Beton

Beton je umetna mešanica veziva (cement), grobega in finega agregata (pesek, prod, gramoz) in vode. Poleg teh osnovnih sestavin lahko vsebuje tudi kemijske in/ali mineralne dodatke. V sodobni tehnologiji se v sestavo betona dodajajo razna polnila, kot so polimeri, vlakna, ki bistveno spremenijo osnovne lastnosti betona (krhkost, krčenje, trdnost). V praksi je treba sestavine betona odmeriti tako, da dosežemo zadovoljive lastnosti:

  • svežega betona v vseh fazah obdelavnosti,
  • otrdelega betona glede na njegovo trdnost, trajnost in deformabilnost.

V mešanici betona naj bi bile sestavine porazdeljene približno v naslednjem razmerju:

  • agregat – 75 % volumenske mase betona,
  • cementni kamen – 25 % volumenske mase betona (sestavljen iz mešanice cementnega prahu in vode, absorbirane in kapilarne vode ter ostanka nehidratiziranega cementnega klinkerja). Cementni kamen vedno vsebuje manjšo količino zajetega zraka, ki pa v dobro sestavljenem betonu ne sme presegati 2-5 % volumna betona.

Ostali dodatki betonu se dodajajo v zanemarljivih količinah glede na volumen betonske mase, kljub temu pa bistveno vplivajo na lastnosti svežega in otrdelega betona.

V otrdelem betonu ima cementni kamen dve nalogi:

  • med seboj poveže zrna mineralnega agregata in daje betonu njegovo trdnost,
  • zapolni prazni prostor med zrni agregata in tako tvori neprepustno maso.

Mineralni agregat ne sme vsebovati škodljivih sestavin v količini, ki bi lahko škodovala vezanju, strjevanju in obstojnosti betona. Vloga agregatov v betonu je:

  • zniževanje cene betona (mineralni agregati so namreč relativno poceni),
  • ustvarjanje kohezivnosti betona (v svežem stanju lažje obdelovati),
  • zniževanje hidratacijske temperature betona (so kemično inertni in delujejo kot odvajalci toplote, ki nastaja pri hidrataciji cementa),
  • zmanjševanje krčenja betona (na večino agregatov voda ne deluje, zato omejijo krčenje cementne paste med hidratacijo).

Velikost maksimalnega zrna v betonu je odvisna od konstrukcije, za katero beton uporabljamo. Pri večini konstrukcij je maksimalna velikost 16 do 32 mm. Trdnost pripravljenega betona pa je odvisna od trdnosti agregata, ki ga za pripravo betona uporabimo.

Zgodovina betona

Prvi so gradbeni material, ki je imel lastnosti, podobne današnjemu betonu, iznašli Rimljani. Rimski beton je bil izdelan iz vode, peska, apna, pucolana in zdrobljene opeke. Dobro so poznali škodljive primesi in osebne lastnosti različnih vrst peska. Z razvojem graditeljstva so prišli do tehnologije vlivanja enovite mase v lesen opaž in dosegli lastnosti, ki ustrezajo današnjim normativom.

Po velikem, že kar zgodovinskem požaru, ki je Rim prizadel leta 64 n. št., so izdali nove predpise za gradnjo, najpomembnejši je bil uporaba negorljivih materialov. Beton je bil v tistem času eden redkih materialov, ki je ustrezal zahtevi, zato so ga začeli uporabljati pri gradnji novih objektov.

Rimska tehnologija izdelave in uporabe betona se nadaljuje leta 1414, ko so v švicarskem samostanu našli opis rimskega betona in ga začeli izboljševati in razvijati. V 19. stoletju se je začel razvijati armirani beton in začela se je njegova širša uporaba pri gradnji objektov.

Danes je beton osrednje gradivo, ki se uporablja pri gradnji vseh vrst objektov, od nizkih do visokih zgradb, za najrazličnejše namene uporabe.

Vrste betonov

Po teži delimo betone na:

  • lahke betone,
  • normalne betone,
  • težke betone.

Poleg tega betone ločimo tudi glede na njihovo uporabnost, na npr. hidro betone, betone za gradnjo cest, specialne betone,…

Za vsako vrsto betona so predpisane posamezne karakteristike kakovosti betona, ki jih moramo ob pripravi betona upoštevati. Te so:

  • marka betona,
  • modul elastičnosti,
  • odpornost proti mrazu,
  • odpornost proti atmosferskim vplivom,
  • odpornost proti obrabi.

Betoni, ki morajo biti odporni proti obrabi, morajo biti izdelani iz agregatov, katerih kamenina je odporna proti obrabi.

Lastnosti betona

Dobre lastnosti otrdelega betona so izrednega pomena za zagotavljanje dolge življenjske dobe konstrukcij, seveda ob upoštevanju predpostavk, da je konstrukcija v normalnih klimatskih pogojih, da je obremenjena in uporabljana, kot je določeno s projektom, in da je redno vzdrževana, v skladu s projektom vzdrževanja.

Dosežene končne lastnosti otrdelega betona so odvisne od:

  • kakovosti betonske mešanice,
  • nege betona,
  • sušenja betona.

Medtem ko smo o pripravi betonske mešanice že govorili, nam zdaj ostane še omemba drugih dveh dejavnikov, torej nege betona in sušenja betona.

Končna trdnost betona je seveda odvisna od nege betona v času strjevanja in od vlažnosti okolja, v katerem se beton nahaja. Trdnost betona narašča, dokler so v cementni pasti še nehidratizirana zrnca cementa. Tako proces sušenja poteka nemoteno, če je relativna vlažnost okolja nad 80 % in če je temperatura okolja dovolj visoka. Zato je nujna nega betona z zagotavljanjem ustrezne vlažnosti okolja, vsaj v prvem mesecu starosti betona.

Sušenje betona ne prispeva k njegovi trdnosti, ker proces hidratizacije, za katerega smo prej omenili, da zagotavlja trdnost betona, potrebuje vlago. Tako osušeni beton nima vedno ustrezne in predvidene stopnje trdnosti, saj so določeni delci cementa lahko ostali nehidratizirani. Prehitro sušenje betona povzroča razlike med lastnostmi zunanjega betona in betona v notranjosti in lahko povzroči njegovo krčenje in pokanje. Betoni, ki imajo razmeroma veliko odprto površino, kot so npr. stene in plošče, se sušijo veliko hitreje kot masivni betonski elementi, kot so npr. stebri.

Tehnološke lastnosti betona

Pomembne tehnološke lastnosti betona so:

  • obrabnost,
  • vodotesnost,
  • zmrzlinska odpornost,
  • prostorninska stabilnost betona.

Obrabnost betona je pomembna predvsem za površine, ki so izpostavljene mehanskim vplivom in tekoči vodi. Obrabnost je sorazmerna s trdnostjo betona. Visokoodporni betoni morajo tako biti izdelani iz trdnega in trdega agregata in površinsko ustrezno obdelani.

Vodotesni betoni morajo zadrževati vodo brez vidnega prepuščanja. Prepuščanje vode je odvisno od prepustnosti cementnega kamna in agregata ter od razmerja med njima. Cementni kamen je manj prepusten, če je cementna pasta pripravljena z manjšo količino vode, če je stopnja hidratacije betona visoka in če je bil le ta med strjevanjem ustrezno negovan. Največji vpliv na vodotesnost pa imata razpokanost in odprta poroznost betona.

S prepustnostjo betona je povezana tudi zmrzlinska odpornost betona. Proces zmrzovanja znižuje življenjsko dobo betona, dodatno pa jo znižujejo še prisotnost in vpliv raznih kemikalij. Zmrzlinska odpornost betona se lahko poveča s postopkom aeracije betone, pri čemer del vode dodatno izcedimo iz agregata.

Prostorninska stabilnost betona vpliva na njegovo delovanje znotraj konstrukcije, v katero je vgrajen. Otrdeli beton lahko svojo prostornino spreminja zaradi temperaturnih sprememb, sprememb vlage okolja in obremenitev. Na prostorninsko stabilnost vplivajo še granulacija agregata, način nege betona med strjevanjem in stopnja hidratizacije.

Betonska armatura

V namen izboljšanja karakteristik betona uporabljamo betonsko armaturo, ki prevzema natezne sile, ki jih beton sam ne more prevzeti. Kot material za armaturo se praviloma uporablja jeklo. Ločimo 4 različne vrste betonskih armatur:

  • gladke palice: najpogostejša vrsta armature, proizvedena z vročim valjanjem mehkega gradbenega jekla;
  • rebraste palice: imajo močno povečano trdnost, rebrasto betonsko železo pa se pridobiva z vročim valjanjem naravno trdega jekla, s posebnimi kalibrirnimi valji;
  • mreže: mrežasto betonsko železo, sestavljeno iz hladno vlečenega gladkega betonskega železa, kar bistveno izboljša kakovost, z električno zvarjenimi križanji;
  • BI- železo: sestavljeno iz dveh palic visokovrednega jekla in prečk kvadratnega profila, uporablja se za elemente, ki so obremenjeni na upogib, torzijo in natezno armaturo.

Za betonsko armaturo se uporablja konstrukcijsko jeklo, ki ga pridobivamo iz belega surovega železa ali starega železa in železnih odpadkov. To železo se nato s taljenjem žilavljenjem predela v posebnih pečeh, kjer se mu dodaja različne zlitine.

Betonska armatura mora biti preprosta za vgradnjo in mora zagotavljati:

  • dobro sprijemanje z betonom,
  • prevzemanje nateznih napetosti v armiranem betonu.

Korozija betona

Korozija betona je proces njegovega propadanja, kot posledica kemijske agresije snovi iz okolice. Pri tem na stopnjo in hitrost korozije vplivajo:

  • stopnja agresivnosti snovi,
  • koncentracija snovi,
  • trajanje delovanja agresivnega medija,
  • prisotnost vode,
  • povišanje temperature (pospeši pojav in razvoj kemijskih procesov),
  • velikost površine, izpostavljene agresivnemu mediju,
  • vodoprepustnost tal.

Posledice korozije so raztapljanje ali kemijsko razpadanje veziva, rahljanje strukture cementnega kamna in povečanje poroznosti in prepustnosti za tekočine.

Glede na vrsto vpliva, ločimo 4 vrste korozije betona:

  • raztapljanje hidratacijskih produktov,
  • preoblikovanje trdnih komponent,
  • delovanje trdne faze,
  • alkalno-agregatna reakcija,
  • korozija armature.
Dodaj v:
PImenik ponudnikov AAKCIJE
KSLONEP katalog
Prijavite se na
brezplačne E-novice
Sejmi in prireditve

15. mednarodni sejem energetike

11.02.2019 - 24.02.2019 Električna energija za industrijo, premog, plin in nafta, obnovljivi viri energije, energetska učinkovitost.

45. SEEBBE

17.04.2019 - 20.04.2019 Mednarodni sejem gradbeništva.

Marmo+mac

25.09.2019 - 28.09.2019 Sejem kamna, tehnologij obdelave kamna in oblikovanja kamna.

Heim+Handwerk

27.11.2019 - 01.12.2019 Sejem gradbeništva, pohištva in opremljanja.

Anketa

Moja hiša potrebuje