton szerkezeteket a gyengén és csak helyenként vasalt „vasbetétes betontól”, amelyet inkább vízi és vasúti építményeknél, támfalaknál és alapozásoknál alkalmaztak.

Fontos megemlíteni, hogy az első magyar teljesen betonból épített műtárgy a Ferenc József-zsilip volt, amely a Ferenc-csatornán épült 1854-ben, annak dunai torkolatánál. Mivel cementgyár akkor még nem volt, a cementet kamenicai márgából a műtárgy építője, Minálik János miniszteri építészeti felügyelő saját maga égette. A vízépítés területén külföldön is sok műtárgynál kezdték hasznosítani a betont. A Szuezi-csatornánál, amely 1859 és 1869 között épült meg, már szintén használtak betont. Port-Said hullámtörőinek és kikötőgátjainak építéséhez 400 mázsa súlyú betonkő tömböket állítottak elő, mivel a helyszínen megfelelő építőkő nem állt rendelkezésre. Összesen 25.000 db ilyen betontömböt gyártottak le a helyszínen.

A XX. század elején a vasbeton szerkezetek mind a magas-, mind a mélyépítésben nagymértékben elterjedtek. Különösen kiemelést érdemelnek a hídépítésben elért eredmények. Ezen a területen, főként a kis- és közepes nyílású hidak építésénél a vasbeton majdnem teljesen kiszorította a vasszerkezeteket. Jól mutatja a vasbeton fejlődését, hogy egyre nagyobb fesztávú hidak épültek ebből az anyagból. A vasbeton ívhidak különféle szerkezeti megoldásokkal már a 100 m körüli fesztávot is elérték. Említést érdemel a grünwaldi Isar-híd, amely két 70 m-es nyílással, háromcsuklós vasbeton ívvel épült meg 1903-1904-ben. Magyarországon nagy nyílású vasúti vasbeton ívhidak első ízben a Fogaras és Brassó közötti szakaszon épültek 1908-ban 40, illetve 60 m-es fesztávval. A hidak tervezője Zielinski Szilárd műegyetemi tanár volt.

Felhasznált irodalom:
Balázs György: Beton és vasbeton I. – Alapismeretek története. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1994.
Ujhelyi János: Betonlexikon. Építésügyi Tájékoztatási Központ, Budapest, 2006.
Lampl Hugó – Sajó Elemér: A beton. „Pátria” Irodalmi Vállalat és Nyomdai Részvénytársaság, Budapest, 1914.
Palotás László: Mérnöki szerkezetek anyagtana 2. Fa-Kő-Fém-Kötőanyagok. Akadémiai Ki-adó, Budapest, 1979.
Bereczky Endre – Reichard Ernő: A magyar cementipar története. Szilikátipari Központi Kutató és Tervező Intézet – Cement és Mészművek, Budapest, 1970.
Andai Pál: A mérnöki alkotás története. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1959.

(fotók: www123fr.com)