Betono savybės ir naudojimas

Betonas - tai sudėtingos struktūros kompozicinė medžiaga, kurios savybės priklauso nuo reikalaujamų fizikinių ir mechaninių charakteristikų. Nuo Tarybų Sąjungos laikais naudotos klasifikacijos pagal markes (pvz., M350) perėjus prie ES standartų, betonai ir smėlio betonai dabar klasifikuojami pagal betono klases (pvz., C25/30).

Betono klasifikacija ir savybės

Gniuždymo stipris

Paprastai betonas vertinamas pagal jo atsparumą gniuždymo jėgai. Klasifikacijoje raidė "C" nurodo betoną (angl. *Concrete*), tuo tarpu pirmi du skaitmenys nurodo mažiausią charakteristinį betono gniuždymo stiprį, MPa, bandant cilindrinius bandinius. Paskutiniai du skaitmenys - mažiausią charakteristinį betono gniuždymo stiprį, MPa, bandant kubinius bandinius.

Normaliojo ir sunkiojo betono stiprio gniuždant klasės:

• C 8/10
• C 12/15
• C 16/20
• C 20/25
• C 25/30
• C 30/37
• C 35/45
• C 40/50
• C 45/55
• C 50/60
• C 55/67
• C 60/75
• C 70/85
• C 80/95
• C 90/105
• C 100/115

Lengvojo betono stiprio gniuždant klasės:

• LC 8/9
• LC 12/13
• LC 16/18
• LC 20/22
• LC 25/28
• LC 30/33
• LC 35/38
• LC 40/44
• LC 45/50
• LC 50/55
• LC 55/60
• LC 60/66

Betono mišinio slankumas ir konsistencija

Betono mišinio slankumas - tai pats paprasčiausias ir plačiausiai naudojamas nesukietėjusio betono konsistencijos nustatymo būdas. Šiuo metodu, naudojant kūginę formą (Abramso kūgį), nustatomas kūgio suslūgimas milimetrais. Šis metodas netinkamas itin standiems mišiniams, bei itin skystiems mišiniams (pvz., savaime sutankėjančiam betono mišiniui).

Pagal slankumą betono mišiniai skirstomi į klases (S1-S4), kurios nurodo betono mišinio suslūgimą:

• S1 slankumo klasė (nuoslūgis nuo 10 iki 40 mm) apibūdina standžios konsistencijos betono mišinį, kuris vežamas transportu be maišymo įrangos.
• S2 slankumo klasei kūgio nuslūgis yra nuo 50 iki 90 mm ir toks mišinys jau gali būti vežamas automobilinėmis betono maišyklėmis.

Betono tankis

Pagal tankį betonai skirstomi į kelias grupes:

• Sunkieji (sauso betono tankis didesnis kaip 2600 kg/m³).
• Normalieji (2000-2600 kg/m³).

Betono atsparumas šalčiui

Betono atsparumo šalčiui markė žymima raide "F".

• Sunkiojo, normaliojo ir smulkiagrūdžio betono markės: F50, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Kiti betono tipai

Pagal užpildų stambumą:

• Smulkiagrūdžiai (gaminami tik su smulkiais užpildais, kurių dalelės iki 10 mm).

Betonai taip pat skirstomi pagal paskirtį:

• Konstrukciniai
• Konstrukciniai-termoizoliaciniai
• Termoizoliaciniai
• Hidrotechniniai
• Kelių
• Dekoratyviniai
• Atsparūs kaitrai

Betonavimo procesas ir kokybės užtikrinimas

Betono transportavimas ir padavimas

Betono mišinį geriausia transportuoti automobilinėmis betono maišyklėmis, kad jis neatšaltų. UAB "Betono Centras" prekinį betono mišinį tiekia tik po nuodugnių laboratorinių bandymų pagal betono mišinį reglamentuojančių Europinių standartų reikalavimus.

Betono siurblys - tai automobilinis transportas, skirtas paduoti betoną į norimą vietą. UAB "Betono Centras" turi įvairaus dydžio betono siurblių. Paprasčiausias būdas betoną transportuoti ir paduoti nedidelėms statybų aikštelėms - tai PUMI: betono siurblys ir "kriaušė" viename. Šis įrenginys dažniausiai skirtas mažoms, ankštoms statybų aikštelėms, kuriose reikalingas betono kiekis iki 20 m³, siekiant aptarnauti pigiau, greičiau ir švariau.

Betono klojimas ir tankinimas

Prieš klojant betono mišinį, nuo klojinių būtina nuvalyti sniegą ir ledą bei juos pašildyti iki teigiamos temperatūros. Rekomenduojama betono mišinį pakloti ir sutankinti per 90 minučių nuo jo pagaminimo, kol jis nepradėjo rištis.

Paklotas mišinys turi būti gerai sutankintas visame tūryje, aplink armatūros strypus ir formos kampuose, kad neliktų kavernų ir tuštymių. Kai naudojami vibratoriai, vibruojama, kol mišinys visiškai sutankėja. Vibruojant vengiama sluoksniavimosi, skysčio ištekėjimo, armatūros padėties pakitimo arba formų pažeidimo.

Betono kietėjimas ir priežiūra

Sutankintas betonas turi būti nedelsiant uždengiamas skydais arba dembliais, kad neprarastų išsiskiriančios šilumos ir būtų užtikrintas betono stiprio augimas. Betono temperatūra pirmas 4 valandas neturi nukristi žemiau +0°C ir negali būti žemesnė už 0°C, kol betonas pasieks 5 N/mm² stiprį, kad nebijotų peršalimo.

Norint pasiekti greitesnį betono stiprio augimą, reikia kietėjantį betoną šildyti (elektra, dujiniais degikliais, šiltu oru) iki 10-15°C temperatūros betono viduje. Reikia atsižvelgti į aplinkos temperatūros įtaką cemento rišimuisi. Betono priežiūrą turi atlikti betono naudotojas.

Klaidų prevencija betonavimo metu

Tariami betono trūkumai gali atsirasti dėl:

• Neteisingai paskaičiuoto reikiamo betono tūrio, kai faktiniai matmenys viršija projektinius.
• Betonavimo metu, dėl veikiančio betono svorio susidariusios deformacijos, iškraipančios betono klojinius.
• Nelygaus grunto ar betonuojamos apatinės dalies paviršiaus (taip pat viršutinės dalies).
• Betonuojant mažagabaritines konstrukcijas susidaro žymiai didesnis kiekis betono atliekų.

Siekiant užtikrinti pakankamą betono kiekį:

• Tiksliai išmatuoti betono klojinius, bei, kad baigti darbus, užsisakyti pakankamą betono kiekį.
• Dideliems betonavimams dėl galimų nubirėjimų, galimo storio padidėjimo, užsisakyti maždaug 2% didesnį kiekį nei paskaičiuota.
• NE! Neprašykite ar nereikalaukite betonvežių vairuotojų į betoną įdėti vandens, kadangi tokie veiksmai gali turėti skaudžių pasekmių. Tinkamai sumaišytas prekinis betono mišinys turi optimalų vandens kiekį.
• Informuokite, jei betono apdirbamumas (konsistencija) nėra toks, kokio tikėjotės.

Kokybės kontrolė

Kad užtikrinti itin aukštą betono mišinio kokybę, visi gauti komponentai yra nuolat tikrinami. Kiekvieną dieną atliekami betono mišinių bei sukietėjusio betono atitikties bandymai. Tai priklauso nuo miesto, kuriame planuojama betonuoti. Skirtingoms konstrukcijoms betonuoti naudojami skirtingų klasių betonai.

Sutankėjantis betonas: privalumai ir iššūkiai

Sutankėjantis betonas ypač palengvina betonavimo darbus ten, kur būtų sunku betono mišinį sutankinti, pavyzdžiui, tose vietose, kur arti vienas kito išdėstyti tvirtinimo elementai, esant sudėtingai gaminio konfigūracijai, tankiam armavimui arba kur tankinimas yra nesaugus dėl darbo dideliame aukštyje.

Apskritai dirbant su šiuo betonu tapo įprasta nustatyti kiek kitas fizines bei mechanines ypatybes, negu buvome įpratę naudodami tradicinį plastišką betoną. Sutankėjančio betono apdirbamumui nustatyti naudojami tokie bandymai kaip L dėžės (L-box) bandymas, padedantis įvertinti mišinio gebėjimą pratekėti pro siauras angas, pavyzdžiui, tarp armatūros strypų.

Sutankėjančio betono privalumai

Sutankėjančiam betonui būdingi ne tik technologiniai ir ekonominiai, bet ir ekologiniai, socialiniai privalumai. Prie ekologinių statybos privalumų priskiriamas mažesnis triukšmas, nes nebereikalingi triukšmingi tankinimo įrenginiai. Socialiniu požiūriu tokio betono įdiegimas padeda mažinti sergamumą profesinėmis ligomis, eliminuoja sunkų rankų darbą, betonuotojo profesiją daro patrauklesnę.

Be minėtų privalumų, naudojant šį betoną statybose išvengiama žmogiškojo faktoriaus įtakos, betonas sparčiau suklojamas į norimas monolitines konstrukcijas, prailginama klojinių eksploatavimo trukmė. Jis gali būti naudojamas kaip dekoratyvus betonas ar kaip priemonė, palengvinanti architektams įgyvendinti fantastiškus sumanymus. Gaminant surenkamojo gelžbetonio elementus sutaupoma lėšų vibravimo įrenginiams įsigyti ir naudoti, smarkiai pagerinamos darbo sąlygos darbininkams. Sutankėjančio betono naudojimas produktų gamybai leidžia pagerinti jų išvaizdą, realizuojami sudėtingesni projektai, prailginama eksploatavimo trukmė ir padidinamos realizuotų projektų apimtys.

Sutankėjančio betono rūšys

Lengvasis sutankėjantis betonas nuo kitų dažniausiai skiriasi tik stambių užpildų rūšimi. Jam gaminti gali būti naudojami gamtiniai (tufas, pemza) arba iš gamybos atliekų gauti (keramzito, perlito, agloporito, šlakų, pelenų) užpildai. Šis betonas gali būti konstrukcinis ar konstrukcinis bei izoliuojantis šilumą.

• Iš konstrukcinio gaminamos laikomosios gelžbetonio konstrukcijos. Jų stipris gniuždant siekia iki 40 MPa, tankis - apie 1500 kg/m³.
• Konstrukcinis bei šilumą izoliuojantis sutankėjantis betonas labiausiai tinka atitvariniams pastatų elementams. Jo stipris gniuždant - iki 20 MPa, šilumos laidumo koeficientas λ ≈ 0,3 W/m•K.

Taip pat verta paminėti ir ypač stiprų sutankėjantį betoną, kurio gniuždymo stipris vien dėl tankesnės struktūros gali siekti 100 MPa ir daugiau.

Iššūkiai ir plėtra

Prie trūkumų būtų galima priskirti tai, kad nuo pat betono mišinio pagaminimo iki konstrukcijos suformavimo reikia kruopščiai sekti mišinio konsistenciją, sudėtį, ar mišinys nesisluoksniuoja. Kadangi šie mišiniai yra ypač sklidūs ir skysti, keliami aukšti kokybės reikalavimai klojiniams. Sutankėjančio betono mišinio kaina yra iki 30 proc. didesnė.

Kita problema naudojant šį betoną yra tai, kad jis dėl tankios struktūros tampa pavojingas gaisro metu. Kylant temperatūrai betone susidarę vandens garai negali pasišalinti, todėl esant tam tikrai temperatūrai betonas tiesiog sprogsta. Siekiant to išvengti naudojamas polipropileninis plaušas. Taip buvo pasielgta Frankfurte betonuojant didžiulio prekybos centro kolonas. Į 1 m³ betono mišinio buvo dedama 2 kilogramai plaušo.

Kadangi pasaulyje sutankėjantis betonas statybinėms konstrukcijoms gaminti plačiau pradėtas naudoti vos prieš daugiau nei 10 metų, mokslinės ir gamybinės patirties apie sutankėjančio betono mišinių ir sukietėjusio betono ypatumus sukaupta dar mažai. Tačiau žymiausių specialistų nuomone, sutankėjantis betonas ateityje bus plačiai naudojamas ne tik jau minėtų konstrukcijų statybai, bet ir tiesiant kelius ar įgyvendinant skulptorių, architektų idėjas.

Šiuo metu Japonijoje sutankėjančio betono mišinio pagaminama daugiau nei 70 proc., skaičiuojant nuo viso šalyje pagaminamo betono mišinio kiekio. Panašu, kad čia įprastinio betono mišinio greitai bus apskritai atsisakyta. Vakarų Europos valstybėse (Švedijoje, Vokietijoje, Prancūzijoje) sutankėjančio betono mišinio panaudojama ne daugiau kaip 30 proc., o Lietuvoje jis tik pradedamas naudoti.

Šiuo metu įvairių šalių, taip pat Lietuvos Kauno technologijos universiteto Statybinių medžiagų katedros mokslininkai toliau ieško būdų, kaip išplėsti sutankėjančio betono ypatybių ir naudojimo ribas. Pastaruoju metu didelį susidomėjimą kelia plieniniu plaušu (fibromis) armuotas sutankėjantis betonas.

Betono istorija ir šiuolaikinės inovacijos

Betonas - viena seniausių statybinių medžiagų. Randama įrodymų, kad net egiptiečiai eksperimentavo su betonu, bet pirmieji šią technologiją panaudojo romėnai. Ir daugelyje kalbų betono pavadinimas romėniškos kilmės - *concrete*. Nuo tų laikų betono sudėtis mažai pasikeitė: smėlis, vanduo, trupintas akmuo, tiesa, romėnai dėdavo dar vulkaninių pelenų.

Iš betono pastatyta daugybė statinių Romos imperijoje: akvedukai, bokštai. Pats garsiausias betoninis romėnų statinys - Panteonas su 47 metrų aukščio kupolu, iki pat 15-ojo amžiaus buvęs aukščiausias ir didžiausias betoninis statinys. Kupolas pastatytas nenaudojant metalinės armatūros.

Žlugus Romos imperijai, betonas tapo pagalbine medžiaga ir tik 19 amžiuje iš naujo pradėjo užkariauti didžiąsias statybas.

Betonas didžiuosiuose projektuose

Panamoje 1881 metais imta statyti kanalą, turėjusį sujungti Atlanto ir Ramųjį vandenynus. Kanalą reikėjo nutiesti 82 km per džiungles ir Panamos kalnus. Pirmieji projekto ėmėsi prancūzai, sėkmingai iškasę Sueco kanalą. Pirmiausia buvo bandoma padaryti kaip ir Egipte: iškasti kanalą žemiau jūros lygio. Sunkios geologinės ir gamtinės sąlygos po aštuonerių metų privertė atsisakyti šio sumanymo.

Projektą perėmė amerikiečiai, jie atsisakė minties iškasti gilų kanalą ir nutarė daryti šliuzus. Pagrindinė medžiaga - betonas, jo gamybai pastatytos 8 gamyklos. Šliuzų vartai buvo daromi iš betono, todėl buvo galima atlaikyti 120 mln. litrų vandens spaudimą kiekviename šliuze.

Kitas išbandymas betonui - Huverio užtvankos statyba. Sutramdžiusi Kolorado upę, elektrinė turėjo pagaminti 2 000 megavatų elektros. 221 metro aukščio užtvankai sunaudota per 6 mln. tonų betono. Apatinėje dalyje apkrovos siekia 919 kg į kvadratinį metrą. Statytojai susidūrė su problema - betonui formuojantis išsiskiria šiluma. Pilant tradicinį betoną, užtvanka būtų įšilusi tiek, kad būtų deformavusios konstrukcijos, o betonas būtų aušęs kelis dešimtmečius. Greitai aušdamas betonas būtų pradėjęs skilinėti. Statytojai problemą išsprendė naudodami sausesnį betoną ir aušinimo metodus - oras statybvietėje įkaisdavo iki +40°C, todėl betonas buvo pilamas naktį, kai truputį atvėsdavo, papildomai betonas buvo maišomas su ledo drožlėmis.

Betonas šiuolaikinėje architektūroje

Betono panaudojimas pakeitė ir miestų išvaizdą. Betonas - pigesnė ir atsparesnė medžiaga statant dangoraižius. Iki tol aukšti pastatai buvo statomi naudojant metalines konstrukcijas, pvz., garsusis Empire State Building. Aukštėjant pastatams, inžinieriai susidūrė su kietumo problema, nes metalinės konstrukcijos nepakankamai jį užtikrino. Betono amortizuojančias savybes inžinieriai pagerino padidindami betono poringumą - įmaišė į betoną šlako ir mikro titnago dalelių.

Betono inovacijos

Betonui modifikuoti sukurta daugybė laboratorijų. Naujausi pasiekimai betoną daro tiesiog neatpažįstamą. Tipinį niūrų pilką betoną keičia naujų spalvų betonas su įmaišytomis dalelėmis, kurios maišosi su atmosferos rūgštimis ir jas neutralizuoja. Tai Jubiliejaus bažnyčia (*Jubilee Church*) Romoje, vos 13 km nuo senovės Panteono.

Neįtikėtina, tačiau betonas gali būti ir šviesai laidus. Nors ne taip paprasta įkomponuoti stiklą į betono struktūrą dėl cheminių procesų, jau sukurtas betonas, kuriame įmaišyta į miltus sutrinto stiklo, kuris praleidžia šviesą.

tags: #betonas #i #5 #l #bakeli #svoris