Papp József: Betongyártás újrahasznosított üvegből
ADuna-Dráva Cement Kft. (DDC) a G.M.I Mérnökiroda megbízásából kiváló képességű hőszigetelő betont gyártott a csepeli Alpiq erőmű területén található 80.000 literes tartály aljára. A tartály az átalakítása révén a továbbiakban már nem gázolaj, hanem 95 fokos víz tárolására lesz alkalmas, amelyhez a megrendelő előzetesen megadta a hővezetési tényező értékét (λ [lambda] = 0,1). Végül éppen a kiváló hőszigetelő képessége miatt esett a választás az újrahasznosított üvegre.
A termék tulajdonságai
A gyártás során felhasznált üveghab-granulátum gátolja a hő áramlását, mivel a szemcsestruktúra magába zárja a levegőt, ezáltal hőszigetelő hatást fejtve ki. Ennek következtében a lambda értéke szemcseeloszlástól függően 0,059 és 0,08 [W/mK] között található.
Az üveghab fokozottan hőálló, és a legmagasabb, A1-es tűzvédelmi osztály besorolással rendelkezik. A felső alkalmazási hőmérséklete 700 °C-nál található, ami egyben a lágyulási hőmérséklete is. Emellett az anyag teljesen ellenáll a szerves és a szervetlen vegyi anyagoknak, kivéve a hidrogén-fluoridnak. Emiatt ezt az anyagot az üveg olvasztása során használják.
Mindazonáltal a nátrium-kalcium szilikátüveg és a cementkő kölcsönhatása komoly problémákat okoz a betonban. Az üvegfeltöltőanyag elősegíti az alkáli-szilikát reakciót a betonban, mivel az üveg felületén pozitív nátriumtöltet (Na+) van, ami képes bizonyos koncentrációjú nátrium-hidroxidot (NaOH) létrehozni a cement összetételében. Ebben az esetben a cement összetételéhez különböző összeállítású és diszperziós üledéket adnak.
Az alapanyag gyártása
Az üveget szétválogatják, összetörik és őrlik, majd átszitálják frakciókra osztva. A 4 mmnél kisebb üvegszemcséket homok helyett használják, míg az 5 mm-nél nagyobb üvegszemcséket kavics helyett töltőanyagként. A vizet, a kötőanyagot és a térfogatnövelő szereket a keverőbe adagolják. A granulátumot 900 Celsius-fokos kemencében állítják elő. Ennek az eljárásnak a végén elkészül a finom pórusos levegős granulátum, amelyet hűtést követően szitálnak, majd több frakcióban osztályozzák, végül zsákokba töltik.
Saválló beton készítése
Vízzel keverve az üvegpor önmagában nem mutat kötési tulajdonságokat; katalizátor szükséges. Egy lúgos közegben (szódabikarbóna) a kavics feloldódik, kovasavakat képezve, amelyek hamarosan gél állagúvá válnak. Ez a gél megköti az aggregált frakciókat, és a szilárdulás után (normál vagy megemelt hőmérsékleten az üveg és a töltőanyag tulajdonságaitól függ) tartós és erős szilikát konglomerátumot kap, azaz saválló üvegbetont.
Hőszigetelő receptúra összeállítása
A tartály fenéklemeze (acéllemez) közvetlenül olyan anyaggal érintkezik, ami a forróvíz hőmérsékletéből adódó hőterhelést nem viseli el. Ezen műszaki probléma megoldásaként merült fel a fővállalkozóban a hőszigetelő könnyűbeton alkalmazása, amivel a forró víz hőterhelése az említett szerkezeti részre vonatkozóan csökkenthető.
A megrendelővel történt egyeztetés alapján Poraver habosított üveggyöngy-adalékkal 600 kg/m3 névleges testsűrűségű hőszigetelő könnyűbeton alkalmazását javasolták a szakemberek. A követelmények figyelembevételével a hőtechnikai számítások alapján 17 cm-es rétegvastagságban történő beépítés volt szükséges.
A próbakeverés során az alábbiakat vizsgálták: az üveg elkeverhetőségét, előbb a pép, aztán az üveg betöltését a keverőbe, majd fordítva. A továbbiakban konzisztenciát, kötési időt, szilárdságot, 7-14-28 napos korban tűzállóságot, testsűrűséget és légtartalmat mértek.
A betonösszetétel Poraver 0,5–1 mm és 2–4 mm-es könnyű adalékanyag-frakciókat, CEM II/A-S 42,5 N típusú DDC váci cementet, valamint Sika folyósító és légbuborékképző adalékszereket tartalmazott. A betonösszetétel víz–cement tényezője 0,5 volt. A próbakeverések alapján a nyomószilárdság várható értéke 4-5 MPa 28 napos korban (vegyes tárolással, szabványos próbatesten). A hőszigetelő könnyűbeton testsűrűsége 580–610 kg/m3 (20 °C, 65% RH) volt 28 napos korban. Az eredeti tervek szerint a beton vastagsága 5 cm, így hővezetési tényezője λ = 0,15–0,17 W/(m*K) lett volna. A valóságban végül 17 cm vastagságú betonnal tudták elérni az előírt 0,1-es lambda értéket. Kiszámították, hogy a beton mikor szárad ki, mert a keletkező gőz felpúposíthatja a lemezborítást, és mikorra bírja el a mintegy 20 tonna összsúlyú vaslemez-borítást.
Munkaterület
A korábban gázolaj tárolására használt tartály belsejét a januári fagyos időjárás miatt felfűtötték 10–17 Celsius-fokra. Erre alapvetően azért volt szükség, hogy a tartály alján lévő vaslemez, amelyre a beton került, legalább 5 Celsius-fokra felmelegedjen. Ha előre nem fűtötték volna fel a felületet, később már a hőszigetelő betonrétegen nem hatolt volna át a meleg, a vaslemez visszahűtötte volna a betont, ezáltal a kötési ideje kitolódott volna.
(A cikk a következő lapszámban folytatódik.)
(fotó: DDC)
