Építészet | Építőanyagok » A nagyszilárdságú beton

Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok A nagyszilárdságú beton Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Tartalomjegyzék Bevezető A nagyszilárdságú beton (NSB) fogalma A nagyszilárdságú beton alkalmazása Nagyszilárdságú beton a magasépítésben Nagyszilárdságú beton a mérnöki létesítményeknél Műszaki szabályozás Betontechnológia Kiindulási anyagok Cement Kiegészítő anyag Adalékanyag Adalékszer Beton recept javaslatok A frissbeton tulajdonságai Konzisztencia és bedolgozhatóság Tömörítés A megszilárdult beton tulajdonságai Mechanikai mérőszámok Nyomószilárdság Húzószilárdság Hajlító-húzószilárdság Alakváltozás Rugalmassági modulus Zsugorodás és kúszás Tartósság Vízzáróság Fagy- és olvasztósó-állóság Karbonátosodás Korrózióállóság Kopásállóság Tűzállóság A

nagyszilárdságú beton előállítása Minőségbiztosítás Általánosságok Minőségellenőrzés Távlatok, lehetőségek A nagyszilárdságú beton előnyei Gyártó, forgalmazó Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Bevezető A beton, mint építőanyag alkalmazási lehetőségei a folyamatos fejlesztések következtében létrejövő fejlődésnek köszönhetően állandóan szélesednek. A környezet változásai és sajnálatos módon negatív irányban elmozduló hatásai egyre inkább előtérbe helyezik a beton tartóssági kérdéseit. Ezek, mint kihívások arra ösztönzik a kutatókat, hogy mind újabb és újabb megoldásokat találjanak a betont érő hatások leküzdésére és ennek köszönhetően új alkalmazási területeket tárjanak fel a beton alkalmazására a magas-, a mély-, a víz- és a környezetvédelmi építési feladatoknál. A nagyszilárdságú beton alkalmazástechnikai szintű

használata egyike ezeknek a lehetőségeknek. A nagyszilárdságú beton (NSB) fogalma A tartósság mellett a beton egyik legfontosabb tulajdonsága a nyomószilárdság. A betonokat elsősorban a nyomószilárdság szerint szokták osztályozni, így a nagyszilárdságú beton fogalmát is ebből a szempontból kell meghatározni, még akkor is, ha a magasabb szilárdsági értékek a magasabb tartóssági követelmények teljesítéséhez szükséges alacsony víz-cement tényező miatt adódtak. A nagyszilárdságú betont (NSB) angol nyelvterületen „High Strength Concrete-nak (HSC) nagy szilárdságú betonnak, illetve High Performance Concrete-nak (HPC) nagy teljesítőképességű betonnak definiálják. A német szabályozás (DAfStb-Richtlinie für Hochfester Beton) nagyszilárdságú betonnak a B 65 - B 115 közötti betonokat nevezi, amely a magyar jelölések szerint kb. C 55 - C 95 közötti betonoknak felel meg. A FIP-CEB munkacsoportja 1990-ben a következőképpen

határozta meg a nagyszilárdságú beton fogalmát: „Azokat a betonokat, amelyeknek a henger nyomószilárdsága a jelenlegi nemzeti előírásokban létező határok, azaz 60-130 MPa között van, nagyszilárdságú betonoknak nevezzük. A gyakorlati felső határt az alkalmazott hagyományos adalékanyagok szabják meg.” A nagyszilárdságú beton alkalmazása Japánban, a skandináv államokban, mindenek előtt Norvégiában, Izraelben, Ausztráliában, Kanadában és az USA-ban még csak a 70-es évek óta foglalkoznak a nagyszilárdságú beton kutatásával és alkalmazásával, mégis rohamosan fejlődik és terjed szerte a világon. Németországban a nagyszilárdságú betonnal kapcsolatos vizsgálódások csak a 80-as években kezdődtek el, azonban mára részletes és alapos szabályozás áll rendelkezésre. A nagyszilárdságú betonokat nemcsak a felhőkarcolók építésénél való felhasználáshoz alkalmazzák szerte a világon, hanem igen jelentős a

különféle mérnöki létesítményeknél való alkalmazás is. Így például előszeretettel használják ma már tengeri olaj fúrótornyoknál és egyéb tengeri létesítményeknél, hidaknál, ahol nemcsak a beton magasabb nyomószilárdsági értékeit tudják hasznosítani, hanem a fő követelmény a tengervízzel, földrengéssel stb. szembeni ellenálló képesség biztosítása és az ezzel összefüggő tartóssági kérdések teljesítése. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok A nagyszilárdságú beton alternatívát kínál a toronyházépítésben az acélszerkezettel szemben. A nagy betonszilárdság miatt a pillérek méretei csökkennek és vasalást is meg lehet takarítani. Ennek a betonnak a további előnyei a tűzvédelemben és az építési feladatok gazdaságos kivitelezésben használhatóak. Mivel Magyarország építési kultúrája és ezen belül a betontechnológia ismeretanyaga

leginkább a nyugat-európai kultúrákkal rokon, álljon itt példaképpen a már említett, Frankfurt am Mainban megépült magasház építés közbeni képe. 1. ábra: Frankfurt am Main, Mainzi országút 16-28 szám alatti magasház A Mainzi országút 16-28. szám alatti magasház monolit vasbeton szerkezeténél B 85 (kb C 70) minőségű, nagyszilárdságú transzport-betont alkalmaztak, amelynek technológiai vizsgálatait 1988-ban kezdték el. Mivel nagyszilárdságú betont külföldön elsősorban magasépületeknél és igényes mérnöki létesítményeknél alkalmaznak, a nagyszilárdságú beton sajátosságait e két területről vett két-két példa alapján vizsgáljuk meg konkrétabban. Nagyszilárdságú beton a magasépítésben A nagyszilárdságú beton szerkezeti és gazdasági előnyei elsősorban az erősen igénybevett nyomott szerkezeti elemeknél mutatkoznak meg. A betonszilárdság területén elért egyik kimagasló teljesítményt egy kb. C 110

minőségű betonnal érték el az USA-ban, Seattle-ben, a ‘’Two Union Square’’ 220 m magas épületénél. Az épület terheit négy, kb 3 m átmérőjű belső pillér és tizennégy kb. 1 m átmérőjű külső pillér hordja A pillérek acélcső köpennyel vannak ellátva, amelyeket az alaptól az 58. emeletig egy kb C 110 minőségű betonnal betonoztak ki Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Összességében mintegy 10.000 m3 betont építettek be ezzel a nagy szilárdsággal A beton nagy szilárdságát kb. 0,23 víz-cement tényező mellett és mintegy 40 kg/m3 szilikapor - kb 7 % a cement tömegére vonatkoztatva - adagolásával érték el. A betont mindig két emelet magasságban lentről felfelé szivattyúzták az oszlopokba. A csővezetékek közvetlenül a pillérek talpához voltak csatlakoztatva, így a beton magas nyomása következtében biztosítható volt a kifogástalan kitöltés és

tömörítés vibrátor alkalmazása nélkül. A betonozáshoz transzportbetont alkalmaznak, ahol a folyósító szer egy részét már az üzemben hozzáadták. A maradék bekeverése az építkezés helyén történt, hogy a beépítésnél a folyós konzisztencia biztosítva legyen. A szintén az USA-ban 1990-ben elkészült, 65 emeletes irodaház a chicagói ‘’South Wacker Drive’’ a maga 292 m-es magasságával abban az időpontban a világ legmagasabb betonépülete volt. Az épületmagban lévő faltárcsák és a térbeli emeleti keretek oszlopai kb. C 80 minőségű, nagyszilárdságú betonból készültek. A betonban 360 kg/m3 mennyiségű, 3900 cm2/g fajlagos felületű (Blaine-szám) portlandcementet és 58 kg/m3 - kb. 16 % a cement tömegére vonatkoztatva - szilikaport használtak fel A 0,32-es víz-cement tényező ellenére a frissbeton kb. 60 cm-es terülési mérőszámú, folyós konzisztenciával bírt. A betont egy betonszivattyú és egy elosztógém

segítségével építették be Ezáltal a szállítási teljesítmény a 80 m3/h-t is elérhette. Az összesen 84000 m3 betonból 47000 m3-t tett ki a nagyszilárdságú beton mennyisége. Egy emelet elkészítéséhez 5 napra volt szükség Nagyszilárdságú beton a mérnöki létesítményeknél Az Északi-tengeren lévő, 260 m magasságú betonból készült olaj fúrótornyoknak ellen kell állniuk a több mint 200 m-es vízmélység melletti 30 m-es magasságot is elérő hullámoknak, a földrengés okozta terheléseknek, a magas víznyomásnak és az agresszív környezeti feltételeknek. 1974 óta egyedül csak a norvég vállalkozók 15 ilyen nagy ellenálló képességű építmény létesítésénél kb. 1,5 3 millió m betont építettek be. Emellett az elért betonszilárdságok is emelkedtek kb. C 35-ről (1974), kb. C 60-ra (1986) Ez a fejlődés tovább folytatódott és az elért betonszilárdságok ma már kb. C 80 és kb C 100 között vannak A beton magas

szilárdsági értékei ezeknél az építményeknél nem voltak előtérbe helyezve. Ezek az értékek a megcélzott magasabb tartósság eléréséhez szükséges alacsony víz-cement tényező miatt adódtak. Folyósító adalékszer segítségével a víz-cement tényezőt 0,38-ra lehetett csökkenteni és szilikapor adagolása ellenére egy kb. 60 cm-es terülési érték volt biztosítható. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Dániában a Nagy Belt tengerszoros felett létesített összeköttetésnél több mint 1 millió m3 betonra volt szükség a kb. 8 km hosszú vasúti alagút, a kb 6,6 km hosszú Nyugati-híd és a kb 6,8 km hosszú Keletihíd megépítéséhez A betonösszetétel kiterjedt vizsgálatánál a tartóssági kérdések álltak az előtérben Szilikapor és pernye alkalmazását kötelezően előírták. A pernye részarányának legalább a cementmennyiség 15 %-át kellett elérnie A

szilikapor aránya 4 és 8 % között volt és a pernyével együtt a cementmennyiség 25 %-át nem volt szabad túllépniük. A legerősebben igénybevett beton 25 kg/m3 szilikaport tartalmazott maximálisan 0,33 víz-cement tényező mellett. A víztartalmat 135 liter/m3 értékben korlátozták. Műszaki szabályozás A jelenleg hatályos magyar szabványok és műszaki előírások még nem ismerik a nagyszilárdságú beton fogalmát. Az MSZ 4719-82 szabványban szereplő legmagasabb szilárdsági osztály a C 55 Az új MSZ EN 206-1:2002 európai beton szabvány azonban már definiálja a nagyszilárdságú beton (C 50/60 – C 100/115) és a nagyszilárdságú könnyűbeton (LC 50/55 – LC 80/88) fogalmát is. A német előírások közül a DIN 1045 szabvány is csak B 55-ig (kb. C 45) definiálja a betonokat, de létezik egy műszaki irányelv (DAfStb-Richtlinie für Hochfesten Beton, August 1995), amely lényegében a DIN 1045 kiegészítése és amely a nagyszilárdságú

beton fogalmát és B 65 - B 115 közé teszi, amely a magyar jelölések szerint kb. C 55 - C 95 közötti betonoknak felel meg Az Amerikai Egyesült Államokban a nagyszilárdságú betonról szóló normatív megállapításokat az ACI 318-89 számú jelentése tartalmazza (ACI 318-89, Building Code Requirement of Reinforced Concrete, American Concrete Institute, 1989). A norvég szabályozásban az NS 3473 /2/ szabvány 105 N/mm2 nyomószilárdságig tartalmaz a betonra vonatkozó megállapításokat (Norwegian Standard NS 3473, 11. kiadás 1989, Projektiering av betonkonstruksjoner Beregnings - og Konstrisjonsregler, 3. utg 11/1989) A CEB-FIP Model-Code 1990 /3/ kiadvány 100 N/mm2-ig definiálja a beton nyomószilárdságát (CEB-FIB Model-Code 1990, Final Draft, CEB-Bulletin d’Information No. 203-205, 7/1991) Betontechnológia A nagyszilárdságú beton gyártásánál a következő legfontosabb szabályokat kell betartani: • Alacsony víz-kötőanyag tényező

beállítása - v/k = 0,25-0,35 - folyósító adalékszer alkalmazásával (v/k = összes víz + folyósító / cement + szilikapor). • Magasabb szilárdsági osztályú cementek használata. • Mikroszilika (szilikapor), mint kiegészítő anyag igénybevétele. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Ezen intézkedések következtében a cementkő szilárdsága, mely a normál betonban, mint leggyengébb rész szerepel, megnő. Ez főként az alacsony víz-kötőanyag tényezőnek köszönhető, de a kötőanyagként is figyelembevett szilikapor hatása sem elhanyagolható. Megnő továbbá a tapadóerő a cementkő és az adalékanyag között. Ebben az elsődleges szerep a szilikaporé, mivel kis mérete miatt képes kitölteni az adalékszemcse és a cement közötti találkozási zónát. Kiindulási anyagok Cement A nagy szilárdság elérése érdekében a betonhoz magasabb szilárdsági osztályú cementeket

kell használni (pl. CEM I 42,5 vagy CEM I 52,5) A C 70 szilárdsági osztálynál magasabb szilárdságú betonokhoz a cementtartalmat 400-500 kg/m3 között célszerű megválasztani. A 100 N/mm2 feletti szilárdságokhoz a magasabb cementtartalommal összefüggésben szükséges a víz-kötőanyag tényező értékének csökkentése (v/k<0,28). Ebben az esetben a részben nem hidratálódott cementrészek járulékosan kitöltik a cementkő pórusüregeit. Kiegészítő anyag 80 N/mm2 fölötti nyomószilárdságnál rendszerint szilikapor adagolására van szükség. A szilikapor a fém szilícium és a szilícium ötvözetek gyártásánál keletkezik melléktermékként. Ez tulajdonképpen a kvarc (SiO2) és a szén (C) elektromos ívben történő reakciójakor jön létre. A csak részben redukált kvarc egy része elpárolog, mint SiO és az elektromos olvasztókemence hűtőzónájában oxigénnel érintkezve SiO2vé oxidálódik. A villamos porleválasztó

(elektrofilter) a mikrofinomságú SiO2 szemcséket összegyűjti A Németországban engedélyezett szilikapor termékek SiO2 tartalma nagyobb, mint 90%. Ezen termékek fajlagos felülete 20-22 m2/g között van, a közepes szemcsenagyság kb. 1µm Ez az érték a cementtel szemben mint egy 100-szor nagyobb finomságot jelent. A mikroszilika puccolánosan működik, azaz a hidratáció során szabadon lévő kalcium-hidroxiddal reagál és kalcium-szilikát-hidráttá alakul. Ennek következtében szilárdságot növelő tényezőként van jelen, továbbá a finom mikroszilika szemcsék kitöltik a cementkő pórusüregeit. Az eddigi tapasztalatok szerint, műszaki és gazdaságossági szempontok figyelembevételével a szilikapor adagolását cementtömegre vonatkoztatva 5-10 % között ésszerű megválasztani. A megengedett 10 % maximális adagolás messzemenően elegendő lúgos tartalékot szavatol. Ez azt jelenti, hogy a vasalás korrózió ellen védett marad. Adalékanyag 2 A

kutatások kimutatták, hogy kb. 120 N/mm beton nyomószilárdságig a szokásos normáladalékok megfelelőek. Ennél magasabb beton nyomószilárdság elérése érdekében olyan nagyszilárdságú zúzott anyagot kell alkalmazni, mint például a bazaltzúzalék, vagy a porfír. Az adalékanyag szemalakjának lehetőleg zömöknek kell lennie. A feltételezett magas kötőanyag tartalom miatt főként finomrész-szegény homok használata indokolt. Adalékanyag maradékok használata nem megengedett Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Adalékszer A nagyszilárdságú betonokra vonatkozó német irányelvekben tették közzé azt az előírást, amely a beton adalékszerek adagolásának felső határánál már megkülönbözteti a nagyszilárdságú betonokat. Ennek alapján a kb. C 55 - C 95 közötti betonokhoz cement kilogrammonként legfeljebb 70 gramm, illetve 70 ml folyékony adalékszer adagolható és több

adalékszer együttes adagolása esetén sem lehet az adalékszerek mennyisége több, mint 80 gramm, illetve 80 ml cement kilogrammonként. Ez a magyar fogalmaink szerint egy konkrét példára lefordítva azt jelenti, hogy ha például egy nagyszilárdságú betonban STABIMENT VZ 4 késleltetőt alkalmazunk cementtömegre vetített 0,5 % 3 mennyiségben, amely - figyelembe véve a szer 1,16 kg/dm sűrűségét - kb. 4 ml, illetve 5 gramm késleltetőt jelent cement kilogrammonként, akkor ebbe a betonba például a STABIMENT FM 95 folyósítóból még elméletileg kb. 62 ml-t, illetve - figyelembe véve a szer 1,20 kg/dm3 sűrűségét - 75 grammot adagolhatunk cement kilogrammonként, amely megfelel 7,5 %-nak. Itt természetesen figyelembe kell venni az indokolt igényeket és a szerek műszaki lehetőségeit is. A jobb bedolgozhatóság érdekében, mivel előírás a folyós vagy képlékeny konzisztencia, ugyanakkor szükséges az alacsony víz-kötőanyag tényező

beállítása: magas hatóerejű folyósító adalékszerek alkalmazása szükséges. Ilyen termékek például a STABIMENT FM 93, FM 95 és az FM 62 A 0,32-0,35 víz-kötőanyag tényezőhöz a szokásos adagolási mennyiség 2,5 - 4,0 % a cement tömegére vonatkoztatva. Ezzel egy kb 50 - 55 cm-es terülésű, folyós konzisztencia érhető el Ha a víz-kötőanyag tényező ≤ 0,32, akkor a folyósító adalékszerek adagolása cement kilogrammonként 3 - 6 % között szükséges. Transzportbeton előállításához járulékosan szükség van például STABIMENT VZ 4 késleltető adalékszerre is a hőmérséklet függvényében kb. 0,4 - 0,7 %-os adagolással Ettől a beton végszilárdsága nagyobb lesz és a bedolgozhatóság időtartama is növekszik. 2. ábra: A beton konzisztenciájának mérése beépítés előtt Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Beton recept javaslatok Az alábbi táblázatban

iránymutatásnak szánt beton receptek találhatók (kb. C 70-től C 80-ig) különböző cementfajtákra vonatkozóan. A 28 napos korban elérhető nyomószilárdságok elsősorban a vízkötőanyag tényező függvényében vehetők figyelembe Recept sorszáma Alkotórészek Cementfajta Cementtartalom kg/m3-ben Keverővíz tartalom l/m3-ben Szilikapor tartalom kg/m3-ben Víz-kötőanyag tényező ∗ Adalékanyag kg/m3-ben Homok 0/2 mm Kavics 2/8 mm Kavics 6/16 mm Adalékszer l/m3-ben STABIMENT FM 93 folyósító STABIMENT VZ 4 késleltető A frissbeton terülése cm-ben 28 napos nyomószilárdság N/ mm2-ben ∗∗ ∗ ∗∗ 1 2 3 4 5 CEM I 42,5 R CEM I 42,5 R CEM I 52,5 CEM I 52,5 CEM III/A 42,5 450 155 30 0,34 450 128 45 0,30 450 155 30 0,34 450 128 45 0,30 450 145 30 0,33 618 265 882 661 358 768 610 265 875 650 352 755 608 260 868 10 1,6 50-52 94-100 22 1,6 50-52 94-116 10 1,6 50-52 100-110 22 1,6 50-52 115-120 9 1,6 50-52 95-100 Víz-kötőanyag

tényező (v/k) = keverővíz + adalékszer + slurryvíz (folyékony szilikapor nedvességtartalma) / cement + szilikapor 150 mm átmérőjű hengeren mérve A frissbeton tulajdonságai Konzisztencia és bedolgozhatóság Szilikapor adagolásával a frissbeton vízigénye megnő, illetve a szilikapor nagy finomsága miatt a frissbeton ragadásával kell számolni. Ez a stabilizáló hatás egyrészt előnyös, másrészt viszont a beton bedolgozhatósága és tömöríthetősége leromlik. Ezért a konzisztenciát folyósítók alkalmazásával 50-55 cm-re állítjuk be, hogy a bedolgozást minőségileg javítsuk. A mindenkori folyósítószer adagolás függ a felhasznált cementfajtától és a legtöbb esetben a megadott maximális adagolási mennyiségtől. Kutatások alátámasztják, hogy v/k ≤ 0,25 esetén a felhasznált cementfajta és folyósítószer függvényében, a folyósítószer további növelése a konzisztencia semmilyen javulását nem eredményezi.

Transzportbetonok esetében a jobb bedolgozhatóság érdekében az építés helyszínén folyósítószer utánadagolás célszerű. A frissbeton besűrűsödése alapvetően a felhasznált cementtől függ Szilikapor adagolása a frissbeton merevedését kismértékben gyorsítja. Magasabb frissbeton hőmérséklet 30 °C-ig alig vezet gyorsabb frissbeton merevedéshez, mint 20 °C-on. Késleltető adagolásával csökken a frissbeton merevedése, amely egyébként a korai szilárdság rovására megy. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Tömörítés Szükséges, hogy a légbuboréktartalmat egy lehetőség szerinti jó tömörítéssel alacsonyan tartsuk és ezáltal egy tömör betonszerkezetet érjünk el. Szilikapor tartalmú nagyszilárdságú betonok esetében megnövekedett tömörítési szükséglettel kell számolni. A megszilárdult beton tulajdonságai Mechanikai mérőszámok Nyomószilárdság A

mikroszilika adagolásának jelentős hatása van a nyomószilárdságra. A szokásos (cementtömegre vetített kb. 7 %-os) szilikapor adagolással készített betonok szilárdsága 15-20 %-al nagyobb, mint a mikroszilika nélküli, azonos v/k tényezőjű betonoké. Ennél magasabb adagolás azonban nem okoz jelentős további szilárdságnövekményt. A cement szilárdsági osztálya visszatükröződik a 28 és 56 napos beton nyomószilárdságokban. A szilikaport is tartalmazó CEM I 52,5 cementtel készült betonok végszilárdsága 10 %-al magasabb, mint a CEM I 42,5 cementből készített betonoké. A nagyszilárdságú betonok végszilárdsága már 28 napos kor közelében kialakul. Késleltető adalékszer használata esetén a 24 óra utáni nyomószilárdságok relatív alacsonyak. Húzószilárdság A beton húzószilárdságát a méretezésnél rendszerint elhanyagolják. Ennek ellenére majdnem minden méretezési összetevő, mint például a vasalás lehorgonyzási

hossza, a nyíró igénybevétel, a repedéstágasság korlátozása, a lehajlás ellenőrzése közvetlen összefüggésben van a beton húzószilárdságával. Kutatások kimutatták, hogy a nyomószilárdság növekedésével nem nő arányosan a húzószilárdság. Hajlító-húzószilárdság Amíg a hajlító-húzószilárdság normál betonnál a hengerszilárdság kb. 10 %-a, addig nagyszilárdságú beton esetében ez csak kb. 5 % A zúzalék és kavicsadalék (16 mm-es szemnagyság) között nem állapítottak meg szilárdság különbséget. Alakváltozás Rugalmassági modulus A vizsgálatok szerint a rugalmassági modulus nem nő arányosan a szilárdsággal. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Zsugorodás és kúszás A zsugorodás alatt a szilárduló beton kiszáradás következtében végbemenő térfogatcsökkenését értjük. Ezzel szemben gyakran összetévesztjük a frissbetonnál a hidratáció

általi vízmegkötés és a betonfelület kiszáradása következtében létrejövő térfogatváltozást, melyet töppedésnek nevezünk. A töppedés a fiatal korú nagyszilárdságú betonnál, feltehetően annak nagyobb finomsága miatt nagyobb, mint a normálbetonnál. Ez azért fontos, mert a bedolgozás és tömörítés után azonnal egy jó utókezelésre van szükség. A töppedés és zsugorodás következtében létrejövő térfogatváltozás további lefolyása az összehasonlításban jelentősen kisebb szintű, mint normál beton esetén. Ezt a beton alacsony víztartalma és magas tömörsége okozza, miáltal csökken a beton kiszáradása. A kúszás alatt a beton idő függvényében, tartós teher alatt létrejövő alakváltozás növekményét értjük. A normál betonnal összehasonlítva a nagyszilárdságú beton kúszási alakváltozása csökken. Tartósság A nagyszilárdságú beton nyomószilárdsága mellett vannak egyéb olyan kritériumok, melyek a

tartósságot pozitívan befolyásolják és lehetővé teszik a beton új alkalmazási területeinek feltárását. A csekélyebb víz-kötőanyag tényező miatt (< 0,35), illetve a finom kiegészítő anyagok hozzáadása révén, a kapilláris pórusok csökkenésével és finom pórusstruktúrával kell számolni, miáltal a cementkő mátrix tömörebb lesz. Vízzáróság A vízfelvétel és -behatolási mélység elsősorban a cementkő kapilláris porozitásától függ. A kutatások szerint a beton nyomószilárdságának növekedése mellett a víznyomással szembeni tömörsége is nő. Fagy- és olvasztósó-állóság A fagy- és olvasztósózással kapcsolatos vizsgálatok kimutatták, hogy a különböző fagyasztó eljárások alkalmazásával különböző eredmények várhatóak. A normál szilárdságú betonokkal összehasonlítva a nagyszilárdságú beton tömörebb szerkezete magasabb ellenállóságot eredményez. A fagyhatás előtti tárolás

körülményeinek döntő szerepe van. Azok a nagyszilárdságú betonok, melyek telítettségi foka kritikus és nem tudtak kiszáradni a fagyhatás előtt, ugyanúgy gyengébb fagyállóképességet mutatnak, mint a normál betonok. A gyakorlatban azonban a beton szakszerű előállítása és utókezelése esetén azzal lehet számolni, hogy a kritikus telítettség alig érhető el. Légbuborékképző alkalmazása a C 70-nél magasabb szilárdsági osztályú betonoknál a fagy- és olvasztósózással szembeni ellenállás semmiféle további javulását nem eredményezi. Feltehetőleg a magas tömörség miatt nem működik már a mesterségesen létrehozott légbuborékrendszer. Karbonátosodás A széndioxid a cementkő pórusokba való bejutásával a pórusoldatban található kalcium-hidroxid kalcium-karbonáttá alakul át. Ez a folyamat mindaddig zajlik és a pH érték csökkenését okozza, amíg nem lesz több leköthető kalcium-hidroxid. Beton adalékszerek

Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok A nyomószilárdság növekedésével a porozitás csökken, mely a karbonátosodási folyamat lassulását eredményezi. A szilikapor alkalmazása a beton lúgos ellenállását csökkenti A vizsgálati engedélyek azonban felső határértékeket írnak elő a szilikaporok adagolásra, melyek betartása esetén a normálbetonhoz képest jelentősen magasabb karbonátosodás nem észlelhető. Ezt hosszú időtartamú kísérlettel kell ellenőrizni. Korrózióállóság A cementkő elegendő lúgossága megfelelő korrózióvédelmet szavatol. Ennek feltétele egyrészt a szilikapor adagolására vonatkozó határértékek betartása, másrészt a beton magas tömörsége miatti oxigénbehatolás csökkentése. Egy további tényező a normál betonnal összehasonlítva a csekélyebb vezetőképesség, amelyet a beton alacsonyabb nedvességtartalma okoz. Kopásállóság Ha a beton mechanikus hatásnak van

kitéve, akkor a felületen kopás lép fel. Szemben a normál betonnal, amelynél a kopásállóságot kemény adalékanyaggal növelik, a nagyszilárdságú beton kopásállósága a cementkő nagy szilárdsága következtében nő. Tűzállóság A vasbeton elemek tűzállóságát a leváló részek mértékével és a hőmérséklettől függő szilárdságcsökkenéssel értékelik. A nagyszilárdságú betonnál már 150 °C-os hőmérsékleti ráhatásnál kb. 30 %-os szilárdságcsökkenés lépett fel, míg a normál betonnál ekkor még csekélyebb szilárdságnövekmény volt tapasztalható. A lepattogzás mértékét kritikusabban értékelik, mint a hőmérsékletfüggő szilárdságveszteséget. A Frankfurtban alkalmazott B 85-ös (kb. C 70) beton F180 tűzállósággal bírt Az első 30 percben történt néhány lepattogzástól eltekintve az oszlopok jól bírták a tűz hatását. A nagyszilárdságú beton előállítása A nagyszilárdságú beton gyártása

alapvetően megegyezik a normál betonéval. A szilikapor alkalmazása miatt különleges intézkedéseket kell eszközölni annak tárolásnál és adagolásnál. A gyárban a keverési idő a normál betonéval szemben magasabb. A nagyszilárdságú betonnál ugyanis a szilikapor jobb feltárása érdekében szükséges a hosszabb átkeverés (kb. 30 másodperccel több), valamint a magasabb folyósítószer mennyiség miatt magasabb adagolási idővel is számolni kell. Ugyancsak a szilikapor adagolása miatt figyelembe kell venni a berendezések jelentősebb takarítási igényét is. Bizonyos keverőgépek elősegíthetik a cementszemcsék jobb elaprózódását, lehántolását, mellyel jelentős befolyást gyakorolnak a szilárdságra. A bolygólapátozású betonkeverő gépek speciális típusa az un. aktivátoros, vagy más néven intenzív keverőgép Ez utóbbi elnevezés arra utal, hogy azonos betonösszetétel esetén az ezekkel előállított keverék szilárdsági

jellemzői sokkal kedvezőbbek, mint a hagyományos géptípusokkal készített betonoké. Mindez az aktivátornak (wirbler) tulajdonítható, mely egy olyan keverőrendszer, melynek saját tengely körüli fordulatszáma (400-800 fordulat/perc) legalább egy nagyságrenddel nagyobb a keverőgépeknél szokásos értékeknél, ezért az általa létrehozott centri- Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok fugális erő a cement utólagos nedvesőrlését is elvégzi. A cement utóőrlésével növekszik annak fajlagos felülete és emiatt javulnak a beadagolt cement - és ezáltal a beton - szilárdsági jellemzői is. Minőségbiztosítás Általánosságok A nagyszilárdságú beton magas betonminőségének biztosításához egy költségesebb minőségbiztosítás szükséges, mint az az MSZ 4719-82 szerinti normál betonoknál (C 55-ig) szokásos. Itt többek között sokkal több ember felelős az építőanyagok

szállításától kezdve a transzportbeton- és előregyártó üzemeken keresztül az építési helyszínig. Minőséget jelenthet egy a partnerek között létrejött korai megállapodás is. A betongyártóknál ez csak akkor lehetséges, ha megvalósítják a sajátvizsgálatokat és határidőre szállítják a megkívánt vizsgálati eredményeket. A frankfurti épület építése során a nagyszilárdságú beton minőségének biztosítására a résztvevő cégek együttműködésével egy széleskörű minőségbiztosítási rendszert alkalmaztak. Minőségellenőrzés A minőségellenőrzés számára célszerű, ha az egyes munkautasításokat és a mindenkori termelési szintek határértékeit előnyomtatott válaszlistákon megadják a felelős vizsgáló személyeknek. Fontos az anyagok be-, illetve átvételi kritériumainak megállapítása. Minden készültségi fokhoz továbbá meg kell nevezni egy felelőst, aki az előírt értékek és a tényleges értékek

eltéréseiről közvetlenül informál és a megfelelő ellenintézkedéseket foganatosítja. Beton adalékszerek Habarcs adalékszerek Építési segédanyagok Különleges szárazhabarcsok Távlatok, lehetőségek Nagyszilárdságú beton (kb. C 80-ig) célirányos gyártása a Magyarországon létező kiindulási anyagok (cement, adalékanyag, adalékszer, szilikapor) és technikai berendezések (pl. aktivátoros keverő) segítségével - figyelembe véve a nemzetközi tapasztalatokat - ma már elérhető közelségbe került. A nagyszilárdságú beton előnyei Nagyszilárdságú beton alkalmazásával az épület alapterületének kedvező kihasználtsága érhető el a kis pillérkeresztmetszetek által. Például egy kb. C 35 minőségű betonból készített, 1 m x 1 m-es keresztmetszetű pillér, 20 MN normál erő mellett kb. C 70 minőségű beton alkalmazása esetén 64 cm-es szélességűre csökkenthető amellett, hogy vasmennyiség is megtakarítható. A

keresztmetszet méretének megtartása mellett a nyomott vasalás kb. C 70 minőségű betonnál 20 db Φ 25 mm-es acélra csökkenne, szemben a kb. C 35 minőségű betonnál szükséges 64 db Φ 28 mm-es acéllal Ezáltal a beton beépítése és tömörítése leegyszerűsödne. A nagyszilárdságú beton 0,40 alatti víz-cement tényező esetén gyakorlatilag már nem mutat kapilláris hézagot. A cementkő tömött, ezáltal javul annak ellenálló képessége a környezeti hatásokkal szemben és nő annak tartóssága. A nagyszilárdságú betonból készített nyomott rudaknál csökkennek az előállítási költségek, mivel a betonvas megtakarításának értékei magasabbak, mint a beton többletköltségei. A nagyszilárdságú beton tipikus ismertetőjegyei az alacsony víz-cement tényező és a szilikapor tartalom. A folyósító szerek lehetővé teszik a 0,35 alatti víz-cement tényező értéket és az egyidejűleg elérhető, képlékenytől folyósig terjedő

konzisztenciát. A cementkő feszültség-alakváltozási görbéje nagyszilárdságú beton esetén alkalmazkodik az adalékanyag görbéjéhez. Ebből a beton struktúrájában egy egyenletesebb feszültségeloszlás adódik, a beton homogénebb lesz. Ugyan ebből az okból az adalékanyag legnagyobb szemcsenagyságát 16 vagy 8 mm-ben korlátozzák. A nagyszilárdságú beton előnyei a következőképpen foglalhatók össze: ◊ ◊ ◊ ◊ nagyobb hasznosítható felület a kisebb pillérkeresztmetszetek által, egyszerűbb betonozás a kevesebb vasváz következtében, megnövelt tartósság a tömöttebb cementkő révén, valamint kisebb előállítási és fenntartási költségek. Gyártó Forgalmazó Sika Addiment GmbH D-69181 Leimen Peter-Schuhmacher Straße 8. Németország STABIMENT HUNGÁRIA Kft. Vác, Kőhídpart dűlő 2. : H-2601 Vác, Pf.: 198 : (36)-27-314-676, -314-665 ≡: stabiment@elender.hu : www.stabimenthu /: (36)-27-316-723