Lapszámok

Az 1980-as években fokozottan előtérbe került a jobb minőségű beton iránti kereslet, amelyet az építési, technológiai valamint a betonnal kapcsolatos esztétikai igények növekedése generált. Emiatt került sor az újabb és újabb betontechnológiai módszerek kidolgozására (pl. önterülő, öntömörödô beton, szálerősített beton, nagyszilárdságú beton, öngyógyuló beton stb.). Mitől lehet különleges egy beton? Korábban a testsűrűség alapján különböztettük meg a betonokat (könnyű-, normál-, nehézbeton), manapság azonban ez a csoportosítás több szempont alapján is kiegészítésre szorul. Így például napjainkban a különböző betonokkal, betonszerkezetekkel szemben elôtérbe kerültek a folyamatosan növekvő műszaki tartóssági követelmények, a teljesítőképesség fokozása, amelyek az adalékszerek és egyéb vegyi anyagok fejlesztési eredményeit, a technológiák fejlődését is sikeresen alkalmazzák. Ugyanakkor szigorodnak a gyártási, előállítási feltételek, amelyek nem egy esetben szabványok átdolgozásával, új szabványok kidolgozásával járnak együtt (pl. Eurocode 2, MSZ EN 206-1:2002, MSZ EN 4798-1:2004).

• anyag, összetevők,
• a szerkezet tulajdonságai,
• bedolgozhatóság, bedolgozási technológia,
• megjelenési forma szerint.

A cikkben a beton anyaga, összetevői szerinti csoportosítás néhány érdekes és szép példáján keresztül igyekszünk bemutatni a beton „sokszínűségét”.

Dermesztett homokbeton

A dermesztett homokbeton, vagy ahogy a köztudatban ismerik „gipszbeton” kifejlesztése az 1930-as években kezdődött, és Sámsondi Kiss Béla (1899-1972) munkásságán alapszik. Az eljárás lényege, hogy olyan zsaluzatot – jelen esetben gipszzsaluzatot (1. kép) - alkalmaz, amely a frissbetonból a vizet rövid idő alatt elszívja, ezáltal a beton megdermed. A nem tektonikus szerkezetek, a szövetszerkezetes cellarendszeres építési technológiát Párkányi Mihály folytatta, majd az 1980- as években dr. Kászonyi Gábor végzett alapkutatásokat [2] az anyagvizsgálati jellemzők összefoglalására, az új anyag - jellemzők meghatározására.

A gipszzsaluzatban dermesztett homok beton szilárdulási üteme gyors, végszilárdsága pedig 30-50%-kal magasabb a hagyományos betonnál. A 600 × 600 mm-es gipsztáblák távtartását beépített műanyag betétek biztosítják (1. kép), melyek alkalmasak a vékony acélbetétek befűzésére, helyzetének rögzítésére.

A dermesztett teherhordó homokbeton szerkezetkész monolit vasbeton héjszerkezet, statikailag méretezett vasalással (BHB 55.50, Φ 3-8 mm), legalább C12/15-X0-4-F4 minőségű dermesztett betonból készíthető. Az öntéshez alkalmazott „homokbeton” 500-800 kg/m³ cementadagolással (CEM I 32,5), 4 mm maximális szemnagyságú, folyamatos szemmegoszlású, I. osztályú homok adalékanyaggal készül.

A maradó víz/cementtényező ~0,25, mely egyrészt az acélbetétek korrózió - védelmét biztosítja, másrészt a beton zsugorodási repedéseinek tágasságát és számát csökkenti. A nedves gipszzsaluzat a szilárdulás kezdeti szakaszában biztosítja az utókezelést.

A gipszzsaluzat dermesztő hatását, a hajlító-húzó szilárdság, a nyomószilárdság változását a homokbeton korának függvényében a 1. és a 2. ábra szemlélteti [3].

• nedvszívó gipsz-zsaluzat gyártása,
• szerkezetszerelés vasalással, homokbeton kiöntéssel.

Általában alkalmazott szerkezeti formák: nyitott vagy zárt szelvényű oszlopok, gerendák, bordás vagy dobozszerű födém- és falelemek. Hő- és hangszigetelési igény esetén a szerkezetek kettős héjúak, úsztatott, függesztett, pontonként rögzített síklemezzel, az üregekben elhelyezett hő- és hangszigetelő anyaggal.

A szerkezetből változatos formájú belsőépítészeti egységek, pl. lépcsők, bútorok, építészeti tagozatok alakíthatók ki, melyek teherbíró funkciókat is el látnak.

Fényáteresztő beton

Számtalan törekvés, fejlesztés célja az összefoglaló néven fényáteresztő betonok létrehozása, megvalósítása. A témakörrel kapcsolatosan egy korábbi cikkben [4] felvázoltuk a fény és a beton „társításának” lehetőségeit. Kétségtelen tény, hogy a témakör kiemelkedő terméke az optikai szálakat tartalmazó Litracon – azaz fényáteresztő - elnevezésű termék, amely magyar találmány. A világ számos országában mutatták be, és alkalmazzák ma már egyre szélesebb körben. Szerencsére hazánkban is egyre népszerűbb a folyamatos fejlesztés alatt álló Litracon termékcsalád, így alkalmazásának szép példáival több helyen találkozhatunk (2. kép).

A fényáteresztő beton megjelenése – különösen természetes vagy mesterséges megvilágítással - az optikai szálak elhelyezkedésének variálásával változatossá tehető.

• Formátum: előregyártott blokk
• Alkotóanyagok: 96% beton, 4% optikai szál
• Testsűrűség: 2100–2400 kg/m³
• Optikai szálméretek: 0,002-2 mm
• Optikai szálak képe: pontos, sávos, organikus
• Blokk mérete: 300 x 600 mm
• Vastagság: 25–500 mm
• Szín: szürke, fekete, fehér
• Felület: polírozott
• Nyomószilárdság: 50 N/mm²
• Hajlítószilárdság: 7 N/mm²

Korábban már említettem, hogy a termékcsalád folyamatos fejlesztés alatt áll. Ennek eredménye a Litracon pXL, melyben egy speciális, műanyag csapokból álló idom vezeti át a fényt. Elnevezésében a felületen szabályosan megjelenő fénypontokra, pixelekre utal a „p”, az XL pedig a nagy elemméretet hangsúlyozza. Míg a Litracon elemeket maximum 30 × 60 cm-es méretben tudják előállítani, addig a pXL-ből akár 4 méteres elemeket is lehet gyártani.

A műanyag színezhető, ezáltal különleges fényhatások érhetőek el. Az előre gyártott, vasalt panelekből készülő, 6-10 cm vastagságú Litracon pXL polírozott (csiszolt, mosott és zsaluzott) felületű is lehet. A pixelbeton anyagköltsége lényegesen alacsonyabb, emellett előállítása is egyszerűbb és olcsóbb az optikai szálas Litraconhoz képest, valamint teljes egészében iparosítható.

• Formátum: előregyártott, erősített panel
• Alkotóelemek: 96% beton, 4% PMMA
• Testsűrűség: 2100-2400 kg/m³
• Felületképzés: polírozott, csiszolt, mosott
• Vastagság: 40 mm és 60 mm
• Panelméretek: 40 mm vastagságnál max. 1200 × 600 mm 60 mm vastagságnál 3600 × 1200 mm

A Litracon termékcsalád mellett számos irányzat, törekvés is ismert a beton fényáteresztő képességének megvalósítására. Nemcsak betontechnológusok, de iparművészek, belsőépítészek is törekednek a különböző transzparens anyagok pl. üveg, műanyag társítására a betonnal. Egyrészt a hagyományos üvegfeldolgozást, üvegtechnikát fejlesztik tovább, másrészt a betontechnológia újdonságait alkalmazva hoznak létre korszerű és érdekes megoldásokat. Ennek szép példáit mutatja be a 3. kép, ahol az üveg mellett ismételten megjelennek a műanyagok különböző formái.

Öntömörödő beton

Már utaltunk arra a tényre, hogy az 1980-as években a betonokkal szemben fokozottan előtérbe került a minőségi, technológiai követelmények szigorodása, az esztétikai igények növekedése. Az igények teljesítését döntően befolyásolta, hogy a jól képzett, a kivitelezésben dolgozó munkaerő struktúrája is jelentősen változott, azaz a követelmények közé került az „emberi tényező” minimalizálása. Így született meg az öntömörödő beton technológiája elsőként Japánban, és terjedt el világszerte.

• saját súlya hatására üregmentesen ki tudja tölteni a tetszés szerinti alakú zsaluzatot és vasalatot,
• szétosztályozódás nélkül, önállóan légtelenítődik,
• szinte tökéletesen kiegyenlítődik. Az ÖTB (SCC) technológia előnyei:
• kevesebb élőmunka igény (kb. 20%)
• energiaigény csökkentése,
• gyors beépíthetőség.

Az öntömörödő beton jellegzetessége az, hogy a szemcseváz szerkezetben (dmax=16 mm) megnövelik a finomrész tartalmat, melynek ideális mennyisége egymásra épülő kísérletekkel állapítható meg. A hagyományos és öntömörödő beton összetételének összehasonlítását a 3. ábra mutatja be. A kifejlesztett öntömörödő beton technológia új konzisztencia vizsgálati eljárások kidolgozását vonta maga után, pl. blokkoló gyűrűs, L-dobozos, blokkoló rácsos vizsgálat U-alakú edényben, Kajima dobozos vizsgálat stb.

Ezen vizsgálati módszerek (a folyósság /viszkozitás/, a zárványképződési hajlam, az önkiegyenlítő képesség, az önlégtelenítő képesség, a szerkezeti stabilitás) elsősorban a beépíthetőséget helyezik előtérbe.

A kidolgozott új konzisztencia vizsgálati eljárások közül a legelterjedtebb a terülés, valamint blokkoló gyűrűs vizsgálat. A terülés mérésével az ÖTB folyósságát, viszkozitását állapíthatjuk meg, a blokkoló gyűrűs vizsgálatnál (4. kép) az előbbiek mellett a zárványképződési hajlamot is jól ellenőrizhetjük. E két eljárás akár a beépítés helyszínén is alkalmazható konzisztencia vizsgálat.

Az öntömörödő betonokról elmondható, hogy a hagyományos betonokhoz képest mikrostruktúrájuk jobb, szilárdulásuk a korai (1-2 hetes) szakaszban gyorsabb. Azonos vagy jobb húzószilárdsággal rendelkeznek, mint a vibrált betonok, alkalmasak nagy teljesítőképességű betonok előállítására. Jól tervezhető a beton összetétele, azonban elkészítése nagyobb technológiai fegyelmet igényel (vízadagolás). Továbbá jó minőségű felületet ad, ezért látszó-, illetve látványbeton készítésére is kiválóan megfelel. Ez utóbbi jellemzésére mutatunk be egy szép példát a már megvalósult beépítések közül (5. kép).

Szálerősített beton

Az emberiség a természetes anyagú szálak előnyös hatását, alkalmazását a különböző építőanyag termékekben évezredek óta ismeri. A technikai fejlődés eredményeképpen megjelentek az iparilag feldolgozott anyagok (pl. acélszálak), majd a különböző típusú mesterséges (műanyag) szálak.

A szálerősítés alkalmazását beton esetében 1874-re datálják, amikor A. Berand fémhulladékot kevert a betonba. Az ugrásszerű fejlődés a XX. század második felére tehető, a műanyagszálak megjelenésével [9], és további fejlődés várható a nanotechnológia eredményeinek felhasználásával.

A vasbetonban a beton a nyomást, a vasalás a hajlító-húzó igénybevételeket veszi fel. Ez utóbbi „kiváltása” lehetséges a finomabb, egyenletesen eloszlatott szálas anyagok alkalmazásával. Az alkalmazott műanyagszálak (hossz: 5-40 mm) mennyisége betonokban általában 1 kg/m³ (6. kép), homokbetonokban 5-10 kg/m³. Az acélszálak mennyisége 25 kg 1 m³ betonhoz.

• nő a hajlító-húzószilárdság,
• javul az alaktartósság,
• csökken a repedésérzékenység (a zsugorodás következtében fellépő húzó-igénybevételeket a szálak veszik fel),
• nő az ütésállóság és a kopással szembeni ellenállás.

A szálerősített frissbetonok konzisztencia vizsgálata eltér a hagyományosnak tekinthető konzisztencia vizsgálatoktól, de megjegyzendő, hogy a vizsgálati eljárások még kevésbé kidolgozottak. A szálanyagok bedolgozására többféle megoldás is született. Frissbetonba történő közvetlen adagolása általános elterjedt, de ismert olyan megoldás is, amikor a szálakat előre elhelyezik az öntőformában, és utána kerül sor a betonnal történő kiöntésre (SIFCON betonok [10]), 7. kép).

Szálerősítést hazánkban elsősorban ipari padlók (acélszál) készítésénél alkalmaznak. Műanyag szálerősítést egyedi tervezésű, speciális igényeket is kielégítő, vékonyfalú elemek gyártásánál használnak.

Külföldön igen elterjedten alkalmazzák a szálerősítést időjárásnak kitett szerkezetekben (útbetonok, térbetonok), a szál - erősített homokbetonokat pedig vékony (2 cm vastagságú) elemek – homlokzat - burkolatok, erkélymellvédek – készítéséhez. Az egyik legismertebb beépítés az Ördög-híd Franciaországban, amely 1,8 m magas szerkezet, és 70 métert hidal át alátámasztás nélkül (8. kép).

Hazánkban a szálerősítést elsősorban ipari padlók (acélszál) készítésénél alkalmazzák. Műanyag szálerősítést egyedi tervezésű, speciális igényeket is kielégítő, vékonyfalú elemek, design elemek készítésénél használnak. Jó példa erre a C3 Atelier bemutatótermének szálerősített betonból készült „csillárja”, avagy az egyre népszerűbb beton úszótestek, betonkenuk készítése (9., 10. kép). Mindkét esetben a hagyományos vasalás elmarad, a kellő szilárdságot a műanyag szálak biztosítják.